龋源性牙髓病的诊疗策略及进展

牙髓病是口腔临床的常见病和多发病，微生物感染是其主要致病因素，其中绝大多数牙髓病是因龋病未得到及时治疗、进一步发展而来，这些牙髓病又称为龋源性牙髓病，再继续发展可导致根尖周病^［1］。目前，由于尚未明确龋源性牙髓病的致病机制，临床上治疗方法中根管治疗被广泛应用，活髓保存较为谨慎，而牙髓再生则是努力的方向。

一、致病机制

龋源性牙髓病的发生、发展及转归是致病微生物与牙髓免疫反应相互作用的结果。自荷兰科学家Antony van Leeuwenhoek发现牙髓腔内的细菌以来^［1］，国内外学者对致病菌的研究不断深入，对牙髓牙本质复合体的作用研究也深入到信号转导的水平。20世纪50年代牙髓生物学学科在我国逐渐形成^［2］，随着细胞生物学、分子生物学、材料学等技术的发展，牙髓生物学至今仍是广大学者关注的热点领域。

引起牙髓病的原因很多，主要有微生物感染、物理和化学刺激以及免疫反应等，其中微生物感染是最常见的因素。正常情况下，牙本质和牙髓受到牙釉质和牙骨质的保护。当牙釉质或牙骨质丧失后，牙本质小管就暴露于口腔菌群中，细菌即可通过牙本质小管感染牙髓组织^［3］。细菌在未感染牙髓之前，其毒性产物胞外小泡、内毒素、酶和代谢产物等可通过牙本质小管引发牙髓的炎症反应。研究表明，当细菌侵入牙本质距牙髓<1.1 mm（包括修复性牙本质）时，牙髓可出现轻度炎症；当细菌距牙髓<0.5 mm时，牙髓可发生明显的炎症；在牙本质厚度≤0.2 mm时，牙髓内可以发现细菌^［4］。细菌在牙本质中的移动过程十分缓慢。一般认为，首先是产酸菌侵入牙本质小管并使管壁脱矿，随后产水解酶类细菌分解管壁有机成分，使管腔扩大。在龋病逐渐向内发展的过程中，细菌产生的毒性产物的扩散速度较细菌本身侵入的速度快，它们在细菌未到达牙髓之前首先作用于成牙本质细胞，引起细胞的损伤和牙髓炎症反应^［5］。在细菌入侵的过程中，成牙本质细胞是牙髓免疫防御反应的第一道防线，它们的长细胞突起嵌入牙本质小管，在龋病早期可通过细胞膜表面特殊的模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）识别细菌特殊的病原体相关分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP），从而激活牙髓免疫防御反应，释放炎性因子、细胞因子及特殊的抗菌因子。早期侵入牙本质的致龋菌群以革兰阳性菌为主，主要包括链球菌、乳酸杆菌、放线菌等。成牙本质细胞释放的抗菌因子主要包括β-防御素-3、一氧化氮等，它们能有效抑制变异链球菌和干酪乳杆菌的活性^{［6, 7］}。此外，脂磷壁酸是革兰阳性菌细胞壁的主要成分。据报道成牙本质细胞能表达Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）家族的TLR2^［8］。在龋病入侵牙本质后，成牙本质细胞中的TLR2表达升高，其通过识别脂磷壁酸激活牙髓免疫反应，释放促炎因子和细胞因子。一方面促炎因子募集并活化免疫细胞抵御病原体入侵；另一方面，细胞因子能诱导牙髓内未分化的间充质细胞［主要是牙髓干细胞（dental pulp stem cell，DPSC）］发生增殖、迁移、分化为新的成牙本质细胞，与原有的还有功能的成牙本质细胞共同分泌牙本质基质，形成第三期本质。若细菌进一步深入，突破牙本质浅层和中层后，可通过牙本质小管进一步刺激牙髓细胞，而牙髓的主体细胞成纤维细胞及DPSC亦可通过PRR识别致龋菌及其毒力产物的PAMP，进一步激活牙髓的免疫反应，释放大量细胞因子和促炎症因子。此时，进入牙本质深层的细菌以革兰阴性菌为主，革兰阳性菌逐渐减少。脂多糖是革兰阴性菌细胞壁的主要成分。研究证实，成纤维细胞、DPSC可以通过TLR4、NLRP3、黑色素瘤缺乏因子2等识别脂多糖，从而进一步激活牙髓免疫反应^{［9, 10］}。修复性牙本质的形成是牙髓发挥修复功能的主要方式，它不但可以阻挡外界刺激的继续深入，阻断龋病病变的进一步发展和破坏，还可以起到保护牙髓的屏障作用，并且为牙修复提供良好的牙体硬组织基础^［11］。修复性牙本质的形成主要依靠损伤处的成牙本质样细胞的再分化以及内源性干细胞的“归巢”形成。研究证实，低浓度的脂多糖通过经典信号通路TLR4、胞外信号调节激酶、促分裂原活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇-3-羟激酶/蛋白激酶B （phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt）促进成牙本质样细胞成牙本质向分化，以及DPSC迁移、增殖和成牙本质向分化^{［12, 13］}，同时证实证明趋化因子基质细胞衍生因子-1 （stromal cellderived factor-1，SDF-1）通过结合趋化因子CXC受体4（CXC subfamily receptor 4，CXCR4）形成SDF-1/CXCR4轴，在Cdc42蛋白作用下通过FAK/PI3K/Akt和糖原合成酶激酶-3β/β-联蛋白信号通路促进DPSC的趋化、迁移、黏附及成牙本质向分化^{［14, 15］}。随着对龋病、牙髓病及根尖周病致病菌研究的不断深入，发现菌斑生物膜、根管内生物膜、再治疗根管内生物膜以及根尖外生物膜的微生物种类均有所不同，目前对致病微生物的研究已从单个致病菌的作用，逐渐上升到微生态层面的研究。主要致龋菌在龋病、牙髓病及根尖周病牙髓组织中的动态变化见表1^{［16, 17］}。

