馬玉梅，劉 美，鄧 斌，李 群，馬 睿，程曉容，鮑英存，張義寶，邱 賓，達(dá)明蓮，薛 鑫綜述，張 芳審校

腦小血管病(cerebral small vessel disease，CSVD)在老年患者認(rèn)知障礙和癡呆的病理生理機(jī)制中具有重要的意義[1]。其主要影像學(xué)表現(xiàn)為腦白質(zhì)高信號(hào)(white matter hyperintensity，WMH)、腔隙性梗死(lacunar infarction，LI)、腦微出血(cerebral microbleeds，CMB)、擴(kuò)大的血管周圍間隙(perivascular spaces，PVS)和腦萎縮。雖然其臨床表現(xiàn)通常是隱匿的，但以上腦部病變的存在常與肢體功能障礙、認(rèn)知障礙、步態(tài)異常、膀胱功能障礙和死亡的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[2]。高血壓、糖尿病等傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素在CSVD發(fā)病中起重要作用，但其確切的發(fā)病機(jī)制尚不清楚。目前研究表明，血腦屏障(Blood-brain barrier BBB)和內(nèi)皮功能障礙與CSVD有關(guān)[3]。

口腔菌群失調(diào)可造成慢性口腔感染包括齲齒和牙周炎，其屬于人類最常見的慢性炎性疾病。慢性口腔感染導(dǎo)致大量炎癥介質(zhì)(即白介素-1β，IL-1β；白介素-6，IL-6；腫瘤壞死因子α，TNFα等)的形成，其誘導(dǎo)肝臟中C-反應(yīng)蛋白(CRP)和纖維蛋白原的產(chǎn)生，導(dǎo)致急性期反應(yīng)使血管硬化[4]。而慢性炎癥是CSVD重要的病理改變，炎癥主要破壞內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致血腦屏障通透性改變。最新研究表明，口腔菌群也可能參與誘發(fā)內(nèi)皮功能障礙，這在CSVD的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。并指出血管舒張功能受損可能是CSVD的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)，并且在LI和WMH患者血清中血管內(nèi)皮功能障礙的許多循環(huán)指標(biāo)(即同型半胱氨酸，Hcy；細(xì)胞間黏附分子-1，ICAM-1；血管細(xì)胞間黏附分子-1，VCAM-1；選擇素E，Es；血栓調(diào)節(jié)蛋白，TM)升高[5]。相反，這些患者血清中內(nèi)皮祖細(xì)胞(內(nèi)皮修復(fù)和重塑的標(biāo)志物)較正?；颊邷p少。由于口腔菌群失調(diào)也與內(nèi)皮功能障礙有關(guān)，并且已證實(shí)其治療對(duì)血管內(nèi)皮功能有益[6]，因此內(nèi)皮功能障礙可能為口腔菌群和CSVD之間提供了可能的機(jī)制聯(lián)系?？谇患?xì)菌抗原與顱內(nèi)小血管內(nèi)皮細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)之間的相似性可誘導(dǎo)免疫交叉反應(yīng)(自身免疫)，因此可能損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞并易發(fā)生CSVD。以上假設(shè)得到了一項(xiàng)研究[7]的支持，該研究證實(shí)牙周炎及動(dòng)脈粥樣硬化患者體內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)源性熱休克蛋白(熱休克蛋白HSP10和HSP60)和牙齦卟啉單胞菌分子伴侶產(chǎn)生的抗體與T細(xì)胞的交叉反應(yīng)。由此可大膽推測(cè)，口腔內(nèi)致病菌群的增加可引起口腔及大腦微循環(huán)系統(tǒng)慢性炎癥反應(yīng)，從而引發(fā)或加重CSVD的病理改變，并與其影像學(xué)表現(xiàn)(腔隙性梗死、腦白質(zhì)高信號(hào)和腦微出血)以及其臨床癥狀(血管性癡呆)存在潛在聯(lián)系。

