作者：高博韬，
错牙合畸形的正畸治疗过程中可能会产生龋齿、牙根吸收、黏膜溃疡等多种不良并发症，其中相对于较为常见的就是根尖外吸收（external apical rootresorption, EARR），其发生常常会导致正畸治疗计划的失败。目前对于牙根吸收的诊断方法大多依赖于影像学检查，但是在一些情况下根尖或牙根表面的微小吸收陷窝无法通过影像学检查发现。
龈沟液（gingival crevicular fluid, GCF）是口腔内的一种主要成分，来源于血清的渗出液，通过龈沟内上皮和结合上皮从牙龈结缔组织渗透到龈沟内，其内容物极其丰富，包括多种细胞因子、组织分解产物、炎症介质和抗体等。
由于GCF的提取无创且方便，近年来研究者们逐渐趋向于在GCF中提取生物标志物用以临床研究，迄今为止GCF已被应用于大量领域的研究，例如
1.EARR存在的风险
关于EARR的产生机制尚未得到详细阐明，传统观念认为不适宜的正畸力施加会导致牙周膜处产生创伤，释放炎症介质，使得牙根发生吸收。但是最新的研究发现引起EARR的一系列组织学变化或许与缺血诱导的细胞凋亡以及正畸力压迫引起的玻璃样变有关，随着破骨细胞以及破牙本质细胞的出现，骨代谢发生改变进而促成EARR。
在正畸治疗过程中轻度牙根吸收患者仅限于浅表的牙骨质吸收，部分严重患者会产生牙本质的不可逆性吸收，牙根吸收的发生率约为19%~31.4%，其中重度牙根吸收的发生率约为1~2%，当严重时甚至能够引起牙松动乃至需要拔牙。相对于牙根的其他部位，根尖更易发生吸收，这归咎于根尖区牙骨质的硬度、矿物成分不同以及根尖区受力影响较大等，因此重度根吸收往往起始于EARR。
2.正畸治疗中EARR的影响因素
关于牙根吸收程度影响因素较为复杂，总体来看可分为两类，患者自身因素以及治疗相关因素。
1） 遗传因素：早在1975年Newman等人便首次提出牙根吸收具有家族聚集性，这个发现近些年来也被研究者们广泛认可，并逐渐有着越来越多的临床调查研究和
2） 正畸治疗方法：在正畸治疗过程中，正畸治疗的持续时间、施加的力的大小、牙齿移动的方向、施加力的方法（连续或间歇）以及治疗过程中是否拔牙等因素均对正畸过程中的牙根吸收有着不可忽视的影响。Yuan Li等人对70名分别使用隐形矫治器以及固定矫治器的患者进行CBCT诊断其正畸治疗后牙根吸收情况，经数据分析后发现经隐形矫治器治疗的患者发生牙根吸收的严重程度显著低于使用固定矫治器的患者。
3） 其他因素：除以上因素之外仍有大量因素也会对正畸过程中的牙根吸收产生影响，例如患者的性别与年龄、患者体内激素水平、药物服用情况、牙齿形态，甚至还与患者错牙合畸形的严重程度有关。Amuk等人的研究便发现当上颌尖牙出现弯曲根时，不仅会导致正畸治疗时间延长还会导致EARR发生率显著增加。Kadir等人更是发现与同名对侧活髓牙相比较经根管治疗后的牙齿所发生的EARR更少，这个发现与之前人们所认知的EARR与根管治疗无关大相径庭。
3.EARR 常用鉴别方法
1） 影像学检查：在牙根吸收的影像学检查中方法众多，传统X光片和CBCT是其中最为常见的两种方法。尽管传统X光片仅仅能通过二维方向的图像展示牙根吸收程度，但由于其操作方便、成本较低以及辐射风险低于CBCT的优点，使得这种传统方法在临床诊断中仍在大范围使用。牙根形态的检测方面常用牙科曲面断层（DPT）以及长锥根尖周射线（LCPA）等，有学者通过实验研究发现，与DPT相比LCPA更容易检测到因正畸诱导的炎性牙根吸收（OIIRR）时上颌和下颌前牙出现的异常牙根形态变化。
