《PERIODONTOLOGY》：The osteoimmune cell atlas of peri-implantitis: A narrative scoping review
背景/目的：种植体周围炎（peri-implantitis）是一种复杂的骨免疫紊乱（osteoimmune disorder），其特征为细胞生态系统失调，进而驱动慢性炎症和种植体周围骨丢失加速。
材料与方法：本文设计为一项叙述性范围综述（narrative scoping review），旨在整合来自转录组学（transcriptomics）、单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）、空间转录组学（spatial transcriptomics）、流式细胞术（flow cytometry）和免疫组织化学（immunohistochemistry）的现有证据，以构建种植体周围炎的全面细胞图谱（cellular atlas）。
关键发现：当前证据提示，种植体周围炎病损包含扩增并活化的中性粒细胞、巨噬细胞、T细胞和B谱系区室，以及可能促进炎症放大和破骨细胞生成信号（osteoclastogenic signaling）的基质细胞和血管细胞群体。已报道特征包括具有NETosis（中性粒细胞胞外诱捕网形成）相关活性的CXCR2+中性粒细胞亚群、炎症性巨噬细胞状态、改变的Th17/Treg相关免疫反应，以及形成有组织适应性免疫生态位的扩增B细胞/浆细胞区室。已提出的分子机制包括NF-κB相关炎症激活、CXCL13相关适应性免疫组织化、NETosis相关通路和RANKL介导的破骨细胞生成信号。然而，若干通路在人类种植体周围炎组织中仍未完全验证。关键知识缺口包括NLRP3炎性小体（inflammasome）激活的直接证据有限、I型干扰素（type I interferon）信号未被充分表征、细胞性RANKL来源层级未解决，以及罕见免疫群体功能数据有限。
结论：种植体周围炎骨免疫微环境构成一个高度组织化且可自我强化的炎症生态系统。向精准治疗策略（precision therapeutic strategies）推进需要亚细胞分辨率空间多组学（spatial multiomics）、纵向人类研究以及功能性离体（ex vivo）验证模型，以探究此处识别的自我维持回路（self-sustaining circuits）。
1 引言
种植体周围炎（peri-implantitis）是影响牙种植体的慢性炎症性疾病，以种植体周围黏膜持续炎症和支持骨进行性丧失为特征，最终威胁种植体存活。其发病涉及微生物失调与宿主免疫反应失调在种植体–黏膜–骨界面内的复杂互作。骨免疫学（osteoimmunology）范式强调免疫细胞与骨谱系细胞间的动态互作，为理解其发病机制提供框架。与牙周炎相比，种植体周围炎病损常表现为更大的炎症浸润、更强的破骨细胞生成特征和更快的组织破坏，且对传统机械与辅助抗菌治疗反应较难预测。传统组织病理学、免疫组织化学（immunohistochemistry）、流式细胞术（flow cytometry）和bulk转录组学虽提供重要信息，但难以完全解析细胞异质性和功能互作。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（spatial transcriptomics）正在揭示种植体周围病损的复杂细胞景观。该范围综述旨在系统整合人类证据，构建骨免疫细胞图谱，并区分来自人类种植体周围炎组织的直接证据与来自动物模型、牙周炎研究、生物信息学去卷积或配体–受体分析的间接证据。
2 种植体周围炎的细胞景观
