劉浩天， 李慧慧， 劉姍姍

1.蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠（233030）； 2.蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院口腔科，安徽 蚌埠（233000）

目前，齲病是人類最普遍的疾病之一，世界衛(wèi)生組織已將其與腫瘤和心血管疾病并列為人類三大重點防治疾病。2017年黃少宏等［1］報道廣東省12～15歲城鄉(xiāng)常住人口中，12歲人群恒牙患齲率和齲均分別為43.07%和1.06±1.72，較2005年的調(diào)查結(jié)果（患齲率為33.19%，齲均為0.16±1.12）上升，這提示齲病的防治工作仍是我國的重要任務(wù)。釉質(zhì)是牙冠最表層的硬組織，釉質(zhì)形成相關(guān)基因在釉質(zhì)的發(fā)育中起著重要作用。釉質(zhì)的脫礦與齲病發(fā)生直接相關(guān)。近年研究發(fā)現(xiàn)，基因多態(tài)性與疾病的發(fā)生關(guān)系密切。因此，本文就釉質(zhì)形成相關(guān)基因的種類及其在釉質(zhì)發(fā)育中的作用、釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性與齲病的關(guān)系，以及釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性影響齲易感性的可能途徑進(jìn)行綜述，以期為齲病防治提供新思路。

1 釉質(zhì)形成相關(guān)基因的種類及其在釉質(zhì)發(fā)育中的作用

釉質(zhì)的形成過程包括分泌前期、分泌期和成熟期［2］。在分泌期，成釉細(xì)胞通過分泌大量的釉原蛋白（amelogenin，AMELX）、成釉蛋白（ameloblas?tin，AMBN）、釉蛋白（enamlin，ENAM）、釉叢蛋白（tuftelin，TUFT），及基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metal?loproteinases，MMPs）促進(jìn)釉質(zhì)的發(fā)育［2］。AMELX是由成釉細(xì)胞分泌的特殊蛋白質(zhì)，占總蛋白含量的90%，對形成正常厚度、結(jié)構(gòu)和成分的釉質(zhì)必不可少，該蛋白通過在晶粒之間充當(dāng)空間填料來促進(jìn)釉質(zhì)晶體的形成，并作為一種潛在的緩沖液調(diào)節(jié)釉質(zhì)的pH值［3］。AMBN能夠抑制成釉細(xì)胞增殖并保持成釉細(xì)胞的分化和粘附狀態(tài)［4］。ENAM是最大的釉質(zhì)基質(zhì)蛋白，在維持成釉細(xì)胞完整性和指導(dǎo)釉質(zhì)超微結(jié)構(gòu)組裝方面起重要作用，并促進(jìn)釉質(zhì)的生長［5］。TUFT是位于牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)連接處參與釉叢形成的重要蛋白質(zhì)［6］。MMP20是成釉細(xì)胞在分泌期分泌的主要MMPs，其主要功能是分解其他釉質(zhì)蛋白、防止異常礦物質(zhì)形成并促進(jìn)羥基磷灰石的有序排列［7］。在成熟期，成釉細(xì)胞分泌的絲氨酸蛋白酶通過內(nèi)吞作用將降解的釉質(zhì)蛋白擴散至牙齒表面，這一系列步驟為牙釉質(zhì)晶體的厚度和寬度增加創(chuàng)造了空間，并直接與羥基磷灰石分子結(jié)合使其排列有序，促進(jìn)牙釉質(zhì)礦化，這一過程與絲氨酸蛋白酶（kallikrein 4，KLK4）基因的表達(dá)密切相關(guān)［8］。

2 與齲易感性相關(guān)的釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性類型

查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性與個體齲易感性的增加或減少有一定關(guān)系，具體如表1所示。

表1 釉質(zhì)基因多態(tài)性與齲易感性之間的關(guān)聯(lián)Table 1 The relationship between enamel-related gene polymorphisms and caries susceptibility

釉質(zhì)形成相關(guān)基因不同程度的突變導(dǎo)致了齲易感性的增加或減少，但是不同地區(qū)報道的釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性與齲易感性的關(guān)系各異。例如Tannure等［16］發(fā)現(xiàn)MMP20 rs1784418 C>T基因型可能增加巴西東南部人群的齲易感性，然而Ab?basolu等［15］未發(fā)現(xiàn)土耳其人的早期兒童齲齒（ear?ly childhood caries，ECC）與 MMP20有關(guān)；Gerreth等［14］和 Abbasolu等［15］發(fā)現(xiàn)ENAM rs12640848不同基因型會導(dǎo)致齲易感性的增加或減少（詳細(xì)見表1），但在捷克人群中未發(fā)現(xiàn)該基因位點與齲易感性有關(guān)[17]。這些相互矛盾的結(jié)論可能與研究目的基因多態(tài)性不同或研究對象的異域性相關(guān)［18］。

3 釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性影響齲易感性的可能作用機制

釉質(zhì)發(fā)育不全是目前報道的增加機體患齲風(fēng)險的一個重要的因素［19］。釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性可能通過影響釉質(zhì)發(fā)育過程中蛋白的表達(dá)，使釉質(zhì)的成分或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致釉質(zhì)發(fā)育不全。

