СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПАРОДОНТИТА ПУТЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОСТЕОПРОТЕГЕРИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ
METHOD OF DIAGNOSIS OF PERIODONTITIS BY MEANS OF OSTEOPROTEGRIN LEVEL DETECTION IN BLOOD SERUM

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии и разработке ранней донозологической диагностики воспалительных заболеваний пародонта, основанной на определении уровня остеопротегерина в сыворотке крови.
Известно определение клинических индексов, которые в своей совокупности лежат в основе методов диагностики хронического пародонтита: Папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс - РМА - по Е.Schour и J.Massler в модификации С.Parma, 1948; Гингивальный индекс по Loe и Silness, 1963; Пародонтальный индекс PI no A.Russel, 1956; Костный показатель по Fuchs, 1946; Комплексный пародонтальный индекс - КПИ - по П.А.Леусу, 1989; Индекс пародонтальной болезни - PDI - по Ramfiord, 1959; Индекс степени и тяжести поражений (Extent and Severity Index, ESI) no Carlos и соавт., 1986 и др. Однако все известные способы диагностики представляют собой лишь индексный эквивалент относительной распространенности клинических проявлений заболевания и отражают лишь те или иные клинически выявленные аспекты поражений пародонта, а следовательно, не могут быть использованы в качестве универсальных тестов, отражающих всю полноту клинического диагноза в пародонтологии.
Существующие клинические методы обследования больного, включая измерение глубины пародонтальных карманов по методике А.И.Лампусовой, 1980; оценку патологической подвижности зубов по методике А.И.Евдокимова, 1975; кровоточивости десны после зондирования по методике H.R Mühlemann, S.Son, 1971 и т.д., имеют основное значение для постановки диагноза, так как регистрируются уже в стадии клинических проявлений, но относительно малоэффективны в оценке прогноза заболевания. В то же время до сих пор не существует методов, которые давали бы полную оценку всех аспектов поражений пародонта и были бы пригодны при популяционных обследованиях. Задача изобретения - разработка метода лабораторной диагностики пародонтита до этапа клинических проявлений заболевания, а также оценки тяжести течения уже развившегося процесса.
Поставленная задача решается тем, что в способе прогнозирования пародонтита, включающем определение количества остеопротегерина в сыворотке крови, и при содержании остеопротегерина в количестве 8,000-11,999 пмоль/л регистрируют пародонтит легкой степени, при содержании остеопротегерина 3,000-7,999 пмоль/л - средней степени тяжести, при 1,000-2,999 пмоль/л регистрируют пародонтит тяжелой степени.
Результат решения поставленной задачи - повышение эффективности ранней патогенетической диагностики хронических воспалительных заболеваний пародонта, улучшение качества стоматологической помощи больным хроническим пародонтитом.
Установлена зависимость между концентрацией остеопротегерина в сыворотке крови и степенью выраженности воспалительного процесса в пародонте.
Большинство тканей челюстно-лицевой области имеют соединительнотканное происхождение. Метаболические процессы, протекающие в соединительной ткани в физиологических и патологических условиях, несомненно, имеют свое отражение в возникновении пародонтита (Поликарад А. Физиология нормальной и патологической соединительной ткани. М., 1966, 323 с.). Слуцкий Л.И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани. Медицина, 1969, 375 с. Федянович И.Н., Магомедов A.M. «Лекар. справа (врачебное дело)» 2001, №3, с.59-62.
Известно несомненное клиническое значение определения количества остеопротегерина в крови для оценки изменений соединительной ткани (Makhluf H.A., Age-Related Decline in Osteoproteqerin Expression by Human Bone… Marrow Cell Cultured in Three-Dimensional Collagen Sponges. Biochemical and Biophysical Research Communications (2000), 268: 669-672]. Этот тест является наиболее важным методом распознавания генетически обусловленных (наследственных) заболеваний соединительной ткани, изучение которых довольно интенсивно развивается в последние годы (Wise G.E. Regulation of osteoprotegerin gene expressin in dental follicle cells / G.E.Wise, Y.Ren, S.Yao // J.Dent. Res. - 2003. - Vol.82, №4. - P. 298-302).
