正畸固定矫治患者龈沟液中TSLP和IL-33浓度的变化与牙周炎症的关系

林浩

在正畸固定矫治的过程中，粘接矫治装置，弓丝入槽后不利于口腔清洁，导致细菌、食物残渣等堆积形成菌斑，引起正畸固定矫治中发生牙龈炎症[1]。龈沟液(gingival crevicular fluid,GCF)分泌量及成分的变化对研究牙周病的发生发展及治疗效果等均有重要意义[2]。胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP) 主要由上皮细胞分泌的新型细胞因子，能通过诱导树突细胞招募Th2细胞的趋化因子，进而诱导Th2炎症细胞的生成，引起Th1/Th2细胞比例失衡，产生细胞因子IL-4、IL-5、IL-13和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF-α)等，导致牙周组织炎症及牙槽骨吸收[3-5]。IL-33是2005 年新发现的一个多功能基因，属于IL-1家族新成员，可激活肥大细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞，在炎症、感染和自身免疫性疾病中扮演着重要角色，在牙周炎症中尚未见报道[6]。

本研究通过检测正畸固定矫治后, 龈沟液中的胸腺基质淋巴生成素、IL-33的浓度与牙周状况的关系，拟为判断正畸固定矫治患者的牙周炎症程度提供一种新的可能的检测思路以及进一步探讨正畸固定矫治中牙周炎症的分子机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

直丝弓金属托槽(straight wire appliance)(卡瓦盛邦上海牙科医疗器械有限公司)；颊面管、牙周探针(长沙市天天齿科器材有限公司)；35号吸潮纸尖(天津加发医疗器械有限公司)；生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)试剂盒(RD,美国)。

1.2 病例选择

选取2016-01～2017-09江苏省连云港市第二人民医院正畸科自愿参加本研究的患者为研究对象，纳入标准为：①正畸治疗前均无龋齿或龋齿已充填、无牙周或黏膜疾病；②3个月内未服用抗生素或引起牙龈增生的药物；③无凝血功能障碍或血液系统疾患；④无严重心、脑、肺、肝、肾等脏器疾病；⑤依从性好，按时复诊；⑥治疗前未使用过细胞因子抑制剂。共纳入研究60 例(男34 例，女26 例)，年龄13～20 岁，平均年龄15.8 岁。检测牙位为：右上颌第一磨牙(16)、左上颌中切牙(21)、左下颌第一前磨牙或第二前磨牙(34/35)、右下颌中切牙(41)。研究经医学伦理委员会批准，所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

1.3 正畸固定矫治

在正畸治疗开始前1 周进行系统的口腔卫生宣教，教会患者使用正畸牙刷、牙线及牙间隙刷进行口腔卫生的维护与保持，要求患者采用Bass刷牙法，饭后刷牙，每次至少5 min，每天至少刷3 次；复诊，进行卫生宣教后的督促及指导。患者在固定矫治前和矫治后2、4、6、8 个月复诊时，检查记录牙周临床指数，包括菌斑指数、牙龈指数、探诊指数，并收集检测牙位远中颊面龈沟液进行相关检测。

1.4 龈沟液的采集及检测

用气枪吹干受试牙牙面及周围牙龈组织后，采用35号吸潮纸尖轻轻插入受试牙远中颊面龈沟至有阻力时停止, 静止30 s后取出以收集龈沟液，每间隔10 min后再重复收集样本1次, 用离心洗提法回收吸潮纸尖上的龈沟液，放入EP管中-70 ℃冻存，以待检测。采用ELISA法测定龈沟液样本中的TSLP和IL-33的水平，具体步骤按说明书进行。

1.5 牙周临床指数检测

菌斑指数(plaque index，PLI)：采用Quigley-Hein法进行判定[2]，用菌斑显示剂涂布于牙面，嘱患者漱口后检查着色的菌斑在牙面的分布部位和范围，按照记分标准进行记录；牙龈指数(gingival index，GI)：采用LÖe和Sliness法(1963、1967)，将牙周探诊放到牙龈边缘龈沟开口处，并沿龈缘轻轻滑动，以记分标准判断牙龈的炎症程度；探诊深度(probing depth，PD)：是指龈缘至袋底的距离，使用牙周探针记录探诊深度，以mm表示。所有检查均由同一人完成。

1.6 统计学方法

2 结 果

2.1 治疗前后牙周临床指数的变化

PLI从矫正前的1(0-1)上升到4 个月时的2(1-2)，随后降至1(1-2)，GI从矫正前的0(0-1)上升至1(0-2)，随后降至1(0-1)(图 1)。这表明患者牙周炎症在接受正畸矫治4 个月左右最严重，随后逐渐改善。这可能与戴入矫治器后口腔内环境的改变以及口腔卫生维护较差有关。此外，正畸牙早期移动也会引起一定的牙周炎症。但在接受治疗4 个月之后，可能由于复诊时进行的卫生宣教督促及指导，患者已基本掌握刷牙的正确方法，口腔卫生有所好转，由正畸牙早期移动导致的牙周炎症也逐渐消退，从而使PLI和GI逐渐趋于稳定。PD一直呈上升趋势(图 1)。临床健康牙龈的组织学深度平均为1.8 mm，正常探诊深度不超过3 mm，虽在戴用矫治器8 个月的观察期内PD最大值仍处于正常范围，具体变化仍需探讨。

图 1 治疗前后牙周指数变化

2.2 治疗前后TSLP和IL-33浓度的变化

GCF中TSLP、IL-33的浓度在矫治4 个月时水平达到峰值，随后开始下降(P<0.05)(图 2)。TSLP、IL-33的变化趋势基本与PLI和GI相符。

图 2 治疗前后龈沟液中TSLP和IL-33的浓度变化

Fig 2 Changes of the concentration of TSLP and IL-33 in GCF before and after treatment

