姚燕子,胡 歡,王 倩,劉建國(guó),周學(xué)東,4?

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院,貴州 遵義 563000;2.貴州省普通高等學(xué)?？谇患膊⊙芯刻厣攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨遵義市口腔疾病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 遵義 563000;3.貴州省普通高等學(xué)校微生物資源與藥物開(kāi)發(fā)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 遵義 563000;4.口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心,四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院牙體牙髓病科,成都 610041)

牙周炎(periodontitis)是最常見(jiàn)的口腔感染性疾病,以牙齦炎癥、牙周袋形成、牙槽骨吸收和牙齒松動(dòng)為特征,是加重或誘發(fā)全身系統(tǒng)性疾病的主要口腔疾病,嚴(yán)重危害患者的口腔和全身健康[1]。在2009至2012年的美國(guó)健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查資料中顯示,成年人(≥30歲)的牙周炎患病率為46%,且患病可能性隨年齡增長(zhǎng)而穩(wěn)步增加[2]。最新研究發(fā)現(xiàn)牙周炎易感性隨衰老而變化,同時(shí)牙周組織破壞程度也與年齡相關(guān)[3]?！芭c年齡相關(guān)的易感性(agerelated susceptibility)”學(xué)說(shuō)認(rèn)為,隨年齡增長(zhǎng)免疫系統(tǒng)失調(diào)或免疫衰老會(huì)引起牙周炎的易感性增加[4]。本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,從免疫細(xì)胞如何進(jìn)行免疫應(yīng)答來(lái)討論免疫衰老對(duì)牙周炎易感性和組織破壞程度的影響。

1 衰老和免疫衰老

衰老(aging or senescence)又稱為老化,是生命過(guò)程中整個(gè)機(jī)體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能逐漸衰退現(xiàn)象的總稱,其中胸腺、脾等免疫器官衰退和免疫細(xì)胞重塑而造成的先天性免疫和適應(yīng)性免疫的改變被稱為“免疫衰老(immunosenescence)”,表現(xiàn)為胸腺退化,循環(huán)單核細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞數(shù)量的改變,吞噬活性降低,外周血幼稚細(xì)胞數(shù)量減少,而記憶細(xì)胞數(shù)量相對(duì)增加,T、B細(xì)胞庫(kù)多樣性受限,T細(xì)胞亞群失衡,抗體產(chǎn)生減少等特征[5-9]。這些變化最終導(dǎo)致對(duì)新抗原反應(yīng)能力減弱,而自身抗原應(yīng)答亢進(jìn),以及免疫監(jiān)視失調(diào),表現(xiàn)出個(gè)體對(duì)許多自身免疫性、感染性和炎癥性疾病的易感性增加,導(dǎo)致老年人患感染的敏感性增加,接種疫苗的效力降低等[10-11]。目前多種生理現(xiàn)象已被提出來(lái)解釋免疫衰老的發(fā)生機(jī)制,包括長(zhǎng)期暴露于抗原、端粒酶活性受損、線粒體功能障礙、自噬缺陷、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、表觀遺傳學(xué)改變、年齡相關(guān)的腸道菌群變化等[12-16]。同時(shí),大量研究表明遺傳、營(yíng)養(yǎng)、生活方式(如體育鍛煉、飲食習(xí)慣)、慢性病毒感染等多因素也會(huì)影響著免疫系統(tǒng)的衰老水平[17-20]。

近年來(lái),免疫衰老促進(jìn)年齡相關(guān)疾病的發(fā)展和臨床進(jìn)展的研究備受關(guān)注,如腫瘤、阿爾茲海默癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、心血管疾病、代謝疾病等,探討免疫衰老及其在發(fā)病機(jī)理中的作用和機(jī)制可能是治療此類疾病和藥物開(kāi)發(fā)前景的依據(jù)[21-23]。牙周炎作為一種慢性炎癥性疾病,流行性調(diào)查和臨床檢查都表現(xiàn)出其患病率和組織損傷隨年齡增長(zhǎng)而增加。同時(shí)對(duì)年輕人和老年人進(jìn)行臨床牙齦炎評(píng)估與活檢樣本測(cè)定來(lái)看,兩者之間存在大量的免疫學(xué)差異[24]。由此推測(cè)牙周炎年齡相關(guān)性的變化可能與免疫衰老有關(guān)。

