Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Impact Factor (IF 2023) – 2.7
Journal Citation Indicator (JCI 2023) - 1.06
Scopus CiteScore (2023) – 4.0 (CiteScore Tracker – 4.9)
Index Copernicus (ICV 2023) – 181.00
MNiSW – 70 pts
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – bimonthly


 

Download original text (PL)

Dental and Medical Problems

2011, vol. 48, nr 3, July-September, p. 421–430

Publication type: review

Language: Polish

License: Creative Commons Attribution 3.0 Unported (CC BY 3.0)

Wykorzystanie śliny w diagnostyce chorób jamy ustnej

Salivary Diagnostics – Diseases of the Oral Cavity

Ewa Ganowicz1,

1 Zakład Chorób Błony Śluzowej i P rzyzębia, Instytut Stomatologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

Streszczenie

Łatwe i nieinwazyjne pobieranie sprawia, że ślina jest płynem biologicznym, który może znaleźć zastosowanie w diagnostyce chorób, monitorowaniu ich postępu i leczenia oraz wykrywaniu obecności substancji niedozwolonych w organizmie człowieka. W tym celu ocenia się m.in. obecność i stężenie białek, kwasów nukleinowych, leków i ich metabolitów, wirusów, bakterii, przeciwciał, hormonów, enzymów i in. Dla stomatologa najważniejsza jest możliwość diagnozowania chorób nowotworowych oraz zapalenia przyzębia. Wczesne rozpoznanie ma zawsze istotne znaczenie dla możliwości terapeutycznych i przeżywalności pacjentów z chorobami nowotworowymi. Zidentyfikowano wiele biomarkerów obecnych w ślinie pozwalających na badania przesiewowe pod kątem raka jamy ustnej, takich jak: DNA HPV16, CEA, przeciwciała przeciwko p53, HNP 1–3 i in. W przypadku zapalenia przyzębia można wykrywać biomarkery typowe dla 3 procesów charakterystycznych dla tej choroby: reakcji zapalnej, degradacji tkanki łącznej i remodelingu kości. Procesy te nie są patognomoniczne dla zapalenia przyzębia, ale jednoczesna obecność biomarkerów należących do wszystkich trzech grup pozwala identyfikować pacjentów dotkniętych zapaleniem przyzębia bez czasochłonnego badania sondą periodontologiczną.

Abstract

Human saliva can be collected in an easy and non-invasive way. Thus it is a very promising body fluid for use in diagnosing of disease, monitoring of general health or treatment and performing drug tests. The biomarkers present in saliva comprise proteins, nucleic acids, drugs and their metabolites, viruses, bacteria, immunoglobulins, hormones, enzymes etc. For dentists the two most interesting areas of salivary diagnostics are oral cancer and periodontitis. Early diagnosis is always of utmost importance for therapeutic benefit and survival of cancer patients. A whole range of salivary biomarkers of oral squamous cell carcinoma (OSCC) were identified, including HPV16 DNA, CEA, anti-p53 Ig, HNP 1–3 etc. In patients suffering from periodontitis three groups of biomarkers were identified. Each group conforms to one of the characteristic processes leading to periodontal disease: inflammation, connective tissue destruction and bone remodelling. None of these biomarkers is pathognomonic of periodontitis, yet the concomitant assessment can assure high sensitivity and specificity of salivary diagnosis of periodontal disease.

