王騰飛，白國輝綜述 范芹審校

1.遵義醫(yī)科大學，貴州 遵義 563000；2.遵義醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院種植科，貴州 遵義 563099

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是一類重要的蛋白水解酶，在牙周病、糖尿病、心血管疾病、癌癥等疾病中均有廣泛研究。種植體周圍炎與牙周病在病因、發(fā)病機制、診斷、治療等方面均有相似之處，但其疾病進展更快、預后更差，因此其早期診斷及預防尤其重要。MMPs作為重要的生物標志物之一，近年來在種植體周圍疾病中的研究逐漸深入，本文就MMPs與種植體周圍炎的關(guān)系進行綜述，以期指導臨床。

1 MMPs的概念、分類及功能

1.1 MMPs簡介 MMPs是一類高度保守的鋅離子、鈣離子依賴的內(nèi)肽酶家族，它們參與炎癥過程及宿主損傷反應(yīng)[1]。基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitors of MMP，TIMP)是內(nèi)源性蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)因子，能夠可逆性抑制MMPs的活性，使其在特定組織中表達。MMPs和TIMPs之間的不平衡通常導致不可逆的牙周和種植體周圍破壞性病理過程，包括種植體周圍炎[2]。

1.2 MMPs分類及功能 MMPs家族根據(jù)結(jié)構(gòu)和底物的選擇性分為6個蛋白酶組：膠原酶、明膠酶、基質(zhì)溶解素、基質(zhì)降解素、膜型MMPs(MT-MMPs)和其他未分類的MMP。研究表明，膠原酶(MMP-1、MMP-8、MMP-13和MMP-18)可以降解骨骼和韌帶的基礎(chǔ)—三螺旋纖維膠原蛋白；明膠酶(MMP-2和MMP-9)參與不同的細胞過程，包括血管生成和神經(jīng)發(fā)生，這些蛋白酶可以降解基底膜成分，進而導致細胞死亡；基質(zhì)溶解素(MMP-3、MMP-10和MMP-11)是降解細胞外基質(zhì)片段的小蛋白酶；基質(zhì)降解素(MMP-7和MMP-26)處理細胞表面分子并消化細胞外基質(zhì)成分；MT-MMPs具有膠原蛋白分解活性，并可能激活一些蛋白酶和細胞表面的成分[3]。

2 MMPs與種植體周圍炎

種植體周圍炎是一種影響種植體骨結(jié)合的病理狀態(tài)，其特征是以菌斑為始動因素的種植體周圍黏膜炎癥和持續(xù)進展的種植體周圍骨組織丟失，它是導致種植失敗的重要原因[4]。根據(jù)最近的一項薈萃分析估計，歐洲、南美和北美種植體周圍黏膜炎和種植體周圍炎的加權(quán)平均患病率分別為43%和22%，而在一項前瞻性研究中顯示，我國患者和種植體水平的種植體周圍炎略有減少，分別為19%和11.2%，并且發(fā)現(xiàn)種植體周圍炎的發(fā)病率隨著時間的推移而增加[5]。目前種植體周圍炎缺乏可預測和有效的治療干預措施，MMPs作為重要的指示生物標志物之一，可提供對種植體周圍炎治療反應(yīng)的量化測量[6]。

2.1 參與植體周圍組織破壞的MMPs種類和來源 現(xiàn)階段研究表明，至少有6種MMPs(MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-8、MMP-9、MMP-13)能夠在種植體周圍齦溝液(peri-implant crevicular fluid，PICF)中檢出，且在種植體周圍炎中的檢出濃度明顯高于健康植體，說明這些MMPs可能參與植體周圍組織的破壞[7-10]。研究表明，齦溝上皮及成纖維細胞可表達MMP-1、MMP2、MMP-7、MMP-8、MMP-13，參與牙周組織降解[11]；此外，MMP-9可源于齦溝上皮、多形核中性粒細胞及破骨細胞，與骨吸收關(guān)系密切[12]。