2 免疫衰老與牙周炎

牙周組織長(zhǎng)期暴露于口腔微生物中,免疫系統(tǒng)不斷地識(shí)別、監(jiān)視入侵者,并與其共存以維護(hù)牙周穩(wěn)定,包括多種免疫細(xì)胞參與(見(jiàn)圖1)[25]。當(dāng)病原菌及其代謝產(chǎn)物逃避免疫防御,引起一系列免疫反應(yīng),則會(huì)造成牙周組織的直接損傷;另外由病原因子持續(xù)性破壞引起的變態(tài)反應(yīng),亦可導(dǎo)致牙周組織的繼發(fā)性損傷[26]。牙菌斑生物膜是牙周炎的始動(dòng)因子,但宿主的免疫反應(yīng)影響疾病的進(jìn)展和組織損傷程度。然而隨著機(jī)體老化,宿主先天性免疫和適應(yīng)性免疫都經(jīng)歷著變化,其抵御感染的能力受損,先天免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)程度和持續(xù)時(shí)間增強(qiáng),細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能和抗體介導(dǎo)的免疫應(yīng)答下降[27-28]。這一變化影響牙周炎的易感性和牙周組織的破壞程度。顯而易見(jiàn),老年人先天性免疫和適應(yīng)性免疫的免疫衰老變化可能影響著牙周炎的發(fā)生和發(fā)展。

圖1 免疫細(xì)胞對(duì)病原菌的防御作用Figure1 Mechanisms of immune cells defense against pathogens

2.1 先天性免疫

先天性免疫又稱固有免疫,由不同的細(xì)胞和因子組成,是抗感染的第一道防線,機(jī)體通過(guò)識(shí)別病原菌直接抵御微生物對(duì)宿主的侵襲。固有免疫細(xì)胞,包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等,其效應(yīng)功能的許多方面都隨年齡增長(zhǎng)而變化。

2.1.1 中性粒細(xì)胞

伴隨微生物的入侵,循環(huán)中性粒細(xì)胞通過(guò)白細(xì)胞黏附級(jí)聯(lián)反應(yīng)遷移到血管外,隨后迅速募集到牙周感染部位形成屏障,阻止細(xì)菌侵入更深的組織。白細(xì)胞黏附缺陷綜合征-I型(leukocyte adhesion deficiency-I,LAD-I)相關(guān)的牙周炎是由白細(xì)胞粘附和遷移障礙引起的侵襲性發(fā)展的牙周炎癥,對(duì)抗生素和/或機(jī)械刮除牙菌斑治療均無(wú)效,這證明牙周組織中性粒細(xì)胞的成功募集對(duì)于牙周組織防御病原菌入侵有重要作用[29-31]。中性粒細(xì)胞的遷移取決于協(xié)調(diào)良好的黏附級(jí)聯(lián)反應(yīng),包括β2整合素如淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1(lymphocyte functionassociated antigen1,LFA-1)與內(nèi)皮拮抗受體如細(xì)胞間粘附因子(intercellular adhesion molecule,ICAM)的相互作用[32]。內(nèi)皮發(fā)育調(diào)節(jié)基因1(developmental endothelial locus-1,Del-1)是由內(nèi)皮細(xì)胞分泌的胞外基質(zhì),通過(guò)與整合素LFA-1的結(jié)合,阻止依賴于LFA-1的白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞表面的相互作用,從而負(fù)性調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞外滲到炎癥部位[33]。Eskan等[34]對(duì)老齡小鼠(≥18個(gè)月)牙周組織分析發(fā)現(xiàn)Del-1mRNA及其蛋白質(zhì)表達(dá)量較年輕小鼠低,這會(huì)引起中性粒細(xì)胞過(guò)多募集和炎性骨吸收。中性粒細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞粘附分子與內(nèi)皮細(xì)胞接觸和黏附,而后向內(nèi)皮細(xì)胞中遷移的過(guò)程稱為趨化性,可導(dǎo)致大量中性粒細(xì)胞從外周血液主動(dòng)轉(zhuǎn)移到被攻擊部位。有學(xué)者提出老年人群血液中中性粒細(xì)胞的趨化性明顯減弱,可能是年齡相關(guān)的膜流動(dòng)性改變影響脂筏,進(jìn)而可能導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和趨化性改變[35];Sapey等[36]的研究發(fā)現(xiàn)老年宿主的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide3-kinase,PI3K)活性過(guò)度或失調(diào),導(dǎo)致中性粒細(xì)胞遷移的準(zhǔn)確性顯著降低。衰老影響中性粒細(xì)胞的募集,使牙周組織中性粒細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡,繼而造成牙周組織損傷[33]。

