作者：别梦瑶，周婕妤，吴亚菲，赵蕾，四川大学华西口腔医院牙周病科

牙周炎是由菌斑微生物引起的慢性感染性疾病，表现为牙周支持组织破坏，例如牙周袋形成、附着水平丧失、牙槽骨吸收、牙齿脱落等，能够造成口腔局部及全身的慢性炎症。牙周病原菌及其代谢产物的增加不仅会刺激口腔局部炎症介质和细胞因子的产生，造成局部炎症状态，还可以通过破损的牙周袋上皮进入血液，导致细菌传播和全身慢性感染。在心血管系统的不同组织和器官（包括人心脏组织、心包液、心脏瓣膜） 和动脉粥样硬化病变中均可以检测到牙周病原体或其产物。

2020年关于牙周炎和心血管疾病（cardiovascular diseases， CVD） 的共识报告也指出：牙周炎患者罹患冠心病、血管疾病、心力衰竭和房颤等CVD事件的风险显著增加。牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis，P. gingivalis） 是一种革兰阴性厌氧球杆菌，不仅属于促进牙周炎发生发展的关键“基石菌群”，还与动脉粥样硬化、类风湿性关节炎、阿尔茨海默病等全身性疾病密切相关。

P. gingivalis产生多种毒力因子，如脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、牙龈素（Gingipain）、外膜囊泡和菌毛等，黏附并侵入宿主细胞，逃避宿主免疫监视，引起局部组织损伤，破坏宿主的免疫机制，诱导产生更多的炎症因子。不仅如此，P. gingivalis还可以通过咀嚼、刷牙、牙周治疗或袋壁溃疡等进入血液循环，导致血管损伤和功能障碍，从而促进CVD的发生发展。有研究显示：在侵袭性牙周炎和慢性牙周炎患者唾液和牙周袋中都能够检出P. gingivalis，唾液中检出率为46.3%，牙周袋中高达73.3%。不仅如此，P. gingivalis在颈动脉病变和动脉粥样硬化组织的检出率也较高，分别为78.6%和88.8%。

在牙周炎促进CVD的机制研究方面，已经发现P.gingivalis能够抑制血管内皮细胞增殖，激活细胞内氧化应激和炎症反应，诱导细胞间充质转换和凋亡，从而破坏血管内稳态。P. gingivalis也能侵入巨噬细胞以逃避免疫清除，刺激巨噬细胞产生更多的炎症细胞因子，诱导自噬，并促进其转变为泡沫细胞，加速动脉粥样硬化斑块的形成。P. gingivalis感染亦能破坏辅助性T细胞17和调节性T细胞的平衡，干扰T细胞和树突状细胞介导的免疫反应，破坏免疫稳态。

血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell，VSMC） 主要位于血管中膜，是血管中数量最多的细胞。由于其功能具有可塑性，VSMC在CVD的发生发展中发挥重要作用。VSMC在健康状态下表现为收缩表型，参与血压调节，维持正常血管形态，合成细胞外基质（extracellular matrix，ECM），并调节血流动力学。在炎症、高血脂、机械/生化刺激、氧化应激等促CVD条件下，VSMC会进行表型转换，由收缩表型转换为合成表型，表现出增殖、迁移、钙化增加等特征，影响血管的正常结构并引起血管功能障碍，进而引发一系列CVD相关血管病变。

此外，在疾病状态下，VSMC增殖和死亡的动态平衡被打破，会造成动脉粥样硬化斑块内过多的脂质沉积，局部氧化应激和炎症加剧，加重对血管内皮的损害。VSMC细胞凋亡的增加还能降低斑块纤维帽的厚度，破坏动脉粥样硬化斑块的稳定性，可能造成急性心脑血管事件。随着研究的深入，P. gingivalis对VSMC的影响也逐步得到研究。P. gingivalis对VSMC的调节性细胞死亡和增殖、迁移、钙化等表型转换方面会产生影响，这些发现进一步补充和完善了牙周炎促进CVD发生发展的潜在机制。研究P. gingivalis对VSMC的影响能更好地揭示牙周炎与CVD之间的关联，为后期研究提供新思路，从病因学和临床诊疗的角度突出牙周炎防治的重要性。本文就P. gingivalis对VSMC调节性细胞死亡及表型转换的影响进行综述。

