吳 迪（綜述） 王佐林（審校）

（上海牙組織修復(fù)與再生工程技術(shù)研究中心，同濟大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·同濟大學(xué)附屬口腔醫(yī)院種植科，上海 200072）

牙周炎（periodontitis）是一種由菌斑生物膜感染引起的炎癥性疾病，可導(dǎo)致牙周結(jié)締組織破壞、牙槽骨吸收甚至牙齒喪失[1]。世界衛(wèi)生組織預(yù)估有40%～50%成年人的探診深度＞4 mm，并且該比例隨年齡增長而增加[2]。目前的研究認為，牙周炎的發(fā)生、發(fā)展及牙周軟硬組織破壞主要與宿主對菌斑生物膜中多種細菌及其產(chǎn)物的免疫應(yīng)答有關(guān)。髓樣細胞觸發(fā)受體（triggering receptor expressed on myeloid cells,TREMs）屬于免疫球蛋白超家族，不僅表達于單核/巨噬細胞和中性粒細胞等骨髓細胞分化晚期階段的細胞表面，在上皮細胞、結(jié)締組織、腫瘤組織中也有表達。TREMs家族成員按其發(fā)現(xiàn)先后順序被命名為TREM-1—TREM-6，以及同源基因TREM類似轉(zhuǎn)錄體（homologous genes TREM-like transcript 1，TLT-1 和（homologous genes TREM-like transcript 2，TLT-2）。大量研究表明，TREMs家族在固有免疫及適應(yīng)性免疫中都具有重要作用[3]。本文就TREMs家族在牙周炎中的研究進展做一綜述。

1 牙周炎病因的機制研究

牙齦炎和牙周炎是影響口腔軟硬組織健康的2種常見疾病，炎癥是其共有特征。在牙齦炎中，炎癥局限于軟組織、上皮組織和結(jié)締組織；在牙周炎中，牙齦結(jié)締組織中免疫細胞積累并使炎癥擴展至包括牙槽骨的牙周支持組織，導(dǎo)致牙齒松動甚至脫落[4]。慢性牙周炎（chronic periodontitis，CP）與齦下菌斑中的革蘭陰性厭氧菌密切相關(guān)，特別是牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis，P．gingivalis）、福賽斯坦納菌（Tannerella forsythia）、齒垢密螺旋體（Treponema denticola）[5]。雖然細菌是牙周炎的始動因素，但牙周炎中的骨病理過程幾乎完全由宿主的免疫反應(yīng)介導(dǎo)。目前的研究證明，牙周炎局部組織破壞的主要原因是宿主對口腔局部菌斑生物膜的過度免疫應(yīng)答[6]。此外，口腔病原菌的免疫應(yīng)答可能產(chǎn)生全身系統(tǒng)性影響，如牙周炎等口腔感染或慢性炎癥可能影響動脈粥樣硬化過程[7-8]。牙周炎致病菌侵襲牙周組織后可激活大量的炎癥細胞：①多形核白細胞（polymorphonuclear leukocytes， PMNs）是數(shù)量最多的白細胞，是宿主的主要防御機制，PMN與牙齦固有層血管內(nèi)皮細胞相連，每分鐘約有30 000個PMN 在白細胞介素-8（interleukin-8，IL-8）和胞內(nèi)黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）調(diào)控下穿行于牙周組織，PMN數(shù)量的增加是導(dǎo)致牙周炎慢性炎癥狀態(tài)的主要原因之一[9]；②巨噬細胞作為固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在牙周炎發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。一方面通過吞噬作用可殺滅病原菌，另一方面通過釋放促炎因子會促進組織分解，加重牙周炎進程[10]。研究表明，有學(xué)者在牙周炎樣本中觀察到更高水平的白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、細胞核因子 κB 受體活化因子配體（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）均與巨噬細胞相關(guān)[11-12]。已在牙周炎牙齦上皮、固有層、血管及其周圍組織中發(fā)現(xiàn)活化的巨噬細胞，由于病變與牙周炎進展有關(guān)，在齦溝液與牙齦組織中也能檢測到趨化因子CCL3[又稱巨噬細胞炎癥蛋白1α (macrophage inflammatory protein-1α,MIP-1α）]、CXCL-8（C-X-C motif chemokine ligand 8）、IL-8 的升高[13]。巨噬細胞具有M1、M2兩種極化狀態(tài)，分別具有促炎性和抗炎性[14]。P.gingivalis感染后，來自巨噬細胞的趨化因子CCL2-4增加，相關(guān)促炎細胞因子白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor α，TNF-α）、 粒 細 胞 集 落 刺 激 因 子 （granulocyte colony-stimulating factor，GCSF）、 粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF）分泌增強，反映了 M1型巨噬細胞的促炎作用[15]。P.gingivalis感染后，白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、 精氨酸酶（arginase-1，Arg-1）釋放，膠原沉淀也有所增加，反映了M2型巨噬細胞功能也有一定程度的增強[16]。最近一項研究發(fā)現(xiàn)，P.gingivalis可在M2型極化巨噬細胞中存活24 h，而在M1型中不可以；P.gingivalis的吞噬作用可誘導(dǎo)M1型極化標志物TNF-α、白細胞介素-12（interleukin-12，IL-12）、一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）高表達，但在幼稚巨噬細胞（M?）或M2型中則無此現(xiàn)象[17]。巨噬細胞的不同極化狀態(tài)在牙周炎進程中發(fā)揮不同作用。

