Диагностическая информативность определения остеомаркеров в сыворотке крови при хроническом генерализованном пародонтите средней и тяжелой степени

Авторы:
  • О. А. Зорина
    Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, Москва, Россия; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
  • З. М. Абаев
    Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
  • Р. Н. Магомедов
    Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, Москва, Россия
  • В. А. Проходная
    Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону, Россия
  • Е. С. Максюкова
    Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону, Россия
Журнал: Стоматология. 2019;98(1): 17-20
Просмотрено: 1363 Скачано: 210

Остеодеструктивный синдром у пациентов при хроническом генерализованном пародонтите (ХГП) является причиной использования при лоскутных операциях костно-пластических материалов [2]. Задержка остеодеструктивных процессов и активация остеобластов, замещение костных дефектов пародонтальных карманов являются важными целями таких вмешательств [4]. Стоматологи для оценки эффективности хирургического лечения ХГП в отдаленный период после операции оценивают изменение глубины пародонтальных карманов, динамику величины потери зубодесневого прикрепления, плотность костной ткани при рентгенологическом и томографическом исследовании [3]. Однако данные методики позволяют определить наличие или отсутствие достижения «конечной точки» в комплексе лечебно-реабилитационных мероприятий, но не оценить изменение патогенетических механизмов, остеопластический потенциал. Рентгенологическое исследование, особенно денситометрия при спиральной компьютерной томографии, хотя и позволяет оценить динамику структуры костной ткани альвеолярных отростков челюстей [1], но несет лучевую нагрузку, ограничивающую кратность обследования. В стоматологической клинической практике назрела необходимость разработки динамичных неинвазивных лабораторных способов контроля патогенетически значимых изменений костного метаболизма в динамике лечения ХГП.

Цель исследования — установить диагностическую информативность определения концентрации остеомаркеров в сыворотке крови для оценки тяжести остеодеструктивного компонента при ХГП до операции и прогноза эффективности хирургического лечения заболевания.

Материал и методы

В работе принимали участие 187 пациентов с ХГП средней и тяжелой степени, которым при проведении лоскутных операций проводили подсадку костно-пластических материалов. Исследование остеомаркеров сыворотки крови проводили с учетом тяжести ХГП до операции и успешности лечения. Средняя степень ХГП имела место у 126 (67%) пациентов, а тяжелая — у 61 (33%) больного. Стоматологический контроль эффективности лечения с оценкой динамики пародонтологических индексов и анализом результатов рентгенологического контроля позволил установить, что неэффективное лечение наблюдалось у 27/187 (14%) пациентов. В группу контроля вошли 34 человека той же возрастной группы и пола. Критерии включения пациентов в исследование: диагностированный по клинико-рентгенологическим признакам ХГП средней и тяжелой степени; вертикальные или угловые костные дефекты с формированием внутрикостных двух- или трехстеночных пародонтальных карманов глубиной от 5 до 8 мм; информированное согласие на проведение исследования. Критерии исключения: системные сопутствующие заболевания в стадии декомпенсации; аутоиммунные, онкологические либо вирусные заболевания; возраст до 18 лет. Исследование одобрено Локальным независимым этическим комитетом Центрального научно-исследовательского института стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Минздрава России, ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Измерение концентрации остеопротегерина (ОПГ), лиганд растворимого активатора фактора нуклеации каппа В (sRANKL), костного изофермента щелочной фосфатазы (КЩФ), остеокальцина (ОК), С-концевых телопептидов деградации зрелого коллагена I типа (β-CrossLaps) в сыворотке крови проводили с использованием иммуноферментного анализа на иммуноферментном анализаторе Lisa («Эрба Лахема с.р.о.», Чехия). sRANKL определяли с помощью диагностикумов Аmpli-sRANKL («Biomedica», Австрия), остеопротегерина набором Osteoprotegerin («Biomedica», Австрия), КЩФ с использованием моноканальных антител набора Alkphase-B («Metra Biosystems», США), ОК с применением тест-системы Osteometer Bio Tech A/S N-MID Osteocalcin One Step ELISA (Дания), β-CrossLaps тест-системой Nordic Bioscience Diagnostics A/S Serum Cross-Laps ELISA фирмы «Osteоmeter Bio Tech» (Дания).

Для определения остеомаркеров кровь собирали в охлажденную пробирку, немедленно центрифугировали при оборотах 3000—3500 об/мин и замораживали при 200 °C. Сыворотку хранили с добавлением гепарина или ЭДТА при температуре — 20 °C до 30 дней.