Состояние ремоделирования костной ткани играет определяющую роль в патогенезе пародонтита (Test genetico e microbiologico nella malattia parodontale / L.Checchi [et al.] // Miherva stomatol. - 2004. - Vol.53, №6. - P.345-353; Problems of genetic model testing in early onset periodontitis / J.A.Boughman [et al.] // J. Periodontol. - 1998. - Vol.59, №5. - P.332-337).
Несмотря на наличие работ, посвященных этому вопросу, процессы обмена в костной ткани пародонта и на сегодняшний день остаются изученными не в полной мере. Имеются данные, указывающие на большую информативность показателей метаболизма коллагена и основных минеральных компонентов при изучении различных патологических процессов в костной ткани (Paiosaari Heidi. Matrix metalloproteinases (MMPS) and their specific tissue inhibitors (TIMPS) in nature human odontoblasts and pulp tissue / Paiosaari Heidi // Acta univ. ouluen. D. - 2003. - №739. - P. 17-18; Robey P.G.Vertebrate mineralized matrix proteins: structure and function / P.G.Robey // Connect Tissue Res. - 1996. - Vol.35, №1-4. - P.131-136).
Процесс ремоделирования костной ткани требует синтеза костного матрикса остеобластами и одновременной его резорбции остеокластами, причем оба эти процесса протекают скоординировано. Остеопротегерин (также известный как остеокласт-ингибирующий фактор, OCIF, или остеокласт-связывающий фактор) является ключевым звеном ингибирования активации и дифференциации остеокластов и поэтому имеет большое значение в процессе резорбции костной ткани (Ньюман У. Минеральный обмен кости: пер. с англ. / У.Ньюман, М.Ньюман. - М., 1961. - 388 с.).
Вырабатываясь остеокластами, остеопротегерин (OPG) связывает RANK-лиганд (рецептор активации и дифференцировки остеокластов, ODAR) и этим предотвращает активацию остеокластов, тормозя остеокластогенезис (Growth factors regulate expression ofosteoblast-associated genes / Ch.L.Strayhorn [et al.] // J.Periodontol. - 1999. - Vol.70, №11. - P.1345-1354).
Остеопротегерин представляет собой гликопротеин, относящийся к семейству рецепторов фактора некроза опухоли с весом 60/120 kD (Бабаев Т.А. Гликопротеиды / Т.А.Бабаев. - Ташкент, 1966. - 262 с.). Являясь «ловушкой» рецепторов, остеопротегерин ингибирует связывание рецептора активации остеокластов (RANK) и лиганда рецептора активации остеокластов (RANK-лиганда или OPG-лиганда), тем самым угнетая мобилизацию, пролиферацию и активацию остеокластов, имеющую место при воспалении в тканях пародонта (Шварц Г.Я. Остеотропные цитокины семейства TNF и создание нового поколения лекарственных средств для лечения остеопороза // Цитокины и воспаление. - 2004. - №3). Определение остеопротегерина в крови позволяет не только установить правильный диагноз заболевания, но и выявить гетерозиготных носителей соответствующих патологических генов, а это может оказаться существенным при разработке профилактических мероприятий и генетических рекомендаций.
У взрослых людей мРНК OPG сильно экспрессируется в различных тканях, например в сердце, легких, почках, костях, печени, плаценте, мозге. Нарушение равновесия системы sRANK/RANKL/OPG приводит к серьезным нарушениям процессов ремоделирования кости, которые лежат в основе разрушения кости при постменопаузальном остеопорозе, болезни Педжета, костных потерях при метастазах рака, ревматоидном артрите и пародонтите (Kimura A. Matrix protein production and gene expression in bone forming cells on mandibulax bone formation of mouse / A.Kimura // Bull. Tokyo Dent. Coll. - 2003. - Vol.44, №3. - P.182-183; Hofbauer L.C. & A.E.Hofbauer, The Role of Osteoprotegerin and Receptor Activator of Nuclear Factor KB Ligand in the Pathogenesis and Treatment of Rheumatoid Arthritis. Arthritis & Reumatism (2001). 44: 253-259).
