氧化应激及抗氧化剂辅助治疗牙周炎的研究进展
牙周炎是一种微生物相关、宿主介导引起牙周附着丧失的炎症，发生机制较为复杂。牙周稳态反映了牙周定植菌和宿主固有免疫之间的动态平衡。氧化应激(oxidative stress，OS)是由于内源性或外源性刺激使机体活性氧(reactive oxygen species，ROS)产生过多和/或清除较少，导致氧化-抗氧化稳态失衡，引起组织细胞氧化损伤的反应。
OS 与牙周炎的发生发展密切相关，抗氧化剂作为一种辅助治疗，可以有效改善牙周炎的临床和生化参数。
1. OS 与牙周炎的相关性
近年来，大量研究证明OS 参与了牙周炎的发生发展。通过将红色复合体的混悬液接种于大鼠龈沟内，建立牙周炎模型，采集龈下菌斑样本，发现牙周炎大鼠的氧化应激指数(oxidative stress index，OSI)是正常组的5 倍。
Chandra 等通过ROS 分析显示，慢性牙周炎患者牙龈成纤维细胞中的ROS生成量较健康对照组增加了17%。Almerich 等横断面研究中，以86 例就诊患者为研究对象，分为牙周健康组、牙龈炎组、慢性牙周炎组，检查患者的牙周状况，获取龈下菌斑样本，同时收集唾液，检测OS生物标志物，结果发现，与前两组患者相比，慢性牙周炎组患者唾液中OS 生物标志物水平较高，且红色复合体细菌存在的菌斑样本中OS 生物标志物水平最高。
Toczewska 等发现，与健康对照组相比，牙周炎患者的非刺激性唾液及龈沟液(gingival crevicular fluid，GCF) 中的总氧化状态(total oxidant status，TOS)、OSI 均显著升高(P<0.001)，总抗氧化能力(total antioxidant capacity，TAC)显著降低(P <0.001)。杨洁等通过检测血浆和GCF 中蛋白质总氧化水平指标蛋白羰基，发现慢性牙周炎患者蛋白羰基水平较牙周健康者明显升高(P<0.001)，且与菌斑指数(plaque index，PI)、牙龈指数(gingival index，GI)、探诊深度(probing depth，PD)、临床附着水平(clinical attachment level，CAL)均呈正相关。
以上证据均表明，OS 与牙周炎的发生发展密切相关。牙周炎症程度增加，OS 生物标志物表达水平升高，且与牙周临床参数相关。这提示我们在牙周炎的进展中，OS 可能发挥一定的促进作用。
2.OS 促进牙周炎发生发展的机制
研究发现，高反应性外周血中性多形核白细胞(polymorphonuclear leukocytes，PMNs) 产生的过量ROS 是牙周炎中OS 的潜在来源。成熟的PMNs 受外源性病原体及其产物刺激，穿过血管内皮，到达炎症部位，通过吞噬细菌，释放溶酶体酶或呼吸爆发来杀灭细菌，同时产生ROS 抵御感染。
然而，过量ROS 生成可诱导OS 的发生。OS 可以直接导致细胞外基质降解及线粒体DNA 过早氧化损伤，对牙周组织产生直接损害，加重炎症反应，促进牙周膜细胞凋亡；还可以通过增强基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs) 的活性，间接调节炎症、凋亡相关信号通路，导致牙周组织损伤增加及牙槽骨吸收。
Osorio 等将人牙周膜成纤维细胞暴露于亚致死浓度过氧化氢后，活性MMP-2、MMP-9表达显著增加，激活核因子κB信号通路，促进牙槽骨吸收。相反，抗氧化信号通路的激活能够减轻ROS 引起的细胞损伤，维持细胞的氧化还原稳态，从而减少牙周膜干细胞的凋亡。Liu等应用不同浓度梯度的过氧化氢刺激牙周膜干细胞，随着ROS 的增加，核因子E2 相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor2，Nrf2) 介导的抗氧化信号通路也被激活，通过上调其下游的抗氧化酶来清除过量ROS，减少牙周膜干细胞的凋亡。