當(dāng)中性粒細(xì)胞成功募集到病原菌感染部位后,通過(guò)有效地識(shí)別、吞入并殺傷和降解病原菌。吞噬作用是一個(gè)由中性粒細(xì)胞表面模式識(shí)別受體如toll樣受體(toll-like receptors,TLRs),和/或IgG Fc受體(即FcγR,如FcγRⅡ和FcγR III)介導(dǎo),誘導(dǎo)微生物主動(dòng)進(jìn)入吞噬小體的過(guò)程[37]。吞噬小體的形成涉及肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)。在衰老過(guò)程中肌動(dòng)蛋白聚合反應(yīng)改變和關(guān)鍵吞噬作用受體FCγ受體(CD16)顯著減少,都是可能造成中性粒細(xì)胞吞噬能力及效率降低的重要原因[38]。細(xì)菌一旦被吞噬至胞內(nèi),中性粒細(xì)胞將迅速釋放蛋白水解酶、抗菌肽和活性氧殺菌[39]。而老年人較年輕人具有更高的活性氧(reactive oxygen species,ROS),過(guò)多的ROS釋放會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激,氧化應(yīng)激伴隨著牙槽骨附近細(xì)胞因子水平的升高可以激活叉頭框蛋白O3(forkhead box protein O3,FOXO3)和Wnt信號(hào)通路,進(jìn)而觸發(fā)RANKL介導(dǎo)的骨吸收[37,40-41]。

除了胞內(nèi)滅菌,中性粒細(xì)胞還通過(guò)脫顆粒,在胞外形成中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps,NETs),這是一個(gè)由含組蛋白的DNA骨架、髓過(guò)氧化酶、嗜中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和乳鐵蛋白等顆粒衍生的肽和酶組成的胞外纖維網(wǎng)[42]。NETs捕獲胞外病原體并固定,通過(guò)局部高濃度抗菌物質(zhì)清除齦溝內(nèi)病原菌及其代謝產(chǎn)物來(lái)保護(hù)牙齦;也可作為阻止細(xì)菌繼續(xù)擴(kuò)散的物理屏障[42-43]。牙周病原菌通過(guò)胞外核酸酶降解NETs,導(dǎo)致致病性增加;慢性肉芽腫疾病不依賴NADPH途徑產(chǎn)生NETs使這些患者不易患牙周炎;ELANE基因突變的患者可能因?yàn)椴荒苄纬蒒ETs,而多數(shù)患有侵襲性牙周炎,這些均提示我們NETs對(duì)于維持牙周健康必不可少[44-45]。Xu等[46]研究發(fā)現(xiàn)老年小鼠的中性粒細(xì)胞發(fā)生自噬相關(guān)蛋白ATG5缺陷相關(guān)的自噬水平降低,導(dǎo)致釋放NETs能力受損。Hazeldine等[47]通過(guò)白細(xì)胞介素-8(interleukin-8,IL-8)或脂多糖(LPS)體外刺激中性粒細(xì)胞,可見(jiàn)健康老人NETs的形成明顯減少,并且將老年和年輕兩組牙周炎患者的中性粒細(xì)胞暴露于次氯酸,同樣發(fā)現(xiàn)老年組的中性粒細(xì)胞釋放的NETs顯著減少,可見(jiàn)老年人中性粒細(xì)胞的NETs形成受損。