Показаниями к исследованию остеопротегерина в сыворотке крови являются:
- Постменопаузальный и сенильный остеопороз;
- Глюкокортикоид-индуцированный остеопороз;
- Заболевания с локальным ростом резорбтивной активности;
- Мониторинг терапии остеопротегерином;
- Артриты,
- Онкозаболевания [Bucay N. Et al. Osteoprotegerin-deficient mice develop early onset osteoporosis and arterial calcification. Genes and Development (1998), 12: 1260-1268; Bekker P.J. et al. The Effect of Single Dose of Osteoprotegerin in Postmenopausal Woman. Journal of Bone and Mineral Research (2001), 16: 348-360; Honore P. et al. Osteoprotegerin blocks bone cancer-induced skeletal destruction, skeletal pain and pain related neurochemical reorganization of the spinal cord.. Nature Medicine (2000), 6 (5): 521-528; Warren S. et al. Associations of Serum Osteoprotegerin Levels with Diabetes, Stroke, Bone Density, Fracture and Mortality in Elderly Woman. Journal of Clinical Endocrinology& Metabolism (2001), 86: 631-637}.
Все это свидетельствует о возможности использования данных о количестве остеопротегерина в крови в качестве раннего маркера пародонтита на донозологическом этапе болезни.
Тест определения человеческого остеопротегерина в биологических жидкостях (сыворотка, плазма, супернатант клеточной культуры) основан на методе иммуноферментного анализа [Hofbauer L.C. Osteoprotegerin ligand and osteoprotegerin: novel implication for osteoclast biology and bone metabolism. European Journal of Endocrinology (1999), 141: 195-210].
Объект исследования - лица обоего пола, в количестве 289 человек, из которых 148 мужчин и 141 женщина, принадлежащие к европеоидной расе, в возрасте 15-45 лет, проживающие на территории города Омска, Омской области. Средний возраст 33±2,8 лет. Все обследованные были разделены по нозологическому принципу на две группы. Первую исследовательскую группу - основную - составили лица обоего пола, имеющие патологию пародонта воспалительного характера (всего 194 человек: 100 мужчин и 94 женщины). Группа сравнения включала лиц обоего пола, не имеющих патологии пародонта (95 человек: 48 мужчин и 47 женщин).
Критерии исключения:
- Пациенты с клиническими и лабораторными признаками наличия острого воспалительного процесса.
- Лица, имеющие системные заболевания костной и соединительной ткани (остеопороза, коллагенозов и пр.), а также травмы костей, наследственную патологию.
- Лица, не понимающие цели исследования и не подписавшие добровольное информированное согласие на участие в исследовании, а также отказавшиеся от участия в исследовании на любом из его этапов.
Пример 1. При сравнении средних значений сывороточной концентрации остеопротегерина (OPG) у обследуемых было отмечено статистически значимое снижение его количества среди больных хроническим пародонтитом по отношению к аналогичному показателю у пациентов со здоровым пародонтом (табл.1).
При обследовании лиц, не имеющих патологии пародонта, было установлено, что концентрация ОПТ в сыворотке крови данных пациентов регистрировалась свыше 11,85 пмоль/л и составляла в среднем 13,84 пмоль/л.
Количество остеопротегерина в сыворотке крови лиц основной исследовательской группы (больные пародонтитом) значимо (р=0,001) снижалось по сравнению с аналогичным показателем в группе сравнения (пациенты, не имеющие патологии пародонта) (табл.1).
Таблица 1
Количество остеопротегерина (OPG), пмоль/л, в сыворотке крови больных с различным состоянием тканей пародонта
Лица, не имеющие патологии пародонта, (n=95)
Пациенты с клинически выраженными признаками воспаления в тканях пародонта (n=194)
13,840
3,777; р=0,001
Примечание: р - значимость рассчитана по отношению к показателям остеопротегерина в группе пациентов без клинически выраженных признаков пародонтита
При дальнейшем обследовании пациенты, имеющие патологию пародонта (194 человека), были разделены на две подгруппы: первую подгруппу составили лица, имеющие воспалительные изменения в пародонте, не сопровождающиеся деструктивными изменениями альвеолярных отростков челюстных костей (гингивит) - 76 (39%) человек; во вторую группу вошли люди, у которых воспаление в пародонте сопровождалось деструкцией костной ткани челюстей (пародонтит различной степени тяжести) - 118 (61%) человек. В обеих группах диагнозы гингивита и пародонтита были клинически подтверждены. Степень тяжести гингивита определялась с помощью бальной оценки по Loe и Silness [Канканян А.П. Болезни пародонта (новые подходы в этиологии, патогенезе, диагностике, профилактике и лечении / А.П.Канканян, В.К.Леонтьев. - Ереван, 1998. - 358 с.]. Тяжесть пародонтита устанавливалась по показателям пародонтального индекса Russel (глубина пародонтальных карманов) и костного показателя Fucsh [Иванов B.C. Заболевания пародонта / B.C.Иванов. - М., 1998. - 294 с.].