1 口腔菌群概述

人類口腔微生物群由700多種微生物組成，幾乎所有口腔微生物都是非致病性的，可維持口腔健康狀況并防御病原微生物[8]。口腔菌群最顯著的特征是大部分口腔細(xì)菌在牙齒表面和口腔黏膜上形成生物膜，即所謂的牙菌斑。其被定義為嵌入牙齒及口腔粘膜細(xì)胞外聚合物的微生物群落[9]。細(xì)菌群落和口腔的關(guān)系變化以及抗生素引起的口腔環(huán)境變化也會(huì)影響細(xì)菌種類的存在及其毒性的變化。一旦局部環(huán)境以及生物膜中細(xì)菌的代謝和生理活動(dòng)改變而擾亂了口腔微生物群落的穩(wěn)態(tài)，就會(huì)引起齲齒和牙周炎等口腔疾病，這是口腔中兩種主要的慢性疾病。此外，在過(guò)去的二十年中，已經(jīng)報(bào)道了許多關(guān)于口腔感染性疾病與各種全身性疾病之間的關(guān)聯(lián)的研究，例如心腦血管疾病、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病、吸入性肺炎和自身免疫性疾病。目前，普遍認(rèn)為口腔細(xì)菌感染性疾病主要通過(guò)以下兩種途徑影響全身性疾病。菌血癥是口腔細(xì)菌進(jìn)入牙髓和牙周組織血管的血液途徑，不僅入侵心臟，還入侵大血管和各類臟器，從而引起全身性疾病。另一種直接蔓延途徑，即口腔細(xì)菌通過(guò)咽、氣道等途徑到達(dá)肺部，引起呼吸系統(tǒng)疾病，通常發(fā)生在老年人群中。由于以上途徑引發(fā)免疫應(yīng)答，細(xì)菌代謝產(chǎn)物如內(nèi)毒素(脂多糖：LPS)和熱休克蛋白(HSP)以及抗原，也參與了各種全身性疾病。因此，口腔被認(rèn)為是細(xì)菌感染的來(lái)源，因此預(yù)防口腔感染是牙科領(lǐng)域最重要和緊迫的問(wèn)題之一。

2 口腔菌群與CSVD

存在于口腔的500多種細(xì)菌中，主要有3種與腦小血管疾病有關(guān)：變形鏈球菌(齲齒病原菌)、牙髓卟啉單胞菌(涉及牙髓感染)和牙齦卟啉單胞菌(牙齦炎和牙周炎病原菌)。變形鏈球菌幾乎在所有粥樣硬化斑塊中都能檢測(cè)到[10]，其在腦梗死大鼠模型和腦出血患者中加速了病情進(jìn)展[11，12]。膠原結(jié)合蛋白(Cnm)基因變異鏈球菌(Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌)感染與腦微出血風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，比值比(OR)為14.4。此外，口腔Cnm陽(yáng)性的變形鏈球菌與腦深部出血有關(guān)，而與腦葉微出血無(wú)關(guān)，這表明這種細(xì)菌專門侵害腦深部小動(dòng)脈，因此這些動(dòng)脈比軟腦膜動(dòng)脈更易發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化[13]。另一種參與全身炎癥反應(yīng)的口腔細(xì)菌是牙髓卟啉單胞菌，它是一種與根管感染相關(guān)的革蘭氏陰性菌。這種感染通常是由于深層牙髓通過(guò)根管滲透到牙根的頂端，形成根尖周圍膿腫。卟啉單胞菌能夠在入侵血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，從而可引起內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)而增加心腦血管患病風(fēng)險(xiǎn)。并且，根管感染也會(huì)增加多種炎癥標(biāo)志物和細(xì)胞因子的循環(huán)水平。普遍認(rèn)為由革蘭氏陰性細(xì)菌產(chǎn)生的LPS是最重要的促炎介質(zhì)之一?？梢宰C明，血清LPS水平與心血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)[14]。由此可推斷出，根管病變與心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，這與牙周炎的情況類似。然而，目前尚不清楚根管病變是否也會(huì)增加腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。相反，牙齦卟啉單胞菌的存在與缺血性腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，并且牙齦卟啉單胞菌的預(yù)防和治療可預(yù)防缺血性腦卒中[15]。牙齦卟啉單胞菌可感染內(nèi)皮細(xì)胞，增加內(nèi)皮粘附分子的表達(dá)，從而促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞向血管壁浸潤(rùn)，引起慢性炎癥。

