高碧聰,楊 葉,范 宇
兒童牙齒外源性著色通常是由產(chǎn)色素細(xì)菌、飲料、食物在牙表面引起的牙著色。根據(jù)著色原因不同,有多種色素沉著,嚴(yán)重者覆蓋整個(gè)牙面,極大影響美觀。臨床中兒童外源性著色牙常見(jiàn),中國(guó)學(xué)齡前兒童的外源性著色率約為17%[1-2],部分口腔衛(wèi)生極差患兒表現(xiàn)為牙面綠色或橙色著色,多數(shù)口腔衛(wèi)生較好患兒表現(xiàn)為牙面黑斑[3],牙面黑斑發(fā)生率為12.4%[4]。其發(fā)生于乳牙或恒牙頸部1/3處,表現(xiàn)為不完全融合的黑點(diǎn)或黑線(xiàn),是兒童牙齒外源性著色的主要形式。牙齒外源性著色影響美觀,過(guò)去常因無(wú)明顯自覺(jué)癥狀而被忽視,隨著生活水平提高,越來(lái)越多家長(zhǎng)因美觀問(wèn)題就診。但大眾缺乏對(duì)兒童牙面外源性著色的認(rèn)知。因此,關(guān)于兒童牙齒外源性著色形成機(jī)制和防治需要加深研究。本研究根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究,著眼于兒童牙面外源性著色的菌群特征,對(duì)兒童牙齒外源性著色的原因及防治方法展開(kāi)討論,為其診療和口腔護(hù)理宣教提供理論參考。
獲得性膜是唾液蛋白或糖蛋白吸附至牙面所形成的生物膜,可修復(fù)和保護(hù)釉質(zhì)表面,為釉質(zhì)提供有選擇的滲透性,同時(shí)影響微生物對(duì)牙面的附著,可以作為菌斑微生物的底物和營(yíng)養(yǎng)。細(xì)菌利用獲得性膜在釉質(zhì)表面定植,形成菌斑生物膜,這是口腔微生態(tài)的重要組成部分。來(lái)自飲食中的有機(jī)色團(tuán)和無(wú)機(jī)色團(tuán)主要吸附在菌斑生物膜、粗糙的牙齒表面以及牙結(jié)石上,形成牙齒外源性著色[2]。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看,大多數(shù)有機(jī)色團(tuán)對(duì)蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的親和性,更容易存在于牙菌斑或薄膜上。牙結(jié)石又稱(chēng)牙石,通常存在于牙齒表面,剛形成時(shí)為乳白色軟垢,逐漸會(huì)因礦物鈣化而變硬。牙結(jié)石能夠與含有色素的食物、飲料中的無(wú)機(jī)色團(tuán)結(jié)合,表現(xiàn)出黃色、棕色或黑色等牙齒外源性著色。此外,產(chǎn)色素相關(guān)的菌群在菌斑生物膜中的富集是造成兒童牙齒外源性著色的主要原因。
牙面黑斑是兒童牙齒外源性著色的主要形式,其是一種黑色的不溶性鐵化合物,可能是由牙周組織中厭氧菌產(chǎn)生的硫化氫與唾液或牙齦滲出液中的鐵相互作用形成的硫化鐵[5]。早在1976年,Reid等[6]提出黑斑可能是由細(xì)菌產(chǎn)生的硫化氫與齦溝中的鐵離子結(jié)合形成。鐵離子在牙面黑斑中沉積的原因,主要是黑斑中的優(yōu)勢(shì)微生物組能代謝利用來(lái)源于食物、齦溝、唾液中的鐵元素,從而產(chǎn)生鐵化合物,進(jìn)一步產(chǎn)生黑色沉淀。鐵離子是黑斑的重要組分,黑色的含鐵化合物也是牙面黑斑區(qū)別于其他牙面菌斑的特征。研究表明,在懷孕期間及嬰幼兒期,經(jīng)常食用富含鐵的食物和使用鐵補(bǔ)充劑,可能有利于著色微生物群的黏附生長(zhǎng)。食用富含鐵的食物或使用鐵基藥物可能導(dǎo)致兒童牙面黑斑[7]。
