二十二碳六烯酸在口腔疾病治疗中的研究进展

刘艳群，李保胜，李雨阳，张震阳，刘玉洁，孟维艳

(1.吉林大学口腔医院口腔种植中心，长春 130012； 2.吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室，长春 130012)

口腔疾病与糖尿病、肺部疾病、心血管疾病和恶性肿瘤等非传染性疾病被认为是造成全球疾病负担和人口死亡的主要原因[1]。迄今为止，全球口腔疾病患者高达35亿[2]。随着经济的发展和人民健康意识的提高，口腔疾病的高患病率引起人们的关注。口腔健康与全身健康息息相关，口腔疾病影响身体的营养摄取和能量平衡，进而影响全身健康，因此维护口腔健康十分重要[3]。二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)是人体必需脂肪酸[4]，主要通过食用海藻或深海鱼类等途径补充，DHA作为细胞膜磷脂的重要组成成分，与细胞膜结合后通过调控细胞信号、基因表达等发挥抗炎、抗菌、抗癌等多种生理功能[5-7]，现已用于炎症和菌群失调相关疾病的治疗。此外，牙周病、龋病、根尖周炎、口腔黏膜炎症等口腔疾病与菌群失调和炎症也密切相关[8]，因此DHA在口腔疾病中的应用也备受关注，并有望成为治疗口腔疾病的新药物。现对DHA在口腔疾病治疗中的研究进展予以综述，以期为DHA在口腔疾病治疗中的应用提供理论依据。

1 DHA的物理特性和来源

DHA是一种分子量为328.49的多元不饱和脂肪酸，高纯度的DHA常温下为鱼腥味、无色油状液体，可溶于有机溶剂，不溶于水；分子结构中含6个不饱和双键，使其具有熔点低、流动性高的特点；另含有5个活泼亚甲基，使其具有极易氧化的特性[9]。DHA最早于1935年由Toyama和Tsuchiya[10]从沙丁鱼油中分离出来，之后相继从牛脑甘油磷脂、南非甜菜油、深海藻类分离获得，其中微藻脂质是提取纯化DHA的主要来源，其分离工艺有溶剂萃取法、酶解法、分馏法、热解法、离子-液体萃取法和渗透压法等。随着从微藻中提取脂类方法的不断完善，目前银离子络合法结合有机溶剂萃取法是获得高纯度DHA的有效方法[11]。

2 DHA的生理功能

2.1抗炎作用 DHA是一种从天然生物中提取的具有免疫功能的物质，因此受到广泛关注。一方面，DHA作用于髓样分化因子88的上游，通过干扰脂多糖将其募集至炎症细胞膜表面的脂筏，进而抑制炎症信号通路的活化。另一方面，DHA通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ干扰核因子κB向细胞核内的转运，进而影响核因子κB炎症信号通路的激活，发挥抗炎作用。DHA通过基因调控降低细胞对脂多糖的反应，减少促炎肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白细胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6的产生，增加抗炎因子IL-10的分泌[7]。此外，DHA还能减少单核细胞表面黏附因子的表达，进而降低炎症细胞与内皮细胞的黏着力[12-13]，发挥抗炎作用。

2.2抗菌作用 病原微生物可以多种方式引发机体感染，并可通过形成生物膜、产生毒力因子和耐药性等方式逃避宿主免疫。DHA具有广谱抗菌活性[14]。口服ω-3多不饱和脂肪酸(富含DHA)可以改变肠道菌群，使产生脂多糖的细菌(如大肠埃希菌)的数量减少，降低有害菌群对肠道的损伤[15]。此外，DHA对病原体生长、生物膜形成和毒力因子产生具有巨大的拮抗作用[16]。DHA主要作用于细胞膜，通过破坏电子传递链和氧化磷酸化干扰细菌能量的产生，还可通过抑制酶活性、引起细菌营养吸收障碍、直接裂解细菌等途径发挥灭菌作用[17]。

2.3抗癌作用 DHA具有抗肿瘤活性，可在癌症防治中发挥潜在作用。流行病学研究显示，DHA能够抑制多种癌症的发展[18]。DHA的体内外治疗不仅可以抑制癌细胞的增殖和迁移[19]，还可以提高癌细胞对化学药物的敏感性[20]。DHA的抗癌机制可能与其抑制肿瘤细胞增殖(使肿瘤细胞增殖停滞在G1期)有关[21]。此外，DHA可能直接或间接参与癌细胞凋亡基因的调控，促进癌细胞凋亡[22]。