宿主受到微生物刺激后，产生的免疫炎症反应在牙周炎进展中发挥重要作用，其中体液免疫能够有效地抵抗细胞外存在的抗原微生物。近年来有研究显示，OS 可能通过损害辅助性T 细胞和B 细胞功能，影响其介导的免疫反应，从而减少抗牙周致病菌特异性抗体免疫球蛋白(immunoglobulin，IL)-G的产生，影响牙周病原体的局部清除，促进炎症因子表达，诱导全身炎症介质及急性期反应物的释放，导致菌血症的发生。
在牙周炎的发生发展中，OS 能够通过直接或间接参与免疫炎症反应，引起牙周组织破坏，这提示我们可以从抑制或消除OS 产生的角度探索治疗牙周炎的新方向。
3.抗OS 与牙周炎治疗
3.1 牙周基础治疗
牙周基础治疗导致的暂时性菌血症可能引起OS 生物标志物的表达升高。D′Aiuto 等研究发现，牙周炎与总活性氧代谢物(reactive oxygen metabolite，ROM) 水平较高相关(OR = 3.60，95% CI：1.20~10.50)。基线检查时，重度牙周炎组患者表现出较高的ROM 水平(P<0.001)，牙周基础治疗后1周内ROM 表达呈升高趋势(P<0.01)，但治疗后30d 下降至接近基线水平。牙周基础治疗后2~3 个月，慢性牙周炎患者血清、唾液和GCF 中的ROM 水平以及血清、唾液中的丙二醛(malondialdehyde，MDA)水平、8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine，8-OHdG)水平较基线时显著降低(P<0.05)，并且牙周临床参数如探诊出血(bleeding on probing，BOP)、PI、PD 和CAL 也显著改善(P<0.05)。
在一项针对伴2 型糖尿病牙周炎患者的临床干预研究中，Mizuno 等发现，与仅接受口腔卫生指导组相比，接受完善的牙周非手术治疗组3 个月后血清中OSI 显著降低。综上，牙周基础治疗短时间内可能会造成OS生物标志物表达升高，随着时间延长，OS 生物标志物表达显著降低，说明从远期效果来看，牙周基础治疗能够改善OS 状态。关于牙周基础治疗在改善OS状态中的作用，目前仍然需要进行更长时间的随访研究，寻找更精准的OS 标志物。
3.2 抗氧化剂辅助治疗牙周炎
抗氧化剂是能有效延迟、阻止或减缓易氧化生物分子如脂质、蛋白质和DNA 等发生自动氧化的物质，且其在较低浓度时即可起效。主要分为酶抗氧化剂(包括谷胱甘肽过氧化物酶等)和非酶抗氧化剂( 包括褪黑素、辅酶Q10 ( coenzyme Q10，CoQ10)等代谢抗氧化剂和维生素C、类胡萝卜素、多酚化合物等营养抗氧化剂)。大量研究发现抗氧化剂辅助治疗有助于改善牙周炎症状态。
3.2.1 维生素C
维生素C，也称为抗坏血酸，是一种水溶性抗氧化剂，通过减少ROS 减轻牙周炎的炎症程度。动物实验表明，与单独牙周基础治疗相比，局部或全身辅助应用维生素C，可以减轻血清中OS 标志物(MDA、OSI)水平，抑制骨吸收标志物(Ⅰ型胶原交联C-末端肽)、增加成骨标志物(如骨密度指数)的表达。
3.2.2 番茄红素
番茄红素是植物中存在的一种类胡萝卜素，具有很强的ROS 清除和抗氧化能力。Ali 等将牙周炎患者随机分为3 组，分别使用番茄红素凝胶、盐酸米诺环素微球凝胶、安慰剂凝胶辅助牙周治疗，于治疗前和治疗后30 d 记录牙周临床参数及GCF 中白细胞介素(interleukin，IL)-8、MMP-9和金属蛋白酶组织抑制剂1(tissue inhibitor of metalloproteinase 1，TIMP1)的水平，结果显示：盐酸米诺环素微球凝胶治疗组和番茄红素凝胶治疗组CAL改善量显著高于对照组(P<0.05)，GCF 中TIMP1 的水平也显著上调，可抑制MMPs 的产生，减少ROS。