2） GCF中生物标志物：GCF首次被研究是用来诊断牙周病，近年来逐渐有越来越多的学者意识到GCF中各类生物标志物的作用重大，并且GCF的收集对患者造成的风险或伤害极小，近乎于无创。除此之外，GCF中已有多种蛋白质被发现与骨吸收和牙齿移动显著相关，这为GCF与EARR相关研究提供了理论基础参考。
3） 电牙髓测试水平：Younessian等人对58例患者进行固定矫治后，针对患者健康且未经牙髓治疗的上颌切牙牙髓进行了电牙髓测试（EPT），结果显示EPT数值与根尖吸收存程度在显著相关性，证实了电牙髓测试水平的相对降低可能是正畸治疗过程中EARR的诊断标志。
4.与EARR 相关的生物标志物
1） 成骨相关EARR生物标志物
(1)人牙骨质蛋白1（CEMP-1）：人牙骨质蛋白1（CEMP-1）是牙骨质成分中的一种，能通过促进磷灰石晶体的形成在矿化的早期阶段发挥作用。KOMAKI 等人首次证明CEMP1 不仅是成牙骨质细胞相关的标记蛋白，还能够对牙周膜细胞中的成牙骨质细胞进行调节。Huang等人通过临床实验证明了CEMP-1表达水平与EARR量呈正比，他们通过实验发现正畸第八周与尚未正畸时的CEMP-1表达水平的比值越高以及初始CEMP-1值较低的患者在正畸治疗过程中更易发生牙根吸收，故而在治疗初始CEMP-1表达水平较低的患者时应选择更加保守的治疗方法以预防牙根吸收。
Diercke等人在先前的研究中也同样提到，CEMP-1表达水平在压力和炎症条件下的早期便会有所反应，因此这值得我们研发一款应用于正畸治疗开始前的高敏感性CEMP-1试剂盒，以充分利用其前期敏感的特点预防EARR。总的来说，当检测到组织中CEMP-1 表达水平较高时，或许意味着牙骨质形成和组织矿化的发生，因此可以根据CEMP-1的表达水平判断出EARR的发生与否。
(2)牙本质磷蛋白（DPP）：在GCF中发现的所有牙本质分解产物中，牙根结构主要的损失便是牙本质磷蛋白（DPP）。众所周知，DPP是从牙本质涎磷蛋白（DSP）中分离出来的一种非胶原蛋白，它约占所有牙本质非胶原蛋白的50%，其能够调节矿物沉积，因此DPP 十分适用于监测EARR 的发生发展。
Tarallo等人通过对发表于2017年6月至2018年3月期间的EMBASE、Scopus、Web of Science 以及Cochrane Library数据库进行分析，发现DPP是早期诊断牙根吸收最特异的生物标志物，并有望在未来的临床试验中大范围使用。
Ghaleb等人经过体内实验发现相较于持续力，间歇力的施加能够减少EARR,并且发现两种正畸力作用下DSP表达水平存在显著差异，DPP水平与牙根吸收成正相关。值得注意的是，DPP和DSP是牙本质涎磷蛋白（DSPP）N端和C 端剪切的产物，因此DSPP 的检测对于评估EARR也有一定的参考价值。
Mandour等人经比较正畸组、儿牙组、对照组的DSPP表达水平发现正畸组与儿牙组均有较高的DSPP表达，除此之外还发现DSPP的曲线下面积（AUC）=1，这表明DSPP是诊断EARR的完美生物标志物。总而言之，由于DSPP和DPP作为牙本质所特有的蛋白，近年来已有大量学者对其进行研究，二者十分适用于检测EARR的进程，未来应考虑开发基于二者的EARR筛查、诊断和监测方案。
2） 破骨相关EARR生物标志物
