Оценка показателя интенсивности кариеса зубов у пациентов с полиморфизмом генов VDR и СА12

Полный текст

Обоснование

Изучение генетической предрасположенности к развитию кариеса зубов остаётся актуальной проблемой [1]. В последние годы исследовано влияние некоторых генов на фосфорно-кальциевый баланс [2]. Однако механизм их действия на процесс деминерализации твёрдых тканей зуба до сих пор не изучен [3]. Решение данного вопроса открывает возможность применения индивидуального подхода к ранней диагностике и профилактике кариеса и его осложнений [4].

В научных статьях можно встретить информацию о влиянии гена VDR (витамин D-рецептор (Bsml) rs1544410) на показатели минерального обмена [5]. Установлено, что гомозиготный полиморфизм гена VDR A/A (Bsml) способствует развитию дефицита витамина D, приводит к нарушению усвоения кальция и, как следствие, дисбалансу костного ремоделирования [6].

Полиморфизм гена CA12 при генотипе С/С предрасполагает к сниженной функции фермента карбоангидразы, который регулирует кислотно-щелочной баланс в организме, включая полость рта. Исследование Т.П. Вавиловой с соавт. показало низкую активность карбоангидразы смешанной слюны у пациентов с интенсивным кариозным процессом [7].

Таким образом, изучение влияния генных полиморфизмов на стоматологическую заболеваемость имеет прогностическую ценность [8].

В настоящее время показателем, отражающим степень поражения зубов кариесом и определяющим необходимость лечения, является индекс интенсивности кариеса, известный как КПУ («К» — кариозные, «П» — пломбированные, «У» — удалённые зубы) (H. Klein, C.E. Palmer и J.W. Knutson). Однако использование традиционных методов обследования (осмотр и зондирование) при диагностировании деминерализации эмали не соответствует современным требованиям. Главным недостатком стандартного метода осмотра является невключение ранней стадии кариеса (до появления клинических симптомов) в план лечения.

Для своевременного определения начальных повреждений твёрдых тканей зубов рекомендовано применение инновационных методов диагностики, включая систему цифровой фиброоптической трансиллюминации.

Цель исследования — провести мониторинг влияния полиморфизма генов VDR и СА12 на состояние твёрдых тканей зубов у лиц молодого возраста.

Материалы и методы

Дизайн исследования

Исследование относится к обсервационному многоцентровому проспективному сплошному контролируемому рандомизированному (рис. 1).

 

Рис. 1. Дизайн исследования.

 

Критерии соответствия

На стоматологическом приёме обследовано 100 пациентов (32 мужчины, 68 женщин) в возрасте 23–25 лет, которым проводили лабораторное генетическое тестирование методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени на полиморфизм генов VDR и СА12.

На основании результатов анализа генетического материала в исследование включено 59 человек в возрасте от 23 до 25 лет (25 мужчин, 34 женщины).

Критерии включения в исследование:

• лица с гомозиготным полиморфизмом генов VDR и CА12;
• санированные с удовлетворительным уровнем гигиены зубов (упрощённый индекс гигиены Грина–Вермиллиона (ИГР-У) — менее 1,6);
• обращавшиеся за оказанием стоматологической помощи (профилактический осмотр и профессиональная гигиена полости рта) не реже 1 раза в год;
• находившиеся на полноценном пищевом рационе (включая приём молочных продуктов);
• регулярно принимающие витамин D в дозе 1000 МЕ;

Критерии невключения:

• лица, имеющие аутоиммунные, онкологические заболевания в стадии обострения;
• беременные и кормящие женщины;
• пациенты, имеющие кислотозависимые заболевания желудочно-кишечного тракта.

Условия проведения

Исследование выполнено в 2023 году на базе кафедры стоматологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия». Работа включала клинический и лабораторный этапы.

Лабораторное генетическое тестирование осуществляли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с ДНК-анализом на амплификаторах С1000 Тouch, CFX от компании Bio-RaD (США) в Национальном центре генетических исследований MyGenetics (Россия). Забор буккального эпителия для генетического исследования проводили с внутренней поверхности щеки ватным тупфером на стоматологическом профилактическом приёме.

Определение показателя 25(ОН)D в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа выполняли в лаборатории «Гемотест» (Россия).

