Ротовая жидкость является уникальной биологической средой. Большой интерес к изучению ее показателей с диагностической целью возник еще в 80-х годах прошлого века [1-3]. По мере усовершенствования лабораторных методов и оборудования, стало доступно изучение различных компонентов ротовой жидкости. Охарактеризованы ее физико-химические и биохимические параметры, определены их референтные величины для разных возрастных групп, условия пробоподготовки для исследования [4-6]. Установлено, что в ротовой жидкости содержится широкий спектр белков и пептидов, нуклеиновых кислот, а также электролиты, ферменты, гормоны, другие регуляторы, которые поступают из локальных и системных источников [7-11]. Это делает возможным использование ее в качестве биологической среды для оценки физиологических процессов и патологических состояний не только в ротовой полости, но и в организме. По сравнению с традиционным методом исследования крови, определение показателей в ротовой жидкости имеет ряд преимуществ: неинвазивность, атравматичность для пациента, отсутствие стресса, характерного для венепункции; более простые условия хранения и транспортировки, благодаря жидкому состоянию (в отличие от цельной крови, которая подвержена процессам свертываемости); возможность взятия биологического материала необходимое число раз; отсутствие необходимости квалифицированного персонала и специального оборудования при взятии ротовой жидкости, что делает реальным ее использование в экспресс-лабораториях различного назначения. Несмотря на внимание к диагностической ценности ротовой жидкости, проблемы изучения ее параметров в основном заключаются в недостаточном количестве систематизированной информации о роли определения конкретных биомолекул в выявлении заболеваний в клинической практике. Сказывается также отсутствие высокочувствительных диагностических систем. Однако в настоящее время заинтересованность в изучении ротовой жидкости не угасает, и неинвазивным методам исследования посвящен ряд работ [12-15]. Принятый термин «сальвиомика» («salivaomics») подчеркивает быстрое развитие знаний о различных компонентах ротовой жидкости, составляющих ее протеом, транскриптом, метаболом и микробиом [16]. С каждым годом появляются новые наборы ведущих мировых производителей диагностических тест-систем для определения различных маркеров, в первую очередь, методом иммуноферментного анализа. Также для определения параметров метаболизма в ротовой жидкости используются традиционные спектрофотометрические, спектрофлуорометрические методы, методы электрохемилюминисценции, газовой хроматографии, иммунохроматографии, масс-спектрометрии, кристаллоскопии [17, 18]. Анализ баз данных, создаваемых с целью расширения доступа клиницистов к информации о компонентах ротовой жидкости, может содействовать поиску новых маркеров заболеваний. В данной статье приводится обзор литературы по результатам анализа 157 современных научных публикаций, приведенных в базах данных PubMed-NCBI, eLibrary.
Приоритетом в изучении маркеров заболеваний в ротовой жидкости является определение показателей при стоматологической патологии, чему посвящено большое количество научных работ. Диагностика соматических заболеваний основана на присутствии в ротовой жидкости метаболитов, проникающих в нее из крови через гематосаливарный барьер, который обеспечивает избирательное поступление различных классов химических соединений путем диализа, диффузии, ультрафильтрации, осмоса, сорбции [5, 19]. Таким образом, многие компоненты крови, имеющие диагностическое значение при патологии внутренних органов, обнаруживаются и в ротовой жидкости. Причем наблюдается корреляция изменений данных параметров в крови и ротовой жидкости [4, 20].
Исторически одни из первых работ, рассматривающих ротовую жидкость как объект исследования, касались в основном диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта и органов дыхания. Они посвящены изменениям ферментного спектра слюны, скорости саливации при остром и хроническом панкреатите [21, 22], выделению слюнными железами стероидов и их фракций у больных бронхиальной астмой [23]. По мере изучения показателей метаболизма в ротовой жидкости получен обширный блок данных, свидетельствующих о возможности ее использования для биохимических исследований при болезнях сердечно-сосудистой системы, печени, костной системы, эндокринной, нефрологической патологии, онкологических, аллергических, инфекционных заболеваниях, при определении состояния минерального обмена, обеспеченности витаминами, оценке иммунного статуса, мониторинга лекарственной терапии, уровня и последствий воздействия на организм факторов неблагоприятной окружающей среды [4, 8, 23, 24]. Анализ научных публикаций за последнее десятилетие выявил следующие перспективные направления исследования биомаркеров заболеваний внутренних органов в ротовой жидкости.
