恒牙列拥挤的双生子研究

【摘要】 目的 通过双生子研究遗传和环境因素对恒牙列拥挤形成所起的作用，以进一步研究恒牙列拥挤的影响因素。方法 以48对双生子作为研究对象，应用卵型鉴定技术分为单卵双生子组(MZ)和二卵双生子组(DZ)，采取牙牙合石膏模型并进行测量，获取牙齿近远中径大小、牙弓弧长及牙列拥挤度等数据；采用Holzinger经典双生子法计算遗传度。结果 同卵与二卵双生子牙齿近远中径的平均值差别无统计学意义，说明牙齿近远中径在同卵、二卵双生子样本中平均水平接近。上下颌牙量遗传度较高，上颌为69.97%，下颌为75.73%；上颌牙弓弧长的遗传度(71.26%)明显高于下颌(31.33%)；单卵双生子和二卵双生子上下颌牙齿的拥挤度的对内相关系数较为接近，二卵双生子略低，遗传度很低，上颌为4.73%，下颌为10.3%。结论 上下颌牙量大小和上颌牙弓弧长受较强遗传控制，下颌牙弓弧长受弱遗传控制，恒牙列拥挤度遗传度很低，受环境因素影响较大。

【关键词】 牙列；双生；研究；牙科保健服务

A Twin Study of Dental Crowding on Permanent Dentition

XU Meiru, BU Lingnan, CHEN Tianjiao, et al.

Institution for Children and Adolescents' Health, Peking University, Beijing(100083), China

【Abstract】 Objective To study the effects of environmental and genetic factors on dental crowding, and to further study on the influencing factors on permanent dentition. Methods Fortyeight pairs of twins were collected. Twin zygosity diagnosis were made by micrsatellite DNA polymorphism. The collected data included clinical oral examination and measurements of dental model. The heritability of tooth mesiodistal diameter (MD), the length of dental arch and crowding factor were systematically analyzed. Results There was no statistical significance in MD between MZ and DZ, that indicated average values of all the dental traits were similar. The heritability of both maxillary (69.97%) and mandibular (75.73%) teeth MD were high. The heritability of maxillary arch length (71.26%) was higher than the mandibular one (31.33%). The intraclass correlation coefficients were similar in dental crowding between MZ and DZ, with the lower in DZ. Low heritability of dental crowding was found in both maxillary (4.73%) and mandibular (10.3%) teeth. Conclusion The maxillary teeth MD, the mandibular teeth MD and the length of maxillary dental arch are controlled under strong genetic factors. The length of mandibular dental arch is controlled under weak genetic factors. Both maxillary and mandibular crowding are influenced by the environmental factors.

【Key words】 Dentition;Twins;Research;Dental health services

随着对疾病病因认识的深入，人们已经认识到多数疾病都是由于遗传因素与环境因素共同作用的结果[1]。既往对于牙列拥挤的研究主要是患病率的报道，病因研究以零散个案居多，虽然也可见一些应用双生子法对牙牙合性状进行的一定范围和程度上的遗传学探索，但对于牙列拥挤的双生子研究甚少，且存在卵型诊断不准确、缺乏系统性等不足。为探讨遗传和环境因素对牙列拥挤的相对作用，对其预防和矫治提供理论依据，笔者进行了本研究。

1 对象与方法

1.1 对象

在知情同意基础上，收集双生子48对为研究对象。年龄为12～21岁，偶内同性别；口腔检查为恒牙牙合，且未经过正畸治疗；无恒牙缺失及拔牙史(除第三磨牙外)。

48对双生子，经卵型鉴定，其中36对为单卵双生子(MZ)，男性25对，女性11对，平均年龄(14.13±1.47)岁；12对为二卵双生子(DZ)，均为偶内同性别，男性5对，女性7对，平均年龄(15.67±2.75)岁；MZ/DZ之比为3∶1。

1.2 方法

口腔检查，灌制牙颌模型。用电子游标卡尺测量第一恒磨牙近中、牙弓内各个牙齿的大小，包括中切牙、侧切牙、尖牙、第一前磨牙和第二前磨牙。本次试验只测量与拥挤密切相关的牙齿近远中径(Mesiodistal,MD)，测量时计测点选牙冠近、远中面最突点，其间的最大距离为近远中径；用直径为0.25 mm的不锈钢丝，从第一磨牙近中接触点开始，测前磨牙牙合面至尖牙牙尖，再沿切牙切缘，达到对侧第一磨牙近中接触点止，呈一弧形线，测量其长度，即为牙弓弧形长度。牙齿近远中径的总和与牙弓弧形长度之差即为拥挤度。

