Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Взаимосвязь качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости и индивидуального генетического профиля на фоне воспалительных заболеваний пародонта

На правах рукописи

Зорина Оксана Александровна

ВЗАИМОСВЯЗЬ КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА БИОЦЕНОЗОВ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ И ИНДИВИДУАЛЬНОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ НА ФОНЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА

14.01.14 - Стоматология 03.02.07-Генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

2 9 СЕН 2011

Москва-2011

4854774

Работа выполнена в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научные консультанты:

Заслуженный деятель науки, доктор медицинских наук, профессор

доктор биологических наук

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки, академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

член-корреспондент Башкирской Академии наук, доктор биологических наук, профессор

Кулаков Анатолий Алексеевич Ребриков Денис Владимирович

Леонтьев Валерий Константинович Макеева Ирина Михайловна

Хуснутдинова Эльза Камилевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тверская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита состоится «19» октября 2011 г. в 10°° час. на заседании Диссертационного совета Д. 208.111.01 в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Министерства здравоохранения и социального развития России по адресу. 119991, г. Москва, ул. Тимура Фрунзе, д. 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздравсоцразвития России по адресу: 119991, г. Москва, ул. Тимура Фрунзе, д. 16.

Автореферат разослан « 19 » сентября 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук

Гусева Ирина Евгеньевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

AK - арахидоновая кислота ПГЕ2 - простагландин Е2 ПК - пародонтальный карман ПНР - полимеразная цепная реакция ФИ - фосфатидилинозиты

ХГП - хронический генерализованный пародонтит

COLI AI - коллаген I типа альфа 1

COL2A1 - коллаген II типа альфа 1

COL3A1 - коллаген III типа альфа 1

IL (ИЛ) - интерлейкин

ММР (ММП) - матриксная металлопротеиназа TNFa (ФНОа) - фактор некроза опухолей

А. actinomycetemcomitans - Aggregatibacter actinomycetemcomitans С. albicans - Candida albicans Р. gingivalis - Porphyromonas gingivalis P. intermedia - Prevotella intermedia T. denticola - Treponema denticola

T. forsythensis - Tanerellaforsythensis (Bacteroidesforsythus),

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На протяжении многих лет заболевания пародонта стабильно занимают по распространенности одно из ведущих мест в мире. Несмотря на широкое развитие инструментальных и лабораторных методов исследования, ранняя и точная диагностика различных стоматологических заболеваний до сих пор остается крайне актуальным вопросом. Начальные признаки заболевания зачастую остаются без внимания, как пациентов, так и врачей, что приводит к необратимым изменениям и тяжелому течению патологического процесса (Григорьян A.C. с соавт., 2004; Дмитриева JI.A., 2007; Грудянов А.И., 2010; Jin L.J. ,2011; Ohrn К., Jönsson В., 2011; Wolf D.L., Lamster I.B., 2011).

На сегодняшний день бактериальная природа многих заболеваний полости рта уже не вызывает сомнений. Как и в любой биологической нише, микроорганизмы заселяют участки полости рта в определенных соотношениях, образуя сообщества - биоценозы. В состав биоценоза ротовой полости входит до 700 видов микроорганизмов, которые находятся между собой в состоянии динамического равновесия, сложившегося в процессе длительной эволюции и поддерживаемого факторами иммунитета (Зеленова Е.Г. с соавт., 2004; Aas J.A. et al., 2005; Socransky S.S., Haffajee A.D., 2005; ten Cate J.M., 2006; Steeves C.H. et al., 2011).

При пародонтите вследствие длительного течения заболевания с частыми обострениями, нерационального лечения и ряда других факторов происходит устойчивое нарушение баланса между микроорганизмами. При этом на фоне выраженного роста патогенных и условно-патогенных микроорганизмов концентрация представителей нормальной микрофлоры уменьшается (Царёв В.Н. с соавт., 2005; Чепуркова O.A. с соавт., 2007; Ламонт Р.Дж. с соавт., 2010; Signât В. et al., 2011). Таким образом, возникает дисбактериоз, выраженность которого соответствует степени тяжести

поражения пародонта (Грудянов А.И., Овчинникова В.В., 2007; Borges М.А. et. al., 2009; Wang CY. et. al., 2010; SanzM. et. al., 2011).

Вместе с тем, вопрос о количественном соотношении бактерий в пародонтальном кармане при различной степени тяжести пародонтита до сих пор остается открытым. Многие задачи в области изучения биоценозов полости рта не решены, а основной вопрос - о роли бактерий в этиологии заболеваний пародонта, безусловно, будет уточняться по мере совершенствования микробиологических и молекулярных методик и накопления результатов новых исследований. Тем не менее, существующая концепция бактериальной причинности поражений пародонта приносит практическую пользу, уже сейчас определяя новые подходы в диагностике и лечении этой группы заболеваний (Трофимов Д.Ю. с соавт., 2008; Иванюшко Т.П. с соавт., 2010).

Известно, что развитие и течение любого заболевания бактериальной природы определяется силой ответной реакции организма, которая, в свою очередь, зависит не только от приобретенного иммунитета, но в значительной степени определяется генотипом человека. Основные работы по анализу вариантов генов, определяющих предрасположенность к пародонтиту, проведены за рубежом. Подобные исследования в России получили развитие лишь в самое последнее время (Почтаренко В.А., 2005; Николаева E.H., 2007; Горбунова И.Л., Вишнягова H.A., 2009; Атрушкевич В.Г, 2010).

Понимание взаимосвязи генетических факторов с состоянием иммунитета и качественным и количественным составом биоценозов ротовой полости позволит значительно расширить методы диагностики, улучшить профилактику и лечение воспалительных заболеваний пародонта.

Цель исследования

Клинико-лабораторная оценка качественного и количественного состава биоценоза полости рта и индивидуального генетического профиля пациента для повышения эффективности диагностики, лечения и прогнозирования развития воспалительных заболеваний пародонта.

Задачи исследования

1. Исследовать возможности ПЦР «в реальном времени» как метода оценки качественного и количественного состава биоценоза полости рта и индивидуального генетического профиля пациента.

2. Создать панель тест-систем на основе метода ПЦР «в реальном времени» для оценки качественного и количественного состава биоценозов полости рта по микроорганизмам, предположительно ассоциированным с заболеваниями пародонта.

3. Создать панель тест-систем для определения индивидуального генетического профиля по полиморфизмам, предположительно ассоциированным с заболеваниями пародонта.

4. Исследовать взаимосвязь качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости с заболеваниями пародонта.

5. Изучить индивидуальный генетический профиль пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта по факторам, вовлеченным в процессы иммунного ответа и факторам, влияющим на структуру ткани пародонта.

6. На основе результатов микробиологического и генетического тестирования групп пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта сформировать комплекс диагностических тест-систем и методики их применения для прогнозирования течения пародонтита.

7. Разработать алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости

рта и индивидуального генетического профиля пациента.

6

Научная новизна исследования

Впервые разработаны комплекс тест-систем и методика использования ПЦР «в реальном времени» для диагностики воспалительных заболеваний пародонта, что повышает диагностическую точность определения 6 пародонтопатогенов: A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, Р. intermedia, Т. forsythensis, Т. denticola, С. albicans.

Разработана и апробирована методика количественной оценки основных пародонтопатогенов с проведением нормирования результатов ПЦР-анализа по геномной ДНК пациента.

Впервые установлено, что общая обсемененность микробиального биоценоза пародонтального кармана прогрессивно возрастает (с 106 до 108 геном-эквивалентов на реакционную пробирку) по мере усиления степени тяжести пародонтита.

Установлено, что среди изученных микроорганизмов лидерами роста по мере нарастания степени тяжести пародонтита являются Р. gingivalis, Р. intermedia и Т. forsythensis, демонстрирующие устойчивое увеличение относительного содержания в общей бактериальной массе более чем в 100 раз.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта -511G гена интерлейкина IL-lß с развитием хронического генерализованного пародонтита, частота встречаемости которого у больных ХГП достоверно выше, чем у здоровых лиц.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта -1562Т (rs3918242) гена матриксной металлопротеиназы ММР-9 с развитием хронического генерализованного пародонтита, что указывает на участие генетически детерминированной системы «протеолиз-антипротеолиз» в патогенезе заболеваний пародонта.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта С (rs3918242) в гене коллагена второго типа COL2A1 с развитием хронического генерализованного

7

пародонтита. Гомозиготный вариант СС в исследованном локусе у пациентов с ХГП встречался в 1,5 раза чаще, чем в группе здоровых лиц.

Впервые разработан алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости рта и индивидуального генетического профиля пациента, что определяет показания и противопоказания к применению индивидуального подхода к коррекции воспалительных заболеваний пародонта на фоне различных генетических отклонений и состояния биоценозов ротовой полости.

Создано новое направление исследования микробиальных биоценозов ротовой полости и диагностики заболеваний пародонта с использованием количественного определения соотношения патогенных микроорганизмов и общей бактериальной массы методом ПЦР «в реальном времени».

Практическая значимость

Разработан стандартизированный, воспроизводимый метод исследования качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости, что позволяет расширить возможности ранней диагностики, мониторинга и прогнозирования течения воспалительных заболеваний пародонта.

Создана методика практического использования новых молекулярно-генетических тест-систем для прогнозирования развития воспалительных заболеваний пародонта.

Разработаны рекомендации для врачей и сотрудников медицинских лабораторий по использованию новых тест-систем в диагностике, лечении и профилактике воспалительных заболеваний пародонта.

Определены показания и противопоказания к применению консервативного и хирургического лечения у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта на фоне различных отклонений состояния биоценозов ротовой полости и индивидуального генетического профиля.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Установлено, что степень обсемененности пародонта специфическими патогенами проявляет характерную зависимость от стадии развития заболевания. Доля А. actinomycetemcomitans в консорциуме микроорганизмов незначительно зависит от степени тяжести заболевания и не может использоваться в качестве диагностического маркера. Доля Р. intermedia и Т. forsythensis может рассматриваться в качестве маркера на начальных стадиях заболевания. Р. gingivalis является диагностически значимым показателем, так как содержание этого пародонтопатогена последовательно возрастает при прогрессировании патологического процесса в зависимости от степени тяжести.

