Jubileumi szám Centenary Issue

Fogorvosi Szemle Stomatologia Hungarica A MAGYAR FOGORVOSOK EGYESÜLETÉNEK HIVATALOS KÖZLÖNYE

Alapította: Dr. Körmöczi Zoltán 1908-ban 100. évfolyam 5. sz. 2007. október

Jubileumi szám Centenary Issue

Főszerkesztő:

Dr. Fejérdy Pál Szerkesztő:

Dr. Hermann Péter A szerkesztőbizottság tagjai: Dr. Barabás józsef, dr. Bánóczy jolán, dr. Boros ildikó, dr. Dobó nagy csaba, dr. Divinyi tamás, dr. Fazekas andrás, dr. Fazekas árpád, dr. Fábián tibor, dr. Gera istván, dr. Gyenes vilmos, dr. Hegedüs Csaba, dr. K aán miklós, dr. Kocsis s. Gábor, dr. Mari albert, dr. Márton ildikó, dr. Nagy gábor, dr. Nagy katalin, dr. Nyárasdy ida, dr. Orosz mihály, dr. Piffkó józsef, dr. Schiff tamás, dr. Sculean, anton, dr. Suba zsuzsanna, dr. Szabó györgy, dr. Szabó gyula, dr. Tarján ildikó, dr. Varga gábor, dr. Vágó péter, dr. Zelles tivadar

Szerkesztőség: 1088 Budapest, Szentkirályi u. 47. Fogpótlástani Klinika Telefon/fax: 317-1094

Kiadja: a Magyar Fogorvosok Egyesülete Megrendelhető a Magyar Fogorvosok Egyesülete Titkárságán 1088 Budapest, Szentkirályi u. 40. Előfizethető továbbá átutalással a Magyar Fogorvosok Egyesülete 11708001-20025782 sz. bankszámlájára is. Terjesztéssel kapcsolatos reklamáció, információ: Tel.: 317-1622, fax/tel.: 317-1094 Külföldiek számára megrendelhető a terjesztőnél, a Magyar Posta Rt. Levél- és Hírlapüzletági Igazgatóságnál (1846 Budapest, Pf. 863), a Hírlapelőfizetési Irodákban (HELÍR) Budapest, XIII. Lehel út 10/a; levélcím: 1900 Budapest, és vidéken a postahivatalokban, előfizethető továbbá átutalással a Magyar Posta Rt. Levél- és Hírlapüzletági Igazgatóság 119911011-02102799 sz. bankszámlájára is. Terjesztéssel kapcsolatos reklamáció, információ külföldi előfizetők számára tel. (Budapestről): 06-80-444-444 (rádiótelefonról nem hívható) tel. (Pestről): 06-80-444-444 (rádiótelefonon nem hívható); telefon (vidékről): 270-227; fax: 270-4894; A példányonkénti eladási ára 500 Ft. Index: 25 292 HU-ISSN 0015-5314 Nyomta az Argumentum Kiadó Nyomdaüzeme

174

96. évf. évf.4.5.sz. sz.2003. 2007. F O G O RV O S I SZEMLE n 100.

TARTALOM

Köszöntő – Introduction Dr. Bánóczy Jolán, Dr. Rugg-Gunn, Andrew A tejfluorozás lehetőségei és eredményei a caries megelőzésében. Összefoglaló referátum

175

177

Dr. Jolán Bánóczy, Dr. Andrew J. Rugg-Gunn Caries prevention through the fluoridation of milk A review 185 Dr. Márton Ildikó A granuloma apicale fogorvosi és általános orvostudományi jelentősége Dr. Ildiko J. Marton The influence of chronic apical periodontitis on oral and general health Dr. Anton Sculean, Dr. Windisch Péter, Dr. Döri Ferenc, Dr. Keglevich Tibor, Dr. Molnár Bálint, Dr. Gera István Emdogain a regenerative parodontális terápiában Irodalmi összefoglalás

193

200

211

Dr. Anton Sculean, Dr. Péter Windisch, Dr. Ferenc Döri, Dr. Tibor Keglevich, Dr. Balint Molnár, Dr. István Gera Emdogain in Regenerative Periodontal Therapy A Review of the Literature 220

Dr. Orosz Mihály, Dr. Szende Béla, Dr. Gábris K atalin A terhességi epulis klinikai és patológiai jellemzői

233

Dr. Mihály Orosz, Dr. Béla Szende, Dr. K atalin Gábris The clinical and pathological symptoms of pregnancy epulis.

