牙周病病因学 第三版
第一节 概 述 牙周病是多因素疾病。 细菌及其产物是发病始动因素。 口腔局部因素和全身因素影响牙周病的转归。 第一节 概 述 牙周病是多因素疾病。 细菌及其产物是发病始动因素。 口腔局部因素和全身因素影响牙周病的转归。 各因素相互联系、互为协同或影响、互为拮抗。
一、 口腔正常菌群 口腔微生物种类繁多:已分离出400多种。密度高、数量大。 出生后3-4小时口腔即有细菌定植直至个体死亡。 口腔环境复杂:解剖、理化环境。 微生物的相互关系复杂:
竞争competition:竞争空间、营养 拮抗antagonism:抑制或杀死另一菌。 微生物的复杂关系 共生symbiosis:相互有利 竞争competition:竞争空间、营养 拮抗antagonism:抑制或杀死另一菌。 共栖commensalism:细菌以此种方式保持菌群间于宿主间的平衡。 共聚:指不同类型细菌表面的相应分子间的互相特异性识别并黏附。
口腔正常菌群oral normal flora或固有菌丛indigenous flora 的作用 生物屏障,抑制外源性微生物。 维持口腔微生物生态平衡。 刺激宿主免疫。 营养功能:形成Vite K等。
牙周袋病损分区
二、 牙周生态系 periodontal ecosystem 指牙周正常菌群之间与宿主之间的相互作用
正常菌群间失衡、微生物与宿主间失衡都会导致疾病如: 牙周生态系 正常菌群是可变的。 牙周微生物的复杂性确定了宿主免疫反应的复杂性。 正常菌群间失衡、微生物与宿主间失衡都会导致疾病如: 导致内源性感染;为外源性感染提供条件;致敏宿主
牙周病是多因素疾病,单一因素不会引起牙周破坏。(Page & Kornman提出的发病机制) Environmental and postnatal factors Antibody Cyto-factors & PGE 微生物感染 宿主免疫反应 和炎症反应 结缔组织和 骨破坏 疾病开始、进展 临床表现 PMN Antigen MMPs Endotoxin & Poisen factors Inherited factors
牙龈炎和牙周病的简化通路 致病菌落 产物(LPS-脂多糖等) 细胞因子和炎症介质 炎症和组织损伤 牙周袋形成/骨吸收
现代牙周病学观点 菌斑的侵袭力 = 宿主的防御力→生态平衡(牙周组织健康) 菌斑的侵袭力 > 宿主的防御力→生态失衡(患牙周病) 菌斑的侵袭力 > 宿主的防御力→生态失衡(患牙周病) 菌斑的侵袭力 < 宿主的防御力→生态调整 (牙周病防治) 强调有细菌的存在,才有可能发生牙周病
内因+外因—全身与局部—多因素(菌斑细菌及其代谢产物); 当前研究焦点: 识别牙周致病菌的毒性克隆株 寻找牙周致病菌的毒性传递因子 宿主的易感因子。 牙菌斑是牙周病的始动因子
第二节 牙周病的始动因子 ——牙菌斑生物膜 dental plaque biofilm 即就是细菌性生物膜
牙菌斑
牙菌斑生物膜结构 牙菌斑生物膜的新概念:由基质包裹、互相黏着或粘附于牙面、牙间或修复体表面、软而未钙化的细菌群体,不能被水冲去或漱掉。强调的是整体生存的微生物生态群体。
牙菌斑生物膜形成 三个基本阶段 获得性膜acquired pellicle:1-2小时形成 细菌黏附adhesion与共聚coaggregation 菌斑成熟: 12小时菌斑大致可被染色。 9天形成各种细菌的复杂生态群体,10-30天菌斑发育成熟达高峰。
菌斑微生物作为牙周致病菌始动因子的证据 实验性龈炎(65年,Löe):证实龈炎的发生与菌斑堆积相关。 流行病学调查: 牙周病分布、患病率、严重程度与口腔卫生、菌斑积聚量呈正相关。
机械清除菌斑或抗菌治疗有效果。 无菌动物实验研究:证实细菌能够破坏牙周组织。 宿主免疫反应:可疑致病菌高滴度特异抗体。
附着性龈下菌斑 龈上菌斑 非附着性龈下菌斑
龈上菌斑、龈下菌斑 与牙菌斑的生态学 牙菌斑生态系的菌斑积聚量受多种因素制约,不是无限制地增多。 根据龈上、下不同生态区域划分为龈上菌斑、龈下菌斑
