實驗性齲病動物模型的研究進(jìn)展

1、實驗性齲病動物模型的研究進(jìn)展                               實驗性齲病動物模型在齲病病因?qū)W、病理學(xué)以及齲病預(yù)防治療方面的研究中起著十分重要的作用。在致齲微生物和致齲飲食共同作用下，可對幾種動物（嚙齒動物、靈長類動物）誘發(fā)齲病形成。本文就實驗性動物齲病的形成條件

2、、方法、實驗動物的選擇以及幾種特殊的齲病模型研究作一系統(tǒng)綜述。  1齲病的形成條件 齲病是一種以細(xì)菌破壞為主的多因素疾病，早在六十年代初期，Keyes等人就提出齲病是微生物、飲食、宿主、時間四個因素共同作用的結(jié)果。Mundorff等2認(rèn)為實驗性動物齲病模型的形成離不開以下幾個相關(guān)因素：致齲微生物及其在牙菌斑中的數(shù)量和比例；致齲飲食及其組份中蛋白質(zhì)、脂肪、磷、鈣、氟、總糖量、半乳糖、葡萄糖、蔗糖及淀粉的含量和比例；敏感的宿主動物口腔中唾液參數(shù)，包括流率、緩沖能力，總蛋白量、溶菌酶和淀粉酶的含量。許多學(xué)者都是依據(jù)這些原則成功地造成了實驗性齲病動物模型，并將動物齲齒模型用于齲病預(yù)防、治療及

3、免疫學(xué)方面的研究之中。 2實驗性齲病動物模型的形成方法 21微生物因素 早在1890年Miller就認(rèn)識到微生物在齲病形成發(fā)展中的作用。早期的實驗表明，無菌條件下飼養(yǎng)的動物不產(chǎn)生齲齒，對感染變形鏈球菌的大白鼠給以蔗糖為主的飲食即可誘發(fā)齲齒產(chǎn)生。然而在實驗性動物齲病形成過程中，何時以何種比例接種何種細(xì)菌顯得相當(dāng)重要。早期學(xué)者用幼齡大白鼠作模型發(fā)現(xiàn)在牙齒始萌期或者斷奶期間接種致齲細(xì)菌效果最佳，此時的鼠磨牙對齲病最為敏感，齲壞會很快累及鼠磨牙的所有牙面。根據(jù)致齲微生物的移植情況可將實驗動物分成不同的感染狀態(tài)：無菌動物、定菌動物、抗生素抑制動物及常規(guī)動物。用無菌鼠作齲病實驗不能導(dǎo)致齲齒的發(fā)生，但是單一

4、感染某種致齲微生物的定菌鼠很快就可見磨牙齲齒的形成3。Konig等4用常規(guī)動物在相對定菌條件下進(jìn)行實驗，取得了較為理想的效果，這種方法一直延用至今，具體方法是使用一定劑量的廣譜抗生素（氨芐青霉素、氯霉素、羧芐青霉素等）抑制動物口腔微生物的生長，然后在適當(dāng)?shù)臅r期接種一種或幾種致齲微生物于動物口腔環(huán)境中，同時飼以致齲飲食，一段時間后即可形成實驗性動物齲病。這種方法的不足之處在于人們尚不能確定動物口腔環(huán)境中的何種細(xì)菌被廣譜抗生素以何種比例消除。 人類齲病與變形鏈球菌屬密切相關(guān)，不同種株的變形鏈球菌致齲能力不同5。變形鏈球菌屬分類為：變形鏈球菌（Smutans），茸毛鏈球菌（Ssobrinus），倉鼠

5、鏈球菌（Scrice-tus），鼠鏈球菌（Srattus），野生鼠鏈球菌（Sferus），猴鏈球菌（Smacacae）和一些遠(yuǎn)緣鏈球菌等。導(dǎo)致齲病發(fā)生的重要亞群是Smutans和Ssobrinus。而Scricetus、Srattus、Sferus和Smacacae則很少甚至不能從牙菌斑中分離出來，其致齲能力較弱，很少用作形成實驗動物齲病的致病菌。Smutans（c血清型）作為最主要的致齲菌廣泛地應(yīng)用在實驗性動物齲病模型的建立上6，7。近年來，一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，Ssobri-nus在大白鼠實驗中比Smutans產(chǎn)酸更多、致齲能力更強，也是比較理想的動物致齲病菌8。 22飲食因素 在實驗性動物齲

