放射性口腔干燥症发病机制与防治研究进展

王国伟 王晓静 赵保东 马得勋 王松雷 刘书锋

(1.海军第九七一医院崂山分院， 青岛， 266101；2.青岛大学附属医院口腔种植中心， 青岛， 266000)

0 引言

放射性口腔干燥症可导致唾液分泌量减少、pH值下降，并出现口干、味觉减退、龋齿、牙周炎等症状[1,2]，且该疾病可以长期甚至是终生存在，导致口腔内环境紊乱，严重影响肿瘤患者的生存质量[3]。放射性口腔干燥症发病机理复杂，目前学界尚无公认的解释，缺乏十分有效的治疗手段。因此，放射性口腔干燥症的发病机制与防治一直以来都是困扰临床医生的一大难题。本文介绍了放射性口腔干燥症的发病机制以及预防和治疗措施的研究进展。

1 放射性口腔干燥症的发病机制

1.1 内皮细胞损伤

多数学者认为，放射线对于内皮细胞的损伤是其造成人体脏器损伤的主要原因[4]。在对小鼠肺的损伤和修复过程中内皮细胞和成纤维细胞之间细胞动力学关系的研究发现，急性内皮损伤是放射线导致肺部损伤的主要形式，并且该损伤可在成纤维细胞的刺激下迅速恢复，但严重的或长期的延迟再生损伤会干扰内皮-间充质关系，难以恢复[5]。在辐射对小鼠中枢神经系统损伤的研究中发现，在大脑多个区域，血管内皮细胞凋亡的诱导均呈剂量和时间依赖性，大剂量照射后4 h即可出现血管内皮细胞凋亡，12 h达到峰值，24 h内损失15%[6]。

Cotrim等[7]以小鼠为研究对象，对唾液腺内皮细胞在辐射损伤中的重要性进行了评估，并以5型腺病毒(Ad5)为载体介导碱性成纤维细胞生长因子(AdbFGF)和血管内皮生长因子(AdVEGF)，以观察其是否能够为小鼠唾液腺辐射损伤提供保护。结果发现，约45%的小鼠唾液腺微血管密度(MVD)在照射后4 h即可出现下降。然而，如果小鼠在照射前48 h使用AdbFGF或AdVEGF进行预处理，MVD的损失会显著减少。8周后，未处理的小鼠唾液流量减少了约65%，而经AdbFGF或AdVEGF进行预处理的照射小鼠的唾液流速较未处理对照组明显改善，据此认为唾液腺内皮细胞放射损伤导致的微血管损伤在唾液腺辐射损伤中可能起重要作用。Kirkiles-Smith等[8]研究表明，白介素-Ⅱ(IL-Ⅱ)可以上调细胞保护蛋白的表达，对内皮细胞提供保护并促进其增殖，进而延缓小鼠微血管丢失的时间，减少唾液腺辐射损伤。

1.2 腺泡损伤

涎腺腺泡连接于分泌导管末端，主要由处于G0期的、高度分化且细胞增殖率低的分泌细胞、基底膜和肌上皮细胞组成，此类型细胞本应属于放射线不敏感类型，但事实上，涎腺腺泡细胞对于辐射极为敏感、容易受损，2 Gy辐射剂量即可引发腺泡细胞大量死亡，60 Gy以上的辐射剂量会导致腺体血管损伤和腺泡细胞减少的不可逆伤害[9]。

浆液性腺泡细胞急性死亡是涎腺早期损伤的主要形式，其可能原因为：① 腺泡细胞功能活跃，有大量富含锌、铁、锰等重金属的分泌颗粒，较为富氧，受到照射的金属可以催化脂质过氧化，从而使得分泌颗粒的包膜对辐射造成的损伤更加敏感，更容易遭到破坏。分泌颗粒包膜破坏后，其内部的溶解酶释放，最终引发细胞自溶[10,11]；② 选择性膜破坏造成细胞功能缺陷。从细胞层面来看，辐射导致的单个细胞死亡可能是由于放射线破坏了细胞膜表面的毒蕈碱受体的结构，而其结构完整性对于细胞的增殖至关重要，这种破坏导致细胞信号传导通路的改变, 此外，辐照也会干扰蛋白激酶C与细胞膜的关系，并在早期即可出现水代谢紊乱，早在照射后2 h，在电子显微镜下便可观察到腮腺中细胞内水肿的发生。随着损害的进一步加剧，腺泡细胞最终会功能丧失[11,12]。

组织周转率也在很大程度上决定着正常组织的损伤，由于干细胞分化产生新腺泡细胞的周期较长，并且辐射导致的干细胞死亡会进一步阻碍新细胞的更新速度，最终造成新生细胞数量不足，无法弥补已经凋亡的腺泡细胞，使得具有分泌功能的腺泡细胞缺乏，并导致放射损伤后期腺体的退行性变和萎缩。

