李少華,林曉萍

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一類以肝細胞內(nèi)脂肪蓄積(>5%)為主要特征的臨床病理綜合征,包括僅有肝脂肪變性的非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver,NAFL)和伴有炎癥細胞浸潤、肝細胞球囊性變和纖維化等肝內(nèi)組織病理表現(xiàn)的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),診斷時需排除因過量飲酒(男性飲酒量≥0.03 kg/d,女性飲酒量≥0.02 kg/d)、慢性病毒感染、長期用藥、缺血或自身免疫性疾病等原因所引起的肝脂肪變性人群。其中,NASH可向肝硬化、肝細胞癌等發(fā)展,影響生命健康[1]。相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查顯示,NAFLD已經(jīng)成為最常見的慢性肝臟疾病,截至2021年,NAFLD的全球總體患病率高達29.38%,發(fā)病率為46.24/1000人年,估計總死亡率為23.91/1000人年;在該群體中,繼發(fā)于NAFLD的肝細胞癌發(fā)生率達15.1%,肝細胞癌發(fā)病率為1.46/1000人年[2-3]。近年來,相關(guān)研究表明以牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonasgingivalis,P.gingivalis)為主要致病菌的牙周炎與NAFLD的發(fā)生發(fā)展有一定的關(guān)系。

1 牙周炎與NAFLD相關(guān)的流行病學(xué)研究

目前,有基于人群的流行病學(xué)調(diào)查和描述性研究顯示,牙周炎越重的患者越容易患NAFLD,且NAFLD患者也更容易患牙周炎。Weintraub等[4]對美國成人口腔健康進行橫斷面調(diào)查,在5 421份可用數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),使用美國脂肪肝指數(shù)和肝纖維化評分作為NAFLD的評估標(biāo)準(zhǔn)時,NAFLD的發(fā)生發(fā)展與中、重度牙周炎有顯著相關(guān)性,優(yōu)勢比為2.21和3.10。Iwasaki等[5]對1 226名日本人口腔健康狀況進行橫斷面調(diào)查發(fā)現(xiàn),在經(jīng)超聲診斷為NAFLD的患者中,牙周探診深度≥4 mm的患者高達86.7%,顯著高于非NAFLD患者(72.9%),調(diào)整后的優(yōu)勢比為1.881(95%可信區(qū)間1.184～2.987,P<0.01),提示牙周炎能增加NAFLD的患病風(fēng)險。Helenius-Hietala等[6]對芬蘭成人進行一項為期12年的隊列研究發(fā)現(xiàn),在6 165名參與者中,重度牙周炎患者患有NAFLD的風(fēng)險高于中、輕度及無牙周炎者,調(diào)整后風(fēng)險比為6.9。韓國一項針對全國成年人牙周狀況與NAFLD之間相關(guān)性的橫斷面調(diào)查發(fā)現(xiàn)4 061名參與者中,在有牙周袋存在時(牙周探診深度≥3.5 mm),調(diào)整后的血清脂肪肝指數(shù)的均值增加(P=0.005)[7]。Kim等[8]對4 259名韓國成人的健康營養(yǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,刷牙頻率越高,牙周狀態(tài)越好,NAFLD發(fā)生率越低。Surlin等[9]使用光學(xué)相干斷層技術(shù)評估牙齦組織炎癥性改變程度,結(jié)果顯示NAFLD的牙周炎患者相比于無NAFLD的牙周炎患者及健康者,其牙齦組織成像像素密度更低,炎癥性改變更重,同時研究發(fā)現(xiàn)牙周炎的嚴(yán)重程度與肝纖維化進展有一定的相關(guān)性。Alazawi等[10]對8 172名成人進行橫斷面研究發(fā)現(xiàn),有明顯肝纖維化的NASH患者牙周炎的患病率達33%,較無纖維化或有輕度肝纖維化NASH患者的牙周炎患病率(24%)更高,NAFL患者牙周炎患病率最低(3%),說明NAFLD患者的肝纖維化程度與牙周炎的患病率有關(guān)。Kuroe等[11]對341名肥胖日本人進行為期5年的隊列研究發(fā)現(xiàn),在原患有NAFL和期間發(fā)展為NAFL的患者中平均牙周附著喪失越重,肝纖維化發(fā)生率越高,表明牙周炎與NAFL患者的肝內(nèi)纖維化發(fā)展有關(guān)。綜上,牙周炎與NAFLD之間有一定的相關(guān)性。