Описание медицинского вмешательства

Клинический приём включал в себя последовательные действия:

1. Проводили внешнее обследование с анализом состояния кожного покрова лица, регионарных лимфатических узлов.
2. Осмотр полости состоял из оценки слизистой оболочки, уздечек верхней и нижней губы, языка; определения прикуса. Отмечали изменение цвета, кровоточивость десны.
3. Интенсивность поражения зубов кариесом рассчитывали по формуле: сумма «К» — кариозных, «П» — пломбированных и «У» — удалённых зубов (индекс КПУ). Интерпретацию значения индекса КПУ осуществляли по рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (2013) двумя способами:

а) стандартным — осмотр и оценка состояния твёрдых тканей зубов с использованием медицинского инструментария: стоматологического зонда, трёхфункционального водо-воздушного пистолета, зеркала;

б) методом визуальной фиброоптической трансиллюминации с помощью прибора DIAGNOcam (KaVo, Германия), принцип работы которого основан на изменении цветопередачи тканей зуба при направлении лазерного источника света: здоровые ткани его пропускают, а деминерализованные участки задерживают. Цифровая внутриротовая камера фиксировала изображение и передавала на экран монитора в виде затемнённых участков различного уровня интенсивности (рис. 2).

 

Рис. 2. Очаги кариозного поражения, определяемые трансиллюминационным методом в режиме реального времени: а — зуб 2.6 без признаков кариозного поражения; b — зуб 1.6 с определяемыми признаками кариозного поражения в виде очагов затемнения на жевательной поверхности (показано стрелками).

 

4. Изучение гигиенического статуса проводили с использованием упрощённого ИГР-У, который оценивали в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (2013), где 0,6 — низкий (гигиена хорошая), 0,7–1,6 — средний (гигиена удовлетворительная), 1,7–2,5 — высокий (гигиена неудовлетворительная), 2,6 и более — очень высокий уровень (гигиена плохая).
5. Кислотно-щелочное равновесие смешанной слюны измеряли утром, до приёма пищи, после полоскания полости рта водой, путём сбора слюны в чашку Петри в течение 2 мин (по М.М. Пожарицкой). Уровень рН фиксировали высокоточным рН-метром Testo 206-pH1 0563 2061 (Testo, Германия).
6. У всех обследованных методом иммуноферментного анализа определяли в сыворотке крови основной циркулирующий метаболит витамина D — показатель 25(ОН)D (нг/мл) («Гемотест», Россия) по референсной шкале [9]: при показателях <20 нг/мл (50 нмоль/л) — дефицит витамина D, от 20 до 30 нг/мл (от 50 до 75 нмоль/л) — недостаточность, более 30 нг/мл (75 нмоль/л) — норма.

Анализ в подгруппах

На основании результатов генетического материала из 100 обследованных в исследование включили 59 человек в возрасте от 23 до 25 лет (25 мужчин, 34 женщины) с гомозиготным полиморфизмом генов VDR и СА12. Сформированы 3 группы:

• первая (n=19) — генотип A/A (сниженное количество рецептора витамина D гена VDR, rs1544410);
• вторая (n=32) — генотип С/C (уменьшение активности фермента карбоангидразы гена СА12, rs72748935);
• третья (n=8) — суммарное сочетание аллелей A/A гена VDR и С/C гена СА12.

Этическая экспертиза

Все пациенты, включённые в исследование, подписывали добровольное согласие на проведение медицинского вмешательства согласно приказу Минздравсоцразвития РФ № 390н от 23.04.2012 г., в соответствии со статьей 20 Федерального закона № 323 от 21.11.2011 г.

Статистический анализ

Полученные результаты обработаны методами биомедицинской статистики. Средние значения показателей приводятся в виде M±m, где М — среднее, m — ошибка среднего. Статистически значимыми приняты различия по величине уровня значимости (р), не превышающие 0,05.

Статистическую обработку результатов обследования проводили с использованием Microsoft Excel Office. Сравнение всех исследуемых независимых групп осуществляли с помощью программы SPSS.

Результаты

Основные результаты исследования

Первую группу составили лица со сниженным количеством рецепторов гена VDR (rs1544410) — 19 человек (29% от общего числа обследованных).

Уровень гигиены полости рта, который определён с использованием ИГР-У, составлял 1,40±0,44 и считался удовлетворительным. Тем не менее показатель интенсивности кариеса КПУ, определённый стандартным способом, у этих пациентов был высоким — 12,81±0,04, что свидетельствует о значительном количестве кариозных и удалённых зубов. В ходе дополнительного исследования с использованием трансиллюминационного метода индекс КПУ составил 15,11±0,15, что в 1,25 раза превышало значение индекса КПУ, полученного инструментальным способом, р=0,05 (наблюдалась тенденция к увеличению) (рис. 3). Изменение показателя происходило за счёт прироста К — кариозных полостей и очагов деминерализации, обнаруженных с контактной поверхности моляров и премоляров, не выявленных визуальным методом (рис. 4).