1.3 卵型鉴定

在性别相同的双生子中，ABO或Rh血型不同的必定为二卵双生子；如果双生子性别和ABO或Rh血型均相同，再应用微卫星DNA基因扫描和分型技术，以STR作基因标志，检测6～10个位点的等位基因来判定，其结果可靠性达到99.9%[2-4]。该项工作由北京大学儿童青少年卫生研究所和北京市法医鉴定中心生物物证室共同完成。

1.4 数据处理和分析

数据录入用EPI 6，统计分析采用Excel和SPSS软件包；采用Holzinger经典双生子法计算遗传度。

2 结果与分析

2.1 牙牙合指标的测量结果

经统计学检验，牙齿近远中径和牙弓弧形长度为计数资料，且均为正态分布，统计学检验用t检验。对同卵组、异卵组牙齿近远中径的平均值进行比较，结果显示除下颌左侧中切牙外差别无统计学意义。说明本研究中同卵和二卵双生子样本的牙齿近远中径平均水平接近。

牙齿近远中径平均对内差值经统计学检验，在20颗牙中只有5颗差别有统计学意义；但单卵双生子组平均对内差值明显小于二卵双生子组，说明牙齿近远中径同卵对内变异小于异卵组。

牙弓弧形长度平均对内差值经统计学检验差别均有统计学意义，且单卵双生子组平均对内差值明显小于二卵双生子组，说明牙弓弧形长度同卵对内变异小于异卵组。

牙齿拥挤度平均对内差值经统计学检验，差别均无统计学意义。

2.2 遗传度的估算

牙齿近远中径总和的对内相关性和遗传度见表1。表1 牙齿近远中径总和的对内相关性和遗传指数（略）

上下颌牙齿近远中径总和在单卵双生子间表现出明显的相关性，二卵双生子也表现出一定的相关性，但相关系数均低于单卵双生子。遗传度计算的结果较高，显示上下颌的牙量遗传性较强。

牙弓弧长的对内相关性和遗传度见表2。上下颌的牙弓弧长在单卵双生子间表现出明显的相关性，二卵双生子的相关系数均低于单卵双生子，且在上颌表现明显，遗传度计算结果上颌明显高于下颌。表2 牙弓弧长的对内相关性和遗传指数（略）

牙齿拥挤度的对内相关性和遗传度见表3。上下颌牙齿的拥挤度及单卵双生子和二卵双生子的对内相关系数较为接近，二卵双生子略低。牙齿拥挤的遗传度很低，遗传性极弱。表3 牙齿拥挤度的对内相关性和遗传指数（略）

3 讨论

错牙合畸形(malocclusion)是现代人类常见的口腔疾患，其患病率近40 a来明显增高。北京医学院口腔系1962年报道的调查结果错牙合患病率为48.87%[5]，傅民魁等[6]在2002年发表的全国各地25 392名儿童青少年错牙合畸形综合患病率为67.82%。在错牙合畸形中，牙列拥挤(dental crowding)是最常见的表现，而牙列拥挤又是造成其他类型错牙合的原因，如因前牙拥挤而造成牙弓前突畸形等。现代人类发生牙列拥挤有其演化背景，因此具有一定的遗传倾向，但在个体发育的过程中，牙列拥挤的存在和严重程度受遗传和环境双重因素的影响。

3.1 牙齿近远中径

国内外学者们普遍认为牙齿大小主要受遗传因素控制。Lundstrom[7]早在1984年已指出牙齿大小的遗传性。牙齿大小主要用牙冠的近远中径和颊舌径来表示，本次研究只涉及牙冠的近远中径，比较了单卵双生子组和二卵双生子组牙齿近远中径的平均对内差值，得出的结果虽然只有5颗牙齿差别有统计学意义，但除个别牙齿指标(上颌左侧中切牙和下颌左侧第一前磨牙)外，单卵双生子组平均对内差值普遍小于二卵双生子组，说明牙齿近远中径同卵对内变异小于异卵组。Horowize等[8]和Hunter[9]曾证实单卵双生子牙齿大小的差异小于二卵双生子牙齿大小差异，Dempsey等[10](1995年)计算的各个牙齿近远中径的遗传度在81%～91%之间，刘鹤等[11](1997年)计算的各个牙齿近远中径的遗传度在73%～91%之间，Hlusko等[12](2002年)计算的近远中径遗传度平均为67%。总体上，牙齿大小受较强的遗传控制已经得到进一步证实。

英国的Kabban M等[13]对口腔模型采用测量和激光扫描仪(Merlin Mk Ⅱ 750 CMM)2种方法，比较34对双生子间牙齿颊舌径、近远中径和第一磨牙的表面形态的相似性，结果显示：单卵双生子的对内相似性比二卵双生子高，提示牙齿大小和形态受遗传影响较大。本次研究显示：上下颌牙量在单卵双生子间表现出明显的相关性，二卵双生子也表现出一定的相关性，但相关系数均低于单卵双生子，验证了以上学者的结论。本研究进一步计算牙齿近远中径总和的遗传度，上颌为69.97%，下颌为75.73%，说明牙齿的近远中径受比较强的遗传因素的控制。

