82对双生子牙齿发育和萌出指标的遗传学分析
作者：刘鹤 邓辉 曹采方
单位：100081 北京医科大学口腔医学院
关键词：双生研究；遗传学；牙萌出
中华口腔医学杂志/990310 【摘要】 目的 对牙齿发育指标和牙齿萌出指标进行遗传学分析。方法 收集6～12岁女性双生子82对，通过DNA指纹图进行卵型诊断。通过口腔检查和全口曲面断层片记录第三磨牙存在数、先天缺牙、上颌侧切牙畸形和萌出恒牙数，估算其遗传度。结果 所测指标依遗传性由大到小依次为第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙、萌出恒牙数。结论 牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。
Genetic analysis of tooth development and eruption in 82 pairs of female-female twins LIU He，DENG Hui，CAO Caifang. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
, http://www.100md.com
【Abstract】 Objective To study the heritability of tooth development and eruption.Methods 82 pairs of female -female twins between 6～12 years old were collected. Twin zygosity diagnosis were made by DNA-fingerprinting. The number of third molar present, hypodontia, upper lateral incisor malformation and the number of erupted permanent teeth were recorded by oral examination and panoramic radiographs, their heritabilities were calculated. Results According to the level of heritability, the dental traits were aligned as follows: the number of third molars present, the upper lateral incisor malformation, hypodontia and the number of erupted permanent teeth. Conclusion Though both the tooth development and its eruption were under genetic influence, the heritability of tooth development was far more than tooth eruption.
, 百拇医药
【Key words】 Twin studies Genetics Tooth eruption
了解牙性状的遗传性对于临床实践和研究具有重要的指导意义。双生子研究方法是研究性状遗传特性的有效方法之一。双生子分为两种类型：同卵双生(monozygotic twin, MZ)和异卵双生(dizygotic twin, DZ)。由于同卵双生子间的遗传结构完全相同，其间的差异可认为是由环境因素造成的；而异卵双生子的遗传结构只有部分相同，其间的差异既有遗传因素的作用，又有环境因素的作用。通过这两种双生子间差异的比较就可判断遗传因素与环境因素在疾病或性状发生中的作用[1，2]。我们用高准确度的DNA指纹图法进行可靠的卵型诊断，仅选用均为女性的双生子人群以避免性别差异的干扰，探讨遗传因素对牙齿发育和萌出的影响。
材料和方法
1. 材料：在丰台区和海淀区100余所小学的学生中进行调查，共收集82对女性双生子(包括2对三胞胎)。
, http://www.100md.com
2. 方法:每人采集静脉血约3 ml，进行DNA指纹分析。具体方法包括：提取DNA；限制性内切酶消化DNA；通过琼脂糖凝胶电泳将不同大小的DNA片段分开；将凝胶中的DNA片段转移并固定在硝酸纤维素膜上；标记特定的DNA指纹探针并与固定在膜上的DNA片段进行杂交，利用放射自显影得到DNA指纹图谱。根据DNA指纹图的卵型诊断结果将双生子分为同卵组和异卵组(图1)。两组双生子的年龄分布见表1。
图1 DNA指纹图谱 43、44为同卵双生子 47、48为异卵双生子
表1 同卵组与异卵组双生子的年龄分布(对) 组别
年龄(岁)
总计
6～8
, 百拇医药
9～10
11～12
同卵组
19
18
19
56
异卵组
9
8
9
26
3.对所有参加研究的双生子进行口腔检查，记录上颌侧切牙畸形(上颌侧切牙出现过小牙、锥形牙、畸形舌侧窝、畸形舌侧尖者均记为畸形)和萌出恒牙数(口腔内已萌出恒牙的总数，恒牙只要破龈即为萌出)。对8岁以上的双生子摄取全口曲面断层片，根据Nolla的标准判断有无牙胚存在[3]，记录第三磨牙存在数和有无先天缺牙。 4.所有数据用SPSS统计程序包进行统计学分析。通过卡方检验(第三磨牙存在数和萌出恒牙数)和直接概率法(先天缺牙和上颌侧切牙畸形)对同卵组和异卵组的平均对内差值进行显著性检验。若差异有统计学意义，则进一步估算遗传度。本研究应用经典的Holzinger指数，即H指数估算遗传度： 分别计算同卵双生子和异卵双生子每对中两个成员的一致率(C)，然后根据C值计算遗传度(H指数)。
