【龋病论坛】龋病病因学研究与临床诊疗新进展

作者：徐欣 周学东

通信作者：周学东

作者单位：四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科 口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心

引用本文：徐欣, 周学东. 龋病病因学研究与临床诊疗新进展[J] . 中华口腔医学杂志, 2021, 56(1): 3-9. DOI: 10.3760/cma.j.cn112144-20201102-00548.

摘要

龋病是发生于牙体硬组织的慢性感染性疾病，是加重或诱发全身疾病的主要口腔疾病之一。近年来随着高通量多组学技术、疾病动物模型与临床队列研究的进步，以及新型口腔材料与数字化、微创技术的发展，龋病的病因学研究与临床诊疗等方面均取得了较快的发展，全生命周期龋病管理理念更将龋病纳入全身慢性病防治体系，为不同年龄段龋病的群体管理和不同风险因素的个体化防治指明了方向。应进一步加强龋病的基础与临床研究，加快龋病防治新技术、新材料和新器械的临床验证，为龋病的早期诊断、综合预防以及功能与美学并重的微创诊疗提供有力手段，推动我国龋病研究水平的整体提升。

龋病是在以细菌为主的多因素影响下，牙体硬组织发生的慢性感染性疾病，是加重或诱发全身疾病的主要口腔疾病，是人类重点防治的非传染病之一。2016年全球疾病负担研究资料显示，全球恒牙龋患病率居所有疾病首位，发病率居第二位，乳牙龋发病率位居第五位^［1］。2018年第四次全国口腔健康流行病学调查显示，我国5岁儿童龋患率达70.9%，12岁儿童龋患率为34.5%，比10年前分别上升5.8%和7.8%，农村高于城市^［2］。2017年国家颁布《中国防治慢性病中长期规划（2017—2025年）》，提出加大儿童、老年人龋病及牙周病的综合防治。

随着现代科学技术的发展，包括高通量多组学技术、疾病动物模型与临床队列研究的进步，以及新型牙科材料与数字化、微创等技术的应用，龋病的发病机制、早期预测、群体防治、临床诊疗等领域取得了显著进展，全生命周期龋病管理新理念的提出更将龋病纳入全身慢性病防治体系，有望从患龋个体的精准治疗和高危人群的重点防治层面，推动龋病有效防治水平的整体提升。

一|龋病病因学研究

近年来，国内外学者重点围绕口腔微生态、龋病核心微生物以及龋病与全身健康开展了系统研究，深度解析与完善了龋病的发病机制，为龋病的综合防治奠定了坚实基础。

1.龋病的核心微生物：口腔微生态系统由口腔微生物群落与宿主共同构成，处于动态平衡状态，全身的、牙颌的、食物的因素等造成口腔微生态失衡，口腔细菌向病理性组成演变，成为疾病核心微生物，牙菌斑生物膜产酸增加，促进牙体硬组织脱矿最终导致龋病。口腔微生物宏基因组学研究发现，龋病患者口腔微生物结构较健康人更简单，细菌间相互拮抗关系较少；不同龋活跃度人群牙菌斑微生物组成与功能有显著差异，致龋菌斑与糖代谢相关通路较非致龋菌斑显著上调；变异链球菌在患龋者健康牙釉质及白色病损表面检出率低，在成洞性病损中检出率较高，而乳杆菌属则在隐匿性龋损部位更活跃；韦荣菌属、双歧杆菌属、丙酸杆菌属、放线菌属以及其他产酸链球菌也在龋病的发生发展中具有重要作用^［3, 4］。