2 與牙周炎相關(guān)的NAFLD生物學(xué)機制

P.gingivalis是典型的牙周致病菌,分布于牙齒、唾液及齦溝液等處,其菌毛(fimbriae,fimA)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、牙齦蛋白酶等自身結(jié)構(gòu)及分泌成分內(nèi)含于外膜囊泡中,與宿主細胞包膜融合,發(fā)揮一定的免疫原性,入侵和破壞宿主細胞,躲避機體固有及適應(yīng)性免疫應(yīng)答,促進組織細胞損傷,參與宿主免疫炎癥反應(yīng)[12]。

當(dāng)前認為P.gingivalis可通過以下兩種途徑影響肝臟脂肪代謝。一是口腔-肝軸途徑,即在日?？谇磺鍧嵥碌臋C械性損傷、口腔黏膜病或牙周疾病等情況下,P.gingivalis通過血液循環(huán)直接定植于肝臟,發(fā)揮致病作用;二是口腔-腸道-肝軸途徑,即口腔內(nèi)P.gingivalis到達腸道,引起腸道內(nèi)菌群組成改變及代謝失調(diào),間接影響肝臟代謝,加重肝脂肪病變。基于上述兩種途徑,P.gingivalis及其代謝產(chǎn)物通過影響胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、微生物代謝等過程,引起或加重肝臟脂肪代謝障礙,影響NAFLD的發(fā)生發(fā)展。

2.1 胰島素抵抗

NAFLD患者肝臟內(nèi)病理性脂肪組織堆積,脂質(zhì)代謝異常,胰島素抵抗在其中起關(guān)鍵作用。胰島素抵抗與脂肪組織中脂肪堆積和脂肪組織功能失調(diào)所致的促炎過程有關(guān),后者引起巨噬細胞等免疫細胞聚集,加重全身炎癥反應(yīng)的同時促進異位脂肪堆積,改變胰島素信號通路,胰島素敏感性降低,脂肪酸代謝減慢,肝臟內(nèi)游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)含量增加,甘油三酯(Triglyceride,TG)積累,同時釋放更多促炎因子,全身炎癥反應(yīng)加重。

2.1.1P.gingivalis與NF-κB和JNK信號通路

P.gingivalis可協(xié)同NAFLD患者體內(nèi)胰島素抵抗及伴隨的全身炎癥反應(yīng)。Seyama等[13]小鼠實驗證實,P.gingivalis外膜囊泡通過血液循環(huán)到達并累積于肝臟,使肝內(nèi)胰島素敏感性下降。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),P.gingivalis直接作用或其LPS與肝細胞表面的Toll樣受體4(Toll-like receptors 4,TLR4)相結(jié)合,活化c-jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)及細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK),磷酸化的JNK和ERK與過量的FFA發(fā)揮協(xié)同作用進一步激活肝內(nèi)p65/核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-Kappa B,NF-κB)信號通路,髓系分化因子(myeloid differential protein-88,MyD88)水平上調(diào),TLR4和TLR2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強,分泌更多腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α),進一步激活NF-κB和JNK信號通路,釋放大量的白細胞介素(interleukin,IL)-6及IL-1β等,激活肝Kupffer細胞,加劇肝細胞內(nèi)脂質(zhì)合成和炎癥反應(yīng),加劇肝臟內(nèi)胰島素抵抗過程[14-15];另外,P.gingivalis的fimA可以與TLR4和TLR2結(jié)合,通過上述通路引起炎癥反應(yīng),阻止P.gingivalis被清除[16]。