2 放射性口腔干燥症的预防和治疗

2.1 放射性口腔干燥症的预防

所有针对放射性口腔干燥症的治疗措施，都是试图修复辐射损伤后的腺体组织，如果能够提前采取措施预防或减少腺体组织受照后发生的损伤，将能有效地缓解放射性口腔干燥症的临床症状。

2.1.1药物预防

拟胆碱类药物能够直接兴奋胆碱受体，促进唾液分泌，在放疗前后使用可以起到缓解口干症状的作用，也可以在一定程度上对涎腺组织起到保护作用，毛果芸香碱是此类药物中具有代表性的一种[13]。

Valdez等[14]对9名需要头颈部放射治疗的患者从放疗前一天开始，每天服用5 mg的毛果芸香碱或安慰剂4次，持续3月，并对患者的主观感受和唾液分泌功能进行评估，结果发现，毛果芸香碱治疗组在治疗期间的口腔症状较安慰剂治疗组低；治疗组唾液流量减少的降幅明显小于对照组。然而，在完全暴露于放射线的腺体中没有观察到药物作用。结果提示，毛果芸香碱仅能刺激辐射场外未受损伤的涎腺组织，这些健康腺体组织的代偿能在一定程度上减轻放疗期间唾液功能障碍和相关口腔症状的严重性，一旦腺体受到损伤，此类药物便无法起效。

茶多酚(TPS)是从绿茶中分离出来的主要活性成分，生物活性包括抗氧化、调节有致癌作用的化学性代谢物的酶系、清除化学致癌物的活性代谢产物和抑制肿瘤等[15]。Peng等[16]研究了茶多酚对放射性损伤颌下腺的保护作用，给接受头颈部放射治疗的大鼠连续每天灌喂TPS，透射电镜观察其下颌下腺形态学变化，结果发现，TPS组病变程度明显较轻，且照射后第3、6、30天，TPS组细胞凋亡指数较对照组明显降低。据此推断，TPS可以通过抗凋亡的机制实现辐射条件下对下颌下腺的保护作用。

海带多糖(LJP)在对抗唾液腺辐射损伤中的作用也引起了学者的注意[17]。

2.1.2基因预防

细胞激酶的剪接变体(TLK1B)过表达时，可以保护正常上皮细胞免受电离辐射诱导的细胞死亡。为解决局部放疗患者保护唾液腺的需要，Palaniyandi等[18]研究了TLK1B在唾液腺中的超前表达是否对电离辐射有保护作用。采用TLK1B基因转染大鼠颌下腺的重组腺病毒血清型5型载体并导入大鼠颌下腺，16 Gy分次照射后，TLK1B处理的大鼠在8周时唾液功能下降40%，而盐水处理的对照组下降达67%；组织病理学分析显示，相对于TLK1B处理的腺体，对照组织中腺泡萎缩增加，腺泡细胞数量减少，炎性浸润和纤维化增加。这些结果表明TLK1B对分泌唾液的腺泡细胞具有辐射防护作用，为其预防性使用提供了初步依据。

2.2 放射性口腔干燥症的治疗

2.2.1基因转导治疗

涎腺基因治疗是一种通过导管逆行注射的方法将编码外源基因的载体注入腮腺，替代或补充体内基因缺陷或不足从而用于修复涎腺功能的方法。放疗或辐射后造成涎腺的分泌功能下降，可通过基因转导的方法进行改善。通常采用水通道基因(AQPs)来调控涎腺导管上皮控制水的进出，目前应用腺病毒载体转导水通道基因治疗腮腺放射性损伤已通过FDA认证，应用于临床治疗。Cotrim等[7]研究结果表明，VEGF和bFGF可保护腮腺血管内皮细胞，通过对腮腺血管内皮细胞进行保护可减少腮腺微血管因放疗造成的损伤，从而增加唾液流率来降低口腔干燥症的发生率。

Baum等[19]有关修复放射性唾液腺损伤的人类临床试验结果表明，唾液腺基因转导是安全有益的。值得关注的是，与自分泌方式的hFGF2不同，应用于胞内事件的TK1B cDNA和新型siRNA有良好的应用情景，能有效降低安全风险。

2.2.2干细胞治疗

虽然人工润滑剂和药物的使用可以改善低唾液流量的症状，但这并没有解决辐射损伤造成干细胞绝育进而引发具有唾液分泌功能的腺泡细胞的缺乏，所以此类治疗的效果是短暂的。放射损伤后的唾液腺腺泡细胞必须增殖到一定的量才能使唾液分泌得到改善。因此，在目前尚无理想的常规治疗方法的情况下，干细胞替代疗法可能是治疗放疗引起的唾液腺损伤的一个很好的选择[20]。

