田胜兰 赵宇琪 王爱芹

釉质发育不全（amelogenesis imperfecta，AI）是一种遗传性疾病，表现为釉质发育异常，可导致乳牙列和恒牙列釉质形态异常，但通常无其他系统性疾病表现[1]。釉质发育不全病变可产生在釉质形成过程的任何时期，根据影响的阶段不同，釉质发育不全可分为形成不全型、钙化不全型（低矿化型）或成熟不全型。形成不全型为基质形成缺陷，一般由形成或降解釉质基质的蛋白质异常引起，它们通常表现为釉质层薄、釉质表面缺损；钙化不全型是在初始微晶形成和晶体生长存在缺陷，釉质基质形成正常但无明显的矿化，表现为釉质色泽变化，并易见到釉质裂纹；而成熟不全型在釉质晶体的生长末期存在缺陷，病变牙形态正常，但出现斑块状色泽变化，釉质较正常软，易磨耗[1-2]。当牙完全萌出后，结合上皮依靠基板和半桥粒附着于釉牙骨质界处，这种有机的附着结构称为“上皮性附着”[3]。上皮附着的丧失是牙周炎的一种临床表现[4]。

釉质与结合上皮在生理结构上联系密切，并且有学者发现釉质发育不全和结合上皮的附着异常可能存在一定相关性。αvβ6整合素、牙成釉细胞相关蛋白（odontogenic ameloblast-associated protein，ODAM）、釉成熟蛋白（amelotin，AMTN）、富含脯氨酸-谷氨酰胺分泌性钙结合蛋白1（secretory calcium-binding phosphoprotein proline-glutamine rich 1，SCPPPQ1）都在釉质发育中表达，同时也在结合上皮中表达，其中ODAM、AMTN、SCPPPQ1与黏附功能相关，涉及成釉细胞与釉质之间的黏附，以及结合上皮与牙面之间的黏附。有学者发现其中某一蛋白的缺乏可引起釉质发育不全或结合上皮附着异常。本文通过总结现有研究，从αvβ6整合素、ODAM、AMTN以及SCPPPQ1等方面进行系统阐述。

1 釉质与结合上皮的组织学联系

釉质与结合上皮有密不可分的联系，从组织发生学上，当釉质发育完成以后，其表面覆盖着缩余釉上皮，当牙萌出暴露于口腔后，缩余釉上皮与口腔上皮逐渐融合，其内侧细胞逐渐变为结合上皮[5]。从生理结构上，正常情况下，结合上皮在釉牙骨质界处附着，形成预防牙周炎发生的第一道生物学屏障，抵抗机械刺激以及微生物定植。牙周组织的细菌可以通过破坏或降解结合上皮细胞间的连接，导致结合上皮与牙齿表面剥离并向根方迁移，形成真性牙周袋[6]。

2 釉质发育不全与结合上皮附着异常相关的可能机制

2.1 αvβ6整合素 哺乳动物表达18种整合素α亚基和8种β亚基，它们可以结合形成24种不同的异二聚体受体。牙周组织中表达多种整合素，有调节细胞附着、维持组织完整性等功能[7]。αvβ6整合素是一种单纯的上皮受体，在组织发育过程中表达，但在正常的健康表皮和口腔黏膜中缺乏[8]。Ghannad等[8]的一项研究发现αvβ6整合素在人类和鼠的结合上皮中表达，实验中通过对β6亚基的消除，特异性诱导αvβ6整合素缺乏的小鼠，β6整合素基因敲除小鼠出现了自发性、慢性牙周炎的典型症状，有结合上皮向根方生长、牙周袋形成和牙槽骨吸收，他们推测是由于αvβ6整合素缺乏直接导致上皮黏附异常。αvβ6整合素是转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）的主要激活因子，TGF-β1是免疫系统中一个关键的抗炎调节剂。αvβ6整合素介导的TGF-β1激活在牙周炎中起到一定的保护作用。TGF-β1会影响T细胞的增殖、分化，抑制幼稚CD4+T细胞的增殖。CD4+T细胞是TGF-β1介导的炎症调节的重要靶细胞。若TGF-β1介导的T细胞抑制作用丧失，会导致破骨细胞干扰素-γ、肿瘤坏死因子-α和破骨细胞分化因子的增加，以及牙槽骨吸收。同样是通过结扎诱导的牙周炎模型，αvβ6整合素缺乏的小鼠比野生型小鼠表现出更为严重的牙槽骨吸收，推测结合上皮中的αvβ6整合素可以调控AIM2炎性小体和抗炎性白细胞介素-10的表达，从而提供对牙周炎的保护作用[9]。有研究证明，αvβ6整合素通过调节釉蛋白和釉原蛋白基因的表达在牙釉质矿化中起关键作用[10]。αvβ6整合素可激活TGF-β1，TGF-β及其受体是牙齿早期发育的重要调节剂。缺乏αvβ6整合素引起牙釉质缺损以及釉蛋白、釉原蛋白的过表达不利于釉质的形成，出现类似于釉质发育不全成熟不全型的表现，包括切牙表面的黄色色素沉着及白垩色改变，磨牙磨耗严重。有研究发现β6整合素基因敲除小鼠缺乏αvβ6整合素信号传导，可能会影响釉原蛋白表达的反馈系统，并导致其在釉质中累积异常，但具体机制尚不清楚[10]。综上所述，αvβ6整合素的缺乏可以引起牙周炎中结合上皮附着异常，同时αvβ6整合素的缺乏也可引起釉质发育不全。

