药物性牙龈肥大发病机制的研究进展

    药物性牙龈肥大（drug-induced gingival over growth，DIGO）是指长期服用某种药物引起的牙龈增生，属于药物不良反应。可能导致DIGO的药物主要包括:抗癫痫药物（如苯妥英钠）、免疫抑制剂（如环孢素A）和钙通道阻滞剂（如硝苯地平）。DIGO一般出现于服药1～3个月后，主要表现为龈缘、龈乳头增生，初期为小球状增生，后来逐渐扩大至覆盖部分牙面。
    DIGO可能会引起牙龈肿胀、出血，并影响咀嚼功能、发音以及面容美观，从而严重影响患者的生活质量，给患者造成巨大心理负担。关于DIGO的致病机制，目前在胶原合成与降解失衡、炎症刺激、Wnt/β-catenin信号通路、上皮间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、细胞增殖和凋亡、活性氧（reactive oxygen species，ROS）代谢等方面均有研究进展，但目前仍未有定论。
    若能进一步了解DIGO发病机制，临床医生将能够更准确地判断病变组织中的特征性变化，从而更合理地进行个性化治疗，提高患者生活质量。本综述基于国内外对DIGO机制的研究，从分子机制和药物的具体机制两方面入手，将目前已有的学说尝试总结如下。
    1.DIGO发生的分子机制
    1.1胶原合成与降解失衡
   Ⅰ型胶原增多是DIGO的组织学特征之一，其与胶原的合成降解失衡密切相关。
    1.1.1胶原生成增多
    动物实验发现，3种常见药物硝苯地平、苯妥英钠、环孢素A（CsA）导致的DIGO与Ⅰ型胶原堆积过度有关，与多种生长因子表达有关。胰岛素生长因子结合蛋白-5（insulin like growth factor-binding protein-5，IGFBP-5）能够通过增加自身和结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）、基质交联酶赖氨酸氧化酶（LOX）的表达来促进肺组织纤维化。
    有研究发现，DIGO患者的牙龈组织中IGFBP-5的表达水平升高，且与胶原蛋白增加、纤维化有关，因此推测IGFBP-5可能通过改变CTGF、LOX的表达参与牙龈纤维化过程。除此之外，转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等都可能导致Ⅰ型胶原堆积。胶原的过度生成也与多种信号通路有关。TGF-β信号通路在多种组织纤维化中发挥关键作用，而在DIGO发展过程中，可通过上调下游多肽CTGF的表达，促进Ⅰ型胶原的产生，引起胶原的积累。例如环孢霉素可通过增加半乳糖凝集素-8（galectin-8，Gal-8）激活TGF-β通路，促进胶原积累，导致牙龈增生。
    除此之外，一项研究表明，炎症、药物也能够通过激活白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）/信号转导及转录活化因子-3（singal transducers and activators of transcriprion-3，STAT3）信号通路促进牙龈成纤维细胞产生大量胶原，从而参与牙龈纤维化过程。
    1.1.2胶原降解减少
    整合素α2β1位于成纤维细胞表面，是介导Ⅰ型胶原吞噬的重要受体。一般情况下，α2β1与胶原结合，引起Ca2+内流，刺激成纤维细胞吞噬胶原。因此，在α2整合素表达下降、钙离子浓度下降等异常情况下，胶原降解功能降低。胶原降解也可以通过细胞外途径分泌胶原酶实现。唯一能降解胶原的酶是基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP），若MMP表达显著下降，胶原降解被抑制、胶原沉积，进而导致DIGO的发生，Lauritano等即证明苯妥英钠能够通过降低MMP的表达导致牙龈增生。同时细胞实验显示，免疫抑制剂也可以通过降低MMP表达诱发DIGO。胶原的合成与降解失衡是胞内、胞外多种分子共同作用的结果，未来或许可以通过干扰这些信号分子的作用以减少纤维化，进而达到预防或治疗DIGO的目的。
