对数千万的人来说，牙科植入物提供了一种替代缺失牙齿的方法，使其拥有一整套固定的、功能性的牙齿，而不是可移动的假牙。然而，估计有 10% 到 20% 的植入患者最终会发展为种植体周围炎，这是一种严重的感染，会损害周围的下颌骨。抗生素常常无法控制这种情况，科学家们一直很难理解原因。现在，研究人员相信他们已经揭示了导致该现象的机制。新研究由罗格斯大学牙医学院的科学家在《PNAS Nexus》上发表，揭示细菌可以逐渐腐蚀牙科植入物，将微小的钛颗粒释放到附近的组织中。这些颗粒干扰负责对抗感染的免疫细胞，使它们陷入过度炎症的状态，逐渐破坏下颌骨。研究人员检查了人类组织样本，在实验室研究了人类免疫细胞，并使用基因工程小鼠进行实验。他们的调查确定了巨噬细胞中一个钙通道，该免疫细胞能吞噬细菌，且该通道会被钛颗粒激活。在小鼠中禁用这个通道后，疾病得以预防。这项发现为一种影响多达五分之一牙科植入患者的疾病提供了第一个可信的药物靶点，全球医疗系统每年因此损失超过 10 亿美元。罗格斯大学牙医学院的高级作者、临床研究助理院长乔治·科察基斯表示：“这是我们首次展示所有关于牙齿的抗生素治疗为何在植入物周围无效。现在我们知道了原因，可以开始开发治疗方法。” 牙科植入物感染为何抵抗抗生素 牙科植入周围炎最大的谜团之一是它与围牙炎的相似性，后者是发生在自然牙齿周围的牙龈疾病。两种情况的开始都涉及到口腔中相同类型的细菌，但它们对治疗的反应截然不同。对于自然牙齿，抗生素结合常规专业清洁可以解决感染。然而，针对牙科植入物的相同药物，仅在不到一半的病例中有效。即使在进行治疗时，基础的下颌骨可能仍会继续恶化。在过去的二十年中，科学家们主要集中在负责这些感染的细菌上。科察基斯实验室的研究人员决定调查另一个可能的因素：植入材料本身。他们的研究表明，积聚在植入物表面的细菌会产生酸性生物膜，慢慢损害钛材料。随着时间的推移，这种腐蚀可能释放数十亿个小于红血球的微小金属颗粒。在常规牙科清洁过程中，钛颗粒也可能被松动。当使用为自然牙齿设计的仪器在植入物上操作时，这是特别令人担忧的，因为它们可能会刮擦并损坏金属表面。 钛颗粒如何劫持免疫系统 一旦释放到牙龈中，这些微小的钛颗粒就会吸引一种被称为脂多糖的细菌毒素，覆盖在其表面。这种组合为免疫系统制造了一个误导性的目标，使颗粒看起来像是不能被分解的异常大细菌。巨噬细胞，即负责吞噬和摧毁有害微生物的白细胞，试图吞噬这些颗粒。但是，由于细胞无法消化钛，它们会陷入长期的过度炎症状态。因此，巨噬细胞会产生大量的炎症信号分子，包括白细胞介素-1β。这种蛋白质也与类风湿性关节炎和阿尔茨海默病相关。最终的免疫反应逐渐破坏支撑牙科植入的骨骼。同时，巨噬细胞在对抗最初引发感染的细菌时变得不那么有效。实验室实验揭示了它们的防御状态受到多么严重的干扰。接触钛颗粒的巨噬细胞吞噬的细菌不到未接触颗粒的免疫细胞的一半。“这些颗粒就像小磁铁，吸引细菌毒素，它们劫持了免疫系统，使其无法清除细菌。”科察基斯说。“你面临一场无抗生素可打的完美风暴。” 科学家们确定潜在的新治疗靶点 在揭示钛颗粒如何破坏免疫防御后，研究人员调查了造成该破坏反应的分子通路。他们追溯这个过程到 TRPC1，这是一种在巨噬细胞中发现的钙通道（细胞膜内的一种特殊的、形成孔的蛋白质结构）。