 

Рис. 3. Показатели интенсивности кариеса (индекс КПУ) в группах наблюдения при измерении визуальным методом и трансиллюминационным (оптическим) методом.

 

Рис. 4. Пациент 3., 24 года, осмотр зуба 1.6: a — инструментальный способ, определяется кариозное поражение эмали в области фиссур; b — трансиллюминационный метод, кариозная полость визуализируется в виде очага обширного затемнения на жевательной и дистальной контактной поверхности (показано стрелками).

 

Значение рН в смешанной слюне составило 7,01±0,20, что соответствовало нейтральному значению кислотно-щелочного равновесия.

Клинический лабораторный анализ сыворотки крови показал, что концентрация метаболита витамина D в этой группе достигала в среднем 17,4±0,3 нг/мл, что интерпретировалось как его недостаток.

Во второй группе обследованных обнаружили гомозиготный полиморфизм С/C гена СА12 (rs 72748935) у 32 человек (57%). Индекс ИГР-У — 1,16±0,22, что интерпретировали как удовлетворительный уровень гигиены. Показатель КПУ, определённый стандартным методом, составил 13,13±1,22. Однако при использовании трансиллюминационного метода мы отметили увеличение показателя в 1,3 раза — до 16,93±1,43 (p=0,04). В ходе исследования обнаружены несколько очагов деминерализации твёрдых тканей зубов с дистальной и медиальной контактной поверхности моляров и премоляров, которые не были выявлены при обычном осмотре. Диагностировано также нарушение краевого прилегания ранее установленных реставраций (пломб) (рис. 5). Уровень рН в смешанной слюне составил 6,4±0,1 и указывал на сдвиг данного показателя в сторону кислых значений, что, вероятно, способствовало возникновению начальных стадий кариеса эмали (рис. 6). Лабораторный анализ 25(ОН)D в сыворотке крови во второй группе показал, что концентрация витамина D соответствовала значениям нормы — 28,7±0,7 нг/мл.

 

Рис. 5. Пациент В., 23 года, осмотр зуба 4.7: a — инструментальный способ, кариозная полость не определяется; b — трансиллюминационный метод, кариозная полость визуализируется в виде очага обширного затемнения на жевательной и дистальной контактной поверхности (показано стрелками).

 

Рис. 6. Значения водородного показателя (рН) в смешанной слюне в группах наблюдения.

 

В состав третьей группы, где был выявлен комбинированный полиморфизм рецепторов VDR (А/А) и гена СА12 (С/С), вошло 8 человек (14% от общего числа участников).

При поддержании должной гигиены полости рта ИГР-У составил 1,13±0,15. При инструментальном осмотре выявили значение индекса КПУ 15,10±1,12 (за счёт удалённых и кариозных зубов). Применение метода лазерной трансиллюминации повысило данный показатель до 17,92±1,37 (p=0,04), что указывало на высокую интенсивность поражения твёрдых тканей зуба кариесом. Кроме того, обнаружено наличие скрытых повреждений не только на контактных поверхностях моляров и премоляров, но и в области пигментированных фиссур жевательных поверхностей. Несмотря на то, что визуально патологический очаг выглядел поверхностным, объём деминерализованной области затрагивал средние и глубокие слои дентина. Дополнительно установлены повреждения эмали в области ранее выполненных композитных реставраций (рис. 7).

 

Рис. 7. Пациент Р., 24 года, осмотр зуба 3.5: a — инструментальный способ, кариозная полость не определяется; b — трансиллюминационный метод, кариозная полость визуализируется в виде очага обширного затемнения с контактной медиальной поверхности (показано стрелкой).

 

Исследование рН смешанной слюны в данной группе показало его сдвиг в кислую сторону, до показателя 6,3±0,1.

Лабораторный анализ сыворотки крови выявил дефицит 25(ОН)D, о чем свидетельствовали его значения в пределах 13,77±0,40 нг/мл (рис. 8).

 

Рис. 8. Концентрация 25(ОН)D в сыворотке крови в группах наблюдения, нг/мл.