中性粒細(xì)胞是牙周炎免疫反應(yīng)的主要細(xì)胞,是清除病原菌及其代謝產(chǎn)物的基礎(chǔ)。衰老可能導(dǎo)致中性粒細(xì)胞功能失調(diào),造成清除細(xì)菌障礙,使宿主反應(yīng)與菌群失衡,增加炎癥的易感性,使牙周炎發(fā)生易感、病程發(fā)展易加重。

2.1.2 巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞是單核細(xì)胞移行到組織后分化成熟的吞噬細(xì)胞,通過(guò)胞飲作用、吞噬作用和受體介導(dǎo)的胞吞作用攝取抗原呈遞給淋巴細(xì)胞。巨噬細(xì)胞的胞飲作用可吞噬凋亡中性粒細(xì)胞,維持機(jī)體內(nèi)中性粒細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。Aprahamian等[48]發(fā)現(xiàn)老年小鼠的巨噬細(xì)胞對(duì)于凋亡細(xì)胞的胞飲作用受損,造成凋亡細(xì)胞的積累,可影響宿主的自身免疫反應(yīng),這一現(xiàn)象與隨年齡增長(zhǎng)而積累的免疫復(fù)合物、細(xì)胞因子和氧化低密度脂蛋白有關(guān)。巨噬細(xì)胞強(qiáng)大的吞噬作用是通過(guò)表面特異受體如TLRs識(shí)別病原體,引起局部肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架聚合形成偽足來(lái)包裹顆粒。多項(xiàng)研究表明增齡造成巨噬細(xì)胞TLRs功能改變,內(nèi)毒素耐受能力降低,可能引起老年人不可控制的牙周炎癥[49-50]。Liang等[51]在高齡小鼠的巨噬細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)放大炎癥的受體(C5aR和TREM-1)的表達(dá)增加,這可能是衰老相關(guān)的高炎癥狀態(tài)的原因之一。在病原體誘導(dǎo)下,巨噬細(xì)胞分泌一系列細(xì)胞因子和趨化因子參與免疫反應(yīng)。Shaik-Dasthagirisaheb等[52]的研究發(fā)現(xiàn)衰老造成巨噬細(xì)胞產(chǎn)生中性粒細(xì)胞趨化蛋白KC、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1α(macrophage inflammatory protein-1α,MIP-1α)等趨化因子和NO等細(xì)胞因子的能力顯著降低,以及白介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等先天免疫介質(zhì)的表達(dá)也呈減弱趨勢(shì),而前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)等細(xì)胞因子則無(wú)變化,表明衰老可減弱骨髓巨噬細(xì)胞對(duì)牙齦卟啉單胞菌的免疫反應(yīng)。

巨噬細(xì)胞攝入病原體、外毒素或胞內(nèi)蛋白分子等抗原,通過(guò)去折疊和蛋白酶水解等過(guò)程將其降解為多肽片段,合成抗原肽-MHC復(fù)合物。該復(fù)合物表達(dá)于細(xì)胞表面,然后被遞呈給淋巴細(xì)胞,誘導(dǎo)免疫反應(yīng)和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。Gonzalez等[53]通過(guò)對(duì)不同年齡牙齦組織中發(fā)生抗原處理和提呈的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析,發(fā)現(xiàn)老化的健康牙齦組織中MHC-Ⅱ途徑(外源性抗原途徑)的基因表達(dá)顯著增加,包括IFI30、CD74、CTSS等;相反,MHC-Ⅰ途徑(內(nèi)源性抗原途徑)基因表達(dá)下調(diào);此外,胞漿抗原的蛋白質(zhì)加工相關(guān)的熱休克蛋白HSP90表達(dá)量也減少,這些變化提示我們老化的健康牙齦組織主要通過(guò)MHC-Ⅱ途徑進(jìn)行抗原呈遞。