    1.2炎症
    牙周炎症被认为是DIGO的危险因素。与DIGO相关的炎症特征包括巨噬细胞修复/增殖表型增加，必要的生长因子、细胞因子IL-1β和IL-6上调，以及淋巴细胞比例变化。一些研究已经描述了炎症与DIGO的相关性。在DIGO小鼠模型中，当诱导的炎症较轻时，肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-1β和IL-6mRNA表达均较弱，牙龈的过度生长更不明显。此外，应用抗生素后炎症细胞因子减少，牙龈增生减弱，均提示牙龈组织炎性在DIGO中起着重要作用。临床治疗中，控制菌斑、缓解炎症能明显减轻DIGO症状，此事实也进一步印证了这一观点。
    1.3细胞外基质（extracellular matrix，ECM）大量沉积
    Wnt/β-catenin信号通路可通过促进ECM大量沉积，在多种组织器官纤维化中起作用。在DIGO患者的牙龈组织中，检测Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白的表达，发现与正常牙龈相比，DIGO患者牙龈中的Wnt1和β-catenin含量明显增多。在环孢素A诱导的DIGO大鼠中也发现了类似的结果，因而推测Wnt/β-catenin信号通路可能通过促进ECM沉积进而在DIGO发展过程中发挥作用，但想要针对此通路对DIGO进行治疗还需要进一步研究明确其具体作用机制。
    1.4上皮间充质转化（EMT）
    在一项研究中，受试者口服苯妥英钠后出现了牙龈增生，同时在其牙龈组织中细胞黏附减少、基膜降解和组织纤维化，提示EMT在DIGO发生发展过程中有一定作用。分子层面上，药物可通过上调多种EMT相关因子，如TGF-β1、ZEB1、ZEB2、Snail、Slug（两种EMT主要调节因子）、SPOCK1（可诱导EMT的蛋白聚糖）等的表达，促进EMT的发生，导致DIGO。EMT涉及的信号通路众多，比如上文提及的TGF-β信号通路、Wnt/β-catenin通路，但在DIGO发展过程中不同通路与EMT的联系还不是很明确，有待进一步研究。
    1.5调节细胞周期
    多种DIGO相关危险因素还可以通过影响细胞的增殖与凋亡来参与DIGO的发生与发展。在DIGO发展过程中，细胞增殖被促进而细胞凋亡受抑制。例如CsA通过作用于miR-200/ZEB2轴，抑制miR-200a、上调ZEB2表达，从而促进细胞增殖，提示可以通过调节细胞周期来达到治疗DIGO的目的。除此之外，过表达的miR-4651抑制细胞增殖并诱导细胞G0/G1期阻滞、miR-3940-5p抑制了细胞增殖并促进了牙龈间充质干细胞的骨/牙本质分化，证明可通过miR-4651、miR-3940-5p等调节细胞周期，达到治疗DIGO的目的。
    1.6活性氧（ROS）
    分别用浓度为0.1、1.0、10.0μg/mL的CsA处理口腔上皮细胞，发现CsA浓度＞0.1μg/mL时，抗氧化酶活性升高，谷胱甘肽还原酶活性降低，ROS含量上升，提示氧化应激可能与CsA诱导的DIGO有关；同时研究人员也发现整合素的含量下降，但这两者之间是否存在关系还需要进一步研究证明。另一项细胞实验也得出类似的结论，并发现抗氧化剂治疗对原药物的治疗作用影响不大，表明DIGO抗氧化治疗具有良好的应用前景。
    1.7其他因素