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遗传度是用以反映遗传和环境相对作用大小的指数，介于0和1之间。遗传度越接近1，提示遗传作用越大；遗传度越接近0，提示遗传性越弱，受环境影响越大。结果
1.第三磨牙存在数和萌出恒牙数的一致率经统计学检验，同卵双生子与异卵双生子之间差异有显著性(表2,3)。说明第三磨牙存在数和萌出恒牙数均受遗传因素的影响。
表2 第三磨牙存在数一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
同卵组
31
4
, http://www.100md.com
35
异卵组
6
10
16
总计
37
14
51
χ2=4.9423 P=0.0262
表3 萌出恒牙数一致率的显著性检验(对) 组别
一致
, 百拇医药 不一致
总计
同卵组
25
31
56
异卵组
5
21
26
总计
30
52
82
, http://www.100md.com
χ2=11.9308 P=0.0006
2. 由表4，5可见，先天缺牙和上颌侧切牙畸形同卵组和异卵组的一致率差异无显著性。但考虑8岁以上的双生子中，总共只有10对出现先天缺牙，11对出现上颌侧切牙畸形，可能作定性分析更为合理。
表4 先天缺牙一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
同卵组
3
3
6
, 百拇医药
异卵组
0
4
4
总计
3
7
10
直接概率法：P=0.2
表5 上颌侧切牙畸形一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
, http://www.100md.com
同卵组
5
2
7
异卵组
0
4
4
总计
5
6
11
直接概率法：P=0.0606
, 百拇医药 3. 先天缺牙和上颌侧切牙畸形的遗传度详见表6。第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙、萌出恒牙数的遗传度依次为81.8%,71.4%,50.0%和31.4%，前3项明显高于第4项。提示牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。
表6 牙齿发育和萌出指标的组内一致率和遗传指数(%) 项目
同卵组一致率
异卵组一致率
H指数
第三磨牙存在数
88.6
37.5
81.8
上颌侧切牙畸形
, 百拇医药
71.4
0
71.4
先天缺牙
50.0
0
50.0
萌出恒牙数
44.6
19.2
31.4
讨论
由于双生子法研究遗传作用是基于对同卵和异卵两种双生子的比较，因而准确地诊断卵型对研究结果的可靠性至关重要。DNA指纹图具有多位点性、高变异性和稳定的遗传性，适于作鉴别个体用。用两个多位点探针进行指纹图分析时，两个无关个体指纹图相同的概率只有10-18，即使异卵双生子，其指纹图相同的可能性也低于10-8，因此大大提高了卵型诊断的可靠性[4]。
, 百拇医药
Pilo等[5]评估全口曲面断层片对牙齿数量异常、形态异常、位置异常等的判断价值，认为在判断数量异常方面，曲面断层是较好的选择。并建议用于8～9岁以上的人群，因为在8岁以前，少数人第二双尖牙和第二磨牙的牙胚尚不易辨别。通过曲面断层片对牙齿发育进行分期主观性强、标准不统一，故本研究仅采取“有”或“无”的判断标准，在8～12岁的女性双生子人群中分析第三磨牙存在的情况。结果表明，同卵双生子第三磨牙存在数的一致率显著高于异卵双生子，证实了遗传因素对第三磨牙发育的作用，进一步估算遗传度得出第三磨牙存在数的遗传性很强(H=81.80%)。文献中未见采用该指标的双生子研究报道[6，7]。
文献中关于先天缺牙的两类双生子的对比研究仅见3例[8], 对遗传作用的重要性意见不一。本研究中，8岁以上的双生子只有10对出现先天缺牙。其中，6对同卵双生子有3对表现出不一致；而4对异卵双生子均表现为不一致。2组双生子间的差异强调了遗传因素的作用，但同卵双生子中一半表现为不一致，也提示了在缺牙的发生过程中环境因素的重要性。故在先天缺牙的发生中，亦应注重探讨出生前母体内的影响。
, 百拇医药
关于上颌侧切牙畸形，文献中仅有一些双生子个案报告[9]。本研究中共有11对双生子发生上颌侧切牙畸形。其中，7对同卵双生子有5对呈现一致，2对呈现不一致；而4对异卵双生子均表现为不一致。说明该畸形的发生过程中，遗传因素起主要作用。
本研究选用混合牙列期的萌出恒牙数作为总体牙齿萌出情况的指征，在同卵双生子和异卵双生子间进行比较。同卵双生子萌出恒牙数的一致率显著超过异卵双生子，说明牙齿萌出过程中遗传因素在起作用。但比较第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙和萌出恒牙数的遗传度，可见同卵双生子明显高于异卵双生子，提示牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。这与临床实践中牙齿发育相对稳定，而萌出受局部因素影响较大的概念相符，如牙齿萌出可能受乳牙牙根吸收量等因素的影响。
第三磨牙是否存在和发育，有无恒牙先天缺失和形态异常是口腔儿科医师和正畸医师在临床上必须考虑的问题。本研究从遗传学的角度出发，证实了上述发育问题的遗传性。萌出恒牙数的遗传性较弱，说明牙齿的萌出容易因环境的改变而发生变化，应致力于寻找易感的环境因素，积极进行临床干预，施加有利影响。
, 百拇医药
参考文献
[1] Lauweryns I, Carels C, Vlietinck R. The use of twins in dentofacial genetic research. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1993, 103: 33-38.