因此，牙齦卟啉單胞菌或Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌的感染在引發(fā)炎癥反應(yīng)從而破壞血腦屏障方面可能起重要作用，這也是CSVD主要的發(fā)病機(jī)制。類似于腸-腦軸，Tonomura等[16]提出了腦-口軸概念，以強(qiáng)調(diào)口腔微生物群對(duì)大腦健康的深遠(yuǎn)影響?？谇慌c大腦之間的距離對(duì)腦部疾病的發(fā)病機(jī)制可能其重要作用，因?yàn)榭谇患?xì)菌很容易通過(guò)血液循環(huán)傳播到大腦。

2.1 口腔菌群與LI LI是CSVD的一種重要類型，約占缺血性卒中的38%～46%，它為單個(gè)腦深部小動(dòng)脈區(qū)域內(nèi)的皮質(zhì)下病變(直徑<15 mm)，這些小血管病變的確切原因尚不清楚。大多數(shù)研究認(rèn)為動(dòng)脈粥樣硬化狹窄、血栓閉塞或炎癥是LI的發(fā)病機(jī)制[17]。此外，盡管血管危險(xiǎn)因素(如年齡、高血壓或糖尿病)可能引起LI，但內(nèi)皮功能障礙與LI之間存在關(guān)聯(lián)。而口腔細(xì)菌感染以及免疫系統(tǒng)的激活，使血清CRP、IL-1β、IL-6、TNFα水平升高有關(guān)，造成全身慢性炎癥反應(yīng)從而進(jìn)一步導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙[4]。有研究證明牙周炎與缺血性卒中存在正相關(guān)關(guān)系，而且增加了復(fù)發(fā)性腦梗死和死亡的風(fēng)險(xiǎn)，該研究也證明控制其他常見的血管混雜因素(如年齡、高血壓或糖尿病)后，口腔菌群失調(diào)可能是LI的危險(xiǎn)因素[18]。導(dǎo)致牙周炎的病原體主要為牙齦卟啉單胞菌，內(nèi)源性HSPs(HSP10和HSP60)、牙齦卟啉單胞菌分子伴侶產(chǎn)生的抗體與T細(xì)胞的交叉反應(yīng)，引起口腔及大腦微循環(huán)系統(tǒng)慢性炎癥反應(yīng)，從而造成LI的發(fā)生發(fā)展。此外，Haraszthy等[19]的研究在頸動(dòng)脈斑塊中發(fā)現(xiàn)了牙周病原體，該病原體可能通過(guò)破壞血管上皮細(xì)胞和刺激炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化，由此推斷牙周病原體的定植也可能引起炎癥反應(yīng)，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。牙周細(xì)菌(主要為牙齦卟啉單胞菌)也可以通過(guò)誘導(dǎo)血小板聚集和增加凝血因子來(lái)促進(jìn)血栓形成。由此可推斷出，口腔菌群通過(guò)上述機(jī)制參與CSVD的發(fā)生發(fā)展。

