Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Базарный В.В.

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Полушина Л.Г.

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Максимова А.Ю.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского»

Светлакова Е.Н.

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Мандра Ю.В.

ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

Клинико-диагностические характеристики саливарных матриксных металлопротеиназ как потенциальных биомаркеров при хроническом пародонтите

Авторы:

Базарный В.В., Полушина Л.Г., Максимова А.Ю., Светлакова Е.Н., Мандра Ю.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Лабораторная служба. 2020;9(4): 54‑58

Прочитано: 953 раза


Как цитировать:

Базарный В.В., Полушина Л.Г., Максимова А.Ю., Светлакова Е.Н., Мандра Ю.В. Клинико-диагностические характеристики саливарных матриксных металлопротеиназ как потенциальных биомаркеров при хроническом пародонтите. Лабораторная служба. 2020;9(4):54‑58.
Bazarnyi VV, Polushina LG, Maksimova AYu, Svetlakova EN, Mandra YuV. Clinical and diagnostic characteristics of salivary matrix metalloproteinases as potential biomarkers in chronic periodontitis. Laboratory Service. 2020;9(4):54‑58. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/labs2020904154

Рекомендуем статьи по данной теме:
Им­му­но­гис­то­хи­ми­чес­кие осо­бен­нос­ти и па­то­ге­нез ги­пер­рас­тя­жи­мых век. Плас­ти­чес­кая хи­рур­гия и эс­те­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(4):25-33

Введение

Хронический пародонтит (ХП) остается одним из распространенных заболеваний зубочелюстной системы, приводящим к существенным негативным медико-социальным последствиям [1—3]. В результате поражения пародонта не только происходят потеря зубов и ухудшение качества жизни, но и повышается риск развития различных заболеваний — сердечно-сосудистых, психических, онкологических и др. [4—7]. Поэтому изучение патогенеза ХП и разработка на этой основе новых стратегий диагностики, лечения и профилактики сохраняют свою актуальность.

Многочисленные исследования в данной области позволили выявить целый ряд биомаркеров поражения пародонта в ротовой жидкости (РЖ) среди них цитокины, острофазные белки, маркеры оксидативного стресса и др. [8—12]. Вместе с ними показаны изменения уровня матриксных металлопротеиназ (ММП) в РЖ при ХП [13, 14].

ММП — семейство цинксодержащих эндопептидаз, катализирующих реакции деградации компонентов внеклеточного матрикса. ММП продуцируются различными клетками организма, в частности нейтрофилами, моноцитами, макрофагами, лимфоцитами, тучными клетками, фибробластами, остеокластами, хондроцитами, кератиноцитами, эндотелиоцитами, миоцитами и некоторыми другими типами клеток. У человека известно >25 ферментов этого семейства, которые принимают участие в различных физиологических и патологических процессах в организме. Они обеспечивают ремоделирование, поддержание гомеостаза ткани, что особенно важно для ангиогенеза и заживления ран. Нарушение продукции ММП ассоциировано с некоторыми заболеваниями [15—17], в частности показано повышение их уровня в слюне и десневой жидкости при ХП [13—16].

Однако клинико-диагностическое значение этих ферментов при поражении пародонта не установлено.

Цель данного исследования — установить диагностическую эффективность ММП в РЖ при ХП.

Материал и методы

Работа основана на обследовании 30 пациентов (основная группа) и 20 практически здоровых добровольцев без патологии пародонта (контрольная группа). Возраст пациентов в основной группе составил 18—46 лет (медиана 39 лет), в группе сравнения — 19—38 лет (медиана 37 лет). Соотношение женщин и мужчин в основной группе составило 1,1, в группе сравнения — 1,0. Различий по половозрастному составу и структуре сопутствующей соматической патологии не установлено. Диагноз «хронический пародонтит» (К05.3, МКБ-10) был установлен на основании клинико-рентгенологических критериев в соответствии с клиническими рекомендациями (протоколами лечения), утвержденными Стоматологической ассоциацией России (2013) с изменениями и дополнениями [https://www.e-stomatology.ru/director/protokols/]. У всех пациентов был определен пародонтит средней или тяжелой степени. Критериями включения в основную группу были возраст пациентов 18—50 лет, общесоматическое состояние пациентов в стадии компенсации, пациенты, обратившиеся к стоматологу с жалобами на кровоточивость десен, пациенты на поддерживающей пародонтальной терапии.

