刘 静1 张景慧2 钱毅超2
1.内蒙古医科大学，内蒙古呼和浩特 010059；2.内蒙古包钢医院口腔科，内蒙古包头 014010
[摘要] 错畸形的病因学研究是口腔正畸学的热点之一。错畸形多具有遗传倾向，表现为亲代与子代之间牙及颅面性状的相似性，牙齿发育作为全身发育的一部分，环境因素可以通过影响基因的表型而使牙齿发育表现多种多样，但牙齿发育受遗传因素影响更大[1]。牙冠宽度是牙齿形态测量及牙量指数的重要指标，牙弓形状、大小与牙弓间隙分析、矫治后牙弓的稳定性密切相关。牙冠和牙弓的测量值在正畸诊断和治疗中具有重要意义。该文对遗传性因素影响牙齿和牙弓正常发育的研究现状进行概述，以期为错畸形的临床诊断和治疗提供参考。
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关键词 遗传度；模型测量；牙冠；牙弓
[中图分类号]R783.5[文献标识码]A[文章编号]1674-0742（2015）03（c）-0015-03
Research on the Heritability of Dental Crown and Dental Arch in Teenagers and Children
LIU Jing1 ZHANG Jinghui2 QIAN Yichao2
1. Inner Mongolia Medical University， Hohhot， Inner Mongolia Autonomous Region， 010059， China；
2. Department of Stomatology， Baogang Hospital， Baotou， Inner Mongolia Autonomous Region， 014010， China
[Abstract] Etiology of malocclusion is one of the research hotspots in orthodontics. Malocclusion has genetic predisposition generally， which shows the similarity of dental and craniofacial traits between parent and offspring. As a part of the body development， tooth development is affected more by genetic factors although the environmental factors can make tooth development be diverse via affecting gene phenotype [1].The width of tooth crown is an important index of measuring tooth morphology and tooth size. The shape and size of dental arch are closely related to dental arch space analysis and the stability of the dental arch after the treatment. Measurement value of tooth crown and dental arch has important significance in orthodontic diagnosis and treatment. This paper outlines the status of research on the genetic factors influencing the normal growth of teeth and dental arch， in order to provide reference for clinical diagnosis and treatment of malocclusion.
[Key words]Heritability； Dental cast measurement； Dental crown； Dental arch
[作者简介]刘静（1989-），女，内蒙古临河人，在读硕士，医师，研究方向：口腔正畸。
[通讯作者]张景慧（1966-），女，内蒙古包头人，硕士，主任医师，研究方向：口腔正畸。