2. Установлена взаимосвязь развития типичных форм пародонтита у лиц европеоидной популяции г. Москвы с вариантом G полиморфизма -511 G>A гена IL-lß, вариантом Т полиморфизма -1562 ОТ (rs3918242) гена ММР-9 и вариантом С полиморфизма С>А (rsl635529) гена COL2A1, что указывает на генетически обусловленную предрасположенность к дезорганизации соединительной ткани в целом и коллагеновых структур пародонта в частности у пациентов с ХГП.

3. Разработанный метод оценки качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости позволяет расширить возможности ранней диагностики, мониторинга и прогнозирования течения воспалительных заболеваний пародонта. Наиболее релевантные с точки зрения диагностического применения результаты удается получить в случае нормирования сигнала ПНР на сигнал геномной ДНК человека.

4. Алгоритм комплексного лечения пациентов с ХГП должен быть индивидуальным и учитывать не только степень тяжести воспалительно-деструктивного процесса, но и особенности генетического профиля пациента. Объективными критериями оценки эффективности лечения

являются количественные показатели содержания пародонтальных патогенов и уровень метаболитов фосфатидилинозитов в десневой крови.

Внедрение результатов исследования

Разработанная панель тест-систем на основе метода ПЦР «в реальном времени» для оценки качественного и количественного состава биоценозов полости рта и диагностические тест-системы для определения 14 генетически маркеров, ассоциированных с заболеваниями пародонта, внедрены в промышленное производство.

Методические рекомендации внедрены в практическое здравоохранение для повышения эффективности диагностических и лечебно-профилактических мероприятий при воспалительных заболеваниях пародонта в масштабах страны.

Результаты исследования внедрены в работу отделения пародонтологии ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздравсоцразвития РФ, в программу обучения клинических ординаторов, аспирантов, врачей-курсантов, в учебный процесс по модульному принципу кафедры ФППОВ Стоматологии Первого Московского Государственного Медицинского Университета им. И.М.Сеченова в цикле лекций и семинаров для слушателей.

Апробация диссертации

Основные материалы диссертации доложены на: I международной конференции «Новые технологии в стоматологии и дентальной имплантологии» (Астана, 2010 г.); научно-практической конференции Московской областной коллегии стоматологов и челюстно-лицевых хирургов (Москва, 2010 г.); выездной научно-практической конференции Московской областной коллегии стоматологов и челюстно-лицевых хирургов (Можайск,

2010 г.); Международной ассоциации студентов стоматологов (Москва,

2011 г.); конгрессе по пародонтологии «Новые направления в научных и

клинических исследований в области пародонтологии» (Москва, 2011 г.); 3 ежегодной конференции, посвященной ПЦР «в реальном времени» (Бостон, 2011 г.); XVI международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов «Новые технологии в стоматологии» (Санкт-Петербург, 2011 г.).

Предзащитное обсуждение диссертационной работы проведено на совместном заседании сотрудников отдела терапевтической стоматологии, отделения амбулаторной хирургической стоматологии, отделения клинической и экспериментальной имплантологии, отделения детской челюстно-лицевой хирургии, лаборатории биохимии, отделения ортопедической стоматологии, рентгенологического отделения, отделения профилактики стоматологических заболеваний, лаборатории микробиологии ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздравсоцразвития России.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, из них 3 монографии и 8 патентов на изобретения.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 256 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 28 таблиц, иллюстрирована 34 рисунками. Указатель литературы включает 493 источника, в том числе 117 отечественных и 376 зарубежных работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

В соответствии с целью и задачами исследования проведено клинико-генетическое и микробиологическое обследование 615 человек обоего пола в возрасте от 18 до 65 лет без тяжелой хронической общесоматической

и

патологии. Группа лиц с воспалительными заболеваниями пародонта включала в себя 300 человек, которые были распределены на 3 группы в зависимости от степени тяжести заболевания: 100 человек с ХГП легкой степени, 100 - с ХГП средней степени тяжести, 100 - с ХГП тяжелой степени. В группу контроля входили 315 практически здоровых лиц, не предъявляющих жалоб и без видимых клинических проявлений воспалительных заболеваний пародонта.

Клиническое обследование пациентов включало в себя тщательный сбор жалоб и анамнеза жизни, осмотр, определение и оценку пародонтальных индексов. Гигиеническое состояние полости рта оценивали с помощью индексов: Green-Vermillion, Silness-Loe, интердентального гигиенического индекса. Для оценки тяжести воспаления пародонта, а, в последствии, и регистрации динамики процесса использовали папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс РМА в модификации С. Parma. Для оценки степени кровоточивости использовали индекс Мюллемана в модификации Коуэлл. Определение степени подвижности зубов проводили по шкале Миллера в модификации Флезара. Степень поражения фуркаций определяли с помощью специального изогнутого зонда Набера. В горизонтальном направлении различали 3 степени поражения фуркаций по Натр et al. Степень поражения фуркаций в вертикальном направлении определяли по индексу Тарноу-Флетчер. Глубину пародонтальных карманов исследовали при помощи градуированного пародонтального зонда и автоматизированной компьютерной диагностической системы Florida Probe (Florida Probe Corporation, США).

Для уточнения диагноза и оценки состояния костных структур тканей пародонта применяли ортопантомографию, которую проводили на аппарате Orthophos XG 5 («Sirona», Германия), и компьютерную томографию с применением компьютерного томографа Hi Speed DX-1 фирмы General Electric.

В качестве биоматериала для молекулярно-генетических исследований использовали содержимое пародонтальных карманов (ПК), периферическую кровь и эпителиальные соскобы в полости рта.

Содержимое ПК исследовали, отбирая его из наиболее глубоких участков с помощью стерильных бумажных эндодонтических штифтов (размер №25), которые затем помещали в пробирку с физиологическим раствором и транспортировали в лабораторию в охлажденном состоянии. Забор проводили дважды у каждого пациента.

Забор периферической крови проводили у каждого пациента в области переходной складки полости рта или из пальца в количестве не менее 1 мл. Сразу после получения, кровь помещали в стерильную пробирку и хранили в морозильной камере при температуре -18-20°С вплоть до момента транспортировки в лабораторию.

Эпителиальные соскобы со слизистой полости рта также получали у каждого пациента при помощи одноразовых стерильных урогенитальных зондов в области щеки. Для хранения и транспортировки хвостовик зонда срезали стерильными ножницами и помещали в одноразовую пробирку со стерильным физиологическим раствором. Все полученные биоматериалы транспортировали в лабораторию в специальных термоконтейнерах при температуре 4 °С.

Для выявления инфекционных агентов и определения геномной ДНК пациента (как нормировочного показателя) проводили экстракцию ДНК из биологического материала с помощью комплектов для экстракции ДНК «Проба-ГС» (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия) согласно прилагаемой инструкции. Метод основан на сорбции ДНК на носителе, отмывке примесей и последующей элюции нуклеиновых кислот с сорбента.

Для определения качественного и количественного соотношения пародонтопатогенных бактерий полости рта использовали метод ПЦР «в реальном времени».

В работе были использованы специально разработанные наборы реагентов, состоящие из специфичных праймеров и специфичной флуоресцентно меченой разрушаемой пробы (типа TaqMan), к шести пародонтопатогенным агентам (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Tanerella forsythensis (Bacteroides forsythus), Treponema denticola, Candida albicans). ПЦР и анализ результатов реакции проводили с помощью детектирующего амплификатора с программным обеспечением «ДТ-96» (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия).

Для определения соотношения патогенов в образцах, количество копий геном-эквивалентов бактерий каждого вида нормировалось относительно общей бактериальной массы, представленной в образце (детекция по консервативному участку гена 16S рРНК), а также относительно количества геномной ДНК человека (фрагмент гена рецептора гормона роста). Нормированные значения, соответствующие уровню представленности каждого микроорганизма, рассчитывали с помощью метода AACt.

На основе анализа открытых баз данных были отобраны гены-кандидаты, вовлеченные в процессы развития хронического генерализованного пародонтита и присутствующие в популяции в нескольких распространённых вариантах: -889 С/Т в гене IL-la; -511 С/Т в гене IL-lß; 11100 (mspl) в гене антагониста рецептора IL-1; -33 С/Т в гене IL-4; - 174 G/C в гене IL-6; -251 (А/Т) в гене IL-8, -308 G/A в гене TNF-a; -1306 С>Т и -735 А>С в гене ММР-2; -1562 С>Т и 855 A>G в гене ММР-9; -1997 G>T в гене COL1A1; rsl635529 С>А в гене COL2A1; А698Т A>G в гене COL3A1.

Для определения аллельного состояния каждого гена-кандидата разработаны 14 тест-систем. Генотипирование образцов проводили методом снятия кривых плавления с флуоресцентно-мечеными аллель-специфичными олигонуклеотидными пробами после ПЦР (точность использованных систем

14

была подтверждена повторным генотипированием выборки образцов методом секвенирования по Сэнгеру). Каждый образец тестировали дважды. Визуализацию результатов реакции проводили с использованием коротких линейных флуоресцентно-меченых аллель-специфичных олигонуклеотидных гибридизационных проб. ПЦР проводили в детектирующем амплификаторе ДТ-96 (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия) по следующей программе: 94°С - 10 с, 64°С - 20 с, 12°С - 10 с в течение 40 циклов, измерение флуоресценции после реакции плавлением в интервале температур 25°С -80°С.

Для выявления биохимических нарушений при пародонтите определяли содержание фосфатидилинозитов (ФИ), арахидоновой кислоты (АК) и простагландинов Е2 (ПГЕ2) в десневой крови и лимфоцитах. Идентификация фосфолипидных фракций проводилась методом проточной горизонтальной хроматографии с помощью цветных тестов и референсов фирмы Sigma (США). Содержание АК определяли с помощью газожидкостной хроматографии, простагландины Е2 выделяли радиоиммунологическим методом с помощью сцинтилляционного счетчика Mark-3 (Nuclear Chicago, США) с применением наборов реагентов (Clinical Assays, США).

Комплексное лечение пациентов с ХГП состояло из нескольких последовательных этапов, и включало следующие мероприятия:

S начальный этап лечения (или инициальная терапия)

■S консервативное лечение;

J хирургическое лечение;

•S поддерживающая терапия.

Первым и обязательным этапом комплексного лечения для всех пациентов являлась инициальная терапия. На этом этапе проводились следующие мероприятия: обучение правилам гигиенического ухода за полостью рта с последующим неоднократным контролем; профессиональная

15

гигиена полости рта; сглаживание и полирование корней зубов; местная противовоспалительная терапия; шинирование подвижных зубов; коррекция мягких тканей преддверия полости рта.