Наряду со стандартным клиническим обследованием оценивались стоматологические индексы: упрощенный индекс гигиены полости рта (OHI-S) по Green—Vermillion (1964), папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (PMA) в модификации C. Parma (1960), парадонтальный индекс Рассела (ПИ).

У всех обследованных исследовали нестимулированную РЖ, которую получали не ранее чем через 3 ч после приема пищи, полоскания полости рта и собирали в пробирки Saliva Caps Set, а затем замораживали. Пробы хранили при температуре –40 °C в течение 3 мес. В пробах определяли ММП-1, -7, -8, -12, -13 методом мультипараметрического флуоресцентного анализа с магнитными микросферами (Xmap-технология, «Luminex») с использованием тест-систем ProcartaPlex Human MMP Panel-5 plex Invitrogen («eBioscience») и мультиплексного анализатора Luminex 200 с программным обеспечением xPONENT.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием непараметрических критериев. Результаты в таблицах представлены как медиана (Me), и интерквартильный диапазон (Q1, Q3). Достоверность различий (p) оценивали при помощи критерия Манна—Уитни.

Для определения диагностической значимости лабораторных параметров — диагностической чувствительности (ДЧ) и диагностической специфичности (ДС) — использован ROC-анализ [18]. Кроме того, оценивали прогностическую ценность положительного результата (ПЦ) по формуле:

ПЦ=(ИП/(ИП+ЛП))·100%,

где ИП — истинно положительный результат; ЛП — ложноположительный результат.

Для решения задач многомерной статистики использовали программу Gretal, расчет диагностических характеристик показателей и прогностической ценности производился с использованием приложения для EXEL 2007 — Analyse-it.

Исследование проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (Helsinki, 2000) и одобрено локальным этическим комитетом ( протокол №10 от 16.12.18).

Результаты

Объективными показателями состояния полости рта являются стоматологические индексы пародонтального здоровья — РМА, ПИ и гигиены полости рта (OHS-S). Все они были заметно повышены у пациентов с ХП (табл. 1), например РМА — в 4,5 раза, что подтверждает корректность установленного диагноза и отражает заметное нарушение «пародонтального» здоровья, проявляющееся в развитии пародонтита, а ПИ указывает на тяжесть заболевания [19].

Таблица 1. Индексы стоматологического здоровья у пациентов с ХП

Показатель

Контрольная группа

Me [Q1, Q3]

Основная группа

Me [Q1, Q3]

OHS-S

0,8 [0,5; 1]

1,9 [1,4; 2]

p=0,007

PMA

10 [2; 15]

45 [40; 48]

p=0,005

ПИ

0,1 [0; 0,3]

3,6 [2,1; 3,9]

p=0,004

В литературе последних 5 лет показано, что в патогенезе ХП участвуют некоторые из ММП через реализацию различных механизмов, ведущих к разрушению ткани пародонта. Их активность зависит от различных стимулов [16, 17, 20], включая цитокины, активация синтеза которых при ХП была показана ранее [4, 8, 9, 10]. В данном исследовании нами были рассмотрены ММП в РЖ, участвующие в ремоделировании внеклеточного матрикса (табл. 2).