依据2000年中华口腔医学会学分会的调查，以个别正常为标准，乳牙列、替牙列及恒牙列中错畸形的患病率分别为51.84%、71.21%和72.92%。当前正畸学主要是以错畸形的病因为研究热点，大部分结论一致认为错畸形的原因包括遗传因素和环境因素两方面。遗传度是表示遗传与环境互相作用的参数，在0~1之间，主要表示的是遗传因素。以往很多研究证明可以通过双生子的方法来得出遗传因素与环境因素对牙性状发育产生的影响。双生子包括同卵双生、异卵双生，同卵双生的遗传结构一模一样，而环境因素也可能对个体差异造成一定的影响；异卵双生，是指个体相互之间拥有相同的遗传物质，但差别在于性状与表现型特征方面的不同，由于二者生长环境相似，所以对不同基因型的表现型效应研究可借助此条件。子女与父母之间也存在遗传性，因此在形态结构或生理特点上相似。以往有通过对子女与父母、双胞胎之间、同胞之间牙模型测量及遗传度的计算来研究遗传因素的报道，并对错畸形的发展方向进行预测，为治疗青少年儿童错畸形矫治提供正确指导。本文对遗传性因素影响牙齿、牙弓发育的研究现状作一综述。
1 模型测量方法
目前，对于牙特征的研究多采用模型测量的方法，牙模型能够客观而完整地记录口腔各器官的形态特征，可用以在临床上找出错形成的原因、机制，对错畸形制定治疗方案、正确诊断和预后评估提供依据。
模型测量包括接触式和非接触式两种。接触式是指借助不同测量仪器直接测量模型，但接触式主要分为手工测量和针触机械测量两种。作为最传统的测量方法，手工接触测量法测量精度不高，针触机械测量（通过测量头直接与被测牙冠表面接触并记录坐标，计算机进行图形重建）有一定的测量盲区。
非接触式测量有近景立体摄影测量与激光三维扫描测量两种。在解析几何原理基础上利用高精度控制网通过照相机或摄像机获得不同角度的立体像对，并对其进行计算机技术处理并测量，该方法称为立体摄影测量法，在颌面部软组织测量方面应用广泛。当前最先进的立体陈测量方法是激光立体测量法，它精度高、功能广泛，可以测量空间任意两点之间距离和角度、牙弓弧长、曲面面积，也能够完成牙的移动、旋转、拔除、咬合等动态模拟，但设备多， 价格昂贵， 需专业人员操作。
陈俊等[6]对牙模型三维激光扫描系统与手工测量的可靠性比较显示二者差异无统计学意义，但牙模型三维激光扫描系统具有一些手工测量所无法达到的功能。宋又廉等[7]发现在牙模型的测量方面，对其测量精度要求在0.1 mm 是合理的，因为其它任何一种测量仪器都不可能超越这个精度。而且，目前的要求对医疗和研究工作的需求已经完全能满足，也能够为标准测量数据和如何选择工具、研发新型牙模型测量系统提供依据。
2 遗传度的研究
2.1 牙冠遗传度的研究
同卵双生子由于有相似的基因结构，他们的牙齿冠宽较异卵双生更为相似。许多研究证明牙齿冠宽受遗传基因的影响较大如外国学者Hughes 等［8］通过观察同卵双生子99对和同性别异卵双生子81对、不同性别异卵双生子41对还有个体牙模型160个，得出牙齿的大小的遗传性也很强。
随着研究的深入，牙冠大小的遗传被研究得更细致。在牙冠的近远中径与唇舌径同遗传的关系方面，也有许多研究人员做出贡献，如，Dempsey等［10］计算出各个牙齿近远中径的遗传度为0.81～ 0.91；而 Hluskode 计算的近远中径遗传度平均为0.67。国内学者刘鹤［11］计算的各个牙齿近远中径的遗传度在0.73~0.91。续美如［13］采用 Holzinger 经典双生子法进一步计算牙齿近远中径总和的遗传度，上颌为0.69，下颌为0.75，证明牙齿在近远中径方面还是有较强的遗传因素。
ALVESA[14]早在1974年就对芬兰一个海岛的90组全系家族进行了牙冠近远中和唇舌宽度测量，所有牙齿平均近远中遗传度为0.54， 上颌所有牙齿值近远中的平均遗传度为 0.60，下颌近远中为 0.47。牙冠近远中宽度遗传度从高至低是上颌中切牙、尖牙、第一前磨牙和下颌的侧切牙、第一前磨牙、磨牙。所有牙齿平均唇舌向宽度遗传度为0.67.上颌唇舌为 0.78，下颌唇舌向为0.56。唇舌向宽度遗传度从高至低是上颌尖牙、第一前磨牙、磨牙和下颌第一前磨牙、磨牙。牙冠唇舌宽度遗传力可能超过近远中宽度，上颌受遗传影响更大一些，可能与下颌活动频繁及动度大更多受环境影响有关。对称性在遗传作用中较为明显，两侧同一位置牙齿的测量指标（ 近远中宽度或唇舌宽度） 由相同遗传因子控制；下切牙近远中及唇舌向宽度由一个遗传因子支配，而上切牙的近远中宽度和唇舌向宽度未发现有共性因子存在，受不同的遗传因子影响，上下切牙在遗传作用方面的具有独立性。近年，刘鹤［11］对82对6~12岁女性双生子，进行切牙牙冠的近远中宽度和唇舌向宽度测量，通过因子分析发现，牙齿发育虽然表现为多基因遗传，但也会因为基因表型的变化影响环境进而使牙齿发育呈现多样性。