2.2 幾種主要MMP s對種植體周圍炎的影響 MMP-8是目前與種植體周圍炎關(guān)系最密切的生物標志物之一，早在1997年進行的一項橫斷面研究中顯示，與健康植體患者相比，種植體周圍炎患者的PICF中MMP-8水平升高[13]。研究表明，種植體周圍炎手術(shù)治療后PICF中MMP-8水平顯著降低，并與探針深度變化一致[14]。KARATAS等[15]通過對牙周炎、種植體周圍病變及健康植體患者的牙齦組織活檢進行比較，發(fā)現(xiàn)牙周炎、種植體周圍黏膜炎和種植體周圍炎組MMP-8水平相似，均高于健康組。近年來，SORSA等[16]研發(fā)的活性MMP-8分子即時檢驗(aMMP-8 utilized in point-of-care testing，aMMP-8POCT)在各種研究中獨立驗證，作為牙周炎、種植體周圍炎的輔助診斷、篩查和預后工具，具有良好的效果，其敏感性及特異性分別為75%～85%和80%～90%。MMP-9是齦溝液中主要的明膠酶，也被研究作為種植體周圍炎的候選診斷標志物。王麗娟等[17]發(fā)現(xiàn)MMP-9水平可以較好地反映種植體周圍組織的健康狀況，MMP-9的檢測結(jié)果與牙周病的臨床指征(牙周探針深度、菌斑指數(shù)、牙齦出血指數(shù)等)的檢測結(jié)果一致，提示MMP-9水平可以較好地反映牙周炎周圍組織及種植體周圍組織的健康狀況。這與余道信等[18]的研究結(jié)果一致，種植患者術(shù)后齦溝液中MMP-9是種植體周圍黏膜炎及種植體周圍炎的獨立危險因素，能夠有效反映種植體周圍組織炎癥情況。在ZHANG等[19]的報告中，種植體周圍炎患者PICF和牙齦卟啉單胞菌(porphyromonasgingivalis，P.g)感染的人巨噬細胞中MMP-9的表達均上調(diào)。此外，MMP-1、MMP-2也與種植體周圍炎關(guān)系密切，IRSHAD等[20]認為種植體周圍成纖維細胞中炎癥介質(zhì)和MMP-1的持續(xù)上調(diào)可能在種植體周圍炎的發(fā)病機制中發(fā)揮作用。在去除P.g后，種植體周圍成纖維細胞持續(xù)誘導白介素1β(Interleukin1β，IL-1β)和MMP-1的表達，這表明與牙周病相比，種植體周圍的炎癥病變更具有侵襲性和持久性。有證據(jù)表明，MMP-1/TIMP-1水平的降低可能是種植體周圍臨床附著喪失的一個指標，可將檢測MMP-1與TIMP-1結(jié)合作為種植體周圍疾病的預后標志物。李雋等[21]發(fā)現(xiàn)齦溝液中MMP-2表達水平可能與種植體周圍黏膜炎的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，且與炎性因子、氧化應(yīng)激相關(guān)物質(zhì)、種植體周臨床指標關(guān)系密切，可能對種植體周圍黏膜炎的發(fā)展具有一定的預測價值。

2.3 MMPs破壞種植體周圍組織的可能機制 牙槽骨的改建由成骨細胞和破骨細胞共同完成，在生理狀態(tài)下骨改建趨于平衡，但在病理條件下，這種平衡會被打破。骨吸收是種植體周圍炎特征性病變之一，有研究發(fā)現(xiàn)，MMP-9可以協(xié)同MMP-1，徹底降解Ⅰ型膠原，從而破壞牙周組織和骨基質(zhì)的完整性，參與骨基質(zhì)的吸收過程。劉麗等[22]的動物實驗結(jié)果表明，MMPs在種植術(shù)后植體周圍損傷骨組織的吸收、愈合和骨重建中起重要作用，MMP-2、MMP-9可降解損傷的骨基質(zhì)，促進破骨細胞的募集和破骨細胞性骨吸收的進行。近來，CHE等[23]研究發(fā)現(xiàn)凝集素樣氧化型低密度脂蛋白受體1(lectin-type oxidized LDL receptor 1，LOX-1)可以調(diào)節(jié)P.g誘導的MMP-2和MMP-9的表達，進而加速細胞外基質(zhì)的分解。這與ZHANG等[19]的實驗結(jié)果一致，研究表明MMP9參與了種植體周圍炎的進展過程，并受LOX-1和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2的調(diào)節(jié)，LOX-1/MMP-9信號通路可能是種植周炎的潛在藥物靶點。在炎癥進程中，炎癥介質(zhì)刺激可增加MMPs基因編碼的mRNA及分泌的酶原，KURASHIKI等[24]研究表明，炎癥反應(yīng)可通過核因子κB和c-Jun氨基末端蛋白激酶通路刺激中性粒細胞及巨噬細胞對MMP-2、MMP-9的表達和激活，進而引起組織破壞。髓樣細胞觸發(fā)受體(the triggering receptor expressed on myeloid cells，TREM)屬于模式識別受體細胞受體家族，其中可溶性TREM-1(The soluble form of TREM-1，sTREM-1)與炎癥性疾病關(guān)系最為密切，sTREM-1可與肽聚糖識別蛋白(peptidoglycan recognition protein 1，PGLYRP1)結(jié)合，在TEIXEIRA等[25]的實驗中，種植體周圍炎患者的sTREM-1/PGLYRP1/MMP-8軸表達水平較健康植體高，提示這些標記物也參與種植體周圍的炎癥過程，臨床相關(guān)性sTREM-1/PGLYRP1/MMP-8軸可作為牙周和種植體周圍疾病的有效標志物。

