李 婧，婁晉寧，徐寶華★

（1.中日友好醫(yī)院 口腔醫(yī)學(xué)中心；2.中日友好臨床醫(yī)學(xué)研究所，北京 100029）

牙周炎是指發(fā)生在牙齦、牙周膜、牙槽骨和牙骨質(zhì)的炎癥性、破壞性疾病，是人類最古老、最普遍的疾病之一，其發(fā)病率在60%～90%，是造成成年人牙齒喪失的主要原因之一[1]。 本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)性牙周炎動(dòng)物模型建立的概況作一綜述。

1 牙周炎發(fā)生的基本條件

牙周炎是菌斑微生物引起的感染性疾病，菌斑微生物是引發(fā)牙周炎的始動(dòng)因子，是造成牙周炎破壞的必需因素。牙菌斑中存在少量致病菌，它能破壞宿主的防御能力，引發(fā)牙周組織的破壞。宿主自身的易感性在牙周炎的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中也起著十分重要的作用，包括遺傳因素、性激素水平、全身免疫狀態(tài)、系統(tǒng)性疾病等都會(huì)影響宿主的防御功能，影響牙周炎的發(fā)生。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)物的選擇

牙周炎易感動(dòng)物種屬很多，選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)于牙周炎動(dòng)物模型的建立起到至關(guān)重要的作用。可用于建立牙周炎模型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有：非人靈長(zhǎng)類（如猴）、狗、大鼠、倉(cāng)鼠、兔、小型豬、家養(yǎng)雪貂及馬等[2]。通常需根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皩?shí)驗(yàn)室條件選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。猴及狗這類存在倫理學(xué)及社會(huì)學(xué)問(wèn)題的大型動(dòng)物通常是在新的治療方法用于臨床治療前的最后階段才考慮使用。大多數(shù)情況下，大鼠或倉(cāng)鼠這類小型動(dòng)物能夠滿足評(píng)價(jià)細(xì)菌、飲食或其他因素在牙周炎癥的組織學(xué)水平上的作用，能夠充分的體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，滿足臨床前試驗(yàn)參考的需要。

3 牙位的選擇

牙周病損的發(fā)生具有部位特異性，牙周炎最易受累的牙位為下頜切牙和上頜磨牙，其次是下頜磨牙、尖牙和上頜切牙、前磨牙，最少受累的為上頜尖牙和下頜前磨牙。因此，在選擇實(shí)驗(yàn)牙時(shí)多數(shù)學(xué)者選擇相對(duì)穩(wěn)定的磨牙區(qū)為實(shí)驗(yàn)牙，也有學(xué)者為便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果而選擇下前牙。

4 牙周炎動(dòng)物模型的構(gòu)建方法

4.1 非人靈長(zhǎng)類

非人靈長(zhǎng)類其口腔及牙齒結(jié)構(gòu)與人類極為相似，可以自發(fā)地形成牙菌斑、牙石、口腔微生物致病菌，是牙周疾病病因?qū)W及免疫微生物學(xué)研究最適合的模型動(dòng)物，也是使用生物學(xué)材料進(jìn)行牙周病治療研究的極佳模型動(dòng)物。

恒河猴、獼猴及狒狒，對(duì)牙周疾病有天然的易感性[3]。為了加速牙周炎的進(jìn)展，常用絲線、尼龍線或正畸彈力圈等結(jié)扎或縫合于實(shí)驗(yàn)牙頸部，促進(jìn)菌斑形成，每隔1～2周更換結(jié)扎材料，直到探診證實(shí)牙周袋形成。非人靈長(zhǎng)類還被用于接種人類牙周致病菌。將從未接觸過(guò)人類牙周致病菌的獼猴接種牙齦卟啉單胞菌（porphyromonas gingivalis，Pg），約5個(gè)月后證實(shí)該動(dòng)物感染Pg，可見(jiàn)牙槽骨吸收[4]。由于所有的牙齒都可以使用，所以可使用最少數(shù)量的動(dòng)物來(lái)獲得最大量的實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)。近幾年來(lái)在猴動(dòng)物模型上使用生物學(xué)材料、釉基質(zhì)衍生物、引導(dǎo)組織再生技術(shù)或種植手術(shù)進(jìn)行牙周組織治療的研究趨于成熟。通過(guò)手術(shù)的方法在實(shí)驗(yàn)牙的近中形成骨內(nèi)缺損，模型建立后通過(guò)誘導(dǎo)組織再生或釉基質(zhì)蛋白誘導(dǎo)再生治療牙周缺損[5]。這一模型與臨床治療極為相似，是一個(gè)相關(guān)性較好的動(dòng)物模型。

盡管非人靈長(zhǎng)類的牙周病與人類非常類似，但因其花費(fèi)較高、特殊的飼養(yǎng)要求以及倫理學(xué)問(wèn)題限制了這類動(dòng)物在牙周病學(xué)的研究。