2.2 特异性基板相关蛋白 在上皮细胞-牙齿界面上存在一种特异性基板（specialized basal lamina，sBL）可介导牙龈上皮细胞黏附在牙面上，ODAM、AMTN和SCPPPQ1已被确定是sBL的成分，它们相互作用，形成一种特殊的超分子聚合物，具有将上皮细胞附着到矿化牙齿表面的作用；并且在釉质形成过程中，sBL具有将成釉细胞的顶端表面附着在成熟的釉质表面的作用[11]。

2.2.1 ODAM ODAM基因属于分泌性钙结合磷蛋白基因簇，由釉质矿化过程中的成釉细胞以及结合上皮细胞表达[12]。ODAM基因敲除小鼠中的年老小鼠可以观察到结合上皮中有炎性细胞积聚，并且向牙根部延伸，结合上皮表现出从牙齿表面剥离，说明ODAM在维持结合上皮完整性中发挥作用[12]。有学者提出ODAM在健康牙齿周围正常的结合上皮中表达，但是在牙周袋上皮中不表达，并且通过纤维黏连蛋白/层黏连蛋白-整合素-ODAM-Rho鸟嘌呤核苷酸交换因子5（rho guanine nucleotide exchange factor 5，ARHGEF5）-RhoA信号传导导致细胞骨架重组，调节结合上皮对牙齿表面的黏附[13]。有研究发现在成釉细胞的分泌期，ODAM定位于成釉细胞的细胞核和细胞质内，而在成熟期，其定位于细胞质、成釉细胞与釉质之间[14]。基质金属蛋白酶20（matrix metalloproteinase 20，MMP20）在成釉细胞的分泌期起着降解釉质蛋白的作用，这对釉质晶体的轴向生长至关重要。同样的，Runx2在釉质形成中也有非常重要的作用，可能参与成釉器形成的早期阶段以及参与形成牙齿形态。Runx2可调控ODAM表达，进而细胞核内的ODAM调控MMP20启动子活性，这在高等真核细胞的釉质形成中起着关键的调控作用，ODAM失活通过抑制MMP20的激活而抑制了釉质矿化[14]。有学者通过对165种胎盘哺乳动物的ODAM编译并筛选了完整的蛋白质编码序列，以及侧翼内含子区域的序列，发现所有缺少牙齿或牙齿上没有牙釉质的胎盘哺乳动物中发现了ODAM失活突变，得出该蛋白在牙齿发育、维持与牙釉质表面相连的结合上皮健康相关的结论[15]。