Статистические величины представлены в виде средней выборочной величины и ошибки средней. При сравнении средних величин между группами использовали критерий Манна—Уитни. Для оценки прогноза использовали ROC-анализ (Receiver Operator Characteristic). Для статистической обработки использована программа Statistica 12.0 («StatSoft», США).

Результаты и обсуждение

Спектр использованных в работе остеомаркеров условно можно разделить на медиаторы, отражающие интенсивность остеодеструктивных (sRANKL, β-CrossLaps) и остеосинтетических (ОПГ, КЩФ, ОК) процессов.

В таблице

Параметры маркеров костного метаболизма в сыворотке крови у пациентов с ХГП средней и тяжелой степени тяжести до операции
представлены средние значения концентрации остеомаркеров до операции в зависимости от тяжести ХГП.

Комплекс между растворимым лигандом sRANKL, специфическими рецепторами RANK и остеопротегерином относится к ключевому звену метаболизма костной ткани, поскольку регулирует дифференцировку и активность остеокластов и процесс остеолиза. Лиганды sRANKL продуцируются остеобластами, затем связываются с рецепторами RANK на остеокластах, что сопровождается активацией остеокластов. ОПГ ограничивает связывание RANK и sRANKL, тем самым угнетая мобилизацию, пролиферацию и активацию остеокластов [5]. Исходно выраженное снижение остеопротегерина в сыворотке крови при ХГП средней (на 88%) и тяжелой (на 91%) степени наряду с двух- и трехкратным повышением sRANKL по сравнению со здоровыми донорами свидетельствовало об активации остеокластов и усилении остеодеструктивных процессов. Учитывая, что у здоровых пациентов возраст и пол, коморбидная соматическая патология не отличались от клинических групп, можно сделать заключение, что весомый вклад в нарушение соотношения между остеосинтезом и остеорезорбцией в сторону последнего вносило именно воспалительное остеодеструктивное поражение пародонта. β-CrossLaps представляет собой С-терминальный белковый фрагмент, образовавшийся в результате деградации коллагена I типа, и является маркером остеорезорбции [6]. Концентрация β-CrossLaps в сыворотке крови повышалась как при средней (на 44%), так и при тяжелой (на 56%) степени ХГП. Таким образом, можно заключить, что при ХГП средней и тяжелой степени до операции на системном уровне наблюдались сдвиги костного метаболизма в сторону активизации остеокластических процессов.

Остеокальцин — это неколлагеновый витамин-К-зависимый протеин, участвующий в костеобразовании. Высвобождается остеобластами при остеосинтезе [7]. При ХГП средней степени концентрация остеокальцина не отличалась от уровня здоровых доноров, а при тяжелой степени снижалась, что свидетельствовало о низкой активности остеобластов при тяжелой степени поражения пародонта.

При тяжелой степени ХГП по сравнению со средней в крови наблюдалось статистически значимое повышение маркеров остеодеструкции — sRANKL на 32% (p<0,05), β-CrossLaps на 8% (p<0,05) наряду со снижением отношения ОПГ/sRANKL, свидетельствующего о снижении активности механизма, сдерживающего остеорезорбцию, на 45% (p<0,05). При этом маркер активности остеобластов остеокальцин был снижен на 32% (p<0,05). Повышение КЩФ в крови на 58% (p<0,05) при тяжелом ХГП могло свидетельствовать о повышении активности остеобластов в условиях разрушения кости. Итак, исследование остеомаркеров сыворотки крови при воспалительных деструктивных процессах пародонта информативно и отражает тяжесть стоматологического заболевания.

На следующем этапе оценивали возможности использования изучаемых остеомаркеров в крови для прогноза эффективности лечения с помощью ROC-анализа. Для проведения ROC-анализа и выявления разделительных уровней изучаемых остеомаркеров, которые исходно до операции прогностически могут иметь определяющую роль в оценке риска прогредиентного течения ХГП и неуспешности лечения, 27 случаев с неэффективным оперативным лечением были ранжированы как 1, а с эффективным итогом — как 0. Сопоставление ранга успешности лечения и исходных количественных параметров остеомаркеров в крови методом ROC-анализа позволило выявить точки cut-off или разделительные уровни концентраций медиаторов, позволяющие прогностически с высокой диагностической информативностью и статистической значимостью определиться с эффективностью лечения в дальнейшем.

