学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1与CAT分度相关性及对慢性根尖周炎的预测价值研究

刘亚轩,侯晓晓

学龄前儿童因父母口腔卫生认知、饮食习惯、乳牙解剖等因素,导致龋病发生率较高,且个体间差异大,部分龋易感儿童患牙较多,可引起牙痛、颌面部疼痛、牙髓炎等,严重影响幼儿口腔健康与生长发育[1]。研究发现,龋病是口腔环境与牙体硬组织中多种因素协同作用的结果,龋活性可反映这种进行性破坏的活跃性和危险性,评估患儿龋易感性,对龋病高危人群筛查和防治具有重要意义[2]。除已知的饮食、刷牙习惯、监护人口腔卫生重视度等主观因素外,是否还有其他客观原因影响了龋活性目前尚不明确。根据孙菲等[3]报道,白细胞介素-6(IL-6)是一种炎性因子,龈沟液IL-6水平与牙龈卟啉单胞菌数量升高有关。而牙龈卟啉单胞菌感染与龋病发生有关,所以推测IL-6可能与龋活性及龋病有关[4]。牙髓成纤维细胞诱导巨噬细胞分化为促炎形态是龋病前细菌感染的免疫调节机制,并引起肿瘤坏死因子-α(TNF-α)升高,影响龋齿形成与恢复[5]。单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)是一种免疫炎性细胞因子,在活动期牙周炎患者龈沟液中水平高于静止期牙周炎患者、健康对照者,与牙周炎症状态有关[6]。多项研究表明,牙周炎与龋齿发生有关,故MCP-1升高可能是二者共享的一个细胞因子机制[7-8]。经检索发现目前关于龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1在学龄前儿童龋病发生及进展中作用的报道较少,尚不清楚各指标是否参与龋病进展。基于以上背景,本研究对此进行探讨,以期为临床防治学龄前儿童龋病提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月—2021年6月石家庄市第二医院收治的480例3～6岁接受口腔检查儿童作为研究对象进行前瞻性队列研究。1)纳入标准:符合龋齿诊断标准[9];年龄3～6岁;能配合采集龈沟液标本;监护人自愿签署知情同意书。2)排除标准:合并全身系统性疾病者;口腔黏膜疾病者;入组前2周有免疫抑制剂、抗菌药物等相关药物应用史者;入组前半年有牙周治疗史者。480例根据是否发生龋齿分为发生组、未发生组。发生组124例,其中男59例,女65例;年龄3～6(5.01±0.48)岁;体质量10.60～28.30(18.75±4.03)kg。未发生组356例,其中男176例,女180例;年龄3～6(4.96±0.51)岁;体质量10.30～27.90(19.16±4.25)kg。2组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究获石家庄市第二医院医学伦理委员会审核通过(批准号:2018018),监护人充分知情同意。

1.2 研究方法

1)龋病活跃性试验(CAT)[10]。于入院时评估,使用专用消毒棉签采集口腔中一侧上下后牙颊面颈1/3软垢和菌斑混合体,置入CAT试剂1 mL中,充分混合后,放入37 ℃恒温箱中培养48 h,统计所有患儿CAT值对其进行龋病危险度评估。CAT值为0、0.5为低度风险,1.0、1.5为中度风险,2.0、2.5、3.0为高度风险,耗材购于山东爱维德生物科技有限公司。

2)龈沟液采集与检测。入院时采集龈沟液标本,要求标本采集前不进食、不刷牙、不漱口,将2 mm×20 mm滤纸条垂直插入患牙龈沟,遇阻力停止,停留30 s,取出滤纸,将滤纸条置入微离心管,加入0.9%氯化钠注射液300 μL,10 000 r/min离心15 min,分离上清。应用双抗体夹心酶联免疫吸附试验检测上清液IL-6、TNF-α、MCP-1水平,试剂盒购于上海信裕生物科技有限公司。