变异链球菌毒力调控机制是近年龋病研究的热点。笔者团队通过构建变异链球菌转录因子突变体库，发现了与细菌耐酸性、生物膜形成以及氟敏感性等相关的转录因子^{［5, 6, 7］}；双组分系统VicRK、CiaHR、LiaRS等参与调控细菌耐酸反应与生物膜形成^［8］；第二信使分子c-di-AMP在细菌生物膜形成及其致龋毒力中有重要作用^［9, 10］；CRISPR/Cas系统关键基因参与调控细菌生物膜形成与氟敏感性^［11］。此外，变异链球菌存在大量非编码小RNA，可能参与细菌碳水化合物代谢、耐酸性和生物膜形成等毒力因子的转录后调控^［12］。变异链球菌与血链球菌存在共生与拮抗关系，血链球菌合成对氨基苯甲酸可促进变异链球菌生长，其合成过氧化氢可抑制变异链球菌过度生长^［13］；变异链球菌可通过合成谷胱甘肽缓解氧压力以获得生长优势，并通过菌斑酸化抑制血链球菌生长^［14］。白色念珠菌与变异链球菌之间也存在动态交互作用，与低龄儿童龋的发生发展密切相关^［15］。白色念珠菌可促进变异链球菌细胞外多糖的合成与生物膜产酸，变异链球菌表面抗原Ⅰ/Ⅱ可介导其与白色念珠菌之间的黏附，其葡萄糖基转移酶（glucosyltransferase，GTF）B可促进白色念珠菌生物膜的形成^［16］。笔者团队近期研究发现，白色念珠菌在老年人根面龋损部位定植可导致牙菌斑生物膜微生态失衡，增强菌斑致龋毒力，其PHR2基因在驱动菌斑生物膜微生态失衡中有重要作用，有望成为老年人根面龋生态防治的潜在靶点^［17］。

2.龋病易感性基因：龋病的发生受遗传和环境因素共同影响。与龋病相关的候选基因主要与牙釉质形成、免疫应答及唾液蛋白等相关，其单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）影响龋病易感性^［18］。成簇蛋白编码基因TUFT1rs3790506中T等位基因、釉原蛋白编码基因AMELX rs946252中T等位基因、成釉细胞蛋白编码基因AMBN rs4694075的C等位基因在龋病人群中的分布频率较高^［19］；β-防御素1编码基因DEFB1 rs11362 G/G型个体具有较高的龋失补指数^［20］；唾液富脯蛋白编码基因PRH1和PRH2中的Db、PIF、PRP1₂型个体患龋风险较高^［21］。

全基因组关联研究为发现更多与龋病相关的基因提供了可能。基因KRTCAP2rs4971099、WNT10A rs121908120、FGF10 rs1482698及HLA rs9366651的突变可能与龋病易感性相关^［22］；基因IL32rs4786370、GALK2rs11635005及CELF4 rs1539849的SNP与乳牙龋易感性相关^［23］；基因LYZL2 rs399593、AJAP1 rs3896439的SNP分别与下颌前牙及前磨牙龋易感性相关^［24］；牙矿化相关基因BMP7 rs72626594及NAMPTrs19039519的变异与西班牙裔人群的龋易感性相关^［25］；基因CACNA1E、LAMC2、ALMS1、STAMBP、GXYLT2、SLC12A2、MEGF10、TMEM181及ARID1B可能参与龋病发生^［26］。

3.味觉受体：对食物的口味偏好可能影响机体的患龋风险。苦味受体编码基因TAS2R38的SNP可导致个体感知苦味能力的差异。对苦味灵敏者更倾向于摄入更多甜食及饮料^［27］。TAS2R38的PAV单体型与乳牙列患龋风险呈负相关，AVI单体型则增加乳牙列的患龋风险；而甜味受体编码基因TAS1R2的SNP与混合牙列期的患龋风险存在相关性^［28］。鉴于个体味觉感知对食物偏好影响的不确定性，以及味觉受体可能通过调控口腔黏膜固有免疫影响口腔微生态^［29］，目前关于味觉受体基因多态性与患龋风险的关系尚无定论。

4.龋病与全身健康的关系：美国学者W. D. Miller在1890年最早提出口腔病灶感染学说。近年来随着高通量多组学技术的发展，进一步揭示了口腔微生物与全身系统性疾病的关系。患乳糜泻的儿童唾液中与龋病相关的细菌数量增加^［30］，在动脉粥样硬化斑块中可检出韦荣菌及链球菌^［31］，提示龋病与全身疾病存在关联。此外，个体的全身健康也可影响龋病的发生。心血管疾病患者的龋病发生率更高，尤其是中风患者，因无法进行良好的口腔卫生维护，患龋率较高^［32］。孕期母体维生素D严重缺乏可能增加后代的患龋风险^［33］。