4.2 狗

狗可以發(fā)生自發(fā)性牙周炎，其自發(fā)性或?qū)嶒?yàn)性牙周炎的發(fā)生機(jī)制均與人類相似，其齦下菌斑的構(gòu)成也與人類很相似，是良好的牙周病研究模型動(dòng)物[6]。但由于價(jià)格相對(duì)昂貴，需要特殊的日常照顧，存在飼養(yǎng)問(wèn)題，限制了狗在牙周病研究的應(yīng)用。

狗是牙周病治療研究極佳的模型動(dòng)物，采用手術(shù)的方法可建立各種軟硬組織缺損的模型，借助這一模型可以評(píng)價(jià)多種用于牙周再生的生物學(xué)材料或再生性治療技術(shù)的有效性。前磨牙及磨牙區(qū)是較常使用的實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)。除了手術(shù)產(chǎn)生牙周缺損外，牙頸部結(jié)扎4～6個(gè)月或利用大齡狗牙周疾病自發(fā)形成的Ⅱ°根分叉病變也可獲得牙周缺損[7]。聯(lián)合技術(shù)，牙周結(jié)扎聯(lián)合手術(shù)形成牙周缺損，同樣可用于評(píng)價(jià)生物學(xué)填充材料和/或再生性治療技術(shù)[8]。狗還被用于建立引導(dǎo)性骨再生和種植手術(shù)模型。下頜支及下頜角被用于種植手術(shù)，形成臨界大小的缺損，填充不同的生物學(xué)材料。在植入種植體2個(gè)月后出現(xiàn)了種植體周圍炎，種植體周圍所形成的骨缺損與人的缺損是完全相似的[9]。

4.3 大鼠

大鼠牙齦的結(jié)構(gòu)與人類極為相似，其牙周病的組織病理表現(xiàn)也與人近似，并且大鼠體型小、價(jià)格便宜、易于飼養(yǎng)及操控，因此，大鼠是目前應(yīng)用最多的牙周炎實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。大鼠是用于牙周疾病發(fā)病機(jī)制研究的最為深入的嚙齒類動(dòng)物模型[10]。

天然條件下，大鼠對(duì)牙周疾病有很強(qiáng)的抵抗能力，這與人類有著顯著的差異。牙頸部結(jié)扎、口腔感染人類牙周致病菌、接種微生物或其產(chǎn)物都可誘導(dǎo)牙周疾病的發(fā)生。另外，將牙齦注射化學(xué)藥物或采用手術(shù)的方法也成功地建立了牙周疾病動(dòng)物模型。由于大鼠切牙不斷萌出及沒(méi)有牙根，因而常用的實(shí)驗(yàn)牙為磨牙區(qū)。

4.3.1 結(jié)扎模型

在牙齒周圍放置結(jié)扎材料來(lái)誘導(dǎo)牙周疾病的發(fā)生已經(jīng)被用于多種動(dòng)物模型，從大鼠到非人靈長(zhǎng)類均可。通過(guò)在磨牙齦溝內(nèi)放置結(jié)扎材料來(lái)增加菌斑聚集、破壞牙齦上皮、增強(qiáng)破骨細(xì)胞的作用及骨吸收，可誘導(dǎo)牙周疾病的發(fā)生[11]。近來(lái)研究者對(duì)大鼠的結(jié)扎模型產(chǎn)生了高度的興趣。放置結(jié)扎材料可引起牙菌斑及微小潰瘍?cè)跍蟽?nèi)上皮的聚集，從而有利于牙周致病菌滲透入結(jié)締組織。盡管一些實(shí)驗(yàn)表明需要更長(zhǎng)的時(shí)間，但大鼠最早可在7d時(shí)發(fā)現(xiàn)牙周附著喪失及牙槽骨吸收[12]。單純的結(jié)扎材料不會(huì)引起無(wú)菌動(dòng)物嚴(yán)重的牙齦炎癥或牙槽骨的吸收，細(xì)菌是導(dǎo)致牙周組織破壞的始動(dòng)因子，這一結(jié)論被系統(tǒng)使用防腐劑及抗生素這一實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，使用防腐劑可以減少牙槽骨的吸收，使用抗生素可以減少牙周附著的喪失及牙槽骨的吸收[13]。使用革蘭氏陰性細(xì)菌可以增加破骨細(xì)胞生成及牙槽骨吸收，這一結(jié)果可以進(jìn)一步證實(shí)細(xì)菌在這一模型中作用[14]。結(jié)扎誘導(dǎo)的模型對(duì)某些全身作用很敏感，例如吸煙或慢性精神刺激，與沒(méi)有暴露在煙草環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)性牙周炎大鼠相比，暴露在煙草環(huán)境中的結(jié)扎大鼠牙槽骨吸收嚴(yán)重，將結(jié)扎的大鼠注射尼古丁結(jié)果相似[15，16]。