237

Dr. Suba Zsuzsanna, Dr. Ujpál Márta A szénhidrát-anyagcsere rendellenességei és a szájüregi rák kockázata

243

Dr. Zsuzsanna Suba, Dr. Márta Ujpál Disorders of glucose metabolism and oral cancer risk

250

Óvári Gabriella, Dr. Molnár Bálint, Dr.Tarján Ildikó, Dr. Hermann Péter, Dr. Gera István, Dr.Varga Gábor Fogágybetegségek és fogcsírahiányok kialakulásában szerepet játszó génpolimorfizmusok vizsgálata: módszertani alapok

259

Gabriella Óvári, Dr. Bálint Molnár, Dr. Ildikó Tarján, Dr. Péter Hermann, Dr. István Gera, Dr. Gábor Varga Gene polymorphisms in periodontitis and hypodontia: methodological basis of investigations 266 Könyvismertetés

273

F OGOR VO S I S ZEMLE n 100. évf. 5. sz. 2007. 175–176.

Introduction

Köszöntő Nagy öröm és megtiszteltetés számomra, hogy a Fogorvosi Szem le főszerkesztőjeként köszönthetem Önöket abból az alkalomból, hogy a szakma mai napig egyetlen tudományos folyóiratát 100 évvel ezelőtt alapította nagy elődünk, Dr. Körmöczi Zoltán. Az egy évszázad alatt minden magyar fogorvos szerzőnek külön megtiszteltetés volt, ha a Fogor vosi Szemlében publikálhatott, ha itt tehette közzé legfrissebb tudományos eredményeit. Az idők változásával és a különböző szabályzók bevezetésével az angol nyelvű publikációk kerültek előtérbe, de ennek ellenére szerzőink lelkesedése sosem lankadt, és még most is külön hangsúlyt helyeznek arra, hogy magyar nyelven a magyar olvasók számára is elérhetők legyenek a legújabb kutatási eredmények. A Fogorvosi Szemle mindig törekedett arra, hogy egyforma teret adjon mind a klinikai, mind pedig az elméleti kutatásoknak, hiszen minden orvosi terület, így a fogorvosi is, csak a kettő egymásra építkezéséből tud eredményt elérni. A régi Fogorvosi Szemléket lapozgatva érdekes felfedezni szerzőkként azokat a fogorvos kollegákat, akikkel tanulmányaink során tankönyvekben találkozhattunk, illetve különböző beavatkozások szerzői neveként ismerhettük meg őket. Ilyenkor megelevenedve sokkal személyesebben is megismerkedhetünk munkájukkal, és rádöbbenhetünk arra, hogy minden kornak megvoltak a nehézségei. Tudománytörténeti szempontból is érdekes látni, hogyan következtek az egyes korok egymás után. Mi itt a 21. század elején ugyanúgy csak egy lépést jelentünk e folyamatban, s reméljük, hogy amikor majd 100 év múlva valaki előveszi a most meg jelent dolgozatokat, az Ő számára is tanulságos lesz a múlt megidézése. Kívánom, hogy ilyen szemüvegen keresztül nézzék a Fogorvosi Szemle most megjelenő ünnepi kiadványát, amelyhez elmélyült olvasást kívánok! Fejérdy Pál főszerkesztő

As Chief Editor I consider it a great honor to greet You as the Reader of the centenary issue of the “Fog orvosi Szemle” (Dental Review) – the first and only Hungarian academic review of dentistry, founded by Dr. Zoltán Körmöczi. During the past century it was a great honor for all authors in dentistry to publish in this magazine and to give forth their research results on these pages. By the changing of time and rules English language publications came into prominence, but even so our authors’ enthusiasm did not diminish and they still consider it important to make their results available in Hungarian as well, for the sake of Hungarian readers. Fogorvosi Szemle always endeavored to give space for both clinical and academic researches, because dentistry – like all medical fields – needs to build upon results from both. We kept this principle in mind when editing this special issue, so that the Reader could size up the scientific topics of dentistry in Hungary. Turning over the old pages of previous issues it is very interesting to meet names of such colleagues, who wrote textbooks or invented dental interventions. In this way their life-work becomes animated, our relation to them more personal. This sort of investigation shows us that every age had its special problem and the exfoliated nature of the history of science is revealed. We – at the beginning of the 21st century – represent also a very small step in this process, and hopefully a hundred years from now someone would consider our articles the edifying past. I wish You to view this special issue through such historical lenses. Have a good diversion! Pál Fejérdy Editor in Chief

176

F OGOR VOS I SZEMLE n 100. évf. 5. sz. 2007.