1. P. gingivalis 侵入VSMC 并影响其调节性细胞死亡

1.1　 P. gingivalis 侵入VSMC

P. gingivalis具有很强的细胞侵袭性，能通过血凝黏附素和菌毛等黏附于宿主细胞表面，然后通过细胞膜的脂筏作用内化侵入宿主细胞。早在1999年，Dorn等通过透射电镜观测发现：P. gingivalis可以侵入VSMC，并且P. gingivalis 381的侵袭力比P. gingivalis W50高10~100倍。动脉粥样硬化斑块中不仅检出P. gingivalis细菌DNA，还存在侵袭性P. gingivalis活菌。

感染牙龈素或菌毛突变体的人主动脉VSMC的转录谱分析结果显示：VSMC中的P. gingivalis感染与动脉粥样硬化高度相关，尤其是P. gingivalis产生的精氨酸特异性牙龈蛋白酶，在P. gingivalis侵入VSMC中发挥着关键作用。此外还有研究发现：P. gingivalis活菌侵入VSMC后，可通过调节细胞中组织因子通路抑制剂的产生从而引起细胞的血栓级联形成前反应，可能促进血栓形成，这种作用来自入侵的P.gingivalis活菌而非其毒力因子LPS。体内研究发现：P. gingivalis被单核/巨噬细胞或树突状细胞吞入后，可借助“特洛伊木马”途径传播到血管内皮， 然后进一步外溢传播到血管中膜， 感染VSMC从而加重血管炎症。

1.2　 P. gingivalis 侵入VSMC调节细胞自噬

P. gingivalis侵入VSMC可影响细胞的自噬过程。P. gingivalis在侵入细胞的过程中，会控制并侵占了细胞的自噬途径，阻止溶酶体与包裹P. gingivalis的自噬体融合。正常情况下，溶酶体与自噬体融合会产生一种自溶酶体，降解原始自噬体的内容物。由于P. gingivalis阻止了这种融合，所以会持久性驻留在自噬体囊泡中。该囊泡仍被识别标记为自噬体，细胞也将继续将细胞蛋白输送到囊泡，囊泡中的P. gingivalis分泌Gingipain降解细胞蛋白质，提供其生存所需的肽和氨基酸，继续繁殖，使感染面积进一步扩大，血管炎症加重。

VSMC的自噬在维持血管稳态方面至关重要。自噬调节VSMC的表型转换和氧化应激反应，并防止细胞钙化，从而维持动脉粥样硬化斑块的稳定性。VSMC自噬缺陷的小鼠，主动脉凋亡细胞增加，斑块面积和单核细胞趋化蛋白-1 （monocytechemotactic protein 1，MCP-1） 表达增加，并伴有动脉瘤的形成，提示VSMC的自噬缺陷导致血管重塑而促进了动脉粥样硬化。由此可见，P. gingivalis挟持并破坏细胞自噬途径，抑制溶酶体成熟，可能促进细胞凋亡和斑块形成，影响血管重塑而加重CVD。

1.3　 P. gingivalis 侵入VSMC促进细胞凋亡

P. gingivalis侵入VSMC可促进细胞凋亡。在动脉粥样硬化晚期，斑块中的VSMC凋亡会使斑块变脆，易破裂，凋亡残余物还会成为斑块钙化的核心，导致微钙化，且凋亡VSMC的低效清除会引发白细胞介素（interleukin，IL） -1诱导的炎症，加剧动脉粥样硬化恶化。有研究显示：相比于血管内皮细胞，P. gingivalis通过激活Toll样受体2- 核因子κB （Toll-like receptor 2 nuclear factor kappa-B，TLR2-NFκB） 信号传导途径，更易诱导VSMC凋亡，进而促进细胞内miR-143/145释放，并装载到凋亡囊泡中释放到细胞外；巨噬细胞特异性捕获miR-143/145易位入核，并促进唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素转录，抑制巨噬细胞胞吞作用，使得凋亡VSMC的清除更加困难，加剧了斑块的不稳定性。