Słowa kluczowe

ślina, diagnostyka, badania przesiewowe, biomarkery, zapalenie przyzębia, rak jamy ustnej

Key words

saliva, diagnosis, screening, biomarkers, periodontal disease, oral cancer

References (60)

  1. Miller C.S., Foley J.D., Bailey A.L., Campell C.L., Humphries R.L., Christodoulides N., Floriano P.N., Simmons G., Bhagwandin B., Jacobson J.W., Redding S.W., Ebersole J.L., McDevitt J.T.: Current developments in salivary diagnostics. Biomark. Med. 2010, 4, 171–189.
  2. Poloni T.R., Oliveira A.S., Alfonso H.L., Galvao L.R., Amarilla A.A., Poloni D.F., Figueiredo L.T., Aquino V.H.: Detection of dengue virus in saliva and urine by real time RT-PCR. Virol. J. 2010, 7, 22–25.
  3. Lee J., Garon E., Wong D.: Salivary diagnostics. Orthod. Craniofac. Res. 2009, 12, 206–211.
  4. Ai J., Smith B., Wong D.T.: Saliva ontology: an ontology-based framework for salivaomics knowledge base. BMC Bioinfor. 2010, 11, 302–309.
  5. Wong D.T.: Saliva – the body’s mirror. Dimen. Dent. Hyg. 2006, 4, 14–17.
  6. Palanisamy V., Sharma S., Deshpande A., Zhou H., Gimzewski J., Wong D.T.: Nanostructural and transcriptomic analyses of human saliva derived exosomes. PLoS ONE 2010, 5, e8577.
  7. Haeckel R., Hänecke P.: Application of saliva for drug monitoring. An in vivo model for transmembrane transport. Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 1996, 34, 171–191.
  8. Jach M., Gońda M., Lisiecka K., Bober J., Mokrzycka M., Kuczak M.: Wykorzystanie wybranych badań fizykochemicznych śliny w diagnostyce stomatologicznej – na podstawie piśmiennictwa. Czas. Stomatol. 2008, 61, 353–358.
  9. Whetzel C.A., Klein L.C.: Measuring DHEA-S in saliva: time of day differences and positive correlations between two different types of collection methods. BMC Res. Notes 2010, 3, 204–208.
  10. Kozaki T., Lee S., Nishimura T., Katsuura T., Yasukouchi A.: Effects of saliva collection using cotton swabs on melatonin enzyme immunoassay. J. Circadian Rhythms 2011, 9, 1–4.
  11. Pink R., Simek J., Vondrakowa J., Faber E., Michl P., Pazdera J., Indrak K.: Saliva as a diagnostic medium. Biomed. Pap. Med. Fac. Univ. Palacky Olomouc Czech Repub. 2009, 153, 103–110.
  12. Lee Y.H., Wong D.T.: Saliva: An emerging biofluid for early detection of diseases. Am. J. Dent. 2009, 22, 241–248.
  13. Sivakumar T., Hand A.R., Mednieks M.: Secretory proteins in the saliva of children. J. Oral. Sci. 2009, 51, 573–580.
  14. Liu C., Qiu X., Onagna S., Chen D., Chen Z., Abrams W.R., Malamud D., Corstjens P.L.A.M., Bau H.H.: A timer-actuated, immunoassay cassette for detecting molecular markers in oral fluids. Lab. Chip 2009, 9, 768–776.
  15. Rusling J.F., Kumar C.V., Gutkind J.S., Patel V.: Measurement of biomarker proteins for point-of-care early detection and monitoring of cancer. Analyst 2010, 135, 2496–2511.
  16. Wei F., Patel P., Liao W., Chaudhry K., Zhang L., Arellano-Garcia M., Hu S., Elashoff D., Zhou H., Shukla S., Shah F., Ho C.M., Wong D.T.: Electrochemical sensor for multiplex biomarkers detection. Clin. Cancer Res. 2009, 15, 4446–4452.
  17. Hosokawa K., Omata M., Sato K., Maeda M.: Power-free sequential injection for microchip immunoassay toward point-of-care testing. Lab. Chip. 2006, 6, 236–241.