研究顯示,黑斑和非著色菌斑的菌群總量相似而菌群組成存在差異[8]。被診斷患有黑斑的患兒可能具有特殊而穩(wěn)定的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),而來(lái)自健康兒童的細(xì)菌微生物組結(jié)構(gòu)則更加多變[9]。根據(jù)對(duì)菌斑中細(xì)菌功能基因的分析,著色斑塊中的細(xì)菌與普通斑塊中的細(xì)菌相比,差異功能基因富集于糖酵解、糖異生、淀粉和蔗糖代謝路徑,這表明在著色菌斑中細(xì)菌代謝狀態(tài)活躍,菌斑為細(xì)菌提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物或進(jìn)一步促進(jìn)牙面色素沉著[10-11]。Veses等描述了牙面染色斑塊中血紅素生物合成途徑的相對(duì)豐度增加,結(jié)合黑斑中鐵豐度增加,表明血紅素依賴(lài)性鐵螯合和隨后的代謝可能在黑斑生成中起作用[12]。
放線(xiàn)菌屬,包括內(nèi)氏放線(xiàn)菌(Actinomycesnaeslundii)和溶牙放線(xiàn)菌(Actinomycesodontolyticus)可以產(chǎn)生棕色或黑色的色素。與其他未著色的乳牙齦上菌斑相比,著色乳牙的齦上菌斑中內(nèi)氏放線(xiàn)菌的含量更高[13],對(duì)兒童牙齒齦上著色菌斑樣本的分析顯示,內(nèi)氏放線(xiàn)菌的水平顯著高于乳酸桿菌[7]。
產(chǎn)黑色素類(lèi)厭氧桿菌具有產(chǎn)生黑色素的功能,其中包括牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonasgingivalis)和部分普氏菌屬(Prevotellaspp.)。牙齦卟啉單胞菌是一種絕對(duì)需鐵菌,利用外源性鐵/亞鐵血紅素產(chǎn)生黑色素。普氏菌屬在早期研究中被確定為黑色素沉著的主要細(xì)菌,而近期研究顯示普氏菌屬的豐度在外源性著色乳牙和其他乳牙齦上菌斑之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[14]。
凝聚桿菌屬(Aggregatibacterspp.)在外源性著色患兒唾液中和菌斑中的含量均高于健康組?;驕y(cè)序技術(shù)定位到種,發(fā)現(xiàn)一種尚未被命名的菌種Aggregatibactersp_HMT_898在外源性著色患兒的齦上菌斑中富集[4]。伴放線(xiàn)聚集桿菌(Aggregatibacteractinomycetemcomitans,Aa)可以產(chǎn)生黑色素,有報(bào)道顯示,著色菌斑中Aa的檢出率明顯高于未染色菌斑[15],但同樣有研究顯示牙齒外源性著色患兒不同牙位之間的伴放線(xiàn)聚集桿菌豐度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[8]。這可能與初始定植細(xì)菌的類(lèi)型以及細(xì)菌間的相互作用相關(guān),但其中的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。