6、病形成過程中飲食因素亦相當(dāng)重要。一方面它是宿主動物的營養(yǎng)來源，另一方面它能給口腔微生物提供營養(yǎng)。實驗中對致齲飲食（Cariespromoting diets）的理化特性及飲食口感等性狀應(yīng)該有所控制。諸如食物的成份（特別其中碳水化合物的含量）、食物的顆粒大小、粘附性、溶解性、對菌斑微生物的影響、抗菌活性以及食物的味道和狀態(tài)等等這些因素與實驗動物齲齒的形成密切相關(guān)9。 在實驗過程中，由于使用的模型動物種類不同以及同一種動物有著不同的種系，各種系動物的生理特性、飲食習(xí)慣亦不同，而且實驗所要形成的齲損類型不一，從而要求設(shè)計不同的食物組成和不同的喂養(yǎng)方式來適應(yīng)不同的實驗需要。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為致齲食

7、物中除了要求足夠含量的糖及蛋白質(zhì)外，對促進(jìn)實驗動物生長發(fā)育需要的各種維生素及微量元素亦要求非常高。最為經(jīng)典的致齲食譜是Keyes（1958）為小鼠和倉鼠致齲所配制的2000食譜：蔗糖56、全麥粉6、精煉奶粉28、苜蓿粉3、脫水全肝粉1、酵母4、鹽2，保證了實驗鼠的健康生長，并成功地形成了實驗性齲病模型。Stephan提出的580低脂肪高糖食譜含有精煉奶粉32、蔗糖66、淀粉2，這套簡易食譜對平滑面齲的形成也較理想，但它缺乏足夠全面的營養(yǎng)，容易造成實驗鼠腹瀉和營養(yǎng)缺陷，對實驗結(jié)果有一定影響。此外也有學(xué)者提出的305低糖食譜仍然能使小鼠磨牙所有表面很快致齲，它包含5蔗糖、62玉米淀粉、20乳清蛋白

8、、3棉籽油、6纖維素、1多種維生素混合物、3無機鹽混合物。這亦是一套十分可靠并且有效的致齲食譜3，10。 為了提高實驗鼠對致齲微生物的敏感性，保證實驗齲短期內(nèi)形成，縮短實驗周期，必須對各種飲食的致齲性有一定的了解，以便更好地選擇食譜。Mundorff等11利用6組插管飼養(yǎng)小鼠全面地研究了22種與蔗糖相關(guān)飲食的致齲潛能，表明：花生、玉米、酸奶、明膠糖、肉類致齲能力較低，而蔗糖、谷粉、香蕉、葡萄干等致齲能力較高。Mundorff同時發(fā)現(xiàn)適當(dāng)改變食物中蔗糖和淀粉的比例遠(yuǎn)比單純增加蔗糖含量有效。將蔗糖同小麥淀粉以1：1的比例混合飼養(yǎng)，對小鼠的致齲能力比單純使用蔗糖大為提高。食物中淀粉為實驗動物牙菌斑細(xì)

9、菌提供了足夠底物，并且能夠延長糖在口腔環(huán)境中滯留時間，從而導(dǎo)致菌斑PH值長時間處于低值水平，因而淀粉能夠起到協(xié)同致齲作用6。 bowen等12提出用致齲指數(shù)（Cariogenic potential In-dex，CPI）來衡量食物致齲能力的大小。在實驗中，利用胃部插管供給幼齡大白鼠以必需營養(yǎng)，僅讓實驗食物以一定的頻率與鼠牙充分接觸，然后根據(jù)該實驗食物在致齲實驗中形成的磨牙各牙面齲齒記分與另一實驗組中每天喂養(yǎng)17餐蔗糖的大白鼠磨牙各牙面齲齒記分的比率推算出CPI。CPI0.4的食物為低致齲食物，CPI0.4的食物為高致齲食物。     

10、;                         除了食物本身的因素外，進(jìn)食的頻率對實驗動物齲病形成的影響也不能忽視。利用大白鼠或小鼠作為實驗動物時，將進(jìn)食頻率利用頻率控制裝置控制在每天1417餐，可明顯提高實驗鼠的齲齒記分12。 23實驗動物的選擇 為了形成理想的實驗性動物齲病模型，動物的選擇尤為重要。所選用的動物不僅要求形體適中便于實驗，而且由此得出的

