Diagnostic informativity of cytokines/chemokines and growth factors in dentistry

Толық мәтін

Одним из актуальных направлений научных исследований в стоматологии считается повышение качества диагностики заболеваний, контроля и прогнозирования эффективности лечебно-профилактических мероприятий [1, 2].

Важное значение в защите тканей полости рта от повреждения принадлежит локальной иммунной защите. Развитие воспалительных процессов, как правило, происходит при нарушении процессов межклеточного взаимодействия с участием цитокинов, хемокинов и факторов роста, содержащихся в биологических жидкостях полости рта [3–5]. Процессы репарации включают гемостаз, воспаление, пролиферацию и ремоделирование тканей. Эти явления обусловлены медиаторами, определяющими взаимодействия внутри иммунорегуляторной, цитокиновой сети биологических жидкостей полости рта [3, 6].

Изучение уровня цитокинов, хемокинов и факторов роста в биологических жидкостях широко применяется для оценки различных процессов в организме и эффективности лечебных мероприятий [2, 3]. Результаты исследований цитокинов/хемокинов, факторов роста при стоматологических заболеваниях позволят установить роль медиаторов иммунорегуляторных процессов в развитии и течении процессов воспаления, регенерации тканей и могут стать основой разработки новых стратегий диагностики и лечения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение диагностической значимости уровня цитокинов/хемокинов и факторов роста в разных биологических жидкостях полости рта.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследовано 80 человек, мужчин и женщин, не имеющих сопутствующих заболеваний, обратившихся в стоматологическую поликлинику ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава РФ (г. Саратов). Возраст обследованных был от 18 до 59 лет [средний возраст (43 ± 3,2) года]. Из них: 20 человек были с интактным пародонтом, через неделю после проведения профессиональной гигиены полости рта (они составили группу сравнения, у них однократно исследовалась десневая жидкость); 20 пациентов, у которых был диагностирован пародонтит, у 10 – легкой степени, у 10 – средней степени тяжести (однократно исследовалось содержимое пародонтальных карманов); 20 пациентам проводилось восстановление дефектов зубных рядов с использованием имплантатов (в динамике изучалась жидкость периимплантационной борозды); 20 пациентам проводилось удаление зубов по поводу хронического периодонтита (исследовалось содержимое лунки на следующий и 5-й день после удаления зуба).

Клиническое обследование, кроме стандартных методов (выяснения жалоб, анамнеза, осмотра полости рта, рентгенологического исследования) включало определение гигиенического (Грина – Вермиллиона) и пародонтальных (PMA и Рассела) индексов, глубины пародонтальных карманов или околоимплантатной борозды. А у пациентов, которым проводилось изучение заживления лунки зуба, оценивались локальная боль, отек, гиперемия прилежащих тканей (на следующий и 5-й день после удаления зуба), сроки эпителизации лунки.

Лабораторные исследования включали определение биомаркеров биологических жидкостей. Методом твердофазного иммуноферментного анализа проводили количественное определение уровня провоспалительных цитокинов: интерлейкина-6 (IL6), интерлейкина-1-бета (IL1β); хемокинов: интерлейкина-8 (IL-8), моноцитарного хемоаттрактантного протеина (МСР-1); васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF). Для этого применяли коммерческие наборы реагентов АО «Вектор Бест», Новосибирск. Исследования проведены в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинской декларации. Протоколы исследования одобрены комитетом по биомедицинской этике ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава РФ.

Статистическая обработка данных проведена общепринятыми для медико-биологических исследований методами. При обработке полученных результатов использовался пакет компьютерной программы IBM SPSS Statistics версии 23.0.0.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для определения значимости исследования цитокинов/хемокинов и факторов роста в содержимом пародонтальных карманов с целью диагностики воспалительных заболеваний пародонта нами обследовано 20 пациентов, у 10 из которых был пародонтит легкой степени, у 10 – средней степени тяжести.

