Decreased beta-defensin-2 level in the gingival crevicular fluid as a potential predictor for developing inflammatory periodontal diseases

Full Text

Введение

Главной причиной развития большинства воспалительных заболеваний пародонта (ВЗП) является неспособность системы врожденного (неспецифического) иммунитета адекватно и своевременно купировать воспалительную реакцию, возникшую в пародонтальном комплексе под влиянием различных экзогенных (травма, анатомо-топографические особенности строения зубочелюстной системы, биопленка, дефекты пломбирования и протезирования и др.) и эндогенных (гормональные расстройства, системные заболевания и др.) повреждающих факторов [8, 17].

Первая манифестация ВЗП протекает остро, но, как правило, ограничивается воспалением края десны и не сопровождается потерей зубодесневого соединения или костной ткани (гингивит) [30]. Однако если в результате реализации иммунных эффекторных механизмов в очаге воспаления не удается достичь полной элиминации повреждающего агента, то воспалительный процесс принимает затяжной или хронический характер. В этом случае накопление в зубодесневой борозде различных метаболитов, продуктов распада клеток и деградировавшего межклеточного вещества будет создавать благоприятные условия для размножения протеолитических грамнегативных патогенных и условно-патогенных бактерий, что в конечном итоге приведет к массированной колонизации биопленок патобионтами и постепенному вытеснению ими грампозитивных сахаролитических комменсалов [25]. Возникший бактериальный дисбиоз становится основной причиной дальнейшего прогрессирования воспаления десны, но уже за счет деструктивного воздействия на ткани различных факторов патогенности и продуктов жизнедеятельности бактерий [31]. У восприимчивых людей данный патологический процесс сопровождается необратимым разрушением структур прикрепления, формированием пародонтальных карманов и резорбцией костной ткани, приводящей к расшатыванию и потере зубов [22]. Заболевание приобретает типичные клинические и морфологические черты пародонтита. В зависимости от динамики и тяжести течения, а также локализации и масштабов вовлечения в процесс тканей пародонта выделяют агрессивную и хроническую формы пародонтита, которые могут иметь генерализованное или локализованное течение [3, 15].

Предполагается, что среди всего многообразия компонентов врожденного иммунного ответа, участвующих в поддержании гомеостаза пародонта, именно β-дефензины могут играть ключевую роль в обеспечении устойчивости к воспалительным заболеваниям полости рта. Эти катионные пептиды, благодаря своим антимикробным свойствам, способны подавлять колонизацию широкого спектра патогенных микроорганизмов, выступая своеобразным биохимическим барьером для микробной инвазии [13]. Кроме того, они выполняют ряд важных иммунотропных функций в очаге воспаления: являются хемоаттрактантами нейтрофилов, моноцитов, Т-клеток, дендритных и тучных клеток [36]; модулируют хемокиновые и цитокиновые ответы [5]; активируют систему комплемента [37]; направляют процесс в сторону адаптивного иммунного Th1-, Th2- или Th17-ответа [28]. Такое мультимодальное действие β-дефензинов позволило им сохранять свою эффективность против инфекционных агентов на протяжении всей эволюции животного мира [35].

В последние десятилетия при проведении клинических исследований было установлено, что клетки десны конститутивно секретируют только β-дефензин-1 (HBD-1), тогда как продукция других β-дефензинов (HBD-2, -3 и -4) индуцируется в ответ на воздействие повреждающих факторов, на различные антигены и цитокины воспаления. Также было показано, что ткани пародонтального комплекса существенно различаются своими уникальными паттернами экспрессии HBD, а нарушение экспрессии β-дефензинов, как правило, приводит к развитию ряда патологических состояний [9].

Очевидно, что установление роли каждого из β-дефензинов в поддержании гомеостаза пародонта будет способствовать лучшему пониманию патогенеза ВЗП, выявлению предикторов риска развития патологических состояний и выбору новых терапевтических стратегий. В недавнем исследовании Costa L. и соавт. (2018) убедительно показали, что у пародонтологически здоровых людей концентрация HBD-1 в десневой жидкости была выше, чем у пациентов с хроническим пародонтитом, тем самым подтвердив гипотезу о важной роли HBD-1 в защите тканей десны при развитии пародонтита [7]. До настоящего времени нет единого мнения относительно роли и характера экспрессии HBD-2 при различных формах ВЗП. В связи с этим цель данного исследования состояла в сравнении содержания HBD-2 в десневой жидкости и/или содержимом пародонтальных карманов у пациентов с катаральным гингивитом (КГ), агрессивным пародонтитом (АП), хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) и у лиц без клинических признаков ВЗП (Контроль).