[2] Markovic MD. At the crossroads of oral facial genetics. Eur J Orthod, 1992, 14: 469-481.
[3] Nolla CM. Development of the permanent teeth. J Dent Child ,1960, 27: 254-266.
[4] Eufinger H, Rand S, Scholz W ,et al. Clefts of the lip and palate in twins: use of DNA fingerprinting for zygosity determination. Cleft Palate Craniofac J ,1993, 30: 564-568.
, http://www.100md.com
[5] Pilo R, Kaffe I, Amir E, et al. Diagnosis of developmental dental anomalies using panoramic radiographs. ASDC J Dent Child, 1987, 54:267-272.
[6] Oikarinen V, Guven O, Silaste H. Similarly impacted second and third maxillary and mandibular molars in a pair of monozygotic twins. Dentomaxillofac Radiol, 1990, 19: 133-134.
[7] Efstratiadis SS, Kent RL Jr, Lebret LM, et al. Spatial position of mandibular third molars in monozygotic twins. Angle Orthod ,1984, 54: 271-282.
, 百拇医药
[8] Townsend G, Rogers J, Richards L, et al. Agenesis of permanent maxillary lateral incisors in South Australian twins. Aust Dent J ,1995,40: 186-192.
[9] Liu JF, Chen LR. Talon cusp affecting the primary maxillary central incisors in two sets of female twins: report of two cases. Pedia Dent ,1995, 17: 362-364.
(收稿:1998-05-26 修回:1998-12-20), 百拇医药
单位：100081 北京医科大学口腔医学院
关键词：双生研究；遗传学；牙萌出
中华口腔医学杂志/990310 【摘要】 目的 对牙齿发育指标和牙齿萌出指标进行遗传学分析。方法 收集6～12岁女性双生子82对，通过DNA指纹图进行卵型诊断。通过口腔检查和全口曲面断层片记录第三磨牙存在数、先天缺牙、上颌侧切牙畸形和萌出恒牙数，估算其遗传度。结果 所测指标依遗传性由大到小依次为第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙、萌出恒牙数。结论 牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。
Genetic analysis of tooth development and eruption in 82 pairs of female-female twins LIU He，DENG Hui，CAO Caifang. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081
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【Abstract】 Objective To study the heritability of tooth development and eruption.Methods 82 pairs of female -female twins between 6～12 years old were collected. Twin zygosity diagnosis were made by DNA-fingerprinting. The number of third molar present, hypodontia, upper lateral incisor malformation and the number of erupted permanent teeth were recorded by oral examination and panoramic radiographs, their heritabilities were calculated. Results According to the level of heritability, the dental traits were aligned as follows: the number of third molars present, the upper lateral incisor malformation, hypodontia and the number of erupted permanent teeth. Conclusion Though both the tooth development and its eruption were under genetic influence, the heritability of tooth development was far more than tooth eruption.