    遗传因素、年龄因素、性别等也会影响DIGO的发生发展。此外，一些蛋白质也许与DIGO有潜在的关联，或许有望成为日后治疗的靶点。Nakayama等的研究显示，硝苯地平处理后，牙龈组织中滤泡树突状细胞分泌蛋白（follicular dendritic cell-secreted protein，FDC-SP）（一种连接上皮特异性蛋白）表达上升，但没有证据表明FDCSP与DIGO的发生有关，因此还需要进一步研究。
    2.DIGO发生的药物具体机制
    2.1抗癫痫药物
    抗癫痫药物主要通过调节钠通道、γ-羟基丁酸、钙通道等实现药理作用，同时会通过影响牙龈组织中相关细胞信号转导，产生使细胞代谢异常的不良反应。对抗癫痫药物引起的DIGO研究集中在苯妥英钠，在接受苯妥英钠治疗的患者中，近70%出现不同程度的牙龈增生，其原理尚未有定论。目前获得较为广泛认同的有细胞外基质观点、胶原代谢观点、上皮细胞增殖与凋亡观点等。
    2.1.1促进细胞外基质沉积
    根据组织切片的光镜观察，苯妥英钠导致的DIGO组织中细胞外基质增长较为显著。Lauritano等［对细胞外基质和黏附分子中57个基因的表达谱进行了分析，被处理过的细胞外基质沉积基因（extracellular matrix deposition genes）出现上调，证实了抗癫痫类药物导致细胞外基质沉积的可能性。有学者认为苯妥英钠会改变细胞外基质的稳态，在不影响细胞增殖的情况下促进细胞外基质沉积，进而导致DIGO。与其他观点不同，细胞外基质被认为是增生的主要物质，为未来的研究与治疗提供了新的方向。
    2.1.2上调胶原合成代谢水平
    苯妥英钠导致胶原合成代谢水平过高是其引发DIGO的常见因素。体外研究表明CTGF对Ⅰ型胶原（collagen type Ⅰ，ColⅠ）、纤维黏连蛋白和整合素的表达与结缔组织细胞增殖有正性调控作用，如超出正常代谢水平，发生牙龈肥大的可能性将显著增高。Anand等对多个临床样本的研究显示，DIGO标本中的CTGF表达普遍高于对照组，而在不同药物中苯妥英钠组的CTGF表达最高。另一方面，作为经典的外基质蛋白之一，骨膜蛋白（periostin）可与ColⅠ直接作用，在胶原代谢中发挥显著作用，如缺乏将导致胶原纤维变薄，胶原结构混乱。Kim等在体外用苯妥英钠诱导牙龈成纤维细胞，与对照组相比，诱导组中骨膜蛋白升高，且表现出典型的牙龈肥大特征。
    2.1.3影响细胞增殖与凋亡
    细胞增殖与凋亡的失衡也会导致DIGO的发生。在细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）中发挥作用的包括叉头框蛋白-O1（fork head box protein-O1，FOX-O1）、bcl-2癌蛋白、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）等。其中FOX-O1是PCD相关的转录因子，Kantarci等发现其在苯妥英钠诱导的DIGO组织中表达下调，对PCD有抑制作用。bcl-2癌蛋白则可以抑制PCD复合体的形成，Saito等对硝苯地平和苯妥英钠诱导的增生牙龈组织进行检测，bcl-2癌蛋白基因在实验组中的表达明显强于对照组，在基底层与基底外层的分布也更广。此外，Moerke等研究表明，当TRAIL受体被定位于细胞膜脂筏时，TRAIL介导的PCD将增强，而苯妥英钠则可以通过改变细胞膜结构阻断上述过程，从而抑制PCD进程，促进DIGO的发生。
    2.2免疫抑制剂
    抑制机体的免疫反应是免疫抑制剂的主要功能，常用于器官移植。作为免疫抑制剂的代表药物，环孢素A导致牙龈增生的发生率为50%～80%。与苯妥英钠不同，环孢素A导致的牙龈增生表现为炎症程度较高而纤维化程度较低，以下就牙周炎症观点与胶原代谢观点进行论述。
