基于放射特征的难治性根尖周炎治疗失败LASSO回归分析

马依热·阿布都赛麦提，玛衣努尔·艾赛题，陈晓涛

(新疆维吾尔自治区人民医院口腔科，新疆 乌鲁木齐 830001)

难治性根尖周炎主要以复发性根尖周脓肿和进行性骨质破坏为主要表现，情况严重者可导致牙最终丧失[1]，是牙髓根尖周病临床治疗的新挑战。尽管新的治疗理念大大提高难治性根尖周炎治愈率，但受多种因素的影响，仍有部分患者未能达到理想治疗效果。因此，探究难治性根尖周炎治疗失败的影响因素是当前研究的重点。微生物因素和非微生物因素被认为是难治性根尖周炎治疗失败的主要因素。Himi K等[2]在治疗过程中从感染根管中提取样本进行细菌的分离、培养与鉴定，从微生物因素方面探讨引起根管治疗失败的因素；在非微生物方面，Lam E等[3]利用影像学技术在显微根尖外科手术过程中截取的根尖观察根充情况；Ramis-Alario A等[4]采用锥形束计算机断层扫描对持续性根尖周炎观察，均认为根管系统解剖结构的复杂性可能是导致治疗失败的重要原因。但这些研究仅通过多因素逻辑回归筛选难治性根尖周炎治疗失败的放射学特征影响因素，这可能筛选出的变量不是最佳子集。最小绝对收缩和选择算法(Least absolute shrinkage and selection operator)是在回归系数的绝对值之和小于一个常数的约束条件下，使残差平方和最小化，能筛选出最佳变量。在此背景下，本研究引入 LASSO 算法实现指标集合精简，明确难治性根尖周炎治疗失败的影响因素。结果如下。

1 资料与方法

1.1临床资料：收集2017年1月至2021年1月于我院收治的前牙根管治疗失败的难治性根尖周炎患者134例，均接受显微根尖外科手术。经医院伦理委员会批准和患者签署知情同意书。纳入标准：①符合难治性根尖周炎[5]诊断；②上前牙经常规根管治疗后1年，根尖骨质仍有破坏；③年龄20岁～50岁；④上前牙根管下段分离器械已超出根尖孔且无法取出；⑤X线片显示上前牙根尖暗影最大直径≤10mm。排除标准：①存在根管侧穿；②患牙周围支持组织减少，重度牙周病；③根尖与下牙槽、上颌窦神经管相毗邻。

1.2方 法

1.2.1一般资料：收集患者个体因素：年龄、性别、体质量指数[体质量指数=体质量(kg)/身高平方(m2)]、吸烟史等资料。

1.2.2影像资料：采集纳入病例的术前根尖X光片及CBCT影像资料，分析根管充填情况和可能引起治疗失败的根管解剖因素。切除根尖片段收集：将病例手术过程中切除的根尖片段于10%中性福尔马林固定液中固定，采用配有微距镜头的单反照相机拍摄根尖片段样本包括截断面、根尖孔，观察根管填充情况。显微CT扫描：在提前制好的微孔塑料中置入根尖手术切除的样本，于扫描管中固定，设置显微CT扫描条件：电压：80kV，电流：160μA，扫描厚度：24μm；扫描度数360度。将扫描后的数据导入Mimics 19.0(Materialise， Leuven，比利时)图像分析软件中进行重建和分析，观察主根管、侧支根管及其充填情况(水平位、矢状位、冠状位)。

1.2.3微生物检测：将上述根尖片段样本沿牙齿纵轴用金刚砂车针磨一凹槽，用骨凿沿凹槽将其分割两半，选取其中一半用于扫描电镜电镜分析，固定后的样本先用磷酸缓冲盐溶液0.1moL/L浸泡清洗3次，每次10min；浸入1%四氧化锇溶液于冰箱内(4℃)固定1h；再次用磷酸缓冲盐溶液0.1moL/L浸泡清洗3次，每次10min；然后使用乙醇依次从50%(浸泡1次)、70%(浸泡1次)、80%(浸泡1次)、90%(浸泡1次)、100%(浸泡3次)浸泡脱水，每次10min；最后采用纯六甲基二硅胺烷浸泡3次，共30min。经上述处理后的样本放入临界点干燥仪进行干燥；干燥后通过碳导电胶粘到铜标本座上，置入IB5离子溅射仪进行喷镀，检查喷镀成功后放入扫描电镜观察，分析根管内外生物膜及分布的细菌形态。

1.2.4随访和疗效评估：随访观察1年，参照《牙体牙髓病学-第2版》制定的标准，评估治疗成功与否。其中功能良好，X线片显示根尖周围透射区消失，牙槽骨正常为成功，未达上述标准为治疗失败。

2 结 果

2.1难治性根尖周炎治疗失败情况：134例患者中，2例失访，最终132例纳入研究，40例(30.30%)难治性根尖周炎治疗失败归为失败组，其余92例(69.70%)治疗成功归为成功组。