2.2 口腔菌群與WMH WMH在老年CSVD患者的MRI檢查中很常見，在MRI T2加權(quán)或 FLAIR序列上表現(xiàn)為高信號(hào)，T1加權(quán)像為略低信號(hào)，但高于腦脊液信號(hào)。腦白質(zhì)病變主要分布在腦室周圍、雙側(cè)大腦半球深部白質(zhì)、基底節(jié)、腦橋等。雖然WMH確切發(fā)病機(jī)制存在爭(zhēng)議，但WMH的發(fā)生發(fā)展很有可能與BBB通透性增加和內(nèi)皮功能障礙有關(guān)。而口腔菌群失調(diào)使患者體內(nèi)HSP10和HSP60水平升高，HSP與T細(xì)胞的發(fā)生交叉反應(yīng)，引起口腔及大腦微循環(huán)慢性炎癥反應(yīng)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)根據(jù)Fazekas分級(jí)量表評(píng)估WMH，抗Hsp60抗體滴度與WMH嚴(yán)重程度之間存在顯著相關(guān)性。高滴度組的WMH平均等級(jí)顯著高于正常滴度組的WMH平均等級(jí)。由于口腔細(xì)菌和人體的Hsp60具有很強(qiáng)的同源性，對(duì)感染性微生物的免疫反應(yīng)可能導(dǎo)致對(duì)人體Hsp60的交叉反應(yīng)性自身免疫應(yīng)答，這種應(yīng)答在應(yīng)激的內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞膜中不斷產(chǎn)生和表達(dá)，從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。由此可以確定，抗Hsp60抗體可能與表達(dá)在腦小血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上的Hsp60產(chǎn)生免疫反應(yīng)，并可能與WMH導(dǎo)致的功能障礙有關(guān)。由此可推測(cè)，口腔菌群失調(diào)使CSVD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加。但是，需要更多的研究來(lái)闡明口腔菌群是否確實(shí)在腦小血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙中起作用。

2.3 口腔菌群與CMB CMB為CSVD的一種較常見核磁表現(xiàn)類型，在MRI不同序列上表現(xiàn)為均勻一致、直徑2～5 mm的小圓形或橢圓形低信號(hào)或信號(hào)缺失區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)CMB的部位、數(shù)量與注意力、記憶力等認(rèn)知功能障礙有關(guān)[20]。CMB反映含鐵血黃素被巨噬細(xì)胞吞噬，其發(fā)病機(jī)制涉及大腦微循環(huán)的炎癥反應(yīng)。在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[12]中，攜帶編碼膠原結(jié)合蛋白Cnm基因的變形鏈球菌感染的腦微出血發(fā)生率是缺乏Cnm基因的變形鏈球菌感染的腦微出血發(fā)生率的4～5倍。由此推斷變形鏈球菌(口腔致病菌)細(xì)胞表面表達(dá)的Cnm蛋白容易與血管內(nèi)皮結(jié)合，通過(guò)直接抑制血小板聚集促進(jìn)CMB。因?yàn)榇嬖谟谧冃捂溓蚓?xì)胞表面的膠原蛋白結(jié)合蛋白被稱為Cnm蛋白，它很容易結(jié)合牙齒膠原蛋白。因此在發(fā)生腦出血時(shí)，血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，使膠原蛋白暴露。而膠原蛋白的暴露和血小板的止血作用是抵抗腦出血的重要防御機(jī)制。當(dāng)具有可編碼Cnm蛋白的Cnm基因的變形鏈球菌從口腔進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，細(xì)菌可能粘附并損害血管內(nèi)皮并抑制血小板聚集，導(dǎo)致腦出血。也有研究發(fā)現(xiàn)Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌患者中深部CMB的頻繁發(fā)生表明細(xì)菌參與繼發(fā)性炎癥反應(yīng)或腦小血管的損傷[21]。在一項(xiàng)隊(duì)列研究[21]中，Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌的膠原蛋白結(jié)合活性的增加速度與深部CMB的數(shù)量密切相關(guān)。另外Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌在口腔內(nèi)長(zhǎng)期存在會(huì)通過(guò)破壞血腦屏障來(lái)誘發(fā)CMB[22]。因此有必要通過(guò)前瞻性研究中對(duì)Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌攜帶者的腦微出血發(fā)生情況進(jìn)行分析，以確定Cnm陽(yáng)性變形鏈球菌攜帶者是否為CMB的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

