随着口腔医学的不断进步以及人们物质生活水平的不断提高，被称作是人类“第三副牙齿”的种植义齿逐渐被越来越多的牙列损失和无牙颌患者所青睐。虽然目前临床统计种植体10年留存率可达97.1% ^[1]，然而种植体周围黏膜炎及种植体周围炎仍是导致种植义齿修复失败的主要原因^[2]。可能导致种植体周围炎的危险因素有许多，但目前公认的最主要的致病因素是种植体颈部所形成的菌斑生物膜。根据2008年第六届欧洲牙周病学研讨会^[3]的观点：种植体周围黏膜炎仅发生于种植体周围软组织，而种植体周围炎同时累及软硬组织，主要表现为种植体周软组织红肿溢脓以及支持骨组织的吸收破坏，甚至种植体松动等。种植体周围组织与天然牙周组织不仅在生物学特点等方面存在一定相似性，而且在疾病的发生发展过程方面也十分相似。报道^[4]显示：曾有牙周病史的患者植入种植体后，种植体周围炎患病风险大大增加，说明种植体周围炎与牙周炎存在一定的关联性。研究^[5]显示：有牙周炎病史的患者种植体边缘骨丧失量更大，且预后较牙周健康者差。由于无贯通于天然牙牙骨质和牙龈结缔组织中的龈牙纤维组织相比天然牙与牙龈组织中存在的连接，种植体颈部仅有的环行纤维不易阻挡致病菌及其代谢产物，因而更容易受到侵袭，且一旦发病进展更为迅速^[6-7]。补体系统是宿主体内固有免疫应答的重要组成部分。Damgaard等^[8]研究显示：在牙周炎患者的龈沟液中存在大量补体成分，如C1q、C3、C4、C5、C5a、C5b、C9和B因子等。文献^[9-10]报道：补体C3和C5a及其受体在牙周炎中可能参与效应通路。然而，目前国内并无关于补体在种植体周围疾病进展过程中作用的相关研究，国外也未见相关综述报道。本文就补体在种植体周围疾病发生发展过程中的作用做一简要综述。

1 补体系统及其对种植体周围致病菌的作用

补体是存在于正常人和动物组织液及细胞表面的一组经活化后具有溶菌溶细胞活性的蛋白质，是固有免疫的重要组成成分，可参与固有免疫与特异性免疫的效应阶段。补体系统根据不同的生物学功能，可分为补体固有成分、补体调控成分和补体受体。补体固有成分是指存在于龈沟液或体液中、参与补体级联激活反应的成分，包括C1q、C4、P因子和甘露糖结合凝集素(MBL)以及参与共同途径的C3、C5、C6、C7和C9等。这些补体固有成分可以与一些存在于不同细胞表面、介导多种生物效应的补体受体(如CR1、CR3、CR5、C3aR和C5aR等)结合，发挥免疫效应。在感染、组织损伤和炎症状态下，血浆补体成分水平升高，活化的补体成分可以通过补体3种不同途径在靶细胞膜表面形成膜攻击复合体(membrane attack complex，MAC)，使靶细胞破裂。此外补体系统对于适应性免疫也具有一定调控作用。在全身感染性疾病中，Yuan等^[11]发现：由于腹部败血症感染而导致的C3耗竭患者血浆中C3水平与疾病的严重程度呈明显负相关关系；而外源性施用人C3蛋白明显改善了结肠上皮支架腹膜炎模型小鼠48 h内的存活率^[12]。另外，补体活化过程中可以形成C5a、C3a和C4a等过敏毒素，使肥大细胞或嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺和其他血管活性物质，增加血管通透性，介导局部炎症反应。

种植体周围健康状况与种植体周围细菌数量和组成有关。临床上使用菌斑指数作为评价细菌数量的诊断标准。牙周组织健康时，细菌数量较少，且多为需氧菌或兼性厌氧菌的革兰阳性链球菌和放线菌。当炎症出现时，龈下菌斑数量和革兰阴性菌数量明显增加，并且以活动杆菌和螺旋体占优势。目前公认的与种植体周围和牙周疾病相关的致病菌主要包括牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis，P. gingivalis)、中间普氏菌(Prevotella intermedia，P. intermedia)、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitan，A. actinomycetemcomitan)及密螺旋体(Treponema denticola，T. denticola)。