2.1 种植体周围炎的全局转录组特征
Bulk RNA测序显示，病损中炎症和破骨细胞生成相关基因协同上调，包括白介素（IL）-1β、肿瘤坏死因子（TNF）-α/NF-κB信号、IL-2/ST5介导激活以及RANKL/骨保护素（OPG）和破骨细胞分化通路。免疫去卷积提示巨噬细胞群体扩增，M1样和M2样表型共存；B细胞浸润显著，并与M1样巨噬细胞呈正相关，而树突状细胞呈负相关。种植体周围炎较牙周炎更富集B细胞和M2样巨噬细胞相关基因。抗原呈递和固有免疫群体如活化/浆细胞样树突状细胞、肥大细胞、髓源性抑制细胞和NK细胞亚群亦富集。中性粒细胞占病损白细胞约40%。总体而言，病损并非单一细胞型主导，而是髓系、淋巴系和调节性T细胞（Treg）区室同时激活的复杂免疫生态系统。但bulk测序不能确定哪种细胞驱动这些特征。
2.2 种植体周围炎病损的空间组织
空间转录组学提示病损是高度结构化的微环境。炎症细胞密度朝向袋上皮呈梯度增加，从种植体–生物膜界面起源。浸润结缔组织中浆细胞、B细胞、T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞扩增，B谱系占优势。存在免疫激活、白细胞募集和血管生成相关转录域，CXCL5和CXCL13上调，分别参与中性粒细胞和B细胞募集。角蛋白相关基因和组织稳态通路降低，提示上皮完整性和愈合受损。空间多组学发现CD38
+内皮细胞扩增，尤其在毛细血管后微静脉，具TNF-α/NF-κB激活、NAD
+相关代谢应激和内皮–间充质转化特征；这些细胞形成免疫–血管相互作用枢纽，富集辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、巨噬细胞和浆细胞，但耗竭上皮和Treg。巨噬细胞通过CCL2-CCR2、CXCL8-CXCR1/2和IL16介导内皮与CD4
+T细胞通信。因此，病损由离散微环境生态位组成，空间安排和通信决定破坏行为。
3 种植体周围炎病损的免疫细胞图谱
3.1 中性粒细胞
中性粒细胞是固有免疫主要效应细胞，在种植体周围炎中浸润较牙周炎更明显。单细胞研究揭示TNFRSF1B、ICAM1、CCL4、CXCL2上调和NF-κB富集，提示活化炎症表型、组织滞留和趋化因子产生增强。CXCR2
+中性粒细胞为优势亚群，并发现牙周炎中未检测到的CD274
+中性粒细胞，提示疾病特异性状态。细胞通信分析显示CXCL13
+成纤维细胞通过CXCL8/CXCL6–CXCR1/CXCR2轴募集中性粒细胞；CXCL8
+成纤维细胞–CXCR2
+中性粒细胞互作是主要通信轴。免疫组化显示MPO
+和CD16
+中性粒细胞丰富，电镜证实核内容物释放。中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）标志citH3表达增加，NET释放在种植体周围炎中升高并与探诊深度和边缘骨丢失相关。NLRP3、caspase-1、gasdermin D和IL-1β等炎性小体/焦亡（pyroptosis）介质可能参与。中性粒细胞在血管和基质区室中空间整合，NETosis和炎性小体相关信号可能促进组织破坏。
3.2 巨噬细胞
巨噬细胞是种植体–组织界面关键哨兵，调节炎症、修复和微环境重塑。种植体周围炎中单核/巨噬细胞区室高度异质，包括单核细胞、巨噬细胞、M2样巨噬细胞和破骨细胞簇，标记如VCAN、FCGR2B、SELENOP和ACP5，均较牙周炎和健康组织扩增。轨迹分析显示单核/巨噬细胞谱系优先向促炎分化并趋聚破骨细胞谱系，较少获得M2样表型，提示微环境促进炎症和破骨细胞生成。另一项scRNA-seq发现CD300E
+巨噬细胞（NLRP3、CLEC5A、IL1B）类似M1样，CD163L1