2.2.2 釉成熟蛋白 Iwasaki等[16]通过对鼠的牙髓、牙槽骨细胞、成釉细胞和成牙本质细胞进行DDPCR分析，发现了一种新的成釉细胞特异性基因即AMTN基因。AMTN是一种主要由成釉细胞分泌、表达的蛋白，在釉质形成中起着重要作用[16]。Nakayama等[17]研究中AMTN基因缺陷小鼠出现下颌切牙釉质异常且影响最大，上颌切牙仅轻微变色，磨牙没有受到影响。Bartlett等[18]研究中发现AMTN基因敲除小鼠下颌切牙的釉质矿化延迟，而上颌切牙和磨牙釉质较正常。有学者根据哥斯达黎加一家庭的全基因组测序证实AMTN基因突变可导致常染色体显性矿化不全型釉质发育不全，但是机制尚不清楚[19]。成熟阶段成釉细胞与牙釉质之间的界面的特征在于有基底层状结构存在，Moffatt等[20]通过免疫染色发现在基底层检测到AMTN，他们推测AMTN可作为桥接分子，使成釉细胞紧密附着在釉质矿物质上。AMTN第二个主要定位是在牙龈和成熟牙齿表面之间[20]。AMTN作为参与结合上皮与牙齿表面的附着复合物的形成，从逻辑上猜测AMTN可能具有龈-牙附着功能，但是目前尚不明确这种附着机制[21]。牙龈卟啉单胞菌可释放酶的混合物，这些酶由胰蛋白酶样蛋白酶组成，有学者发现，胰蛋白酶样蛋白酶可降解AMTN和ODAM，从而改变sBL的完整性，影响其黏附性并最终导致结合上皮的剥离[22]。说明牙周病原微生物也可直接攻击构成sBL的超分子聚合物，sBL的破坏和脱落会导致牙齿周围的上皮生物学屏障破裂，从而为牙周疾病的发展提供了新的机会[22]。

2.2.3 SCPPPQ1 SCPPPQ1在釉质形成的晚期和结合上皮中表达，并且定位于细胞-牙交界面处的sBL，SCPPPQ1的分布表明它直接或间接参与了上皮细胞和牙齿表面的附着机制，也可能参与釉质形成晚期阶段，但是具体功能尚未明了[23]。SCPPPQ1与ODAM、AMTN共同参与sBL构成，sBL可将成釉细胞的顶端表面附着到成熟的牙釉质表面[11]，也可介导上皮细胞与矿化牙齿表面的附着[23]。sBL分子中的任何一种突变都可能影响其完整性，从而导致釉质发育异常或结合上皮在牙齿表面的附着异常[23]。

3 总结与展望

釉质发育不全伴随结合上皮附着异常的致病机制尚未完全明确，但是，其发病的生理结构存在密切关系。大量研究认为某种蛋白的缺失或缺陷可引起釉质发育不全或者引起结合上皮附着异常，其中αvβ6整合素缺乏的小鼠有类似于釉质发育不全成熟不全型的表现[10]，也有实验发现αvβ6整合素缺乏的小鼠出现结合上皮向根方生长[8]；ODAM、AMTN与SCPPPQ1都在釉质形成的过程中表达，他们的表达缺陷可能会引起釉质结构的异常，已有研究证实AMTN基因缺陷、缺失小鼠皆出现了釉质发育不全的表现[17-18]，而且ODAM、AMTN与SCPPPQ1作为sBL的组成成分，其中一种蛋白的缺乏可破坏sBL的完整性，从而影响结合上皮的正常附着功能[11，22-23]。众所周知，在牙周炎的发展过程中，牙齿表面结合上皮附着功能的异常对口腔健康会产生重大影响。遗憾的是，尚未有研究证明釉质发育不全伴随结合上皮附着异常发生时的具体内在机制。

曾有学者提出局限型侵袭性牙周炎患者的牙根尖而细，牙骨质发育不良，甚至无牙骨质，推测局限型侵袭性牙周炎的病因是牙骨质形成的异常妨碍了牙周膜纤维附着于牙体[24]。由此，笔者认为若牙釉质发育存在异常，也可能引起结合上皮的附着异常，从而引起或者加速牙周炎的进展。所以，在临床工作中，要特别关注快速进展型牙周炎患者，当其牙周支持组织破坏程度超过菌斑生物膜沉积量时，应着重注意其釉质发育是否存在异常。因此了解釉质发育不全与结合上皮附着异常之间的相关性，对于牙周炎的预防和治疗具有重大意义，但需要更具体的实验来探究两者之间的关系。