  18. Liu R.H., Munro S.B., Nguyen T., Siuda T., Suciu D., Bizak M., Slota M., Fuji H.S., Danley D., McShea A.: Integrated microfluidic custom array device for bacterial genotyping and identification. J. Assoc. Lab. Autom. 2006, 11, 360–367.
  19. De Jong E.P., Xie H., Onsongo G., Stone M.D., Chen X.B., Kooren J.A., Refsland E.W., Griffin R.J., Ondrey F.G., Wu B., Le C.T., Rhodus N.L., Carlis J.V., Griffin T.J.: Quantitative proteomics reveals myosin and actin as promising saliva biomarkers for distinguishing pre-malignant and malignant oral lesions. PLoS ONE 2010, 5, e11148.
  20. Zhao M., Rosenbaum E., Carvalho A.L., Koch W., Jiang W.W., Sidransky D., Califano J.: Feasibility of quantitative PCR-based saliva rinse screening of HPV for head and neck cancer. Int. J. Cancer 2005, 117, 605–610.
  21. Smith E.M., Ritchie J.M., Summersgill K.F., Hoffman H.T., Wang D.H., Haugen T.H., Turek L.P.: Human papillomavirus in oral exfoliated cells and risk of head and neck cancer. J. Natl. Cancer Inst. 2004, 96, 449–455.
  22. He H., Chen G., Zhou L., Liu Y.: A joint detection of CEA and CA-50 levels in saliva and serum of patients with tumors in oral region and salivary gland. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2009, 135, 1315–1321.
  23. Warnakulasuriya S., Soussi T., Maher R., Johnson N., Tavassoli M.: Expression of p53 in oral squamous cell carcinoma is associated with the presence of IgG and IgA p53 autoantibodies in sera and saliva of the patients. J. Pathol. 2000, 192, 52–57.
  24. Mizukawa N., Sugiyama K., Fukunaga J., Ueno T., Mishima K., Takagi S., Sugahara T.: Defensin-1, a peptide detected in the saliva of oral squamous cell carcinoma patients. Anticancer Res. 1998, 18, 4645–4649.
  25. Zhong L.P., Chen G.F., Xu Z.F., Zhang X., Ping F.Y., Zhao S.F.: Detection of telomerase activity in saliva from oral squamous cell carcinoma patients. Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 2005, 34, 566–570.
  26. P., Zhang C.P., Zheng J.W., Li J., Chen W.T., Zhang Z.Y.: Increased Cyfra 21-1 concentration in saliva from primary oral squamous cell carcinoma patients. Arch. Oral Biol. 2007, 52, 1079–1087.
  27. Franzmann E.J., Raetegui E.P., Pedroso F., Pernas F.G., Karakullukcu B.M., Carraway K.L., Hamilton K., Singal R., Goodwin W.J.: Soluble CD44 is a potential marker for the early detection of head and neck cancer. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2007, 16, 1348–1355.
  28. Hu S., Yu T., Xie Y., Yang Y., Li Y., Zhou X., Tsung S., Loo R.R., Loo J.A., Wong D.T.: Discovery of oral fluid biomarkers for human oral cancer by mass spectrometry. Cancer Genomics Proteomics 2007, 4, 55–64.
  29. Li Y., John M.A.R.S., Zhou X., Kim Y., Sinha U., Jordan R.C.K., Eisele D., Abemayor E., Elashoff D., Park N.H., Wong D.T.: Salivary transcriptome diagnostics for oral cancer detection. Clin. Cancer Res. 2004, 10, 8442–8450.
  30. St John M.A., Li Y., Zhou X., Denny P., Ho C.M., Montemagno C., Shi W., Qi F., Wu B., Sinha U., Jordan R., Wolinsky L., Park N.H., Liu H., Abemayor E., Wong D.T.: Interleukin 6 and interleukin 8 as potential biomarkers for oral cavity and oropharyngeal squamous cell carcinoma. Arch. Otolaryngol. Head Neck Surg. 2004, 130, 929–935.