菌斑生物膜中病原菌表達病原體相關(guān)的分子模式（pathogen-associated molecular patterns,PAMPs）如脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS），可被 toll樣受體 （Toll-like receptors,TLRs）、NOD 樣受 體 家族（NOD-like receptors,NLRs）和其他固有免疫模式識別受體所識別，激活中性粒細胞和其他白細胞產(chǎn)生促炎細胞因子，如 TNF-α、IL-1β、IL-6 等[18]。P.gingivalis來源的 LPS也可通過 Toll樣受體 2（TLR-2）和 Toll樣受體 4（TLR-4）激活巨噬細胞，活化的TLR-2 可觸發(fā)下游核因子-κB（NF-κB）產(chǎn)生促炎因子[19]。模式識別受體（pattern recognition receptors,PRR）是單核/巨噬細胞PAMPs的重要表面結(jié)構(gòu)，PRR可識別病原微生物的保守結(jié)構(gòu)或病原相關(guān)分子模式，抗原提呈細胞如巨噬細胞和樹突細胞等通過模式識別受體（PRR）識別微生物分子，參與初始捕獲和處理抗原 （固有免疫），進而激活特定T細胞和B細胞的效應(yīng)機制 （獲得性免疫）。PRR與PAMP的相互識別在牙周炎免疫反應(yīng)中起關(guān)鍵調(diào)控作用[20]。

2 髓樣細胞觸發(fā)受體在牙周炎中的研究

髓樣細胞觸發(fā)受體（TREMs）是一類于2000年發(fā)現(xiàn)的跨膜免疫球蛋白受體超家族，也包括由主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex,MHC）編碼的激動型和拮抗型亞型，在免疫系統(tǒng)中起重要作用，但其胞外配體仍未明確，其中TREM-1和TREM-2通過接頭蛋白DAP12信號傳導(dǎo)、激活髓系細胞。TREM-1會觸發(fā)吞噬細胞分泌促炎趨化因子和細胞因子，在細菌和真菌導(dǎo)致的炎癥中起放大效應(yīng)；TREM-2可激活單核細胞來源的樹突細胞，調(diào)節(jié)破骨細胞的發(fā)育[21-23]。此外，它在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用也有廣泛研究。目前主流的研究認為，TREM-1在炎癥中主要起激活促進作用，而TREM-2在免疫細胞信號傳遞中更多發(fā)揮抑制作用[24]。