(一) 龈上菌斑 supragingival plaque 龈上菌斑的结构: 微生物、基质。 需氧/兼性厌氧菌为主,与龈炎关系密切。 龈上菌斑基质: 有机基质(多糖蛋白质复合体) 和 无机成分(钙、磷、镁、钾等)。
食物对龈上菌斑形成的影响 牙菌斑不是食物残余。 食物种类、口腔功能静止与否可以影响菌斑形成。
(二) 龈下菌斑 附着性龈下菌斑 非附着性龈下菌斑 attached subgingival plaque (二) 龈下菌斑 附着性龈下菌斑 attached subgingival plaque 非附着性龈下菌斑 unattached subgingival plaque
附着性龈下菌斑 attached subgingival plaque 菌斑直接附着于牙面、牙石,不直接接触龈沟底或袋底。 以G+ 杆菌、球菌和丝状菌为主,少量Gˉ球菌杆菌。 与牙石和根面龋形成有关。
非附着性龈下菌斑 unattached subgingival plaque 游离于附着菌斑和龈沟上皮/牙周袋内壁之间,接触袋壁。 以Gˉ可动菌为主。 与牙周破坏关系密切。
龈下菌斑生理特点 龈沟或牙周袋有良好的理化环境,有营养物质(蛋白质)供给 牙周袋内氧化还原电势低等均可影响细菌组成。 Gˉ兼性及专性厌氧菌为主,与牙周破坏关系密切。 龈沟结合上皮牙釉质牙骨质对不同的细菌亲和力不同。
影响龈下菌斑生态环境的因素 龈下牙菌斑生物膜生物学、结构特性复杂性。 解剖条件: (1) 龈下菌斑隐藏在龈沟或牙周袋内,比较薄,不受口腔清洁的影响。 (2)大多数可动菌定居于此。生长受宿主受先天防御系统制约。
细菌和临床指标均增加,非附着菌斑量增加,牙周破坏进展迅速。 龈下菌斑与牙周病活动性的关系 病变活动期: 细菌和临床指标均增加,非附着菌斑量增加,牙周破坏进展迅速。 病变静止期: 非附着菌斑量减少,构成牙周病慢性过程。
各类菌斑的主要特征 接触组织 优 势 菌 致 病 性 龈上菌斑 釉质或龈缘处 暴露的牙骨质 G+需氧菌和 兼性菌 龋病、龈炎、 龈上牙石 优 势 菌 致 病 性 龈上菌斑 釉质或龈缘处 暴露的牙骨质 G+需氧菌和 兼性菌 龋病、龈炎、 龈上牙石 附着性 龈下菌斑 牙周袋内 的牙骨质 G+兼性菌和 厌氧菌 根面龋、根面吸收 牙周炎、龈下牙石 非附着性 龈沟上皮、 结合上皮、 牙龈结缔组织 Gˉ厌氧菌和 能动菌 牙周炎、 牙槽骨吸收
影响龈上、下菌斑定植的因素 龈上菌斑 龈下菌斑 清洁作用 唾液和摩擦 无 滞 留 附 着 机 械 性 代 谢 以碳水化合物为主 滞 留 附 着 机 械 性 代 谢 以碳水化合物为主 碳水化合物和蛋白质 环 境 需氧或兼性厌氧 兼性厌氧或专性厌氧 可 动 菌 少 多 优势菌群 G+丝状菌和口腔链球菌 Gˉ厌氧杆菌 宿主防御 唾 液 龈 沟 液
菌斑致病学说 非特异性菌斑学说 特异性菌斑学说 菌群失调学说
非特异性菌斑学说 non-specific plaque hypothesis 疾病是由非特异性的口腔正常菌群混合感染引起。即不是单一或特异性致病菌引起的疾病。 (1890年Miller) 疾病是由菌斑细菌的量(数量、毒力)增大所致。
非特异性菌斑学说无法解释 某些个体经久龈炎不发生牙周炎? 仅有少量菌斑却有严重的牙周炎?(菌斑的量为什么并不代表疾病的严重程度?) 牙周炎为什么有区域性?(患者口腔中为什么不都发病?)
特异性菌斑学说 specific plaque hypothesis 各种不同类型的牙周病是由不同特异性细菌引起,牙周病是一组临床症状相同但是临床过程不同、病因不同的疾病。 研究证明,牙周菌斑中的确存在优势菌(predominant microflora) 目前研究可以较好地解释侵袭性牙周炎。
特异性菌斑学说无法解释 只有少数的细菌致病作用比较明确。 何种细菌是何种牙周病的特异致病菌? 为什么在健康部位也可检出某些特殊牙周致病菌。 为什么临床有效使用的药物却是广谱抗菌素?
