种植体周微生物及其免疫应答的研究进展

    种植修复逐渐成为缺失牙修复的首选方式，种植体周病是其常见的生物学并发症，包括种植体周黏膜炎和种植体周炎。种植体周黏膜炎是局限于种植体周软组织、与菌斑相关的病理状态；种植体周炎是指菌斑为始动因素的种植体周黏膜炎症和进行性种植体周骨丧失。
    重度牙周炎病史、菌斑控制不良、无定期维护、吸烟、糖尿病、种植体周粘接剂残留等因素均会增加患种植体周炎的风险，其中菌斑控制不良、重度牙周炎病史、无定期维护者患种植体周炎的风险级别较高。种植体周微生物组成及其引起的免疫应答与种植体周状态密切相关。因此，本文就种植体周微生物及其免疫应答的研究进展做一综述。
    1.种植体周与天然牙周
    1.1组织结构的差异
    种植体周和天然牙周存在一些重要结构差异，包括：种植体周缺乏牙周膜和牙骨质、周围结缔组织的排列不同、种植体周血液循环较差及种植体周缺乏生理性龈沟液等。种植体周结缔组织排列方向与种植体表面平行，种植体周生物学宽度大于天然牙。
    这导致种植体周黏膜沟比天然牙龈沟更深，使细菌能侵入更深；此外，种植体周结缔组织中细胞和血管数量较少，使得种植体周更易受到细菌的侵袭。种植体周黏膜沟液（peri-implant crevicular fluid，PICF）是菌斑生物膜刺激引起结缔组织中血管通透性增高而产生的炎性渗出液，其中与固有免疫相关的细胞因子浓度较龈沟液（gingival crevicular fluid，GCF）高。当发生种植体周病时，PICF会增多，其中与炎性相关的细胞因子［如白细胞介素（interleukin，IL）-1β、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-8］表达水平明显升高，这些指标可辅助判断种植体周状态。
    1.2种植体周与天然牙周微生物的联系
    种植体周微生物可由口腔其他位点（颊上皮、舌背、临床牙冠、牙周袋、口底、前庭、上腭和扁桃体等）的微生物移位定植而来，即微生物的口内移位。口内移位现象在种植体周微生物群的组成中起决定性作用。种植体植入口内30min后，微生物即可通过愈合基台在种植体表面定植形成生物膜。无牙颌患者种植体周定植的微生物则主要源自口腔软组织，由于龈下牙周环境的去除，无牙颌患者所携带的牙周致病微生物更少。
    健康种植体周的微生物群主要由革兰阳性球菌、少量螺旋体及能动杆菌组成，与相邻牙周的微生物组成非常相似，且受邻近天然牙周细菌生物膜组成的影响。牙周致病菌可在种植体植入后2周内完成在种植体周的定植，这是发生种植体周病的重要因素。种植体周病相关细菌与牙周致病菌密切相关，有牙周炎病史患者的种植体周可检测出牙周致病菌，牙周致病菌含量增加，种植体周病的易感性也会随之增加。因此，有慢性牙周炎病史的患者患种植体周炎的概率会增加，且与牙周炎严重程度呈正相关。
    2.种植体周病与微生物
    2.1种植体周病的微生物群落特征
    种植体周病与健康种植体周微生物群落特征的差异主要表现为牙周致病菌的数量和比例不同。微生物是种植体周病的始动因素，在种植体周病的发生发展中扮演了重要角色。健康种植体周向种植体周黏膜炎的转变与球菌、能动杆菌和螺旋体的比例增加有关，这与牙龈炎相似；而种植体周炎则主要与牙周病中常见的革兰阴性厌氧菌比例增加有关。
    随着种植体周炎症程度增加，种植体周微生物群落结构紊乱程度增加，致病微生物种类及数量也随之增加。种植体周黏膜炎微生物群落变化速度较慢，群落结构丰富度较低，但群落成分较复杂。种植体周黏膜炎位点除发现链球菌、普雷沃菌、卟啉单胞菌、梭杆菌、放线菌等微生物外，新月形单胞菌、侵蚀艾肯氏菌和脑膜炎奈瑟菌等非口腔常见菌也与种植体周黏膜炎相关。
