龋病病因及其免疫预防.ppt

六、龋病病因及其免疫预防,根据WHO 2004年报告龋病仍是人类最常见的疾病之一,龋病严重威胁人群的口腔健康,第三次全国口腔健康流行病学抽样调查结果,龋病的病因学——四联因素理论,,龋病预防,控制致龋微生物,,,,,,增强宿主抵抗力,控制高糖饮食,龋病发病理论,非特异性菌斑学说 特异性菌斑学说,非特异性菌斑假说 ——广义龋病生态学假说,龋病发生并非少数几种致龋菌作用的结果，菌斑生物膜的影响是一个动态过程，最终导致龋病发生I、动态稳定阶段 产酸—脱矿—再矿化、自稳机制平衡 该过程以非变异链球菌群和放线菌为主导,II、产酸阶段 糖类频繁摄入，唾液量↓，无法中和酸 菌斑pH下降并持续 非变异链球菌群的产酸菌和耐酸适应性增强 放线菌、血链、口腔链球菌、戈登链球菌、轻链等产酸性↑，自适应耐酸性↑ 菌群产酸潜力改变→龋病发生,III、耐酸阶段 变异链球菌、乳杆菌在极端酸性条件上更具竞争力 pH↓4.0后，部分非变异链球菌和放线菌失去生存能力 代之以变链菌、乳杆菌、双岐杆菌,特异性菌斑学说,口腔中各菌种在不同部位的检出水平,,,,S. sanguis和 Mutans. S是在菌斑和龋病病损中最常检出的菌种，两者都能够产酸，但只有Mutans. S能够单独在无菌动物模型上产生龋齿。

乳杆菌——致龋始动作用不明显，促进龋病进展 放线菌——与根面龋发病有关,S. mutans,大鼠磨牙龋齿模型,S. mutans作为主要致龋菌的流行病学证据,S. mutans几乎总是能从菌斑中被检出 大多数龋损部位有10％的S. mutans 大多未感染S. mutans的区域无龋病发生 纵向研究发现 S. mutans促进龋病的进展 有研究显示，如果儿童3岁前没有感染S. mutans，则趋向于保持未感染状态几年时间，直到第二牙列萌出时新的定植机会出现S.Sobrinus — 另一重要致龋菌,随着检测手段的改进， S.sobrinus在菌斑和龋损部位的检出率明显提高； 与S.mutans相比 ，S.sobrinus的产酸性和耐酸性更强，S.sobrinus感染与高度龋活性的关系更为密切； 研究发现口腔中同时感染S.mutans和S.sobrinus的儿童，其龋活性显著高于单一菌种感染者S.Sobrinus的表面蛋白抗原SpaA和葡糖基转移酶GTF与S.mutans的PAc和GTF之间具有较高的同源性，两菌之间具有交叉反应性S.mutans,S.Sobrinus,免疫电镜显示，抗S.Sobrinus的多克隆抗体也可以和S.mutans反应,,细菌粘附和聚集——致龋过程的初始,致龋菌主要依靠蔗糖非依赖性和蔗糖依赖性机制粘附聚集在牙面，代谢糖类产生乳酸，造成牙齿脱矿，龋病开始。