Park等也证明：P. gingivalis感染显著提高了VSMC细胞凋亡，较未感染细胞高8.8%~15.3%。凋亡的VSMC和免疫细胞会分泌各种炎症细胞因子，如IL-6、MCP-1和细胞间黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）-1，加重血管炎症。还有研究表明：牙周炎患者龈沟液、唾液、血清中MCP-1浓度显著升高，且与牙周临床指标，如探诊出血、探诊深度、临床附着丧失等呈正相关。MCP-1能够募集循环炎症细胞，促进炎症，激活血栓前级联反应，最终导致动脉粥样硬化相关事件发生。P. gingivalis可诱导人外周血中性粒细胞中MCP-1和IL-6表达升高，在体外全血模型中，P. gingivalis可诱导MCP-1的产生。

1.4　 P. gingivalis 侵入VSMC促进细胞焦亡

P. gingivalis还可影响VSMC的焦亡。焦亡是一种促炎性细胞死亡，细胞自噬途径的抑制可能会促进NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3） 炎症小体的激活和高表达，从而激活细胞焦亡。Liu等的研究发现：P. gingivalis-LPS刺激可促进VSMC分泌IL-1β和IL-18，裂解天冬氨酸蛋白水解酶1的表达水平升高，从而促进细胞焦亡，导致细胞炎症损伤。

基于目前的研究可以推测：P. gingivalis能够促进机体口腔局部及全身的CVD相关炎症因子的表达，加重血管炎症，同时还可能调控VSMC调节性细胞死亡过程，包括VSMC的自噬、凋亡和焦亡等。VSMC持续的炎症反应和死亡加剧了血管炎症，破坏了斑块纤维帽，斑块的不稳定性增加，最终可增加急性心血管事件的发生率。

2. P. gingivalis 对VSMC 表型转换的影响

2.1　 VSMC表型转换的含义及对CVD的影响

VSMC是动脉壁的基质细胞，在血管中数量最多，可调节血流动力学，维持血管的正常功能。生理状态下，VSMC维持在收缩表型，能够直接或间接（通过细胞间或细胞与 ECM间相互作用）感知血管内环境的变化，保证血管的生理功能。病理状态下，例如高血脂、机械/生化刺激、氧化应激等，VSMC会响应这些刺激改变表型特征，降低或失去收缩型标志蛋白的表达，升高或获得合成型标志蛋白的表达，进而由收缩表型转变为合成表型，并获得相关功能特性以应对这些不良的环境刺激，这个过程称为表型转换。

在CVD病变中，VSMC可能从正常的收缩表型转变为合成表型。已知的合成表型包括VSMC的增殖、迁移、钙化和骨软骨化表型、巨噬细胞样表型、成纤维细胞样表型等多种表型。牙周炎促进VSMC表型转换的研究主要涉及VSMC收缩特性的降低，增殖、迁移和钙化表型增加。VSMC增殖并从血管中膜迁移至内膜，是动脉粥样硬化炎症斑块的主要来源，迁移后形成纤维帽，使斑块扩大增厚，闭塞血管，影响血流动力学，晚期斑块破裂，导致CVD急性事件的发生。VSMC过度或异常增殖，会促进血管成形术后新生内膜增生，使内部成形的血管再次变得狭窄，导致血管成形术的效果降低甚至失败。

病理状态下，VSMC从中膜迁移至内膜并局部聚集，是导致血管狭窄的主要病理原因。虽然目前的研究无法证实VSMC迁移是发生在细胞增殖之前还是之后，但VSMC在有丝分裂和非有丝分裂状态都可以迁移、增殖并参与上述血管病变的形成。VSMC的钙化和骨软骨分化是血管局部钙化的基础，诱导羟磷灰石矿物质在动脉壁沉积，在心脏病、动脉栓塞、动脉粥样硬化斑块破裂、收缩期高血压等疾病中都发挥重要作用。