近年來(lái)對(duì)牙齒外源性著色患兒的牙面著色菌斑、非著色菌斑、唾液的細(xì)菌測(cè)序研究可對(duì)著色菌斑中的特異性高豐度菌群進(jìn)行篩選。Candidate_division_TM7是一種尚未成功在體外分離培養(yǎng)的未確定分類(lèi)的菌種,但在部分腸道菌群和口腔菌群的細(xì)菌宏基因組測(cè)序研究中可發(fā)現(xiàn)其差異表達(dá)。與未著色乳牙相比,著色乳牙齦上菌斑中Candidate_division_TM7水平顯著提高,尚未確認(rèn)其代謝作用,但它可作用于其他定植菌種,改變生物膜豐度和結(jié)構(gòu),提高生物膜的黏附力,使得生物膜更難被清理[16]。
有研究證實(shí)牙齒外源性著色患兒牙面上的奈瑟菌屬(Neisseriaspp.)的豐度較高[17]。纖毛菌屬(Leptotrichiaspp.)和梭桿菌屬(Fusobacteriumspp.)的共生可能有助于乳牙牙面色素的形成。另外,梭桿菌可與產(chǎn)黑色素類(lèi)厭氧桿菌共聚集,促進(jìn)產(chǎn)黑色素菌的口腔定植[18]。黑斑患兒唾液中噬二氧化碳菌屬(Capnocytophagaspp.)和棒狀桿菌屬(Corynebacteriumspp.)的豐度更高。口腔微生態(tài)失調(diào)導(dǎo)致的菌群失衡是牙面色素沉著的重要原因,細(xì)菌之間的復(fù)雜交互還需要進(jìn)一步深入研究。
對(duì)相關(guān)社會(huì)人口因素和口腔健康習(xí)慣的分析表明,較少攝入果醬和蜂蜜以及經(jīng)常使用氟化物的兒童患牙面黑斑的風(fēng)險(xiǎn)較低[4]。有研究觀察到牙面黑斑的存在可能會(huì)限制齲齒的進(jìn)展[19]。一方面,低碳水化合物飲食減少了致齲菌的底物,另一方面,定期使用氟化物可能會(huì)抑制致齲菌的生長(zhǎng)[20]。因此,減少食用果醬和蜂蜜等致齲食物的頻率,增加氟化物的使用可能會(huì)減少致齲細(xì)菌的生長(zhǎng),從而為與牙面外源性著色相關(guān)的細(xì)菌提供有利的環(huán)境??谇画h(huán)境中的高pH值會(huì)降低鐵的溶解度,有利于細(xì)菌攝取利用鐵離子,進(jìn)而促進(jìn)牙面黑斑的產(chǎn)生。在齲病的防治中發(fā)現(xiàn),缺鐵性貧血與齲病的高易感性相關(guān),血清鐵的升高有利于預(yù)防齲齒,但同時(shí)會(huì)帶來(lái)牙齒著色的不良反應(yīng)[21]。然而,這些假設(shè)需要驗(yàn)證和進(jìn)一步調(diào)查。
環(huán)境蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果顯示,牙齒外源性著色患兒的唾液緩沖力更強(qiáng),唾液的 pH值更高,鈣離子、鐵離子、銅離子含量以及總蛋白含量也更高[10]?;純嚎谇画h(huán)境中的離子濃度高,蛋白含量高,唾液蛋白能夠與食物中的多酚結(jié)合,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生色素沉著,進(jìn)而改變了斑塊中的微生物組,促進(jìn)外源性著色形成[11]。飲用水的類(lèi)型也會(huì)影響產(chǎn)色素相關(guān)菌群的定植,高pH值水、高pH值唾液均可顯著提高牙面外源性著色的風(fēng)險(xiǎn)[22]。