Материалы и методы

В исследование включено 142 человека в возрасте от 22 до 70 лет, обратившихся за стоматологической помощью на кафедру пародонтологии МГМСУ им. А.И. Евдокимова (Москва). При пародонтологическом обследовании определяли индекс гигиены (ИГ) по J. Silness и H. Loe (1967), индекс кровоточивости десневых сосочков (PBI) по H.R. Muhlemann (1975), потерю клинического прикрепления десны (CAL, мм) и подвижность зубов по шкале S.C. Miller (1938) в модификации T.J. Flezar (1980). Состояние костной ткани челюстей оценивали по ортопантомограмме, при этом рассчитывали костный индекс (КИ) по M. Fuchs (1946). Диагноз заболевания устанавливали в соответствии с нозологической Международной классификацией болезней 10-го пересмотра, одобренной на 43 сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения в мае 1990 г. Диагностика хронического генерализованного пародонтита и агрессивного пародонтита проводилась на основании критериев классификации, принятой Американской академией пародонтологии в 1999 г. [3].

Критерии включения пациентов в группу КГ: наличие воспаления в десне с сохранением целостности зубодесневого прикрепления; отсутствие пародонтальных карманов; отсутствие резорбции костной ткани (КИ = 1). Критерии включения пациентов в группу АП: потеря клинического прикрепления более 4 мм; неравномерная резорбция костной ткани, как правило, вертикальная и блюдцеобразная, преимущественно у резцов и первых моляров; быстрое прогрессирование заболевания; возраст манифестации заболевания — до 35 лет. Критерии включения пациентов в группу ХГП: потеря клинического прикрепления более 4 мм; наличие относительно равномерной резорбции костной ткани в области по крайней мере четырех участков ²/₃ длины корней и более; медленный или умеренный темп прогрессирования заболевания c самопроизвольной ремиссией; возраст пациентов — старше 35 лет. Критерии включения пациентов в контрольную группу: отсутствие воспалительных изменений в десне; отсутствие кровоточивости десен либо не более 10% кровоточащих при зондировании пародонтальным зондом участков; глубина зондирования в области зубодесневой борозды ≤ 3 мм; отсутствие патологической подвижности зубов; отсутствие резорбции костной ткани (КИ = 1); отсутствие в анамнезе воспалительных заболеваний пародонта. Критерии невключения пациентов в исследование: беременность и период лактации; сопутствующая общесоматическая патология в стадии декомпенсации; прием антибактериальных препаратов в последние 3 месяца. Критерии исключения пациентов: отказ пациента от участия в клиническом исследовании.

На основании результатов обследования, в соответствии с критериями включения, невключения, исключения все пациенты были распределены по группам, численность и возрастная структура которых представлены в табл.

 

Таблица. Численность и возрастная структура групп пациентов

Table. Number and age pattern of patients examined

Группа Group	Численность, абс. (%) Number, abs. (%)			Средний возраст, годы Mean age, years
	всего total	муж. male	жен. female
Контроль Control	17 (100)	4 (23,5)	13 (76,5)	36,1±2,92
ВЗП/IPD	125 (100)	58 (46,4)	67 (53,6)	46,2±1,06
КГ/PG	11 (100)	4 (36,4)	7 (63,6)	35,7±3,69
АП/AgP	43 (100)	22 (51,2)	21 (48,8)	35,4±0,84
ХГП/CP	71 (100)	32 (45,1)	39 (54,9)	54,4±0,86
Все обследованные All examined patients	142 (100)	62 (43,7)	80 (56,3)	45,0±1,03

Примечания. ВЗП — воспалительные заболевания пародонта, КГ — катаральный гингивит, АП — агрессивный пародонтит, ХГП — хронический генерализованный пародонтит.

Notes. IPD — inflammatory periodontal diseases, PG — plaque-induced gingivitis, AgP — aggressive periodontitis, CP — chronic generalized periodontitis.