3.1 釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性對釉質(zhì)成分的影響

釉質(zhì)中主要無機成分是以羥基磷灰石晶體形式存在的鈣和磷，另外含有鎂、氟等微量元素。Akkus等［20］發(fā)現(xiàn)這些無機成分在釉質(zhì)中存在的比例直接影響釉質(zhì)的顯微硬度，如果釉質(zhì)中的無機成分因某種因素而下降，可能會導(dǎo)致釉質(zhì)變軟難以經(jīng)受酸的腐蝕而提升齲易感性。

Halusic等［21］將20顆乳牙置于人造齲液中，用再礦化液處理，使用光學(xué)發(fā)射光譜儀進(jìn)行測量比較各個牙齒中鈣和鎂含量及其對應(yīng)的等位基因和基因型頻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①未處理前的釉質(zhì)成分中鈣和鎂的含量降低與ENAM rs12640848有關(guān)；②人工齲形成后的釉質(zhì)鈣含量降低與AMBN rs4694075有關(guān)，釉質(zhì)鎂含量降低與ENAM rs12640848有關(guān)；③人工齲形成后暴露于氟化物中，AMBN rs4694075和ENAM rs12640848與鈣和鎂無關(guān)，而TUFT rs4970957與鈣含量有關(guān)。另外Pang等［22］在對釉質(zhì)形成相關(guān)基因的突變與恒牙釉質(zhì)脫礦關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，磷含量的降低與ENAM rs12640848 AG基因型有關(guān)，且該位點的GG基因型個體比AA和AG基因型個體的礦物損失少，病灶深度低，提示該位點的GG基因型可能對釉質(zhì)脫礦具有保護(hù)作用。在這兩項研究中，ENAM rs12640848表現(xiàn)出不同的作用，一方面兩者的研究對象不同，因為釉質(zhì)形成相關(guān)基因在乳牙和恒牙之間的表達(dá)是不同的［23］；另一方面可能是因為觀察指標(biāo)的不同，前者僅分析研究了釉質(zhì)中鈣和鎂，而后者研究了釉質(zhì)中鈣磷鎂的含量。

3.2 釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性對釉質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

為了探究釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性對釉質(zhì)發(fā)育不全的影響，有研究使用TaqMan探針檢測了AMELX rs17878486和AMBN rs4694075，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AMELX rs17878486和AMBN rs4694075與釉質(zhì)形成缺陷相關(guān)，但該研究并沒測得這些基因突變對蛋白質(zhì)活性的實際影響［24］。

Shahid等［25］對患有釉質(zhì)形成缺陷的阿拉伯人的MMP20基因外顯子區(qū)域測序，發(fā)現(xiàn)MMP20有突變。并且Kwak等［26］發(fā)現(xiàn)MMP20能夠促進(jìn)類釉質(zhì)羥基磷灰石的有序排列，若無MMP20則釉質(zhì)無法形成羥基磷灰石晶體。而MMP20在成熟期激活KLK4，被激活的KLK4降解剩余的釉質(zhì)基質(zhì)蛋白片段，將其從成熟的釉質(zhì)基質(zhì)中去除，獲得高礦化的釉質(zhì)［27］。上述研究表明MMP20的突變可能導(dǎo)致釉質(zhì)硬度降低甚至是無法正常發(fā)育。此外有研究指出釉質(zhì)厚度降低可能與ENAM的突變有關(guān)［5］。

近年研究報道基因突變可能是通過改變相應(yīng)蛋白的表達(dá)量或構(gòu)象從而影響疾病的發(fā)生［28］。釉質(zhì)形成基因多態(tài)性影響釉質(zhì)發(fā)育的原因可能是影響蛋白的表達(dá)和構(gòu)象。在對具有遺傳性釉質(zhì)發(fā)育不全的家族譜系的研究中發(fā)現(xiàn)，患者的AMELX的6號外顯子發(fā)生了錯義突變（脯氨酸→亮氨酸）、導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊的構(gòu)象發(fā)生改變，并且該突變影響了mRNA的剪接和轉(zhuǎn)錄［29］。Lu等［30］對常染色體顯性遺傳釉質(zhì)發(fā)育不全的家族譜系的研究中發(fā)現(xiàn)，患者的AMBN 13號外顯子發(fā)生錯義突變（脯氨酸→絲氨酸），使AMBN蛋白的三維結(jié)構(gòu)改變及表達(dá)增加。

4 展望

齲病的發(fā)病機制尚不完全清楚，從個體自身釉質(zhì)形成基因多態(tài)性為出發(fā)點，探索齲病的發(fā)病機制或許能為個體的“特色預(yù)防”提供一些思路。未來關(guān)于與齲易感性相關(guān)的釉質(zhì)形成相關(guān)基因多態(tài)性和釉質(zhì)發(fā)育影響的深入研究可能為齲病的防治提供新視野。