局部注射托珠单抗通过抑制IL-6受体减轻实验性牙周炎牙槽骨吸收及炎症反应

《Scientific Reports》：Effectiveness of local Tocilizumab administration in mitigating alveolar bone loss and inflammation in experimental periodontitis

　　本研究针对牙周炎中白细胞介素-6(IL-6)介导的过度炎症反应问题，开展了局部应用托珠单抗(TCZ)治疗实验性牙周炎的研究。结果表明，TCZ能显著减轻牙槽骨线性吸收(p<0.05)，降低牙龈组织中IL-6、TNF-α水平和RANKL免疫染色强度(p<0.0001)，并下调SOD(p<0.001)和GPx(p<0.01)基因表达。这为IL-6受体抑制剂作为难治性牙周炎的辅助治疗提供了实验依据。

　　

牙周炎是一种全球高发的慢性炎症性疾病，被世界卫生组织列为成人牙齿丧失的首要原因。虽然牙菌斑生物膜是其始动因子，但宿主过度激活的免疫炎症反应在疾病进展中扮演着关键角色。在复杂的细胞因子网络中，白细胞介素-6(IL-6)作为一种多效性细胞因子，不仅参与免疫细胞分化，更是调控破骨细胞生成和骨吸收的关键介质。临床研究显示，牙周炎患者牙龈沟液和组织中IL-6水平显著升高，与疾病严重程度正相关。

目前，牙周基础治疗（如洁治和根面平整）仍是牙周炎治疗的基石，但部分患者特别是重度或难治性病例疗效不佳。因此，探索针对特定炎症通路的宿主调节疗法成为研究热点。托珠单抗(TCZ)是一种重组人源化抗IL-6受体单克隆抗体，已广泛应用于类风湿关节炎的治疗，它通过阻断IL-6与可溶性及膜结合受体的结合，抑制JAK-STAT信号通路传导。尽管系统性使用TCZ对类风湿关节炎合并牙周炎患者的牙周状况有改善作用，但其对不伴有系统性疾病牙周炎的直接影响，特别是局部给药的效果和机制尚不明确。

为解决这一问题，Agnes Andrade Martins等研究人员在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，探讨了局部应用TCZ在实验性牙周炎模型中对牙槽骨丧失和炎症反应的抑制作用。该研究创新性地采用局部给药方式，旨在明确TCZ对牙周组织的直接作用，并为未来局部递送策略的临床应用提供理论依据。

研究人员主要应用了以下关键技术方法：在大鼠实验性牙周炎模型上，通过显微计算机断层扫描(μCT)进行牙槽骨线性与三维体积分析，采用组织病理学评分评估炎症与组织破坏程度，利用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测牙龈组织细胞因子水平，通过实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)分析抗氧化酶基因表达，并运用免疫组织化学技术半定量评估RANKL和OPG蛋白表达。

系统效应：生化分析显示，局部给予TCZ未引起实验动物天冬氨酸氨基转移酶(AST)、尿素和肌酐水平的异常改变，表明该给药方式在实验期间未产生明显的肝肾功能影响。

牙槽骨评估：显微计算机断层扫描(μCT)分析显示，实验性牙周炎(EP)组动物出现了显著的牙槽骨线性丧失(p<0.05)和骨小梁数量减少(p<0.05)。局部TCZ治疗显著减轻了线性骨丧失(p<0.05)并增加了骨小梁数量(p<0.05)，但对骨体积分数(BV/TV)和骨小梁分离度无显著影响。这表明TCZ主要保护了牙槽嵴顶和局部骨小梁的微结构。

组织病理学分析：组织学评分证实，EP组存在严重的炎症细胞浸润、牙槽骨和牙骨质吸收。TCZ治疗显著降低了炎症评分(p<0.05)，部分保留了牙周组织结构的完整性。

牙龈组织细胞因子水平：酶联免疫吸附测定(ELISA)结果显示，EP组牙龈组织中IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-6水平均显著升高。TCZ治疗显著降低了TNF-α和IL-6的水平(p<0.05)，但未改变IL-1β浓度。

SOD-2和GPx-1基因表达：实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)分析表明，EP组中超氧化物歧化酶2(SOD-2)和谷胱甘肽过氧化物酶1(GPx-1)的mRNA表达上调。TCZ治疗显著下调了这两种抗氧化酶基因的表达(p<0.05)，提示局部氧化应激状态的缓解。

RANKL和OPG免疫组织化学：免疫组织化学半定量分析显示，EP组中核因子κB受体活化因子配体(RANKL)的免疫染色强度显著增加。TCZ治疗显著降低了RANKL的表达强度(p<0.0001)，而对骨保护素(OPG)的表达无显著影响。这表明TCZ可能通过抑制RANKL来调节骨代谢平衡。

本研究结论部分指出，局部注射TCZ在实验性牙周炎模型中展现出明确的保护作用。其机制涉及多方面：通过阻断IL-6受体，TCZ有效降低了牙龈组织中关键促炎因子IL-6和TNF-α的水平；同时，它显著抑制了破骨细胞分化的关键信号分子RANKL的表达；此外，TCZ还下调了与氧化应激相关的SOD和GPx基因表达，表明其能减轻牙周组织的氧化损伤。这些分子水平的改变共同促成了牙槽骨吸收的减轻和炎症反应的抑制。

讨论部分强调，该研究的创新性在于首次评估了局部给药途径下TCZ对牙周炎的影响，并揭示了其不依赖于全身性疾病的独立作用。尽管采用预防性给药模型可能无法完全模拟临床已确诊患者的治疗场景，但该设计有助于在疾病起始阶段明确IL-6受体抑制的早期效应。研究结果支持IL-6信号通路在牙周炎病理过程中的核心地位。局部应用TCZ有望最大限度地提高牙周组织内的药物浓度，同时减少全身性暴露带来的潜在副作用。当然，将TCZ转化为牙周临床治疗仍面临挑战，如药物成本、最佳给药方案以及与其他宿主调节剂的比较疗效等。未来研究需要探索TCZ在治疗已建立牙周炎中的效果，并优化局部递送系统（如可控释放载体）以增强其靶向性和长期疗效。总之，这项研究为IL-6受体靶向治疗作为难治性牙周炎的辅助疗法提供了坚实的临床前证据，拓展了牙周炎宿主调节治疗的新策略。