2.1 TREM-1在牙周炎中的研究

TREM-1主要表達于單核/巨噬細胞、中性粒細胞和樹突細胞等骨髓細胞分化晚期細胞表面，此外還有報道它表達于上皮細胞、結(jié)締組織、腫瘤細胞表面[25]，由1個胞外結(jié)構(gòu)域、1個跨膜結(jié)構(gòu)域和1個短的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成。因胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域缺乏信號基序[26]，TREM-1信號需要與接頭蛋白DAP12，1個含有免疫受體酪氨酸活化基序 （immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM）的跨膜蛋白相結(jié)合，形成胞內(nèi)復(fù)合物。TREM-1/DAP12相互作用可通過TLRs和PAMPs識別細菌，介導(dǎo)下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路磷酸化，如ERK1/2（extracellular regulated MAP kinase 1/2）、PI3K（phosphatidylinositol 3-kinase）、MAPK（mitogen activated kinase-like protein）、STAT5（signal transducer and activator of transcription 5）、Akt（AKT-serine/threonine kinase）等，繼而引起胞內(nèi)鈣離子濃度迅速升高，轉(zhuǎn)錄因子（如NF-κB）的激活，導(dǎo)致中性粒細胞的脫顆粒和吞噬作用，促炎因子釋放增加，抑炎因子減少，從而起到炎癥的“放大器”效應(yīng)[27-29]。 Bostanci等[30]研究發(fā)現(xiàn)，P.gingivalis可以干擾TREM-1/DAP12信號通路，通過此機制確定了P.gingivalis可與TREM-1相互作用從而調(diào)節(jié)全身炎癥。單核/巨噬細胞結(jié)合TREM-1激動劑，隨后結(jié)合模式識別受體如TLRs和NLRs，導(dǎo)致細胞因子和趨化因子分泌增加，二者結(jié)合所引起的協(xié)同效應(yīng)較單一組分別發(fā)揮的作用顯著增加[31]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在患有慢性牙周炎（chronic periodontitis，CP）和廣泛性侵襲性牙周炎 （generalized aggressive periodontitis,GAP）的組織樣本中，TREM-1的mRNA表達水平均明顯高于健康對照組，但在CP和GAP這 2組之間的差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義[32]。Chen等[33]發(fā)現(xiàn)TREM-1在牙周炎牙齦上皮細胞中也呈強陽性表達，主要表達于細胞膜、細胞質(zhì)和細胞外基質(zhì)（主要在棘層和基底層），而于上皮下結(jié)締組織表達較少；總體來說，TREM-1在健康組織切片中的檢出率為86.7%，在炎癥組織切片中的檢出率為100%，且表達水平與牙周炎一些臨床指標（菌斑指數(shù)、探診深度、附著喪失和探診出血陽性率）呈現(xiàn)正相關(guān)性。有學(xué)者在人原代 PMN中加入P.gingivalis刺激，4 h后TREM-1表達升高，18 h后sTREM-1表達升高；分別加入TREM-1的激動劑和拮抗劑可使炎癥因子IL-1β、IL-8的分泌增加或減少，提示TREM-1在牙周炎發(fā)生、發(fā)展過程中起到炎癥級聯(lián)放大作用，但具體作用機制尚未明確[34]。

2.2 sTREM-1在牙周炎中的研究

TREM-1的胞外結(jié)構(gòu)是一種可溶性形式，稱為可溶性髓樣細胞觸發(fā)受體-1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cells，sTREM-1）。有學(xué)者提出，sTREM-1可能直接來自可變剪接體，或由金屬蛋白酶介導(dǎo)的蛋白水解導(dǎo)致膜結(jié)合的TREM-1脫落之后產(chǎn)生[35]。因sTREM-1在體液樣本中很容易通過免疫化學(xué)分析檢測，已被證明可作為一種可靠的診斷和分析細菌感染性炎癥預(yù)后的標志物[36]。與健康牙齦樣本或牙周炎中健康牙齦位點和牙周炎位點相比較，牙周炎位點的齦溝液中sTREM-1分泌顯著增加；牙周探診深度5～7 mm組sTREM-1分泌顯著高于0～3 mm組；sTREM-1的表達水平在不同樣本及不同位點存在差異，吸煙可影響sTREM-1表達水平，但與非吸煙組的差異無統(tǒng)計學(xué)意義；有學(xué)者認為sTREM-1表達水平升高可能是由于下游炎癥因子的正反饋作用引起，反映宿主清除感染的能力[37]。還有研究通過分析健康人群、慢性或侵襲性牙周炎患者齦溝液及齦下菌斑樣本中，sTREM-1與牙周病主要病原菌（牙齦卟啉單胞菌、齒垢密螺旋體、福賽斯坦納菌、伴放線放線桿菌）含量之間的關(guān)系，結(jié)果顯示慢性和侵襲性牙周炎組的sTREM-1分泌水平顯著高于健康組，但2種牙周炎組之間的sTREM-1分泌水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義；sTREM-1分泌水平與特定位點的細菌含量呈正相關(guān)（伴放線放線桿菌除外），得出結(jié)論sTREM-1的表達水平可在一定程度上反映牙周炎的病變程度[38]。另一組研究結(jié)果顯示，在慢性牙周炎及侵襲性牙周炎患者血清中的sTREM-1表達水平也有所上升，且與齦溝液中sTREM-1表達水平呈正相關(guān)，提示牙周炎癥與全身炎癥性疾病具有相關(guān)性，但齦溝液中sTREM-1是否可作為預(yù)測牙周炎的生物學(xué)標志物或口腔/系統(tǒng)性炎癥相互作用的指標，仍需進一步的研究[39]。牙齦卟啉單胞菌有2種蛋白酶發(fā)揮毒力效用：精氨酸特異性（arginine specific，RgpA）蛋白酶和賴氨酸特異性（lysine specific，Kgp）蛋白酶，2種均為厭氧型蛋白酶，可利用游離氨基酸作為碳和氮的來源，通過降解抗菌肽和干擾C5a受體與TLR信號的串話（crosstalk）逃避宿主的抗菌反應(yīng)[40]。牙齦卟啉單胞菌精氨酸特異性蛋白酶可使中性粒細胞表面的TREM-1游離，引起sTREM-1增加，進而增強宿主免疫反應(yīng)；賴氨酸特異性蛋白酶可降解sTREM-1，影響中性粒細胞維持的宿主免疫反應(yīng)。這種對宿主免疫反應(yīng)的雙向調(diào)控可使牙齦卟啉單胞菌在高炎癥條件下逃逸宿主免疫細胞的攻擊，在低營養(yǎng)狀態(tài)時，增強炎癥反應(yīng)。因此，這種對TREM-1的差異性調(diào)節(jié)作用可能是牙齦卟啉單胞菌引起慢性牙周炎一種新的病因機制假說[41]。