2.4 口腔菌群與血管性癡呆(VaD) CSVD不僅與認(rèn)知功能障礙有關(guān)，而且與 VaD和阿爾茨海默病(AD)的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[23]。目前，涉及口腔菌群失調(diào)是否會(huì)增加VaD的患病風(fēng)險(xiǎn)研究較少。牙周炎是一種慢性、潛在的口腔黏膜感染，在老年人中是普遍存在的。牙周炎的炎癥反應(yīng)是由血清中常見細(xì)菌(牙齦卟啉單胞菌)的抗體以及血清炎癥標(biāo)志物(CRP和IL)的水平升高來(lái)確定的。而牙齦卟啉單胞菌與加速動(dòng)脈粥樣硬化形成和增加頸動(dòng)脈內(nèi)膜內(nèi)側(cè)厚度有關(guān)[24]。卒中和癡呆的危險(xiǎn)因素，包括糖尿病、肥胖和吸煙，與牙周炎具有相似的全身性炎癥特征，提示它們可能在與全身性炎癥相關(guān)的動(dòng)脈粥樣硬化形成的最終共同途徑中發(fā)揮類似的作用。有研究發(fā)現(xiàn)牙周炎導(dǎo)致的牙齒脫落與血管性癡呆是獨(dú)立相關(guān)的[25]。另一項(xiàng)隊(duì)列研究[26]也證實(shí)牙周炎使癡呆的患病風(fēng)險(xiǎn)增加，并指出可以通過(guò)治療口腔感染來(lái)預(yù)防癡呆，因此它可能是癡呆的可改變危險(xiǎn)因素。雖然該研究證實(shí)了口腔菌群失調(diào)是癡呆的危險(xiǎn)因素，但并未對(duì)癡呆進(jìn)行詳細(xì)分類。上述研究為口腔菌群是CSVD和VaD的危險(xiǎn)因素的提供了合理的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。然而，大多數(shù)研究受限于對(duì)缺血性卒中、AD、非分類癡呆與牙周炎導(dǎo)致牙齒脫落患者的分析，或者受限于樣本異質(zhì)性高、樣本量少等。因此現(xiàn)階段需要進(jìn)行大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)研究，以明確內(nèi)皮功能障礙、自身免疫反應(yīng)在CSVD發(fā)病機(jī)制中的潛在作用以及特定病原性口腔細(xì)菌在這些過(guò)程中的作用。

3 結(jié)論與展望

綜上所述，口腔菌群失調(diào)通過(guò)一系列慢性炎癥反應(yīng)及自身免疫反應(yīng)破壞腦小血管內(nèi)皮細(xì)胞造成內(nèi)皮功能障礙，從而導(dǎo)致血腦屏障通透性改變，最終直接或間接的參與了CSVD發(fā)生發(fā)展。由此提出“腦-口軸”的概念，以強(qiáng)調(diào)口腔菌群對(duì)腦小血管病變的深遠(yuǎn)影響，為研究CSVD的臨床治療提供新思路。目前CSVD的治療根據(jù)影像學(xué)表現(xiàn)不同而存在差異，由于這些影像學(xué)表現(xiàn)(LI、WMH、CMB等)的確切發(fā)病機(jī)制不同，因此導(dǎo)致它們的危險(xiǎn)因素也不同。高血壓是這些表現(xiàn)一致的危險(xiǎn)因素。溶栓、抗血小板聚集、降壓藥和他汀類藥物可用于治療有癥狀的腔隙性腦梗死，但溶栓和抗血小板治療容易使WMH和CMB患者的出血風(fēng)險(xiǎn)增加，因?yàn)镃SVD患者往往存在兩種及以上的核磁表現(xiàn)。因此CSVD的溶栓治療廣泛的爭(zhēng)議?？紤]到某些口腔菌群屬變化與CSVD發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，因此可以通過(guò)嘗試調(diào)節(jié)自身免疫或者抗感染的方式，以改變CSVD患者口腔微生物環(huán)境，從而達(dá)到治療疾病的目的。但通過(guò)改變口腔微生物環(huán)境來(lái)治療CSVD的途徑及藥物尚不夠成熟和明確，仍需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和探究。