在微生物和微環(huán)境的刺激下,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表型極化為M1型和M2型,M1型為經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞參與促炎反應(yīng),在防御病原體感染中發(fā)揮核心作用;M2型巨噬細(xì)胞即替代性活化的巨噬細(xì)胞,主要促進(jìn)Th2型免疫應(yīng)答,參與組織重構(gòu)、促進(jìn)機(jī)體的抗炎反應(yīng)[54]。巨噬細(xì)胞表型極化可能是監(jiān)測(cè)牙周炎活動(dòng)性、調(diào)節(jié)高危患者對(duì)齦下生物膜的免疫反應(yīng)和減少牙槽骨丟失的關(guān)鍵指標(biāo)[55]。Yang等[56]發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞亞群的相對(duì)失衡可能會(huì)影響并加劇牙周炎癥,而M2亞群的傾斜將有利于炎癥的緩解,并認(rèn)為M1/M2比值可幫助我們了解牙周組織健康狀況。Gonzalez等[50]發(fā)現(xiàn)在健康老年牙周組織中,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)/分化/成熟的模式傾向于增加炎癥和組織破壞性巨噬細(xì)胞M1,當(dāng)受到微生物刺激時(shí),可能會(huì)增強(qiáng)牙槽骨吸收的易感性和破壞程度。

2.1.3 樹(shù)突狀細(xì)胞

樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)是一組異質(zhì)細(xì)胞群,根據(jù)功能和表型外周血樹(shù)突狀細(xì)胞分為漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞(plasmacytoid DC,pDC)和髓系樹(shù)突狀細(xì)胞(myeloid dendritic cell,mDC)。mDC在外周捕獲抗原,然后遷移到淋巴器官以啟動(dòng)免疫應(yīng)答;pDC在胸腺髓質(zhì)和淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)域協(xié)助抗病毒反應(yīng)[57]。Pérez-Cabezas等[58]通過(guò)檢測(cè)18～65歲健康人群的血液樣本,發(fā)現(xiàn)外周血中樹(shù)突狀細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量伴隨衰老發(fā)生變化,pDC功能受損和數(shù)量減少,這可能是老年人感染易感性增加的原因之一。

樹(shù)突狀細(xì)胞是口腔黏膜的哨兵,外周未成熟樹(shù)突狀細(xì)胞通過(guò)表達(dá)各種模式識(shí)別受體(pattern recognition receptor,PRR)捕獲、加工牙周組織微生物、凋亡細(xì)胞等刺激淋巴細(xì)胞活化增殖。其中TLRs是關(guān)鍵受體家族,通過(guò)識(shí)別不同的病原體相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)產(chǎn)生細(xì)胞因子調(diào)節(jié)T細(xì)胞亞群的分化[59]。有效的抗原捕獲是樹(shù)突狀細(xì)胞免疫反應(yīng)的關(guān)鍵,Agrawal等[60]研究發(fā)現(xiàn)PI3k激酶信號(hào)通路中AKT激酶的激活減少可能削弱樹(shù)突狀細(xì)胞的吞噬能力。衰老削弱了TLRs的功能和表達(dá),影響細(xì)胞因子的分泌,使活化T細(xì)胞能力受損,影響T細(xì)胞亞群的分化[61-62]。DC功能的改變共同導(dǎo)致了老年人的免疫功能障礙和慢性炎癥的發(fā)展。

朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cell,LC)是口腔黏膜上皮中樹(shù)突狀細(xì)胞家族的一員,在牙周病的發(fā)生和維持中可能起重要作用。Zavala等[63]在健康牙齦中發(fā)現(xiàn)上皮內(nèi)LC的密度隨年齡增長(zhǎng)而下降,樹(shù)突狀結(jié)構(gòu)的數(shù)量和長(zhǎng)度均減少,這些形態(tài)學(xué)改變可能導(dǎo)致樹(shù)突狀細(xì)胞功能的喪失和/或反映了免疫功能的異常,這提示我們口腔組織的免疫防御可能在老年時(shí)受到損害。Bodineau等[64]研究發(fā)現(xiàn)慢性牙周炎老年患者上皮LC數(shù)量減少,樹(shù)突狀結(jié)構(gòu)也更短(即表面積減少),在抵御病原菌時(shí),表現(xiàn)出較早的成熟以平衡其較低的上皮內(nèi)密度和改變的形態(tài)。這一變化是否會(huì)影響牙周健康需要進(jìn)一步探索。