二|龋病的诊断技术

龋病发生于牙体硬组织，出现龋洞后无法自行修复，因此龋病的早期诊断对维护天然牙健康、实现高风险人群的重点防治具有重要意义。目前龋病的临床诊断仍主要依赖于视诊、探诊与影像学检查的结合。其他一些非侵入性技术为早期龋的检测与诊断提供了辅助，主要包括染色法、电阻抗技术（electrical caries monitor，ECM）、光纤透照法（fiber-optic transillumination，FOTI）、激光荧光技术（laser fluorescence，LF）和定量光导荧光技术（quantitative light-induced fluorescence，QLF）等。

值得注意的是，以上非侵入性龋病检测与诊断技术多开发于20世纪90年代至本世纪初^［34］，近年来关于龋病早期诊断技术的研究并无突破性进展。Gomez等^［35］对现有龋病诊断技术的系统评价认为，传统的视诊、探诊与HE翼片结合仍是最适用于临床的龋病诊断技术，在现有临床证据下，ECM和QLF有助于诊断早期非成洞龋。

三|龋病的预防策略

1.全生命周期的龋病管理：不同年龄段人群的患龋风险与发病特点存在差异，基于龋病风险评估的全生命周期龋病管理是现代龋病临床预防和治疗的关键策略。全生命周期龋病管理理念认为，应针对备孕期、孕期、婴幼儿期、学龄前期和学龄期、青春期、成年期、老年期全人群进行龋病的群体管理；针对包括社会因素、经济与教育因素、全身因素、口腔局部因素、唾液因素、微生物因素、氟保护因素、饮食因素的不同风险因素和风险程度，进行龋病的风险评估和个性化管理，最终达到控制龋病进展并重建牙齿结构与功能的目标^［36］。全生命周期龋病管理需要建立与完善覆盖全生命周期的龋病管理档案，连续观察生长发育、口腔健康与龋病状况，探索龋病综合病因的积累效应规律并制定有效的应对方案；建立适合我国人群特点的龋病风险评估系统，采取措施重点防控龋病风险因素，加强对个体和家庭的口腔健康促进。

2.氟化物防龋：氟化物防龋被认为是20世纪口腔预防医学对人类最大的贡献，其防龋机制主要为促进牙釉质再矿化、降低牙釉质脱矿程度和抑制细菌代谢产酸。全身用氟主要通过调节饮水中的氟化物浓度，在牙发育过程中摄入过量氟化物存在患氟牙症的风险。局部用氟最常用的方式为含氟牙膏刷牙以及专业涂氟。局部涂氟可有效逆转乳牙和恒牙釉质白斑的进展^［37］，但局部长期应用高浓度氟化物可导致变异链球菌耐氟菌株的机会生长^［38］。2008年我国启动中西部地区儿童口腔疾病综合干预试点项目，重点针对3~6岁学龄前儿童开展局部用氟以及7~9岁儿童第一恒磨牙窝沟封闭等综合干预服务，2014年该项目覆盖到全国31个省、市、自治区，项目的实施在推动儿童新发龋的预防中发挥了重要作用。

3.窝沟封闭：窝沟封闭技术始于20世纪60年代，主要用于预防儿童及青少年乳牙与恒牙窝沟点隙龋。Hiiri 等^［39］对窝沟封闭和局部涂氟预防窝沟龋的效果进行系统评价，认为前者效果优于后者。国家卫生健康委在《健康口腔行动方案（2019—2025年）》中提出，2025年我国儿童窝沟封闭服务覆盖率的目标为28%。目前常用的树脂基质窝沟封闭剂可有效预防窝沟龋，在2年观察期内，与未做窝沟封闭的牙相比可降低11%~51%的龋齿^［40］。近年来新型玻璃离子窝沟封闭剂材料的研发及其与局部氟化物联合应用，进一步推动了窝沟封闭在龋病预防中的应用^{［41, 42］}。