Второй этап - консервативная терапия - был направлен на нормализацию метаболических процессов в тканях пародонта, снижение активности резорбтивных процессов и частичное восстановление структуры и функции тканей пародонта. В зависимости от клинического и генетического статуса в комплексное консервативное лечение пациентов с ХГП включали озонотерапию, применение препаратов, улучшающих микроциркуляцию, средств, регулирующих метаболические процессы, иммунокорректоров.

На третьем этапе проводили лоскутные операции по Видман-Нейману или Рамфьорду. Для заполнения глубоких костных дефектов применяли остеопластический материал «Биоматрикс-имплант», содержащий костные сульфатированные гликозаминогликаны в комплексе с гидроксиапатитом.

Курсы поддерживающей терапии включали профессиональную гигиену полости рта, местную и, при необходимости, общую противовоспалительную терапию.

В зависимости от исходного состояния тканей пародонта и динамики клинических, биохимических и микробиологических показателей для каждого пациента был разработан индивидуальный план лечения. По первой схеме, которая включала инициальную и поддерживающую терапию, пролечено 128 человек, из них: 100 - с ХГП легкой степени и 28 - с ХГП средней степени тяжести. По второй схеме, которая состояла из инициальной, консервативной и поддерживающей терапии, пролечено 100 человек, из них: 52 - с ХГП средней степени и 48 - с ХГП тяжелой степени тяжести, этим пациентам после инициальной терапии проводили курс консервативной терапии. По третьей схеме, в которую входили все 4 этапа,

16

пролечено 72 человека, из них: 30 - с ХГП средней степени и 42 - с ХГП тяжелой степени тяжести.

Для оценки эффективности лечения сравнивали данные клинических, рентгенологических, биохимических и микробиологических исследований, полученных до лечения и после каждого этапа проведенного лечения. Общее количество проведенных исследований представлено в таб. 1.

Для статистического анализа использовали критерий Стьюдента или непараметрический критерий Манна-Уитни. Сравнение между собой различных распределений проводили с помощью критерия Пирсона %2 или F-критерия Фишера. Для проверки гипотезы о соответствии распределения экспериментальных и теоретических частот генотипов, полученные результаты сравнивали с равновесным распределением Харди-Вайнберга. Сравнение частот вариантов, аллелей и генотипов проводили с использованием точного критерия Фишера с применением поправки Бонферони. В качестве программного обеспечения использовали пакет компьютерных программ STATISTICA 7.0 (Stat Soft) и Excel (Microsoft, США). При оценке отношения шансов (OR) и значимости отличий частот по точному тесту Фишера использовался свободно распространяемый пакет программ WinPepi.

Разработка комплекса тест-систем для определения состава микробиоценозов полости рта и генетических полиморфизмов

В соответствии с поставленными задачами совместно с ЗАО «НПФ ДНК-Технология» был разработан комплекс тест-систем, позволяющий проводить одновременное количественное определение 6 наиболее значимых пародонтопатогенов (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porhpyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Tanerella forsythensis, Treponema denticola, Candida albicans).

Таблица1

Общее количество проведенных исследований

№ п/п Тип исследования Материал исследования Количество исследований

1 Оценка аналитической чувствительности разработанных тест-систем серия из 6 последовательных разведений ДНК патогена 54 реакции

2 Оценка аналитической специфичности разработанных тест-систем по шесть независимых продуктов ПЦР для каждого определяемого микроорганизма 36 исследований

3 Оценка диагностической чувствительности разработанных тест-систем 100 стандартных образцов для качественного определения соответствующего микроорганизма, положительных по результатам тестирования двумя коммерческими тест-системами 100 исследований

4 Оценка диагностической специфичности разработанных тест-систем 100 стандартных образцов для качественного определения соответствующего микроорганизма, отрицательных по результатам тестирования двумя коммерческими тест-системами 100 исследований

5 Разработка тест-системы для генотипирования по 20 образцов крови, слюны и соскобов буккального эпителия 120 исследований

6 Клинические 300 пациентов с ХГП, 100 здоровых лиц 1600 исследований

7 Рентгенологические 300 пациентов с ХГП 900 исследований

8 Биохимические: определение содержания ФИ, АК и ПГЕз в десневой крови и лимфоцитах 300 пациентов с ХГП, 100 здоровых лиц 1000 исследований

9 Нормировка данных при количественном исследовании микрофлоры методом ПЦР 102 пациента с ХГП 204 исследования

10 Исследование микрофлоры методом ПЦР 300 пациентов с ХГП, 100 здоровых лиц 1000 исследований

И Исследование полиморфизма генов цитокинов 300 пациентов с ХГП, 315 здоровых лиц 4305 исследований

12 Исследование полиморфизма генов металлопротеиназ 300 пациентов с ХГП, 315 здоровых лиц 2460 исследований

13 Исследование полиморфизма генов коллагенов 300 пациентов с ХГП, 315 здоровых лиц 1845 исследований

Для создания тест-систем был выбран метод ПЦР «в реальном времени». Выбор геномного региона проводили по наиболее представленным в открытых базах данных последовательностям. Места взаимодействия с матрицей праймеров и пробы подбирали так, чтобы обеспечить наибольшую дискриминацию близкородственных видов микроорганизмов от штаммов выявляемого микроорганизма. На основе консервативного участка гена 16S рРНК была разработана тест-система для определения общей бактериальной массы. Для количественной оценки содержания в исследуемом образце геномной ДНК человека была разработана система праймеров и проб на фрагмент гена рецептора гормона роста человека.

Для оценки работоспособности подобранных последовательностей олигонуклеотидов как единой ПЦР-тест-системы in silico была использована программа Oligo версии 6.31 (Molecular Biology Insights, Inc, США), с помощью которой оценивали температуру гибридизации олигонуклеотида (Тш), профиль Тт внутри последовательности олигонуклеотида, соотношение Тш для системы праймеры-проба (рис.1).

Рис. 1. Пример правильного расположения «тугоплавкого» и «легкоплавкого» регионов праймера. Показано окно программы О^о с индикаторами Дв внутренних пятинуклеотидных участков (зеленая гистограмма) и Тт всего олигонуклеотида (желтая гистограмма). Рамка обозначает последовательность выбранного праймера.

Точность разработанных тест-систем была подтверждена повторным генотипированием выборки образцов методом секвенирования по Сэнгеру. Как показали результаты исследования, разработанные тест-системы продемонстрировали высокую аналитическую чувствительность и специфичность (все генотипы, определенные при помощи ПЦР-тест-систем совпали с генотипами, определенными при помощи секвенирования). Диагностическая чувствительность и специфичность составляли не менее 97% (таб.2).

Таблица 2

Результаты измерения диагностической чувствительности и специфичности разработанных тест-систем

Название тест-системы Чувствительность (%) Специфичность (%)

A.actinomycetemcomitans 98 100

P. gingival is 100 97

P. intermedia 99 99

Т. forsythensis 100 98

Т. denticola 99 98

С. albicans 98 100

В задачи настоящего исследования входили поиск прогностически значимых молекулярно-генетических маркеров развития и степени тяжести пародонтита, а также разработка диагностических тест-систем для определения соответствующих генетических маркеров в прогностических целях.

Одним из методов детекции генетического полиморфизма является использование двух пар праймеров, в каждой из которых один из праймеров общий для двух аллелей, другой - аллель-специфичный (полностью комплементарный только одному из существующих вариантов последовательности ДНК). В случае отжига праймера на несоответствующий аллель, полимераза использует его как затравку существенно реже, тем самым достигается разница в эффективности амплификации комплементарного и некомплементарного праймера (рис. 2).

аппель 1

аллель 2

аллель 1

Рис. 2. Гибридизация аллель-специфичных праймеров.

Другим подходом к детекции генетического полиморфизма является использование двух олигонуклеотидов, гибридизирующихся на матрицу рядом (так называемый метод «примыкающих проб») (рис. 3).

А.

Б.

Рис. 3. Метод «примыкающих проб». А. Состояние проб при низкой температуре в начале снятия кривых плавления. Б. Срабатывание пробы, соответствующей присутствующему варианту гена при повышении температуры.

I

В результате сравнения надежности двух подходов, основанных на разных принципах определения полиморфной позиции в геноме, было установлено, что тест-система на основе снятия кривых плавления с

I

флуоресцентно-мечеными аллель-специфичными олигонуклеотидными пробами после реакции во всех случаях дала однозначный результат, в то время как система с аллель-специфичными праймерами в отдельных случаях не позволяла однозначно трактовать результат исследования. Таким образом, для дальнейшей разработки тест-систем для генотипирования был использован принцип снятия кривых плавления с флуоресцентно-мечеными аллель-специфичными олигонуклеотидными пробами после реакции.

По форме и расположению кривых накопления ДНК делали выводы о генотипе исследуемого образца (рис.4).

Рис. 4. Пример кривых плавления, типичных для генотипирования методом «примыкающих проб». А - кривые плавления характерные для гетерозиготных образцов. Б - кривые плавления характерные для гомозиготных образцов. Олигонуклеотидные пробы, специфичные для одного варианта последовательности, мечены флуорофором FAM, специфичные для другого варианта — флуорофором HEX.

Разработанные тест-системы для определения прогностически значимых молекулярно-генетических маркеров развития пародонтита универсальны и применимы совместно со стандартным диагностическим оборудованием (детектирующими амплификаторами). В рамках исследования создана методика практического использования разработанных тест-систем и подготовлены методические рекомендации для медицинских диагностических лабораторий по применению разработанных тест-систем.

Результаты исследования и их обсуждение

С применением новой панели диагностических тестов были изучены качественный и количественный состав микробиоценоза пародонтальных карманов у пациентов с ХГП и десневой борозды у лиц со здоровым пародонтом.

ПЦР-анализ показал, что все 6 исследованных патогенов (A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. intermedia, T.forsythensis, Т. denticola, С. albicans) присутствовали в том или ином проценте случаев как в контрольной группе, так при пародонтите. Однако с развитием заболевания наблюдалась тенденция к увеличению доли положительных образцов по всем микроорганизмам. У больных ХГП наиболее часто выявлялась ДНК таких «маркеров», как P. intermedia, T.forsythensis, Т. denticola. При пародонтите тяжелой степени резко возрастала частота выявления P. gingivalis и С. albicans (таб.3, рис. 5).