二、诊疗策略

龋源性牙髓病的治疗原则是保存，包括保存活髓和保存患牙两个层面，其核心是清除感染、重建牙齿功能。要做好这些，治疗前的评估至关重要，包括评估牙髓状态选择是否采取保存活髓，评估感染状态以及根管难易度分析判断预估患牙保存的成功率。

对于可复性牙髓炎患牙的治疗，通常采取活髓保存术，包括间接盖髓术、直接盖髓术和牙髓部分切断术等^{［18, 19］}。常用于活髓保存术的生物材料包括氢氧化钙、无机三氧化矿物凝聚体和Biodentine^?等^［20］。美国牙髓病协会指南性文件指出，对不可复性牙髓炎患牙，因其炎症牙髓已无法愈合，因此需要行去髓术^［21］。患牙牙髓状态的临床诊断通常依据其临床症状和牙髓活力测试。然而，组织学研究表明，临床诊断为不可复性牙髓炎的患牙并不是全部牙髓均处于炎症阶段，且患牙临床症状及牙髓活力测试结果并不能反映牙髓组织的真实状态^［22］。最新关于不可复性牙髓炎成熟恒牙牙髓治疗的文献综述总结了患牙临床症状及牙髓活力测试结果与牙髓组织炎症状态的关系，患牙的临床症状（表现）与牙髓组织学状态的相关性为84.4%^{［23, 24］}。然而，患牙的临床症状与其治疗预后的关系尚无定论^{［25, 26, 27］}。牙髓温度和电活力测试主要测定牙髓感觉神经的反应状态，并不能反映牙髓组织损伤的范围和程度^{［28, 29］}。应用激光多普勒血流测定法和血氧测定法能较精确地判断牙髓的活力状态^［29］。目前仍需研发一种能精准判断牙髓炎症状态的仪器或找到相应方法，以提高不可复性牙髓炎患牙的诊断率，进而提升其治疗效果。

根管治疗术是牙髓病和根尖周病治疗的首选方法，它包括根管预备、根管消毒和根管充填三大步骤，其核心是彻底清除或控制根管内（外）的感染、促进根尖周组织愈合和防止根管再感染的发生^［30］。得益于材料学和工艺学的发展，根管预备器械日新月异，性能日趋完善，切削效率高，安全性好。然而，预备器械不可能完成整个根管系统（如侧支根管）的预备。根管冲洗消毒很好地弥补了根管机械预备的不足。次氯酸钠、氯己定及MTAD（由枸橼酸、多西环素和去污剂组成的混合物）等冲洗剂均有良好的根管消毒效果^［31］。被动超声冲洗技术、激光活化根管冲洗技术以及GentleWave系统的应用大大提升了根管冲洗消毒的效果^{［32, 33, 34］}，也将进一步提升根管治疗的效果。作为根管治疗的最后步骤，理想的根管封闭材料应能对根管内残存的细菌起到有效杀灭或抑制作用。近年来，各类新型根管封闭剂材料层出不穷，含季铵盐和纳米颗粒等抗菌成分的封闭剂抗菌作用显著提高^{［35, 36］}，生物陶瓷类封闭剂的生物相容性也大大提高^{［37, 38］}，在有效防止根管再感染的同时促进了根尖周组织愈合、保证了根管治疗的长期疗效。新型根管预备器械的出现、高效根管冲洗消毒技术的开展、新型生物陶瓷类封闭剂的研发，有效促进了微创牙髓病学的发展^［39］。未来，根管治疗过程中健康牙体组织丧失将越来越少，疗效也将越来越好。