4.中药防龋：五倍子、蜂房/蜂胶、茶多酚等可通过控制菌斑形成、促进再矿化等途径减少龋病^［43］。茶多酚可抑制变异链球菌GTF以及产酸与耐酸相关基因的表达及活性，有效抑制细菌生物膜的致龋毒力；中药五倍子提取物可抑制牙体硬组织脱矿及牙本质的胶原降解，促进再矿化^［44］。一些药用植物来源提取物，如印度阿拉伯胶、无叶柽柳、苦楝、栎树及阴香等，也具有抑制变异链球菌及白色念珠菌生物膜形成与感染的活性^［45］，在龋病防治中有较好的应用前景。

5.靶向小分子：针对GTF在介导细菌黏附、生物膜形成与再定植中的重要作用，研发的靶向GTFB、GTFC新型小分子化合物，以及基于CRISPR-Cas9 的变异链球菌gtfB/C/D基因靶向编辑系统，可有效抑制细菌细胞外多糖合成，干扰牙菌斑生物膜形成与口腔细菌的再定植，为龋病防治提供了新思路^{［46, 47, 48］}。

四|龋病的微创治疗技术

龋病的微创治疗是指在龋病治疗中尽可能保留更多的健康牙体组织，减轻或消除患者治疗中的不适和痛苦，实现舒适化治疗。龋病微创治疗理念应贯穿龋病防治的全过程，推动龋病治疗从预防性扩展向微创治疗转变。

1.非创伤性修复治疗技术（atraumatic restorative treatment，ART）：ART最早于20世纪80年代提出，是采用手用器械微创去除龋坏组织，并通过玻璃离子等材料进行窝洞充填的技术，主要用于以社区为基础的乳牙龋病防治，1994年世界卫生组织将该技术在全球推广。ART可有效治疗低龄儿童龋^［49］，并可为活动受限的老年人龋病治疗提供替代方案^［50］。近期针对ART技术临床效果的系统评价研究指出，与传统充填治疗相比ART并不能显著降低儿童的牙科恐惧^［51］；采用ART技术对乳磨牙单面洞及复杂洞充填的2年保存率分别为94.3%和65.4%，对恒磨牙单面洞充填的3年保存率为87.1%，对恒磨牙复杂洞充填的5年成功率达77%^［52］，提示ART技术对乳磨牙或恒磨牙龋均有较好的治疗与预防效果；采用高黏度玻璃离子进行乳牙龋ART治疗较传统充填治疗存在更高的失败风险^［53］，但目前关于两种技术对比的临床研究质量参差不齐，尚有待更多高质量的临床研究进一步论证。

2.激光备洞技术：激光窝洞预备具有精准、无振动、无异味、无需麻醉的优点，还可以封闭牙本质小管，降低术后敏感。低能量激光具有杀菌作用，可进一步杀灭残留于脱矿牙本质中的细菌。在机械预备窝洞前行低能量激光治疗可明显减轻受试者疼痛，提高患者满意度^{［54, 55］}。Valério等^［56］分别采用Er：YAG激光和低速车针预备乳磨牙，发现激光去龋效率低于低速车针，但去龋效能相当。

3.微研磨技术：微研磨是将盐酸和研磨料的混合物作用于牙齿表面，通过化学腐蚀和机械研磨去除有瑕疵的牙釉质表层，改善牙外观与光泽，抑制色素沉着和菌斑黏附的技术。微研磨多用于正畸后白垩斑的微创治疗。常见微研磨产品中盐酸浓度为6%~11%，37%的磷酸可代替盐酸用于微研磨，可取得相同的美学效果^［57］。微研磨在去除牙釉质表层的同时可将钙离子、磷酸盐离子压入釉柱间隙，研磨后因釉柱间隙消失可导致牙釉质折光率与正常牙釉质出现差异，部分白垩斑病损在微研磨后可能更加明显。

4.渗透树脂：利用毛细作用使高渗透系数的树脂渗入脱矿牙釉质的微孔中，可达到终止龋洞形成的目的。渗透树脂与再矿化治疗相比，前者在病损内部可形成阻碍酸性物质入侵的屏障，而不仅局限于病损表面；与微研磨技术相比，渗透树脂技术更微创，能保留更多的牙体组织，因此多应用于牙釉质白垩斑的治疗。渗透树脂可显著改善正畸白垩斑的美观问题，对牙釉质白斑样病损的遮盖效果较好，可基本恢复正常牙釉质的颜色^［58］。