Для определения количественного содержания каждого микроорганизма при исследовании микробиоценозов полости рта необходима нормировка относительного количества каждого определяемого микроорганизма на показатель, присущий каждому образцу и, желательно, пропорциональный количеству взятого биоматериала.

Таблица 3

Доля положительных образцов в зависимости от группы пациентов (%)

Группы

Контроль ХГП легкой ХГП средней ХГП тяжелой

Название (n=100) степени степени степени

микроорганизма (п=100) (п=100) (п=100)

A. actinomycetemcomitans 10,0 32,0 48,0 43,0

P.gingivalis 47,0 70,0 66,0 86,0

P. intermedia 33,0 70,0 59,0 71,0

Т. forsythensis 53,0 80,0 97,0 100

Т. denticola 60,0 80,0 82,0 83,0

С. albicans 10,0 40,0 38,0 60,0

Рис. 5. Частота выявления положительных образцов (%) в разных группах пациентов.

Как показал сравнительный анализ двух способов нормировки (относительно общей бактериальной массы и относительно геномной ДНК пациента), в этой ситуации оптимальным нормировочным показателем является геномная ДНК человека.

Результаты определения относительного количества патогенных микроорганизмов в норме и при разной степени ХГП приведены в таб. 4 и на рис. 6.

Таблица 4

Примерное количественное содержание микроорганизмов в норме и при ХГП различной степени тяжести (в геном-эквивалентах на реакционную пробирку)

Группы

Контроль ХГП легкой ХГП средней ХГП тяжелой

(n=100) степени степени степени

Показатели (п=100) (п=100) (п=100)

Общая бакмасса 106 107 108 108

A. actinomycetemcomitans 3 1 10 10

P.gingivalis 30 200 3000 4x106

P. intermedia 3 3000 6x104 104

Т. forsythensis 500 6x104 6x105 7x105

Т. denticola 2000 6x104 4x104

С. albicans 3 1 5 150

Рис. 6. Относительное количество микроорганизмов в норме и при ХГП различной степени тяжести. Данные нормированы по содержанию геномной ДНК человека (пунктирная линия). По оси Y отложен десятичный логарифм содержания данного компонента в образце (в условных единицах). Показатель бакмасса представляет собой суммарное количество бактерий.

Важную информацию о соотношении исследованных патогенных бактерий и обсемененности исследуемого биотопа дает определение общей бактериальной массы, что крайне информативно для оценки состояния микробного биоценоза пародонтального кармана. Так, у практически здоровых лиц показатель общей бакмассы составлял порядка 10б геном-эквивалентов на реакционную пробирку, в то время как для пациентов с ХГП легкой степени тяжести этот показатель был выше примерно на порядок величины, достигая 107, а у пациентов с ХГП средней степени тяжести и с ХГП тяжелой степени - составил уже около 108.

Среди изученных микроорганизмов лидерами роста по мере развития пародонтита являлись P. gingivalis, P. intermedia и T.forsythensis, которые демонстрировали устойчивое увеличение относительного содержания в общей бактериальной массе более чем в сто раз. При ХГП тяжелой степени возрастало также количество грибов С. albicans - до 2Т02, что свидетельствовало о выраженном дисбактериозе полости рта. Содержание

25

Т. denticola в общей бакмаеее при прогреесировании воспалительного процесса в пародонте постепенно падало.

Необходимо отметить, что количество A.actinomycetemcomitans в контрольной группе и у пациентов с различной степенью тяжести пародонтита не имело достоверных различий. Это согласуется с литературными данными о том, что при типичных формах ХГП содержание A. actinomycetemcomitans в полости рта невелико, но резко возрастает при пародонтите с агрессивным течением (Tong K.S. et al., 2003; Rakic M. et al., 2010; Elamin A. et al., 2011).

Использование количественной оценки методом ПЦР позволило не только продемонстрировать значительное различие состава пародонтопатогенной микрофлоры у пациентов с разными степенями ХГП, но и выделить дополнительные маркеры пародонтопатогенной микрофлоры для различных степеней тяжести пародонтита.

По собственным данным, предложено выделить четыре профиля представленности патогена относительно суммарной бакмассы:

1) представленность в зависимости от степени тяжести пародонтита не меняется (А. actinomycetemcomitans),

2) представленность с усилением степени тяжести пародонтита равномерно падает (Т. denticola),

3) представленность резко возрастает при пародонтите легкой степени тяжести и с нарастанием степени тяжести заболевания меняется не так существенно (Р. intermedia, Т. forsythensis),

4) представленность резко возрастает при тяжелой степени пародонтита (P. gingivalis, С. albicans).

Учитывая, что все исследованные «маркерные» представители пародонтопатогенной микрофлоры являются грамотрицательными анаэробными бактериями, можно предположить, что они оказывают разное влияние на развитие и течение воспалительного процесса в пародонте.

По-видимому, A. actinomycetemcomitans, не имеет решающего значения в этиопатогенезе типичных форм хронического генерализованного пародонтита, так как его представленность в тканях пародонта в зависимости от степени тяжести заболевания не меняется. Возможно, этот возбудитель участвует в первичной колонизации и запускает процесс воспаления в тканях пародонта, так как он выявляется чаще в неглубоких пародонтальных карманах. За дальнейшее прогрессирование воспалительно-деструктивного процесса отвечают, очевидно, P. intermedia и T.forsythensis, обеспечивающие вторичную колонизацию тканей пародонта. Количество этих микроорганизмов резко возрастает при пародонтите легкой степени тяжести, затем меняется не так существенно. Представленность Т. denticola по мере нарастания степени тяжести пародонтита постепенно падает. Этот микроорганизм, по-видимому, оказывает синергетическое действие другим пародонтальным патогенам. Развитие тяжелых деструктивных изменений в пародонте ассоциируется с P. gingivalis, С. albicans, количество которых резко возрастает при пародонтите тяжелой степени.

Полученные данные свидетельствуют о возможности использования количественной оценки соотношения патогенных представителей микробиоценоза пародонтальных карманов как диагностического критерия с целью прогнозирования развития пародонтита и контроля эффективности лечения. Кроме того, метод ПЦР с количественным определением пародонтальных патогенов предоставляет большие возможности для дифференцированного выбора антимикробных средств и оценки эффективности лечения.

Проведенное генотипирование пациентов с ХГП и здоровых лиц позволило получить информацию для статистического анализа распределения аллелей между основной и контрольной группами. Так, выявлена ассоциация варианта -511G гена IL-lß с развитием хронического генерализованного пародонтита. Установлено, что частота встречаемости

27

генотипа вА среди пациентов с ХГП составила 62% по сравнению с 47% в контрольной группе, а гомозиготный генотип ОС у пациентов с ХГП встречался в 2 раза чаще, чем у здоровых лиц (таб.6, рис.7).

Таблица 6

Распределение частот вариантов генов у пациентов с ХГП и у здоровых лиц. Указана численность индивидов с данным генотипом, в скобках даны частоты генотипов

Группа Генотип Частоты аллелей, % Количество 1 человек (п)

ген ПЛа -889

СС СТ ТТ С Т

Контроль 173 (0,55) 126 (0,40) 16 (0,05) 75,0 25,0 315

ХГП 148 (0,49) 122 (0,41) 30(0,10) 70,0 30,0 300

Всего 321 (0,53) 248 (0,40) 46 (0,07) 72,4 27,6 615

Группа ген 1ЫР-511 Частоты аллелей, % ц

АА йА ее А

Контроль 129 (0,41) 151 (0,47) 35 (0,11) 65,0 35,0 315

ХГП 46 (0,15) 186 (0,62) 68 (0,23) 46,3 53,7 300

Всего 175 (0,29) 337 (0,55) 103(0,16) 55,9 44,1 615

Группа ген ММП9 -1562 ОТ Частоты аллелей, % п

СС СТ ТТ С Т

Контроль 165 (0,52) 138 (0,44) 12 (0,04) 74,3 25,7 315

ХГП 90 (0,30) 138(0,46) 72 (0,24) 53,0 47,0 300

Всего 145 (0,36) 184 (0,45) 76 (0,19) 58,5 41,5 615

Группа ген С01ЛА1 ОА («1635529) Частоты аллелей, % п

АА АС СС А С

Контроль 42 (0,13) 125 (0,40) 148(0,47) 33,2 66,8 315

ХГП 6 (0,02) 84 (0,28) 210(0,70) 16,0 84,0 300

Всего 48 (0,08) 209 (0,34) 358 (0,58) 24,8 75,2 615

Рис. 7. Распределение частот вариантов гена 1Ь-1(3 -511 й>А у пациентов с ХГП и у здоровых лиц.

Согласно аутосомно-доминантной модели наличие варианта -51 Ш является фактором риска ХГП: (Ж= 2,34 (1,51 - 3,65). Согласно аутосомно-рецессивной модели фактором риска ХГП является генотип вв, который у пациентов с ХГП встречался в 2 раза чаще, чем у здоровых лиц: (Ж=3,83 (2,60 - 5,63). Следовательно, генетический полиморфизм гена 1Ь-1Р в позиции -511 ОА является фактором, определяющим индивидуальные особенности прогрессирования заболевания у больных ХГП.

Несмотря на то, что частота встречаемости однонуклеотидной замены С>Т в позиции -899 П,-1а у больных ХГП и здоровых лиц не отличалась, были учтены данные литературы о значимости комбинации полиморфизмов генов у больных ХГП для создания модели, позволяющей прогнозировать течение заболевания (Николаева Е.Н., 2007). В связи с этим, к генотип-положительным относили лиц, которые обладали, по крайней мере, одной копией редкого варианта в обоих локусах (ТЬ-1а -899 и 1Ь-1(3 -511).

При этом установлено, что частота положительного генотипа у пациентов с ХГП была значительно выше: 126 (42,0%), чем у здоровых: 55 (18,0%) (х2=16,84; /7=0,0001), причем у 20 (7,0%) пациентов с ХГП положительный генотип характеризовался наличием гомозигот по редким аллелям в обоих локусах. Относительный риск (ОЯ), отражающий силу ассоциации между генотипом и развитием пародонтита, был равен 4,74 (%2=7>96; р<0,001). Следовательно, можно предположить, что клинические признаки пародонтита у обследованных пациентов с ХГП могут быть связаны с генетическим полиморфизмом в локусах генов 1Г-1а и 1Ь-1|3.