Ряд работ посвящен установлению диагностического значения показателей при инфаркте миокарда. Так, по данным I. Mirzaii-Dizgah и E. Riahi (2013), у пациентов с инфарктом миокарда спустя 12 и 24 часа после развития заболевания наблюдается повышение уровня тропонина I в нестимулированной слюне по сравнению со значениями в контрольной группе [25]. Выявлена высокая активность альфа-амилазы в ротовой жидкости в первые часы развития инфаркта миокарда [26].
Для выявления маркеров артериальной гипертензии проведено исследование содержания С-реактивного белка, лейкотриена B4, простагландина E2, креатинина и лизоцима, активность матричной металлопротеиназы 9 в ротовой жидкости и плазме крови. Установлено, что у пациентов с различной степенью артериальной гипертензии уровень С-реактивного белка в ротовой жидкости коррелирует с уровнем его в плазме крови. При проведении многофакторного анализа наблюдалась корреляция концентрации С-реактивного белка и активности металлопротеиназы с толщиной сосудистой стенки, концентрации лейкотриена В4 и простогландина Е2 с ригидностью артериальной стенки. Исследователи полагают, что ротовая жидкость может представлять собой альтернативную биологическую среду для оценки сердечно-сосудистого риска [27].
Как известно, риск развития сердечно-сосудистых заболеваний может базироваться и на ответных реакциях симпатадреномедуллярной системы на стрессовые ситуации. В статье S. Cozma et al. (2017) приведен обзор научных публикаций за период с 2010 по 2015 год, в которых содержание кортизола (как продукта деятельности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси) и активность альфа-амилазы (реакция симпатической нервной системы) в ротовой жидкости использовались как стресс-биомаркеры. Показано, что определение данных показателей в качестве потенциальных диагностических инструментов для выявления стресс-индуцированных сердечных заболеваний возможно в сочетании с оценкой клинических признаков кардиометаболического риска для прогнозирования исхода болезни [28]. Данная точка зрения находит подтверждение в работе L. Capranica et al. (2012), где указывается, что по изменениям уровня кортизола и альфа-амилазы в ротовой жидкости может оцениваться реакция гипоталамо-гипофизарной и симпатической нервной систем [29]. Основываясь на данных сведениях, N. Iizuka et al. (2012) провели исследования указанных параметров для изучения реакции на различные виды стресса (социального, психологического, физиологического). Установлено, что мониторинг содержания кортизола и активности альфа-амилазы в ротовой жидкости может быть использован для анализа психофизиологического статуса и оценки эффективности коррекции стрессовых состояний у лиц различных возрастных и социальных групп [30, 31].
Значительное количество обзорных работ на сегодняшний день посвящено потенциальному использованию маркеров ротовой жидкости для диагностики онкологических заболеваний и их применению в персонализированном подборе методов лечения злокачественных новообразований, в основном челюстно-лицевой области [32-34]. Авторы приходят ко мнению, что определение опухолевых маркеров в ротовой жидкости может иметь несомненное преимущество по сравнению с серодиагностикой ввиду широкой доступности, малой инвазивности и относительно низкой стоимости. Однако это станет возможным при дальнейшем усовершенствовании методов и повышении чувствительности тест-систем. По мнению В.Н. Николенко с соавт. (2013), определение биомаркеров в слюне является новым подходом к диагностике злокачественных новообразований полости рта, стадии развития, включая начальный процесс, распространение, рецидив и лечение [12].
В исследовании B. Vlkova et al. (2012) установлено, что у пациентов с предраковыми поражениями полости рта (лейкоплакия, плоский лишай, эритроплакия) увеличена концентрация маркеров липопероксидации и карбонильного стресса в ротовой жидкости. По мнению авторов, наблюдаемое снижение антиоксидантного статуса связано с уменьшением экспрессии антиоксидантных ферментов, что может лежать в основе этиологии или патогенеза предраковых состояний, а также перехода к злокачественному поражению слизистой оболочки полсти рта [35].