发生在动脉粥样硬化斑块内的VSMC钙化和骨软骨细胞表型转换会形成微钙化灶或钙化结节，使斑块在动脉粥样硬化晚期更容易破裂；如果发生在动脉内膜还可能导致动脉硬化，并且微钙化本身就可能引发炎症过程，进一步加速血管的钙化。总的来说，VSMC不同表型的调节可能会促进血管炎症、斑块纤维帽形成、血管钙化和狭窄等，参与CVD的各种病理生理过程。

2.2　 P. gingivalis 对VSMC增殖的影响

P. gingivalis感染可导致VSMC增殖增加。Inaba等证明：与P. gingivalis共孵育的血浆上清液显著促进了VSMC的增殖，并且呈现出对细菌数量和处理时间的依赖性；此外，细胞从收缩型向合成型转变的标志蛋白——S100 钙结合蛋白A9（s100 calcium binding protein A9， S100A9） 和平滑肌肌球蛋白重链（smooth muscle myosin heavychain，SMemb） 表达水平均显著上调，细胞增殖相关蛋白激酶——丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivatedprotein kinase， MAPK） 也被激活。MAPK可明显促进VSMC增殖。有研究发现：无论是血管紧张素Ⅱ （angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ）促进MAPK的激活，还是牛-低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL） 诱导 MAPK磷酸化，都能促进VSMC增殖。 

Inaba 等还发现：只有血浆上清液与P. gingivalis野生型和fimA菌毛缺失株共孵育才能刺激VSMC增殖并改变细胞形态，并且Gingipain特异性抑制剂可以抑制P. gingivalis的促增殖作用，提示Gingipain是P. gingivalis促进细胞增殖的主要毒力因子。Cao等观察到Gingipain可以促进大鼠主动脉VSMC增殖和骨桥蛋白（osteopontin，OPN） 表达。OPN 是一种VSMC合成表型标记物，与细胞增殖、迁移和表型转换相关。通过小干扰RNA敲低细胞内OPN表达，可以使细胞分裂和增殖周期停止在G0/G1阶段，VSMC 特异性收缩标志物α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA） 和钙调蛋白（calponin，CNN）表达升高，表明细胞增殖受到抑制。

活化的P. gingivalis Gingipain提取物可以通过激活Notch 和转化生长因子- β （transforming growth factor-β，TGF-β） 信号通路促进VSMC的增殖。TGF-β在细胞生长、存活、迁移、分化等中发挥重要作用，能够与其他炎症介质相互作用形成级联效应，增强宿主炎症反应，加重牙周炎。TGF-β有潜力成为预测牙周炎进展的标志物，因为在患者的血清、唾液和龈沟液中均发现TGF-β表达水平升高。Khalaf等发现：P. gingivalis能够显著增加牙龈成纤维细胞中TGF- β的表达， 且TGF-β表达水平与牙周临床指标呈正相关。一项队列研究发现：TGF-β等位基因多样性与老年男性颈动脉粥样硬化的发生率和斑块大小呈正相关。

TGF-β可刺激血管损伤处的VSMC合成基质蛋白，促进细胞生长，还能够导致VSMC过表达细胞内信号转导蛋白（recombinant SMAD family member3，Smad3） 来增强MAPK的激活和磷酸化，从而促进VSMC的增殖。此外，VSMC异常增殖往往是主动脉瘤形成和内膜增生的潜在诱因。Wada等采集动脉瘤标本进行检测，发现P. gingivalis感染率高达64.1%，并且远端动脉SMemb的表达水平显著升高，提示P. gingivalis可以刺激VSMC增殖，从而促进主动脉瘤病变。与未感染者相比，感染P. gingivalis患者的远端主动脉中，动脉瘤数量更多，S100A9和SMemb 的表达水平也更高。