Отсутствие взаимосвязи пародонтита с полиморфизмом исследованных генов цитокинов 1Ь-4,1Ь-6,1Ъ-8, ТОТа, возможно связано с популяционными особенностями исследуемой группы (этническими, возрастными и др.). Кроме того, это может быть обусловлено клиническим фенотипом заболевания: в нашем исследовании принимали участие пациенты с типичными формами пародонтита, в то время как ряд полиморфизмов генов

29

цитокинов связывают с агрессивной формой пародонтита. Вероятно, исследования полиморфизма генов 1Ь-4, 1Ь-6, 1Ь-8 и ТЫ Ра могут быть важными для дифференцирования диагноза агрессивных и типичных форм заболеваний пародонта.

Существенную роль в развитии пародонтита играет состояние соединительной ткани. Среди генетических факторов, способных оказать влияние на возникновение и скорость прогрессии заболевания, можно отметить белки внеклеточного матрикса и ферменты, отвечающие за их синтез или деградацию. В связи с этим, был изучен генотип по генетическим полиморфизмам ММР2 -1306 С>Т (ге243865), ММР2 -735 А>С (ге2285052), ММР9 855 А>в (гэ 17576) и ММР9 -1562 С>Т (ге3918242).

У больных ХГП было выявлено наличие полиморфизма гена ММП9 -1562 С>Т (^3918242), связанного с повышенной секрецией матриксной металлопротеиназы-9, что свидетельствует об участии генетически детерминированной системы «протеолиз-антипротеолиз» в патогенезе указанной патологии. В частности, частота встречаемости генотипа ТТ (24%) среди пациентов с ХГП была в 6 раз выше (см таб.6, рис.8), чем среди здоровых пациентов - 4% (%2=16,95; р=4-10"5). Эти пациенты в связи с высоким риском были отнесены к генотип-положительным.

паро донтт

мя

контроль

■ 0,04

Рис. 8. Распределение частот вариантов гена ММР9 -1562 С>Т у пациентов с ХГП и у здоровых лиц.

Впервые выявлена ассоциация однонуклеотидной замены С>А в гене коллагена второго типа СОЬ2А1 (участок ге3918242) с развитием хронического генерализованного пародонтита. Гомозиготный вариант СС в исследованном локусе у пациентов с ХГП встречался в 1,5 раза чаще, чем в группе здоровых лиц (см таб.6, рис.9).

контроль

■ АА

■ ас

■ СС

• 0.70

■ 0,02

пародонтит

Рис. 9. Распределение частот вариантов гена COL2A1 С>А (rsl635529) у пациентов с ХГП и у здоровых лиц.

Частота встречаемости аллеля С полиморфизма COLI AI -1997 G>T (rs 1107946) повышена в основной группе, не достигая однако уровня статистической значимости. При этом у больных ХГП в 2 раза чаще встречалось сочетание гомозиготных состояний СС/СС по обоим локусам: COL1A1 -1997 (rsl 107946) и COL2A1 (rsl635529). Полученные данные позволяют рассматривать генетическую предрасположенность к дезорганизации соединительной ткани как фактор риска развития пародонтита. Эти пациенты в связи с высоким риском были отнесены к генотип-положительным.

Важную роль в динамике воспаления играют продукты обмена фосфатидилинозитов. По данным исследования было обнаружено, что при пародонтите ФИ и их метаболиты из очага воспаления попадают в кровеносное русло даже в том случае, если воспалительный процесс незначителен и узко локализован. Этот факт можно объяснить большим механическим давлением, создающемся в пародонте при жевательной

нагрузке, и повышенной проницаемостью стенок сосудов при воспалении, что обусловливает попадание продуктов метаболизма ФИ в кровеносную систему. В связи с тем, что динамика показателей ФИ и их метаболитов в выделенных лимфоцитах практически не отличалось от тенденций изменений аналогичных показателей в цельной крови, для клинической практики удобнее проводить исследования десневой крови.

Комплексное исследование уровня ФИ и их метаболитов в десневой крови и иммунокомпетентных клетках позволяет составить индивидуальный биохимический профиль для каждого пациента, с помощью которого можно точно диагностировать стадию заболевания, определить нуждаемость пациента в тех или иных лечебных мероприятиях, оценить объем предстоящих вмешательств и прогноз течения заболевания. Необходимо отметить, что количественные значения показателей ПГЕ2 и АК характеризуют степень деструкции костной ткани. Для установления диагноза тяжелой степени пародонтита необходимо использовать показатель ПГЕ2 в десневой крови пациента, значение которого находится в пределах 1795+53 пг/мл. В свою очередь, при пародонтите средней степени тяжести определены следующие показатели: содержание ПГЕ2 - 1705+25 пг/мл, арахидоновой кислоты - 8,3+0,2 мас.% (таб.7).

Таблица 7

Содержание ФИ, АК и ПГЕг в десневой крови у больных ХГП

Биохимические Контроль ХГП легкой ХГП средней ХГП тяжелой

показатели (п=100) степени (п=100) степени (п=100) степени (п=100)

ФИ 7,2±0,2 8,9+0,3* 11,5+0,3*, ** 15,6+0,2*, **,

М±т (нмоль на ***

1 мг белка)

АК 7,0±0,1 7,7+0,2* 8,3+0,2*, ** 8,9+0,3*, **

М±т (мас.%)

ПГЕ2 1510±40 1650+25* 1705+25* 1795+53*, **,

М±т (пг/мл) ***

Примечание: * различия показателей у здоровых людей и у больных ХГП достоверны (р<0,05); ** различия показателей у больных ХГП легкой и средней степени достоверны (р<0,05); *** различия показателей у больных ХГП средней и тяжелой степени достоверны (р<0,05)

Изучение биохимических показателей метаболизма ФИ в динамике позволяет осуществлять объективный контроль эффективности проведенного лечения. При этом нормализация уровня ФИ в десневой крови отражает прекращение повреждающего воздействия агрессивных факторов на ткани пародонта, восстановление до нормального уровня АК свидетельствует об уменьшении воспалительного процесса, а нормализация показателя ПГЕ2 отражает устранение деструкции костной ткани.

На основании полученных результатов разработан алгоритм лечения пациентов с ХГП с учетом исходного уровня состояния тканей пародонта, динамики клинических, рентгенологических, биохимических и микробиологических показателей, а также индивидуального генетического профиля. Весь комплекс лечебно-реабилитационных мероприятий больных ХГП состоял из нескольких этапов, на каждом из которых ставилась определенная цель, достигаемая использованием терапевтических, ортопедических и хирургических методов лечения.

Результаты исследования показали, что проведение инициальной терапии позволяло значительно улучшить состояние тканей пародонта у всех пациентов с ХГП (таб.8).

Таблица 8

Основные клинические показатели состояния тканей пародонта у пациентов с ХГП различной степени тяжести после предварительного лечения (М+т)

Группы

ХГП легкой ХГП средней ХГП тяжелой

Показатели степени (п=100) степени (п=100) степени (п=100)

Индекс гигиены Green- 0,86+0,02* 1,34+0,05* 1 >95+0,09*

Vermillion

Индекс гигиены Silness- 0,72+0,05* 1,25+0,08* 1,44+0,07*

Loe

Интердентальный индекс 85,4±3,7* 52,5±6,5* 34,3±5,4*

гигиены

Индекс РМА 6,7±0,5* 33,8±3,2* 52,0±3,9*

Индекс кровоточивости по МйЫешапп 0,7+0,1* 1,5±0,1* 2,3+0,2*

Глубина ПК (мм) 1,3±0,2* 4,6+0,3* 6,9+0,5

*- р<0,05 по сравнению с исходным уровнем

При достижении стабильно хорошей гигиены полости рта (индекс Green-Vermillion < 1,0; индекс Silness-Loe < 1,0), уменьшении кровоточивости десен при зондировании до 1 балла, снижении индекса РМА до 20%, снижении уровня ФИ до 9 нм/мг белка, АК - до 8 мас.%, ПГЕ2 - до 1700 пг/мл, снижении количества P. gingivalis в пародонтальных карманах до 103, пациентов с ХГП легкой и средней степени тяжести переводили на динамическое наблюдение с проведением поддерживающей терапии 1 раз в 3 мес при наличии положительного генотипа, и 1 раз в 6 мес при наличии отрицательного генотипа. При достижении стабильной ремиссии кратность наблюдения составляла 1 раз в 12 мес.

Если клинические и микробиологические показатели превышали вышеуказанные значения, пациентам после инициальной терапии проводили курс консервативной терапии. При стабильном улучшении состояния тканей пародонта и отрицательном генотипе пациентов с ХГП средней и тяжелой степеней тяжести переводили на динамическое наблюдение с проведением поддерживающей терапии каждые 4-6 месяцев. У пациентов положительным генотипом частота осмотра - каждые 3-4 месяца.

Пациентам с выраженной деструкцией тканей пародонта было показано хирургическое лечение. Проведение хирургических вмешательств было строго обоснованным: неблагоприятный генетический статус (сочетание полиморфизмов генов коллагенов и матриксных протеиназ), сохраняющийся высокий уровень P. gingivalis в ПК (> 103), потеря пародонтального прикрепления более 6 мм и неравномерная резорбция костной ткани (до 50-60%) с образованием костных карманов.

После успешного проведения хирургических вмешательств пациентов переводили на поддерживающую терапию: у пациентов с положительным генотипом динамическое наблюдение осуществляли 1 раз в 3-4 месяца, с отрицательным генотипом - 1 раз в 6 месяцев.

При подвижности зуба 2-3 степени, глубине пародонтального кармана более 6 мм, поражении фуркации И-Ш степени, содержании P. gingivalis в ПК выше 104 и отягощенном генетическом статусе по всем трем генам, зуб рекомендовали к удалению, чтобы сохранить костную ткань альвеолярного отростка для последующего протезирования или имплантации.

Таким образом, определение качественного и количественного состава микробиоценоза пародонтальных карманов и выявление генетических полиморфизмов позволяет проводить дифференцированное лечение пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта, определить показания и противопоказания к применению терапевтического и хирургического методов, обосновать кратность проведения курсов поддерживающей терапии.

Выводы

1. Метод ПЦР «в реальном времени» позволяет проводить с диагностической точностью не ниже 97% одновременное количественное определение наиболее значимых пародонтопатогенов: A.actinomycetemcomitans, Р. gingivalis, Р. intermedia, Т. forsythensis, Т. denticola, С. albicans. В связи с неколичественным забором биоматериала необходима нормировка получаемых данных на фиксированный показатель. Наилучшие результаты дает нормировка по геномной ДНК пациента.