При опросе пациентов с пародонтитом отмечались жалобы на кровоточивость десен при чистке зубов, неприятный запах изо рта, быстрое образование зубного камня. При пародонтологическом обследовании визуализировалась застойная гиперемия маргинальной и альвеолярной части десны, выявлялась кровоточивость при зондировании пародонтальных карманов, определялись зубные отложения. У пациентов с пародонтитом легкой степени глубина пародонтальных карманов была (3,2 ± 0,05) мм, ИГ – (3,3 ± 0,5) (плохой уровень гигиены полости рта), индекс РМА – (31 ± 3) %, ПИ – 0,7 ± 0,3. У пациентов с пародонтитом средней степени определялись пародонтальные карманы глубиной (5,1 ± 0,1) мм, неудовлетворительная гигиена полости рта (ИГ) – 4,2 ± 0,14; РМА – (46 ± 6) %, ПИ – 1,7 ± 0,06. В группах пациентов с пародонтитом легкой и средней степени тяжести отмечено увеличение содержания в пародонтальных карманах IL1β, IL6, IL8 и MCP1 на фоне подъема содержания VEGF, по сравнению с пациентами с интактным пародонтом (см. табл. 1). То есть у пациентов с пародонтитом подъем уровня провоспалительных цитокинов/ хемокинов соответствовал нарушенному локальному иммунному ответу на микробную инвазию. При этом нами выявлены статистически значимые отличия в уровне провоспалительных цитокинов при пародонтите легкой и средней степени. Уровень IL1β, IL6, IL8 и VEGF был выше, чем в группе сравнения, при пародонтите легкой степени в 3 раза, пародонтите средней степени – в 4 раза, MCP1 в 6 и 8 раз соответственно (табл. 1). Повышенный уровень данных биомаркеров у больных пародонтитом свидетельствует о длительно текущем, вызывающим значимые изменения пародонтальных индексов и клинические проявления воспалительном процессе в полости рта. Следовательно, определение содержания провоспалительных цитокинов и фактора роста VEGF в пародонтальных карманах может быть использовано для диагностики не только наличия воспалительно-деструктивных процессов в тканях пародонта, но и степени их выраженности.

 

Содержание цитокинов/хемокинов и VEGF в биологических жидкостях полости рта [Медиана, пг/мл (25-75 процентиль)]

Группы обследованных		IL-1β	TNFα	IL-6	IL-8	МСР1	VEGF
Интактный пародонт, группа сравнения (n = 20)		14,1 (12,6–16,8)	3,7 (3,0–5,2)	1,1 (0,9–1,4)	63,2 (55,2–68,5)	28,2 (25,4–29,3)	9,4 (8,5–12,2)
Пародонтит(n = 20)	легкой степени	43,6* (40,8–49,2)	13,0* (10,4–17,5)	2,9* (2,6–3,2)	188,9* (163,9–201,5)	172,2,0* (153,3–202,8)	29,6,5* (27,3–33,2)
	средней степени	61,9*^ (47,3–85,1)	13,9* (13,4–14,5)	9,8*^ (8,9–11,8)	260,3*^ (235,3–361,9)	242,5*^ (220,2–248,2)	36,2*^ (33,2–38,6)
Несъемные ортопедические конструкции на имплантатах (n = 20)	до установки	17,5 (12,2–20,5)	3,5 (2,5–5,5)	2,5* (1,6–3,9)	68,9(61,4–83,2)	28,3(22,0–30,9)	18,3* (16,7–20,5)
	через 10–12 месяцев после установки	29,1*■ (25,5–38,6)	6,0*■ (5,9–6,6)	2,4*■ (2,2–2,5)	67,1 (54,3–75,1)	38,5*■ (32,9–45,1)*	14,9*■ (6,1–18,2)*
Лунка после удаления зуба (n = 20)	следующий день	59,3* (48,1– 68,8)	8,6* (6,8–10,2)	19,6* (18,1– 20,9)	392,5* (369,7–410,2)	46,6* (40,8–52,9)	34,4* (33,9–39,8)
	5-й день	36,9*° (31,6–40,5)	5,2*° (3,8–6,5)	17,4* (15–19,9)	347,9*° (330,8–363,7)	23,7° (21,9–24,1)	43,3*° (36,9–45,5)

Статистически значимые различия (р < 0,05) при сравнении с: * - группой с интактным пародонтом; ^ – пациентами с пародонтитом легкой степени; ■ - данными до установки ортопедических конструкций на имплантатах; ° - данными на следующий день после удаления зуба.

 

Для определения диагностической информативности уровня биомаркеров в периимплантационной борозде в динамике ортопедического лечения (до и после протезирования на имплантатах) изучалось состояние окружающих имплантат тканей у 20 пациентов. До установки несъемных ортопедических конструкций на имплантаты пациенты не предъявляли жалоб и не имели значимых изменений гигиенического и пародонтальных индексов (ИГ 1±0,05, PMA и ПИ равны 0). При объективном обследовании полости рта до установки ортопедической конструкции на имплантаты десна была плотная, бледно-розового цвета, безболезненная при пальпации, глубина периимплантатной борозды составляла (1,1 ± 0,08) мм. Провоспалительные медиаторы, хемокины и факторы роста, высвобождаемые последовательно на нескольких этапах в процессе остеоинтеграции, выявлены в жидкости околоимплантатной борозды. В ней, перед установкой несъемных ортопедических конструкций на имплантаты, было незначительно повышено содержание IL6 и VEGF, уровень остальных изученных провоспалительных цитокинов/хемокинов достоверно не отличался от группы сравнения (см. табл.). Это свидетельствовало об отсутствии активного воспалительного процесса в околоимплантатных тканях и создании среды для развития остеоинтеграции вокруг имплантатов, то есть о достижении стабильного состояния процессов остеоинтеграции и достаточно высокого уровня доставки биологически активных веществ в окружающие имплантат ткани. Через 10–12 месяцев после установки ортопедических конструкций в жидкости периимплантационной борозды значительно возрастало содержание IL1β – до 166 % от величины до установки, TNFa – до 171,4 % и МСР1 – до 136,0 % соответственно. Также снижалась концентрация VEGF – до 73,0 % от величины до установки ортопедических конструкций. Следовательно, имплантаты в процессе остеоинтеграции имеют иммунную защиту от бактериальной пленки, однако протезирование приводит к ее нарушению и делает возможным развитие воспалительных процессов. Таким образом, результаты определения концентрации провоспалительных цитокинов/хемокинов в жидкости периимплантационной борозды позволяют оценить состояние околоимплантатных тканей на уровне иммуно-эпителиального барьера в динамике ортопедического лечения на имплантатах.