2.1.2P.gingivalis與PPARγ/CD36信號通路

過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferators-activated receptors γ,PPARγ)是一種配體依賴性核受體,發(fā)揮調(diào)節(jié)脂肪細胞分化、葡萄糖利用、抑制炎癥信號和介導(dǎo)骨代謝的作用;CD36是脂肪酸中重要的代謝酶之一,作為PPARγ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子廣泛表達于各種組織中,在攝取及轉(zhuǎn)運脂肪酸過程中發(fā)揮直接作用,同時識別多種炎癥代謝產(chǎn)物。有研究發(fā)現(xiàn),PPARγ在牙周炎的不同階段作用不同,在牙周炎發(fā)生的起始4周內(nèi),PPARγ抑制TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥細胞因子表達進而減少牙槽骨內(nèi)破骨細胞形成,減輕牙周組織炎癥反應(yīng),同時成骨細胞轉(zhuǎn)錄因子-2和骨保護因子表達升高,破骨細胞分化因子表達下降,促進成骨細胞和骨的形成,牙槽骨吸收減輕;隨著牙周炎的發(fā)展,第8周時炎癥因子抑制作用減弱,上述因子表達減少,破骨細胞數(shù)量增加,牙槽骨吸收增強[17]。相關(guān)動物實驗證實,在經(jīng)結(jié)扎誘導(dǎo)牙周炎的高脂肪飲食小鼠體內(nèi),LPS和棕櫚酸發(fā)揮協(xié)同作用,刺激巨噬細胞中CD36的表達,以IL-6為代表的炎癥因子分泌增加,小鼠牙槽骨內(nèi)破骨細胞生成增加,牙槽骨吸收加劇[18]。

PPARγ還參與胰島素抵抗過程,主要與CD36的促炎作用有關(guān)。炎癥反應(yīng)下CD36參與ROS生成和JNK、NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過程,同時激活致病性炎癥小體,阻礙胰島素信號傳導(dǎo),降低胰島素敏感性,促進胰島素抵抗[19]。另外,有研究發(fā)現(xiàn),高脂肪飲食下,分泌型蛋白Dickkopf-1(DKK1)表達上調(diào),激活ERK-PPARγ-CD36途徑來促進肝細胞對FFA的攝取,脂肪酸含量升高,脂肪變性增強,促進胰島素抵抗[20]。有研究表明,高脂肪飲食或棕櫚酸富集,使得肝細胞內(nèi)PPARγ的DNA啟動子上CpG位點甲基化減少,PPARγ及其下游的調(diào)節(jié)因子(如極低密度脂蛋白受體和CD36)表達上調(diào),增強肝細胞對FFA和TG的攝取和積累,肝臟脂質(zhì)異常沉積引起系統(tǒng)性炎癥加劇,促進肝臟脂肪變性和胰島素抵抗[21-22]。

P.gingivalis可促進肝臟中與炎癥、脂質(zhì)或葡萄糖代謝相關(guān)的PPARγ輔激活因子1α、CD36 mRNA表達水平上調(diào),通過參與PPARγ/CD36信號通路來影響肝內(nèi)脂質(zhì)代謝。有研究發(fā)現(xiàn),相比于正常飲食喂養(yǎng)的小鼠,高脂肪飲食喂養(yǎng)可促進小鼠血糖、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)移酶等全身相關(guān)代謝指標(biāo)水平升高,肝內(nèi)出現(xiàn)脂肪變性、小葉炎癥反應(yīng);但正常飲食喂養(yǎng)組和高脂肪飲食喂養(yǎng)組的小鼠感染P.gingivalis后,上述全身代謝指標(biāo)水平?jīng)]有明顯改變,僅見C-反應(yīng)蛋白水平顯著增加,尤其是正常飲食喂養(yǎng)組小鼠,且感染P.gingivalis的高脂肪飲食組小鼠肝內(nèi)小葉炎癥反應(yīng)加重,CD36 mRNA表達增強,FFA釋放增加,促進肝細胞內(nèi)PPARγ和CD36的表達和轉(zhuǎn)移,與FFA共同促進肝臟內(nèi)胰島素抵抗的發(fā)生;在經(jīng)過相關(guān)牙周治療后,大鼠體內(nèi)FFA及CD36指數(shù)下降,學(xué)者猜測P.gingivalis感染可能通過促進CD36表達來加重肝臟組織內(nèi)脂肪沉積[23-24]。

