时间：2024-04-22 11:22 来源：当代医学 作者：郑林岩1，孙大磊1，2*，钟良军1，2，李玲1，沈雪1
栏目：论著
（1.杭州师范大学口腔医学院，浙江 杭州 311121；2.杭州师范大学附属医院口腔科，浙江 杭州 310015）
摘要： 目的 探讨父母与子女在腭皱形态、长度及统一类别间的遗传性，为牙科法医学提供参考。方法 选取2021年10月至2022年2月于杭州师范大学附属医院儿童口腔科就诊的40名儿童及其父母为研究对象，共计120名受试者，儿童年龄为8～16岁，家长年龄为30～45岁，采用口内扫描仪采集上颌三维数字模型，每个模型要求腭部腭皱完整。将父母与孩子根据性别分为母女组（F-F组），父子组（M-M组）和父女母子组（F-M组），使用3Shape 3D Viewer软件和THOMAS和KOTZE（1983）分类评估腭皱型，分析父母与子女腭皱型的遗传性。结果 120名受试者的腭皱形态均不相同，M-M组右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、右侧主腭皱和左侧汇集型皱襞存在相似特征（P＜0.05）；F-F组仅在左侧主腭皱存在相似特征（P＜0.05）；F-M组在左侧波浪形皱襞、右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、左侧主腭皱、右侧主腭皱、左侧汇集型皱襞和右侧汇集型皱襞存在相似特征（P＜0.05）。结论 腭皱具有个性化特征，父母与子女之间存在一定的相似成分，腭皱的形态受到基因遗传的影响。
关键词： 腭皱；三维数字；同一认定；牙科法医学；基因遗传
Correlation study of palatal fold inheritance based on three-dimensional digital model
ZHENG Linyan1, SUN Dalei1,2, ZHONG Liangjun1,2, LI Ling1, SHEN Xue1
(1. College of Stomatology, Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, 311121, China; 2. Department of Stomatology, the Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, 310015, China)
Abstract: Objective To investigate the heritability of palatal wrinkle shape, length and uniform pattern between parents and children, in order to provide reference for dental forensics. Methods 40 children and their parents who visited the department of Pediatric Dentistry, Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University from October 2021 to February 2022 were selected as the research subjects. A total of 120 subjects participated in the study, and the children were all aged 8-16 years old, the parents were all between 30-45 years old. An intraoral scanner was used to collect a three-dimensional digital model of the maxilla, each model required a complete palatal fold. Parents and children were divided into the mother-daughter group (F-F group), father-son group (M-M group) and the father-daughter-mother-child group (F-M group) according to gender, the 3Shape 3D Viewer software and THOMAS and KOTZE (1983) classification were used to evaluate the palatal wrinkle type, and the heritability of palatal wrinkle type between parents and children was analyzed. Results The palatal wrinkle shape of the 120 subjects were all different, in the M-M group, the right wavy folds, the left annular folds, the right main palatal folds and the left convergent folds had similar characteristics (P<0.05); F-F group had similar characteristics only in the left main palatal rugae (P<0.05); in the F-M group, there were similar characteristics in the left wavy folds, the right wavy folds, the left annular folds, the left main palatal folds, the right main palatal folds, the left converging folds and the right converging folds (P<0.05). Conclusion The palatal folds have individual characteristics, and there are certain similar components between parents and children. The shape of the palatal folds is influenced by genetic inheritance.
Key words: Palatal folds; three-dimensional digital; Identity identification; Dental forensics ; Genetic inheritance.
