牙周炎症状态与牙龈组织中巨噬细胞极化和功能的相关性研究

发布时间：2020-05-11 18:30

【摘要】：【背景】慢性牙周炎是一种以牙周支持组织进行性破坏为特点的口腔慢性感染性疾病。越来越多的研究证实牙周炎症的发生是机体免疫系统与口腔致病微生物之间相互作用的结果。现阶段临床上的牙周治疗手段多局限于机械性地清除牙菌斑而忽视了对宿主免疫系统的关注,因此治疗效果往往因人而异,且长期效果尚不稳定,因此新的牙周治疗理念亟待研究发现。骨免疫是近年来提出的新概念,是因为有学者在其研究中发现机体骨骼系统和免疫系统之间不仅紧密相关,还会相互作用相互影响。由于考虑到免疫系统对骨骼系统具有重要影响,可以试图通过调节机体的免疫系统影响牙槽骨的吸收或再生从而达到治愈牙周炎的目的,因此越来越多的学者开始关注免疫系统对牙周炎症发生发展过程中的作用。单核巨噬细胞是机体固有免疫系统的重要成员之一。它不仅在炎症反应的初始阶段促进炎症细胞的募集和病原体的吞噬,亦在随后激活机体获得性免疫反应及炎症后期调控骨吸收或再生的过程中有重要作用。因此,巨噬细胞免疫防御功能和免疫调节功能的平衡对牙周组织的炎症进程至关重要。巨噬细胞在机体的免疫防御过程中可以发挥不同的作用是因为其在特定的组织微环境下可以极化为两种功能不同的表型。通过经典途径在辅助性T细胞1(Th1)相关的细胞因子如干扰素(IFN-γ)或脂多糖(LPS)的刺激下极化产生的巨噬细胞为M1型巨噬细胞。活化后的M1型巨噬细胞在炎症反应的早期阶段能有效地吞噬病原体,并通过分泌大量炎性细胞因子促进机体的炎症反应,增加机体的免疫防御功能,但同时也有可能引起间接性的组织损伤。M2型巨噬细胞是在辅助性T细胞2(Th2)型细胞因子,如白细胞介素(IL-4或13)刺激下通过选择性途径诱导产生。与M1型巨噬细胞不同的是,M2型巨噬细胞可以通过产生IL-10和TGF等抗炎型细胞因子抑制炎症反应的进程,调节机体免疫平衡,并在炎症反应的后期阶段促进局部组织的修复及再生。巨噬细胞的多形性决定了其在免疫反应中的重要作用,活化后的不同表型在机体对抗入侵病原体的免疫防御过程中通过其各自不同的作用共同影响着局部牙周组织的稳态平衡。也就是说,促炎M1型巨噬细胞与抗炎M2型巨噬细胞在牙周组织中存在的比例可能会很大程度上决定着牙周炎症的发展进程。现阶段关于巨噬细胞及其表型在人慢性牙周炎发生发展中具体作用机制的研究还尚未清晰,曾有一国外文献报道称当给实验小鼠用免疫调节药物去除体内大多数的巨噬细胞后再感染牙龈卟啉单胞菌,其牙周炎症状态明显轻于未去除巨噬细胞的小鼠。随后有人对实验性牙周炎大鼠的牙龈组织进行免疫荧光及免疫组织化学检测牙周组织发现,与对照组相比,牙周炎组大鼠的牙周组织中M1/M2比值明显增加。这些研究证实了巨噬细胞及其表型在动物实验性牙周炎的发生发展过程中确实起到了重要的作用,然而关于巨噬细胞表型在人牙周炎症组织中的表达的研究却少有报道,值得我们进行进一步研究。此外,巨噬细胞除了可以在极化为M1型或M2型巨噬细胞后通过自身直接吞噬、中和组织内的病原微生物或炎症代谢产物,还可以通过其分泌的促炎或抗炎细胞因子扩大或终止炎症进程。也就是说巨噬细胞的极化及其在免疫反应过程中的促炎抗炎功能及免疫调控作用需要在多种与巨噬细胞相关的细胞因子共同完成,因此研究巨噬细胞相关细胞因子在人炎症牙周组织中的表达状况也尤为重要。本研究以慢性牙周炎及慢性龈炎患者的牙龈组织作为实验组,牙周健康志愿者的牙龈组织作为对照组,通过观察M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞在不同牙周健康状下的牙龈组织中的表达,以及检测巨噬细胞相关细胞因子(IL-4,IL-10,IL-12,IFN-γ,TNF-α,IL-6)在三组牙龈组织中表达的差异,了解牙周炎症状态与人牙龈组织中巨噬细胞极化和功能的相关性,从而进一步验证巨噬细胞的极化过程对慢性牙周炎发生发展的影响。【目的】通过比较慢性牙周炎,慢性龈炎及牙周健康受试者的牙龈标本中M1/M2的表达情况,并检测巨噬细胞相关细胞因子(IL4、IL-10、IL-6、IL-12、IFN-γ、TNF-α)在三组受试者牙龈组织中的表达差异,探究牙周炎症状态与局部牙周炎症组织中巨噬细胞极化和功能的相关性,从而探究巨噬细胞极化在慢性牙周炎发生发展过程中的作用。