 

Материалом для иммунологического исследования служили жидкость зубодесневой борозды и содержимое пародонтальных карманов. Забор образцов осуществляли с помощью стерильных бумажных штифтов способом, описанным в работе Türkoğlu O. и соавт. [38] с небольшими модификациями. Перед взятием материала тщательно удаляли наддесневой налет, а поверхность зубов и десны изолировали с помощью ватных валиков и подсушивали. Стандартные стерильные коммерческие штифты № 25 с конусностью 02 (Meta Biomed, Южная Корея) помещали в зубодесневую борозду или в пародонтальный карман 8 зубов обеих челюстей и оставляли на 1 мин. Затем штифты с адсорбированным материалом каждого из пациентов объединяли и взвешивали на калиброванных электронных весах Voyager V10640 (Ohaus, США) I класса точности с чувствительностью измерения 0,0001 мг. Массу абсорбированного на этих штифтах вещества определяли путем вычитания массы такого же количества чистых штифтов того же производителя из общей массы штифтов с материалом. Полученную величину преобразовывали в фактический объем (микролитры) по стандартной кривой. Штифты высушивали на воздухе при комнатной температуре, помещали в маркированные пластиковые пробирки (Eppendorf, Германия) и хранили при температуре –18°C без размораживания. Перед проведением анализа пробирки размораживали при комнатной температуре, белок элюировали в 0,5 мл стерильной дистиллированной воды, нейтрализованной фосфатным буфером.

Концентрацию HBD-2 (С, пг/мл) определяли в клинических образцах с помощью набора реагентов ELISA Kit for Defensin Beta 2 (Cloud-Clone Corp., США). Чувствительность набора, заявленная производителем, — ниже 13,2 пг/мл. Оптическую плотность (ОП) измеряли в одноволновом режиме (450 нм) относительно лунки с нулевой концентрацией аналита (бланк). Калибровочную кривую строили на основании ОП семи стандартных растворов: 2000 пк/мл; 1000 пк/мл; 500 пк/мл; 250 пк/мл; 125 пк/мл; 62,5 пк/мл; 31,2 пк/мл. Значения СHBD-2, выходящие за номинальный рабочий диапазон тест-системы (31,2–2000 пк/мл), определяли по калибровочной кривой путем простой экстраполяции.

Статистическую обработку данных осуществляли методами непараметрического анализа с использованием пакетов программ Statistica 13.3, Jamovi 1.1.9.0 и Microsoft Office Excel 2016. Данные были проанализированы на нормальное распределение с помощью теста Шапиро–Уилка. Количественные показатели, отражающие состояние тканей пародонта и возраст участников исследования, в работе представлены в виде M±m, где M — среднеарифметическое значение, а m — стандартная ошибка средней. Значения концентрации HBD-2 представлены в виде Ме [Q₁; Q₃], где Ме — медиана, Q₁ — первый квартиль, Q₃ — третий квартиль. Значимость различий между двумя независимыми выборками устанавливали с помощью U-критерия Манна–Уитни, между несколькими независимыми выборками — с помощью H-критерия Краскела–Уоллиса с проведением апостериорного множественного попарного сравнения методом Дуасса–Стила–Кричлоу–Флигнера (W-критерий). Для выявления связи между показателями и оценки ее тесноты использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r_S). Критический уровень значимости был принят за 0,05.

Результаты

Клинико-рентгенологическое обследование. К локальным факторам, провоцирующим развитие ВЗП, прежде всего относится плохая гигиена полости рта. При проведении осмотра оказалось, что гигиеническое состояние полости рта у пациентов с ВЗП (ИГ_КГ = 1,14±0,14, ИГ_АП = 1,71±0,12, ИГ_ХГП = 1,77±0,09) было существенно хуже, чем в группе контроля (ИГ_{Контроль} = 0,31±0,07) (рис. 1). Сравнение этих групп с помощью H-критерия Краскела–Уоллиса выявило статистически значимые различия: H = 43,3, df = 3, р < 0,001. В ходе апостериорных попарных сравнений методом Дуасса–Стила–Кричлоу–Флигнера было установлено, что значения ИГ статистически значимо различались в группах Контроль и КГ (W = –5,44, р < 0,001), Контроль и АП (W = –7,76, р < 0,001), Контроль и ХГП (W = 8,35, р < 0,001), КГ и ХГП (W = 3,86, р < 0,032). Не было выявлено существенных различий по этому показателю между группами КГ и АП (W = –3,11, p = 0,123), АП и ХГП (W = 0,595, p = 0,975).

 

Рисунок 1. Усредненные по группам значения стоматологических показателей у пациентов с катаральным гингивитом (КГ), агрессивным пародонтитом (АП), хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) и у лиц без клинических проявлений ВЗП (Контроль) до начала исследования

Figure 1. Group-averaged values of dental parameters in patients with plaque-induced gingivitis (PG), aggressive periodontitis (AgP), chronic generalized periodontitis (CP) and in the periodontally healthy subjects (Control) before the study

Примечание. * — значимые различия между группами по критерию W, тест Дуасса–Стила–Кричлоу–Флигнера (р ≤ 0,05). PBI — папиллярный индекс кровоточивости; CAL — потеря клинического прикрепления десны.

Note. * — significant differences between groups according to the W criterion, Dwass–Steel–Critchlow–Fligner test (р ≤ 0.05). PBI — papilla bleeding index; CAL — clinical attachment loss.

 

По сравнению с группой контроля у большинства пациентов с ВЗП отмечалась кровоточивость десны, причем степень выраженности данного симптома варьировала в зависимости от формы заболевания (PBI_КГ = 0,75±0,13; PBI_АП = 1,33±0,12; PBI_ХГП = 1,50±0,09). Однако анализ данных показал, что существенные различия в значениях PBI (H = 52,4, df = 3, р < 0,001) были выявлены только между группами КГ и ХГП (W = 4,32, р < 0,012).

Использование H-критерия Краскела–Уоллиса при сравнении групп по показателю патологической подвижности зубов, а также по индексу CAL подтвердило наличие статистически значимых различий: H_{подвижность} = 57,2, df = 3, р < 0,001 и H_CAL = 67,9, df =3, р < 0,001. Так, у представителей группы контроля и у пациентов, страдающих КГ, патологическая подвижность зубов полностью отсутствовала, а наблюдаемая в отдельных случаях потеря клинического прикрепления десны выражалась в виде локальных рецессий (CAL_КГ = 0,80±0,35 мм; CAL_{Контроль} = 1,02±0,25 мм). Апостериорные сравнения этих двух групп не обнаружили статистически значимых различий по индексу CAL (W = 0,80, р = 0,943). В группах АП и ХГП, наоборот, отмечались высокие значения CAL (6,26±0,24 мм и 6,00±0,21 мм соответственно) и патологической подвижности зубов (1,27±0,07 мм и 1,33±0,08 мм соответственно). Различия данных показателей в группах пациентов с пародонтитом были несущественными (W_{подвижность} = 0,70, р = 0,960; W_CAL = –1,65, р = 0,650). Тем не менее статистически значимые различия наблюдались между следующими группами: Контроль и АП (W_{подвижность} = –8,30, р < 0,001; W_CAL = –8,49, р < 0,001); Контроль и ХГП (W_{подвижность} = –8,30, р < 0,001; W_CAL = –9,02, р < 0,001); КГ и АП (W_{подвижность} = –6,72, р < 0,001; W_CAL = –7,19, р < 0,001); КГ и ХГП (W_{подвижность} = 6,60, р < 0,001; W_CAL = 7,52, р < 0,001).

Участки резорбции костной ткани определялись на ортопантомограммах только у пациентов с АП и ХГП (КИ_АП = 0,63±0,02; КИ_ХГП = 0,62±0,01). Различия между этими двумя группами по данному показателю были статистически не значимы (W = 0,15, р = 1,000).

Определение уровня HBD-2 в клиническом материале. Концентрация HBD-2 в десневой жидкости у лиц с клинически здоровым пародонтом колебалась в пределах от 225 до 1720 пг/мл (С = 738 [477; 1114] пг/мл) (рис. 2). У лиц, страдающих ВЗП, наоборот, наблюдалось существенное падение уровня этого дефензина в клиническом материале. Так, если в образцах, полученных от пациентов с КГ, медианное значение концентрации HBD-2 составляло 242 [42, 5; 610] пг/мл (С_min = 19 пг/мл, С_max = 1000 пг/мл), то у большинства пациентов с пародонтитом эта величина опускалась до критически низкого уровня: С_АП = 54 [3; 195] пг/мл (С_min = 0, С_max = 478 пг/мл) и С_ХГП = 25,5 [0; 125] пг/мл (С_min = 0, С_max = 298 пг/мл). В обследованных группах отмечались статистически значимые различия по этому показателю (H = 42,8, df =3, р < 0,001). В частности, существенные различия в концентрации HBD-2 были выявлены между группами Контроль и АП (W = 8,14, р < 0,001); Контроль и ХГП (W = –8,91, р < 0,001); Контроль и КГ (W = 4,02, р = 0,023); КГ и ХГП (W = –5,37, р = 0,018). Не установлены статистически значимые различия между группами: КГ и АП (W = 3,49, р = 0,065); АП и ХГП (W = –3,02, р = 0,141).