+（CD209、CCL18）类似M2样，C1QA
+（C1QA、FOLR2、APOE）为组织驻留/稳态状态。尽管种植体周围炎巨噬细胞总比例低于牙周炎，但炎症状态富集，提示质变而非数量。免疫表型分析显示iNOS
+/CD68
+和CD206
+/CD68
+巨噬细胞共存，部分共表达iNOS和CD206。TNF-α
+ M1样巨噬细胞靠近溃疡袋上皮，深部结缔组织分布更平衡。晚期病损M1/M2比值更高。临床研究提示探诊深度与CD68
+和M1样标志相关；治疗反应可能受巨噬细胞极化影响。
3.3 T淋巴细胞
T细胞是适应性免疫核心调节者，通过细胞因子、细胞毒性和细胞通信影响骨免疫稳态。Bulk去卷积显示活化CD4
+T细胞为主要适应性免疫特征，种植体周围炎较牙周炎更富集活化CD4
+T细胞、Treg、Th2和效应记忆CD4
+/CD8
+T细胞。现有scRNA-seq未显示CD3
+/TCR
+T细胞总体比例差异，但队列小。犬单细胞研究显示Th17和Treg扩增及Th17/Treg比值升高，主要在种植体周围牙槽骨而非黏膜。流式显示CD3
+T细胞占CD45
+白细胞约22%（牙周炎18%）。去卷积显示失败种植体CD4
+T细胞和Treg比例升高。Th17轴可能通过RORγt和IL6激活。Treg可能功能受损：FOXP3、HELIOS、IL-35增加而NRP1和TGF-β1降低，提示不稳定表型。临床显示IL-17A、TNF-α、IL-1β、IL-6升高，术后下降；IFN-γ和IL-21与探诊深度正相关；FOXP3和NRP1降低与探诊深度和垂直缺损深度相关。T细胞来源RANKL和IL-17在牙周炎中促进破骨，但在种植体周围炎中仍待探索。
3.4 B细胞和浆细胞
B细胞和浆细胞是体液免疫主要介质，也调节慢性炎症。空间转录组显示B细胞受体（BCR）信号富集和CXCL13上调，支持体液免疫生态位。scRNA-seq证实B细胞和浆细胞显著扩增，浆细胞最突出；B细胞减少可能反映向浆细胞分化。犬模型也见浆细胞扩增。免疫组化显示CD138
+浆细胞和CD20
+B细胞占炎症浸润主要部分，晚期以浆细胞为主，位于病损中央和溃疡袋上皮附近。严重病损CD138
+细胞富集。超微结构显示浆细胞围绕钛和残余黏结剂颗粒。CD20
+B细胞与CD3
+T细胞共定位，提示有组织适应性免疫生态位。术后CD27
+CD138
+抗体分泌细胞和表达RANKL的淋巴细胞显著减少，B细胞区室减少最明显，提示B谱系可能是破骨信号主要来源。机器学习提示低B细胞浸润与更好再生结果相关。
3.5 种植体周围炎中新兴免疫细胞亚群
除主要群体外，树突状细胞（DCs）、自然杀伤细胞（NK cells）和肥大细胞也被检测到，功能尚不明。
3.5.1 树突状细胞
DCs占炎症浸润不足1%，但转录组去卷积显示较健康牙龈增加。超微结构确认其靠近钛和骨颗粒。浆细胞样DCs（pDCs）与IL1B、TLR4、ITGAM、ITGB1正相关。免疫浸润分析显示活化、未成熟和pDCs富集。健康种植体组织中间质Factor XIIIa
+DC增加而CD1a
+DC减少。小鼠植入模型显示CD11c
+MHCII
+DCs累积，主要为产生IFN-α的pDCs，且独立于口腔微生物。其功能仍待探索。
3.5.2 自然杀伤细胞
NK细胞是最未充分表征的淋巴细胞。转录组提示NK细胞特征与IL1B、TLR4、ITGAM、ITGB1正相关，NK细胞介导的细胞毒性通路上调，老化相关分析提示SOSTDC1介导NK细胞调节特征。免疫组化显示NKG2D
+/CD56
+NK细胞增加，但流式显示不足1%。去卷积未发现CD56
bright或CD56
dim亚群显著富集。其丰度、表型和贡献仍不清。