 

Обсуждение

В первой группе наблюдали низкое количество рецепторов гена VDR и высокий индекс КПУ, прирост которого за счёт скрытой деминерализации твёрдых тканей зубов выявили при использовании метода трансиллюминации. Данные пациенты имели удовлетворительный уровень гигиены полости рта и ежедневно принимали холекальциферол (витамин D). Однако лабораторный анализ крови показал сниженную концентрацию метаболита 25(ОН)D, что свидетельствовало о дисбалансе процессов ремоделирования костной ткани. Кроме того, нарушение минерального обмена способствовало разрушению кристаллов гидроксиапатитов с формированием очагов деминерализации твёрдых тканей зубов.

Во второй группе выявили полиморфизм гена CA12, который регулирует работу фермента карбоангидразы. У пациентов этой группы также наблюдали увеличение показателя КПУ и смещение уровня рН в кислую сторону. Положительный эффект работы фермента карбоангидразы заключается в поддержании кислотно-щелочного баланса в полости рта. Полиморфизм гена CA12 вызывал его дефицит и, как следствие, нарушение водородного показателя со сдвигом в кислую сторону. Данная ситуация привела к деструкции кристаллической решётки гидроксиапатитов с деминерализацией эмали и увеличению количества зубов, поражённых кариесом.

В третьей группе отмечали сочетанный генетический полиморфизм генов VDR и CA12, что оказывало влияние на организм в целом, вызывая нарушение минерального обмена и смещение кислотно-щелочного баланса в полости рта. Синергизм данных показателей продемонстрировал наивысшее значение индекса КПУ, что подтверждено высокой степенью разрушения твёрдых тканей зубов. У пациентов отмечали снижение резистентности эмали и увеличение интенсивности кариозного процесса, несмотря на хорошую гигиену полости рта.

Заключение

Результаты исследования показали, что низкая активность рецепторов гена VDR, сниженная концентрация метаболита холекальциферола связаны с высоким индексом интенсивности кариеса зубов.

Полиморфизм гена СА12, регулирующий работу фермента карбоангидразы, также оказывает отрицательное влияние на состояние твёрдых тканей зуба, вызывая разрушение кристаллической решётки гидроксиапатита и увеличивая количество зубов с кариозным поражением.

Исследование гомозиготного полиморфизма генов VDR и CA12 выявило полиорганное действие на организм: нарушение минерального обмена, смещение кислотно-щелочного баланса в полости рта, что в совокупности привело к активному развитию деминерализации эмали, дентина зубов и увеличению интенсивности кариозного процесса.

Данные выводы подтверждают важность поддержания оптимальной концентрации витамина D в организме и регулярного мониторинга показателей здоровья полости рта (рН, индекс интенсивности кариеса) у пациентов с гомозиготным полиморфизмом генов VDR и CA12.

Дополнительная информация

Благодарность. Авторы выражают благодарность за проведение генетических тестов Национальному центру генетических исследований MyGenetics (Новосибирск, Россия).

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования и подготовке публикации.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с проведённым исследованием и публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. С.Н. Тихонова — сбор, анализ литературных источников, проведение клинической части исследования, подготовка и написание текста статьи; М.В. Козлова — идея и дизайн исследования, редактирование текста статьи; Е.А. Горбатова — анализ литературных источников, написание и редактирование текста статьи; И.Г. Островская — редактирование текста статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Additional information

Acknowledgments for carrying out genetic tests of LLC “National Center for Genetic Research” MyGenetics (Russia).

Funding source. The authors state that there is no external funding when conducting the research and preparing the publication.

Competing interests. The authors declare the absence of obvious and potential conflicts of interest related to the conducted research and the publication of this article.

Authors' contribution. S.N. Tikhonova — collection, analysis of literary sources, conducting the clinical part of the study, preparing and writing the text of the article; M.V. Kozlova — idea and design of the study, editing the text of the article; E.A. Gorbatova — analysis of literary sources, writing and editing the text of the article; I.G. Ostrovskaya — editing the text of the article. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

Об авторах

Светлана Николаевна Тихонова

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: tixonovalana@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-7372-8833
SPIN-код: 6610-7509
Россия, Москва

Марина Владленовна Козлова

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента РФ

Email: profkoz@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3066-206X
SPIN-код: 5546-2489

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Екатерина Александровна Горбатова

Центральная государственная медицинская академия Управления делами Президента РФ

Email: gorbatova_k@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7729-7979
SPIN-код: 5836-2399

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Ирина Геннадьевна Островская

Российский университет медицины

Email: ostvavir@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6788-4945
SPIN-код: 8296-1280

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы