唾液作為生物標(biāo)記物在口腔疾病中的應(yīng)用

楊利楠綜述 劉琪審校

1.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000；2.遵義醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，貴州 遵義 563000

生物體液中生物標(biāo)志物(biomarker)的識(shí)別和量化對(duì)于評(píng)估機(jī)體病理狀態(tài)、遺傳易感性和對(duì)藥物或環(huán)境因素的反應(yīng)都具有重要作用，其結(jié)構(gòu)或功能的改變也可能提供生物系統(tǒng)性變化的相關(guān)信息[1]。因此，生物標(biāo)志物對(duì)于疾病的預(yù)防、診斷和預(yù)后以及監(jiān)測(cè)疾病的進(jìn)展具有重要意義。唾液作為人體生物體液中的一種，擁有著無(wú)創(chuàng)、低成本、安全、易獲取等優(yōu)點(diǎn)，且因含有特定的生物標(biāo)記物，非常適合疾病的早期檢測(cè)?，F(xiàn)以國(guó)內(nèi)外將唾液作為診斷工具在齲齒、牙周病、口腔癌癥以及全身疾病中發(fā)現(xiàn)的有關(guān)生物標(biāo)記物做如下綜述。

1 唾液

唾液是由唾液腺、齦溝液分泌形成的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)生物液體。由于其生化特性，唾液被認(rèn)為是檢測(cè)分子的重要生物液體，這些分子可以作為口腔疾病的生物標(biāo)記物，如齲齒、牙周炎、口腔癌癥以及某些全身系統(tǒng)性疾病[2]。與其他生物液體相比，唾液作為生物標(biāo)志物的診斷工具具有很多優(yōu)勢(shì)。唾液內(nèi)含有大約3 000種蛋白質(zhì)，其中約50%的蛋白質(zhì)也存在于血液中；而且，當(dāng)生物標(biāo)記物同時(shí)存在于血液和唾液中時(shí)，后者的水平通常更高；與血液或尿液相比，唾液收集程序只需要較少的操作和最小的不適，無(wú)論兒童、老年人甚至是殘疾人都能接受。此外，唾液的處理具有較低的生物風(fēng)險(xiǎn)和操作成本，不需要大量的人力和專門設(shè)備[3]。

根據(jù)研究的目的，可以收集總唾液或單個(gè)腺體分泌的唾液，總唾液通常是生物標(biāo)志物分析的最佳選擇。唾液總量可以在靜止時(shí)收集，也可以通過(guò)咀嚼或藥物進(jìn)行刺激。在收集受刺激的唾液時(shí)應(yīng)特別小心，因?yàn)橥僖毫鞯拈L(zhǎng)期刺激可能導(dǎo)致不完全糖蛋白糖基化，且唾液蛋白似乎比血清蛋白更容易降解[4]。因此，為了保存樣品的蛋白質(zhì)含量，唾液的收集和儲(chǔ)存都需要進(jìn)行考量。另一個(gè)需要考慮的重要因素是收集的時(shí)間，因?yàn)椴煌耐僖撼煞殖尸F(xiàn)不同的晝夜節(jié)律[5]。

總的來(lái)說(shuō)，唾液是一種非常有吸引力的生物標(biāo)記物液體。唾液分析提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，目前的技術(shù)允許同時(shí)檢測(cè)各種類型的生物標(biāo)記。然而，唾液采集和處理的標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)必須考慮的重要因素，以確保分析的可靠性。

2 齲病、牙周病、口腔癌及全身疾病可能存在的唾液生物標(biāo)記

口腔和全身疾病的唾液生物標(biāo)志物可能以不同的形式存在，如與疾病發(fā)生進(jìn)展相關(guān)的DNA、miRNA、代謝物和蛋白質(zhì)。最新提出的唾液組學(xué)包含了唾液基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、微生物組學(xué)及微小RNA等，其中儲(chǔ)存的人類及口腔微生物的生物信息為各種口腔疾病以及全身系統(tǒng)性疾病的研究提供了重要信息[6]。它是口腔和全身性疾病唾液生物標(biāo)志物的最新研究成果。