2.2难治性根尖周炎治疗失败影响因素的单因素分析：两组粪肠球菌感染、侧壁穿孔、牙齿位置、非充填根管体积、根尖管充填密度、根尖充填量对比差异具有统计学意义(P<0.05)，其余资料对比差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 难治性根尖周炎治疗失败影响因素的单因素分析

2.3LASSO回归筛选难治性根尖周炎治疗失败影响因素：将上述对比具有统计学差异的因素使用LASSO回归算法，共筛选出了粪肠球菌感染、牙齿位置、根尖管充填密度、根尖充填量4个具有非零系数的显著相关指标，见图1、图2。

2.4难治性根尖周炎治疗失败的多因素Logistic回归分析：以治疗失败作为因变量(失败=1，成功=0)，将LASSO回归筛选非零系数的变量作为自变量进行多因素Logistic回归分析，变量筛选采用逐步法(α入=0.05，α出=0.1)；多因素Logistic分结果显示，粪肠球菌感染(OR=52.328，95%CI6.765～404.743)、根尖充填欠充(OR=6.242，95%CI1.738～22.423)、患牙为下颌牙(OR=20.709，95%CI4.063～105.552)、根尖管充填密度不均匀(OR=11.374，95%CI1.933～66.913)为难治性根尖周炎治疗失败的危险因素(均P<0.05)，见表2。

表2 难治性根尖周炎治疗失败的多因素Logistic回归分析

图1 LASSO模型中调整参数选择的十次交叉验证

图2 LASSO系数分布

2.5含放射特征的决策曲线分析：通过决策曲线分析评估含与不含放射特征模型的临床收益，当含放射特征预测难治性根尖周炎治疗失败的值在(0.1～0.53)区间时，可提供附加临床收益，见图3。

图3 含放射特征的决策曲线分析

3 讨 论

细菌形态学、分子微生物学等已经证实持续性根尖周感染是治疗后难治性根尖周失败的主要病因[6]。显微根尖外科手术能通过刮除病变的根尖周组织，切除感染的根尖并使用生物材料倒充填对根尖进行严密的封闭，为根尖周病变的愈合提供良好的环境，从而促进根尖周病变的愈合。同时可对刮除病变的根尖周组织进行离体评估，有助于观察根管解剖、根管预备后形态变化、根管充填质量等。这为从放射特征上识别难治性根尖周炎治疗失败因素提供了基础。因此基于显微CT放射特征筛选难治性根尖周炎治疗失败高度相关的影响因素，或可为该疾病的治疗提供参考依据。

微生物感染是难治性根尖周炎发生的始动因子，在慢性根尖周炎牙骨质表面可见附着细菌生物膜[7]。Nogueira A等[8]对持续感染根尖根管观察显示，在根尖根管系统中可见牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌、具核梭杆菌等。一项体外研究显示[9]，血链球菌、粪肠球菌等G+兼性厌氧菌可附着在牙胶尖表面形成生物膜。Barbosa-Ribeiro M等[10]研究报道中，持续感染根管中粪肠球菌的检出率可达24～77%，这些研究均说明菌斑生物膜的存在可能是难治性根尖周炎经久不愈和治疗失败的根源。本研究也证实粪肠球菌感染为难治性根尖周炎治疗失败的危险因素。其可能与粪肠球菌在高PH值、高盐等恶劣环境具有较强的耐受力和抵抗性，可产生包括分解酶、信息素、聚合物质等多种毒力因子，引起炎症反应而导致治疗失败有关。在非生物因素方面，研究发现下颌牙出现症状性根尖牙周炎的频率更高[11]。本研究也显示，患牙为下颌牙是难治性根尖周炎治疗失败的危险因素。相较于上颌骨前牙，较厚的下颌骨皮质骨可能会导致炎症渗出物消散的空间更少而导致持续感染存在。

根管填充是根管治疗的重要步骤，主要目的是确保采用紧密填充使根管系统不残留死腔，以彻底消灭和隔绝根尖周组织对根管的感染途径。Jia G等[12]研究采用根尖周x线片评价填充质量，显示超充材料的吸收或持续存在，并不显著影响根尖愈合率。而Laukkanen E等[13]研究中采用三维重建后发现填充物质量(欠充和超充)与症状性根尖牙周炎发生率的关系。需要强调的是，上述研究对根管填充质量的不一致，可能与各研究设计和用于评估填充物质量的标准和方法等因素有关。本研究采用更精确的技术CBCT进行三维重建，结果显示根管充填质量(根尖管充填密度不均匀、根尖充填量欠充)为难治性根尖周炎治疗失败的影响因素，填充密度不足可能导致更多的细菌定植空间，从而导致持续性炎症发生，因此治疗失败风险高。在充填量方面，相较于欠充，根管填充适充能确保根管系统紧密填充而残留死腔，相较于超充能避免对根尖周组织造成刺激而引发炎症或病变。但值得注意的是，本研究缺乏超充病例，故关于这一情况有待进一步研究。

综上所述，基于LASSO回归筛选的粪肠球菌感染、牙齿位置、根尖管充填密度、根尖充填量为难治性根尖周炎治疗失败的危险因素，根尖管充填密度、根尖充填量放射特征用于评估难治性根尖周炎治疗失败应用价值高。