《Egyptian Journal of Forensic Sciences》:Sexual dimorphism in mesiodistal and vestibulopalatal diameters of permanent maxillary anterior teeth in a Peruvian mestizo population
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背景:性别估计是法医人类学(forensic anthropology)和法医牙科学(forensic odontology)中人类身份识别的基本支柱。当骨骼遗骸破碎、焚烧或严重腐败时,牙齿可作为高度耐受且具有性别二态性(sexual dimorphism)的
背景:性别估计是法医人类学(forensic anthropology)和法医牙科学(forensic odontology)中人类身份识别的基本支柱。当骨骼遗骸破碎、焚烧或严重腐败时,牙齿可作为高度耐受且具有性别二态性(sexual dimorphism)的生物学指标,能够保存稳定的形态测量尺寸。尽管全球已描述牙体测量标准,但针对南美混血人群的群体特异性数据仍然有限。本研究评估秘鲁混血人群恒上颌前牙牙冠近远中径(mesiodistal,MD)与唇腭径(vestibulopalatal,VP)的性别二态性。结果:研究人员开展了一项观察性、描述性、前瞻性、横断面研究,纳入108副秘鲁混血受试者的牙科石膏模型(54名男性,54名女性;年龄范围18–25岁)。依据标准化测量方案,使用高精度数字游标卡尺(Mitutoyo,0.002 mm)记录牙冠MD和VP径。数据采用非参数Mann-Whitney U检验分析(p < 0.05),并应用Garn公式计算性别二态性百分比。所有评估的上颌前牙中,男性牙冠尺寸始终大于女性。MD径中,牙位1.3(p = 0.020)、1.1(p = 0.008)和2.1(p = 0.030)观察到统计学显著差异,牙位1.1显示最高MD二态性(4.4%)。VP径中,牙位1.3(p < 0.001)、2.1(p = 0.001)和2.3(p < 0.001)记录到高度显著差异。前牙区总体最大性别二态性见于牙位2.3的VP径(7.51%),平均性别差异为0.60 mm。结论:秘鲁混血人群恒上颌前牙表现出显著性别二态性,其中唇腭径较近远中径呈现更大二态性分化。恒上颌左尖牙(牙位2.3)表现出最高性别二态性幅度,为法医人类身份识别提供有价值的群体特异性形态测量基线数据。
研究背景方面,身份权是人的基本权利,死后身份识别仍具有重要性。法医牙科学和法医人类学通过度量与形态学方法建立未识别遗骸的生物学档案,服务于司法和法医学调查。传统骨学指标如骨盆或颅骨形态在遗骸严重破碎、焚烧或腐败时应用受限,而牙齿是人体最耐受的组织之一,可在不利埋藏条件和高热暴露下保存稳定尺寸。牙冠尺寸受遗传和个体发生机制影响,与X、Y性染色体及产前性激素有关,具有群体特异性。既往文献显示上颌前牙近远中径(mesiodistal,MD)和唇腭径(vestibulopalatal,VP)存在明显性别二态性(sexual dimorphism,指不同生物性别间形态尺寸差异),男性通常大于女性,但二态性程度随地区和祖先来源变化。全球已有牙体测量标准,但针对南美混血人群、尤其是秘鲁混血人群的群体特异性数据有限,因此研究人员开展本研究,以评估秘鲁混血人群恒上颌前牙牙冠MD和VP径的性别二态性,为法医身份识别提供群体特异性基线。
研究人员开展了一项观察性、描述性、前瞻性、横断面研究,样本为秘鲁利马某牙学院(原文盲审隐匿)牙科学生来源的108副高质量牙科石膏模型(dental stone casts),其中男性54副、女性54副,年龄18–25岁;受试者符合秘鲁混血人群亲和性标准,即出生于利马都市区且父母、祖父母均为秘鲁来源。研究结论为:秘鲁混血人群恒上颌前牙牙冠MD和VP径男性显著大于女性;VP径较MD径呈现更大二态性分化;恒上颌左尖牙(牙位2.3)二态性最高,平均性别差0.60 mm(p < 0.001),二态性百分比7.51%。其意义在于提供秘鲁混血人群特异性牙冠形态测量基线,辅助法医人类身份识别。