Обнаружено, что уровни фактора роста фибробластов и рецепторов к нему в ротовой жидкости и сыворотке крови пациентов с опухолями слюнной железы значительно выше, чем значения данных показателей у пациентов контрольной группы. По мнению авторов публикации, фактор роста фибробластов и рецепторы к нему может быть потенциальным биомаркером в диагностике опухолей слюнных желез [33]. Показано, что определение опухолевого маркера СА125 в слюне может служить вспомогательным диагностическим инструментом для обнаружения плоскоклеточной карциномы ротовой полости [32]. В исследовании P.S. Baldawa et al. (2016) установлено, что у курящих людей повышен уровень тиоцианатов в ротовой жидкости. Причем концентрация аналита в ротовой жидкости находится в прямой зависимости от интенсивности и продолжительности курения. Авторы статьи предлагают использовать данный тест для неинвазивной диагностики, а также в качестве начального этапа профилактики рака слюнных желез [36]. Интересными являются данные о возможности исследования биомаркеров рака молочной железы (СА15-3, с-erB2) и яичников (СА125) в ротовой жидкости [12].
Достаточный блок исследований посвящен диагностической ценности ротовой жидкости в эндокринологии. Так, A. Ladgotra et al. (2016) проводилась оценка и сравнение уровня глюкозы, белков, кальция и фосфатов, активности амилазы в сыворотке крови и ротовой жидкости больных сахарным диабетом и здоровых людей. Показано, что значения биохимических параметров крови и ротовой жидкости существенно отличаются у пациентов контрольной и опытной групп, что позволяет рекомендовать ротовую жидкость в качестве альтернативы крови в диагностике и мониторинге лечения сахарного диабета [37]. Причем сдвиги биохимических показателей в ротовой жидкости более значительны, чем в сыворотке крови, что делает данную биологическую среду более предпочтительной для скриннинговой диагностики сахарного диабета [20]. По данным P.Lakshmi et al. (2015) уровень глюкозы в ротовой жидкости детей с сахарным диабетом превышает значения в контрольной группе. Также отмечена положительная корреляция между уровнем глюкозы в крови и содержанием глюкозы в ротовой жидкости обследованных детей. Кроме того, у детей с сахарным диабетом выявлено увеличение содержания в ротовой жидкости общего белка, активности альфа-амилазы и кислой фосфатазы, а уровень мочевины существенно не отличался от значений у здоровых детей [38]. Исследование показателей метаболизма в ротовой жидкости можно использовать не только для неинвазивной оценки диабетического статуса пациента, но и с целью изучения патохимических последствий гипергликемии при сахарном диабете, определения степени дисфункции слюнных желез. Проведенные B. Malicka et al. (2016) исследования показывают, что в ротовой жидкости больных сахарным диабетом отмечается более высокая активность лактатдегидрогеназы, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы. Авторы предполагают, что данные изменения связаны с аутоиммунологическим повреждением слюнных желез при данной патологии [39]. Диагностике ранних стадий поражения слюнных желез при аутоиммунных заболеваниях, в частности при ревматоидном артрите, посвящена работа A. Zalewska et al. (2013). Предложен простой, безопасный и дешевый метод определения гликозидаз в ротовой жидкости, что подтверждает возможность использования ее в качестве диагностической среды при системных заболеваниях [40].
Обсуждается физиологическая роль ротовой жидкости, её достоинства и недостатки как биологической жидкости для скрининга ожирения, метаболического синдрома у детей и подростков. Показано, что содержание фосфата в ротовой жидкости может служить неинвазивным прогностическим маркером в развитии ожирения [18]. Уровень кортизола в ротовой жидкости может использоваться для мониторинга эффективности коррекции обструктивного апноэ во время сна у пациентов, страдающих избыточным весом [41].
В настоящее время весьма актуальным является разработка неинвазивных методов в репродуктологии для определения времени овуляции у женщин для обеспечения успешного оплодотворения и для разработки стратегий планирования семьи. Предпринята попытка идентифицировать белки в ротовой жидкости человека, которые были бы индикаторами овуляции. Методом электрофореза в полиакриламидном геле были обнаружены 11 белков, из которых десять были высокоспецифичны в овуляторной фазе. Среди этих белков с помощью иммуноблот-анализа была подтверждена интенсивная экспрессия цистатина-С. Результаты исследования подтвердили предположение, что белки ротовой жидкости могут быть использованы в качестве биомаркеров овуляции [42]. Получены результаты, свидетельствующие о том, что в день овуляции у женщин при нормальном менструальном цикле существенно повышается содержание натрия в слюне. У женщин с хронической аменореей колебания уровня натрия в слюне незначительны [43].