DHA在非小细胞肺癌的治疗中发挥作用。一方面，外源性DHA抑制了非小细胞肺癌细胞的生长和侵袭；另一方面，内源性DHA可以抑制mfat-1转基因小鼠癌症模型的肿瘤体积增长及其向其他部位的转移。DHA还可增加消退素D1的产生，上调肺癌细胞中的miR-138-5p，通过消退素D1/miR-138-5p/叉头框C1途径有效抑制肺癌细胞的增殖及转移[23]。此外，DHA在乳腺癌中的抗癌作用也得到了证实[24]。基于DHA的抗炎、抗菌、抗癌等生理功能，其逐步应用于口腔疾病的治疗中。

3 DHA在口腔疾病中的应用

3.1DHA与牙周病 牙周病指致病菌入侵牙周组织引起的氧化应激和炎症级联反应所导致的牙龈组织、牙槽骨和牙周韧带的破坏。目前，传统抗生素辅助治疗存在无法根除牙周炎生物膜，易诱发细菌耐药性等缺陷，因此利用天然来源、不良反应小的天然物质辅助治疗牙周病成为新的关注点。多项体内外研究表明，DHA对牙周病有一定的治疗作用，主要体现在免疫保护和抗菌作用[25-29]。

3.1.1免疫保护作用 牙周炎状态下，牙周组织的损伤主要来源于宿主的免疫反应，通过干扰过度的免疫反应可减轻牙周组织的损伤。而DHA在免疫调节方面的潜力较大，它可通过抑制白细胞趋化因子、黏附分子、促炎因子的分泌，减少炎症细胞向炎症部位的募集，进而减少软硬组织的损伤[5,7-8,25]。

牙龈成纤维细胞在牙周组织重塑方面发挥重要作用，饱和脂肪酸棕榈酸能通过表达CD36增加脂多糖诱导的人牙龈成纤维细胞中IL-6、IL-8和CXC趋化因子配体1的分泌，而不饱和脂肪酸DHA能够减弱棕榈酸的炎症诱导作用[26]，保护人牙龈成纤维细胞，使活细胞比例显著提高，降低晚期凋亡细胞和坏死细胞占比[27]。

免疫细胞的过度免疫反应在牙周组织破坏中起主要作用。DHA对先天免疫细胞(如巨噬细胞和适应性免疫细胞)具有免疫调节作用[13]。Solanki等[28]证实，DHA可抑制单核细胞向巨噬细胞的分化，使巨噬细胞分泌TNF-α和IL-6减少；并可抑制中性粒细胞的迁移，提高其吞噬能力，使炎症细胞因子产生减少。此外，DHA对T细胞也具有调节作用，一方面可增加调节性T细胞分化，负向调控免疫反应；另一方面可减少辅助性T细胞17的产生[13]，进而减少促炎因子IL-17的产生。由此可见，DHA可通过抑制牙龈基质细胞和免疫细胞分泌致炎因子减少牙周组织的损伤。

牙周病的体内研究也证实了DHA的牙周治疗作用。Araghizadeh等[29]发现，与炎症组相比，预防组和治疗组牙龈组织切片的炎症减轻，且预防组炎症减轻程度更明显，预防组和治疗组唾液TNF-α水平显著低于炎症组，表明DHA在一定程度上可预防牙龈炎的发生，并对牙龈炎有一定的治疗作用。Dodington等[30]的研究数据显示，与低DHA摄入量非吸烟牙周病患者相比，高DHA摄入量非吸烟牙周病患者在龈下刮治与根面平整术治疗后的探诊深度大于3 mm的占比较低，可见DHA在一定程度上可改善龈下刮治与根面平整术治疗患者的预后。此外，口服DHA联合低剂量阿司匹林可以改善牙周炎患者的牙周袋深度、临床附着丧失、牙龈指数等临床指标[31]。

3.1.2抗菌作用 目前，牙周病的治疗主要通过机械性去除菌斑生物膜的方法来干预牙周病的发生发展。若在治疗过程中应用能够干扰菌斑生物膜生成、抑制牙周致病菌的药物则可以更好地控制牙周病的发展。