  31. Gau V., Wong D.: Oral fluid nanosensor test (OFNASET) with advanced electrochemical-based molecular analysis platform. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2007, 1098, 401–410.
  32. Arellano-Garcia M.E., Li R., Liu X., Xie Y., Yan X., Loo J.A., Hu S.: Identification of tetranectin as a potential biomarker for metastatic oral cancer. Int. J. Mol. Sci. 2010, 11, 3106–3121.
  33. Bernardes V.F., Gleber-Netto F.O., Sousa S.F., Silva T.A., Aguiar M.C.: Clinical significance of EGFR, Her-2 and EGF in oral squamous cell carcinoma: a case control study. J. Exp. Clin. Cancer Res. 2010, 29, 40–46.
  34. Gilowski Ł., Wiench R., Płocica I., Krzemiński T.F.: Płyn dziąsłowy – czym jest i co umożliwia? Czas. Stomatol. 2007, 60, 171–178.
  35. Lamster I.B., Kaufman E., Grbic J.T., Winston L.J., Singer R.E.: β-glucuronidase activity in saliva: relationship to clinical periodontal parameters. J. Periodontol. 2003, 74, 353–359.
  36. Christodoulides N., Floriano P.N., Miller C.S., Ebersole J.L., Mohanty S., Dharshan P., Griffin M., Lennart A., Ballard K.L., King C.P. Jr., Langub M.C., Kryscio R.J., Thomas M.V., McDevitt J.T.: Lab-on-a-chip methods for point-of-care measurements of salivary biomarkers of periodontitis. Ann. NY Acad. Sci. 2007, 1098, 411–428.
  37. Pederson E.D., Stanke S.R., Whitener S.J., Sebastiani P.T., Lamberts B.L., Turner D.W.: Salivary levels of alpha 2-macroglobulin, alpha 1-antitrypsin, C-reactive protein, cathepsin G and elastase in humans with or without destructive periodontal disease. Arch. Oral Biol. 1995, 40, 1151–1155.
  38. Miller C.S., King C.P. Jr., Langub M.C., Kryscio R.J., Thomas M.V.: Salivary biomarkers of existing periodontal disease: a cross-sectional study. J. Am. Dent. Assoc. 2006, 137, 322–329.
  39. Fine D.H., Markowitz K., Furgang D., Fairlie K., Ferrandiz J., Nasri C., McKiernan M., Donnelly R., Gunsolley J.: Macrophage inflammatory protein-1a: a salivary biomarker of bone loss in a longitudinal cohort study of children at risk for aggressive periodontal disease? J. Periodontol. 2009, 80, 106–113.
  40. Scannapieco F.A., Ng P., Hovey K., Hausmann E., Hutson A., Wactawski-Wende J.: Salivary biomarkers associated with alveolar bone loss. Ann. NY Acad. Sci. 2007, 1098, 496–497.
  41. Ng P.Y., Donley M., Hausmann E., Hutson A.D., Rossomando E.F., Scannapieco F.A.: Candidate salivary biomarkers associated with alveolar bone loss: cross-sectional and in vitro studies. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2007, 49, 252–260.
  42. Frodge B.D., Ebersole J.L., Kryscio R.J., Thomas M.V., Miller C.S.: Bone remodelling biomarkers of periodontal disease in saliva. J. Periodontol. 2008, 79, 1913–1919.
  43. Hofman J., Szkaradkiewicz A.K., Karpiński T.M.: Ocena występowania defensyn (HNP 1-3) w ślinie i surowicy osób z przewlekłym zapaleniem przyzębia. Czas. Stomatol. 2008, 61, 881–885.
  44. Kucukkolbasi H., Kucukkolbasi S., Dursun R., Awildiz F., Kara H.: Determination of defensin HNP-1 in human saliva of patients with oral mucosal diseases. J. Immunoassay Immunochem. 2011, 32, 284–295.
  45. Rai B., Kaur J., Jacobs R., Singh J.: Possible action mechanism for curcumin in pre-cancerous lesions based on serum and salivary markers of oxidative stress. J. Oral. Sci. 2010, 52, 251–256.