2.4 MMPs在種植體周圍炎早期診斷中的作用 與牙周炎相比，種植體周圍病變更強烈的炎癥特征會增加快速進展的風險，這突出了早期診斷的重要性。從口腔液體(唾液、齦溝液等)中獲得的宿主反應(yīng)和微生物生物標志物的潛在作用已被用作牙周病的輔助診斷工具。與傳統(tǒng)臨床檢查方法相比，宿主反應(yīng)分子的濃度可能代表更準確、實時的疾病進展情況，微生物特征和種植體周圍多種宿主反應(yīng)生物標記物的組合可以更精確地評估疾病狀態(tài)模型。WANG等[26]發(fā)現(xiàn)在PICF水平齒密螺旋體與TIMP-2結(jié)合可增強對病變部位的診斷能力。在L?HTEENM?KI等[27]的研究中，aMMP-8 POCT正確診斷了所有26例種植體周圍炎和26例健康種植體患者，并發(fā)現(xiàn)aMMP-8 PoCT在診斷種植體周圍炎和健康種植體方面比牙周指標和其他生物標記物準確得多。

2.5 MMPs與種植體周圍炎治療的關(guān)系MMPs與種植體周圍炎治療的作用是相互的，一方面種植體周圍炎的治療會引起MMPs濃度與活性的變化，另一方面，MMPs也可以作為監(jiān)測種植體周圍炎治療效果的指標，甚至作為分子靶點，輔助提高治療效果。BHAVSAR等[28]比較了種植體周圍炎手術(shù)和抗菌治療前后MMP-8的變化情況，發(fā)現(xiàn)在治療后三個月PICF中MMP-8濃度顯著降低，并且降低趨勢也與臨床檢查相一致。GHIGHI等[7]比較了機械清創(chuàng)前后MMPs的變化，31例連續(xù)患者被分為三組(種植體周圍炎，n=11；牙周炎，n=10；健康，n=10)，MMP-2、MMP-8、MMP-12和MMP-13在兩個病理組中均顯著高于健康組，然后在比較牙周炎組和種植周組時，沒有發(fā)現(xiàn)差異。關(guān)于TIMP分析，與健康組和牙周炎組相比，種植周組TIMP-2釋放顯著增加。通過免疫組化進一步分析了TIMP-2在植體周圍的表達，證實與牙周炎相比，種植體周圍組織中TIMP-2的表達增加，這表明牙周炎組織對基礎(chǔ)治療有反應(yīng)，而種植體周圍組織的反應(yīng)有限，這可能與種植體表面生物膜清創(chuàng)不足有關(guān)。吸煙者種植體周圍炎病變在光化學治療和局部抗生素治療后，兩組的MMP-1在9個月和12個月時較基線顯著降低，并與臨床檢查一致[29]。激光治療可以清除植體表面的菌斑生物膜，促進種植體-牙齦界面的生物學封閉，促進骨結(jié)合，近年來在臨床運用中取得了一定的療效[30]。研究表明，摻鉺鉻釔鈧鎵石榴石(Er,Cr:YSGG)激光治療可以顯著降低種植體周圍炎PICF中MMP-9、TIMP-1的表達，提高機械清創(chuàng)的治療效果[31]。治療種植體周圍炎可以使MMPs的表達下調(diào)，反過來MMPs也可作為監(jiān)測種植體周圍炎治療效果的指標。其中aMMP-8是目前篩選和檢測與牙周炎和種植體周圍炎相關(guān)的牙周組織破壞并監(jiān)測其治療效果的最有效的生物標志物之一[27]。有研究表明MMP-8響應(yīng)性水凝膠是按需口服局部給藥的一個有希望的候選者，其優(yōu)點是利用種植體周圍炎癥組織中MMP-8的高表達，將攜帶藥物的水凝膠靶向作用于炎癥區(qū)域，但目前仍缺乏動物試驗結(jié)果的支持[32]。GOLUB等[6，33]研究發(fā)現(xiàn)基于MMPs的宿主調(diào)節(jié)藥物是治療慢性牙周炎安全有效的輔助藥物，其循證證據(jù)優(yōu)于局部緩釋抗菌劑及激光治療，其中多西環(huán)素被發(fā)現(xiàn)是最有效的MMPs抑制劑，其原理是全身應(yīng)用亞抗微生物劑量的多西環(huán)素，通過作用MMPs，達到緩解牙周炎癥過程和膠原分解反應(yīng)的效果。種植體周圍炎與牙周炎具有相似性，種植體周圍炎對全身疾病的影響和宿主調(diào)節(jié)療法對其的有效性仍需進一步研究。

3 結(jié)語

種植體周圍炎目前缺乏有效的預防和治療措施，相較于牙周炎，種植體周圍炎更難控制和治療，相關(guān)因素尚不清楚。aMMP-8 POCT因其快速、準確的特點有望廣泛運用于臨床種植體周圍炎的社區(qū)篩查、早期診斷及疾病預后監(jiān)測，未來可結(jié)合微生物或其他生物標志物提高其診斷能力。目前，國內(nèi)外關(guān)于MMPs對種植體周圍炎影響的文獻較少，作用機制仍不明確，但近年來隨著研究的深入，以MMPs為靶向的藥物治療有望成為機械清創(chuàng)、手術(shù)治療的輔助方式。