樹(shù)突狀細(xì)胞是先天性免疫和適應(yīng)性免疫的橋梁。衰老可能在功能上損害了樹(shù)突狀細(xì)胞對(duì)抗原的攝取,對(duì)凋亡細(xì)胞的吞噬,以及T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫的激活,增加了宿主疾病的易感性和組織破壞程度。

2.2 適應(yīng)性免疫

當(dāng)固有免疫應(yīng)答無(wú)法消滅牙周病原菌及其毒力因子時(shí),在抗原呈遞和細(xì)胞因子作用下機(jī)體啟動(dòng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。適應(yīng)性免疫又稱獲得性免疫或特異性免疫,包括T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫和B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫。

2.2.1 T淋巴細(xì)胞

牙周炎病變?cè)缙?牙周結(jié)締組織出現(xiàn)大量T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),提示T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫在牙周病發(fā)病機(jī)制中的重要作用。T淋巴細(xì)胞來(lái)源于骨髓祖細(xì)胞,遷移到胸腺成熟后,輸出到外周[65]。外周幼稚T細(xì)胞表面T細(xì)胞抗原受體(T cell receptor,TCR)與抗原相互作用,增殖分化為介導(dǎo)清除感染的效應(yīng)性T細(xì)胞,效應(yīng)細(xì)胞遷移到感染部位清除病原菌。大多數(shù)效應(yīng)T細(xì)胞清除病原菌后凋亡,一部分作為長(zhǎng)期記憶T細(xì)胞持續(xù)存在,免受后續(xù)感染。隨年齡增長(zhǎng),胸腺退化導(dǎo)致TCR多樣性降低,幼稚T細(xì)胞輸出減少,并且經(jīng)歷的抗原刺激增加和已發(fā)生的感染有助于幼稚T細(xì)胞分化為記憶T細(xì)胞,記憶T細(xì)胞的比例增加,這直接導(dǎo)致對(duì)新抗原反應(yīng)差的發(fā)生率增加,細(xì)胞介導(dǎo)的免疫力降低,增加牙周炎復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[65-67]。

T細(xì)胞成熟后根據(jù)CD分子分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞。其中在抗原呈遞細(xì)胞的引導(dǎo)下,CD4+T細(xì)胞分化為Th1、Th2、Th17、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)等細(xì)胞亞群,這些細(xì)胞亞群通過(guò)形成復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)作用于靶細(xì)胞,隨后介導(dǎo)牙周免疫[68]。有學(xué)者提出CD4+T細(xì)胞亞群功能分化及相關(guān)炎癥因子動(dòng)態(tài)平衡在牙周炎的發(fā)生及發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用,其平衡和極化狀態(tài)影響著牙周炎的進(jìn)展和預(yù)后[69]。隨年齡增長(zhǎng),以Th1細(xì)胞主導(dǎo)的破壞性應(yīng)答和以Th2細(xì)胞主導(dǎo)的保護(hù)性應(yīng)答平衡受到破壞,Th1/Th2平衡向Th1傾斜,可能導(dǎo)致機(jī)體疾病的發(fā)生和疾病進(jìn)程的改變[69-71]。Schmitt等[72]發(fā)現(xiàn)在衰老過(guò)程中健康人群外周血中TH17/Treg比例失衡和細(xì)胞因子表達(dá)改變都可能導(dǎo)致促炎和抗炎免疫反應(yīng)之間的失衡,即患炎癥性疾病的易感性增加。Su等[73]研究發(fā)現(xiàn)在慢性牙周炎的發(fā)病過(guò)程中,年輕患者的Th17/Treg比值不同于老年患者,這一現(xiàn)象與DC中CD40的差異表達(dá)水平相符。Th17/Treg比例失衡會(huì)引起RANKL過(guò)度表達(dá),導(dǎo)致牙槽骨吸收,并且通過(guò)調(diào)節(jié)Th17/Treg失衡可抑制實(shí)驗(yàn)性牙周炎的牙槽骨吸收[74-75]。