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【Key words】 Twin studies Genetics Tooth eruption
了解牙性状的遗传性对于临床实践和研究具有重要的指导意义。双生子研究方法是研究性状遗传特性的有效方法之一。双生子分为两种类型：同卵双生(monozygotic twin, MZ)和异卵双生(dizygotic twin, DZ)。由于同卵双生子间的遗传结构完全相同，其间的差异可认为是由环境因素造成的；而异卵双生子的遗传结构只有部分相同，其间的差异既有遗传因素的作用，又有环境因素的作用。通过这两种双生子间差异的比较就可判断遗传因素与环境因素在疾病或性状发生中的作用[1，2]。我们用高准确度的DNA指纹图法进行可靠的卵型诊断，仅选用均为女性的双生子人群以避免性别差异的干扰，探讨遗传因素对牙齿发育和萌出的影响。
材料和方法
1. 材料：在丰台区和海淀区100余所小学的学生中进行调查，共收集82对女性双生子(包括2对三胞胎)。
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2. 方法:每人采集静脉血约3 ml，进行DNA指纹分析。具体方法包括：提取DNA；限制性内切酶消化DNA；通过琼脂糖凝胶电泳将不同大小的DNA片段分开；将凝胶中的DNA片段转移并固定在硝酸纤维素膜上；标记特定的DNA指纹探针并与固定在膜上的DNA片段进行杂交，利用放射自显影得到DNA指纹图谱。根据DNA指纹图的卵型诊断结果将双生子分为同卵组和异卵组(图1)。两组双生子的年龄分布见表1。
图1 DNA指纹图谱 43、44为同卵双生子 47、48为异卵双生子
表1 同卵组与异卵组双生子的年龄分布(对) 组别
年龄(岁)
总计
6～8
, 百拇医药
9～10
11～12
同卵组
19
18
19
56
异卵组
9
8
9
26
3.对所有参加研究的双生子进行口腔检查，记录上颌侧切牙畸形(上颌侧切牙出现过小牙、锥形牙、畸形舌侧窝、畸形舌侧尖者均记为畸形)和萌出恒牙数(口腔内已萌出恒牙的总数，恒牙只要破龈即为萌出)。对8岁以上的双生子摄取全口曲面断层片，根据Nolla的标准判断有无牙胚存在[3]，记录第三磨牙存在数和有无先天缺牙。 4.所有数据用SPSS统计程序包进行统计学分析。通过卡方检验(第三磨牙存在数和萌出恒牙数)和直接概率法(先天缺牙和上颌侧切牙畸形)对同卵组和异卵组的平均对内差值进行显著性检验。若差异有统计学意义，则进一步估算遗传度。本研究应用经典的Holzinger指数，即H指数估算遗传度： 分别计算同卵双生子和异卵双生子每对中两个成员的一致率(C)，然后根据C值计算遗传度(H指数)。
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遗传度是用以反映遗传和环境相对作用大小的指数，介于0和1之间。遗传度越接近1，提示遗传作用越大；遗传度越接近0，提示遗传性越弱，受环境影响越大。结果
1.第三磨牙存在数和萌出恒牙数的一致率经统计学检验，同卵双生子与异卵双生子之间差异有显著性(表2,3)。说明第三磨牙存在数和萌出恒牙数均受遗传因素的影响。
表2 第三磨牙存在数一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
同卵组
31
4
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35
异卵组
6
10
16
总计
37
14
51
χ2=4.9423 P=0.0262
表3 萌出恒牙数一致率的显著性检验(对) 组别
一致
, 百拇医药 不一致
总计
同卵组
25
31
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异卵组
5
21
26
总计
30
52
82
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χ2=11.9308 P=0.0006
2. 由表4，5可见，先天缺牙和上颌侧切牙畸形同卵组和异卵组的一致率差异无显著性。但考虑8岁以上的双生子中，总共只有10对出现先天缺牙，11对出现上颌侧切牙畸形，可能作定性分析更为合理。
表4 先天缺牙一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
同卵组
3
3
6
, 百拇医药
异卵组
0
4
4
总计
3
7
10
直接概率法：P=0.2
表5 上颌侧切牙畸形一致率的显著性检验(对) 组别
一致
不一致
总计
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同卵组
5
2
7
异卵组
0
4
4
总计
5
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直接概率法：P=0.0606
, 百拇医药 3. 先天缺牙和上颌侧切牙畸形的遗传度详见表6。第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙、萌出恒牙数的遗传度依次为81.8%,71.4%,50.0%和31.4%，前3项明显高于第4项。提示牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。
表6 牙齿发育和萌出指标的组内一致率和遗传指数(%) 项目
同卵组一致率
异卵组一致率
H指数
第三磨牙存在数
88.6
37.5
81.8
上颌侧切牙畸形
, 百拇医药
71.4
0
71.4
先天缺牙
50.0
0
50.0
萌出恒牙数
44.6
19.2
31.4
讨论
由于双生子法研究遗传作用是基于对同卵和异卵两种双生子的比较，因而准确地诊断卵型对研究结果的可靠性至关重要。DNA指纹图具有多位点性、高变异性和稳定的遗传性，适于作鉴别个体用。用两个多位点探针进行指纹图分析时，两个无关个体指纹图相同的概率只有10-18，即使异卵双生子，其指纹图相同的可能性也低于10-8，因此大大提高了卵型诊断的可靠性[4]。