2.1 齲病 齲病是一種多因素疾病，由于這個(gè)特點(diǎn)，所以不可能由單一的生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)其風(fēng)險(xiǎn)或嚴(yán)重程度。唾液里豐富的蛋白質(zhì)組和獨(dú)特的唾液蛋白對(duì)齲齒有重要作用，唾液蛋白的多態(tài)性與齲齒風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性在一個(gè)系統(tǒng)綜述中進(jìn)行了評(píng)估。在16項(xiàng)對(duì)有齲齒和無(wú)齲齒的人的臨床研究中，其中11項(xiàng)研究中觀察到齲病與抗菌活性、pH控制和細(xì)菌定植/黏附蛋白相關(guān)[7]。低齡兒童齲(ECC)是最常見(jiàn)的齲病，由于這種疾病易被忽視，通常得不到早期及時(shí)的治療[8]。因此，唾液生物標(biāo)記物對(duì)ECC的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防具有重要的臨床意義[9]。最近的薈萃分析已確認(rèn)唾液變形鏈球菌是ECC的強(qiáng)危險(xiǎn)因素，OR=3.83(1.81～8.09)，這意味著變形鏈球菌可以作為ECC發(fā)病的標(biāo)記。但屬于低、中度可信度，仍需進(jìn)一步設(shè)計(jì)縱向研究[10]。此外，唾液中變形鏈球菌和乳酸菌作為ECC的預(yù)測(cè)因子顯示的準(zhǔn)確性較低，這可能是齲病病因的多因素特性所導(dǎo)致的，但因它們?cè)谕僖褐械拇嬖谔岣吡硕嘧兞款A(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性[11]。齲的發(fā)生與復(fù)雜的群落有關(guān)，而不是一個(gè)單一的分類單元。在唾液和菌斑中，富集的微生物大多由普氏菌組成。此外，普雷沃氏菌成員不僅能夠檢測(cè)ECC的發(fā)病，同時(shí)不受年齡的影響，并且對(duì)碳水化合物衍生酸的生產(chǎn)活動(dòng)有很強(qiáng)的貢獻(xiàn)，這是與齲病狀態(tài)相關(guān)的最突出的微生物功能。這種基于微生物的模型能夠從健康樣本中診斷ECC，準(zhǔn)確率為70%，并能以81%的準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)臨床認(rèn)為健康的樣本未來(lái)的ECC值[12]?；诂F(xiàn)有的知識(shí)，目前還不可能利用一種或一套唾液蛋白或微生物來(lái)預(yù)測(cè)的齲齒的發(fā)生。然而，文獻(xiàn)顯示一些蛋白質(zhì)在易齲和無(wú)齲個(gè)體的唾液中表達(dá)有差異，這同樣適用于唾液微生物?？紤]到多變量齲病預(yù)測(cè)模型比單一預(yù)測(cè)模型具有更高的準(zhǔn)確性，預(yù)測(cè)模型必須在不同人群和不同研究小組中使用前瞻性隊(duì)列協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)證[13]。

2.2 牙周疾病 牙周病是一種多因素的疾病，通常通過(guò)臨床參數(shù)(牙槽骨喪失和臨床附著水平)來(lái)檢測(cè)。然而，在這些參數(shù)能夠檢測(cè)出疾病之前，組織已經(jīng)發(fā)生大量的損傷。這使得尋找一種能夠簡(jiǎn)單、快速且可靠的生物標(biāo)記區(qū)分牙齦炎癥和牙周破壞性疾病具有特別的意義。EBERSOLE等[14]進(jìn)行了一項(xiàng)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)牙周病患者唾液中基質(zhì)金屬蛋白酶-8(ΜΜP-8)、IL-6和IL-1抗氧化蛋白水平顯著升高。最近一項(xiàng)包括6項(xiàng)研究的系統(tǒng)綜述顯示，與對(duì)照組相比，牙周炎患者以及較晚期牙周病患者中ΜΜP-8的濃度明顯更高[15]。這些發(fā)現(xiàn)揭示了ΜΜP-8在牙周炎診斷中的潛在應(yīng)用。這促使了一種集成的口腔診斷微流控平臺(tái)(IΜPOD)的發(fā)展，它可以快速(3～10 min)測(cè)量少量(10 mL)唾液中ΜΜP-8[16]。到目前為止，已經(jīng)鑒定出的疾病標(biāo)志物促使了使用唾液作為牙周炎護(hù)理點(diǎn)(POC)診斷的主要試驗(yàn)的發(fā)展。其中包括生化測(cè)試、微生物測(cè)試和遺傳測(cè)試，使用唾液進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的POC檢測(cè)，使治療可以立即開(kāi)始。然而，這些新的診斷工具需與傳統(tǒng)的診斷方法進(jìn)行結(jié)合，也需要醫(yī)生更多的接受[17]。此外，唾液生物標(biāo)記物(特別是ΜΜP-8和-9以及骨保護(hù)蛋白)的多種組合與紅色復(fù)合的牙周厭氧性病原體的組合已被證明可以提供高度準(zhǔn)確的牙周疾病預(yù)測(cè)。這些組合必須通過(guò)傳統(tǒng)診斷方法進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，它們構(gòu)成的生物標(biāo)志物可促使牙周炎的快速POC椅旁診斷的發(fā)展。