Сравнивая значения остеопротегерина у пациентов этих двух подгрупп, удалось установить статистически значимое (р=0,001) увеличение данного показателя у пациентов с гингивитом. Так, при отсутствии деструктивных изменений в тканях пародонта уровень остеопротегерина в сыворотке крови больных соответствовал 5,311 пмоль/л, в то время как у больных с деструктивными изменениями в пародонте значение этого показателя в среднем составляло 1,636 пмоль/л (табл.2).
Таблица 2
Количество остеопротегерина (OPG), пмоль/л, в сыворотке крови больных гингивитом и пародонтитом
Пациенты, имеющие клинически выраженные признаки воспаления в тканях пародонта, (n=194)
не сопровождающиеся резорбцией костной ткани (гингивит), n=76
сопровождающиеся резорбцией костной ткани (пародонтит), n=118
5,311, р=0,001
1,636
Примечание: р - значимость рассчитана по отношению к показателям остеопротегерина в группе пациентов с клинически и рентгенологически выраженными признаками альвеолярной костной деструкции
При анализе уровня остеопротегерина в сыворотке крови больных хроническим генерализованным пародонтитом различной степени тяжести отмечено статистически значимое (р=0,01) снижение его концентрации по мере прогрессирования деструктивного процесса в пародонте (табл.3).
Таблица 3
Количество остеопротегерина (OPG), пмоль/л, в сыворотке крови больных хроническим генерализованным пародонтитом различной степени тяжести
Группа
Число обследованных
Количество остеопротегерина в сыворотке крови
Пародонтит
118
4,969
Степень тяжести пародонтита
Легкая
28
8,094
Средняя
36
4,926, р=0,01
Тяжелая
54
l,889, p=0,01;p<sub>1</sub>=0,01
Примечание: р - значимость рассчитана по отношению к показателям остеопротегерина в группе больных хроническим генерализованным пародонтитом легкой степени тяжести;
p<sub>1 </sub>- значимость рассчитана по отношению к показателям остеопротегерина в группе больных хроническим генерализованным пародонтитом средней степени тяжести.
При изучении корреляционных связей между количеством остеопротегерина и тяжестью хронического пародонтита также выявлена орреляция (r=0,720 пмоль/л, р=0,05): чем тяжелее пародонтит, тем ниже уровень остеопротегерина в сыворотке крови больных. Были получены корреляции между содержанием OPG в крови и значениями индекса РМА по методике Schour Е. и Massler J. в модификации Parma С. (папиллярно-маргинально-альвеолярного индекса) (r=0,719; р<0,01) [Пахомов Г.Н. Кариес зубов и его профилактика / Г.Н.Пахомов. - Рига: Зинатне, 1976. - 126 с.], а также между содержанием остеопротегерина и показателем кровоточивости по Mühlemann, Son (r=0,860, p=0,01) [Mühlemann H.R. Gingival bleeding - a leading symptom in initial gingivitis / H.R.Mühlemann, S.Son // Helv. Odont. Acta. - 1971. - Vol.15, №1. - P.107-113].
Снижение продукции остеопротегерина способствует активации остеокластов, что обусловливает усиление процессов костной резорбции, в том числе и челюстных костей. Это подтверждается полученными в ходе исследования результатами.
Таким образом, в совокупности с другими клиническими и лабораторными тестами, уменьшение уровня остеопротегерина в крови пациентов с патологией пародонта может рассматриваться в качестве одного из ранних маркеров метаболических нарушений у данной категории больных, а количественное определение OPG позволит оценивать степень тяжести воспалительных изменений в тканях пародонта.