2. Среди изученных микроорганизмов лидерами роста по мере развития пародонтита являются Р. gingivalis, Р. intermedia и Т. forsythensis, демонстрирующие устойчивое увеличение относительного содержания в общей бактериальной массе более чем в 100 раз. Одновременно происходит постепенное снижение относительного содержания Т. denticola. Количество A.actinomycetemcomitans не имеет достоверных отличий у здоровых лиц и у пациентов с разной степенью тяжести пародонтита.

3. Впервые установлено, что профиль пародонтопатогенов

микробиального биоценоза пародонтального кармана существенно меняется

35

в ходе развития пародонтита. Так, у практически здоровых лиц показатель общей бакмассы составляет порядка 10б геном-эквивалентов на реакционную пробирку, в то время как для пациентов с ХГП легкой степени тяжести этот показатель выше примерно на порядок величины, достигая 107, а у пациентов с ХГП средней степени тяжести и с ХГП тяжелой степени - составляет уже около 108.

4. Установлена корреляция аллельного состояния генов ИЛ-1а и ИЛ-ф с воспалительными заболеваниями пародонта. Частота положительного генотипа по генам ИЛ-1а и ИЛ-1р у пациентов с ХГП значительно выше -126 (42,0%), чем у здоровых - 55 (18,0%) (х2=16,84; /7=0,0001), причем у 20 (7,0%) пациентов с ХГП положительный генотип характеризуется наличием гомозигот по редким аллелям в обоих локусах. Относительный риск (ОЯ), отражающий силу ассоциации между генотипом и развитием пародонтита, равен 4,74 (х2=7,96; р<0,001).

5. У пациентов с ХГП выявлена повышенная частота варианта -1562Т гена ММР-9, что свидетельствует об участии генетически детерминированной системы «протеолиз-антипротеолиз» в патогенезе указанной патологии. Фенотипическая частота встречаемости аллеля Т среди пациентов с ХГП составляет 47,0% по сравнению с 25,7% в контрольной группе (х2=29,03; р=7-10"8). Согласно аутосомно-доминантной модели наличие аллеля Т является фактором риска ХГП: ОЯ= 7,97 (2,84 - 22,42). Частота встречаемости генотипа ТТ среди пациентов с ХГП в 6 раз выше, чем среди здоровых пациентов (%2=16,95; р=4Т0"5). Согласно аутосомно-рецессивной модели фактором риска ХГП является генотип ТТ: 011=2,57 (1,63 -4,05).

6. Впервые выявлена ассоциация полиморфизма -1997 й>Т (гэ 1107946) гена СОЬ2А1 с развитием хронического генерализованного пародонтита. Генотипическая частота встречаемости аллеля С полиморфизма СОЫА1 -1997 в>Т (гб1 107946) повышена в основной группе, не достигая, однако

36

уровня статистической значимости. При этом у больных ХГП в 2 раза чаще встречалось сочетание гомозиготных состояний СС/СС по обоим локусам: COLI AI -1997 (rsl 107946) и COL2A1 (rsl635529).

7. На основе результатов проведения микробиологического и генетического тестирования групп с воспалительными заболеваниями пародонта сформирован комплекс диагностических тест-систем и методики их применения для прогнозирования течения пародонтита.

8. Разработан алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости рта и индивидуального генетического профиля пациента, что определяет показания и противопоказания к применению терапевтического и хирургического методов у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта на фоне различных генетических отклонений и состояния биоценозов ротовой полости.

Практические рекомендации

1. Разработанные панель тест-систем методом ПЦР «в реальном времени» внедрены в серийное производство и могут быть рекомендованы в широкой клинической и лабораторной практике для выявления пародонтопатогенов и 14 генов-кандидатов генетических полиморфизмов, вовлеченных в процессы развития хронического генерализованного пародонтита.

2. Выявленные ассоциации полиморфизмов генов интерлейкина-1, коллагенов 1 и 2 типа, ММР-9 необходимо учитывать при разработке алгоритма лечения и профилактики заболеваний пародонта с учетом индивидуальных генетических особенностей пациента. Применение генетических методов анализа для выявления полиморфных вариантов генов дает возможность проводить скрининговые исследования для оценки риска развития воспалительно-деструктивных заболеваний пародонта.

3. Количественные значения показателей ПГЕ2 и АК характеризуют степень деструкции костной ткани. Для установления нижней границы тяжелой степени пародонтита (и соответственно верхней границы средней степени) необходимо использовать показатель ПГЕ2 в десневой крови пациента, значение которого 1795+53 пг/мл наиболее точно, по сравнению с другими показателями, определяет указанную границу. В свою очередь, пародонтит средней степени тяжести характеризуется следующими показателями: содержание ПГЕ2 1705+25 пг/мл, арахидоновой кислоты -8,3+0,2 мас.%.

4. При достижении выраженного клинического эффекта после консервативной терапии пациентов с ХГП следует переводить на динамическое наблюдение с проведением курсов поддерживающей терапии. Критериями для перехода к поддерживающей терапии являются: нормализация гигиенических и пародонтологических индексов и биохимического обмена (ПГЕ2, АК и ФИ), уровень Р. gingivalis должен быть не больше 103. При отсутствии генетической предрасположенности у пациентов с ХГП легкой степени обращаемость должна быть не реже 1 раз в 6 мес, для пациентов с ХГП средней и тяжелой степеней - 1 раз в 3-4 мес, а для генотип-положительных - 1 раз в 3 мес вне зависимости от степени тяжести заболевания.

5. Показаниями для проведения хирургического лечения ХГП являются: наличие у пациента положительного генотипа по генам ММП и коллагена, глубина ПК более 6 мм с поражением фуркации, стабильно хорошая гигиена полости рта, индекс кровоточивости увеличен до 2, высокий уровень ПГЕ2 в десневой крови и Р. gingivalis. При высоком уровне Р. gingivalis (более 104) зуб рекомендован к удалению.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Грудянов А.И., Зорина O.A. Методы хирургического лечения пародонтита: Новая медицинская технология. - М., 2008. - 22 с.

2. Грудянов А.И., Зорина O.A. Методы диагностики воспалительных заболеваний пародонта: Руководство для врачей. - М., 2008. -113с.

3. Заболевания пародонта. Глава 3. Методы диагностики заболеваний пародонта. Грудянов А.И., Зорина O.A. Под ред. Грудянова А.И. -М„ 2009. - С.61-115.

4. Кулаков A.A., Зорина O.A., Борискина O.A. Роль защитных факторов организма в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта. // Стоматология. - 2010. - №6. - С.72-76.

5. Зорина O.A., Кулаков A.A., Грудянов А.И. Микробиоценоз полости рта в норме и при воспалительных заболеваниях пародонта. // Стоматология. - 2011. - №1. - С.73-78.

6. Кулаков A.A., Зорина O.A., Борискина O.A. Генетические факторы в развитии заболеваний пародонта. // Российский стоматологический журнал. - 2011. - №1. - С.48-51.

7. Зорина O.A., Кулаков A.A., Тумбинская JI.B., Ребриков Д.В. Нормировка данных при количественном исследовании пародонтопатогенной микрофлоры методом ПЦР «в реальном времени». // Стоматология для всех. - 2011. - №1. - С.46-48.

8. Сафонова A.B., Арутюнов С.Д., Петрин А.Н., Акуленко JI.B., Зорина O.A., Ребриков Д.В., Рубанович A.B., Боринская С.А., Янковский Н.К. Ассоциация аллелей генов цитокинов с заболеваниями пародонта у человека. //Акта Натура. - 2011. - №1. - С. 123-129.

9. Зорина O.A., Кулаков A.A., Борискина O.A. Оценка эффективности лечения больных хроническим генерализованным пародонтитом по изменению содержания фосфатидилинозитов и их

39

метаболитов в десневой крови. // Российский стоматологический журнал. -2011.-№2.-С. 19-22.

10. Зорина O.A., Кулаков A.A., Борискина O.A., Ребриков Д.В. Взаимосвязь полиморфизмов генов ММП2 и ММП9 с развитием заболеваний пародонта. // Паллиативная медицина и реабилитация. - 2011. -№2. - С.49-52.

11. Зорина O.A., Петрухина Н.Б., Борискина O.A. Изменение содержания фосфатидилинозитов, арахидоновой кислоты и простагландинов группы Е в цельной крови и ее компонентах у больных с заболеванием пародонта. // Паллиативная медицина и реабилитация. - 2011. - №2. - С.16-19.

12. Зорина O.A., Борискина O.A., Ильинский В.В., Ребриков Д.В. Взаимосвязь аллелей генов некоторых цитокинов со скоростью прогрессии и тяжестью пародонтита. // Стоматология для всех. - 2011. - №2. - С. 26-31.

13. Зорина O.A., Кулаков A.A., Борискина O.A., Ребриков Д.В Соотношение патогенных представителей микробиоценоза пародонтальных карманов при разной степени тяжести пародонтита. // Акта Натура. - 2011. -№2. - С.101-104.

14. Грудянов А.И., Зорина O.A., Кулаков A.A., Борискина O.A., Ребриков Д.В. Количественная оценка микробиоценозов полости рта при заболеваниях пародонта. // Пародонтология. - 2011. - №2. - С.18-21.

15. Зорина O.A., Кулаков A.A., Борискина O.A., Ребриков Д.В. Метод ПЦР «в реальном времени» для анализа количественного и качественного соотношений микробиоценоза пародонтального кармана. // Стоматология. - 2011. - №3. - С.31-33.

16. Зорина O.A., Кулаков A.A., Ребриков Д.В. Количественная оценка соотношения патогенных представителей микробиоценоза полости рта в норме и при пародонтите. // Стоматология. - 2011. - №3. - С.40-42.

17. Зорина O.A., Донников А.Е., Кулаков A.A., Борискина O.A., Ребриков Д.В. Взаимосвязь полиморфизма генов COL1A1, COL2A1 и COL3A1 с развитием хронического генерализованного пародонтита у

40

населения России. // Уральский медицинский журнал. - 2011. - №3 (81). -С.5-8.

18. Зорина O.A., Грудянов А.И., Ребриков Д.В. Микробиоценоз пародонтального кармана и воспалительные заболевания пародонта. // Уральский медицинский журнал. - 2011.-№3 (81). - С.9-13.

Патенты на изобретения:

1. Патент РФ № 2269138 от 16.02.2004 г. «Способ диагностики степени тяжести пародонтита». Авторы: Грудянов А.И., Зорина O.A., Петрухина Н.Б., Снегирев М.В.