1.3 观察指标

1)比较2组及不同龋病危险度患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平;2)应用Spearman相关性分析患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1与龋病危险度的相关性;3)统计发生组患儿6个月内发生慢性根尖周炎情况,慢性根尖周炎依据问诊、叩诊、X线摄片示根尖周围有炎症进行诊断,比较发生慢性根尖周炎(有慢性根尖周炎亚组)、未发生慢性根尖周炎(无慢性根尖周炎亚组)患儿入院时龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平。4)采用受试者工作特征(ROC)曲线分析患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1及CAT分度预测慢性根尖周炎的价值。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 2组龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1比较

发生组龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1高于未发生组(P<0.01)。见表1。

表1 2组学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1比较

2.2 不同龋病危险度患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1比较

全部患儿中,CAT值为0患儿63例,CAT值为0.5患儿109例,CAT值为1.0患儿84例,CAT值为1.5患儿79例,CAT值为2.0患儿38例,CAT值为2.5患儿60例,CAT值为3.0患儿47例。不同龋病危险度患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1比较差异有统计学意义(P<0.01);随着龋病危险度增加,患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1呈递增趋势(P<0.05)。见表2。

表2 不同危险度学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1比较

2.3 患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1与龋病危险度的相关性分析

相关性分析显示,学龄前龋病患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1与龋病危险度呈正相关(r=0.711、0.675、0.621,P<0.01)。见图1。

IL-6为白细胞介素-6,TNF-α为肿瘤坏死因子-α,MCP-1为单核细胞趋化蛋白-1,CAT为龋病活跃性试验。

2.4 发生组有无慢性根尖周炎患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平比较

有慢性根尖周炎亚组龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1高于无慢性根尖周炎亚组(P<0.01)。见表3。

表3 有无慢性根尖周炎患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平比较

2.5 龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1及CAT分度预测慢性根尖周炎的价值分析

绘制学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1及CAT分度预测慢性根尖周炎的ROC曲线显示,曲线下面积(AUC)依次为0.732、0.774、0.743、0.745,其中TNF-α预测敏感度最高,CAT分度预测特异度最高。见图2、表4。

IL-6为白细胞介素-6,TNF-α为肿瘤坏死因子-α,MCP-1为单核细胞趋化蛋白-1,CAT为龋病活跃性试验,ROC为受试者工作特征。

表4 学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1及CAT分度预测慢性根尖周炎ROC曲线分析结果

2.6 龈沟液各指标联合CAT分度预测慢性根尖周炎的价值分析

利用Logistic回归模型拟合学龄前龋病儿童龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1及CAT分度,以1-特异度为横坐标,敏感度为纵坐标,绘制ROC曲线显示,龈沟液各指标联合CAT分度预测慢性根尖周炎的AUC为0.924,95%CI为0.896,0.946,敏感度为0.919,特异度为0.806,见图3。

IL-6为白细胞介素-6,TNF-α为肿瘤坏死因子-α,MCP-1为单核细胞趋化蛋白-1,CAT为龋病活跃性试验,ROC为受试者工作特征。

3 讨论

婴幼儿龋病具有发病早、波及牙数多、进展快、范围大等特点,不仅影响患儿咀嚼和消化功能,还成为某些全身性疾病的危险因素[11]。国家卫生健康委数据调查显示,3岁儿童患龋率为50.8%,5岁儿童患龋率为71.9%,龋病成为危害我国儿童口腔健康的第一大口腔疾病[12]。龋病是乳牙慢性根尖周炎的首要病因,可导致脓肿、瘘管、根尖周骨吸收等,影响恒牙生长发育、萌出及牙根形态和走向,严重危害儿童口腔健康,所以早期预测其发生风险是必要的,且有积极的现实意义。