2.3 TREM-2在牙周炎中的研究

TREM-2和TREM-1是結(jié)構(gòu)相似的糖蛋白（25～30 kDa），它們都與接頭蛋白 DAP12結(jié)合，而TREM-1的激活功能較強，TREM-2對免疫細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的抑制功能較強。TREM-1高表達于單核/巨噬細胞和中性粒細胞，TREM-2主要表達于巨噬細胞、單核細胞來源的樹突細胞、破骨細胞和小膠質(zhì)細胞[3]。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和牙周炎在骨免疫方面具有很多相似性，炎癥在骨吸收中起關(guān)鍵作用[42]，炎癥可激活反饋抑制作用，限制骨吸收。研究發(fā)現(xiàn)了3種炎癥因子導(dǎo)致破骨細胞形成抑制的機制：Toll樣受體配體和細胞因子調(diào)控TREM-2等共刺激分子表達下調(diào)；巨噬細胞集落刺激因子 （macrophage colony stimulating factor，M-CSF）的受體 c-Fms（colony stimulating factor 1 receptor） 失活導(dǎo)致 RANK（receptor activator of nuclear factor-κB）轉(zhuǎn)錄減少；轉(zhuǎn)錄抑制因子如干擾素調(diào)節(jié)因子8的誘導(dǎo)作用。這些機制可通過互補和協(xié)作方式調(diào)控炎癥中的破骨細胞形成，增強上述作用可能作為抑制骨吸收的新治療手段[43]。TREM-2被認為是一種炎癥反應(yīng)的負向調(diào)控因子，但它在牙周炎中的研究甚少。Chen等[33]的最新研究發(fā)現(xiàn)，在健康牙齦上皮樣本中無TREM-2表達，而在50%的牙周炎牙齦上皮樣本中發(fā)現(xiàn)TREM-2表達；結(jié)締組織中TREM-2表達規(guī)律類似于上皮，僅有13.3%的健康牙周結(jié)締組織樣本檢測出TREM-2表達，而牙周炎結(jié)締組織樣本中TREM-2檢出率達50%。TREM-2促進樹突細胞的成熟和存活，可作為細胞吞噬受體來識別和結(jié)合某些細菌和真菌，并提高微生物清除作用來增強宿主的免疫反應(yīng)[33]，這與之前的一項研究認為P.gingivalis與TREM-2表達下降有關(guān)的結(jié)論沖突[44]。因此，TREM-2與牙周炎的關(guān)系亟待進一步研究。

綜上所述，TREMs在系統(tǒng)性炎癥中的作用已有大量研究，但它在牙周炎中的研究仍處于初級階段。目前大部分研究集中于細菌和TREMs家族相互作用的體外研究或評估蛋白表達水平的橫斷面研究，缺乏有效的體內(nèi)縱向研究來評估牙周炎發(fā)生、發(fā)展過程中 TREM-1、sTREM-1、TREM-2發(fā)揮作用的機制。由于TREMs家族在炎癥及破骨細胞形成中均發(fā)揮重要調(diào)控功能，明確它在牙周炎發(fā)病機制中的作用對牙周炎的診斷、治療靶點及預(yù)后具有重要意義，并有助于深入理解牙周炎與全身炎癥性疾病之間的聯(lián)系。