王志濤

1 天津市口腔醫(yī)院/南開大學口腔醫(yī)院牙周病科 300041； 2 天津市口腔功能重建重點實驗室

牙周炎是以菌斑微生物為主要病因的慢性感染性疾病，在人群中發(fā)病率很高，主要臨床表現(xiàn)為牙齦炎癥出血、牙槽骨吸收、牙齦退縮等，是成人失牙的首要原因。尤其是重度牙周炎，患者可出現(xiàn)全口多個牙齒的牙齦炎癥，牙周膜、牙槽骨的大量吸收，牙周支持組織不斷喪失，最終引發(fā)不同程度的牙齒松動，嚴重時導致牙齒脫落。牙周病治療的目的在于阻止病變進一步發(fā)展，通過治療將牙周組織炎癥控制在理想范圍內(nèi)，最高目標是使已經(jīng)喪失的牙周組織得到再生[1]。牙周組織再生包括軟硬組織兩方面，硬組織的再生是使吸收的牙槽骨得到恢復，軟組織再生包括牙齦的再生以及牙周新附著的再生， 即修復被破壞的牙根表面，使因牙周病而被破壞的牙骨質實現(xiàn)再生，經(jīng)牙周組織再生而形成的全新的牙骨質中，包含牙周膜纖維，其具備功能性排列的特征，并可在與牙槽骨相連的同時形成生理性的新附著[2]。牙周組織工程學是目前牙周組織再生研究的前沿，應用組織工程學的原理，將種子細胞、支架材料和生長因子有機結合，植入到牙周組織缺損區(qū)，實現(xiàn)牙周組織再生[3]。生長因子是存在于生物體內(nèi)，具有牙周組織修復功能的活性蛋白質或多肽類物質[4]，生長因子是牙周組織工程學的三要素之一，是獲得理想牙周組織再生的重要條件。本文就生長因子在牙周組織再生中的研究進展進行綜述。

1 骨形態(tài)發(fā)生蛋白(Bone morphogenetic protein, BMPs)

BMPs是轉化生長因子β(Transforming growth factor-β,TGF-β) 超家族的成員之一，被認為是骨誘導能力最強的生長因子之一。 BMPs可以誘導未分化的間充質細胞、成骨細胞和成牙骨質細胞分化，促進牙周組織新骨的形成，并可以促進牙骨質和牙周纖維的再生[5]。研究表明，外源性rhBMP-2 可以顯著地促進牙周韌帶、牙骨質和牙槽骨的重建[6]。陸蓓的研究表明， BMP-9能夠有效誘導人牙周膜成纖維細胞的成骨分化，提示rhBMP-9可能作為誘導骨增生和牙周傷口愈合的重要靶點[7]。李玨丹等研究了BMP-4和BMP-7對人牙周膜干細胞hPDLSCs增殖和成骨分化的影響，結果顯示兩者均可單獨促進hPDLSCs增殖和成骨分化，且兩者聯(lián)合作用時細胞增殖和ALP活性更強，具有協(xié)同作用[8]。Chen等的研究表明，BMP-2與堿性成纖維細胞生長因子聯(lián)合應用有協(xié)同促進效應，骨缺損區(qū)顯示更多的新生骨和新生血管形成[9]。

2 富血小板纖維蛋白(Platelet-rich fibrin,PRF)

PRF是繼富血小板血漿(Platelet-rich plasma,PRP)之后的第二代血小板濃縮物，由法國學者Choukroun等成功制備[10]。經(jīng)過多年發(fā)展，目前PRF有多種衍生物，包括純富血小板纖維蛋白、富白細胞血小板纖維蛋白、改良型富血小板纖維蛋白、可注射型富血小板纖維蛋白等[11]。陳鐵樓等應用掃描電鏡和透射電鏡觀察PRF的超微結構，發(fā)現(xiàn)PRF膠原纖維為網(wǎng)狀立體結構，其中富含血小板和生長因子，并進一步發(fā)現(xiàn)PRF中血小板伸出多個突起的過程就是血小板激活的過程，顆粒性物質釋放就是生長因子分泌的過程[12]。Duan 等將鼠PDLSCs 與PRF 體外共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)PRF可以顯著促進PDLCs增殖[13]。許晶晶等研究了PRF提取液對炎癥狀態(tài)下PDLCs增殖和分化的影響，結果表明， PRF對TNF-α刺激下的PDLCs的成骨分化具有促進作用[14]。有學者為了明確富血小板纖維蛋白的功能和價值，利用其進行缺損牙周骨修復，并在修復完成后進行了長達6個月的跟蹤調(diào)查。結果顯示，修復效果理想，突出表現(xiàn)為有牙周新附著，且探診深度有明顯變化，逐步變淺[15]。雷朝鋒等將PRF用于牙周再生手術治療，結果表明，PRF與植骨材料聯(lián)合應用于牙周植骨術可以促進牙周軟硬組織的愈合[16]。但并不是所有學者都認同上述結論，也有學者的研究表明PRF成骨效果并不理想。有學者在修復上頜竇時聯(lián)合使用了PRF與Bio-Oss，且同樣進行了為期6個月的觀察與對比，結果顯示，這種修復方式無明顯的副作用，但效果也不明顯，基本維持在基線狀態(tài)[17]。