Hokamura 等也发现：P. gingivalis可以刺激损伤动脉内膜增生，受损动脉和VSMC中S100A9和SMemb呈现过表达，而健康动脉即使感染P. gingivalis也不会出现这种过表达。还有研究发现：P. gingivalis-LPS通过激活Toll样受体4/髓样分化因子88 （Toll-like receptors4/myeloid differentiation factor 88， TLR4/MyD88） 通路，并诱导MAPK下游亚族p38丝裂原活化蛋白激酶、细胞外信号调节激酶（extracellular regulated proteinhnase，ERK）、c-jun N端激酶（c-jun N-terminal kinase， JNK） 磷酸化， 刺激VSMC的增殖和迁移。总之，P. gingivalis感染对VSMC增殖的促进作用不可忽视，控制感染可能对延缓动脉粥样硬化、主动脉瘤形成和动脉内膜增生有一定的作用。

2.3　 P. gingivalis 对VSMC迁移的影响

P. gingivalis感染可促进VSMC迁移。李霞等发现： Ⅰ和Ⅳ型fimA P. gingivalis-LPS均可增强VSMC的迁移能力，且Ⅳ型fimA P. gingivalis-LPS作用更明显，并呈现浓度和时间依赖性。这表明不同fimA基因型可能与P. gingivalis-LPS的毒力不同有关，促进细胞迁移的效果也有所差异。赵瑜敏等观察到P. gingivalis培养上清液可以明显促进VSMC迁移，并增加血管生成素（angiopoietin，Angpt） 2及其转录因子ETS1 （ETS protooncogene1， transcription factor） 的表达水平，但同时下调Angpt1，打破细胞中Angpt2/Angpt1的平衡。Angpt2是一种血管破坏剂，对血管具有促炎作用，并影响血管通透性； 而Angpt1 的作用则正相反。

Ang Ⅱ 诱导的活性氧（reactive oxygen species，ROS） 依赖性MAPK-蛋白激酶B （protein kinaseB，Akt） 信号通路的激活和磷酸化，能够促进VSMC迁移。Ang Ⅱ也可以通过激活和磷酸化信号传导及转录激活蛋白3 （signal transducer and activator of transcription 3， STAT3） 通路来促进VSMC迁移。

此外，Strela等的研究表明：与P. gingivalis-LPS急性暴露相比，P. gingivalis-LPS预处理能够通过激活VSMC中的MAPK-Akt通路，升高细胞内IL-6的表达并诱导VSMC迁移；同时抑制IL-6会抑制细胞迁移，P. gingivalis-LPS和IL-6的促迁移作用似乎具有协同性。还有研究显示：P. gingivalis-LPS刺激增加了VSMC的迁移，并激活了TLR4/MyD88通路，导致P38 MAPK、JNK和ERK磷酸化，同时发现抑制JNK和ERK能够抑制P. gingivalis-LPS诱导的VSMC迁移。Kim等发现：P. gingivalis-LPS激活STAT3会刺激基质金属蛋白酶（matrix metalloprotein，MMP） -9表达升高，从而促进VSMC迁移。

不仅如此，与牙周炎和健康人相比，CVD和牙周炎+CVD患者血清和唾液中的MMP-9均升高，且牙周炎患者循环或血浆中 MMP-9的基线水平也较高。由此可以推测，牙周炎+CVD患者体内的P. gingivalis-LPS也许能够通过刺激MMP-9的表达，促进VSMC迁移，从而加重CVD疾病的进展。目前P. gingivalis促进VSMC迁移的相关研究主要集中在MAPK-Akt 相关通路、MMP、IL、STAT3等方面，更多机制仍有待进一步发掘。根据现有研究结果，P. gingivalis感染与VSMC迁移之间的关系十分密切，这为牙周炎可促进CVD相关疾病的进展提供了部分依据。