(1)白细胞介素1β（IL-1β）：对于GCF中生物标志物的研究，白细胞介素IL1基因簇始终受到较多的关注，其中又以白细胞介素1β（IL-1β）所受研究最多。IL-1β是一种骨吸收相关的细胞因子，其常于EARR早期出现，能够维持局部炎症环境，还能够促使更多炎症细胞参与牙周组织周围的无菌炎症。早在2003年，Al Qawasmi等人便验证出IL-1β基因的遗传多态性与牙根吸收的严重程度有关，他们经过基因分析发现纯合子IL-1β等位基因患者的牙根吸收风险显著高于对照组。
关于IL-1β的生成方面，有学者经过大鼠模型实验以及建立人牙周膜细胞与巨噬细胞的共培养系统发现牙周韧带细胞受到过度正畸力的刺激能够促进M1 巨噬细胞极化和NLRP3炎性小体的激活，从而增加M1巨噬细胞中IL-1β的产生，进而促进EARR的发生。为进一步探究IL-1β促进EARR的具体机制，Li等发现在正畸力诱导的IL-1β产生后，IL-1β能够诱导破骨细胞的进一步分化，促进EARR。
值得注意的是，关于M1 巨噬细胞与EARR 之间的研究除NLRP3/caspase-1/IL-1β通路外，还应该通过对更多的细胞因子进行验证，以探究除了IL-1β外，M1巨噬细胞还能通过哪些途径参与EARR。由于目前对于EARR中IL-1β相关作用的研究较少，因此深入研究IL-1β以探寻其在EARR过程中的作用机制以及发现其他防止牙骨质吸收的保护机制仍是一个较好的研究方向。
(2)核因子κB 受体活化因子配体（RANKL）：核因子κB受体活化因子配体（RANKL）是一种317个
由于先前的研究表明RANKL诱导破骨细胞分化需要caspase3 活性，Minato 等人推断caspase 3 活性是RANKL诱导的破骨细胞分化导致牙根吸收的必要前提。成牙骨质细胞会在重度正畸力作用下产生caspase3和caspase8，启动凋亡途径，随后RANKL诱导破骨细胞产生，导致牙根吸收。
这与Rego等人的研究结论不谋而合，当反复施加方向相反的正畸力时，RANKL与牙根表面的RANK结合，从而促进牙根吸收。总而言之，作为破骨方面研究的热点，RANKL十分适用于EARR方面的各项研究，已有学者发现临床上能够利用局部给予RANKL注入来促进受压侧破骨细胞的产生，进而利于牙齿移动，大幅度缩短正畸治疗疗程。
(3)其他相关生物标志物：除以上生物标志物外，仍有大量的生物标志物值得我们探究，如广泛存在于早期分化软骨中的缺氧诱导因子-1α（HIF-1α），其可以调节软骨形成，近年来逐渐有学者注意到HIF-1α作为生物标志物在牙根吸收中的作用并对其进行更深的研究。
Xiao等人的研究发现重度牙周炎中HIF-1α的增加与外部牙根吸收有显著相关性，尽管该研究的并不是正畸导致的牙根吸收，但是对于正畸牙根吸收领域的研究却有一定的指导价值。LincRNA-p21能够调节糖酵解代谢，最新研究表明LincRNA-p21 表达在承受压力的成牙骨质细胞中显著上调，并经过实验首次证明了，机械力压迫诱导LincRNA-p21减少了自噬过程，并且破坏了牙骨质的形成。
总的来说，除了我们熟知的生物标志物，仍有大量与EARR相关的小众生物标志物有待我们发掘，这或许会成为预防、诊断以及治疗EARR的重要突破口。
5.GCF中生物标志物在EARR检测中的优劣势