2. Патент РФ № 2280874 от 16.02.2004. «Способ диагностики степени тяжести пародонтита». Авторы: Грудянов А.И., Зорина O.A., Петрухина Н.Б., Серебрякова JI.E.

3. Патент РФ № 2268683 от 30.06.2004 г. «Стоматологический зонд». Авторы: Безрукова И.В., Зорина O.A., Петрухина Н.Б., Снегирев М.В.

4. Полезная модель РФ № 43760 от 20.10.2004 г. «Стоматологический зонд для измерения глубины пародонтального кармана». Авторы: Грудянов А.И., Зорина O.A., Снегирев М.В.

5. Патент РФ № 2289356 от 8.04.2005 г. «Устройство для введения порошкообразного лекарственного вещества в костный дефект зуба». Авторы: Безрукова И.В., Зорина O.A., Петрухина Н.Б., Снегирев М.В.

6. Патент РФ № 2420591 от 21.04.2010 г. «Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного микроорганизма Actinobacillus actinomicetemcomitans методом полимеразной цепной реакции». Авторы: Зорина O.A., Кулаков A.A., Грудянов А.И., Петрухина Н.Б., Борискина O.A., Авраамова Т.В., Ребриков Д.В., Турчанинова М.А.

7. Патент РФ № 2420591 от 21.04.2010 г. «Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного

микроорганизма Porphiromonas gingivalis методом полимеразной цепной реакции». Авторы: Зорина O.A., Кулаков A.A., Грудянов А.И., Петрухина Н.Б., Борискина O.A., Авраамова Т.В., Ребриков Д.В., Турчанинова М.А.

8. Патент РФ № 2420589 от 21.04.2010 г. «Набор синтетических олигонуклеотидов для выявления ДНК пародонтопатогенного микроорганизма Prevotella intermedia методом полимеразной цепной реакции». Авторы: Зорина O.A., Кулаков A.A., Грудянов А.И., Петрухина Н.Б., Борискина O.A., Авраамова Т.В., Ребриков Д.В., Турчанинова М.А.

Заказ Ха 53-Р/06/2011 Подписано в печать 15.06.2011 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 2,25

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 , ( www.cfr.ru; е-таН:info@cfr.ru

Актуальность темы. На протяжении многих лет заболевания пародонта стабильно занимают по распространенности одно из ведущих мест в мире. Несмотря на широкое развитие инструментальных и лабораторных методов исследования, ранняя и точная диагностика различных стоматологических заболеваний до сих пор остается крайне актуальным вопросом. Начальные признаки заболевания зачастую остаются незамеченными, что приводит к необратимым изменениям, и тяжелому течению патологического процесса (Григорьян A.C. с соавт., 2004; Дмитриева Л.А., 2007; Грудянов* А.И., 2010; Jin L.J., 2011; Ohm К., Jönsson» В., 2011; Wolf D.L., Lamster I.B., 2011).

На сегодняшний день бактериальная природа многих заболеваний полости рта уже не вызывает сомнений. Как и в любой биологической нише, микроорганизмы заселяют участки полости рта в определенных соотношениях, образуя сообщества - биоценозы. В состав биоценоза ротовой полости входит до 700 видов микроорганизмов, которые находятся между собой в состоянии динамического равновесия, сложившегося в процессе длительной эволюции и поддерживаемого факторами иммунитета (Зеленова Е.Г. с соавт., 2004; Aas J.A. et al., 2005; Socransky S.S., Haffajee A.D.', 2005; ten Cate J.M., 2006; Steeves C.H. et al., 2011).

При пародонтите вследствие длительного течения заболевания с частыми обострениями, нерационального лечения и ряда других факторов происходит устойчивое нарушение баланса между микроорганизмами. При этом на фоне выраженного роста патогенных и условно—патогенных микроорганизмов концентрация представителей нормальной микрофлоры уменьшается (Царёв В.Н. с соавт., 2005; Чепуркова O.A. с соавт., 2007; Ламонт Р.Дж. с соавт., 2010; Signât В. et al., 2011). Таким образом, возникает дисбактериоз, выраженность которого соответствует степени тяжести поражения пародонта (Грудянов А.И., Овчинникова В.В., 2007; Borges М.А. et. al., 2009; Wang CY. et. al., 2010; Sanz M. et. al., 2011).

Вместе с тем, вопрос о количественном соотношении бактерий в пародонтальном кармане при различной степени тяжести пародонтита до сих пор остается открытым. Многие задачи в области изучения биоценозов полости рта не решены, а основной вопрос - о роли бактерий в этиологии заболеваний пародонта, безусловно, будет уточняться по мере совершенствования микробиологических и молекулярных методик и-накопления результатов новых исследований. Тем не менее, существующая концепция бактериальной причинности поражений пародонта приносит практическую пользу, уже сейчас определяя-новые подходы в< диагностике и лечении этой группы заболеваний (Трофимов Д.Ю. с соавт., 2008; Иванюшко< Т.П. с соавт., 2010):

Известно, что развитие и течение любого заболевания бактериальной природы определяется силой ответной реакции организма, которая, в свою очередь, зависит не только от приобретенного иммунитета, но в значительной степени определяется генотипом человека. За последние 10-15 лет получены первые результаты по идентификации генетических маркеров пародонтита. Установлена ассоциация с пародонтитом полиморфных локусов генов цитокинов, коллагена 1 типа, антигенов HLA, рецептора витамина D, ряда ферментов и регуляторных молекул (Brett P.M. et ah, 2005; Agrawal A.A. et al., 2006; Tervonen T. et al., 2007; Wagner J. et al., 2007; Pirhan D. et al., 2007; Houshmand B. et al., 2009; Chai L. et al., 2009; Erciyas K. et al., 2010; Scarel-Caminaga R.M. et al., 2011).

Необходимо отметить, что основные работы по анализу генов, определяющих предрасположенность к пародонтиту, проведены за рубежом. Подобные исследования в России получили развитие лишь в самое последнее время (Почтаренко В.А., 2005; Николаева Е.Н., 2007; Горбунова И.Л., Вишнягова Н.А., 2009; Григорович Э.Ш., 2010; Атрушкевич В.Г., Зяблицкая М.С., 2011). Понимание взаимосвязи генетических факторов с состоянием иммунитета и качественным и количественным составом биоценозов ротовой полости позволит значительно расширить методы диагностики, улучшить профилактику и лечение воспалительных заболеваний пародонта.

Цель исследования

Клинико-лабораторная оценка качественного и количественного состава биоценоза полости рта и индивидуального генетического профиля пациента для повышения эффективности диагностики, лечения и прогнозирования развития воспалительных заболеваний пародонта.

Задачи исследования

1. Исследовать возможности ПЦР «в реальном времени» как метода оценки качественного и количественного состава биоценоза полостичрта и индивидуального генетического.профиля пациента.

2. Создать панель тест-систем на основе метода ПЦР «в реальном времени» для оценки качественного и количественного состава биоценозов полости рта по микроорганизмам, предположительно ассоциированным с заболеваниями пародонта.

3. Исследовать взаимосвязь качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости с заболеваниями пародонта.

4. Создать панель тест-систем для определения индивидуального генетического профиля по полиморфным локусам, ассоциированным с заболеваниями пародонта.

5. Изучить индивидуальный генетический профиль пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта по генам, вовлеченным в процессы иммунного ответа и генам, влияющим на структуру ткани пародонта.

6. На основе результатов микробиологического и генетического тестирования групп пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта сформировать комплекс диагностических тест-систем и методики их применения для прогнозирования течения пародонтита.

7. Разработать алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости рта и индивидуального генетического профиля пациента.

Научная новизна исследования

Впервые разработаны комплекс тест-систем и методика использования ПЦР «в реальном времени» для диагностики воспалительных заболеваний пародонта, что повышает диагностическую точность определения 6 пародонтопатогенов: A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. intermedia, Т. forsythensis, Т. denticola, С. albicans.

Разработана и апробирована методика количественной оценки основных пародонтопатогенов с проведением нормирования результатов ПЦР-анализа по геномной ДНК пациента.

Впервые установлено, что общая обсемененность микробиального

6 8 биоценоза пародонтального кармана прогрессивно возрастает (с 10 до 10 геном-эквивалентов на реакционную пробирку) по мере усиления степени тяжести пародонтита.

Установлено, что среди изученных микроорганизмов лидерами роста по мере нарастания степени тяжести пародонтита являются P. gingivalis, P. intermedia и Т. forsythensis, демонстрирующие устойчивое увеличение* относительного содержания в общей бактериальной массе более чем в 100 раз.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта -51 IG (rs 16944) гена интерлейкина IL-lß с развитием хронического генерализованного пародонтита, частота встречаемости которого у больных ХГП достоверно выше, чем у здоровых лиц.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта -1562Т (rs3918242) гена матриксной металлопротеиназы ММР9 с развитием хронического генерализованного пародонтита, что указывает на участие генетически детерминированной системы «протеолиз-антипротеолиз» в патогенезе заболеваний пародонта.

Впервые выявлена взаимосвязь варианта С (гз3918242) в гене коллагена второго типа СОЬ2А1 с развитием хронического генерализованного пародонтита. Гомозиготный вариант СС в исследованном локусе у пациентов с ХГП встречался в 1,5 раза чаще, чем в группе здоровых лиц.

Впервые разработан алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости рта и индивидуального генетического профиля пациента, что определяет показания, и противопоказания- к применению индивидуального' подхода к коррекции воспалительных заболеваний пародонта на фоне различных генетических отклонений ^ состояния биоценозов ротовой.полости.

Создано новое направление исследования микробиальных биоценозов ротовой полости и диагностики заболеваний пародонта с использованием количественного определения соотношения патогенных микроорганизмов и общей бактериальной массы методом ПЦР «в реальном времени».

Практическая значимость

Разработан стандартизированный, воспроизводимый метод исследования качественного и количественного состава биоценозов .ротовой полости, что позволяет расширить возможности ранней диагностики, мониторинга и прогнозирования течения воспалительных заболеваний пародонта.

Создана методика практического использования новых молекулярно-генетических тест-систем для прогнозирования развития воспалительных заболеваний пародонта.

Разработаны рекомендации для врачей и сотрудников медицинских лабораторий по использованию новых тест-систем в диагностике, лечении и профилактике воспалительных заболеваний пародонта.