3.2 牙弓弧形长度

一般认为，牙弓受遗传控制不及牙齿强，牙弓受遗传控制的强弱顺序为高度>宽度>长度[14]。遗传对上牙弓的影响较大，对下牙弓的影响相对较小；而环境因素对牙弓不对称的影响作用很大[15]。本次研究仅涉及牙弓弧形长度，结果表明，单卵双生子的平均对内差值明显小于二卵双生子，证实遗传因素对牙弓的控制作用，且上颌牙弓弧形长度的遗传度(71.26%)明显高于下颌(31.33%)。这可能是下颌在咀嚼功能上负有更主动的作用，因而更易受环境因素的影响而产生变异。

国外有学者研究发现，现代人下前牙区下颌骨宽度比古人类减少50%，而整个下颌骨体减少30%，牙齿体积减少仅5%～10%[16]。国内研究发现，在牙列拥挤的学生中，下牙列拥挤明显高于上牙列，前牙区是牙量与骨量不协调最常见也最严重的部位[17]。

3.3 拥挤度

拥挤度是牙量与骨量不协调的程度，因此拥挤的存在和程度与颌骨的发育状况有关。本研究拥挤度的分析结果显示，单卵双生子之间的差异小于二卵双生子，但遗传度很低，上颌为4.73%，下颌为10.3%，说明牙列拥挤仅具有一定的遗传倾向，更多地受环境因素的影响。

本次研究结果提示，应在儿童阶段尽早纠正口腔不良习惯，积极防治替牙障碍，预防和治疗乳牙龋病，保持乳牙列的完整，避免牙弓长度的缩短。另外，应鼓励儿童充分发挥咀嚼功能，经常食用富含纤维的食品，促进颌骨发育，并通过干预措施，改善环境对口腔器官的影响，达到预防和减少牙列拥挤的目的。

参考文献

[1]谭红专，詹思延，栾荣生.现代流行病学.北京：人民卫生出版社，2001.

[2]刘雅诚，霍振义.北京汉族群体9个STR位点的频率分布及法医学应用.中国法医学杂志，1998，13(4)：210-212.

[3]刘雅诚，霍振义.荧光标记9个STR基因座的法医学应用//中国法医学最新科研与实践：全国第6次法医学术交流会论文选编，168-170.

[4]何鑫，朱鼎良，韩战营，等.应用微卫星DNA基因分型技术进行双生子卵型鉴定.中华医学遗传学杂志，2001，18(6)：421-425.

[5]毛燮均，朱希涛.口腔矫形学.北京：人民卫生出版社，1962：149.

[6]傅民魁，张丁，王邦康，等.中国25 392名儿童与青少年错牙合畸形患病率的调查.中华口腔医学杂志，2002，37(5)：

[7]LUNDSTROM A.Tooth size and occlusion in twin.Basel:Karger,1948:123-135.

[8]HOROWITZ SL,OSBORNE RH，DEGEORGE FV.Hereditary factros in tooth dimensions,a study of the anterior teeth of twins.Angle Orthod，1958,28:87-93.

[9]HUNTER WS.The inheritance of mesiodistal tooth diameter in twins.PhD Thesis:Univ of Michigan.

[10]DEMPSEY TM.Genetic covariance strucure of incisor crown size in twins.JDentRes.1995,74(7):1 389-1 398.

[11]刘鹤，邓辉，曹采方，等.影响切牙大小的遗传和环境因素的特点.现代口腔医学杂志，2002，16(5)：438-440.

[12]HLUSKO WM.Statistical genetic comparison of two techniques for assessing molar crown size in pedigreed baboons.Am J Phys Anthropol.2002,117(2):182-189.

[13]KABBAN M,FEARNE J.Tooth size and morphology in twins.Int J Paedi Denti,2001(11):333-339.

[14]邓辉，基思·戈德弗瑞.遗传、环境因素对牙颌特征发育的影响.中华口腔医学杂志，1988，23(5)：294-296.

[15]RICHARDS LC,TOWNSEND GC,Brown T,et al.Dental arch morphology in south Australian twins.Archs Oral Biol 1990,35(12):983-989.

[16]林久祥.现代口腔正畸学.3版.北京：中国医药科技出版社，1999.

[17]续美如，赵东海.510名初中生恒牙拥挤状况调查.中国学校卫生，2001，22(1)：65-66;XU Meiru,ZHAO Donghai.Prevalence of crowding of permanent teeth among 510 junior middle school students.Chin J Sch Heal,2001,22(1):65-66

【作者单位】 1 北京大学儿童青少年卫生研究所，北京 100083；

2 北京大学口腔医学院。