腭皱或腭皱襞是位于切牙乳突下方不规则、不对称的结缔组织脊，从硬腭前部延伸到第一恒磨牙的近中面，从未越过中线[1]。由于硬腭两侧的皱褶各有不同，其图案无双侧对称的情况，因此，不同的研究人员根据其数量、位置、长度、形状、方向和统一型对腭皱进行了不同描述[2]。但由于不同分类使用的标准范围缺乏统一性，这反而限制了各项研究之间的比较与分析，因此，依据腭皱型的最新研究，本文选用使用范围最广的THOMAS和KOTZE（1983）分类模式[3]。当发生重大交通事故、灾难或恐怖袭击时，确定个人身份是一项十分艰巨的任务。目前，视觉识别、牙科记录、指纹及DNA比对技术在身份识别中应用较广。然而，指纹识别及应用在人体死后会由于时间、温度和湿度等一系列变化而受到影响[4]；牙科记录识别技术因其创建时间的不确定性尚无明确定论；DNA识别技术分析尽管准确性较高，但其昂贵、耗时的特点会制约其推广使用。而腭皱由于其被脸部组织肌肉及牙齿骨骼包围的特殊解剖位置，在外伤或高温环境下仍可受到较好的保护，即使在人死后7 d仍可保持原状不腐[5]。基于此，腭皱在法医鉴定过程中成为具有潜力和价值的同一认定标志群。然而，现如今对腭皱型的稳定性仍存在较大的争议。相关研究表明，为适应牙槽骨的生长，腭皱的位置可通过拉伸被改变，其中最靠近上颌切牙的第一个皱襞影响最为严重[6]。此外，正畸治疗也会影响腭皱的长度和位置。因此，更好地了解环境和基因对腭皱的相对影响是能否将这种解剖结构作为一个稳定的参考指标的重要因素之一。遗传成分越大，腭皱型稳定的可能性就越大[7]。基于此，本研究旨在探索父母与子女之间腭皱形态的变异和相似性，基于3D扫描技术的数据收集，确定遗传对腭皱形态的相对贡献，以期为牙科法医学鉴定提供一种新思路和新方法，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料 选取2021年10月至2022年2月于杭州师范大学附属医院儿童口腔科就诊的40名儿童及其父母为研究对象，共计120名受试者，其男60名，女60名。儿童年龄8～16岁，平均（11.53±2.06）岁。家长年龄30～45岁，平均（37.48±4.13）岁，通过口内扫描仪采集上颌三维数字模型，每个模型要求腭部腭皱完整。儿童家长均对本研究知情同意并签署知情同意书。本研究经杭州师范大学附属医院医学伦理委员会审核批准。
纳入标准：①儿童均于杭州地区出生和长大；②儿童年龄＞8岁，6龄齿已完全萌出，父母年龄不限制；③儿童全身状况良好，无系统性疾病；④儿童无颅骨和颌骨外伤史；⑤儿童就诊时父母陪同，父母能用普通话与研究者交流。排除标准：①存在先天性异常和畸形儿童；②合并骨及软组织突起，活动性病变儿童；③腭部有畸形、疤痕、创伤儿童；④有严重拇指吮吸习惯史儿童；⑤有正颌、正畸治疗史儿童；⑥开口受限儿童；⑦有曾佩戴上颌义齿病史儿童。
1.2 方法
1.2.1 主要仪器与软件Medit口内扫描仪（韩国）；3Shape 3D Viewer软件(丹麦)。
1.2.2 建立3D模型 由一名研究者在扫描腭皱后对上颌模型进行检查，仔细检查每个模型并经精确统计结果后进行比较。通过Medit口内扫描仪收集120例上颌3D数字模型。每个模型要求腭部腭皱完整。通过3Shape 3D Viewer 软件将口扫的彩色图像灰度化和归一化（见图1A），并标出上颌模型腭中缝和腭皱，描绘腭皱的边缘（见图1C）。
1.2.3 识别方法 腭皱的评估基于THOMAS和KOTZE（1983）分类模式[3]，包括皱褶的数量、长度、形状和统一型。利用3Shape 3D Viewer软件测量工具测量每个腭皱的长度，精确度为0.01 mm。
1.2.4 腭皱的分类 使用3Shape 3D Viewer软件中的数字卡尺从最外侧点到最内侧点测量每个褶皱的长度。该软件允许旋转数字模型和放大图像，以便更好地识别解剖标志（见图1D）。
图1 腭皱三维模型