Lin等[21,22]将骨髓间充质干细胞(BMSCs)用纳米颗粒标记后直接与腺泡细胞共培养，分化获得标记的腺泡样细胞，并将标记的骨髓干细胞和腺泡样细胞分别移植到严重联合免疫缺陷小鼠受照射的唾液腺中，发现干细胞治疗可以挽救因照射而受损的唾液腺，恢复小鼠唾液分泌量、体重和腺体重量，且腺泡样细胞比骨髓干细胞具有更好的治疗潜力。

Nanduri等[23]采用免疫组织化学和流式细胞技术检测小鼠颌下腺组织，观察发现表达干细胞标记的唾液腺细胞通常位于唾液腺较大的导管处。在将这些细胞移植到辐射损伤的小鼠颌下腺后发现，不同的干细胞相关标记在小鼠唾液腺细胞中均有表达，干细胞标记物可以特异性地恢复唾液腺功能，受辐射损伤的唾液腺在细胞移植后能够再生，唾液量出现明显提高，提示此类细胞能够改善辐射损伤唾液腺的分泌功能。

Kojima等[24]研究了脂肪源性基质细胞(ADSC)对放射性损伤唾液腺再生的影响。动物实验研究中，ADSCs在10 Gy照射10周后被植入小鼠颌下腺内，对照组给予磷酸盐缓冲液生理盐水。分别于移植前、移植后5周和10周观察颌下腺形态和唾液流量，发现ADSC组唾液流量较对照组明显改善，虽然两组均检测到腺泡细胞损伤，但ADSC组观察到血管增生和更多的腺泡细胞以及更低的纤维化程度。此外，免疫荧光还观察到ADSCs向血管内皮细胞和导管细胞的分化。由此推断ADSCs可以恢复唾液腺的功能。

Sumita等[25]将雄性小鼠骨髓干细胞(BMDC)移植到18 Gy照射的雌性小鼠尾静脉，照射后8周和24周接受BMDC移植的小鼠唾液产量增加，且总蛋白、酶活力及电解质类型等唾液成分与正常小鼠无明显差别。照射后24周，BMDC处理小鼠颌下腺和腮腺的重量均大于未处理小鼠。组织学分析显示，处理后小鼠的腺泡细胞面积增加，组织再生活性(如血管形成和细胞增殖)也获得提高，而非移植小鼠的凋亡活性增加，推断BMDCs在唾液腺中可直接分化为唾液上皮细胞。

目前，虽然BMDC改善器官功能的确切机制仍有争议，但有证据表明其可能通过细胞分化、血管生成和局部旁分泌效应等多种途径联合作用改善唾液腺功能[26,27]。

2.2.3口腔粘膜润滑剂与唾液替代品

口服粘膜润滑剂/唾液替代品是药物味觉或咀嚼刺激无反应的患者的首选治疗方法。

唾液替代物基于不同的物质，包括动物黏蛋白、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚环氧乙烷、黄原胶、菜油和芦荟，可以制成不同的浓度，如凝胶、喷雾剂或漱口水[28]。这些制剂都可以缓解口干症，但是缓解时间较短，因此患者可能更喜欢频繁使用水。如果口腔干燥症严重，凝胶性质的替代品可以提供夜间缓解，白天建议使用具有较少粘性的替代品，如天然唾液。如果口干燥度适中，低粘性替代品使用体验会更好[29]。

2.2.4高压氧治疗

使用高压氧治疗作为治疗、预防放射性骨坏死的一部分可以同时减少口干症。Fox等[30]和Sherlock等[31]采用高压氧治疗放疗引发的口干症取得了较好的实验性结果。但是，目前该治疗方案仍存在争议。

2.2.5中医药及针灸治疗

使用耳穴手动针灸，并且在某些情况下，辅以电刺激是缓解口干症的方法之一。每周两次，持续6周，针灸穴位为ST-6、LI-4、ST-36和SP-6，结果表明，口干症的问题显著改善，全唾液流速增加[32]。

针灸针可以被非侵入性方法替代，例如使用ALTENS针灸样经皮神经刺激，采用一个小电极垫精确定位穴位，不使用插入式针头，可以消除深部组织损伤的风险[33,34]。

3 结语

目前放射性口腔干燥症发病机制的学说较多，尚无最为直接且明确的定论，这也造成放射性口腔干燥症预防和治疗上的困难，有待进一步深入探讨。

在现有研究的基础上，如果能联合多种治疗措施的优势，尽量避免和降低不良反应的发生，仍可为医生与患者在临床上提供良好的应用前景。当前，致力于分子及细胞水平来深入探索放射性口腔干燥症的发病机制和治疗方法仍是广大学者们的热门课题，对于防治口腔干燥症患者放疗后涎腺组织及前体干细胞的损伤和进行性发展，减轻放疗后反应，改善患者的生存质量，都具有重要的临床意义和应用价值。

随着生物、药物学和技术进步，有望获得更加合理的预防与治疗联合应用的应对策略。