    种植体周炎的微生物以革兰阴性厌氧菌为主。Kröger等分析了45例种植体周炎患者黏膜下菌斑组成，共发现了337种微生物，厌氧菌种类和数量与种植体周炎炎症程度呈正相关。
Al-Ahmad等采用16SrRNA基因测序分析种植体周炎患者黏膜下微生物样本发现，种植体周炎微生物以拟杆菌门、厚壁菌门和梭杆菌门微生物为主，以及少量的放线菌门、变形菌门、螺旋体门等微生物。种植体周炎中红色复合体（牙龈卟啉单胞菌、福赛坦纳菌、齿垢密螺旋体）和橙色复合体（具核梭杆菌、中间普氏菌、变黑普氏菌和微小单孢菌等）数量较种植体周黏膜炎明显增加。
    探诊深度增加是种植体周炎常见的临床表现之一，其与种植体周黏膜下微生物组的变化和菌群失调的水平提高有关，有研究发现，在种植体周致病微生物中产黑素普雷沃菌、内氏放线菌和梅毒螺旋体Ⅰ~Ⅲ型与种植体周探诊深度增加有关。
    种植体周炎致病菌的毒力因子包括脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、蛋白酶、胶原酶和黏附素等。外膜囊泡（outer membrane vesicle，OMV）是细菌外膜的蛋白脂质体，可运输各种化学性质，在宿主-微生物相互作用中起关键作用。致病菌的毒力因子作用于机体，进而导致种植体周支持组织破坏。
    2.2种植体周炎与牙周炎微生物的异同
    种植体周炎微生物与牙周炎微生物的种类相似。牙周炎致病菌主要包括红色复合体和橙色复合体；与之相似，在种植体周炎位点同样存在这些微生物；其中牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌、福赛坦纳菌和具核梭杆菌与种植体周炎存在相关性。但种植体周炎与牙周炎的微生物学特征不完全相似，种植体周炎的微生物组成更复杂。
    种植体周炎的种植体周微生物由牙周炎致病菌和条件致病菌组成，这两类微生物的比例几乎相同，而牙周炎中的条件致病菌比例较低。常见的牙周致病菌中，牙龈卟啉单胞菌在种植体周炎和牙周炎微生物中的比例无明显差异，福赛坦纳菌和中间普氏菌则在牙周炎中比例更高。中间普氏菌和变黑普氏菌两种橙色复合体微生物在种植体周炎中较为常见。
    种植体周炎条件致病菌中有在牙周炎中并不常见的微生物，如白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、中间葡萄球菌、表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌、产气肠杆菌、回肠杆菌、大肠埃希氏菌、幽门螺杆菌、拟肽链球菌，以及假单胞菌属和酵母菌属等。在上述条件致病菌中，铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌可能与种植失败有关。此外，有研究发现人巨细胞病毒和EB病毒与种植体周炎相关。
    与牙周炎相比，种植体周炎微生物中条件致病菌比例较高，在免疫力强的种植体周炎患者中使用广谱抗生素会有导致二重感染的风险；若缺乏随访和抗生素药敏试验，以及继续选择经验性治疗方案可能会导致持续的微生物感染，从而加剧疾病的进展。个性化的牙周支持治疗可维持健康的微生物生态平衡，从而降低特定病原体比例，保持最佳菌斑控制，以预防感染发生发展。
    3.种植体周炎的免疫炎症反应与微生物
    种植体周支持组织损伤是由机体介导的免疫炎症反应所致。固有免疫和适应性免疫均参与种植体周炎免疫炎症反应。种植体周炎组织病理学检查可见大量浆细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、B细胞和T细胞浸润，这与牙周炎相似。但种植体周炎的炎症浸润范围更大，免疫细胞（中性粒细胞和巨噬细胞）和相关炎症介质的比例更高。参与种植体周炎免疫炎症反应的细胞因子包括：IL-6、IL-17、MMP-9、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、Toll样受体（toll-like receptor，TLR）2和TLR4等。但目前尚未确定与种植体周炎相关的特异性促炎细胞因子。