3 血小板衍生生長因子(Platelet derived growth factor,PDGF)

PDGF是促分裂原和趨化因子，屬于糖蛋白二聚體家族。PDGF-BB是血小板衍生生長因子當中具有代表性的亞型。普遍研究支持PDGF對牙周組織再生的促進作用。研究顯示，結合rhPDGF-BB的人工移植骨可以促進牙周組織的重建，Ⅱ度根分叉病變區(qū)和鄰面骨下袋的牙周骨組織可得到有效再生。但是，也有學者認為PDGF會影響到人牙周膜細胞ALP活性的分化，抑制其成骨分化。PDGF-BB的特性和生物學作用仍有待進一步研究。

4 胰島素樣生長因子(Insulin like growth factor,IGF)

IGF是一種具有促進生長作用的多肽類物質，主要包括IGF-I、IGF-Ⅱ。IGF-I為強刺激因子，IGF-I可發(fā)揮自身的調(diào)控與轉化作用改建骨組織。破骨細胞分化與IGF-I之間有密切聯(lián)系，兩者之間的相互作用影響成骨細胞分化。劉大勇等的研究表明，胰島素樣生長因子結合蛋白 5(IGFBP5)對炎癥狀態(tài)下的PDLSCs的成骨分化有促進作用[18]。盡管多數(shù)研究支持IGF對牙周組織再生的促進作用，但也有研究顯示， IGF-Ⅱ對PDLCs的增殖有一定的抑制作用，導致骨保護素的分泌量下降。盡管有研究表明bFGF也會影響PDLCs的生長和增殖，但對骨保護素的分泌沒有明顯抑制作用。另外，有研究表明IGF-I的直接作用會影響骨細胞的修復，致使其處于活性不斷增強的狀態(tài)之下。此外，也有研究表明IGF-I會在骨吸收過程中發(fā)揮負向作用，并且這種抑制作用是IGF-I的直接作用所致。

5 堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)

bFGF在細胞增殖過程中發(fā)揮著重要的作用，因其具備促生長的作用，可以有效增強細胞的分裂和增殖能力，屬于活性較強的生長因子。bFGF在牙周膜細胞培養(yǎng)中可促使細胞增殖。有學者通過動物實驗研究表明，bFGF可有效刺激細胞生長從而促進牙槽骨重建。針對bFGF在細胞增殖與分化過程中發(fā)揮的作用，有學者持有不同的意見。有研究認為bFGF并不具備促進成骨細胞生長的作用，還可能會抑制細胞分化，并對細胞ALP的活性構成影響，此外也會降低礦化和膠原的合成效率，從而影響牙槽骨重建。綜合來看，多數(shù)研究支持bFGF對牙周組織再生有促進作用，也有學者持不同觀點。

6 轉化生長因子(Transforming growth factor beta,TGF-β)

TGF-β的命名是根據(jù)其能使正常的成纖維細胞的表型發(fā)生轉化，機體多種細胞均可分泌非活性狀態(tài)的TGF-β。關于TGF-β的研究主要集中在炎癥、組織修復等方面。既往多個研究表明TGF-β能夠促進成纖維細胞、成骨細胞的增殖，從而促進牙周軟硬組織修復。TGF-β1是TGF-β家族中的重要成員，研究表明在組織修復的過程中，TGF-β1在軟骨形成時期便發(fā)揮一定的誘導作用，在TGF-β1的誘導下，干細胞進一步分化成熟，形成新的組織，同時能發(fā)揮促成熟的作用，有效縮短軟骨細胞及組織的成熟時間。丁欣欣等的研究表明，TGF-β1可明顯促進hPDLCs的骨向分化[19]。但有研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1對PDLCs的ALP活性有抑制作用。