产生“无法解释”的原因: 细菌分离培养技术 细菌种类繁多 动物口腔菌系不同于人类。
菌群失调学说 dysbacteriosis (折中观点) Genco认为: 牙周病是一组不同病因引起的疾病;牙周致病菌可能来自外源/或内源。
Theilade认为: 疾病是由口腔正常菌群定居龈下(非外来菌),其中毒力较大的细菌占优势,干扰了宿主防御体系。 正常微生物群的数量和种类偏离了正常的生理组合,对宿主产生不良的表现。即其中某些菌成为“机会性致病菌”,
病毒与牙周病 人牙周病与疱疹病毒 Herpesvirus in Human Periodontal Disease 引起口腔疾病的很多病毒是DNA病毒,通过接触唾液、血液或生殖分泌物存留于儿童或成年早期患者。疱疹病毒是口腔中重要的DNA病毒。其感染特点是免疫损伤。
病毒与牙周病 人类免疫缺陷病毒(HIV) 广泛存在于患者体液当中,血液、精液、脑脊液中密度最高。 无特效药救治 须严格实施抗感染消毒原则,加强防护措施。
病毒与牙周病 Ⅰ型EB病毒(Epstein-Barr virus type1,EBV-1)和HCMV涉及人牙周疾病发病机理。这两种疱疹病毒暂时描述为EB病毒,至少存在Ⅰ型和Ⅱ型, EBV-Ⅰ型掌控西半球,Ⅱ型存在于非洲。 人巨细胞病毒 Human Cytomegalovirus在包括精液、母乳、唾液在内的血液、人体分泌物中能够检测到人巨细胞病毒(HCMV)。
病毒与牙周病 病毒感染降低宿主抵抗力潜能,增加细菌(如Pg、Aa、Pi等)感染的风险。 细菌造成的感染可有利于病毒感染细胞。
牙周微生物的致病机制 细菌选择性黏附、定植于牙周并存活和繁殖。 入侵宿主组织。 细菌具有入侵组织的能力,触发宿主的防御机制变态反应、炎症,造成组织损伤。 抑制或逃避宿主防御功能。 损害宿主牙周组织。
损害牙周的物质有: 菌体表面物质(细菌胞膜成分) 能够抑制成纤维细胞活性、抑制骨细胞生长、刺激破骨细胞引起骨吸收、抑制吞噬或作为细菌毒性产物的载体,引起深部组织的破坏。
常见的菌体表面物质 内毒素endotoxin 脂磷壁酸lipoteichoic acid,LTA 外膜蛋白outer memgrane proteins,OMP 纤毛fimbriae蛋白 膜泡vesicles
常见的致病酶类 促进菌斑的形成和成熟、水解蛋白,破坏胶原纤维 、参与牙周袋形成和牙槽骨吸收过程。 透明质酸酶(hyaluronidase) 链激酶(strptokinase) 胶原酶(collagenase) 硫酸软骨素酶 (chondrosulfatase) 神经氨酸苷酶(neuralminidase)
常见的致病毒素 破坏白细胞,释放溶酶体、抑制趋化、降低吞噬、诱导白介素、肿瘤坏死因子等细胞因子的产生,破坏牙周组织。 细胞毒素leukotoxin(A.a产生) 抗中性粒细胞因子anti-neutrophil factor(嗜二氧化碳嗜纤维菌产生)
细菌代谢产物 可直接导致组织损伤。如: (1) 有机酸 (2) 硫化氢 (3) 吲哚 (4) 氨 (5)毒胺
主要的牙周可疑致病菌 指在各型牙周病损区分离出的一种或几种优势菌,它们的毒力和致病性干扰宿主防御能力,引发牙周病。
Koch’s法则应用于确定致病菌 Koch’s postulate 同样的疾病中能发现同样的病原菌; 从该病灶中分离出病原菌并纯培养; 该培养物接种至易感动物可引起相似的疾病; 能从实验室重新获得病原菌纯培养。 Koch’s法则不足:偏重病原菌作用,轻视了机体的防御功能。
证据充分的致病菌 伴放线放线杆菌(Aa) 牙龈卟啉单胞菌(Pg) 福赛坦氏菌(Tf)
中等证据的致病菌 直肠弯曲杆菌 具核梭杆菌 中间普氏菌 齿垢密螺旋体 ……
1. 伴放线放线杆菌 Aa actinobacillus actinomycetemcomitans 主要的牙周可疑致病菌 1. 伴放线放线杆菌 Aa actinobacillus actinomycetemcomitans 生物学特性: Gˉ短杆菌,微需氧菌,雪茄烟状菌落 致病性及临床意义: 与侵袭性牙周炎关系密切。 降低宿主抵抗力: 通过产生毒性因子致病如:
主要的牙周可疑致病菌 Aa 可以产生: 白细胞毒素leukotoxin,LTX 多形核白细胞趋化抑制因子 淋巴细胞抑制因子 杀上皮毒素