CD8+T細(xì)胞即細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞,在穩(wěn)態(tài)條件下可下調(diào)炎癥,并在組織損傷情況下啟動(dòng)修復(fù)機(jī)制維持牙齦組織的完整性,抑制骨破壞細(xì)胞因子和修復(fù)牙槽骨[76]。Han等[77]發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)CD8+T細(xì)胞通過(guò)抑制破骨細(xì)胞生成和促進(jìn)成骨細(xì)胞生成可保護(hù)牙槽骨免受炎癥損傷。Kayar等[78]發(fā)現(xiàn)與牙周健康的產(chǎn)婦相比,患有牙周炎的產(chǎn)婦CD8+T細(xì)胞增加,并提出CD4+/CD8+比率是宿主防御系統(tǒng)改變的重要指標(biāo)。Demir等[79]通過(guò)比較不同年齡組的健康小鼠,發(fā)現(xiàn)較成年小鼠而言,衰老小鼠牙齦組織CD4+T細(xì)胞數(shù)量隨年齡增加沒(méi)有變化,但CD8+T細(xì)胞相對(duì)數(shù)量增加,CD4+/CD8+比例降低;同時(shí)外周血中CD8+T淋巴細(xì)胞伴隨著年齡的增加而減少,CD4+T淋巴細(xì)胞的相對(duì)數(shù)量增加,CD4+/CD8+比率增加。衰老伴隨的這一變化對(duì)牙周免疫防御的影響需要進(jìn)一步的研究。

2.2.2 B淋巴細(xì)胞

作為體液免疫的一部分,B淋巴細(xì)胞在免疫反應(yīng)的早期階段發(fā)揮抗原呈遞功效。Clark等[80]發(fā)現(xiàn)與年輕人相比,老年人B細(xì)胞表現(xiàn)出較差的抗原呈遞功能。Crawford等[81]提出B細(xì)胞抗原呈遞功能的缺乏損害效應(yīng)T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子功能。此外,B淋巴細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抗體和細(xì)胞因子使宿主對(duì)牙周病原菌進(jìn)行防御[82-83]。

隨年齡增長(zhǎng),骨髓中微環(huán)境改變,幼稚B細(xì)胞生成減少,并且外周成熟B細(xì)胞的關(guān)鍵存活因子如B細(xì)胞活化因子(B cell activating factor,BAFF)和增殖誘導(dǎo)配體(A proliferation-inducing ligand,APRIL)在血漿中表達(dá)水平降低,引起B(yǎng)細(xì)胞祖細(xì)胞和不成熟B細(xì)胞的增殖能力下降,而外周B細(xì)胞壽命延長(zhǎng),使B細(xì)胞數(shù)量幾乎沒(méi)有變化,但B細(xì)胞多樣性急劇減少,對(duì)外來(lái)抗原的反應(yīng)減弱,多樣性的喪失直接影響老年人的免疫健康,破壞免疫平衡[84-87]。記憶B細(xì)胞具有高度特異性的抗原記憶能力,當(dāng)同種抗原再次入侵牙周組織時(shí),記憶B細(xì)胞迅速轉(zhuǎn)化為效應(yīng)B細(xì)胞并產(chǎn)生更強(qiáng)烈的二次免疫應(yīng)答。隨年齡增長(zhǎng),記憶B細(xì)胞尤其是IgD+IgM+CD27+IgM記憶B細(xì)胞明顯減少,并伴有漿細(xì)胞分化能力和Ig合成能力的降低[88]。Ebersole等[89]發(fā)現(xiàn)在健康老年牙齦組織和老年牙周炎組織中,B細(xì)胞和漿細(xì)胞的基因模式發(fā)生了改變,大多數(shù)變化與細(xì)胞的分化/成熟功能有關(guān),特別是與免疫球蛋白多樣性有關(guān)。