7 其他牙周組織再生相關生長因子和生物活性物質

釉基質蛋白(Enamel matrix proteins,EMD)是一種由上皮根鞘分泌的細胞外基質蛋白，主要成分包括釉原蛋白、釉蛋白和釉叢蛋白等，在牙骨質形成和牙周附著建立過程中發(fā)揮重要作用[20]。句新科等應用EMD誘導乳牙生理性根吸收不同時期的PDLSCs，結果顯示，EMD誘導組中BSP、OCN、ALP、COL-1 均呈陽性表達，表明EMD 可誘導乳牙PDLSCs 向成牙骨質細胞方向分化[21]。有研究表明，釉原蛋白可以誘導PDLCs增殖，與MAPK/ERK通路密切相關[22]。骨膜蛋白 (periostin) 優(yōu)先在富含膠原蛋白的纖維結締組織中表達，包括骨膜、肌腱、牙周膜等，與牙周組織炎癥和牙周組織再生關系密切。有研究顯示，Periostin 蛋白在促使牙周組織形成方面有著獨特的功能和效用，因其可以改善hPDLCs的活性，使其以更快的速度完成分化與成熟，這也是Periostin 蛋白可以促進形成牙周組織的重要因素。呂琳琳等的研究顯示，Periostin可明顯增強牙周膜細胞堿性磷酸酶的活性，并可明顯地促進牙周膜細胞的增殖，提示骨膜蛋白在促進牙周組織再生中發(fā)揮作用。此外，還有學者研究生長因子對基因轉染成骨細胞、成牙骨質細胞和牙齦成纖維細胞增殖的影響。

8 展望

生長因子是一種具有質量濃度依賴性的調(diào)節(jié)肽，作用和功能多樣，在細胞間扮演著信號傳遞的重要角色。而在組織修復過程中，生長因子也有著不可替代的作用。需要注意的是，生長因子的調(diào)節(jié)功能會受到質量濃度的直接影響，當質量濃度下降至一定狀態(tài)后，生長因子便無法發(fā)揮自身的調(diào)節(jié)功能，但這并不代表生長因子可以在過高的質量濃度中發(fā)揮調(diào)節(jié)功能?？偠灾瑹o論是過高還是過低的質量濃度，都會影響到生長因子的調(diào)節(jié)功能，進而阻礙牙周組織的再生愈合。另外，多種生長因子有穩(wěn)定性較差的特征，但如短時間內(nèi)使用大劑量的生長因子，可能會在短時間內(nèi)被稀釋代謝，而且可能會導致不良反應發(fā)生。

生長因子是牙周組織再生中重要的調(diào)節(jié)因子，多種生長因子對牙周組織再生有顯著的促進作用。但牙周組織的再生修復是一個復雜的過程，受多種因素的影響，各種生長因子具體的作用機理、信號傳導以及相互之間的協(xié)同作用等，仍有待進一步的研究。此外，無論是牙周組織的再生還是愈合，都要有生長因子參與其中，且不是單個生長因子，而是在多種生長因子的共同作用下完成。值得注意的是，參與牙周組織再生愈合中的生長因子具備較為特殊的性質，需要在特定的時空條件下才能有效釋放。之所以要在牙周組織的再生治療中引入控釋技術的理念，是為保持生長因子在牙周組織缺損部位的持續(xù)有效濃度，充分發(fā)揮作用，更加有效促使牙周組織再生。為了充分發(fā)揮生長因子的作用，有多項研究嘗試在牙周組織再生的過程中聯(lián)合使用生長因子和生物支架材料，但需要確保材料的安全性、機械性能和生物相容性。如果條件較為理想，釋放系統(tǒng)也允許，可在已修復牙周組織的過程中聯(lián)合使用聚合物材料和生長因子，使其在合適的局部微環(huán)境中適當釋放質量濃度，使用時間不固定，短則數(shù)天，長達數(shù)月，具體視情況而定 ，以期達到更好的再生效果。相信隨著新技術、新理念的不斷出現(xiàn)，生長因子牙周再生治療中將有更加廣闊的應用前景。

綜上所述，多種生長因子都對牙周組織再生有影響。但是，現(xiàn)有的研究還不足以完全了解生長因子的作用機制。牙周組織修復和再生是一個復雜的過程，需要多種因素參與，現(xiàn)有的結論還無法全面闡明各種生長因子之間的協(xié)同作用，其使用劑量和協(xié)同應用方法并沒有明確結論。另外，大多數(shù)有關于生長因子的研究都是在體外進行，體內(nèi)研究證據(jù)仍較為缺乏?？梢灶A期，未來很長一段時間關于生長因子的研究仍主要圍繞牙周組織工程技術和牙周組織再生進行。