革兰阴性厌氧菌(牙龈卟啉单胞菌、具核梭形杆菌等)是牙周病的主要致病菌。DHA具有抗菌特性，可以抑制牙周致病菌(牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌、具核梭形杆菌)的活动[32]。Sun等[33]研究发现，12.5 μmol/L的DHA对牙龈卟啉单胞菌有完全抑制作用，还可下调参与细菌定植的毒性基因hagA和hagB的表达，影响生物膜的形成和成熟。临床研究发现，与单独服用阿司匹林相比，连续服用DHA联合阿司匹林3个月可明显抑制牙龈卟啉单胞菌的增长，但其他牙周致病菌的数量未见显著减少[34]。DHA通过下调相关毒性基因表达、减轻毒力、抑制牙龈卟啉单胞菌生长、减少牙周组织毒力因子来源达到治疗牙周病的目的，而其他牙周致病菌数量无明显减少的原因可能与临床研究可能存在的不可控因素以及系统给药方式所致的牙周作用浓度较小有关。另外，DHA对于牙周疾病的治疗作用可能主要通过抑制牙周组织的免疫反应来减轻组织损伤，而抗菌作用仅发挥辅助作用。

3.2DHA与牙体疾病

3.2.1DHA与龋病 变形链球菌是一种兼性厌氧革兰阳性菌，是引起龋病的主要病原体，主要通过代谢碳水化合物产生的有机酸导致牙体硬组织的脱矿和崩解，其重要的致病因素是在牙齿表面形成生物膜，处于其中的细菌通常对抗生素、化疗药物和宿主免疫反应产生的抗菌因子的耐受性更强。目前应用已有的抗生素控制龋齿的发展可能会导致口腔内菌群失调并诱发细菌耐药性等并发症，但目前尚未发现细菌对DHA的抵抗性及抗药表型[16]。此外，DHA具有选择性毒性作用，在100 μmol/L浓度下对正常组织细胞没有毒性[22]。鉴于DHA不易诱发耐药性且生物安全性较高的特点，未来有望开发一种用于龋病防治的DHA抗菌制剂。

DHA不仅可以抑制浮游状态的变形链球菌，还对生物膜中的链球菌具有杀伤作用[35]。此外，DHA对多种口腔细菌亦具有抑制作用[32]。DHA抑制口腔细菌的作用机制可能为：①破坏细菌间通讯；②破坏ATP产生，影响细菌能量生成；③改变细菌细胞膜的疏水性；④阻断烯酰基-酰基载体蛋白还原酶，破坏脂肪酸合成，进而破坏细菌细胞膜磷脂的功能；⑤通过增加细胞膜极性导致细菌渗漏；⑥破坏呼吸电子传递链[16-17]。此外，DHA还可以通过下调葡糖基转移酶的编码基因gtfB、双组分信号传导系统编码基因vicR、生物膜相关调控基因 smu630、感受态调控编码基因comDE等生物膜形成调控基因的信使RNA的表达，影响生物膜的形成[17,35]，从而对生物膜中的细菌起到杀伤作用。与具有相同长度碳链的饱和脂肪酸相比，不饱和脂肪酸DHA往往具有更大的抗菌活性，主要与碳链中的双键数量和顺式结构有关[16]。

此外，Bener等[36]对16岁以下儿童的调查研究发现，龋齿组食用鱼肝油(富含DHA)的频率明显低于非龋齿组。一项饮食调查也显示，DHA与龋齿的发病率呈负相关[37]。综上，DHA对于龋齿的保护作用具有生物学以及临床上的可能性。DHA通过抑制牙齿表面口腔微生物的生长以及酸的生成而对牙齿起到保护作用，未来DHA有望作为一种预防和治疗龋病的潜在方式，将其添加到牙膏、洁牙剂以及漱口水中。

3.2.2DHA与根尖周炎 根尖周炎是根尖周软组织和硬组织的炎症性破坏，宿主的免疫反应在根尖周的发病过程中发挥重要作用。DHA具有免疫保护功能，一方面可以通过减少促炎因子分泌以及增加抗炎因子分泌来减少根尖周组织的破坏；另一方面可以抑制破骨细胞的分化，减少根尖周的骨吸收[12,38-39]。

在根尖肉芽组织中，巨噬细胞浸润可达到46%[40]。巨噬细胞是骨吸收因子TNF-α、IL-1β的主要来源。研究发现，纯化的DHA可以减少脂多糖诱导的人巨噬细胞炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6的分泌[11]。此外，DHA对其他免疫细胞(如中性粒细胞、树突状细胞)也表现出抑制作用，减少免疫细胞的聚集，从而减少根尖周的骨吸收和组织破坏[15]。