关键技术方法可概括为:采用先验样本量计算,G*Power设定效应量d = 0.55、α = 0.05、把握度0.80,最低需n = 104,最终纳入n = 108。样本来源为秘鲁利马都市区秘鲁混血牙科学生。使用定制丙烯酸托盘和双阶段双重印模技术取模,灌制IV型高强牙科石膏。依据标准化牙体测量方案,以高精度数字游标卡尺(digital caliper;Mitutoyo,精度±0.002 mm)测量牙冠MD径和VP径;VP测量时将模型固定于牙科测量仪并用水平仪调平,标记唇、腭面测量线后测最大距离。重复测量间隔10 min,最大允许方差≤0.02 mm;观察者间组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)为0.79。采用Shapiro-Wilk检验正态性,因数据偏离正态分布,使用Mann-Whitney U检验(Mann-Whitney U test,非参数秩和检验)比较性别差异(α = 0.05),并以Garn公式(Garn’s formula)计算性别二态性百分比。
研究结果如下。描述性度量分析:通过描述性统计发现,男性所有评估牙位的牙冠尺寸均大于女性。MD径中男性最大平均牙冠尺寸见于上颌右中切牙(牙位1.1:8.72 ± 0.47 mm),女性MD最大均值见于上颌左中切牙(牙位2.1:8.37 ± 0.61 mm);VP径中上颌左尖牙(牙位2.3)在两性中绝对尺寸最大(男性8.58 ± 0.56 mm,女性7.98 ± 0.58 mm)。Garn性别二态性百分比:通过Garn公式计算发现,VP径的二态性值高于MD径;MD径最大二态性见于牙位1.1(4.4%),总体最高二态性见于牙位2.3的VP径(7.51%)。Mann-Whitney U检验:通过非参数检验确认显著性别差异,MD径中牙位1.3(p = 0.020)、1.1(p = 0.008)、2.1(p = 0.030)差异有统计学意义;VP径中牙位1.3(p < 0.001)、2.1(p = 0.001)、2.3(p < 0.001)呈高度统计学显著;牙位2.3的平均绝对性别差最大(0.60 mm,p < 0.001)。
讨论部分总结:牙体测量评估性别二态性是法医人类学的重要基础,尤其适用于骨骼破碎或埋藏降解情形。本研究确认秘鲁混血样本中男性MD和VP牙冠尺寸显著大于女性,与广泛法医牙体测量文献一致。上颌尖牙VP径的明显二态性(牙位2.3为7.51%,牙位1.3为7.31%)可从牙冠发育的遗传和激素机制解释:Y染色体促进釉质厚度和牙本质沉积,使男性釉质更厚、牙本质体积更大;X染色体主要调节釉质分泌或釉质基质调节;上颌恒尖牙骨内发育时间在前牙中最长,釉质完成前暴露于产前雄激素的时间更久。与Davoudmanesh等、Pettenati-Soubayroux等和Iscan与Kedici报告的欧洲及中东数据比较,男性尺寸在各地理群体中均较大,但存在群体特异性差异:秘鲁混血男性牙位2.3的VP径(8.58 mm)大于伊朗男性(8.31 mm)(Davoudmanesh et al. 2017)。Staka和Asllani-Hoxha(2016)报告科索沃阿尔巴尼亚人最大二态性在上颌中切牙,而本研究中秘鲁混血人群上颌尖牙(牙位2.3)二态性最高,作者归因于其形态稳定性和进化保守性。与Castillo等(2011)评估的哥伦比亚混血人群比较,秘鲁男性牙位1.1的MD值略大0.07 mm,牙位1.3的VP二态性大0.82 mm;这些变异支持牙体测量标准具有群体特异性,不能直接跨不同人群转移,混合模式、饮食因素和微进化趋势可独特塑造群体牙表型。局限性包括:样本来自利马都市大学人群,虽代表城市秘鲁混血人群,但外推到农村或不同区域祖源混合亚组需谨慎;测量来自无严重磨耗或病理的完整恒牙,真实法医案例中邻面磨耗、切端磨耗或外伤性缺失可能降低MD冠径;单变量非参数检验确认显著二态性,但验证正式性别估计方法需预测建模,未来应实施判别函数分析(discriminant function analysis,DFA)和二元logistic回归(binary logistic regression),并在独立留出样本中进行前瞻性交叉验证;未来研究应扩展秘鲁不同地理区域样本,并整合3D数字表面扫描(3D digital surface scanning)与机器学习分类算法,以建立经验证的法医性别估计模型。
研究结论翻译:1. 在所评估的秘鲁混血人群中,恒上颌前牙牙冠尺寸(MD和VP径)男性显著大于女性,表现出明显性别二态性。2. 在上颌前牙区,唇腭径较近远中径呈现更大的二态性分化和性别二态性。3. 恒上颌左尖牙(牙位2.3)在该人群中表现出最高程度性别二态性,显示最大平均性别差异(0.60 mm,p < 0.001)和最高性别二态性百分比(7.51%),为法医牙科学提供重要基线形态测量数据。