    3.1固有免疫
    组织固有的巨噬细胞和树突状细胞是主要的先天效应细胞，与募集的中性粒细胞共同构成了宿主防御的第一道防线，以防止感染并帮助维持组织稳态。固有免疫主要表现为炎症反应。牙龈卟啉单胞菌可刺激种植体周炎患者PICF的IL-1α、IL-1β和IL-6分泌增加，其浓度与种植体周的炎症程度呈正相关。IL-1α是活化破骨细胞的主要细胞因子，IL-1β和IL-6与探诊出血和探诊深度相关。LPS是与种植体周炎的发生发展、募集单核细胞/淋巴细胞的浸润、刺激促炎性细胞因子的产生及骨吸收有关的重要毒力因子。
    LPS由巨噬细胞表面的Toll样受体识别，进而诱导与固有免疫相关的IL-1家族细胞因子生成。目前研究已证实，向种植体周黏膜注射牙龈卟啉单胞菌LPS可诱导种植体周炎的发生。
    3.2适应性免疫
    固有免疫除了直接引起IL-1等炎性因子分泌增加，引起骨吸收外，也会随之触发适应性免疫。适应性免疫分为体液免疫和细胞免疫，体液免疫中的B细胞可分泌IL-6、TNF和干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ）、Toll样受体等细胞因子调节免疫炎症反应。对于细胞免疫而言，Toll样受体家族除激发固有免疫外，也在适应性免疫反应中发挥重要作用。牙龈卟啉单胞菌可通过上调活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）c1和下调核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）以调节TLR2及TLR4，进而促进破骨细胞的生成。
    其中，TLR2的表达水平与种植体周炎的炎症程度呈正相关，LPS也可与TLR2相互作用，并随后激活TLR2下游通路，继而促进产生多种促炎细胞因子；而敲除TLR2可减轻小鼠种植体周炎的骨丧失和炎症浸润。
    TLR4在早期种植体周炎的软组织炎症中发挥重要作用。此外，TLR4还可通过调节B细胞浸润、核因子-κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κBligand，RANKL）/骨保护素（osteoprotegerin，OPG）表达比例，以及上调IL-1β、IL-17，、IFN-γ和TNF-α炎性细胞因子的水平来介导牙龈卟啉单胞菌诱导的种植体周炎的牙槽骨吸收。
    种植体周炎致病菌可通过Toll样受体引起T辅助细胞17（T helper 17，Th17）分泌的IL-17水平增高，IL-17具有介导与促炎反应相关的多种生物学功能，包括促进IL-6和IL-8的分泌，参与免疫炎症反应。Th17细胞介导的免疫反应高度依赖于树突状细胞产生的促炎性细胞因子IL-23，通常被称为IL-23/Th17轴。目前有研究发现，IL-23表达水平与种植体周骨丧失水平呈正相关，而TGF-β表达水平则与种植体周骨丧失呈负相关。
    4.小结
    微生物是种植体周病的始动因子，种植体周黏膜下菌群失调引发种植体周病。种植体周结构与天然牙周结构存在差异，种植体周病微生物群落结构与牙周病亦不尽相同。致病微生物可通过刺激机体免疫系统引发免疫炎症反应，进而介导种植体周支持组织的破坏。因此，治疗种植体周病的首要步骤为去除种植体周菌斑生物膜、纠正种植体周微生态紊乱，这对成功治疗种植体周病至关重要。