Таблица 2. Концентрация ММП в РЖ

Показатель

Контрольная группа

Основная группа

ММП-1, пг/мл

260,1 [241,6; 309,2]

194,1 [131,8; 266,1]

p=0,06

ММП-7, пг/мл

2927,2 [2826,2; 6940,4]

4421,2 [3169,7; 7100,4]

p=0,03

ММП-8, пг/мл

6507,3 [6341,1; 7341,1]

17779,6 [10211,7; 24390,0]

p=0,01

ММП-12, пг/мл

1308,0 [1218,7; 1402,5]

2008,7 [1498,7; 2694,5]

p=0,01

ММП-13, пг/мл

635,7 [613,1; 646,7]

395,4 [296,8; 456,4]

p=0,06

Концентрация ММП-7 и ММП-12 повышалась в 1,5 раза у пациентов с ХП в сравнении с контрольной группой, уровень ММП-8 — в 2,7 раза (p<0,05).

Уровень ММП-1 и ММП-13 имел тенденцию к снижению в РЖ пациентов с ХП (p>0,05), что совпадает с данными других авторов, отметивших также некоторые половые различия в содержании ММП-13 в РЖ [21].

Аналогичные данные о состоянии ММП в РЖ при ХП были получены ранее другими авторами [13—15], но вопрос о клинико-диагностическом значении этих параметров оставался неопределенным.

Объективным инструментом для оценки диагностической ценности лабораторных тестов — диагностических чувствительности (ДЧ) и специфичности (ДС) — является ROC-анализ [18]. Он включает построение характеристической кривой зависимости ДЧ и ДС, площадь под которой AUC является интегральной количественной оценкой диагностической эффективности теста. Такой подход позволил установить, что среди ММП наибольшей диагностической ценностью обладают ММП-7, -8, -12, -13 (табл. 3).

Таблица 3. Диагностическая эффективность биомаркеров в РЖ при ХП

Показатель

Диагностическая чувствительность (%)

Диагностическая специфичность (%)

AUC

ММП-1

64,3

98,3

0,75

ММП-7

92,9

75,0

0,97

ММП-8

74,4

99,0

0,80

ММП-12

92,9

99,0

0,94

ММП-13

85,7

99,0

0,85

Наряду с ДЧ и ДС прогностическая ценность положительного результата является дополнительным способом оценки эффективности лабораторного теста (табл. 4).

Таблица 4. Прогностическая ценность положительного результата теста

Показатель

Критическая точка

Прогностическая ценность (%)

ММП-1, пг/мл

224,3

57

ММП-7, пг/мл

6830,3

82

ММП-8, пг/мл

7532,0

91

ММП-12, пг/мл

1504,1

90

ММП-13, пг/мл

496,9

62

Как следует из приведенных в табл. 4 результатов, прогностическая ценность ММП-1 и ММП-13 невысока, что не позволило нам рассматривать этот показатель как перспективный лабораторный тест при ХП.

На основании анализа полученных данных, сопоставления табл. 3 и 4, сделано заключение, что наиболее информативными показателями для диагностики хронического пародонтита средней и тяжелой степени является повышение в РЖ концентрации ММП-7 (≥6830 пг/мл), ММП-8 (≥7532 пг/мл) и ММП-12 (≥1504 пг/мл).

Обсуждение

В последние годы в научной литературе появился термин «пародонтальное здоровье». Несмотря на многочисленные исследования в этой области, хронический пародонтит остается распространенным заболеванием, что диктует актуальность поиска новых патогенетических механизмов этой патологии. Бесспорно, одним из направлений этого поиска является изучение иммунологических и биохимических параметров ротовой жидкости [22, 23], чему в определенной степени и посвящено это исследование.

В данной работе у пациентов с ХП средней и тяжелой степени выявлено существенное повышение активности ММП-7, -8 и -12, источником которых являются иммунокомпетентные клетки, играющие заметную роль в патогенезе пародонтита [24]. При этом некоторые авторы отмечают, что активность ММП при ХП зависит не только от активности воспалительного процесса, но и от других факторов, в частности пола, возраста пациента и сопутствующей патологии [21, 25]. Сопоставление уровня ММП при ХП с теми субстратами, на которые они воздействуют, указывает на то, что при патологии пародонта происходит деградация коллагеновых и неколлагеновых белков.