2.3口腔癌癥 口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)占口腔癌的95%，擁有較高的發(fā)病率和死亡率，其原因仍可以歸因于它確診時(shí)大多是晚期[18]。在許多OSCC病例中發(fā)現(xiàn)，它的早期癥狀并不明顯，所以盡管OSCC預(yù)后良好，但由于大多患者就診時(shí)病變已到Ⅲ或Ⅳ期晚期，其5年生存率仍低于50%。因此，早期發(fā)現(xiàn)OSCC對(duì)降低其發(fā)病率和死亡率至關(guān)重要。組織活檢是診斷OSCC的金標(biāo)準(zhǔn)，但有一定侵襲性，患者可能不愿接受,因此需要特異性和敏感的生物標(biāo)志物來(lái)早期發(fā)現(xiàn)OSCC，篩查高?；颊?。唾液與口腔癌病變的直接接觸，加上唾液中存在口腔的跌落細(xì)胞，使唾液分析成為尋找和識(shí)別可能的口腔癌檢測(cè)生物標(biāo)志物的最佳診斷工具。唾液中的基因組包括人類和微生物。唾液DNA的質(zhì)量和數(shù)量都可進(jìn)行測(cè)序選型和PCR檢測(cè)[19]。人類50%以上的腫瘤發(fā)生存在p53基因突變，已有大量研究表明，p53基因在口腔鱗癌患者的癌組織中發(fā)生了突變[20]，且在口腔鱗癌患者的唾液中也發(fā)現(xiàn)了p53基因突變，說(shuō)明唾液檢測(cè)與組織內(nèi)部檢測(cè)具有很好的一致性，p53可作為快速診斷口腔癌的可靠生物學(xué)標(biāo)志物[21]。許多miRNA被認(rèn)為有可預(yù)見(jiàn)OPΜDs(口腔癌前病變)向OSCC的發(fā)展。有兩項(xiàng)研究主要針對(duì)唾液miRNA診斷OPΜD早期惡性腫瘤的潛力進(jìn)行評(píng)估，證實(shí)miRNA27b、miRNA145、miRNA181和miRNA21對(duì)早期惡性腫瘤的診斷具有顯著的敏感性和特異性[22-23]。另一項(xiàng)研究將唾液樣本與組織樣本進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)唾液樣本在預(yù)測(cè)惡性腫瘤方面明顯優(yōu)于組織樣本，并且在OPΜDs唾液樣本中，miRNA31在預(yù)測(cè)惡性腫瘤方面明顯優(yōu)于miRNA21[24]。唾液代謝組學(xué)在解釋各種疾病的發(fā)病機(jī)制和發(fā)現(xiàn)與疾病發(fā)病或治療干預(yù)有關(guān)的代謝改變方面至關(guān)重要。據(jù)報(bào)道，唾液苯丙氨酸、纈氨酸和乳酸水平是區(qū)分口腔癌與健康對(duì)照以及口腔癌與白斑等癌前病變的最佳預(yù)測(cè)因子。此外，這三種代謝物的混合物能以高敏感性和高特異性地鑒別口腔白斑和口腔癌[25]。因此，唾液代謝組學(xué)在各種研究中對(duì)OSCC的療效可以呈正相關(guān)，提示代謝組學(xué)方法具有補(bǔ)充臨床口腔癌檢測(cè)的診斷價(jià)值。多種唾液生物標(biāo)記物的結(jié)合在口腔癌診斷中顯示增強(qiáng)。五種唾液生物標(biāo)志物如profilin、Μ2BP、ΜRP14、CD59和過(guò)氧化氫酶對(duì)口腔癌的檢測(cè)具有83%的敏感性和90%的特異性[26]。因此，唾液生物標(biāo)志物的組合策略可以作為一種強(qiáng)有力的篩查方法，提高口腔癌及癌前病變的及時(shí)檢測(cè)和診斷準(zhǔn)確性。雖然許多蛋白質(zhì)組、基因組和其他唾液生物標(biāo)記物在檢測(cè)口腔癌方面已有研究報(bào)道，但迄今為止還沒(méi)有一個(gè)被認(rèn)可用于臨床。根據(jù)腫瘤發(fā)生的多因素性質(zhì)，最一致的結(jié)果是通過(guò)使用多個(gè)生物標(biāo)志物候選，形成一種算法，來(lái)提高準(zhǔn)確性、敏感性和可靠性[27]。