  46. Król K., Grocholewicz K.: Wybrane białka śliny jako biomarkery miejscowych i ogólnych procesów chorobowych. Przegląd piśmiennictwa. Ann. Ac. Med. Stetinensis 2007, 53, 78–82.
  47. Konopka T., Gmyrek-Marciniak A., Kozłowski Z., Kaczmarek U., Wnukiewicz J.: Potencjał antyoksydacyjny śliny u pacjentów z zapaleniem przyzębia i rakiem płaskonabłonkowym dna jamy ustnej. Dent. Med. Probl. 2006, 43, 354–362.
  48. Takane M., Sugano N., Iwasaki H., Iwano Y., Shimizu N., Ito K.: New biomarker evidence of oxidative DNA damage in whole saliva from clinically healthy and periodontally diseased individuals. J. Periodontol. 2002, 73, 551–554.
  49. Vernillo A.T., Wolpe P.R.: Property and privacy paradigms of “marketable spit”: an ethical and legal counterpart to blood? J. Can. Dent. Assoc. 2010, 76, 51–55.
  50. Nędzi-Góra M., Górska R.: Stężenie metaloproteinazy 9 w ślinie pacjentów z zapaleniem przyzębia – doniesienie wstępne. Dent. Med. Probl. 2002, 39, 47–53.
  51. Ingman T., Tervahartiala T., Ding Y., Tschesche H., Haerian A., Kinane D.F., Konttinen Y.T., Sorsa T.: Matrix metalloproteinases and their inhibitors in gingival crevicular fluid and saliva of periodontitis patients. J. C lin. Periodontol. 1996, 23, 1127–1132.
  52. Nędzi-Góra M., Górska R.: Poziom metaloproteinazy -8 i -9 oraz ich inhibitora TIMP-1 we krwi obwodowej i ślinie pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia. Czas. Stomatol. 2004, 57.
  53. Nędzi-Góra M., Górska R.: Wpływ wstępnej fazy leczenia oraz niskich dawek doksycykliny na poziom MMP-8, MMP-9 i TIMP-1 w ślinie i krwi obwodowej pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia. Czas. Stomatol. 2005, 58, 562–570.
  54. Rao R.N., Balamuralikrishnan K., Vasantkumar A., Karanth K.S., Bhat M.K., Aroor A.R.: A study of antitrypsin and macroglobulin levels in serum and saliva of patients with gingivitis. Indian J. Dent. Res. 1995, 6, 41–46.
  55. Zappacosta B., Manni A., Persichilli S., Boari A., Scribano D., Minucci A., Raffaelli L., Giardina B., De Sole P.: Salivary thiols and enzyme markers of cell damage in periodontal disease. Clin. Biochem 2007, 40, 661–665.
  56. Nomura Y., Tamaki Y., Tanaka T., Arakawa H., Tsurumoto A., Kirimura K., Sato T., Hanada N., Kamoi K.: Screening of periodontitis with salivary enzyme tests. J. Oral Sci. 2006, 48, 177–183.
  57. Uitto V.J., Nieminen A., Coil J., Hurttia H., Larjava H.: Oral fluid elastase as an indicator of periodontal health. J. Clin. Periodontol 1996, 23(1), 30–37.
  58. Totan A., Greabu M., Totan C., Spinu T.: Salivary aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase and alkaline phosphatase: possible markers in periodontal diseases? Clin. Chem. Lab. Med. 2006, 44(5), 612–615.
  59. Stawińska N., Ziętek M., Kochanowska I.: Molekularne procesy resorpcji kości i ich potencjał terapeutyczny w leczeniu chorób przyzębia i osteoporozy. Dent. Med. Probl. 2005, 42, 627–635.
  60. Buduneli N., Biyikoglu B., Sherrabeh S., Lappin D.F.: Saliva concentrations of RANKL and osteoprotegerin in smoker versus non-smoker chronic periodontitis patients. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 846–852.
© Wroclaw Medical University