1） 相较于影像学检查更为敏感：早有学者发现，牙体组织需要约60~70%的矿化组织损失才能在X线照片上识别病变，并且由于EARR所产生最初的吸收陷窝很小，只能通过组织学方法识别牙根吸收，因此GCF中的生物标志物用来检测正畸治疗过程中的牙根吸收能够比影像学检查更加灵敏且无需使用组织学检查。除此之外，影像学检查常常只能显示是否发生了牙根吸收，无法鉴定牙根吸收的活跃程度，但我们却可以通过生物标志物的水平来判断牙根吸收是否处于活跃期，以提出更好地治疗方案。
2） 内容物丰富：GCF主要由白细胞、血清蛋白、细菌、组织分解产物、酶、抗体、大量炎症介质以及核酸组成，故而能在这些丰富的内容物中挑选检测所需的成分，例如具有高稳定性特征的miRNA已被广泛应用于GCF的检测，因其作为信号分子能够参与许多生物学过程，如细胞发育、分化和凋亡等，是许多疾病诊断和预后的一种新的潜在生物标志物。
3） GCF的应用广泛：GCF作为口腔内的一种重要渗出液，常常用来检测各项口腔健康状态，例如牙周病以及口腔内细菌含量等。近年来随着检测技术的不断升级，GCF的适用范围也逐年扩增，基于牙周健康状态能够反应全身健康状态的观念，GCF已在许多研究中用于衡量个体的全身状态，例如已有学者发现GCF 能够用来检测COVID-19，并且这种检测方法的敏感性显著优于唾液检查。
4） GCF检测技术所存在的不足：尽管GCF具备多种优势并且已广泛应用于临床和科研，但在某些方面同样有着不足之处，例如GCF 的含量较少，Challacombe SJ等人经过临床调查发现磨牙近中间隙GCF 样本的平均体积仅为0.43至1.56μL。对于此缺点，已有研究者利用针对小样本量的高灵敏度检测技术，使得单次龈沟液检测所需样本量降低并且有效提高检测效率。
尽管如此，由于GCF含量较少的客观原因，仍需开发一种更高效率的手段对其进行收集和检测。另外，利用GCF中的生物标志物检测牙根吸收仍有一些限制性，例如龈沟液无法长期保存以及可能会受到污染，因此倘若要在临床大范围使用GCF 监测EARR 需要攻克这一难关，例如研发更高灵敏度的检测手段以降低这些不利因素所带来的负面影响。
6.总结
在正畸治疗期间，早期检测牙根的吸收对于有严重吸收风险的牙齿至关重要，值得注意的是，据统计16~32岁和32~50岁年龄段的生理性牙根吸收发生率分别为86.4%和96.4%，因此在临床工作以及科研工作过程中要将生理性牙根吸收以及正畸治疗所导致的病理性牙根吸收相鉴别。除此之外，由于成牙骨质细胞的再矿化和牙骨质的生成，在绝大多数患者中，早期牙根吸收是轻微的，不会导致严重的临床后果。
由于GCF的提取完全无创、对于牙根吸收的检测较为敏感以及能够确定牙根吸收是否处于活跃期等特点，通过提取GCF中的生物标志物对于牙根吸收进行检测必然是正畸过程中对于牙根吸收监测的大趋势。除此之外，部分生物标志物的性质尚不明确，无法辨别其表达水平的改变究竟是促进破骨还是由于破骨现象引起的修复性成骨。
基于以上原因，临床上对于GCF 中生物标志物的应用较少，并且大多数应用仅仅用于检测EARR的发生与否，对处于EARR何种阶段的预测能力有限，因此在获知生物标志物检测水平时无法采取有效措施精准调整正畸治疗策略。故而，在后续的研究中除了对各信号通路的探明外还应细化生物标志物在各表达水平上的临床意义，为临床正畸医生提供指导。
来源：高博韬,郑博文,洪嘉临,等.龈沟液生物标志物检测正畸中根尖外吸收的研究进展[J].现代口腔医学杂志,2025,39(01):70-74.
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