细菌的粘附聚集机制包括： 蔗糖非依赖性粘附——表面蛋白抗原（PAc） 蔗糖依赖性粘附——葡糖基转移酶（GTF） 葡聚糖结合蛋白（GBP）,致龋菌粘附和聚集模式图,致龋菌的重要毒力因子,,,,,信号肽,富含丙氨酸,富含脯氨酸,锚 基,,,,,,,唾液结合区段，粘附功能区（A区，SBR）,免疫活性区（P区）,0 500aa 1000aa 1500aa,,,PAc,S. mutans: PAc, Ag I/II or P1；S.sobrinus: SpaA or PAg 两者之间存在明显的序列同源性(66%) PAc 结构特点： 位于氨基端1/3富含丙氨酸的重复序列——唾液结合区 位于中部富含脯氨酸的重复序列——免疫活性区,针对完整的PAc 蛋白或其唾液结合区的抗体能够阻断S.mutans的粘附 对大鼠免疫S.sobrinus的SpaA 蛋白能够保护大鼠抵抗S.sobrinus感染 (Redman et al., 1995),,,,,,0 500aa 1000aa 1500aa,,,,,,催化区段（CAT区）,葡聚糖结合区段（GLU区）,信号肽,,GTF,S.mutans 和 S. sobrinus 都能合成几种 GTFs，其中 GTF-I在两种细菌之间具有56.7%的序列同源性 GTF的结构特点： 位于氨基端1/3——催化活性区：催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖 靠近羧基端的重复序列——葡聚糖结合区,S.mutans 至少分泌三种具有葡聚糖结合活性的蛋白: GbpA, GbpB, GbpC GpbB已经被证明能够在实验性龋齿动物上诱导保护性的免疫反应 (Smith and Taubman, 1996, 1997) 通过唾液腺区皮下注射GpbB(Smith and Taubman, 1996) 或者通过鼻腔粘膜免疫 (Smith et al., 1997)都可以达到保护效果 相对于PAc和GTFs，研究较少,GBP,机体粘膜免疫,共同粘膜免疫系统（CMIS）,抗原通过接触肠、鼻腔、支气管或泌尿生殖道等部位的粘膜相关淋巴组织，不仅可以在诱导部位产生免疫反应，而且能够在远离诱导部位的局部粘膜产生免疫反应。

机体不同部位的粘膜构成一个相互联系的免疫网络，称为共同粘膜免疫系统Dome,,,,P,e,y,e,r,',s,,P,a,t,c,h,,(,G,A,L,T,),A,n,t,i,g,e,n,s,,MLN,TD,,Blood,Mucosal,Homing,Gastrointestinal tract,Upper respiratory tract ?,Genitourinary tract ?,Lamina Propria,Mammary,Salivary,Lachrymal,Sweat ?,Glands,,,sIgA,+,B cells,CD4,+,T cells,MALT,T,o,n,s,i,l,s,,/,,A,d,e,n,o,i,d,s,(,N,A,L,T,),T Cell Zone (35 - 40 %),B Cell Zone (45 - 50 %),CD4,+,T Cells - naive,CD4,+,T Cells - activated,CD4,+,T Cells - memory,CD8,+,CTLs,gd,T Cells,Surface IgA,+,Activated,Resting,5 - 8 %,~ 40 %,~ 60 %,,,M,H,C,,C,l,a,s,s,,I,I,+,,A,P,C,s,D,e,n,d,r,i,t,i,c,,a,n,d,,B,,C,e,l,l,s,,,,M,ø,,Blood,Mucosal Effector Sites,,Mucosal Inductive Sites Are MALT,M Cell,Lymphoepithelium,Epithelial Cells,Plasma Cell,,,,J chain,mIgA,dIgA,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S-IgA,SC,,pIgA Transport,,Ag Uptake,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,唾液分泌性IgA (sIgA),是唾液中的主要免疫球蛋白，其功能包括： 抑制微生物在粘膜上皮和牙齿表面的黏附 中和毒素和酶类（如GTF） 中和病毒 抗原捕获和抗原清除 与非特异性防御机制相互作用（如黏液素、乳铁蛋白、溶菌酶等）,免疫防龋的理论基础,致龋菌明确： S.mutans和S.sobrinus被认为是主要致龋菌,抗原清楚： 表面蛋白抗原PAc、SpaA 葡糖基转移酶（GTFs） 葡聚糖结合蛋白（Gbp）,免疫系统的作用成分已知： 唾液中的sIgA抗体对防龋起主要作用,S.mutans和S.sobrinus在幼儿18-24个月的时候开始稳定定植于口腔，这段时间称为“感染窗口”。