2.3 TSLP、IL-33浓度与牙周临床指数的相关分析

从以上实验可以看出，龈沟液中TSLP、IL-33的浓度与PLI、GI之间存在明显的正相关关系，因此本研究进一步进行了Spearman相关性分析，发现差异有统计学意义(P<0.05)，但TSLP、IL-33与PD未见显著相关(表 1)。结果表明，TSLP和IL-33有可能参与正畸矫治过程中牙周炎的发生发展过程。

表 1 GCF中TSLP、IL-33浓度与牙周临床指数的相关性

Tab 1 Correlation between the concentration of TSLP and IL-33 in GCF and periodontal clinical index

临床指数时间(月)TSLPIL-33rP值rP值PLI矫正前.528②.000.496②.0002.648②.000.461②.0004.676②.000.369②.0046.686②.000.302②.0008.658②.000.498②.000GI矫正前.426②.001.300①.0202.350②.006.267①.0394.295①.022.368②.0046.366②.004.297①.0218.267②.039.361②.005PD矫正前.104.428.259①.0462.199.128.226.0834.212.103.185.1566.132.314.188.1508.186.156.166.204

注： ①P<0.05； ②P<0.01

3 讨 论

龈沟液由牙周组织分泌，其组成成分的量和变化与牙周组织的生理状态密切相关，可间接反映邻近牙周组织中生物因子的量和变化[7]。

GI和PLI是反映牙周炎炎症程度的牙周临床指标，PD是反映牙周炎牙周袋深度的特征性指标[8]。研究结果表明，接受正畸固定矫治的患者牙周炎症在前4 个月明显加重，随后逐渐稳定，在戴用矫治器后8 个月的观察期内PD持续增大，暗示着正畸固定矫治主要在前4 个月对口腔微环境产生较大影响，并持续影响牙周袋深度。在此基础之上，进一步研究了龈沟液中TSLP和IL-33的水平变化，以探讨TSLP和IL-33是否参与正畸固定矫治过程中牙周炎症的发生发展。

Ito等[9]的研究发现，CD4+辅助性T细胞( T helper，Th细胞) 能够通过多种途径介导炎症反应、宿主免疫应答，是牙周病重要的致病机制之一。Th1和Th2细胞是辅助性CD4+ T细胞( Th细胞) 的2 个重要亚群，Th1细胞主要表达IFN-γ、TNF-α等细胞因子，Th2细胞主要表达IL-4、IL-10等细胞因子，已有大量研究表明这些因子参与正畸过程中的牙齿移动、牙槽骨重建过程和牙周炎症[10]。TSLP作为一种能招募T细胞的趋化因子，基本功能是支持B淋巴细胞的生长、分化、成熟及T细胞增殖和Th2细胞因子的产生，并对树突状细胞的活化、成熟和迁移起着重要的调控作用等[5,11]。研究结果表明，TSLP与PLI、GI之间存在明显的时间依赖性的正相关关系，即随着牙周组织炎症的程度变化而变化，这暗示着TSLP可能通过间接激活CD4 + T细胞前体向Th2转化，产生经典的Th2细胞因子，包括IL-4、IL-13以及大量的TNF等来参与牙周炎症反应。

除此之外，还检测了IL-33在正畸固定矫治过程中的水平变化。全长的IL-33具有生物学活性，细胞坏死能释放全长的IL-33，但机制未明[12-13]。因此当在细胞外环境中IL-33水平升高时说明该组织细胞可能正遭受到一定程度的破坏。IL-33 能趋化Th2 细胞，增强Th2 型细胞因子IL-4的表达，能通过CD4+T细胞激活树突状细胞产生IL-5、IL-6、IL-13，进而参与正畸矫治的牙周炎症过程[14-15]。正畸矫治的过程中，当牙齿受到过大压力后，牙周韧带会出现广泛的透明样变性，可能直接造成牙周组织因缺血而坏死，导致IL-33的大量释放，引起牙周炎症。研究结果表明，牙周炎症在第4个月时达到最重，而龈沟液中IL-33水平此时也处于峰值，随后炎症进展逐渐趋于平稳，IL-33水平也逐渐下降。曾有多个研究报道，成人正畸患者在戴用矫治器初期即出现牙龈炎症，菌斑指数和牙龈指数明显增高，但随后稳定，牙龈炎症得以缓解、控制，这与研究结果基本相一致[16-17]。因此，正畸矫治中的牙周炎症状况可通过龈沟液中IL-33水平变化直接反映。

本研究首次报道了龈沟液中TSLP和IL-33的变化水平与正畸固定矫治过程中的牙周炎症的相关性，并初步分析了发生这种现象的可能原因。研究发现，TSLP和IL-33均是参与牙周炎症的重要炎症因子，可辅助临床医生了解正畸固定矫治中牙周组织的炎症情况，帮助临床医生对治疗策略做出合理调整，同时也为深入探讨正畸固定矫治中牙周炎症的分子机制提供了新的思路和靶点。但是，由于正畸固定矫治早期也是一个急性炎症过程，牙周组织内的成骨细胞和破骨细胞受到正畸生物力的影响，可产生并释放大量细胞因子、生化介质等[18]，影响牙周细胞代谢和牙周组织改建，这可能会为实验结果带来一定的偏倚[19-20]。而且，不同个体炎症因子的水平差异较大，许多因素如年龄、取样牙位、力的作用点等均可对龈沟液成分造成一定影响，因此还有待进一步的分子生物学和动物体内研究来提供更高级别的证据支持。