部分研究指出,兒童外源性著色牙數(shù)量隨年齡的增長(zhǎng)而增加,外源性著色與年齡之間存在一定相關(guān)性。在中國(guó)學(xué)齡前兒童中,5歲及以上兒童黑斑牙的數(shù)量是4歲及以下兒童的3倍,這可能與兒童的口腔衛(wèi)生、碳水化合物飲食習(xí)慣有關(guān)[23]。4歲以上兒童擁有更好的口腔衛(wèi)生,夜奶的減少也降低了碳水化合物的攝入,可能因此降低了口腔致齲菌的定植能力,使得口腔微生物菌群向產(chǎn)色素相關(guān)菌群發(fā)展。隨著這些年輕受試者步入青春期,牙面黑斑逐漸消退[24]。但也有研究認(rèn)為年齡與牙面色素之間不存在關(guān)聯(lián)[25],目前缺乏對(duì)牙面外源性著色患兒的長(zhǎng)期隨訪(fǎng)調(diào)查,對(duì)于牙面外源性著色隨年齡變化的機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
眾多臨床研究結(jié)果表明,患有牙齒外源性著色的幼兒患齲率低。有學(xué)者對(duì)過(guò)往發(fā)表研究進(jìn)行Meta分析,結(jié)果顯示牙面黑斑患兒的平均患齲率相對(duì)正常人群更低[7]。兒童外源性著色菌斑內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌群與致齲菌存在互相抑制的趨勢(shì)。這可能與口腔菌群中變異鏈球菌(Streptococcusmutans)的占比較小有關(guān)。高鐵離子、高pH值等口腔微環(huán)境因素有利于牙面黑斑相關(guān)菌群的定植,但抑制變異鏈球菌等致齲菌的生長(zhǎng)[26]。黑斑中的變異鏈球菌相對(duì)較少,牙齦卟啉單胞菌相對(duì)較多[8]。黑斑內(nèi)的放線(xiàn)菌屬豐度大而鏈球菌屬豐度小[27]。放線(xiàn)菌屬可通過(guò)與牙齦卟啉單胞菌聚集促進(jìn)其黏附,并通過(guò)釋放琥珀酸鹽促進(jìn)其生長(zhǎng),間接抑制變異鏈球菌生長(zhǎng)。同時(shí),牙面黑斑內(nèi)存在更高水平的變異鏈球菌基因多態(tài)性,但這些基因型對(duì)應(yīng)的變異鏈球菌致齲率低,且不同個(gè)體的分離株之間存在相同的基因型和高度的遺傳相似性[28]。對(duì)黑斑內(nèi)菌群的基因研究將有助于對(duì)兒童牙齒外源性著色以及齲病的針對(duì)性預(yù)防。
兒童牙面外源性著色的防治有其必要性。首先,嚴(yán)重牙面黑斑會(huì)影響美觀,可能造成患兒心理障礙。其次,如前文所述,患有牙面黑斑的患兒患齲率低,但其中的因果尚未定論,可能是口腔內(nèi)牙面黑斑的優(yōu)勢(shì)菌群定植減少了致齲菌的定植,也可能是口腔內(nèi)環(huán)境導(dǎo)致致齲菌減少而增加了牙面黑斑菌群的定植優(yōu)勢(shì)。但無(wú)論是牙面黑斑還是齲病,都存在口腔微生態(tài)失調(diào)的情況。牙面黑斑優(yōu)勢(shì)菌群與牙周炎優(yōu)勢(shì)菌群存在交叉,目前缺乏對(duì)牙面黑斑患兒的縱向研究,以探究牙面黑斑菌群對(duì)牙周致病菌的定植影響。理想的兒童口腔微環(huán)境應(yīng)是動(dòng)態(tài)的,具有微生物多樣性[29-31],因此臨床仍需防治黑斑,以恢復(fù)口腔微生態(tài)平衡。
由于黑斑中的鈣和磷酸鹽含量高于未變色的斑塊,礦化程度高,因此在牙面外源性著色斑塊形成之后需要使用常見(jiàn)的診間機(jī)械清除菌斑的手段才能有效清除。超聲潔治,使用帶有摩擦顆粒的拋光膏進(jìn)行牙面光潔、噴砂等方法,可以去除包括黑斑在內(nèi)的牙面色素沉著[32]。