Перспективным является поиск в ротовой жидкости биомаркеров нарушения метаболизма костной ткани, причем как при стоматологических, так и соматических заболеваниях. Показано, что концентрация кальция в ротовой жидкости представляет собой полезный инструмент для скрининга остеопороза у женщин в постменопаузе [44]. R. Terracciano et al. (2013) установлено, что низкая степень минерализации костной ткани встречается у женщин в постменопаузе с высоким содержанием α-дефензина – пептида, выделяемого нейтрофилами и обнаруживаемого в ротовой жидкости. Авторы высказывают мнение, что α-дефензин может стать новым биомаркером диагностики остеопороза [45].
В работе J. Heaney et al. (2016) обсуждается диагностическая ценность определения антител в ротовой жидкости, которые могут использоваться как показатели системного иммунитета, позволяющие оценивать эффективность вакцинации и защиту от бактериальных инфекций. После проведения парного корреляционного анализа титров антител ротовой жидкости и сыворотки крови здоровых людей показано, что специфические антипневмококковые иммуноглобулины в ротовой жидкости могут быть неинвазивными маркерами статуса данных антител в сыворотке крови [46]. Для оценки локального иммунного ответа предлагается определять содержание эпидермального фактора роста, фактора роста эндотелия сосудов, интерлейкина-8 в ротовой жидкости пациентов с дескваматозным глосситом. У всех пациентов с глосситом наблюдался значительно более высокий уровень IL-8, чем в контрольной группе. Интересно отметить, что у пациентов с глосситом, которые также страдали гипертонией, были выявлены высокие уровни интерлейкина и фактора роста эндотелия [47].
Последние достижения науки позволяют использовать ротовую жидкость не только для диагностики состояния ротовой полости, но и проводить оценку обменных процессов в организме. Данное направление имеет широкие перспективы в выявлении заболеваний, прогнозировании результатов и контроле эффективности их терапии. Использование ротовой жидкости в качестве носителя диагностических маркеров, без сомнения, обладает большим клиническим и коммерческим потенциалом, поскольку обеспечивает быстрые, простые, недорогие и точные результаты. По мнению F. Wei и D.T. Wong (2012), для внедрения определения биомаркеров в ротовой жидкости в клиническую практику необходимо интегрированное приложение на основе единой информационно-технологической платформы, которое включает в себя обработку образцов, обнаружение, удобный интерфейс и медицинские информационные технологии. В обзорной публикации представлены требования к подобным устройствам и описаны возможности их применения для мониторинга состояния здоровья с использованием слюны [48]. В работе J. Kim et al. (2013) обсуждаются возможности и перспективы применения портативных электрохимических устройств для определения показателей в ротовой жидкости, которые могут предоставлять в реальном времени точные данные для оценки заболеваний пародонта, как в домашних условиях, так и в стоматологическом кабинете. Описан пример биосенсора, основанный на интеграции печатного энзиматического электрода в полость рта. Данный биосенсор встроен в каппу. Энзиматический принцип определения заключается в детекции пероксидного продукта с последующей регистрацией его потенциала. Предлагаемый биосенсор проявляет высокую чувствительность, селективность и стабильность [49].
A. Carrio et al. (2015) представлен аксессуар на основе смартфона для быстрого считывания результатов иммунного хроматографического анализа ротовой жидкости с целью выявления наркозависимости [50]. Разработанная автоматическая система позволяет систематизировать сбор и анализ данных, а также централизованно обрабатывать их. Особенно полезен прибор в экстренных случаях, то есть может применяться сотрудниками полиции и службой скорой помощи в местах, где нет квалифицированного персонала.
Перспективной технологией является выявление циркулирующих опухолевых клеток и фрагментов опухолевой ДНК в ротовой жидкости, что позволяет неинвазивно обнаруживать различные виды онкологических заболеваний на ранних стадиях [34].
Заключение. Анализ данных показывает, что в ротовой жидкости содержится огромное количество биомолекул, но в достаточно низких концентрациях, поэтому существует потребность в разработке чувствительных аналитических методов и необходимости сосредоточиться на многомаркерном подходе. Необходима также разработка стандартных методов взятия данной биологической среды, так как на ее состав может влиять медикаментозное лечение, поражения ротовой полости, пероральные микроорганизмы, физические упражнения и циркадные ритмы. Главным преимуществом диагностики ротовой жидкости является неинвазивность и возможность проведения экспресс-анализа.