牙齿：见证人类进化与文明的“时间胶囊”

开讲

近日，由北京大学医学部主办的2024年北京大学口腔解剖学研讨会暨世界解剖日纪念活动在北京大学淑范医学图书馆举行，北京大学口腔医院口腔颌面外科医生梁节作了题为《守护口腔健康——藏在嘴里的进化与文明史掠影》的报告。本期，我们将她的报告分享给读者。

本期嘉宾

梁节：北京大学口腔医院口腔颌面外科主治医师

牙齿和口腔承担着重要的生理功能，包括咀嚼、发音、吞咽等，作为面部的重要组成部分，也极大地影响着面部美观。很多人可能不知道，牙齿可以存续数百万年之久。因此，小小牙齿是可以反映人类进化历程的重要史料，口腔疾病的发生和治疗，见证着人类文明的变迁。

牙齿见证人类进化史

2015年，科学家在埃塞俄比亚发现了一块早期人类下颌骨化石，这块化石上保留着几颗牙齿，经过鉴定，这块化石属于早期人类祖先。这一发现把人类起源的证据进一步向前推至距今更久远的280万年前。牙齿竟可以历经漫长时间的洗礼还保持着原来的形态，牙齿为什么如此坚固和耐久？

这主要得益于它们的独特结构和组成材料。牙齿的三层主要部分都有不同的功能和特性。牙釉质是牙齿最外层的“金钟罩”，它是人体中最坚硬的组织，其硬度甚至超过骨骼，与玻璃、不锈钢相当，它能帮助我们抵御咀嚼时的磨损和化学物质的侵蚀。在牙釉质的内部，是牙本质，它由大量的羟基磷灰石和胶原蛋白组成，这让它在坚固的同时又具有一定的弹性，能够缓解咀嚼时的冲击。牙本质还具有一定的再生能力，当牙齿受到轻度损伤时，牙本质可以分泌继发性牙本质来修复受损区域。牙髓是牙齿的核心部分，包含神经和血管。牙齿各部分通过牙骨质和牙周膜连接，稳定地安插在颌骨，通过咀嚼肌的运动来发挥咀嚼的作用。

尽管人类的生存环境和饮食习惯在数百万年间发生了巨大变化，牙齿的基本结构和成分在280万年前和今天仍有显著的相似性。牙釉质和牙本质的主要矿物成分——羟基磷灰石保证了牙齿的极高硬度和耐久性。即使经过了数百万年的地质作用，牙齿仍然能够完整保存，成为见证人类历史和进化的“时间胶囊”。

龋齿“偏爱”现代人吗

牙齿的耐久性似乎与另一些事实是矛盾的：2017年第四次全国口腔健康流行病学调查的数据显示，我国35~45岁人群中，龋齿（蛀牙）的患病率已经达到89%。难道龋齿是现代人类才有的疾病？

要解释这个问题，我们需要先了解龋齿到底是怎么发生的。用一个公式来简略概括：“菌斑﹢糖﹢时间=龋齿”。口腔中常驻着许多细菌，它们通过分泌黏性物质黏附在牙齿和牙龈表面，形成一层生物膜，即菌斑。一些细菌，如变形链球菌会利用食物中的糖分进行发酵，从而产生酸性物质。这些酸会溶解牙齿表面的矿物质（特别是牙釉质中的羟基磷灰石），导致牙釉质逐渐脱矿，形成小洞。当牙齿表面的菌斑没有被及时清除，致龋细菌分解糖所产生的酸就会长时间地停留在牙齿表面，酸性物质的浸泡会导致牙齿的矿物质不断丧失，龋坏就会逐渐扩展到牙本质甚至牙髓，从而引起牙齿变色、疼痛等一系列症状。

龋齿并不是现代才有的疾病，考古学家在距今大约1.4万年前的旧石器时代晚期遗址里发现了一些患有龋齿的颌骨标本。但是，早期人类多以采集和狩猎为生，食物主要为肉类、根茎和野果。据科学家们估算，在距今2万年以前，人类种群总体龋病的发生率低于2%。随着对谷物的驯化和农业出现，人类摄入精细碳水化合物的数量猛增，在新石器时期，龋齿的发生率达到了9%。谷物和淀粉类食物更容易黏附在牙齿表面，形成牙菌斑，加速牙齿龋坏的进程。

公元前4世纪，糖及制糖技术被带到古希腊，欧洲总体龋病患病率从小于10%开始攀升，至公元7世纪，欧洲总体龋病患病率达56%。随着工业革命的发生，精制糖的获取变得更容易，近代欧洲和美洲患龋率惊人地达到了90%。可见，饮食习惯的改变是导致人类龋齿发病率升高的主要因素。现代人的饮食充斥着精制碳水化合物和糖，患龋率因此居高不下。

是进化导致牙列拥挤吗

仔细观察人类的灵长类近亲大猩猩，你可能会发现，大猩猩大多有一口整齐的牙齿。考古学家在分析尼安德特人、直立人早期人类化石时，发现他们的牙齿排列也较为整齐。而现代人牙列拥挤的发生率高达39%，是什么导致了这样的变化？