5.活髓保存技术：龋病是引起牙髓感染最常见的途径，牙髓损伤程度与龋病进程有关。严密充填窝洞，牙髓组织能恢复到健康的生理状态；对于龋源性露髓的活髓保存治疗，如能彻底清除感染物，仍可取得良好的活髓保存效果^{［59, 60］}。盖髓材料在活髓保存治疗中至关重要。临床常用的盖髓材料主要包括氢氧化钙和生物陶瓷类材料，如三氧化矿物凝聚体（mineral trioxide aggregate，MTA）、iRoot BP和Biodentine等。氢氧化钙曾被视为活髓保存的金标准，但其诱导形成的牙本质桥不完整，存在管状缺陷和微渗漏、黏附性差、溶解性高且随时间降解等缺点。MTA具有良好的生物相容性，诱导形成的牙本质桥更完整，活髓保存成功率较高^［61］。iRoot BP和Biodentine具有与MTA相似的生物学性能，在活髓保存治疗中应用前景良好^{［62, 63］}。MTA作为盖髓剂可引起牙着色，对于美观要求高的前牙区，推荐应用iRoot BP和Biodentine行盖髓治疗。

6.间接修复技术：间接修复技术主要用于龋损导致牙体缺损较大，难以采用直接充填修复或充填后不能有效恢复邻面接触及咬合关系的患牙。嵌体与贴面修复是龋病间接修复的主要技术，树脂基陶瓷、玻璃陶瓷等陶瓷材料的进步也为牙体微创预备提供了可能。随着计算机辅助设计与辅助制作（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技术的发展，树脂基陶瓷、玻璃陶瓷嵌体/贴面在牙体大面积缺损的间接修复中得到广泛应用。Tunac等^［64］采用CAD/CAM树脂基陶瓷嵌体和复合树脂直接充填修复Ⅱ类洞，2年后观察前者表面光泽度优于后者。Otto和Schneider^［65］对200例CAD/CAM全瓷嵌体/高嵌体修复的17年纵向研究显示，全瓷嵌体/高嵌体成功率达88.7%，崩瓷、牙折、继发龋和牙髓病变是远期失败的主要原因，其中前磨牙失败率显著低于磨牙。

综上所述，龋病是严重危害健康和生命质量的口腔感染性疾病，应进一步加强龋病的基础和临床研究，加快对龋病群体防治新技术、新材料和新器械的临床验证，为全人群、全生命周期的龋病防治提供政策参考，为龋病的早期诊断、综合预防以及功能与美学并重的微创诊疗提供有力手段，推动我国龋病研究整体水平的提升。

利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明  徐欣：基础资料收集与整理、论文撰写与修订；周学东：论文总体设计。论文撰写与修订

（参考文献略）

【作者简介】  徐欣 主任医师、教授、博士研究生导师、四川大学华西口腔医院牙体牙髓科副主任。先后赴美国伊利诺伊大学芝加哥分校牙学院及约翰·霍普金斯大学医学院研修。以口腔感染性疾病病因和防治为主要研究方向，主持国家级、省部级项目 10 项，发表学术论文100余篇，主编及参编中英文学术专著或教材18部，讲授《牙体牙髓病学》《口腔生物学》本科生课程，获国家科技进步二等奖1项、四川省科技进步一等奖1项。任国际牙医师学院院士；中华口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会委员；四川省口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会常委；四川省卫生健康委员会学术技术带头人（后备）、International Journal of OralScience编委。

【作者简介】  周学东 四川大学二级教授，主任医师、博士研究生导师，四川大学华西口腔医院学术院长，口腔疾病研究国家重点实验室主任。中华口腔医学会副会长，四川省口腔医学会会长，国际牙医师学院中国区主席。主要从事牙体牙髓病、口腔感染性疾病与全身疾病的病因和防治研究。承担国家级及省部级重点科研课题 12 项，国家重大研发计划项目首席科学家。主编《中华口腔科学》《牙体牙髓病学》《实用口腔微生物学与技术》《口腔医学史》等教材专著 19 部，获得国家科技进步奖和省部级一等奖 7 项，International Journal of Oral Science、Bone Research和《中国口腔医学年鉴》主编。

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