Figure 1 Palatal rugae on 3D digital model
注：A，儿童腭皱显示示例；B，家长腭皱显示示例；C，腭皱长度及位置示例；D，为腭皱测量指标示例
腭皱襞根据其长度分类如下：①皱襞长度≥5 mm，为主皱襞。②3 mm≤皱褶长度＜5 mm，为次级皱褶。③2 mm≤皱褶长度为＜3 mm，为零碎皱褶。④皱褶长度＜2 mm将被丢弃。腭皱襞形状分为4种主要类型：①直线形，从起点直接沿直线延伸到终点。②弧线形，简单的新月形，从起点到终点仅一个弯曲。③波浪形，从起点到终点有一个以上的弯曲。④环形，从起点到终点有连续封闭的环形。腭皱襞统一型分为2种类型：①分离型，皱褶从中线的共同起点立即分支。②汇集型，褶皱的起点与中线不同，但在其侧部连接。之后将父母与孩子根据性别分为母女组（F-F组），父子组（M-M组）和父女母子组（F-M组）进行比较。
1.4 观察指标 分析受试者腭皱特异性及腭皱型；分析父母与子女腭皱型的遗传性。
1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析，计量资料采用构成比（%）表示，计量资料以“x±s”表示，使用Pearson相关性系数分析研究父母与子女组之间的相似性，r值越接近1，P＜0.05，差异有统计学意义。
2 结果
2.1 受试者腭皱特异性及腭皱型分析 120例受试者中，腭皱形态未见一致者。本研究中涉及的腭皱总数共1 308条，其中男665条（50.84%），女643条（49.16%）。不同腭皱型分布中波浪形占比最高，共459条（35.09%），其次为直线形，共322条（24.62%），受试者腭皱具体分型，见表1。
表2 各类腭皱型杭州地区人群中的分布
Table2 Distribution of various types of palatal folds in the population of Hangzhou area
腭皱型 | 腭皱条数 | 构成比（%） |
波浪 | 459 | 35.09 |
直线 | 322 | 24.62 |
弧形 | 316 | 24.16 |
环形 | 23 | 1.76 |
会聚 | 156 | 11.92 |
发散 | 32 | 2.45 |
合计 | 1 308 | 100.00 |
2.2 父母与子女腭皱型的遗传性分析 M-M组右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、右侧主腭皱和左侧汇集型皱襞存在相似特征（P＜0.05）；F-F组仅在左侧主腭皱存在相似特征（P＜0.05）；F-M组在左侧波浪形皱襞、右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、左侧主腭皱、右侧主腭皱、左侧汇集型皱襞和右侧汇集型皱襞存在相似特征（P＜0.05）。见表2。
表2 基于父母与孩子之间腭皱形态的比较（）
Table 1 Based on the comparison of palatal fold morphology between parents and children
项目 | M-M组（n=40） | F-F组（n=40） | F-M组（n=80） | ||||||||
腭皱形态值 | r值 | P值 | 腭皱形态值 | r值 | P值 | 腭皱形态值 | r值 | P值 | |||
形状 | 直线 | 左侧 | 3.24±1.55 | 0.033 | 0.150 | 4.10±2.98 | 0.019 | 0.144 | 3.71±1.13 | 0.027 | 0.927 |
右侧 | 3.14±1.86 | 0.126 | 0.057 | 3.17±1.97 | 0.043 | 0.417 | 3.93±1.88 | 0.040 | 0.390 | ||