Определены показания и противопоказания к применению консервативного и хирургического лечения у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта на фоне различных отклонений состояния биоценозов ротовой полости и индивидуального генетического профиля.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Установлено, что степень обсемененности пародонта специфическими патогенами проявляет характерную зависимость от стадии развития заболевания. Доля А. actinomycetemcomitans в консорциуме микроорганизмов незначительно зависит от степени тяжести заболевания и не может использоваться в качестве диагностического маркера. Доля Р. intermedia и Т. forsythensis может рассматриваться в качестве маркера», на* начальных стадиях заболевания. Р. gingivalis является* диагностически значимым показателем; так как содержание этого пародонтопатогена последовательно возрастает при прогрессировании патологического процесса в зависимости от степени тяжести.

2. Установлена взаимосвязь развития типичных форм пародонтита у лиц европеоидной популяции г. Москвы с вариантом'G полиморфизма -511 G/A (rs 16944) гена IL-lß, вариантом Т полиморфизма -1562 С/Т (rs3918242) гена ММР9 и вариантом'С полиморфизма С/А (rsl635529) гена COL2A1, что указывает на генетически обусловленную предрасположенность к дезорганизации соединительной ткани в целом и коллагеновых структур пародонта в частности у пациентов с ХГП.

3. Разработанный метод оценки качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости позволяет расширить возможности ранней диагностики, мониторинга и прогнозирования течения воспалительных заболеваний пародонта. Наиболее релевантные с точки зрения диагностического применения результаты удается получить в случае нормирования сигнала ПЦР на сигнал геномной ДНК человека. I

4. Алгоритм комплексного лечения пациентов с ХГП должен быть индивидуальным и учитывать не только степень тяжести воспалительно-деструктивного процесса, но и особенности генетического профиля пациента. Объективными критериями оценки эффективности лечения являются количественные показатели содержания пародонтальных патогенов и уровень метаболитов фосфатидилинозитов в десневой крови.

Внедрение результатов исследования

Разработанная панель тест-систем на основе метода ПЦР «в реальном времени» для оценки качественного и количественного состава биоценозов полости рта и диагностические тест-системы для определения 14 генетически маркеров, ассоциированных с заболеваниями пародонта, внедрены в промышленное производство.

Методические рекомендации внедрены в практическое здравоохранение для повышения эффективности диагностических и лечебно-профилактических мероприятий при воспалительных заболеваниях пародонта в масштабах страны.

Результаты исследования- внедрены в работу отделения пародонтологии ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздравсоцразвития РФ, в программу обучения клинических ординаторов, аспирантов, врачей-курсантов, в учебный процесс по модульному принципу кафедры ФППОВ Стоматологии Первого Московского Государственного Медицинского Университета им. И.М.Сеченова в цикле лекций и семинаров для слушателей.

Апробация диссертации

Основные материалы диссертации доложены на: I международной конференции «Новые технологии в стоматологии и дентальной имплантологии» (Астана, 2010 г.); научно-практической конференции Московской областной коллегии стоматологов и челюстно—лицевых хирургов (Москва, 2010 г.); выездной научно-практической конференции Московской областной коллегии стоматологов и челюстно-лицевых хирургов (Можайск, 2010 г.); Международной ассоциации студентов стоматологов (Москва, 2011 г.); конгрессе по пародонтологии «Новые направления в научных и клинических исследований в области пародонтологии» (Москва, 2011 г.); 3 ежегодной конференции, посвященной ПЦР «в реальном времени» (Бостон, 2011 г.); XVI международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов «Новые технологии в стоматологии» (Санкт-Петербург, 2011 г.).

Предзащитное обсуждение диссертационной работы проведено на совместном заседании сотрудников отдела терапевтической стоматологии, отделения амбулаторной хирургической стоматологии, отделения клинической и экспериментальной имплантологии, отделения детской челюстно-лицевой хирургии, лаборатории биохимии, отделения ортопедической стоматологии, рентгенологического отделения, отделения профилактики стоматологических заболеваний, лаборатории микробиологии ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздравсоцразвития России.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, из них 3 монографии и 8 патентов на изобретения.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 256 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 28 таблиц, иллюстрирована 34 рисунками. Указатель литературы включает 493 источника, в том числе 117 отечественных и 376 зарубежных работ.

ВЫВОДЫ

1. Метод ПЦР «в реальном времени» позволяет проводить с диагностической точностью не ниже 97% одновременное количественное определение наиболее значимых пародонтопатогенов: A.actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. intermedia, T.forsythensis, Т. denticola, С, albicans. В связи с неколичественным забором биоматериала необходима нормировка получаемых данных на фиксированный показатель. Наилучшие результаты дает нормировка по геномной ДНК пациента.

2. Среди изученных микроорганизмов лидерамшроста по мере развития пародонтита являются P. gingivalis, P. intermedia и Т. forsythensis, демонстрирующие устойчивое увеличение относительного содержания в общей бактериальной массе более чем в 100 раз. Одновременно происходит постепенное снижение относительного содержания Т. denticola. Количество A.actinomycetemcomitans не имеет достоверных отличий у здоровых лиц и у пациентов с разной степенью тяжести пародонтита.

3. Впервые установлено, что профиль пародонтопатогенов микробиального биоценоза пародонтального кармана существенно меняется в ходе развития пародонтита. Так, у практически здоровых лиц показатель общей бакмассы составляет порядка 106 геном—эквивалентов на реакционную пробирку, в то время как для пациентов с XI11 легкой степени тяжести этот п показатель выше примерно на порядок величины, достигая 10 , а у пациентов с XI11 средней степени тяжести и с XI11 тяжелой степени — составляет уже около 108.

4. Установлена ассоциация аллельного состояния генов IL—1а (rsl800587) и IL-lß (rsl6944) с воспалительными заболеваниями пародонта. Частота встречаемости полиморфных вариантов в локусах генов IL—1а (rs1800587) и IL-lß (rs16944) у пациентов с ХГП значительно выше - 126 (42,0%), чем у здоровых - 55 (18,0%) (X2=16,84; р=0,0001), причем у 20 (7,0%) пациентов с ХГП встречается гомозиготное состояние по редким аллелям в обоих локусах. Относительный риск (OR), отражающий силу ассоциации между генотипом и развитием пародонтита, равен 4,74 (х2=7,96; р<0,001).

5. У пациентов с ХГП выявлена повышенная частота варианта —1562Т (rs3918242) гена ММР9, что свидетельствует об участии генетически детерминированной; системы «протеолиз-антипротеолиз» х в патогенезе указанной патологии. Частота встречаемости аллеля Т среди пациентов с ХГП" составляет 47,0% по сравнению с 25,7% в контрольной группе

2 —Я

X =29,03; р=7-10- ). Согласно аутосомно-доминантной модели? наличие аллеля Т является фактором риска ХГП: OR= 7,97 (2,84 - 22,42). Частота встречаемости генотипа TTC среди? пациентов ; с ХГП в 6 раз выше,. чем ? среди о с здоровых пациентов (х =16,95; р=4-10 ). Согласно аугосомно-рецессивной моделшфактором риска ХГП является генотип ТГ: OR=2,57 (1,63 - 4,05).

6; Впервые выявлена ассоциация полиморфизма —1997 G/T (rs1107946) гена GOL2A1 с развитием хронического генерализованного пародонтита. При этом у больных ХГП в 2 раза чаще встречалось сочетание гомозиготных состояний СС/СС по обоим локусам: COL1A1 -1997 (rs1107946) к COL2A1 (rsl635529).

7. На основе результатов проведения микробиологического и генетического тестирования групп с воспалительными заболеваниями пародонта сформирован комплекс диагностических тест-систем и методики их применения для; прогнозирования течения пародонтита.

8. Разработан алгоритм лечения типичных форм пародонтита в зависимости от степени тяжести заболевания, состояния биоценозов полости рта и индивидуального' генетического профиля пациента,, что определяет показания и противопоказания* к применению терапевтического и хирургического методов у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта на фоне различных генетических отклонений и состояния биоценозов ротовой полости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанные панель тест-систем методом ПЦР «в реальном времени» внедрены в серийное производство и могут быть рекомендованы в широкой клинической и лабораторной практике для выявления пародонтопатогенов и генетического полиморфизма в локусах 14 генов-кандидатов, вовлеченных в процессы развития хронического генерализованного пародонтита.

2. Выявленные ассоциации полиморфных локусов генов! интерлейкина-1, коллагенов 1 и 2 типа, ММР9 необходимо учитывать при разработке алгоритма лечения и профилактики заболеваний пародонта с учетом индивидуальных генетических особенностей пациента. Применение генетических методов анализа для выявления* полиморфных вариантов генов дает возможность проводить скрининговые исследования для оценки риска развития воспалительно-деструктивных заболеваний пародонта.

3. Количественные значения показателей ПГЕ2 и АК характеризуют степень деструкции костной ткани. Для установления нижней, границы тяжелой степени пародонтита (и соответственно верхней границы средней степени) необходимо использовать показатель ПГЕ2 в десневой крови пациента, значение которого 1795+53 пг/мл наиболее точно, по сравнению с другими показателями, определяет указанную границу. В свою очередь, пародонтит средней степени тяжести характеризуется следующими показателями: содержание ПГЕ2 1705+25 пг/мл, арахидоновой кислоты — 8,3+0,2 мас.%.

4. При достижении выраженного клинического эффекта после консервативной терапии пациентов с ХГП следует переводить на динамическое наблюдение с проведением курсов поддерживающей терапии. Критериями для перехода к поддерживающей терапии являются: нормализация гигиенических и пародонтологических индексов и биохимического обмена (ПГЕ2, АК и ФИ), уровень P. gingivalis должен быть не больше 103. При отсутствии генетической предрасположенности у пациентов с ХГП легкой степени обращаемость должна быть не реже 1 раз в 6 мес, для пациентов с ХГП средней и тяжелой степеней - 1 раз в 3-4 мес, а для генотип—положительных — 1 раз в 3 мес вне зависимости от степени тяжести заболевания.

5. Показаниями для проведения хирургического лечения ХГП являются: наличие у пациента положительного генотипа по генам ММР и коллагена, глубина ПК более 6 мм с поражением фуркации, стабильно хорошая гигиена полости рта, индекс кровоточивости увеличен до 2, высокий уровень ПГЕ2 в десневой крови и Р. gingivalis. При высоком уровне Р. gingivalis (более 104) зуб рекомендован к удалению.