Köszöntő Nagy öröm és megtiszteltetés számomra, hogy én köszönthetem Önöket a Fogorvosi Szemle századik születésnapja alkalmából megjelent számban. Ez igen jelentős eredménye a Magyar Fogorvosok Egyesületének, és kifejezi elkötelezettségét a fogászat területén. Minden szakterületen mérföldkőnek számít, ha új kutatások láthatnak napvilágot, a fogászat esetében pedig rávilágít arra, hogy a biológiai, fizikai és klinikai tudományok miként járulhatnak hozzá a fogászati praxis és a betegellátás fejlődéséhez. Az elmúlt 100 évben a fogászat rengeteg változáson ment keresztül, és a Fogorvosi Szemle szerepe a fejlődési eredmények terjesztésében kiemelkedő. Ahogyan a fogászat új korába léptünk, a gyors változások a biológia terén komoly jelentőséget nyertek. A Szemle kulcsfontosságú szerepet kapott ezen eredmények lefordításában a praktizáló fogorvosok felé. A magyar kutatók számos jelentős közleménnyel jelentek meg világszerte, melyeket a Szemle is követ angol nyelvű cikkeivel, jelezve a magyar fogorvosok erősödő aktivitását a nemzetközi színtéren. Mint a legidősebb szakmai lapok egyike, a Fog orvosi Szemle fontos része a fogászati irodalomnak, s biztos vagyok jövőbeli sikerességében is, hiszen folyamatosan új ismereteket nyújt olvasóinak, és biztosítja a megjelenési lehetőséget a fogászat szakterületének legjobb magyar kutatói számára. Anthony J. Smith Journal of Dental Research főszerkesztő

Introduction It is my great honour and pleasure to introduce this issue of the Fogorvosi Szemle on its 100 th anniversary. This is a remarkable achievement on the part of the Hungarian Dental Association and reflects its commitment to advances in the field of dentistry. Such advances are the cornerstone for any profession and in the case of dentistry, highlights how new knowledge in the biological, physical and clinical sciences have contributed to improvements in dental practice and patient care. The last 100 years have seen many changes in the way that dentistry is undertaken and the contribution of the Fogorvosi Szemle to disseminating these advances has been important. As we move into a new era of dentistry where rapid advances in biology are anticipated to have significant impact, the Fogorvosi Szemle will play a key role in bringing this knowledge and its translation into clinical practice to readers of the journal. Hungarian scientists have made important contributions internationally and the publication of English language articles in the Fogorvosi Szemle reflects their increasing activity within the international arena. As one of the older dental journals, the Fogorvosi Szemle is an important part of the body of dental literature internationally and I am sure that we can look forward to its future success in bringing new knowledge to its readers and in showcasing some of the best Hungarian science in the �� field of dentistry. Anthony J. Smith Journal of Dental Research Editor in Chief


Semmelweis Egyetem, Orálbiológiai Tanszék, Budapest* Fogorvostudományi Kar, Newcastle Egyetem, Anglia**

A tejfluorozás lehetőségei és eredményei a caries megelőzésében Összefoglaló referátum