成骨细胞活性与破骨细胞活性的不平衡引起的骨质流失导致了根尖周炎的骨吸收，而DHA具有限制骨吸收的作用[38-39]。一方面，DHA可以抑制破骨前体细胞的增殖和分化。TNF-α通过结合可溶性核因子κB受体活化因子配体促进破骨细胞分化[39]。研究发现，DHA能够抑制TNF-α分泌，并呈剂量依赖性地抑制破骨细胞分化，减少骨吸收陷窝的形成[38]，其分子机制为DHA通过抑制巨噬细胞集落刺激因子诱导的蛋白激酶B和细胞周期蛋白D表达来减弱破骨细胞前体细胞的增殖，阻断核因子κB和促分裂原活化的蛋白激酶的活化，从而抑制破骨细胞生成。另一方面，DHA可加速成熟破骨细胞的凋亡，其分子机制为DHA通过增强B细胞淋巴瘤/白血病-2基因的表达来加速破骨细胞凋亡发挥其抗骨吸收作用[41]。

对根尖周炎动物模型的研究发现，全身补充ω-3多不饱和脂肪酸(富含DHA)可降低根尖周炎大鼠模型的根尖周骨吸收，使浸润性炎症细胞和破骨细胞数量减少，促进成骨细胞形成[42]，且根尖周骨质中促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6表达减少，抗炎因子IL-10表达增加[43]。

3.3DHA与口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC) OSCC是世界上最常见的恶性肿瘤之一。OSCC患者通常对药物治疗产生耐药性，导致预后不良。DHA可以发挥抗肿瘤活性，在癌症防治中发挥潜在作用，且DHA与化疗药物同时使用可以提高肿瘤对药物的敏感性[19-20]。

DHA可直接或间接参与癌细胞凋亡基因的调控，促进癌细胞凋亡。Nie等[44]将mfat-1基因(编码ω-3脂肪酸去饱和酶的基因)转染至OSCC细胞系Tca8113细胞的研究发现，转染后Tca8113细胞膜的ω-6脂肪酸/ω-3脂肪酸比率下降，且Tca8113细胞的增殖受到抑制，细胞凋亡率增加。这一结论在背部植入转染mfat-1基因Tca8113细胞的雄性裸鼠动物模型中也得到了证实。Nikolakopoulou等[45]发现，DHA可诱导人表皮和口腔正常及肿瘤角质形成细胞的凋亡和生长停滞，主要通过活化c-Jun氨基端激酶杀伤癌前和恶性角质形成细胞实现。

DHA可以抑制癌细胞的增殖和迁移。Mcclain等[46]发现，在非裔美国人中，鱼类/贝类(富含DHA)的高食用量可能与头颈癌的低患病率有关，而这种相关性可能在口腔癌和口咽癌中更为明显。存在血管神经淋巴管侵袭的OSCC患者癌组织中DHA的含量低于正常组织[47]，因此增加DHA的补给可能在一定程度上控制或减弱OSCC的侵袭。DHA的抗肿瘤特性可以为OSCC的临床治疗提供新策略，实现OSCC治疗的最优化。

3.4DHA与复发性阿弗他口炎 (recurrent aphthous stomatitis，RAS) RAS是一种多因素引起的慢性炎症紊乱性疾病。目前，RAS的治疗方法主要为局部对症和系统免疫调节治疗。DHA的免疫保护功能使其有潜力成为治疗RAS的系统治疗药物[48]。

研究表明，连续服用DHA 3～6个月可明显降低RAS患者的溃疡数量、缩短持续时间和减轻疼痛程度，有助于改善RAS患者的预后和临床症状[49]，这一结果也得到了后期临床试验的证实[50]。DHA对RAS的治疗原理与免疫调节剂泼尼松有相似之处。DHA对于RAS所致口腔黏膜炎症的修复多归因于其免疫调节作用，通过减少促炎因子的分泌以及炎症细胞向炎症部位的募集显著增加宿主谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化酶信使RNA的表达和活性，从而促进病灶内炎症的清除和组织再生[47]。此外，RAS与黏膜和唾液菌群的生态失调有关[8]，DHA对于RAS的治疗作用可能归因于DHA的抗菌特性，进一步巩固了DHA对RAS的治疗作用。因此，系统性补充DHA有望成为潜在有效的RAS治疗方法。但目前对于DHA治疗RAS的相关研究仍较少，其治疗效果需要更多临床研究的证实。

4 小 结

DHA来源广泛、生物安全性高、具有长期临床应用的安全性证据，目前已广泛应用于食品和医疗行业。DHA的抗炎、抗菌、抗肿瘤特性在牙周病、龋病、根尖周炎、OSCC、RAS等口腔疾病的防治中具有一定的临床预期，但DHA对口腔疾病的治疗潜力仍需更多深入研究的佐证。目前，在体内研究和临床上，DHA多通过口服方式补充，未来亟须寻找一种能够在口腔环境内缓慢释放且能够保持DHA局部生物学活性的剂型，这对控制口腔有关疾病的发生与发展尤为重要。