由于兒童牙面外源性著色的形成與宿主、口腔菌群密切相關(guān),在診間機(jī)械清除外源性著色斑塊后仍有很大復(fù)發(fā)的概率,因此日??谇恍l(wèi)生維護(hù)是預(yù)防兒童牙面外源性著色的主要方法[33]。使用含有預(yù)防菌斑形成功效成分的牙膏可以減少菌斑色素沉著,例如焦磷酸鹽、多聚磷酸鹽和植酸鹽等成分,可以與已吸附在牙齒表面的色素和蛋白質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合牙面的鈣,形成“保護(hù)膜”,抑制牙面獲得性膜的形成,起到防著色的功效;此外,牙膏中的去漬功效成分,例如焦磷酸鹽、植酸鹽,其多磷酸根陰離子是鐵離子和銅離子的絡(luò)合劑,可把有色重金屬離子轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物,從而促進(jìn)色素脫離牙齒表面,預(yù)防牙面外源性著色的發(fā)生[34-35]。
飲食會(huì)影響口腔微環(huán)境中的鐵含量。減少含鐵飲食的攝入可減少牙面黑斑的形成。研究顯示,礦泉水的pH值和鐵含量低于自來(lái)水,對(duì)于黑斑易感人群,可通過(guò)減少飲用自來(lái)水降低染色風(fēng)險(xiǎn)[22]。另外,乳鐵蛋白是重要的鐵結(jié)合蛋白,研究顯示,補(bǔ)充含有乳鐵蛋白的藥物可以有效防止黑斑復(fù)發(fā),其作用機(jī)制可能是其抑菌活性及鐵螯合能力[24]。但也有研究發(fā)現(xiàn)牛奶和奶酪中含有大量乳鐵蛋白,大量飲用牛奶和奶酪的個(gè)體易產(chǎn)生黑斑[36]??谇昏F離子含量和乳鐵蛋白平衡可能是預(yù)防黑斑形成的突破點(diǎn)之一。
口腔菌群失衡是口腔疾病形成的重要原因,因此調(diào)節(jié)口腔菌群、恢復(fù)菌群多樣化的口腔微環(huán)境是減少口腔疾病以及牙齒外源性著色的理想方法。使用含益生菌或益生元的生物制劑有望調(diào)節(jié)口腔菌群?;钚砸嫔芘c致病菌競(jìng)爭(zhēng)生物膜表面的結(jié)合位點(diǎn),促進(jìn)口腔中益生菌的增殖;益生菌增殖過(guò)程中的代謝產(chǎn)物,能抑制口腔致病菌的生長(zhǎng)和活性,通過(guò)“養(yǎng)好菌、抑壞菌”的原理為牙齒防著色和口腔疾病的預(yù)防發(fā)揮積極作用[37]。體外研究顯示,唾液鏈球菌(Streptococcussalivarius)M18和羅伊氏乳桿菌(LactobacillusreuteriProdentis)益生菌可以抑制放線(xiàn)菌和伴放線(xiàn)聚集桿菌的活性,競(jìng)爭(zhēng)降低其定植能力[38]。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床研究顯示,唾液鏈球菌M18益生菌療法能夠預(yù)防兒童牙面黑斑的形成[39]。口腔菌群的益生菌療法還需要更加長(zhǎng)期及深入地研究。
兒童牙齒外源性著色是由飲食、宿主、菌群共同作用形成的口腔疾病,其中兒童牙面黑斑占比較高。兒童牙面外源性著色的產(chǎn)生與口腔環(huán)境中的口腔菌群失衡有關(guān),兒童外源性著色菌斑中的優(yōu)勢(shì)菌屬有放線(xiàn)菌、產(chǎn)黑色素厭氧桿菌、凝聚桿菌等。含鐵飲食、口腔pH值、年齡等因素都可能影響兒童牙面外源性著色菌斑中優(yōu)勢(shì)菌和致齲菌的占比。機(jī)械方法輔助化學(xué)制劑可有效防治牙面黑斑,日常使用含防著色成分牙膏刷牙,預(yù)防兒童牙面外源性著色更為有效;同時(shí)改變飲食和使用含益生菌的口腔護(hù)理用品調(diào)節(jié)口腔菌群有助于預(yù)防兒童牙齒外源性著色的形成。對(duì)牙面黑斑的深層形成機(jī)制和防治措施,還需要進(jìn)一步的研究與長(zhǎng)期隨訪(fǎng)。