Заключение

Воспалительные заболевания пародонта сопровождаются изменением уровня ММП, которые являются активными участниками патогенеза заболевания и характеризуются достаточно высокой диагностической эффективностью. Определение концентрации ММП-7, -8 и -12 в РЖ может быть диагностическим тестом при ХП.

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания «Иммуноррегуляция и иммунный мониторинг реакций повреждения и восстановления тканей полости рта» ФГБОУ ВО «УГМУ» Минздрава России (номер государственной регистрации НИОКТР АААА-А18-118042890061-4).

Участие авторов:

Базарный В.В. — идея исследования, анализ результатов, редактирование текста.

Полушина Л.Г. — выполнение лабораторных исследований, статистическая обработка результатов, написание текста

Максимова А.Ю. — выполнение лабораторных исследований, статистическая обработка результатов

Светалкова Е.Н. — выполнение клинических исследований, анализ результатов

Мандра Ю.В. — консультация клинической части исследования, редактирование текста

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература / References:

  1. Gross AJ, Paskett KT, Cheever VJ, Lipsky MS. Periodontitis: a global disease and the primary care provider’s role. Postgrad Med J. 2017;93(1103):560-565.  https://doi.org/10.1136/postgradmedj-2017-134801
  2. Kassebaum NJ, Bernabe E, Dahiya M, et al. Global burden of severe periodontitis in 1990—2010: a systematic review and meta-regression. J Dent Res. 2014;93:1045-1053. https://doi.org/10.1177/0022034514552491
  3. Мандра Ю.В., Базарный В.В., Котикова А.Ю., Светлакова Е.Н., Полушина Л.Г. Оценка распространенности заболеваний пародонта среди спортсменов Уральского региона. Уральский медицинский журнал. 2018;6:24-26. 
  4. Cardoso EL, Reis C, Manzanares-Céspedes MC. Chronic periodontitis, inflammatory cytokines, and interrelationship with other chronic diseases. Postgrad Med J. 2018;130(1):98-104.  https://doi.org/10.1080/00325481.2018.1396876
  5. Ide M, Harris M, Stevens A, Sussams R, Hopkins V, Culliford D, Fuller J, Ibbett P, Raybould R, Thomas R, Puenter U, Teeling J, Perry VH, Holmes C. Periodontitis and Cognitive Decline in Alzheimer’s Disease. PLoS One. 2016;11(3):e0151081. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0151081
  6. Leng WD, Zeng XT, Kwong JS, et al. Periodontal disease and risk of coronary heart disease: an updated meta-analysis of prospective cohort studies. Int J Cardiol. 2015;201:469-472.  https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2015.07.087
  7. Zeng XT, Deng AP, Li C, Xia L-Y, Niu Y-M, Leng WD. Periodontal disease and risk of head and neck cancer: a meta-analysis of observational studies. PloS One. 2013;8(10):e79017. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0079017
  8. Базарный В.В., Полушина Л.Г., Ваневская Е.А. Иммунологический анализ ротовой жидкости как потенциальный диагностический инструмент. Российский иммунологический журнал. 2014;8(17):769-771. 
  9. Полушина Л.Г., Светлакова Е.Н., Семенцова Е.А., Мандра Ю.В., Базарный В.В. Клинико-патогенетическое значение некоторых цитокинов при пародонтите. Медицинская иммунология. 2017;19(6):803-806.  https://doi.org/10.15789/1563-0625-2017-6-803-806
  10. Chen XT, Tan JY, Lei LH, Chen LL. Cytokine levels in plasma and gingival crevicular fluid in chronic periodontitis. Am J Dent. 2015;28(1):9-12. 
  11. AlMoharib HS, AlMubarak A, AlRowis R. Oral fluid based biomarkers in periodontal disease: part 1. Saliva J Int Oral Health. 2014;6(4):95-103. 