Не обнаружена какая-либо связь между уровнем HBD-2 и полом обследованных (U = 2233, р > 0,05). Однако, в отличие от контрольной группы, у пациентов с ВЗП была выявлена слабая отрицательная корреляция между концентрацией HBD-2 и возрастом (r_S = –0,2, р < 0,05), индексом гигиены по Silness и Loe (r_S = –0,22, р < 0,05), индексом кровоточивости (r_S = –0,3, р < 0,05) и подвижностью зубов (r_S = –0,19, р < 0,05). У пациентов с пародонтитом наблюдалась слабая отрицательная корреляция между концентрацией HBD-2 и индексом кровоточивости (r_S = –0,25, р < 0,05).

Обсуждение

Клинико-рентгенологическое обследование 142 пациентов терапевтического отделения КДЦ МГМСУ им. А.И. Евдокимова (Москва) продемонстрировало значительное ухудшение всех стоматологических показателей у лиц, страдающих ВЗП, по сравнению с группой контроля. Полученные данные логично укладываются в общие представления о типовом течении ВЗП и свидетельствуют о снижении иммунологической резистентности тканей пародонта у больных гингивитом и пародонтитом.

Иммунологическое исследование биологического материала (жидкости десневой борозды/содержимого пародонтальных карманов) позволило установить, что у пародонтологически здоровых людей уровень HBD-2 был значительно выше, чем у пациентов с ВЗП. Так, медианная концентрация HBD-2 у лиц из контрольной группы в 3 раза превышала таковую у пациентов с КГ, а также в 13,7 раз у пациентов с АП и в 25,5 раз у пациентов с ХГП (рис. 2). Максимальная концентрация HBD-2 у отдельных лиц из группы контроля достигала 1720 пг/мл, тогда как в группе АП эта величина, как правило, не превышала 478 пг/мл и практически полностью совпадала со значением концентрации нижней квартили группы контроля (477 пг/мл). В группе ХГП преобладали еще более низкие значения концентрации HBD-2. У 106 (93%) пациентов с АП и ХГП концентрация этого белка была ниже 500 пг/мл, а у 53 (46,5%) — ниже 31,2 пк/мл, то есть ниже первой калибровочной точки тест-системы, использованной в данной работе. Таким образом, есть основания полагать, что падение концентрации HBD-2 в десневой жидкости пациентов ниже 500 пг/мл является предиктором неблагоприятного исхода воспалительного процесса в тканях пародонта.

 

Рисунок 2. Концентрация HBD-2 (пг/мл) в клиническом материале пациентов с катаральным гингивитом (КГ), агрессивным пародонтитом (АП), хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) и у лиц без клинических проявлений воспалительных заболеваний пародонта (Контроль)

Figure 2. The HBD-2 concentration (pg/ml) in samples from patients with plaque-induced gingivitis (PG), aggressive periodontitis (AgP), chronic generalized periodontitis (CP) and in the periodontally healthy subjects (Control)

Примечание. * — значимые различия между группами по критерию W, тест Дуасса–Стила–Кричлоу–Флигнера (р ≤ 0,05). Верхняя и нижняя грани прямоугольников — значения верхних и нижних квартилей, пересекающая прямоугольники прямая — медиана, верхние и нижние отрезки — максимальные и минимальные значения.

Note. * — significant differences between groups according to the W criterion, Dwass–Steel–Critchlow–Fligner test (р ≤ 0.05). The upper and lower edges of the rectangles denote the values of the upper and lower quartiles, the line intersecting the rectangle denotes the median, the upper- and lower-line segments denote the maximum and minimum values.

 

Полученные нами результаты полностью согласуются с данными целого ряда исследовательских групп, которые ранее уже сообщали о более высокой экспрессии мРНК HBD-2 в здоровых тканях десны по сравнению с тканями, пораженными ВЗП [4, 19, 26]. Настоящее исследование впервые показывает существование аналогичной закономерности относительно концентрации этого белка в десневой жидкости у пациентов с различным клиническим состоянием тканей пародонта.