促进骨吸收和组织破坏: 通过 1. 内毒素 2. 破骨细胞激活因子 3. 组织破坏作用: (1) 成纤维细胞抑制因子 (2) 胶原酶 主要的牙周可疑致病菌 促进骨吸收和组织破坏: 通过 1. 内毒素 2. 破骨细胞激活因子 3. 组织破坏作用: (1) 成纤维细胞抑制因子 (2) 胶原酶
牙龈卟啉单胞菌 porphyromonas gingivalis,Pg 主要的牙周可疑致病菌 牙龈卟啉单胞菌 porphyromonas gingivalis,Pg 别名:牙龈紫卟啉单胞菌; 牙龈拟杆菌bacteroides gingivalis 生物学特性: Gˉ无芽胞球杆菌,表面有纤毛, 专性厌氧,黑色菌落
致病性及临床意义: 慢性牙周炎活动部位优势菌。 主要的牙周可疑致病菌 致病性及临床意义: 慢性牙周炎活动部位优势菌。 1. 附着、凝集: (1) 植物凝集素lectin (2) 脂多糖lipopolysaccharide,LPS
2. 抵抗宿主先天免疫系统 是阻断防御反应的关键步骤 主要的牙周可疑致病菌 2. 抵抗宿主先天免疫系统 是阻断防御反应的关键步骤 不刺激内皮细胞产生选择素E(E-selectin) 抑制单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotaxis protein-1)、IL-8、细胞间黏附分子在有关组织的表达以逃避先天免疫反应。 隐藏在细胞内逃避宿主防御,等待再次感染。
3.分泌毒力因子破坏牙周组织 牙龈素gingipains 胶原酶collagenase 内毒素 (卟啉素porphypains) 主要的牙周可疑致病菌 3.分泌毒力因子破坏牙周组织 牙龈素gingipains (卟啉素porphypains) 胶原酶collagenase 内毒素
福赛坦氏菌 Tannerella forsythia,Tf 主要的牙周可疑致病菌 福赛坦氏菌 Tannerella forsythia,Tf 生物学特性: Gˉ梭形类杆菌,专性厌氧,粉红色或黑色斑点状菌落 致病性及临床意义: 毒性产物和酶类导致组织损伤,如重症牙周炎
具核梭杆菌 fusobacterium nucleatum,Fn 主要的牙周可疑致病菌 具核梭杆菌 fusobacterium nucleatum,Fn 生物学特性 Gˉ无芽胞梭形杆菌,专性厌氧,边缘不齐的半透明菌落。
主要的牙周可疑致病菌 致病性及临床意义: 口腔坏疽性病变主要病原菌,常与螺旋体、链球菌、Bf协同作用。拥有多种凝集素。 (1) 产生内毒素,使组织出血坏死。 (2) 抑制细胞生长,与甲硝唑有拮抗作用
中间普氏菌 prevotella intermedia,Pi 主要的牙周可疑致病菌 中间普氏菌 prevotella intermedia,Pi 生物学特性: Gˉ杆菌,专性厌氧,溶血菌落 致病性及临床意义: 分泌毒力因子,与中、重度牙龈炎、ANUG、慢性牙周炎有关。
粘放线菌 actinomyces viscosus,Av 主要的牙周可疑致病菌 粘放线菌 actinomyces viscosus,Av 生物学特性: G+杆菌,兼性厌氧,平滑型微菌落 致病性及临床意义: 可能在龈炎形成初期有作用。 (1) 产生蛋白酶和水解酶 (2) 直接损伤牙周组织的毒力较弱 (3) 刺激炎症反应
奋森密螺旋体 T. vincentii, Tv 齿垢密螺旋体 treponema denticola. Td 主要的牙周可疑致病菌 奋森密螺旋体 T. vincentii, Tv 齿垢密螺旋体 treponema denticola. Td 生物学特性 Tv为螺旋型细胞 Td为细长螺旋型细胞
主要的牙周可疑致病菌 致病性及临床意义: 在口腔混合感染中有十分重要作用。是牙周病活动性指标之一。
主要的牙周可疑致病菌 机械性穿入 酶类:含有 胰酶样蛋白酶、肽酶、透明质酸酶等。 抑制成纤维细胞:影响附着。 抑制免疫作用 胞壁内毒素样物质
思考题 牙周病的始发部位都在什么地方? 什么细胞为牙周组织再生的基础? 结合上皮在牙周病发生与修复中的作用?
思考题 龈上菌斑和龈下菌斑生态系有何不同? 有什么证据说明菌斑细菌是牙周病发病的始动因子? 主要的牙周细菌的毒力因子有哪些? 牙龈卟啉单胞菌的致病基础是什么? 伴放线放线杆菌的致病基础是什么? 牙龈素(卟啉素)的功能有哪些?