上述研究表明,肝臟及牙周組織的病理改變可能與P.gingivalis和PPARγ/CD36信號通路有一定的關(guān)聯(lián)。

2.2 氧化應(yīng)激

NAFLD患者肝臟內(nèi)FFA的含量增加引起線粒體及過氧化物酶對FFA的氧化增強,產(chǎn)生過量活性氧(reactive oxygen species,ROS),導(dǎo)致肝細胞損傷,引起氧化應(yīng)激。當(dāng)肝細胞內(nèi)線粒體結(jié)構(gòu)被破壞時,可分泌更多ROS,引起線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激,促進肝纖維化,NAFL進一步發(fā)展為NASH[16]。有研究表明,牙周組織炎癥在促進多形核白細胞內(nèi)線粒體產(chǎn)生過多ROS的同時,可導(dǎo)致線粒體腫脹、破碎、功能障礙,擾亂氧化/抗氧化平衡,產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物和蛋白質(zhì)羰基,降低抗氧化防御能力,進入血液循環(huán)影響肝臟等遠隔器官,而且重度牙周炎可刺激中性粒細胞及巨噬細胞產(chǎn)生大量基質(zhì)金屬蛋白酶8(matrix metalloproteinase 8,MMP8),引起肝臟纖維化改變。相關(guān)指標(biāo)如丙二醛(malondialdehyde,MDA)、還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、MMP8等反映了肝臟的脂質(zhì)過氧化、氧化應(yīng)激及纖維化程度[25]。

Mester等[26]通過結(jié)扎構(gòu)建牙周炎大鼠模型,發(fā)現(xiàn)牙周炎可能通過增加MDA、降低GSH來促進肝臟氧化損傷,增加血清、牙齦組織、肝臟中MMP8濃度以促進肝纖維化。區(qū)別于Mester等,dos Santos Carvalho等[27]設(shè)置了結(jié)扎后實驗性牙周炎恢復(fù)組,結(jié)果顯示牙周炎組相比于對照組及牙周炎恢復(fù)組,血清總膽固醇、TG、MDA含量顯著升高,GSH含量降低,牙周炎癥可促進炎癥細胞因子釋放,導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)過氧化;隨著牙周炎癥的減輕,對肝臟的損害逐漸減少,進一步證實了牙周炎與肝脂肪變性之間的聯(lián)系,而肝脂肪變性作為NAFLD的病變發(fā)展的基礎(chǔ),與肝纖維化的發(fā)展密切相關(guān)。Andrade等[28]采用高脂飲食喂養(yǎng)大鼠,評估高脂攝入對正常大鼠、伴牙周炎大鼠的肝臟所造成的影響,結(jié)果顯示:伴牙周炎大鼠組血清中MDA水平升高,GSH水平降低,肝脂肪變性程度較大,進一步說明高脂肪飲食可促進牙周炎對肝臟組織的破壞,二者具有協(xié)同作用。

2.3 微生物代謝失調(diào)

微生物代謝失調(diào)包括口腔和腸道兩個方面。正常情況下,口腔內(nèi)各菌叢之間數(shù)目、分布及其生長繁殖處于平衡狀態(tài),平衡打破則易患齲病、牙周病等?？谇恢幸訮.gingivalis為代表的牙周致病菌異常活躍可引起牙周炎的發(fā)生,并通過消化道到達腸道或經(jīng)血液循環(huán)到達肝臟,影響腸道、肝臟的微生物代謝。