В этом контексте следует заострить внимание на том факте, что Costa L. и соавт. (2018) выявили более высокий уровень β-дефензина-1 в десневой жидкости у пародонтологически здоровых людей по сравнению со страдающими ВЗП [7]. Аналогичные результаты были получены Brancatisano F. и соавт. (2011) в отношении β-дефензина-3 [6]. Для объяснения причин более низкой продукции β-дефензинов у больных ВЗП в настоящий момент предлагается несколько гипотез.

Прежде всего, это явление связывают с иммунным старением, когда у пожилых людей с возрастом начинают развиваться структурно-функциональные изменения в иммунной системе [11]. В нашем исследовании действительно была выявлена слабая отрицательная корреляция между концентрацией HBD-2 и возрастом у пациентов с ВЗП (r_S = –0,2, р < 0,05). Особенно явно данная тенденция проявлялась в более старшей возрастной группе – у лиц, страдающих ХГП. Однако если обратиться к данным, представленным в табл., то станет очевидно, что низкая концентрация HBD-2 обнаруживалась также и у пациентов с КГ и АП, у которых средний возраст составлял лишь 35,7±3,69 и 35,4±0,84 лет соответственно.

Кроме того, необходимо учитывать, что при возрастном снижении эффективности адаптивного иммунного ответа реакция на длительную антигенную нагрузку осуществляется за счет усиленной стимуляции врожденного иммунитета [2], а, как известно, дефензины являются неотъемлемой частью именно врожденного иммунитета. Поэтому достаточно сложно, на наш взгляд, объяснить снижение уровня β-дефензина в тканях пародонта исключительно возрастными изменениями иммунного статуса больных ВЗП.

Согласно второй гипотезе, β-дефензины могут быть разрушены или инактивированы протеолитическими ферментами некоторых пародонтопатогенных бактерий [29]. Проведенный у больных ВЗП транскриптомный анализ поддесневых микробиомов показал повышенную экспрессию генов протеолитических ферментов, которые многие асахаролитические, анаэробные и грамотрицательные бактерии используют для обеспечения своих пищевых потребностей [10]. В частности, было показано, что по меньшей мере 85% всей протеолитической активности в отношении белков хозяина, в том числе и в отношении α- и β-дефензинов, у P. gingivalis приходится на трипсиноподобные протеазы и гингипаины. Комплекс протеиназ T. denticola, включающий белки PrtP, PcrA1 и PrcA2 и липопротеин PrcB, активен против биоактивных пептидов хозяина, сывороточного альбумина, трансферрина, IgA и IgG и различных провоспалительных цитокинов.

В нашем исследовании также была установлена умеренная связь между низким уровнем продукции HBD-2 и неудовлетворительным гигиеническим состоянием полости рта у пациентов с ВЗП (r_S = –0,41, р < 0,05). Тем не менее эта гипотеза требует более тщательного изучения, поскольку по данным многочисленных исследовательских групп приблизительно у 10–35% людей в полости рта могут длительное время персистировать различные виды пародонтопатогенных бактерий, не вызывая при этом каких-либо клинических проявлений ВЗП.

Наконец, существует мнение, что пациенты с ВЗП изначально имеют низкую секрецию β-дефензинов из-за различных вариаций в генах, ответственных за продукцию этих антимикробных пептидов. В пользу данной версии свидетельствуют результаты двух независимых исследований Jaradat S. и соавт. (2013) и Öztürk A. и соавт. (2021), которые показали, что концентрация HBD-2 в сыворотке крови у больных хроническим пародонтитом была статистически значимо ниже, чем у лиц с клинически здоровым пародонтом [21, 34]. Поскольку секреция β-дефензина-2 не является конституциональной, а индуцируется, как правило, инфекцией и воспалением, то при генерализованном поражении тканей пародонта, вызванным агрессией патобионтов, следовало бы ожидать возрастания уровня этого белка как в воспаленных тканях, так и в сыворотке крови пациентов. И если содержание β-дефензина-2 в пародонте может снижаться локально, как предполагают, из-за протеазной активности пародонтопатогенов, то в сыворотке крови его концентрация должна сохраняться на повышенном уровне. По всей видимости, наблюдаемое в обеих работах низкое содержание β-дефензина-2 в сыворотке крови больных ВЗП является отражением каких-то не установленных до настоящего времени генетических или эпигенетических модификаций ДНК.