P. gingivalis是一种非酵解糖的革兰阴性厌氧菌，是目前公认的牙周疾病主要致病菌, 其分泌的许多毒力因子(如牙龈素、胶原酶等)均可对牙周组织产生破坏作用。研究^[13]证实：P. gingivalis可以诱导产生C5a，但在牙龈素基因缺失时小鼠体内无法产生C5a，这充分说明了牙龈素与C5a之间的联系。P. gingivalis分泌的牙龈素包括精氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶牙龈蛋白酶R(gingipain R, Rgp)和赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶牙龈蛋白酶K(gingipainK，Kgp)，其中RgpA和RgpB能促进凝血酶原形成凝血酶，而凝血酶具有C5转化酶活性，可以促进C5裂解。研究^[14]显示：与野生型小鼠比较，C3缺失的小鼠感染P. gingivalis 7 d后细菌总数增加，而感染42 d后细菌总数比野生型明显减少，说明在感染P. gingivalis的不同时期，牙龈素对于补体的作用可能不同：感染初期时仅有少量P. gingivalis存在，此时补体活化但P. gingivalis并未被彻底消灭，原因可能是P. gingivalis可以通过补体受体进入巨噬细胞，逃逸了补体的杀伤作用^[15]；或是P. gingivalis通过补体受体黏附于红细胞^[16]，使其不仅逃过吞噬细胞的攻击，还能以红细胞作为载体转向远处转移，增加了引发其他疾病的可能性。感染的后期阶段，P. gingivalis释放的牙龈素浓度到达一定水平，RgpA可通过菌体表面捕获C4结合蛋白(C4b-binding protein，C4bBP)，加速C3转化酶的降解，从而减少补体的活化及其杀菌活动，也保护了生物膜中的敏感菌种。反过来，被细菌蛋白酶和胶原酶等胞外蛋白酶破坏的牙周组织还能进一步为生物膜中的细菌提供营养物质，有利于细菌进一步增殖。

P. intermedia对于补体的作用主要通过细胞外蛋白酶(interpain A, InpA)作用于C3并促进C3a的释放^[17]。与牙龈素类似，低浓度InpA对于补体激活的作用表现为促进，而高浓度InpA则抑制补体激活^[8]。P. intermedia也可以与补体调节蛋白C4bBP和H因子、I因子结合分别下调C4b、C3b，抑制补体反应^[18]。随着与生物膜之间距离的逐渐增加，牙周组织中牙龈素和InpA浓度逐渐减低，牙周组织外部补体活化，不仅扩散了这种炎症的状态，还使生物膜内细菌的数量不断增加。

致病菌可能通过产生胞外蛋白酶调节补体的活化，而补体反应的激活可能会直接或间接导致口腔菌群组成和数量的改变。在10~12周龄小鼠口服接种P. gingivalis的实验^[19]中，野生型小鼠生物膜上厌氧细菌数量整体增加，而在C3aR和C5aR基因敲除小鼠中，加入P. gingivalis后菌群数量未见明显改变。研究^[20]表明：H因子的某片段可以与T. denticola表面维持结合状态，因此T. denticola可以逃逸补体活化的旁路途径。A. actinomycetemcomitan表面的膜外蛋白Omp100可以通过诱捕H因子抑制C3b活性和MAC在细菌表面上沉积，从而增加其生存率^[21]。研究^[22]显示：福赛坦氏菌T.forsythia可以利用其蛋白酶Karilysin降低MBL和C4，抑制经典途径和凝集素途径，并且Karilysin可与牙龈素和InpA协同保护生物膜内其他敏感菌属。

2 补体系统促进种植体周围软组织细胞的炎症反应

种植体周围致病菌一旦突破或逃避了免疫防御机制形成感染源后，会导致种植体周围疾病的发生。种植体周围炎症首先表现为仅累及种植体周围软组织的可逆性炎症，出现软组织肿胀发红、探诊出血、种植体周围结合上皮附着丧失等症状。

TGF-β家族为多功能性蛋白，有利于血管生成和纤维发生。Verardi等^[23]收集了10例种植后炎症较重患者和10名健康、无系统疾病志愿者的种植体周围肉芽组织后进行成纤维细胞培养，在未使用C1q刺激时，种植体周围炎成纤维细胞表达的转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)浓度低于牙周炎；使用C1q刺激后，种植体周围炎患者TGF-β表达水平明显增加，TGF-β有抑制上皮细胞形成的作用，间接说明种植体周围结合上皮的附着丧失可能与补体的刺激有关。另外，P. gingivalis可以使口腔上皮细胞膜上的补体负调节蛋白CD46减少和脱落，脱落CD46的上皮细胞一方面对于补体敏感性增加，袋内的上皮屏障被破坏并使细菌侵入下层组织甚至波及全身，另一方面上皮细胞分泌IL-8并募集粒细胞^[8]，使相应位置出现炎症反应。但是在炎症状态下，上皮细胞却上调了CD46、CD55和CD59的表达，这可能是宿主细胞防止自身被过度活化的补体溶解的反应^[24]。

Verardi等^[23]使用了C1q刺激种植体周围炎患者成纤维细胞，发现VEGF的表达水平增加了7倍。VEGF主要能促进新血管生成，并可以活化和协同多信号通路，这可能与损伤处长期存在炎性渗出导致炎症处龈沟液流量增加有关。