龋活性可反映儿童龋病的危险度与龋蚀波及范围扩大的风险,是筛查龋病高危人群的一个重要参考。本研究发现,随着龋病危险度增加,学龄前龋病患儿龈沟液IL-6呈递增趋势,与龋病危险度呈正相关,表明龈沟液IL-6与儿童龋活性有关。IL-6可结合可溶性IL-6受体,通过反式信号通路发挥促炎作用,导致多种炎性疾病的发生和发展。近年来多项资料表明,IL-6与慢性牙周炎、口腔种植体周围炎等口腔疾病发生、进展有关[13-14]。CHANG等[15]报道显示,因龋病等导致的牙列缺损患者龈沟液IL-6水平升高。本研究亦发现,发生组龈沟液IL-6高于未发生组,与乳牙慢性根尖周炎发生有关。根据纪莹等[16]报道,与低龋患儿和健康对照儿童比较,高龋患儿唾液IL-6水平升高,且指出IL-6是通过影响口腔微生物群,增加龋活性,参与龋病的进展;同时高水平IL-6,可影响口腔局部微环境,通过慢性炎症反应,导致牙釉质、牙本质脱矿质和破坏,诱发乳牙慢性根尖周炎[17]。本研究结果显示IL-6预测慢性根尖周炎的AUC为0.732,可作为慢性根尖周炎的一个预测标志物。

TNF-α是由巨噬细胞等合成分泌的一种系统性炎性细胞因子。现阶段关于TNF-α与儿童龋活性关系的研究较少。本研究发现,随着CAT分度增加,学龄前龋病患儿龈沟液TNF-α逐渐升高,且TNF-α与龋病危险度呈正相关,即龈沟液TNF-α越高,儿童龋活性越高。ALMARSHAD等[18]报道,龋齿的发生受基因调控,TNF-α基因多态性能通过影响免疫炎症机制,影响儿童龋齿的易感性,证实TNF-α在儿童龋易感性中所起的作用。在以上研究基础上,本研究还发现,与无慢性根尖周炎患儿比较,有慢性根尖周炎患儿龈沟液TNF-α升高,与慢性根尖周炎发生密切相关。分析原因发现,TNF-α可介导口腔局部炎症反应,诱发牙齿侵蚀磨损、牙釉质破坏等,直接参与龋齿发生,且高水平TNF-α还能改变口腔局部微环境,增强龋活性,破坏牙釉质、牙本质,影响根尖健康,导致慢性根尖周炎发生[19-20]。本研究结果显示TNF-α预测慢性根尖周炎的AUC为0.774,与IL-6预测价值相当,亦可作为慢性根尖周炎的一个预测标志物。

MCP-1是趋化因子家族成员,来源于成纤维细胞、血管内皮细胞、单核巨噬细胞等,可趋化和激活单核巨噬细胞[21-23]。本研究发现,随着CAT分度增加,学龄前龋病患儿龈沟液MCP-1呈递增趋势,且龈沟液MCP-1越高,龋活性越高;且发生组龈沟液MCP-1高于未发生组,提示龈沟液MCP-1与慢性根尖周炎发生有关。MCP-1可诱导白细胞趋化至炎症部位,引起牙齿硬组织的慢性、进行性、破坏性改变,当牙釉质逐渐溶解,侵蚀牙齿内层后,即导致龋齿发生,并进一步造成慢性根尖周炎[24-25]。目前认为龋病及慢性根尖周炎发生需要同时存在细菌、饮食、宿主、时间四方面因素,本研究所观察的龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1无论归属于宿主因素,还是归属于细菌、饮食因素间接导致的IL-6、TNF-α、MCP-1变化,最终均会影响龋活性和龋齿及慢性根尖周炎发生,因此初步推测,采用相关药物或物理方法,降低龋病高危人群龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平,可降低龋活性,预防龋齿及其病情慢性进展。本研究结果显示MCP-1预测慢性根尖周炎的AUC为0.743,与IL-6、TNF-α预测价值相当,且IL-6、TNF-α、MCP-1联合CAT分度预测慢性根尖周炎的AUC最大,为0.924,能提高对慢性根尖周炎的预测价值,其预测敏感度为0.919,特异度为0.806,有望成为学龄前龋病患儿并发慢性根尖周炎的一个预测方案,可为临床管理提供决策支持。

综上,学龄前龋病患儿龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1与儿童龋活性及慢性根尖周炎发生密切相关,三者联合CAT分度或可作为预测学龄前龋病患儿并发慢性根尖周炎的有效方案,可为临床防治龋病提供参考。本研究不足之处在于,受限于研究经费、实际随访难度及患儿家长治疗意愿等,未对比高龋活性及龋病患儿干预后龈沟液IL-6、TNF-α、MCP-1水平,有待后续进一步观察探讨。