В литературе представлены многочисленные доказательства того, что опосредованные генетическими причинами колебания уровня продукции β-дефензина-2 могут негативно отражаться на восприимчивости человека к различным заболеваниям [16, 21, 24].

Не так давно Kurt-Bayrakdar S. и соавт. (2020) выявили статистически значимую ассоциацию (p = 0,0004) нуклеотидной замены в гене DEFB4A T→G (rs1339258595) с развитием хронического пародонтита, причем у лиц с мутантным аллелем G вероятность ВЗП была в 2,86 раза выше, чем у носителей аллеля T [23]. Исследователи подчеркнули, что эта ассоциация не зависела от специфической для пародонтита ковариаты — возраста (p = 0,004). Важность данного замечания обусловлена результатами ряда эпидемиологических исследований, в которых показано, что у более молодых пациентов среди всех причинных факторов развития ВЗП генетический вклад может достигать 50%, в то время как у пожилых пациентов он составляет не более 25% [27]. Поскольку средний возраст, при котором наблюдается первая клиническая манифестация агрессивного пародонтита, составляет 30 лет [32], то, по всей видимости, контрольные группы должны включать индивидуумов без клинических проявлений ВЗП и старше данного возраста. Однако, по данным ВОЗ, заболеваемость ВЗП в группе «35–44 лет» крайне высока и в отдельных странах достигает 98% [33]. Поэтому перед исследователями регулярно встает проблема отбора в контрольные группы достаточного числа добровольцев, соответствующих этим критериям.

Kurt-Bayrakdar S. и соавт. (2020) решили данную проблему, включив в контрольную группу всех пациентов, у которых в анамнезе не было пародонтита и не выявлялись участки с уровнем потери клинического прикрепления и глубиной зондирования более 3 мм, но никаких ограничений в отношении количества налета или наличия клинических признаков гингивита не применялось. В результате такого отбора средний возраст пациентов из контрольной группы (n = 100) составлял 32,4±10,46 года.

В большинстве работ других исследователей, также изучавших связь экспрессии β-дефензинов с риском развития ВЗП и наличием генетических модификаций, средний возраст пациентов в группе контроля, как правило, был значительно ниже 30 лет, что не исключает вероятности течения ВЗП на субклиническом уровне (латентного течения). Возможно, именно это стало причиной противоречивых сведений относительно экспрессии генов β-дефензинов в группах людей с клинически здоровым пародонтом и страдающих ВЗП. Так, некоторые исследователи показали, что экспрессия мРНК HBD-2 в здоровых тканях десны была выше, чем в пораженных пародонтитом [4, 18], другие, наоборот, регистрировали более высокие уровни экспрессии HBD-2 у пациентов с ВЗП [12, 34, 39, 40]. В нашем исследовании впервые показано, что наиболее высокие концентрации HBD-2 в биологическом материале отмечались у пациентов из контрольной группы. Средний возраст в этой группе составлял 36,1±2,92 лет, а уровень HBD-2 в десневой жидкости в отдельных случаях достигал 1450–1720 пг/мл.

Для того чтобы более глубоко исследовать характер изменения уровня HBD-2 в десневой жидкости клинически здоровых лиц в зависимости от возраста, группу контроля (n = 17) разделили на 3 возрастные подгруппы (рис. 3).

 

Рисунок 3. Уровень HBD-2 (пг/мл) в десневой жидкости у представителей группы контроля в зависимости от их возрастной категории: до 30 лет (n = 7), от 31 до 40 лет (n = 7) и старше 40 лет (n = 3)

Figure 3. The HBD-2 level (pg/ml) in the gingival crevicular fluid in the control group, according the members age: under 30 years (n = 7), aged 31 to 40 years (n = 7) as well as over 40 years (n = 3)

Примечание. Пересекающая прямоугольники прямая — медиана, верхние и нижние отрезки — максимальные и минимальные значения.

Note. The line intersecting the rectangle denotes the median, the upper- and lower-line segments denote the maximum and minimum values.