3 补体系统通过调节骨细胞的生物学行为影响骨改建

当早期种植体周围黏膜炎未得到及时有效的控制时，种植体周围病变将进一步向更深处发展，累及骨组织后将造成牙槽骨吸收甚至种植体脱落。牙槽骨的结构与身体其他骨骼一样，主要由成骨细胞和破骨细胞之间的相互作用保持骨的稳定，一旦这种动态平衡被打破，牙槽骨则发生改建。

3.1 补体促进成骨细胞的迁移和分化并促进炎性因子的分泌

Ignatius等^[25]发现：在健康人成骨细胞、骨细胞和骨折大鼠的成骨细胞、破骨细胞及软骨样细胞中存在C5aR。当活化的补体与骨细胞表面受体结合后，一方面激活骨细胞内信号通路^[26-27]，另一方面可以使促炎因子IL-6和IL-8分泌增加^[28]，从而影响成骨细胞对于炎症的调控。当补体缺失时可能会影响骨愈合。一项动物实验^[29]表明：骨折早期C3和C5缺失的小鼠均有新骨形成，21d后，仅C5缺失的小鼠骨修复明显减少, 而仅C3缺失的小鼠此时仍然能正常进行骨愈合。因此猜测C5是骨愈合的重要因子，并且可能有一些外源性途径可以生成C5，如凝血酶原途径。

另外补体过敏毒素可以影响骨细胞的迁移。C3a和C5a浓度越高，对于间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)的趋化作用越强^[27]。C5a对于成骨细胞也有趋化作用，并且这种趋化作用比对于MSC的作用更加明显。研究^[25]表明：MSC骨化时，补体调控成分CD46、CD59和补体受体C5aR表达增加，而CD46和CD59在成骨细胞骨化时的调控作用更强，表明骨细胞系中成熟细胞对于补体的作用更加敏感^[30]。Matsuoka等^[31]发现破骨细胞产生的C3a能刺激成骨细胞的分化，在成熟破骨细胞的条件培养基中加入成骨细胞后，成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)活性及ALP染色明显增加，而加入骨髓巨噬细胞(BMM)的培养基或空白培养基则无此作用，ELISA检测发现该成骨细胞生长刺激因子为C3a，这说明破骨细胞可以分泌C3a，并且具有促进成骨细胞生长分化的作用。

3.2 补体与破骨细胞相互促进

研究^{[28, 32]}表明：补体是通过直接或间接作用促进破骨细胞形成。破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成，通过分泌组织蛋白酶K和胶原溶解组织蛋白酶等溶酶体酶降解无机质，使骨基质内的胶原纤维裸露，造成骨质吸收。Tu等^[32]发现：与野生型小鼠比较，C3(-/-)小鼠破骨细胞表达量更少。在间接作用方面，C3(-/-)小鼠在VD刺激下，骨髓细胞中表达巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)和核因子κB受体活化因子配体/骨保护素(RANKL/OPG)较少，这说明C3a和C5a刺激成骨细胞中RANKL的表达，间接促进破骨细胞的形成。然而在无RANKL存在时，C3a和C5a刺激的单核细胞也可以形成破骨样细胞^[28]，说明补体系统与破骨细胞之间的作用通路不止一条。另外，Ignatius等^[28]发现破骨细胞可以直接裂解C5，说明C5除了已知活化的3种途径外，还可以被破骨细胞直接活化。

4 展望

目前，钛种植体被认为是一种“惰性”材料，放入体内后应通过平稳的伤口愈合过程而形成良好的骨整合。从免疫学的角度来看，任何材料进入机体后，材料表面都会发生蛋白质的吸附，从而在一定程度上激活免疫系统。研究^[33]显示：免疫介导的异物反应失衡可能也是种植体周围骨质流失的原因。在异物进入体内的早期阶段无明确的触发因素，但补体系统可能发挥关键作用。体内外实验^[34-36]表明：植入后钛表面增加了补体蛋白的结合。许多炎性和免疫细胞表面能表达补体受体，因此在植入的早期阶段，即使没有致病菌的作用，种植体表面黏附的补体蛋白也可能被免疫系统识别，从而引发一系列反应。为此有研究者在植入物的保护涂层中加入了补体抑制剂^[37]。

目前一些临床试验中已经应用补体抑制剂进行了相关的研究^[38]。有学者^[27]在猿猴模型上局部使用C3抑制剂可以观察到牙周炎骨丧失明显减少。在由丝线诱导的牙周炎模型中，局部注射C5a受体拮抗剂可以显著性地下调炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17的表达水平，减少骨吸收，预防牙周炎的形成^[39]，这说明使用补体抑制剂不仅有控制和治疗作用，更在一定程度上可达到预防疾病的目的，这对于患病的高危人群是十分有意义的。

综上所述，补体系统在一定程度上会影响种植体周围疾病的发生发展过程，然而其具体机制仍需今后进一步明确。