【方法】1、牙周炎症状态对牙龈组织中巨噬细胞极化的影响在临床诊疗过程中随机将符合分组纳入条件的受试者分为慢性牙周炎组(P)、慢性龈炎组(G)及牙周健康组(H)。随后将从三组受试者口内获得的牙龈组织固定、切片处理后进行HE染色和免疫荧光染色观察。2、牙周炎症状态对牙龈组织中巨噬细胞相关细胞因子表达的影响将上述三组受试者的牙龈组织标本进行进行免疫组织化学颜色,观察IL4、IL-10、IL-6、IL-12、IFN-γ、TNF-α在牙龈组织中的表达。3、牙周炎症状态下的牙周指数、巨噬细胞极化及巨噬细胞相关细胞因子表达的相关性分析在分组后对三组受试者进行牙龈指数(PI)、探诊深度(PD)及临床附着丧失(CAL)等临床参数的检测和记录,使用统计学软件对慢性牙周炎组和慢性龈炎组的M1/M2、巨噬细胞相关细胞因子以及各牙周指数进行相关性分析。【结果】1、牙龈组织经HE染色后可观察到上皮层和上皮下结缔组织。H组的标本可观察到形态正常的上皮钉突并向结缔组织中深入,结缔组织中罕见炎症细胞浸润。P组和G组标本的HE染色中均可见到上皮钉突的异常生长,较健康牙龈上皮中的上皮钉突伸长增生,牙龈上皮表层可见过度角化,大量炎症细胞浸润在结缔组织层。M2在三组中均可被检测出,阳性细胞个数由多至少依次为慢性龈炎组,慢性牙周炎组和牙周健康组;而M1在P组和G组中均可被检测出,在H组内的表达率为75%,阳性细胞个数在三组中表达由多至少依次为慢性牙周炎组,慢性龈炎组和牙周健康组。P组M1/M2明显高于G组和H组(p0.05),而M1/M2在G组与H组的表达则无明显差异。2、促炎型细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-6、IL-12在P组牙龈组织中的表达量均明显高于H组中的表达。P组和G组的牙龈组织中TNF-表达明显高于H组,结果具有统计学差异(p0.05);而P组与G组牙龈组织中TNF-表达则无显著统计学差异。P组牙龈组织中IFN-表达明显高于G组和H组,结果具有统计学差异(p0.05);而G组与H组牙龈组织中IFN-表达则无显著统计学差异。P组牙龈组织中IL-6表达明显高于G组和H组,H组牙龈组织中的IL-6高于G组,结果具有统计学差异(p0.05)。P组牙龈组织中IL-12表达量明显高于H组,结果具有统计学差异(p0.05);而G组与P组以及G组与H组牙龈组织中IL-12的表达则无统计学差异。G组牙龈组织中IL-4表达明显高于H组,结果具有统计学差异(p0.05);而P组与G组以及P组与H组牙龈组织中IL-4表达则均无显著统计学差异。IL-10在三组牙龈组织中的表达均无明显统计学差异。3、对P组和G组的各实验指标数据进行相关性分析,结果提示:M1/M2与PD、IFN-、IL-6呈正相关(p0.01),相关系数分别为r=0.66、r=0.76和r=0.64;PD与IFN-、IL-6呈正相关,相关系数分别为r=0.73和r=0.89;与IL-4呈负相关(p0.05),相关系数r=-0.36;其他实验指标之间尚未发现有相关性。【结论】1、M1/M2比值在慢性牙周炎组牙龈组织中的表达明显高于在慢性龈炎和牙周健康组中的表达,推测巨噬细胞极化的方向可能决定着牙周炎的发展进程。2、诱导巨噬细胞向M1型分化的细胞因子IFN-γ与诱导巨噬细胞向M2型分化的细胞因子IL-4在牙龈组织中的表达量与三组牙龈组织中的M1、M2表达趋势完全一致,推测其可能通过诱导巨噬细胞的特定极化方向影响慢性牙周炎的发病。3、促炎型细胞因子IL-6、IL-12、TNF-α在人慢性牙周炎的牙龈组织中的表达量上调,提示我们巨噬细胞相关细胞因子在牙周炎的整个发病过程中也产生了不可忽视的作用。4、PD作为临床上衡量牙周健康状况最常使用的牙周指数之一,与牙龈组织中M1/M2以及IL-4、IFN-γ、IL-6具有相关性。这提示我们M1/M2、IL-4、IFN-γ、IL-6与可能与慢性牙周炎的严重程度相关。
【图文】：