 

Как видно из рис. 3, у более молодых лиц (возрастная подгруппа до 30 лет) концентрация HBD-2 в десневой жидкости оказалась самой низкой, причем значения этого показателя были более близки к таковым у пациентов из группы КГ (U = 19, р > 0,05) (рис. 2). Лишь у одного молодого человека (мужчина, 25 лет) концентрация HBD-2 достигала значения 1550 пг/мл. У представителей группы контроля в возрасте от 31 до 40 лет средний уровень HBD-2 в образцах был выше, чем у лиц в возрастной категории до 30 лет (U = 16, p > 0,05) и у пациентов из группы КГ (U = 12, р < 0,05). У лиц из группы контроля старше 40 лет средний уровень HBD-2 был выше, чем у лиц моложе 30 лет (U = 4, p > 0,05) и у лиц в возрасте от 31 до 40 лет (U = 6, p > 0,05), а также по сравнению с тем же показателем в группе КГ (U = 12, р < 0,05).

По всей видимости, причиной заниженных средних значений концентрации HBD-2 у более молодых участников группы контроля является присутствие среди них лиц с клинически здоровым пародонтом, но с высоким риском развития ВЗП в будущем. В этой связи следует отметить, что было бы вполне разумно установить возрастные ограничения для участников группы контроля, чтобы снизить ее неоднородность и гарантировать отсутствие лиц со скрытым течением ВЗП.

Таким образом, вполне вероятно, что существует связь между полиморфизмом генов β-дефензинов и предрасположенностью человека к ВЗП. Если данное предположение верно, то детальный анализ распределения аллельных вариантов в пределах этих генов позволит выявить мутации, которые можно будет в дальнейшем использовать в качестве предикторов развития ВЗП.

Заключение

Настоящее исследование показало, что прогрессирование патологических воспалительных процессов в тканях пародонта сопровождается резким падением концентрации HBD-2 в десневой жидкости. Полученные результаты удачно дополняют данные Costa L. и сотр. (2018) и Brancatisano F. и соавт. (2011), установивших тот факт, что у пациентов с ВЗП уровень двух других β-дефензинов (HBD-1 и HBD-3) в десневой жидкости значительно ниже, чем у лиц с клинически здоровым пародонтом [6, 7]. Вероятно, что именно генетически обусловленное снижение концентрации β-дефензинов в тканях пародонта создает идеальные условия для разрушения десневого барьера, роста патобионтов и развития аберрантной воспалительной реакции.

Решить проблему дефицита этих антимикробных белков позволит применение синтетических аналоговых препаратов [20]. На данный момент в мире известны только три антимикробных пептида, которые были одобрены FDA: грамицидин, даптомицин и колистин. Критическими недостатками, с которыми сталкиваются фармакологические компании при разработке таких пептидов в качестве терапевтических средств, являются химическая нестабильность, склонность к агрегации, короткий период полувыведения, чувствительность к рН и к концентрации солей в биологических жидкостях, высокие затраты при производстве. В связи с этим более перспективным видится применение миметиков дефензинов, сконструированных на основе различных поликатионных гетеросахаридов, таких как хитозан [14]. В частности, в ряде клинических исследований уже доказан высокий лечебный эффект солевой формы хитозана, обусловленный как пролонгированной санацией пародонтальных карманов, так и иммунотропным действием на эффекторы врожденного иммунитета [1].

Не исключено, что именно компенсация дефицита β-дефензинов с помощью различного вида миметиков в ближайшем будущем станет ключевым терапевтическим методом, нацеленным на восстановление гомеостаза в пародонте, поддержание функциональной активности врожденного иммунитета и снижение бремени инфекционных заболеваний полости рта. Однако при этом не следует забывать, что в инициации ВЗП существенную роль также играют общее состояние здоровья, дурные привычки и факторы окружающей среды.

About the authors

Ekaterina A. Tikhomirova

A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: lukaly1990@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4439-9661

Postgraduate Student, Department of Periodontology, Microbiology and Virology

Россия, 127473, Moscow, Delegatskaya str., 20/1

V. G. Atrushkevich

A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: atrushkevichv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4141-1370

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Periodontology

Россия, 127473, Moscow, Delegatskaya str., 20/1

E. Linnik

Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: ev_linnik89@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0307-0971

Junior Researcher, Laboratory of Immune System Mediators and Effectors, Department of Immunology

Россия, 127473, Moscow, Delegatskaya str., 20/1

M. V. Konopleva

Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: maria-konopleva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-9724-695X

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Immune System Mediators and Effectors, Department of Immunology

Россия, 127473, Moscow, Delegatskaya str., 20/1

I. V. Zudina

Saratov State University

Author for correspondence.
Email: ivzudina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0137-7761

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Molecular Biology, Microbiology and Virology

Россия, Saratov

References

Supplementary files