2.4 與口腔疾病相關(guān)的全身疾病 糖尿病是全身代謝性疾病，導(dǎo)致葡萄糖代謝紊亂。ΜALICKA等[28]發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者唾液中髓過(guò)氧化物和IgA的表達(dá)與牙周不良情況相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病和牙周炎患者的唾液褪黑素濃度降低，提示唾液褪黑素在糖尿病和牙周病的發(fā)病機(jī)制中具有重要作用，可能成為糖尿病和牙周炎診斷和治療的重要生物標(biāo)志物[29]。糖化血紅蛋白和唾液葡萄糖濃度也與糖尿病患者有顯著相關(guān)性，提示糖尿病患者可通過(guò)唾液監(jiān)測(cè)血糖濃度[30]。心血管疾病(CVD)包括動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死和冠心病。KOSAKA等[31]發(fā)現(xiàn)唾液中的炎癥因子包括IL-1β、IL-6、TNF-α和前列腺素E2在動(dòng)脈粥樣硬化和牙周病中顯著增加。這些細(xì)胞因子可能是診斷牙周病和動(dòng)脈粥樣硬化的潛在生物標(biāo)志物。此外CVD患者唾液中α-2-HS-糖蛋白含量下降，提示該肽段可能為心血管疾病的早期診斷提供新的途徑[32]。盡管對(duì)阿爾茨海默病(AD)的病理組織學(xué)變化很早就已認(rèn)識(shí)，但是找尋一種早期、廉價(jià)、無(wú)創(chuàng)的診斷生物標(biāo)志物來(lái)檢測(cè)特定的阿爾茨海默病病理學(xué)仍是學(xué)界目前研究熱點(diǎn)。最近發(fā)展起來(lái)的神經(jīng)影像生物標(biāo)記物具有一定前景，但這些方法昂貴且會(huì)造成輻射。因此，唾液中的生物標(biāo)記物將是未來(lái)診斷阿爾茨海默病的潛在手段。最近的一個(gè)系統(tǒng)綜述納入了16項(xiàng)研究，其中10項(xiàng)研究顯示了AD患者和健康老年人之間唾液標(biāo)志物的統(tǒng)計(jì)顯著性，重點(diǎn)指出Aβ42(amyloid beta 1-42)和Tau和Lactoferrin為未來(lái)AD唾液生物標(biāo)志物的候選物[33]。

3 結(jié)論

唾液作為“身體的鏡子”，反映了機(jī)體的病理生理變化，因此成為口腔或全身性疾病診斷的一種具有潛力的生物液體。與血清相比，它們具有無(wú)創(chuàng)、低成本、安全、易獲取等優(yōu)點(diǎn)，因含有特定的生物標(biāo)記物，非常適合疾病的早期檢測(cè)。唾液診斷學(xué)作為分子診斷學(xué)更大領(lǐng)域的一個(gè)子集，現(xiàn)在被認(rèn)為是生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床領(lǐng)域的一個(gè)中心角色。對(duì)人類唾液的全面分析，在病理生理狀態(tài)的研究、生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，特別是在疾病診斷領(lǐng)域有很大的影響，并為確認(rèn)人類疾病的潛在生物標(biāo)記物提供基礎(chǔ)，這些優(yōu)勢(shì)已確保廣泛使用唾液作為診斷工具在臨床進(jìn)行實(shí)踐。這一領(lǐng)域的未來(lái)將依賴于對(duì)疾病特異性生物標(biāo)記物的進(jìn)一步驗(yàn)證，并將其納入最先進(jìn)的分析方法中，這種方法是定量、特異性、快速可靠、敏感且經(jīng)濟(jì)有效的，以便在診斷項(xiàng)目中廣泛實(shí)施。

隨著先進(jìn)的儀器和先進(jìn)的分析技術(shù)發(fā)展，唾液組學(xué)被廣泛設(shè)想為一個(gè)有用和強(qiáng)大的唾液生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)方法。此外，唾液診斷的途徑結(jié)合各種組學(xué)的發(fā)現(xiàn)，能夠連接分子分析監(jiān)測(cè)治療效果，跟蹤疾病進(jìn)展。但在確定更多與疾病相關(guān)的唾液生物標(biāo)記物以用于新興技術(shù)平臺(tái)方面，還有很多工作要做。在不久的將來(lái)，生物標(biāo)志物很有可能使唾液作為一種真正的診斷液體。然而，這只有在標(biāo)記的適當(dāng)組合被驗(yàn)證和它們的可靠性被確認(rèn)之后才能實(shí)現(xiàn)。唾液診斷領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展可以徹底改變疾病篩選方法、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)后評(píng)估和健康狀況的治療管理的方法。這種方法有望在疾病各個(gè)時(shí)期提供更多的個(gè)體化治療。期望在未來(lái)，唾液診斷將會(huì)完善，推動(dòng)整個(gè)診斷學(xué)的發(fā)展。