Для изучения возможности использования биомаркеров при оценке воспалительных и регенераторных процессов при заживлении лунки зуба нами проведено сравнение биологической жидкости лунки зуба с десневой жидкостью лиц с интактным пародонтом (группа сравнения). Были обследованы пациенты, у которых отмечалось нормальное заживление лунки после удаления зубов (без осложнений). При этом образующийся в лунке после удаления кровяной сгусток постепенно замещался грануляционной тканью, а эпителий разрастался со стороны края лунки. Эпителизация лунки начиналась на 3-и сутки после удаления зуба и заканчивалась на 13–18-й день. Клинические наблюдения на следующий день после экстракции зуба показали отсутствие боли у 65 % и слабую боль у 35 % пациентов. Отек и гиперемия слизистой оболочки лунки были выражены слабо или умеренно у 30 %, отсутствовали у 70 % обследованных. На 5-й день боли, отека и гиперемии десны ни у кого не было.

Биомаркеры в лунке зуба изучались на 1-е и 5-е сутки после удаления, т. к. в последующие дни забор материала был технически не возможен. Через сутки в лунке зуба уровень провоспалительных цитокинов/хемокинов был значительно выше аналогичных показателей десневой жидкости группы сравнения: TNFα и MCP1 – в 2; IL1β – в 4; IL8 – в 6 и IL6 – в 20 раз; фактор роста VEGF был в 3 раза выше, чем аналогичный показатель десневой жидкости лиц с интактным пародонтом (см. табл.). Эти данные свидетельствуют о значимом участии клеток иммунной систем в репаративных процессах, происходящих в лунке удаленного зуба. На 5-й день после удаления в лунке снижалась активность воспалительных процессов, с чем свидетельствовало уменьшение уровня изучаемых провоспалительных цитокинов/хемокинов по сравнению с 1-м днем после удаления. Содержание IL1β и TNFα снижалось примерно в 1,5, а MCP1 в 2 раза, уровень IL6 и IL8 достоверно не изменился. Уровень MCP1 при этом приближался к аналогичному группы сравнения. Содержание в лунке удаленного зуба фактора роста VEGF, отражающего активность процессов репарации тканей, повышалось.

Увеличение в лунке зуба провоспалительных цитокинов/хемокинов и фактора роста VEGF на следующий день после удаления соответствовало первой фазе заживления. На 5-й день происходило уменьшение выраженности воспалительных явлений (снижение провоспалительных цитокинов/хемокинов) при активации регенераторных процессов (повышение фактора роста VEGF). Таким образом, медиаторы иммунорегуляторных процессов: про- и противовоспалительные цитокины/хемокины и фактор роста VEGF, отражают процессы, происходящие при заживлении лунки зуба.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Уровни цитокинов/хемокинов и фактора роста VEGF отражают активность воспалительных и регенераторных процессов в тканях полости рта и могут применяться для диагностики наличия и оценки динамики заболеваний. Повышение выработки провоспалительных цитокинов и фактора роста VEGF играет ведущую роль в развитии местного воспалительного процесса и регенерации тканей.

Авторлар туралы

Maria Martynova

State Medical University named after V. I. Razumovsky

Email: gaichka8@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-3036-3534

graduate student of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry

Ресей, Saratov

Aleksey Mironov

State Medical University named after V. I. Razumovsky

Email: iammironov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2728-5355

assistant of the Department of surgical dentistry and maxillofacial surgery

Ресей, Saratov

Alexander Lepilin

State Medical University named after V. I. Razumovsky

Email: lepilins@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6940-5178

Doctor, Professor, Head of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry

Ресей, Saratov

Nadezhda Erokina

State Medical University named after V. I. Razumovsky

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: nadleo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9189-4422

Doctor, Professor of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry

Ресей, Saratov

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар