陳小倩 高詩(shī)祺 張 益 田青鷺 鄭黎薇 周雅川

1.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)院兒童口腔科，四川成都 610041；2.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)院牙體牙髓科，四川成都 610041

糖尿病是因胰島素功能障礙和/或分泌缺陷導(dǎo)致的、以高血糖為特征的糖代謝紊亂疾病。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟報(bào)道，全球約10.5%的人患有糖尿病[1]，我國(guó)的糖尿病患病率約為12.8%[2-3]。糖尿病常合并血管和周圍神經(jīng)病變[4]。糖尿病也是多種口腔疾病的危險(xiǎn)因素，如牙周疾病[5]和灼口綜合征等[6]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，40 歲以下人群中糖尿病患者發(fā)生牙髓炎的概率更高[7]；研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病通過(guò)增加牙髓纖維化程度、髓腔鈣化及血管黏附性等方式促進(jìn)牙髓退行性改變[8-10]。最新研究表明，糖尿病是通過(guò)激發(fā)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)加速牙髓老化[11-12]，而具有抗炎和抗氧化功效的藥物可緩解此進(jìn)程[13-14]。因此，本文旨在針對(duì)糖尿病對(duì)牙髓增齡性病變的影響、潛在機(jī)制及治療方法作一綜述，以期為臨床中糖尿病患者的牙髓疾病治療提供理論基礎(chǔ)。

1 糖尿病引起牙髓組織的增齡性改變

1.1 膠原形成和礦化異常

牙本質(zhì)形成主要經(jīng)過(guò)細(xì)胞分泌有機(jī)基質(zhì)及其礦化兩個(gè)過(guò)程，其中有機(jī)基質(zhì)主要為Ⅰ型膠原蛋白，其具有控制礦物晶體方向和組織結(jié)構(gòu)的功能。研究表明，高糖環(huán)境可直接或通過(guò)晚期糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）下調(diào)Ⅰ型膠原蛋白的合成，影響牙本質(zhì)形成和礦化過(guò)程[15-16]。而糖尿病患者牙髓髓核中，Ⅲ型膠原分泌增多，增加牙髓纖維化程度，加速其老化[17]。

髓石是位于牙髓中的退行性鈣化組織塊[18]。Moksha等[19]發(fā)現(xiàn)糖尿病患者被檢測(cè)出髓石的可能性更高。這與Bender 等[8]發(fā)現(xiàn)髓石和增厚的前牙本質(zhì)在糖尿病大鼠中出現(xiàn)的頻率更高結(jié)果一致。高糖環(huán)境可通過(guò)骨橋蛋白和AGEs 激發(fā)牙髓細(xì)胞鈣化潛能，引起和加重牙髓病理性鈣化[9,20]。這些異常鈣化阻礙牙髓的營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸、信息傳遞，加劇牙髓壞死。髓石還會(huì)引發(fā)炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)牙髓老化[18]。

1.2 血管和神經(jīng)退變

糖尿病患者牙髓血管病變常與其他器官的并發(fā)癥同步發(fā)生，但由于牙髓被硬組織包裹無(wú)緩沖余地、缺少側(cè)支循環(huán)，更易發(fā)生血運(yùn)障礙[19]。王曉麗等[21]觀察到糖尿病患者牙髓中毛細(xì)血管壁增厚、基底膜上負(fù)電荷位點(diǎn)減少和內(nèi)皮細(xì)胞腫脹且結(jié)構(gòu)紊亂，這可能是由于高血糖通過(guò)蛋白激酶C 上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)，進(jìn)而增加血管通透性[22]。Orlando 等[16]還認(rèn)為糖尿病引起的炎癥微環(huán)境會(huì)促進(jìn)血管衰老，導(dǎo)致牙髓不可逆性壞死。

隨著年齡增加，牙髓中的神經(jīng)疼痛敏感性降低。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者的牙髓組織中的神經(jīng)纖維減少且結(jié)構(gòu)雜亂[17]，這可能是高糖環(huán)境引起的過(guò)量活性氧（reactive oxygen species，ROS）通過(guò)ERK1/2/Akt/tuberin/mTOR/NF-κB 通路加速神經(jīng)變性[23]。因此，糖尿病患者牙髓壞死的概率更高[7]。

2 糖尿病引起牙髓組織增齡性改變的機(jī)制

2.1 氧化應(yīng)激反應(yīng)

氧化應(yīng)激是糖尿病并發(fā)癥的首要發(fā)病機(jī)制。糖尿病患者體內(nèi)過(guò)量的AGEs 與其細(xì)胞表面受體的相互作用會(huì)導(dǎo)致ROS 的過(guò)度產(chǎn)生[24]，而其牙髓中白細(xì)胞介素8（interleukin-8，IL-8）升高，趨化多形核白細(xì)胞、T細(xì)胞，使之激活釋放水解酶，引起呼吸爆發(fā)，也產(chǎn)生大量ROS[22]。此外，高糖環(huán)境促進(jìn)糖原合酶激酶3β 去磷酸化，激活線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mitochondrial permeability transition pore，mPTP），引起牙髓細(xì)胞線粒體功能障礙，導(dǎo)致ROS 釋放[11,25]。這些多途徑產(chǎn)生的ROS打破了氧化與抗氧化平衡，引起氧化應(yīng)激。

一方面，過(guò)量的ROS 發(fā)揮氧化毒性。ROS 通過(guò)激活神經(jīng)磷脂酶、釋放神經(jīng)酰胺攻擊膜磷脂，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；直接破壞DNA 的氮堿和磷酸糖骨架；通過(guò)產(chǎn)生的氧化劑破壞大分子蛋白結(jié)構(gòu)[26]。ROS 還會(huì)損傷線粒體等細(xì)胞器，降低線粒體膜電位并破壞其滲透性，減少能量產(chǎn)生，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。另一方面，ROS 促進(jìn)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，蛋白酶分泌增加，進(jìn)而增大髓腔壓力，誘導(dǎo)炎癥微環(huán)境形成[27-28]。最新研究發(fā)現(xiàn)，ROS 通過(guò)MAPK/NF-κB/P65 信號(hào)通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化，即巨噬細(xì)胞促炎狀態(tài)（M1）與抗炎狀態(tài)（M2）的比例增加，加劇炎癥[29]。ROS 還可以通過(guò)激活炎癥小體NLRP3 促進(jìn)炎癥發(fā)展[30]。

這些研究提示，糖尿病產(chǎn)生的過(guò)量ROS 主要通過(guò)自身的氧化毒性和引起炎癥反應(yīng)兩個(gè)方面影響牙髓細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，最終引起牙髓組織增齡性病理變化。

2.2 慢性炎癥與免疫反應(yīng)

高糖環(huán)境使組織長(zhǎng)期處于慢性低度炎癥狀態(tài)，這是引起糖尿病并發(fā)癥的重要發(fā)病機(jī)制[12]。糖尿病積累的AGEs 以濃度依賴性方式促進(jìn)免疫細(xì)胞釋放腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α），激發(fā)炎癥反應(yīng)。AGEs 又通過(guò)MAPK 信號(hào)通路釋放IL-1β，促進(jìn)炎癥進(jìn)展[31]。高糖環(huán)境還可直接激活免疫細(xì)胞表面的Toll 樣受體，它和TNF-α 均可通過(guò)NF-κB 通路進(jìn)一步激活免疫細(xì)胞內(nèi)的NLRP3[30]，造成多種不良后果。NLRP3 通過(guò)胱冬肽酶-1 促進(jìn)IL-1β 和IL-18釋放，進(jìn)而刺激免疫細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，繼而促進(jìn)肝細(xì)胞合成C-反應(yīng)蛋白、纖溶酶原激活物抑制劑-1 及纖維蛋白原，激活內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子[32]，最終引起血管的炎癥反應(yīng)?；罨腘LRP3 進(jìn)一步促進(jìn)免疫細(xì)胞增殖，提高血清中TNF-α 濃度[33]，同時(shí)抑制抗炎調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞活化[34]，誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞凋亡[35]，在惡性循環(huán)中級(jí)聯(lián)放大炎癥效應(yīng)。

巨噬細(xì)胞是牙髓中主要的免疫細(xì)胞。高糖環(huán)境下增多的游離脂肪酸、ROS 和炎癥微環(huán)境均促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 狀態(tài)極化[36]，M1 巨噬細(xì)胞常分泌炎癥因子IL-1β、TNF-α 和IL-6。IL-1β 上調(diào)黏附分子的表達(dá)，從而募集淋巴細(xì)胞，并且激活繼發(fā)性炎癥介質(zhì)，共同放大炎癥；TNF-α 激活中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，使血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加，并調(diào)節(jié)其他細(xì)胞因子的合成和釋放；IL-6 除上述刺激血管炎癥發(fā)生外，還誘導(dǎo)B細(xì)胞、T 細(xì)胞活化，促進(jìn)炎癥發(fā)展。M1 巨噬細(xì)胞通過(guò)激活煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生ROS，進(jìn)一步加重牙髓組織氧化應(yīng)激。M1 巨噬細(xì)胞分泌的一氧化氮通過(guò)激活殺傷細(xì)胞、單核細(xì)胞損傷DNA發(fā)揮細(xì)胞毒性[37]。

