智齒-跟不上人類演化的痕跡器官

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相信絕大多數的人都遇過要拔智齒的問題,個人到研究所時期才長智齒。生長後也因發炎問題產生劇痛,帶給人不少的困擾。人類在演化途中因下顎逐漸變小,沒有多餘的頜骨空間可以留給智齒。由於清潔不易容易蛀牙,更沒有咀嚼功能,因此被認為是一種痕跡器官。

圖1. 跟牙齒發育相關重要的基因以及智齒發育不全的地理位置與年齡性別統計。

根據2019年太平洋大學牙醫學院的研究,多達 70% 的現代人可能會遇到智齒問題,無論是萌生失敗(嵌塞)還是根本不發育(發育不全)。智齒發育不全至少可以追溯到直立人早期,並且在人類物種的後期進化過程中出現的頻率越來越高。

此外,雖然大多數研究人員將食物物理特性的變化與智齒缺失頻率增加進行聯繫,但尚不清楚這種變化是否發生在農業出現、工業化開始或兩者兼而有之。此外,在不同地理位置的近期人群中,智齒缺失的流行率存在相當大的差異。

Wisdom tooth

智齒是人類最常見的先天性缺失牙。智齒發育不全的流行率因國家而異。韓國人智齒缺失的患病率最高(41%),而非洲本土人和美洲印第安人的患病率最低,為 10-11%。其他研究報告稱,孟加拉國的患病率為 38.4%,中國為 28.7%,馬來西亞為 26.2%,西班牙為 25%,智利為 24.75%,土耳其為 17.3%,英國為 12.7%。PAX9 和 MSX1 是早期控制牙齒發育的最重要基因。它們編碼重要的轉錄因子,這些轉錄因子參與原始牙囊上皮細胞和間充質細胞的遺傳和信號網路以及上皮間充質相互作用。這些基因的突變會導致牙齒發育不全。

ARE WE GOING TO HAVE WISDOM TEETH IN THE FUTURE?

PAX9的突變會導致少牙症,這種疾病導致先天性缺失 6 顆或更多恆齒,但智齒除外。也稱為選擇性牙齒發育不全 (STHAG),它是人類牙列中最常見的疾病,影響不到四分之一的人口。

PAX9-wiki

而MSX1 是特定形式的牙齒發育不全的最強候選基因之一,僅在一些受影響的個體中檢測到該基因的突變。在小鼠早期牙齒上皮中表達的基因,如 Bmp4、Bmp7、Dlx2、Dlx5、Fgf1、Fgf2、Fgf4、Fgf8、Lef1、Gli2 和 Gli3 也是潛在的候選基因。根據現有證據,牙齒發育不全和少牙症似乎都是異質性狀,由幾個獨立的缺陷基因引起,這些基因與其他基因一起或與其他基因一起作用並導致特定的表型。

MSX1-wiki

在人類進化過程中發生的顯著形態變化的一個例子是智齒缺失的頻率增加,稱為M3發育不全 (M3 agenesis), 2020年Human Biology的期刊研究檢查了 1036 名患者的全景放射影像。根據年齡範圍安排了兩組,每組由 518 名患者組成。12~19歲為第一組,20歲及以上為第二組。在兩個年齡組中檢查了 M3 發育不全的頻率。還記錄了 M3 發育不全的性別和頜骨分佈,以及受發育不全影響的 M3 數量,以卡方檢驗用於檢查分類變量之間的關係。

結果在第一組和第二組中分別觀察到 29.3% 和 20.5% 的 M3 發育不全;差異具有統計學意義(P  < 0.01)。女性(27.3%)多於男性(21.4%),上頜骨(11.2%)多於下頜骨(5.8%),差異有統計學意義(P  <0.05)。它主要在右上頜 M3 (18) (30.9%) 和下頜的單象限 (9.7%) 中觀察到。

發現M3 發育不全的頻率在 12 至 19 歲的患者中比在 20 歲及以上的患者中更為常見。此外,M3 發育不全在女性和上頜骨中更常見。

Evaluation of the frequency of third molar agenesis according to different age groups

結論

整體而言,牙齒發育不足是由於多種遺傳和解剖/功能環境因素之間的相互作用造成的。PAX9 和 MSX1 基因的突變通常構成牙齒發育不全的重要遺傳成分。M3 發育不全是人類近期生物變化的一個有趣例子。我們對其發生的方式和原因所知甚少,值得更徹底的調查,或許未來能使人類不再萌生智齒這個無用的痕跡器官。

參考文獻

Alkhen, B., Abumustafa, A., & Tolarova, M. (2019). ARE WE GOING TO HAVE WISDOM TEETH IN THE FUTURE?.

Pamukcu, U., Ispir, N. G., Toraman Alkurt, M., Altunkaynak, B., & Peker, I. (2021). Evaluation of the frequency of third molar agenesis according to different age groups. American Journal of Human Biology33(3), e23487.

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