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Pilo等[5]评估全口曲面断层片对牙齿数量异常、形态异常、位置异常等的判断价值，认为在判断数量异常方面，曲面断层是较好的选择。并建议用于8～9岁以上的人群，因为在8岁以前，少数人第二双尖牙和第二磨牙的牙胚尚不易辨别。通过曲面断层片对牙齿发育进行分期主观性强、标准不统一，故本研究仅采取“有”或“无”的判断标准，在8～12岁的女性双生子人群中分析第三磨牙存在的情况。结果表明，同卵双生子第三磨牙存在数的一致率显著高于异卵双生子，证实了遗传因素对第三磨牙发育的作用，进一步估算遗传度得出第三磨牙存在数的遗传性很强(H=81.80%)。文献中未见采用该指标的双生子研究报道[6，7]。
文献中关于先天缺牙的两类双生子的对比研究仅见3例[8], 对遗传作用的重要性意见不一。本研究中，8岁以上的双生子只有10对出现先天缺牙。其中，6对同卵双生子有3对表现出不一致；而4对异卵双生子均表现为不一致。2组双生子间的差异强调了遗传因素的作用，但同卵双生子中一半表现为不一致，也提示了在缺牙的发生过程中环境因素的重要性。故在先天缺牙的发生中，亦应注重探讨出生前母体内的影响。
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关于上颌侧切牙畸形，文献中仅有一些双生子个案报告[9]。本研究中共有11对双生子发生上颌侧切牙畸形。其中，7对同卵双生子有5对呈现一致，2对呈现不一致；而4对异卵双生子均表现为不一致。说明该畸形的发生过程中，遗传因素起主要作用。
本研究选用混合牙列期的萌出恒牙数作为总体牙齿萌出情况的指征，在同卵双生子和异卵双生子间进行比较。同卵双生子萌出恒牙数的一致率显著超过异卵双生子，说明牙齿萌出过程中遗传因素在起作用。但比较第三磨牙存在数、上颌侧切牙畸形、先天缺牙和萌出恒牙数的遗传度，可见同卵双生子明显高于异卵双生子，提示牙齿发育指标受遗传控制强于牙齿萌出指标。这与临床实践中牙齿发育相对稳定，而萌出受局部因素影响较大的概念相符，如牙齿萌出可能受乳牙牙根吸收量等因素的影响。
第三磨牙是否存在和发育，有无恒牙先天缺失和形态异常是口腔儿科医师和正畸医师在临床上必须考虑的问题。本研究从遗传学的角度出发，证实了上述发育问题的遗传性。萌出恒牙数的遗传性较弱，说明牙齿的萌出容易因环境的改变而发生变化，应致力于寻找易感的环境因素，积极进行临床干预，施加有利影响。
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参考文献
[1] Lauweryns I, Carels C, Vlietinck R. The use of twins in dentofacial genetic research. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1993, 103: 33-38.
[2] Markovic MD. At the crossroads of oral facial genetics. Eur J Orthod, 1992, 14: 469-481.
[3] Nolla CM. Development of the permanent teeth. J Dent Child ,1960, 27: 254-266.
[4] Eufinger H, Rand S, Scholz W ,et al. Clefts of the lip and palate in twins: use of DNA fingerprinting for zygosity determination. Cleft Palate Craniofac J ,1993, 30: 564-568.
, http://www.100md.com
[5] Pilo R, Kaffe I, Amir E, et al. Diagnosis of developmental dental anomalies using panoramic radiographs. ASDC J Dent Child, 1987, 54:267-272.
[6] Oikarinen V, Guven O, Silaste H. Similarly impacted second and third maxillary and mandibular molars in a pair of monozygotic twins. Dentomaxillofac Radiol, 1990, 19: 133-134.
[7] Efstratiadis SS, Kent RL Jr, Lebret LM, et al. Spatial position of mandibular third molars in monozygotic twins. Angle Orthod ,1984, 54: 271-282.
, 百拇医药
[8] Townsend G, Rogers J, Richards L, et al. Agenesis of permanent maxillary lateral incisors in South Australian twins. Aust Dent J ,1995,40: 186-192.
[9] Liu JF, Chen LR. Talon cusp affecting the primary maxillary central incisors in two sets of female twins: report of two cases. Pedia Dent ,1995, 17: 362-364.
(收稿:1998-05-26 修回:1998-12-20), 百拇医药