弧形 | 左侧 | 2.19±1.88 | 0.087 | 0.702 | 1.12±0.78 | 0.003 | 0.647 | 2.55±1.23 | 0.015 | 0.596 | |
右侧 | 2.48±1.49 | 0.012 | 0.176 | 1.63±0.28 | 0.023 | 0.434 | 2.27±1.31 | 0.028 | 0.955 | ||
波浪 | 左侧 | 4.76±2.38 | 0.043 | 0.610 | 3.94±1.86 | 0.001 | 0.061 | 4.53±2.02 | 0.653 | 0.005 | |
右侧 | 3.72±1.41 | 0.826 | 0.002 | 4.24±1.70 | 0.035 | 0.382 | 3.88±1.81 | 0.819 | 0.003 | ||
环形 | 左侧 | 0.29±0.71 | 0.768 | 0.013 | 0.24±0.30 | 0.004 | 0.052 | 0.29±0.17 | 0.899 | 0.001 | |
右侧 | 0.19±0.51 | 0.036 | 0.749 | 0.37±0.29 | 0.017 | 0.556 | 0.24±0.11 | 0.230 | 0.099 | ||
长度 | 主皱襞 | 左侧 | 5.81±4.72 | 0.087 | 0.031 | 4.62±1.66 | 0.717 | 0.003 | 5.38±2.41 | 0.727 | 0.001 |
右侧 | 4.63±3.90 | 0.744 | 0.006 | 5.13±2.17 | 0.024 | 0.368 | 6.09±3.11 | 0.763 | 0.001 | ||
次皱襞 | 左侧 | 1.85±1.23 | 0.083 | 0.170 | 1.45±0.79 | 0.541 | 0.051 | 1.79±1.04 | 0.080 | 0.847 | |
右侧 | 1.91±0.94 | 0.014 | 0.515 | 1.59±0.41 | 0.126 | 0.587 | 1.56±0.98 | 0.036 | 0.802 | ||
零碎 | 左侧 | 0.75±0.59 | 0.130 | 0.603 | 0.40±0.02 | 0.007 | 0.912 | 0.90±0.16 | 0.015 | 0.437 | |
右侧 | 0.76±0.34 | 0.069 | 0.012 | 0.46±0.15 | 0.087 | 0.439 | 0.85±0.23 | 0.010 | 0.192 | ||
统一模式 | 会聚 | 左 | 1.52±0.41 | 0.826 | 0.001 | 1.25±0.32 | 0.453 | 0.031 | 1.67±0.11 | 0.875 | 0.001 |
右 | 1.19±0.88 | 0.086 | 0.703 | 1.61±0.54 | 0.098 | 0.160 | 1.50±0.61 | 0.886 | 0.001 | ||
发散 | 左 | 0.67±0.32 | 0.059 | 0.299 | 0.33±0.20 | 0.006 | 0.749 | 0.51±0.07 | 0.073 | 0.746 | |
右 | 0.48±0.16 | 0.041 | 0.660 | 0.59±0.25 | 0.079 | 0.701 | 0.42±0.10 | 0.322 | 0.051 | ||
3 讨论
腭皱是由不规则结缔组织构成的解剖学皱纹或皱褶，位于切牙乳突后，上腭前1/3处[8]。腭皱覆盖了上颌骨腭突，出现在宫内生命的第3个月，约在产前第12～14周形成。在法医学中，腭皱属于稳定的解剖标志，一旦形成，除长度（由于正常生长）外不会发生任何变化，并在人的一生中保持原位[9]。因此，腭皱常被用作临床牙科的辅助工具，应用于人类学、遗传学、正畸学、口腔修复学和法医学领域。国内对腭皱研究尚处于起步阶段，对于腭皱在法医学同一认定中发挥作用的相关研究文献尚未深入，关于腭皱遗传性的相关研究更是鲜有涉及。因此，针对父母与子女之间腭皱形态的对比十分必要，可为我国法医学领域提供参考和理论依据。