在人类的进化过程中，牙齿是一个重要的适应性工具。早期人类主要以坚硬的、未经加工的食物为主，比如生肉、坚果、根茎类植物等，咀嚼这类食物需要强有力地撕扯和研磨，因此，早期人类拥有比现代人大得多的尖牙（也就是犬齿，用以撕碎食物）和磨牙（也就是臼齿，用来研磨食物）。相应地，较大的咀嚼力会刺激颌骨发育，使颌骨具有一定的宽度和强度，这也为牙齿的排列提供了足够的空间，因此牙列拥挤的情况较少见。随着人类掌握了火并开始使用工具，饮食结构逐渐从天然的粗糙食物转向精细加工的熟食，不再需要强有力的咀嚼了。研究显示，农业社会的人类相比狩猎采集者，其颌骨更窄、咬合力减弱。尽管颌骨的形态受到咀嚼力减小的影响而变窄，但牙齿大小和数量的变化却并没有同步发生，因此，现代人的牙列拥挤和错畸形成了常见问题。

牙列拥挤除了影响美观外，还会降低咀嚼效率、影响消化，同时，导致牙齿清洁困难、更容易发生龋齿、牙周病等，进而导致牙齿早失。牙列拥挤还改变了咬合状态，可能引起颞下颌关节的疼痛、弹响甚至张口受限。颌骨与牙齿不同步进化的影响还不止于此，智齿，即第三磨牙，作为最晚萌出的牙齿，当颌骨空间不足以容纳其正常萌出时，它就会部分埋在牙龈里或颌骨内，于是出现智齿阻生现象。智齿阻生也会加重食物嵌塞、引起牙龈肿痛和邻牙的龋坏，甚至引发更严重的问题。

技术进步改变治疗方式

2017年，科学家在意大利瓦莱托洞穴中发现了距今约1.4万年的古代牙齿化石，牙齿上有龋坏和人工刮削的痕迹。研究人员认为这是目前已知最早的牙科治疗证据。我国早在唐代，就出现了用白锡、银箔和水银合成银膏作牙齿充填剂来治疗龋病的记录。王焘在《外台秘要》中记录了必效杀虫方：“雄黄末以枣裹丸，塞牙孔中，以膏少许置齿，烧铁篦烙之，令彻热，以瘥止。”雄黄是二硫化二砷的俗称，必效杀虫方实际就是用砷破坏牙髓神经，达到止痛目的。这两项治疗手段，可以认为是近现代治疗龋齿的银汞充填技术和砷剂牙髓失活技术的前身。

然而，龋齿治疗中，如果不去除已经腐坏的牙体组织，只是单纯地把牙洞给填起来，那么牙齿的龋坏还会继续进展，无法达到保存牙齿的目的。直到19世纪中期，人们终于认识到龋齿治疗需要彻底清除腐败组织。同一时期，伴随着麻醉技术的出现，口腔治疗终于摆脱了疼痛的梦魇，医生可以更精确地去除龋坏组织，而不用担心患者因疼痛无法配合。到了20世纪中期，随着材料学的发展和技术的进步，高速牙科手机和更为精细的工具被引入牙科实践中。这使得牙医能够更加精确、快速地去除龋坏组织，并使用各种新型修复材料（如复合树脂）进行填充，天然牙得以更长久地保存。

技术的进步同样改变了其他口腔疾病的治疗方式。自远古以来，尽管缺乏麻醉和消毒技术，拔牙仍是解决牙齿感染和疼痛的主要方法。古罗马御医塞尔苏斯就记载了用手或钳子拔牙的技术，而这一技术历经1000多年也没有太大的改进。至18世纪，牙科逐渐从普通外科中独立出来，被誉为现代牙科之父的法国牙医皮埃尔·福查对牙科器械和治疗技术做了许多改进。他设计了更精细的拔牙钳子，并改进了拔牙的操作方法。随着麻醉技术的应用，拔牙开始变得无痛而舒适。解剖学的进步使医生对牙齿、颌骨的解剖形态有了更深的理解，从而促进了新的拔牙工具和技术的发明。X线在医学中的应用，使得在拔牙前通过X线片来了解牙根及颌骨形态变得容易，进一步降低了拔牙的风险。高速牙科手机的出现，使得在拔除复杂智齿的时候，对周围组织的创伤降低，拔牙也进入了微创时代。

同样地，牙齿矫正技术也伴随着科学技术、医学水平的进步，发生了翻天覆地的变化。虽然早在古埃及、古希腊和罗马时期，人们就尝试通过用线、手指对排列不齐的牙齿施加力来试图使牙齿排列整齐。但牙齿排列的矫正与颌骨、发育存在着复杂的关系，不恰当的矫正技术可能会导致面部发育畸形、颞下颌关节紊乱等严重的问题。随着现代医学对颅颌面生长发育规律的掌握及对牙齿移动技术的拓展，现代正畸学逐步建立，我们现在常见的不锈钢托槽和弓丝成为牙齿矫正的主要方法。21世纪，正畸学进一步借助3D扫描、计算机辅助设计和3D打印技术，实现了个性化托槽设计、精确定位和牙齿移动的预测，隐形矫治技术的出现更是极大提高了正畸治疗的效果和舒适度。

进化的缓慢与生活方式的急速变化所引发的冲突，为人类的健康带来了许多新的挑战，本文提到的龋齿、牙列拥挤和智齿阻生只是其中一小部分。幸运的是，对疾病的认识、技术的发展、口腔保健意识的提高正在帮助人类更好地面对挑战。

编辑：张昊华 管仲瑶

校对：李诗尧

审核：秦明睿 徐秉楠

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