    2.2.1促进牙周炎症
    作为DIGO典型的病理学特征，上皮下炎症浸润可广泛见于牙龈增生处。牙菌斑是牙周炎症的始动因子，其中细菌与药物的联合反应将导致牙龈环境的改变；另一方面，牙菌斑也会通过引发炎症上调某些细胞因子。对环孢素A引起的DIGO患者治疗前后的龈沟液进行分析比较，发现IL-6和TNF-α在治疗后下降至正常水平，推测炎症在DIGO早期有一定促进作用。增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）是衡量细胞增殖情况的经典指标。
    Ricardo等用大鼠构建牙周炎模型，发现炎症程度与PCNA水平呈正相关；在牙周炎模型中，预先使用环孢素A将导致更高的PCNA水平，表明环孢素可能通过促进牙周炎症引发牙龈增生。
    2.2.2促进胶原积聚
    血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）能显著促进成纤维细胞的趋化与增殖。Almahrog等用多种药物构建小鼠牙龈增生模型，其中环孢素A组与苯妥英钠组的纤维组织均有较高程度的胶原化，而环孢素组的PDGF在上皮细胞和结缔组织中的表达最强。
    另一方面，MMP在胶原的分解代谢中发挥着关键作用。Lauritano等用环孢素A刺激牙龈成纤维细胞后检测相关基因的表达，其中编码细胞黏附蛋白的基因CDH1表达上调，几乎所有基质金属蛋白酶基因（MMP8、MMP11、MMP15、MMP16、MMP24、MMP26）呈下调趋势，相关膜受体的表达也受到抑制，进而对胶原分解产生抑制，胶原积聚引起牙龈组织增生。这表明胶原分解代谢水平过低导致的胶原积聚可能是环孢素A引发DIGO的重要原因。
    2.3钙通道阻滞剂
    钙通道阻滞剂主要通过抑制细胞外钙离子内流发挥血管扩张作用，应用于高血压、冠心病等。硝苯地平是临床常用的药物，由其引起牙龈增生的发生率为15%～85%，具体机制尚未有定论，以下就钙离子观点与细胞外基质沉积观点进行具体论述。
    2.3.1降低钙离子浓度的影响
    硝苯地平等药物对钙通道的抑制作用将使成纤维细胞内钙离子浓度异常。Gammons等研究发现，凝胶蛋白（gelsolin）的活性受钙离子浓度影响，能促进肌动蛋白丝的构象变化。较低浓度的钙离子将抑制成纤维细胞内凝胶蛋白的活性，导致其吞噬功能降低，胶原分解代谢减弱。钙通道阻滞剂影响钙离子浓度，导致成纤维细胞的功能异常，进而促使DIGO的发生。
    2.3.2促进细胞外基质沉积
    Wnt/β-catenin信号通路是胚胎发育和组织稳态中直接决定细胞增殖的基本机制之一。Wnt/β-catenin信号通路的激活与器官纤维化疾病的发生密切相关，能够刺激成纤维细胞大量增殖，导致细胞外基质大量沉积。基于牙龈增生与纤维化疾病的相似之处，有研究对硝苯地平引起的牙龈增生组织进行检测，发现β-cateninmRNA含量相比正常牙龈组织显著上升，推测细胞外基质在硝苯地平激活Wnt/β-catenin信号通路后大量沉积，导致DIGO的发生。综上，在分子机制与药物具体机制的研究中有许多观点相互印证与补充。
    3.总结与展望
    可能导致DIGO的药物主要包括抗癫痫药物、免疫抑制剂和钙通道阻滞剂。DIGO的发生与胶原合成失衡、牙周炎症、Wnt/β信号通路激活、EMT、细胞周期变化、ROS代谢、个体因素等有高度的相关性，与上述药物作用的关系也较为密切。但由于口腔环境的特殊性与复杂性，DIGO的发病机制仍未完全阐明，例如EMT、ECM及某些蛋白质与其发生发展相关的具体作用机制。DIGO发病机制的进一步研究以及针对发病机制的治疗方法，如调节细胞周期、抗氧化治疗等，在未来或许是牙周病学领域的热点问题。