2.2 牙弓遗传度的研究
乳牙列的牙弓宽度和高度具有较强的遗传特性。Hughes［15］用硅橡胶取模得到精确的牙模型，通过测量及统计学分析后得出乳尖牙牙间弓宽度的遗传指数为0.47~0.82，乳磨牙牙间弓宽度的遗指数为0.80~0.93，而牙弓高度的遗传度为0.76~0.93。这些数据证明了乳牙列牙弓受遗传因素影响较大。
恒牙列牙弓受遗传控制不及牙齿强，续美如［13］对48对双生子研究发现，牙弓受遗传控制最强的是高度，其次是宽度，长度最弱。遗传因素更强烈的参与促进牙弓高度变化。另上颌牙弓弧形长度的遗传度（0.71） 明显高于下颌（ 0.31） ，这可能是由于下颌在咀嚼活动中更活跃，更易受环境因素的影响而产生变异。
Shosei等[16]采用三维测量对44对同卵双生子以及25对异卵双生子进行牙齿模型测量，获得牙弓宽度的遗传指数在0.49~0.92，牙弓长度的遗指数在0.86~ 0.94，得出遗传因素对牙弓形态具有决定性作用。Eguchi等对双生子的研究也获得类似结果。Eguchi［16］研究了澳大利亚的同卵双生、异卵双生双胞胎样本量化遗传和环境因素变化对牙弓宽度，长度和腭高度的相对贡献，结果为遗传度分别为牙弓宽度0.49~0.92，牙弓长度0.86~0.94，和牙弓高度为0.80~0.81。同时，他发现遗传因素对同卵双生双胞胎的相关性普遍高于异卵双生的双胞胎。
Cassidy等[17]研究分析了来自155对同胞关系的320名青少年上颌和下颌牙弓的大小和形状。牙弓的大小有一个适度的遗传因素，约0.50，尽管这个估计可能包含共享环境的影响，牙弓长度和宽度生长因子在很大程度上是独立的。Brown等人也发现牙弓宽度和长度度在很大程度上是相互独立的，可能是受不同的发展过程影响。一个群体中牙弓宽度遗传力最高，平均约0.60。牙弓形态的家族性影响研究显示，遗传率低于平均水平，平均为0.39，牙弓大小和形状被看作是更容易受到环境的影响，而不是遗传。这些研究结果显示需要更好地了解是什么外在因素调节发育过程中牙弓的大小和形状。
Harris[27]在对同胞之间以及父母与子女之间进行牙17个变量遗传度的估计发现，兄弟姐妹间下颌牙弓宽度的遗传度和下颌的尖牙牙弓宽度遗传度，分别为0.80和0.79。其表型相似是受到了母亲的影响。在对母亲与后代咬合变量遗传度估计中，上颌尖牙牙弓宽度，和上下牙弓的长度这三个性状表现出相对较高的遗传度。
在许多已尝试单独在颅面形态遗传和环境的影响的研究中，环境已被发现是重要的。以往的研究结果表明，虽然遗传变异对牙弓宽度和牙弓长度等特点产生重大影响，环境之间的相似之处与不同家庭比之间的遗传变异也很重要。此外，食物结构、后牙颊舌向倾斜角度、咀嚼载荷程度和习惯性活动都可能影响牙弓的宽度，牙弓在大小以及形态方面表现出的差异是由于遗传因素和口周肌肉等微环境的影响。
牙模型的测量分析对于正畸治疗具有及其重要的意义，随着计算机图像处理技术的不断发展和在正畸研究中的应用，更为精确的测量方法将用于牙模型的测量， 为正畸临床上错畸形的诊断、分析、矫治计划设计等具有一定的参考价值。遗传因素对牙齿大小的决定性作用较牙弓强。牙齿大小与牙弓大小、形态之间的关系以及各类型错畸形之间遗传性状的异同也应该被进一步深入研究。同时，为了应对环境因素对牙特征影响，在儿童阶段应尽早纠正口腔不良习惯，积极防治替牙障碍，保持乳牙列的完整，避免牙弓长度的缩短。在治疗错畸形时一定要关注与父母相关性强的牙颌面特征对发育期儿童生长趋势的影响，并注意父母影响的差异，以便制定出更为合理的临床矫治方案。
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参考文献
[1]汪成林，叶玲，谭红，等.遗传性因素对牙齿发育的影响[J].国际口腔医学杂志，2007，34（5）：342-344.
[2]张景慧，王志香.安氏Ⅰ类恒牙 女性与父母的牙 面特征的相关性研究[J].现代口腔医学杂志，2012，26（5）：318-321.
[3]马晨麟，徐文珍，田广庆，等.青海省土族中学生错颌畸形调查[J].青海师范大学学报：自然科学版，2010，26（4）：109-111.
[4]陈进英，何文丹，谢以岳，等.双生子在牙颌颅面形态研究中的应用[J].北京口腔医学，2004，12（3）：182-184.