三、展望

龋源性牙髓病常规的治疗方法是根管治疗术，它利用惰性充填材料代替牙髓组织严密充填根管消灭死腔。但这种充填和密封的材料易使牙冠变色影响美观，且长期的氢氧化钙充填物可降低牙本质的抗折性能^［40］。经过完善根管治疗的患牙，虽能延长其在口腔内的存留时间，但依然较健康牙容易缺失^［41］。近年来，越来越多的研究者借助生物支架材料、细胞因子及干细胞，尝试用生物替代的方式实现牙髓组织再生和功能重建。因牙髓的功能涵盖了牙本质形成能力，因而牙髓再生的实质就是牙髓牙本质复合体再生。

目前牙髓再生已在全世界范围内得到越来越广泛的关注，实现牙髓再生或将成为治疗牙髓根尖周病的优先考虑方案。牙髓再生治疗包括牙髓血运重建术、自体牙髓干细胞再植技术以及细胞归巢技术。牙髓血运重建术是目前唯一实现临床应用的牙髓再生疗法，临床个案报道较多，研究也较深入，可实现影像学上牙根伸长、管腔缩窄以及根尖闭合的效果，但由于其适应证的选择有限，且大量动物实验证实牙髓血运重建后根管内形成的硬组织多为类牙骨质样或类牙槽骨样结构，并非管状牙本质^{［42, 43, 44, 45］}，因此牙髓血运重建是否为真正的牙髓牙本质复合体再生还有待进一步证实，学者们也一直致力于通过自体牙髓干细胞再植技术和细胞归巢技术攻克这一难题。目前自体干细胞移植技术已开展临床研究，有少量病例重建了牙髓牙本质复合体，显示有神经长入和牙髓感觉功能的恢复^{［46, 47, 48］}，但由于干细胞来源、分离、储存以及生物安全性均是需要考虑的问题，此项技术距离临床大规模应用尚有距离^［49］。细胞归巢技术是将含有干细胞趋化因子的支架材料植入髓腔系统，在细胞因子的作用下根尖周组织的内源性干细胞迁移入根管，分化形成牙髓牙本质样结构。牙髓血运重建在某种意义上也属于细胞归巢技术。归巢技术相比于干细胞移植技术避免了伦理和细胞获取、储存等方面的难题，在临床上具有可操作性，但选择合适的支架材料以及细胞因子均需符合一定的国际标准并完成临床前期动物实验，任重道远但未来可期^{［50, 51］}。

目前，在牙髓牙本质再生的生物支架领域，学者们应用牙本质基质、左旋聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、羟基磷灰石-磷酸三钙等支架与相应的牙源性干细胞复合促进牙髓牙本质再生，已取得一定进展，形成了类牙骨质样、类牙本质样或牙本质样结构，但这些结构与正常的牙本质样结构仍有差距，如虽然可以出现血管或神经样组织，但形成的牙髓样结构很难再现正常牙髓的分层结构，也很少出现成极化排列的成牙本质样细胞及排列整齐的牙本质样小管，这也是目前牙髓牙本质再生面临的瓶颈问题，分析原因主要有以下几点：①牙的生成是上皮-间充质相互作用的结果，需要各种细胞因子和调控网络发挥作用，对于高度矿化的牙本质组织，其形成机制较复杂，单靠一、两种因素很难促成牙髓牙本质再生的条件；②成牙分化的微环境很重要，裸鼠皮下的异位矿化和再生与其本身的微环境相差较远，形成的组织也有差别；③原位的牙髓牙本质再生存在一些技术难度，如上述支架材料虽然具有良好的生物相容性和可降解性，但将其设计成符合髓腔形态的预成支架往往很复杂，且髓腔形态本身不规则，加大了设计难度。为能更好地贴附髓腔形态，使用可注射型细胞载体成为牙髓牙本质组织工程支架材料应用的一种新理念。目前，可注射的凝胶类材料、壳聚糖微球以及生物可退化的高分子聚合物微球已在牙髓牙本质再生领域崭露头角^{［52, 53, 54］}。但目前尚无一种支架材料能完全符合临床实践的要求。例如，传统的可注射型固体微球可能产生大量降解副产物，缺乏仿生表面结构，无法与细胞进行良好的相互作用^［55］。虽然纳米纤维微球具有较高的孔隙率，可提供细胞生长、胞外基质沉积和营养水分交换所需的更多空间，但其生物降解性与水凝胶相比还有较大差距^［56］。水凝胶虽然降解性能良好，但形成的孔隙不规则，不能为细胞提供足够的生长位点，且其在整个髓腔系统的扩散很难操控^［57］。因此，继续开发新型的可注射入髓腔系统的理想支架材料是今后努力的方向。

一般情况下，从龋病发生到发展为龋源性牙髓病、再到根尖周病是一个较长的过程，此过程体现了致病菌与机体免疫防御系统的相互作用，因此口腔医师应帮助患者阻止致病菌侵入、清除感染、重建机体的免疫屏障，但前提是知己知彼。随着对牙髓固有免疫和致病微生物研究的不断深入，龋源性牙髓病的防治将更有效、精准和微创，真正的牙髓原位再生终将实现。