3.5.3 肥大细胞
证据有限。去卷积显示活化肥大细胞富集、静息肥大细胞减少；TRIB1、MERTK、MS4A4A与活化肥大细胞正相关；GSK3B与静息肥大细胞相关。组织学确认肥大细胞存在于所有病损标本，但chymase或tryptase表达与健康组织无显著差异，且与CD31
+血管密度正相关，提示主要参与血管生成和结缔组织重塑，而非主要炎症效应细胞。
4 骨免疫串扰的分子回路
4.1 固有免疫激活与炎症放大
早期事件涉及微生物失调和病原相关分子模式（PAMPs）被模式识别受体识别，主要在中性粒细胞、巨噬细胞和DCs。NF-κB依赖转录程序诱导TNF-α、IL-1β、IL-6、CXCL8等。NF-κB激活不限于单一群体，而在疾病相关中性粒细胞、M1样巨噬细胞、内皮细胞、基质成纤维细胞等富集。抑制NF-κB可下调促炎细胞因子、抑制破骨细胞形成并阻止骨丢失。成纤维细胞通过CXCL8/CXCL6募集CXCR2
+中性粒细胞，中性粒细胞又增强趋化因子产生。M1样巨噬细胞放大TNF-α和IL-1β信号，激活基质和内皮细胞，形成正反馈。钛颗粒可独立于细菌激活巨噬细胞，促进持续炎症。
4.2 炎性小体激活将固有免疫与骨免疫失调联系起来
NLRP3炎性小体（inflammasome）相关通路可能参与。NET形成增强、citH3增加、caspase-1、gasdermin D和IL-1β升高支持炎症性细胞死亡程序。但人类种植体周围炎组织中直接功能证据有限，应视为可能但未完全验证的机制，而非已确立的核心驱动因素。固有免疫激活逐渐自我维持，NET产物、焦亡、细胞因子和组织危险信号形成反馈环，维持白细胞募集和炎症。
4.3 适应性免疫失调与种植体周围骨溶解
慢性炎症重塑适应性免疫。CXCL13信号、BCR信号和T-B细胞互作富集，形成有组织适应性免疫生态位。T/B细胞扩增、活化和分化促进破骨微环境。TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17促进Th17极化并损害Treg，增加表达RANKL的T/B淋巴细胞。虽然各亚群对破骨生成的相对贡献未完全确立，但证据提示适应性免疫失调放大促炎细胞因子并增强RANKL介导破骨信号。种植体周围骨吸收可能源于多个促炎回路协调激活和调节机制受损，解释临床缓解有限。
5 知识缺口与未来展望
当前证据支持种植体周围炎为骨免疫微环境失调，但方法学限制包括样本量小、单中心、缺乏外部验证，常用健康牙龈而非健康种植体周围组织作对照，可能混淆牙周与种植体组织固有差异。单细胞数据集小，T细胞亚群和少见细胞如DCs、NK细胞、肥大细胞解析不足。空间转录组受分辨率和蛋白验证限制。分子回路多为推断。未解决问题包括各免疫亚群对骨吸收的精确贡献、微生物失调/钛颗粒/宿主危险信号的相对重要性、疾病起始/进展/治疗/复发的免疫时间演化。NF-κB、NLRP3、M1/M2与Th17/Treg失衡和RANKL介导破骨等机制的因果性仍需验证。骨巨噬细胞和胞葬作用（efferocytosis）在种植体周围骨免疫调节中的作用基本未知。未来应优先开展纵向人类研究，整合单细胞和空间多组学与功能验证，区分因果与继发机制，识别生物标志物和治疗靶点。
6 结论性评述
种植体周围炎日益被视为骨免疫疾病，具有细胞特化、免疫–基质互作和汇聚于破骨细胞激活的分子回路。发现疾病相关中性粒细胞和巨噬细胞状态、T/B细胞反应改变、空间组织化炎症生态位和趋骨吸收通路，超越传统生物膜中心范式。尽管知识缺口仍大，尤其个体免疫群体因果贡献、炎症与骨重塑持续/消退机制及时间演化，当前证据为未来机制研究提供框架。深入理解骨免疫回路可能促进精准免疫调节策略，补充传统生物膜控制，改善长期种植体结局。