[5]雷涛， 马力扬. 牙颌模型的测量分析研究[J]. 西北民族大学学报：自然科学版，2012，33（2）：87-91，95.
[6]陈俊，吕培军，冯海兰，等.牙颌模型三维激光扫描系统可靠性研究及与手工测量的比较[J].现代口腔医学杂志，2000，14（4）：251-253.
[7]宋又廉，凌欣南，蔡春玉，等.牙颌模型测量精度的正确界定[J].中国医疗器械杂志，2004，28（4）：259-261.
[8]Hughes T， Dempsey P， Richards L. Genetic analysis of deciduous tooth size in Australian twins[J].Archives of Oral Biology，2000，45（11）：997-1044.
[9]方志欣.牙模型的测量分析与研究[J].医学文选，2003，22（1）：93-96.
[10]Dempsey PJ， Townsend GC. Genetic and environmental contributions to variation in human tooth size.[J].Heredity，2001，Pt6（86）：685，693.
[11]刘鹤，邓辉，曹采方，等.影响切牙大小的遗传和环境因子的特点[J].现代口腔医学杂志，2002，16（5）：438-440.
[12]田静，高辉，刘颖，等.骨性Ⅲ类错（牙合）畸形患者前牙弓形态的特征分析[J].国际口腔医学杂志，2013，40（2）：156-159.
[13]续美如，卜令楠，陈天骄，等.恒牙列拥挤的双生子研究[J].中国学校卫生，2006，27（1）：30-31，33.
[14]Alvesalo L，Tigerstedt PM. Heritabilities of human tooth dimensions[J].Hereditas （Print），1974，77（2）：311-318.
[15]Hughes T， Thomas C， Richards L. A study of occlusal variation in the primary dentition of Australian twins and singletons[J].Archives of Oral Biology，2001，46（9）：857-864.
[16]Eguchi Shosei， Townsend Grant C， Richards Lindsay C， et al. Genetic contribution to dental arch size variation in Australian twins[J]. Archives of Oral Biology，2004，49（12）： 1015-1024
[17]Cassidy KM， Harris EF， Tolley EA， et al.Genetic influence on dental arch form in orthodontic patients.[J].The Angle orthodontist，1998，68（5）： 445-454.
[18]马亮.表观遗传学在牙齿形态发生中的作用[J].国际口腔医学杂志，2010，37（4）：447-450.
[19]李九军，李勤，贺永春，等.遗传因素对同卵双生子颅颌面部软硬组织形态的影响研究[J].同济大学学报：医学版，2009，30（3）：70-73，88.
[20]田亚，刘新强.安氏Ⅰ类牙列拥挤错（牙合）牙弓及牙槽弓宽度测量分析[J].青岛大学医学院学报，2009，45（3）：264-266.
[21]何开云，杨竹丽，武伟，等.青少年女性高低角骨面型牙弓宽度与面高的相关性研究[J].山东医药，2008，48（1）：109-110.
[22]陈沐，李正明，刘学，等.安氏Ⅱ类错（牙合）畸形牙冠宽度和Bolton指数测量分析[J].中华口腔医学研究杂志：电子版，2013，7（1）：39- 42.
[23]聂琼，林久祥.错（牙合）畸形牙齿大小与牙弓宽度的关系研究[J].口腔医学，2000，20（1）：4-5.
[24]陈付蓉，夏万利，陈文静，等.安氏Ⅲ类牙弓与基骨弓形态特征及其应用的研究进展[J].口腔生物医学，2013（4）：205-208.
[25]陈允嘉，王豫蓉，邹林洪，等.安氏Ⅱ2类错（牙合）家庭聚集性与遗传度研究[J].重庆医学，2011，40（9）：838-839，842.
[26] 庾英姿.咀嚼肌形态和功能与颅面形态关系研究进展[J].中国实用口腔科杂志，2012，5（5）：315-318.
[27]Harris EF， Smith RJ.A study of occlusion and arch widths in families[J].American journal of orthodontics，1980，78（2）：155-163.
[28]金军，王林，张卫兵，等.错（牙合）畸形牙（牙合）特征的临床研究[J].口腔医学，2009，29（10）：505-508.
[29]吴建平.儿童牙颌畸形的病因与防治[J].中国实用医药，2011，6（31）：100-101.
[30]王萍，李晓智.牙（牙合）模型测量分析及方法研究进展[J].山西医科大学学报，2004，35（5）：533-535.
（收稿日期：2014-12-20）