11、實驗結(jié)果要能夠較好地反映或模擬人類的齲病變化過程。 嚙齒動物（鼠和倉鼠類）及靈長類動物對齲病易感。六十年代初，人們就將恒河猴用于齲病研究。猴類的生理結(jié)構(gòu)特征和人類非常接近，作為實驗動物最為理想。但是，由于數(shù)量少、價格高，其廣泛應(yīng)用受到限制。鼠和倉鼠對齲病高度易感，給它們飼以糖類致齲食品并感染致齲微生物，極易造成齲損。鼠和倉鼠類嚙齒動物體積小，便于大量地應(yīng)用于實驗、重復(fù)性好；同時，形成齲損速度相對較快，能近似模擬人類齲病，目前已廣泛用于實驗研究。由于各種系鼠類不同的生理特征和生活習(xí)慣，使其對實驗因素的反應(yīng)有所不同，因而在觀察不同的實驗指標(biāo)時，有必要選擇不同的鼠系以便更好地控制實驗結(jié)果，便于觀察記

12、錄3，13，14，16。 貓和狗類動物因其呼吸特征、飲食習(xí)慣、唾液組分、牙齒形態(tài)和咬合習(xí)慣的特殊性，這類動物對齲病不敏感，不宜用作齲病的實驗研究。 食草類動物如牛、羊也有類似于齲齒樣損害，但是，食草類動物齲損表淺，不象人類齲蝕那么嚴(yán)重；再者，這類動物體積龐大、飲食特殊及有獨特的反芻習(xí)慣。因此，食草類動物不能用作齲病研究。除猴、鼠外，給豬喂以含糖飲食并接種致齲菌同樣可誘發(fā)齲損。但是豬體積大、價格貴、給重復(fù)試驗帶來不便，通常不作考慮。最近，我國已有學(xué)者用“中國實驗用小型豬”作牙體疾病病因和治療的研究，同樣可以用小型豬制作齲病動物實驗?zāi)Ｐ?，它價廉、飼養(yǎng)簡單、便于操作15。  其它的動物，如

13、豚鼠和兔，由于它們磨牙形態(tài)特殊，并可不斷萌牙，因而也不能作為齲病研究的實驗動物3。 總之，只有少數(shù)一些動物，如鼠、倉鼠、猴類及小型豬作為齲病實驗動物較好，這些動物免疫功能和人類似，便于飼養(yǎng)，誘發(fā)的齲損肉眼可見，而且形態(tài)上與人類齲損極為類似。 3幾種特殊實驗性齲病動物模型的建立 31根面齲動物模型的設(shè)計 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類生活方式的變更，根面齲已成為人類面臨的大問題。為了闡明根面齲的病因和設(shè)計預(yù)防措施，根面齲模型的研究顯得尤其重要17。很多的學(xué)者在體外利用離體牙通過各種不同的不飽和緩沖體系設(shè)計不同狀態(tài)的根面齲模型18，但更能反映根面齲發(fā)病真實情況的則是根面齲動物模型。1985年，一些學(xué)者先后利

14、用外科手術(shù)的方法和四氧嘧啶阿脲等方法在嚙齒動物上成功形成了根面齲動物模型。隨后，Guggenhein等介紹了一種簡易的根面齲模型的形成方法，利用OsborneMendel大白鼠作為實驗動物，在2000致齲飲食中加入1的碎斷鼠毛，于23天鼠齡時兩次分別接種0.2ml（105ml）變形鏈球菌OMZ176和粘性放線菌（Actinomyces viscosus）Ny1，63天結(jié)束實驗時，大白鼠牙槽骨退縮、根面齲大量形成19。 32口干癥動物齲病模型的建立 由于唾液腺的外傷、疾病、某些藥物的副作用、腫瘤病人的放射治療等因素可導(dǎo)致人類口腔唾液減少癥（Hyposaliva-tion），其口腔自潔作用和唾液抑菌功能大大地受到限制，容易造成牙齒的廣泛齲壞或猛性齲（Rampant caries）。為了闡明猛性齲發(fā)生過程中唾液減少的作用和唾液減少對口腔細(xì)菌的影響，一些學(xué)者制作了口腔唾液減少癥的動物齲齒模型20。 ooshima等21，22將30天鼠齡的無菌SD大白鼠（Specific pathogenfree SpragueDawley Rats）利用外科手術(shù)方法摘除其頜下腺和舌下腺并結(jié)扎腮腺導(dǎo)管，讓這群大鼠于2428天連續(xù)5天感染變形鏈球菌MT8148、血鏈球菌ST3R和唾液鏈球菌HT3R