Наибольшей диагностической информативностью для разделения пациентов со средним и тяжелым ХГП по риску развития неэффективного результата оперативного лечения обладали уровни концентрации sRANKL и β-CrossLaps в сыворотке крови. Для концентрации sRANKL в сыворотке крови критический уровень составлял 0,48 пмоль/л. При превышении в сыворотке крови пациентов со средним и тяжелым ХГП концентрации sRANKL более 0,48 пмоль/л с диагностической чувствительностью 80% и диагностической специфичностью 85% можно говорить о высоком риске развития неэффективного результата оперативного лечения ХГП. Площадь под ROC-кривой (AUC) имела высокое значение 0,901±0,018 (z statistic 18,2 при р<0,0001) при выраженной доверительной вероятности.

Для концентрации β-CrossLaps в сыворотке крови критический уровень составлял 0,795 нг/мл. При превышении в сыворотке крови пациентов с ХГП средней и тяжелой степени концентрации β-CrossLaps более 0,795 нг/мл с диагностической чувствительностью 97,5% и диагностической специфичностью 75% можно говорить о высоком риске развития неэффективного результата оперативного лечения ХГП. Площадь под ROC-кривой (AUC) имела высокое значение 0,892±0,023 (z statistic 19,5 при р<0,0001) при выраженной доверительной вероятности.

Таким образом, у больных со средним и тяжелым ХГП до операции рекомендуется определить в сыворотке крови концентрацию маркеров остеодеструкции sRANKL и β-CrossLaps. Если содержание sRANKL более 0,48 пмоль/л, а β-CrossLaps более 0,795 нг/мл, то с диагностической чувствительностью 80% и диагностической специфичностью 85% в первом случае или с чувствительностью 97,5% и специфичностью 75% можно говорить о высоком риске развития неэффективного результата оперативного лечения ХГП.

Выводы

1. Для оценки тяжести остеодеструктивных процессов в пародонте при ХГП информативным является определение в сыворотке крови концентрации sRANKL и β-CrossLaps.

2. При превышении в сыворотке крови содержания sRANKL более 0,48 пмоль/л, а β-CrossLaps более 0,795 нг/мл можно судить о высокой активности остеокластов, которая сопровождается выраженным риском необратимости остеодеструктивного компонента и отсутствием эффективности хирургического лечения.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Зорина Оксана Александровна — д.м.н., проф., зав. отделением терапевтической стоматологии ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России; профессор кафедры стоматологии Института стоматологии ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет); e-mail: zorina-cniis@yandex.ru; тел.: +7(910)469-3849; https://orcid.org/0000-0002-4143-4513

Список литературы:

  1. Васильев А.Ю., Максимовская Л.Н., Куприн П.В., Куприна М.А. Характеристика костных дефектов у пациентов, страдающих хроническим генерализованным пародонтитом, по данным дентальной объемной томографии. Российская стоматология. 2015;1:79-80.
  2. Годованова О.И. Аспекты применения остеопластических материалов в пародонтальной хирургии на фоне особенностей репаративного остеогенеза. Стоматология. Эстетика. Инновации. 2018;1:136-151.
  3. Грудянов А.И., Перфильев С.А., Переверзев Р.В. Томографический мониторинг эффективности хирургического лечения пародонтита. Пародонтология. 2013;4(69):37-39.
  4. Панин А.М., Воложин Г.А., Баскова А.В., Десятниченко К.С., Басков Д.В. Лечение хронических форм пародонтита средней и тяжелой степени с использованием остеопластических материалов. Пародонтология. 2015;1(74):50-60.
  5. Романова Ю.Г., Золотухина Е.Л., Седлецкая А.А. Молекулярное межклеточное взаимодействие системы RANK/RANKL/OPG и его роль в ремоделировании костной ткани пародонта (аналитический обзор). Вестник стоматологии. 2015;3:92-95.
  6. Chen X, Wang Z, Duan N, Zhu G, Schwarz EM, Xie C. Osteoblast-osteoclast interactions Connect. Tissue Res. 2017;59:99-107. https://doi.org/10.1080/03008207.2017.1290085
  7. Kylmaoja E, Nakamura M, Tuukkanen J. Osteoclasts and remodeling based bone formation. Curr Stem Cell Res Ther. 2016;11:626-633. https://doi.org/10.2174/1574888X10666151019115724