大鼠結(jié)扎模型可用于研究系統(tǒng)疾病對(duì)牙周疾病進(jìn)展的作用，如糖尿病對(duì)牙周病的影響[17，18]。結(jié)扎誘導(dǎo)牙周炎動(dòng)物模型中，糖尿病大鼠比血糖正常的大鼠牙槽骨吸收嚴(yán)重。去除結(jié)扎材料后，血糖正常組大鼠牙槽骨吸收之后所形成的新骨是糖尿病大鼠的2.4～2.9倍。因此，大鼠結(jié)扎模型對(duì)研究系統(tǒng)疾?。ㄈ缣悄虿。?duì)牙周病的影響機(jī)制是非常有用的。

4.3.2 接種牙周致病菌模型

通過(guò)食物填塞或直接注射可將人類牙周致病菌接種至嚙齒類動(dòng)物口腔。提前使用抗生素來(lái)降低內(nèi)源性的菌群以及重復(fù)接種致病菌可以提高感染的重復(fù)性。常用的接種劑量是隔天注射連續(xù)1周共109CFU，對(duì)于一些敏感的菌株可適當(dāng)增加接種量[19]。早在末次接種后2周或初次感染后3周就能發(fā)現(xiàn)牙槽骨的吸收，在末次接種后6周牙槽骨吸收較為明顯[20]。牙槽骨的吸收通常發(fā)生在上頜磨牙周圍，因?yàn)橄骂M的皮質(zhì)骨較厚且頰舌向直徑較寬，所以下頜磨牙周圍骨吸收較慢。使用單一牙周致病菌與使用2種及兩種以上牙周致病菌所產(chǎn)生的效果是不同的：?jiǎn)我桓腥綪g的大鼠，感染4周后致病菌在口腔的存留率為45%，而聯(lián)合感染其他致病菌的大鼠，Pg的存留率為80%～100%?；旌透腥颈葐我桓腥灸茉斐筛鼮閲?yán)重的牙槽骨吸收[21]。

4.3.3 注射脂多糖模型

革蘭氏陰性細(xì)菌被認(rèn)為是重要的牙周致病菌，脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是這類細(xì)菌細(xì)胞壁的組成成分，也是引發(fā)內(nèi)源性免疫反應(yīng)重要的炎性刺激物。因此，在牙齦組織注射LPS這一模型有利于研究受到這類細(xì)菌成分的刺激后內(nèi)源性免疫反應(yīng)如何介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，刺激破骨細(xì)胞的產(chǎn)生及骨吸收。這一模型的組織病理學(xué)結(jié)果與其他方式建立的牙周炎模型相似。通常將純化的細(xì)菌LPS懸浮于1～6μl的微量體積中，注射于大鼠磨牙的牙齦組織，這一技術(shù)的敏感性較高，需要使用微量注射器及較細(xì)的針頭（28～33G），常用的注射位點(diǎn)是上頜第一磨牙的腭側(cè)，部分研究也將下頜第一、第二磨牙的牙間乳頭做為注射點(diǎn)，通常每周3次，最早在注射7d后就能發(fā)現(xiàn)牙槽骨喪失，不同來(lái)源的LPS對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有顯著影響[22，23]。

4.3.4 化學(xué)誘導(dǎo)的大鼠模型

使用化學(xué)藥物也可誘導(dǎo)口腔組織炎癥發(fā)生，三硝基苯磺酸（TNBS）或葡萄糖硫酸鈉（DSS），這類化學(xué)藥物通常用于誘導(dǎo)內(nèi)臟的急性或慢性炎癥來(lái)評(píng)價(jià)直腸疾病的炎癥進(jìn)展[24，25]?？谇粚?duì)DSS或TNBS長(zhǎng)達(dá)18周的代謝引起口腔黏膜的慢性炎癥及牙槽骨的吸收。每2周1次將DSS加入大鼠的飲食中，引起大鼠出現(xiàn)全身系統(tǒng)疾病的表現(xiàn)，加速牙槽骨的吸收。每周2次口服TNBS產(chǎn)生局部的牙周組織反應(yīng)，上下頜骨出現(xiàn)時(shí)間依賴的牙槽骨吸收。將TNBS直接注射到牙齦組織會(huì)導(dǎo)致局部嚴(yán)重而快速的炎癥細(xì)胞滲透、肉芽腫形成以及快速而廣泛的牙槽骨吸收。

4.3.5 手術(shù)模型

近10年大鼠手術(shù)模型被逐漸興起，通過(guò)開窗手術(shù)的方法造成下頜第二磨牙牙根表面的牙周組織缺損，標(biāo)準(zhǔn)的缺損為深1.5mm，寬3mm[26]。大鼠也被用于評(píng)價(jià)釉基質(zhì)衍生物治療骨上及骨內(nèi)的缺損[27]。下頜支、切牙與第一磨牙之間無(wú)牙齒的牙槽嵴頂或下頜骨的邊緣，都適用于評(píng)價(jià)引導(dǎo)性骨再生的技術(shù)[28]。用手術(shù)方法建立的大鼠模型具有廣闊的應(yīng)用前景，但在未來(lái)的時(shí)間里還需不斷的完善。

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