本研究发现120名受试者均有独特的腭皱形态，证明腭皱图案的唯一性。此外，在M-M组，F-F组及F-M组中均发现了个别腭皱形态的遗传性，其中F-M组腭皱形态相似性最高，F-F组相似性最低,说明腭皱的遗传有可能与性别相关，但由于样本量较少，后续可对其进一步研究。在腭皱形态的分类中，波浪形皱襞及环形皱襞在M-M组，F-M组均表现出一定的遗传性；在长度的分类中，主腭皱在3组中均表现出遗传性，且主腭皱在人群中的分布占比最大，因此，主腭皱相比于次级和零碎腭皱可能具有更强的遗传性；在统一型分类中，汇集型皱襞相较于分离型皱襞更为常见，且在M-M组和F-M组均体现了一定的遗传性；而无论是腭皱形态分类还是统一型分类，F-F组均无明显差异。这些发现与MALA等[10]的研究一致，即在10个不同家庭连续3代人的腭皱中，发现10%的腭皱在所有3代中均出现重复，另外10%在隔代中重复，20%在连续2代中重复[10]；父母与子女之间的皱褶图案非常相似，表明遗传的作用。然而，预测群体间腭皱遗传的准确性仍然值得考究，在本研究中，虽然个别腭皱形态显示出相似性，但在9种腭皱型中扔有5种无统计学差异，这可能是由于个体遗传和环境因素的复杂相互作用[11]。此外，不同的人群可能表现出相似的腭皱型，从而使人群识别具有挑战性[12]。由于腭皱形状是一个离散变量，且在整个生命周期中都是稳定的[8]。因此，在测量比对时，相比于长度，腭皱形状是优先参考的同一认定参数。
本研究发现120名受试者中波浪形腭皱是最常见的类型，其次是直线形，弧线形和环形，这与金香等[13]研究结果一致，与娜孜娜·马达力等[14]研究新疆地区维吾尔族人群中腭皱的分布不一致，说明不同种族之间腭皱的形态存在差异性。例如塞尔维亚人、土耳其人、澳大利亚人、伊拉克人、波斯尼亚人、印度人和非洲人[15-21]及有蜿蜒图案的智利人[22]，其波浪形皱襞更为常见；相比之下，埃及人和印度尼西亚人主要为直线形皱褶[3，23]，伊朗人和韩国人也是直皱褶图案更为多见[8，24]。尽管术语因分类不同而有所不同，但波浪和曲折蜿蜒的图案形状相似，而直线和直皱褶图案类似。而造成这种差异的原因可能在于腭皱发育过程中控制其方向的基因，因为基因决定了腭皱结缔组织内胶原纤维的方向，从而控制不同种族群体及个体间不尽相同的皱褶图案[25]，这使腭皱型在促进种族识别中具有非常大的潜力，同时也为个体识别、亲子鉴定及犯罪监控等社会领域提供捷径。
本项研究采用三维扫描（3D）技术对腭皱型进行评估，可显著减少人工测量带来的误差，且操作简单易行，数据整理便捷高效，不但节省资源材料，还可长久保存并用于交流运输，与传统藻酸盐取模相比，石膏灌注模型，三维扫描（3D）技术拥有更少的存储空间，更高的精确度，且更加环保。相较于二维的口内摄影，三维扫描技术增加了空间对比，且无需精准把握角度就可准确获得口腔组织结构，不仅对操作者的要求降低，也便于在临床上推广使用。
本研究尚且存在一些局限性。即为了让腭皱型拥有更详细的系统及强大的辨别力，许多学者为此进行了各种尝试且划分了许多标准和范围，本研究虽采用使用最广的THOMAS和KOTZE（1983）分类模式[3]，但缺乏其他分类的对比研究，很有可能对腭皱型的细节把握不足，因此，需在以后的研究中做进一步探索。
综上所述，腭皱的临床意义与应用价值较大，但国内尚处于起步阶段，探究其遗传性的相关研究尚处于空白。本研究证明了尽管腭皱存在个性特征，但在父母与子女之间发现了显著的遗传成分，为我国遗传学及牙科法医学的进一步研究提供了依据。
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