  12. Chen M, Cai W, Zhao S, Shi L, Chen Y, Li X, Sun X, Mao Y, He B, Hou Y, Zhou Y, Zhou Q, Ma J, Huang S. Oxidative stress-related biomarkers in saliva and gingival crevicular fluid associated with chronic periodontitis: A systematic review and meta-analysis. J Clin Periodontol. 2019;46(6):608-622.  https://doi.org/10.1111/jcpe.13112
  13. Кушлинский Н.Е., Соловых А., Караогланова Т.Б., Баяр У., Герштейн Е.С., Трошин А.А., Максимовская Л.Н., Янушевич О.О. Матриксные металлопротеиназы и воспалительные цитокины в ротовой жидкости больных хроническим генерализованным пародонтитом с различными конструкционными материалами. Клиническая лабораторная диагностика. 2013;10:19-21.  https://doi.org/10.1007/s10517-012-1647-2
  14. Morais EF, Pinheiro JC, Leite RB, Santos PPA, Barboza C, Freitas RA. Matrix metalloproteinase-8 Levels in Periodontal Disease Patients: A Systematic Review. J Periodontal Res. 2018;53(2):156-163.  https://doi.org/10.1111/jre.12495
  15. Zhang L, Li X, Yan H, Huang L. Salivary matrix metalloproteinase (MMP)-8 as a biomarker for periodontitis: A PRISMA-compliant systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2018;97(3):e9642. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000009642
  16. Шадрина А.С., Плиева Я.З., Кушлинский Д.Н., Морозов А.А., Филипенко М.Л., Чанг В.Л., Кушлинский Н.Е. Классификация, регуляция активности, генетический полиморфизм матриксных металлопротеиназ в норме и при патологии. Альманах клинической медицины. 2017;45(4):266-279.  https://doi.org/10.18786/2072-0505-2017-45-4-266-279
  17. Cui N, Hu M, Khalil RA. Biochemical and Biological Attributes of Matrix Metalloproteinases. Prog Mol Biol Transl Sci. 2017;147:1-73.  https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2017.02.005
  18. Fawcett T. ROC graphs: notes and practical considerations for researchers. Kluwer Academic Publishers. 2004;31(8):1-38. 
  19. Грудянов А.И. Заболевания пародонта. М.: МИА; 2009.
  20. Шадрина А.С., Терешкина И.В., Плиева Я.З., Кушлинский Д.Н., Уткин Д.О., Морозов А.А., Филипенко М.Л., Кушлинский Н.Е. Матриксные металлопротеиназы: структура, функции и генетический полиморфизм. Патогенез. 2017;15(2):14-23. 
  21. Virtanen E, Yakob M, Tervahartiala T, Söder P-Ö, Andersson C, Sorsa T, Meurman H, Söder B. Salivary MMP-13 gender differences in periodontitis: A cross-sectional study from Sweden. Clin Exp Dent Res. 2017;3(5):165-170.  https://doi.org/10.1002/cre2.76
  22. Khodaii Z, Mehrabani M, Rafieian N, Najafi-Parizi GA, Mirzaei A, Akbarzadeh R. Altered levels of salivary biochemical markers in periodontitis. Am J Dent. 2019;32(4):183-186. 
  23. Cekici A, Kantarci A, Hasturk H. Inflammatory and immune pathways in the pathogenesis of periodontal disease. Periodontol 2000. 2014;64(1):57.  https://doi.org/10.1111/prd.12002
  24. Lundmark A, Johannsen G, Eriksson K. Mucin 4 and matrix metalloproteinase 7 as novel salivary biomarkers for periodontitis. J Clin Periodontol. 2017;44(3):247-254.  https://doi.org/10.1111/jcpe.12670
  25. Rathnayake N, Gustafsson A, Norhammar A, Kjellström B, Klinge B, Rydén L, Tervahartiala T, Sorsa T. Salivary Matrix Metalloproteinase-8 and -9 and Myeloperoxidase in Relation to Coronary Heart and Periodontal Diseases: A Subgroup Report from the PAROKRANK Study (Periodontitis and Its Relation to Coronary Artery Disease). PLoS One. 2015;10(7):e0126370. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126370

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.