牙龈,HE染色,样本,牙周健康

空军军医大学硕士学位论文包括慢性牙周炎组 11 例 (男 7 例，女 6 例，平均年龄 49.62±9.39 岁)，，慢性龈炎组 19 例(男 11 例，女 8 例，平均年龄 32.37±11.88 岁)，牙周健康组 11 例(男3 例，女 8 例，平均年龄 24.18±5.89 岁)在内的 43 名受试者被纳入到本研究中。在检查并记录受试者的基情况以及牙周指数后对其进行统计学分析，结果见表 1：对三组受试者的年龄及性别构成比进行χ2 检验，检验结果显示各组之间的年龄及性别构成比例无统计学差异(P>0.05);对记录下的各组牙周指数进行统计学分析，结果显示慢性牙周炎组 GI、PD、CAL 均明显高于牙周健康组和慢性龈炎组，慢性龈炎组 GI亦高于牙周健康组，以上结果均具有统计学差异(P<0.05)。3.2 牙龈组织样本及 HE 染色结果

牙龈组织,巨噬细胞

-26-图 2 M1、M2 在不同牙周健康状况的牙龈组织中的表达（× 倍）（注：图 A 为巨噬细胞在三组中的免疫荧光染色，图 B 图 C 为 M1、M2 阳性细胞个数在三组牙龈组织中的表达，图 E 为 M1/M2 在三组牙龈组织中的表达）M2 型巨噬细胞，即 F4/80+CD206+细胞在三组中均可被检测出，阳性细胞个数由多至少依次为 G 组，P 组和 H 组。M1 型巨噬细胞，即 F4/80+iNOS+细胞在 P 组及 G 组中均可被检测出，但在 H 组内的阳性率仅为 75%，三组牙龈样本中阳性细胞个数由多到少依次为 P 组，G 组和 H 组。 P 组 M1/M2 比值显著高于 G 组和 H 组（p<0.05），而G 组与 H 组的 M1/M2 比值则无统计学差异（图 2）。4 讨论慢性牙周炎是由牙周致病微生物和宿主的免疫防御反应相互作用共同影响的慢
【学位授予单位】：中国人民解放军空军军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R781.42

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