致龋菌一旦稳定定植，则很难再彻底清除 因此最佳的免疫时段应该在致龋菌稳定定植前，大约幼儿1岁左右免疫时机,尽管刚出生的婴儿唾液中不含分泌性IgA，婴儿1个月时成熟的IgA已经是唾液中主要的免疫球蛋白了; 6~9个月时，大多数婴儿已具有了类似成人的IgA1和IgA2亚型分布（Smith and Taubman, 1993）; 提示婴儿接近1岁的时候，粘膜免疫反应开始出 现明显的成熟.,？粘膜免疫系统是否足够成熟,免疫途径,口腔免疫,通过诱导肠相关淋巴组织产生粘膜IgA反应，可采用口服、灌胃等方法; 缺点是胃酸和各种酶会对抗原产生破坏作用，并且诱导位点（肠）和效应位点（口腔）距离远; 通过口腔免疫可以改变变形链球菌的感染和龋病发生进程; 动物模型（ Smith et al., 1979) ; 人体实验（Smith and Taubman, 1987).,鼻腔免疫,较新使用的免疫途径，通过诱导鼻相关淋巴组织产生粘膜IgA反应 优点是鼻腔环境对抗原的降解作用小，因此需要的抗原剂量小；易于操作；诱导位点（鼻腔）和效应位点（口腔）距离近；同时诱导粘膜和系统免疫 通过鼻腔免疫可以获得明显的防龋保护效果 （Kats et al., 1993；Fan et al., 2002）,扁桃体免疫,通过刺激腭扁桃体诱导免疫反应 兔扁桃体局部给予福尔马林灭活的 S.sobrinus 细胞能够诱导唾液免疫反应，明显降低S.sobrinus的感染（Fukuizumi et al.,1999） 重复扁桃体免疫能够诱导兔大小唾液腺中产生IgA抗体分泌细胞（Inoue et al., 1999）,小唾液腺免疫,唇、颊、软腭小唾液腺，它们具有与淋巴组织紧密相连的分泌导管 S.sobrinus GTF 局部用于年轻成人的下唇粘膜表面，与安慰剂组相比，免疫组在随后6周的时间里全唾液中的总链球菌比例明显降低（Smith and Taubman,1990）,直肠免疫,一个远端的粘膜免疫诱导位点，分布着高密度的淋巴滤泡 初步研究表明这一途径也能诱导针对GTF的唾液IgA反应.（Lam et al., 2001） 使用肛栓可作为幼儿使用鼻腔免疫的替代,皮下和其它系统免疫,最初使用 S.mutans 全细胞作为免疫原; 为了避免产生心脏交叉反应性抗体，亚单位疫苗和多肽疫苗被用于系统免疫以控制龋齿; 大鼠唾液腺周围皮下注射GTF或合成肽诱导了高水平的血清和唾液IgA反应，抑制了致龋菌口腔定植和龋病发生（Taubman et al.）。

免疫效果评价,体内研究： 唾液中特异性的sIgA抗体水平（ELISA） 是否干扰致龋菌在牙面的定植（细菌培养计数） 龋齿动物模型的患龋水平（Keyes记分）,体外研究： 免疫血清/唾液引起致龋菌的凝集 抑制致龋菌在羟磷灰石表面的黏附 影响生物膜的形成和结构,免疫防龋研究方向,主动免疫防龋（防龋疫苗）,亚单位疫苗 合成肽疫苗 细菌活载体疫苗 DNA疫苗,被动免疫防龋,在牛奶或鸡蛋黄中产生针对变形链球菌的抗体 鼠单克隆抗体,牛奶多克隆抗体 鸡蛋黄IgY抗体,被 动 免 疫,construction of GTase-I overexpressing strain B29-33  intramuscular immunization  specific cow milk antibodies  mouth rinsing  colonization level of S.mutan on teeth surface ,Effect of specific bovine milk antibodies against dental caries,Effect of specific IgY on prevention of dental caries,（江千舟，樊明文等，2001）,主 动 免 疫,亚单位疫苗,以生物化学和物理方。