B細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抗體分子(也稱為免疫球蛋白)來(lái)啟動(dòng)體液免疫保護(hù),在生發(fā)中心(germinal centers,GC)通過(guò)體細(xì)胞高頻突變(somatic hypermutation,SHM)和類別轉(zhuǎn)換重組(class switch recombination,CSR)機(jī)制促進(jìn)抗體多樣化。體細(xì)胞高頻突變?cè)诿庖咔虻鞍?Ig)重鏈基因的可變區(qū)(variable,V)、變異區(qū)(diversity,D)和連接區(qū)(joining,J)內(nèi)引入點(diǎn)突變,編碼免疫球蛋白的抗原結(jié)合可變區(qū),為抗原篩選高親和力抗體突變體;同時(shí)類別轉(zhuǎn)換重組通過(guò)將編碼IgM和IgD的Cμ和Cδ基因分別替換為編碼IgG、IgA和IgE的Cγ、Cα和Cε基因,在不改變抗原特異性的情況下產(chǎn)生具有新效應(yīng)功能的抗體[90]。受轉(zhuǎn)錄因子E47(由E2A基因編碼的堿性螺旋環(huán)螺旋蛋白)調(diào)控的胞苷脫氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)在這兩個(gè)免疫球蛋白基因多樣化機(jī)制過(guò)程必不可少,老年人表現(xiàn)出B細(xì)胞E47mRNA的表達(dá)量降低,這可能影響了抗體的多樣性,使B細(xì)胞體液免疫的特異性受損[28]。Ebersole等[91]認(rèn)為牙周炎患者口腔病原菌的抗體反應(yīng)的強(qiáng)度與年齡無(wú)關(guān),但口腔病原體抗體水平與臨床疾病程度之間的關(guān)系隨年齡而變化,提出老年人群口腔疾病發(fā)病率和病情嚴(yán)重程度增加的主要原因可能是抗體質(zhì)量的改變。這一現(xiàn)象是否與衰老影響抗體多樣性有關(guān),需要我們進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)及展望

牙周炎是牙菌斑與宿主免疫防御系統(tǒng)間相互作用的結(jié)果。免疫衰老引起免疫細(xì)胞的一系列復(fù)雜的變化(見(jiàn)表1),可能導(dǎo)致免疫細(xì)胞無(wú)法有效地防御病原菌,從而導(dǎo)致牙周病原菌長(zhǎng)期存在,并增加牙周組織中防御細(xì)胞的積累,進(jìn)而造成老年群體牙周炎癥易感性和組織損傷程度增加。隨著全球老齡化和口腔存留牙數(shù)增加,針對(duì)老年群體牙周疾病治療和保健的需求將不斷增長(zhǎng)。已有大量研究表明牙周炎與冠心病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等年齡相關(guān)的系統(tǒng)性疾病有關(guān),其可能機(jī)制是牙周病原菌及其毒力因子躲過(guò)宿主的防御機(jī)制進(jìn)入體循環(huán)發(fā)生遠(yuǎn)處傳播,同時(shí)細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物引起機(jī)體系統(tǒng)性炎性反應(yīng)的慢性升高,從而影響疾病的發(fā)生發(fā)展,在這些病程發(fā)展中免疫衰老的作用仍需要更多進(jìn)一步的研究[92-93]。加強(qiáng)對(duì)免疫衰老及其在牙周炎中作用的進(jìn)一步研究有利于我們更全面的認(rèn)識(shí)牙周炎,可能為防治老年人牙周疾病提供潛在的新策略,并為研究年齡相關(guān)性系統(tǒng)性疾病提供新思路。

表1 衰老對(duì)牙周組織免疫細(xì)胞功能的影響Table1 Effects of aging on cellular functions in periodontal tissue