研究證實牙周致病菌可直接轉(zhuǎn)移到肝臟,引起微生物代謝失調(diào),導(dǎo)致肝脂質(zhì)代謝異常、纖維化的發(fā)生及加速等。Furusho等[29]對NASH患者行肝臟組織活檢發(fā)現(xiàn),52.5%的活檢標(biāo)本內(nèi)有P.gingivalis,而且纖維化水平顯著高于陰性患者。另外,以P.gingivalis為代表的牙周致病菌經(jīng)消化道到達腸道,引起腸道菌叢失調(diào)從而對肝臟產(chǎn)生間接影響。硬脂酰輔酶A去飽和酶1(stearyl-coA desaturase,SCD1)在合成和動員相關(guān)脂質(zhì)方面有重要作用,其活性增加使得TG含量升高;腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是一種重要的蛋白激酶,在監(jiān)測脂肪酸合成,保持能量穩(wěn)態(tài)以及引發(fā)炎癥反應(yīng)中起重要作用。一般情況下,當(dāng)肝臟內(nèi)SCD1活性增強,肝臟合成脂質(zhì)增加,抑制AMPK的磷酸化,加劇肝臟脂肪性變和炎癥反應(yīng)[30]。Xing等[31]通過結(jié)扎誘導(dǎo)牙周炎大鼠模型,使用RNA測序?qū)Υ笫蟮母谓M織及腸道菌群進行分析后發(fā)現(xiàn),牙周炎大鼠肝臟中炎癥改變和脂肪變性與腸道菌群改變所引起的通透性改變和促炎反應(yīng)密切相關(guān),同時牙周炎也促進了肝臟內(nèi)SCD1 mRNA和蛋白的表達,AMPK的磷酸化水平降低。相關(guān)研究證實,P.gingivalis可耐受胃酸,經(jīng)胃到達腸道后,改變腸道微生物組成并降低菌群多樣性,腸道內(nèi)微生物穩(wěn)態(tài)失調(diào),腸道通透性增加,促進炎癥反應(yīng)和內(nèi)毒素血癥發(fā)生,間接導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生發(fā)展[31-32]。

另外,患NAFLD的肥胖人群,全身輕度炎癥狀態(tài)影響口腔菌群組成,導(dǎo)致口腔菌群失調(diào),進一步促進牙周炎癥[33-34]。

3 牙周炎與NAFLD的相關(guān)治療

相關(guān)動物實驗證實,去除結(jié)扎弓絲、使用大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、刮除局部炎癥組織等方式治療小鼠牙周炎,可減緩甚至抑制P.gingivalis對肝臟脂肪性變及纖維化的促進作用[24,27,35]。相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查顯示,保持良好的口腔衛(wèi)生,定期口腔檢查,治療口腔疾病,保持健康生活習(xí)慣,積極控制肥胖和糖尿病等,可降低NAFLD的發(fā)生風(fēng)險[8,36]。

此外,中藥在牙周炎與NAFLD的治療中有一定作用,其中大黃、黃連等中藥表現(xiàn)突出。相關(guān)動物實驗和臨床研究證實,大黃素作為大黃發(fā)揮作用的主要成分,可抑制多種牙周厭氧菌生長(顯著抑制P.gingivalis);調(diào)控p65/NF-κB信號通路,同時抑制LPS對巨噬細胞的誘導(dǎo)作用,減少炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6的分泌,發(fā)揮抗炎作用;同時清除ROS,降低血清MDA水平,抑制脂質(zhì)過氧化,發(fā)揮抗氧化作用;還可促進牙周膜細胞活性,減少破骨細胞生成,激活成骨細胞活性,促進牙周組織再生和抑制牙槽骨吸收[37-38]。在NAFLD治療中,大黃素除通過上述途徑發(fā)揮抗炎及抗氧化作用外,還具有加速脂質(zhì)代謝、改善肝纖維化、抗腫瘤等作用[39]。小檗堿作為黃連的有效成分,通過調(diào)節(jié)腸道菌群組成,促進腸道有益菌生長,保護腸道黏膜及改善腸道通透性,從而減弱炎癥反應(yīng)及內(nèi)毒素吸收來治療NAFLD[40];在牙周炎的治療中,小檗堿可抑制和殺滅牙周致病菌、減少牙周組織中炎癥介質(zhì)及因子的表達,緩解牙槽骨吸收[41]。由于中藥在牙周炎治療方面目前仍以口腔局部用藥為主,對于全身應(yīng)用中藥治療伴牙周炎的NAFLD患者來說,效果有待考證。

綜上所述,牙周炎和NAFLD在胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、微生物代謝失調(diào)等方面存在一定聯(lián)系,隨著NAFLD在中青年人群中發(fā)病率升高,兩者的相關(guān)性應(yīng)更加受到關(guān)注,保持NAFLD患者的牙周組織健康及相關(guān)中藥的應(yīng)用可能為治療提供新的思路和見解。