綜上，免疫炎癥反應(yīng)長(zhǎng)期存在于牙髓中，并在損傷和修復(fù)中影響牙髓組織增齡性病變。臨床上糖尿病患者雖未出現(xiàn)牙髓疾病癥狀，但牙髓中可能已經(jīng)存在慢性低度持續(xù)性的炎癥微環(huán)境，加速牙髓的增齡性病理改變，導(dǎo)致牙髓慢性壞死。

3 糖尿病相關(guān)的牙髓疾病潛在治療方法

3.1 抗氧化與抗炎藥物

由于氧化應(yīng)激與炎癥相互伴隨、彼此促進(jìn)，因此針對(duì)糖尿病引起的牙髓退行性變的藥物常具有抗氧化與抗炎雙重作用。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇和槲皮素均可通過(guò)降低ROS 活性、增加超氧化物歧化酶活性發(fā)揮抗氧化功能，從而改善牙髓組織中的氧化應(yīng)激和炎癥微環(huán)境[13,38]。N-乙酰半胱氨酸或環(huán)孢菌素A 可阻斷mPTP 開(kāi)口，緩解線粒體功能障礙[11]。紫杉葉素通過(guò)碳酸酐酶Ⅸ減緩牙髓干細(xì)胞（dental pulp stem cells，DPSCs）在炎癥環(huán)境中的凋亡[39]。替格列汀抑制高糖環(huán)境中DPSCs 的JNK/AP1/NF-κB 信號(hào)通路，降低TNF-α、IL-1β 和IL-6 水平，起到抗炎和抗氧化作用[40]。而煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶抑制劑FK866 則是通過(guò)逆轉(zhuǎn)ROS 誘導(dǎo)的NF-κB/p65 活化和DPSCs 衰老，延緩牙髓組織老化[41]。

3.2 二甲雙胍

二甲雙胍是治療Ⅱ型糖尿病的一線處方藥。體外培養(yǎng)DPSCs 發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍可通過(guò)AMPK/mTOR 信號(hào)通路下調(diào)衰老相關(guān)蛋白的表達(dá)[42]、促進(jìn)DPSCs 成牙本質(zhì)向分化[43]，使用含有二甲雙胍的新型樹(shù)脂材料或鈣磷水門(mén)汀培養(yǎng)DPSCs 均可顯著提高其礦化效率[44-45]，二甲雙胍同時(shí)促進(jìn)牙髓血管生成[14]。以上研究表明，二甲雙胍可緩解糖尿病引起的牙髓老化并恢復(fù)其功能，但二甲雙胍在糖尿病引起的牙髓增齡性病變中的作用機(jī)制及其在組織工程應(yīng)用中的潛在價(jià)值還需要進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)研究。

3.3 維生素C、D

維生素C 具有抗氧化功能，能夠恢復(fù)糖尿病大鼠牙髓組織中的血流速率[46]，緩解糖尿病引起的牙髓增齡性改變。維生素D 參與牙本質(zhì)礦化過(guò)程并發(fā)揮重要作用。Uzunoglu-Ozyurek 等[47]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充維生素D后可大大恢復(fù)糖尿病動(dòng)物的DPSCs 成牙本質(zhì)向分化潛能。而將維生素D 加入到三氧化礦物凝聚體材料中用于哺乳動(dòng)物蓋髓治療可取得更好的效果[48]，因此，維生素D 可參與牙髓再生治療，適用于糖尿病患者。

4 小結(jié)

糖尿病是一種全球流行的內(nèi)分泌代謝紊亂疾病，隨著人口老齡化的發(fā)展，糖尿病在未來(lái)可能帶來(lái)沉重的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。糖尿病通過(guò)微血管和周圍神經(jīng)病變引起多種并發(fā)癥，也是多種口腔疾病的危險(xiǎn)因素。越來(lái)越多的研究者發(fā)現(xiàn)糖尿病加速了牙髓組織增齡性病變，如髓腔內(nèi)異常鈣化、牙髓纖維化、血管和神經(jīng)退行性變等。其中的機(jī)制研究主要集中在氧化應(yīng)激反應(yīng)和牙髓組織內(nèi)的炎癥微環(huán)境。而相應(yīng)的治療方法包括抗氧化抗炎藥物、二甲雙胍等，但是距離臨床應(yīng)用還需要更多的研究證據(jù)支持。