2.4　 VSMC的钙化和骨软骨化表型转换

血管钙化是一个复杂的过程，主要由VSMC去分化转变为骨软骨细胞表型，VSMC收缩标记物下调以及骨软骨分化标记物上调所介导。如平滑肌肌动蛋白结合蛋白SM22α （smooth muscle protein 22-α） 和α-SMA表达下降，而Runt相关转化因子2（runt-related transcription factor 2，Runx2）、盒转录因子9 （SRY-box transcription factor 9，Sox9） 和OPN表达增加。已经有多项研究发现P. gingivalis-LPS可刺激VSMC钙化并转化为骨软骨样细胞表型。

Park等发现：P. gingivalis感染组的VSMC发生钙化，骨软骨分化标志物Runx2和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP） 活性增加，收缩标志物CNN和α-SMA的mRNA表达水平显著低于未感染者，表明VSMC从收缩表型转变为骨软骨表型。ALP可促进矿化并诱导基质囊泡内形成羟磷灰石晶体，从而导致细胞钙化。P. gingivalis可以增加VSMC中凋亡相关蛋白的表达，促进Akt失活和VSMC凋亡，这种凋亡可以释放促钙化的凋亡小泡，促进血管钙化。

Liu等的研究证明：P. gingivalis-LPS处理后，VSMC中特定的成骨基因，如核心结合因子α1 （core binding factor α1， Cbfα1）、骨唾液酸蛋白（bone sialoprotein，BSP） 和OPN表达升高，ALP活性增强，细胞内产生更多矿物质附着。Yang等证实：P. gingivalis外膜囊泡（outer membrane vesicle，OMV） 以浓度依赖性方式诱导VSMC钙化，且OMV比LPS诱导的钙化水平更高，表明OMV可能携带并传递了促进VSMC钙化的成分，是促进细胞钙化的关键因素。

他们还发现OMV刺激的VSMC成骨向分化是由Runx2介导的，Runx2是成骨细胞和软骨细胞分化的关键转录因子，而Erk1/2在Runx2激活中至关重要，可加速VSMC钙化。Li等发现：P. gingivalis-LPS处理还可增加细胞内钙化结节、成骨基因Runx2和BSP的表达。Chen等采用高糖和P.gingivalis联合刺激，增加P. gingivalis对VSMC的侵袭性，并诱导OPN、骨钙素（osteocalcin，OCN）和ALP等成骨相关蛋白表达，从而促进VSMC钙化，但联合刺激在促进细胞钙化方面是否具有相互促进作用尚不清楚。

就目前的研究而言， P. gingivalis 感染对VSMC钙化和骨软骨向分化影响巨大，可能在血管钙化方面发挥作用。在以往的牙周炎与血管钙化相关性研究中，这一影响未受到足够重视，现有的研究主要集中在已知的促进血管钙化的相关基因上，但更深层次的机制，如各种通路途径和下游靶基因等尚未研究清楚，仍然有待进一步探索。

3. 总结与展望

牙周炎作为一种高患病率的慢性感染性疾病，被认为是CVD的独立危险因素。牙周炎的重要致病菌P. gingivalis，不仅能侵入VSMC在细胞间传播，造成血管慢性炎症和功能障碍，影响VSMC的自噬、凋亡和焦亡等调节性细胞死亡过程，还能通过分泌各种毒力因子，刺激相关信号通路、炎症因子和蛋白等的激活和表达，促进VSMC增殖、迁移、细胞内钙化，在动脉粥样硬化斑块内产生更多钙化结节，以及促进骨软骨方向表型转换。有鉴于此，建议心血管内科及全科医生与牙周病专科医生通力合作，将牙周检查和牙周炎治疗纳入防治CVD的诊疗内容之一。

来源：别梦瑶,周婕妤,吴亚菲,等.牙龈卟啉单胞菌影响血管平滑肌细胞调节性细胞死亡及表型转换的研究进展[J].国际口腔医学杂志,2025,52(03):308-316.DOI:CNKI:SUN:GWKQ.0.2025-03-003.