Reddy 等将40 例伴糖尿病的牙周炎患者随机分成两组，试验组采用番茄红素软凝胶辅助牙周基础治疗，安慰剂组采用单纯牙周基础治疗。治疗后2个月，两组患者血清MDA 水平、糖化血红蛋白水平、PD 均降低(P < 0.05)，且试验组疗效优于对照组。
3.2.3 褪黑素
褪黑素是由脑松果体分泌的激素之一，有强大的神经内分泌免疫调节活性和抗氧化能力。在伴糖尿病的牙周炎大鼠中，辅助应用褪黑素溶液(腹腔注射)治疗2 周后，OSI、牙槽骨吸收程度、RANKL 阳性破骨细胞密度、血糖水平均较单纯去除结扎组低(P <0.05)。Ahmed 等研究发现，24 例Ⅱ期牙周炎患者作自身对照，常规牙周基础治疗后，试验部位牙周袋内放置5%的褪黑素凝胶，对照部位放置安慰剂凝胶，治疗3 个月，试验部位GCF 中TAC 水平增长百分比、MMP-9、PD、CAL降低百分比更显著。
Bazyar 等研究伴糖尿病的牙周炎患者，结果发现牙周基础治疗8 周后，辅助口服褪黑素片的患者血清中炎症因子(IL-6、C 反应蛋白)表达显著下降(P<0.05)，PD、CAL 显著降低(P<0.001)。
3.2.4 CoQ10
CoQ10 也称为泛醌，是人体唯一的脂溶性抗氧化剂，可以抑制蛋白质、脂质、DNA 过氧化。金惠姣等建立牙周炎大鼠模型后应用CoQ10 溶液灌胃处理，连续给药12 周，发现对照组牙龈组织中肿瘤坏死因子-α 阳性细胞平均表达率(54.9%) 显著高于CoQ10 治疗组(15.1%) ( P <0.05)，而IL-10 阳性细胞平均表达率显著低于CoQ10 治疗组(8.9% vs.38.9%，P < 0.05)，提示CoQ10 可抑制实验性牙周炎大鼠牙龈组织中炎症因子的表达，促进抗炎因子分泌，可能具有治疗和缓解牙周炎症的作用。
近年来，已有学者研究发现，与仅行牙周基础治疗相比，CoQ10 胶束纳米载体的辅助应用对于牙周炎的治疗效果更显著。包括吸烟的牙周炎患者，辅助应用CoQ10 凝胶，牙周临床参数(PD、CAL、改良龈沟出血指数)在治疗后1、3 个月均有显著改善。
3.2.5 多酚化合物
姜黄素和白藜芦醇属于多酚化合物，具有良好的抗氧化活性，可以通过激活Nrf2抗氧化信号通路，减少ROS 产生。Tan 等将人牙周膜干细胞随机分为两组，实验组置于含有姜黄素的过氧化氢培养基中，对照组置于单纯的过氧化氢培养基中，随后将人牙周膜干细胞移植到SD 大鼠颅骨缺损模型中，模拟体内OS 环境。实验结果表明，与对照组相比，实验组MDA、ROS 水平下降，超氧化物歧化酶、成骨标志物(骨钙素等)mRNA 水平升高，细胞凋亡减少。
Bhattarai 等研究发现白藜芦醇可以通过激活Nrf2 抗氧化信号通路来减轻炎症，减弱脂多糖刺激下人牙龈成纤维细胞ROS、MMP-2、MMP-9和Toll 样受体4 的表达，减少破骨细胞的形成。
4.总结与展望
OS 可能通过过量释放ROS，参与炎症、凋亡信号通路的调节，削弱免疫防御等途径参与牙周炎的发生发展。牙周炎患者体液中OS 生物标志物的水平较高，牙周基础治疗会对OS 生物标志物产生影响。辅助应用抗氧化剂可通过减少ROS 的过量产生、抑制炎症因子的表达以及激活Nrf2 抗氧化信号通路，改善牙周组织的炎症状态。然而，抗氧化剂辅助牙周治疗的临床应用尚少，大多研究随访时间尚短，仍需要大量研究证明抗氧化剂在牙周炎中的作用。