Dr. Bánóczy Jolán*, Dr. Rugg-Gunn, Andrew**

Az összefoglaló referátum célja, hogy áttekintse a tejfluorozás mintegy 50 éves történetét, és következtetéseket vonjon le a módszer alkalmazhatóságára vonatkozólag. Az optimális fluorid-dózissal dúsított tejet az 1950-es években alkalmazták először, egyidejűleg Svájcban, az Amerikai Egyesült Államokban és Japánban. A korai klinikai kísérletek jó eredményei után 1971-ben az angliai székhelyű Borrow Alapítvány (The Borrow Foundation) létrehozása lendületet adott a további kutatásoknak, melyet az Egészségügyi Világszervezettel (WHO) az 1980-as évek végén megindult kollaboráció tovább szélesített. Számos nemzetközi lektorált folyóiratban megjelent alapkutatási munka bizonyította a fluoridok biológiai hasznosulásának lehetőségét a tejből mint vivőanyagból, a szisztémásan a tejben bevitt fluorid-kiválasztódását a vizeletben, a nyálban, felhalmozódását a dentalis plakkban, és kedvező helyi hatását a fog kemény szöveteire, a zománcra és a dentinre. A klinikai programok az 1980-as években indultak újra, ezek egy része randomizált klinikai vizsgálatban, mások, a többség, közösségi programokban nagyszámú gyermekcsoportokon bizonyítani tudták, hogy a napi optimális fluorid-mennyiség bevitele tejjel hatékony védelmet jelent a caries kialakulásával szemben. Jelenleg a világ mintegy 10 országában futnak folyamatosan tejfluor-programok. – A tej fluorozása mint caries-preventív módszer ott ajánlható, ahol az ivóvíz fluorid-tartalma alacsony, meglévő iskolatej-rendszer van, a gyermekek évente legalább 200 napon keresztül fogyasztják a tejet, és lehetőleg négyéves kor előtt el tudják kezdeni. Kulcsszavak: caries-prevenció, fluorid-prevenció, tejfluorozás, caries-redukció, tej fluordúsítása, közösségi programok

Bevezetés

szemben, gátolja a plakk-baktériumok savtermelését, és elősegíti az incipiens zománc laesiók remineralizá A fogszuvasodás – az Egészségügyi Világszervezet cióját. A fluoridok alkalmazása történhet egyénileg (tab- (WHO) legutóbbi áttekintése szerint – sok országban letták, fogkrém és szájöblítők), professzionális úton és régióban jelentősen visszaszorult, ennek ellenére (fluoridtartalmú lakkok, gélek), vagy közösségi alapon még számos populációban problémát és súlyos egész automatikus fluorid-programmok megszervezése (fluo ségügyi terhet jelent. A világ népességének csak mint- rozott ivóvíz, fluorozott só és fluorozott tej) útján. egy 20%-a részesül a fluorid-prevenció jótékony hatá- A fluoriddal végzett kollektív caries-prevenció terén sának eredményeiben. A dentalis caries népegészség az első lépést az ivóvíz mesterséges fluorozása jelenügyi probléma a magas jövedelmű országok egyes tette 1945-ben. A sófluorozás gondolatával (1955) egy csoportjaiban, csakúgy, mint Ázsia és Latin-Amerika időben hívta fel a figyelmet a tejfluorozás lehetőségére országaiban. A legtöbb iparilag fejlett ország gyerme Svájcban Ziegler (1953), Japánban Imamura (1952) keinek 60–70%-ában és a felnőttek nagy részében elő- és az USA-ban Rusoff (1955). A korabeli vizsgálatok fordul caries. Az amerikai országok 12 éves gyerme- szerint a tejhez adott fluorid nem változtatja meg a tej keiben a caries-prevalencia még mindig relatíve magas ízét vagy egyéb tulajdonságait, jól, bár lassabban szí(DMFT=3,0), ugyanígy a közép-kelet-európai orszá- vódik fel, mint a fluorozott ivóvízből. Előnyéül hozzák gokban (DMFT=2,6), míg Afrika országaiban alacso- fel, hogy a gyermekek és csecsemők számára fontos nyabb (DMFT=1,7). Tehát a cariest nem sikerült még tápanyaghoz, a tejhez adják hozzá a fluoridot, továbbá, eradikálni, csak bizonyos fokig visszaszorítani, ezért hogy fogyasztása nem mindenki részére kötelező, s így a prevenció kiterjesztésére és intenzívebbé tételére azok kaphatják, akiknek leginkább szükségük van rá. szükség van. A fluor caries-preventív hatását a tej mint vivőanyag A fluoridok hatékonysága a dentalis caries megelő- még fokozhatja is, mivel a lassabban fermentálódó tej zésében már régóta tudományosan bizonyított tény: cukor kevésbé cariogén, a tejfehérjék és zsírok carionöveli a fogzománc rezisztenciáját a savi hatásokkal statikus hatásúak is. Érkezett: 2007. február 1. Elfogadva: 2007. augusztus 29.

178


Korai klinikai vizsgálatok

táplálkozás elősegítését célzó kutatások segítésével”. Az alapítvány nevét 2002-ben „The Borrow Foundation”-ra változtatták. Az alapítvány vezetőségének jelen sorok írója 1987 óta tagja („Trustee”), 2000 óta elnöke.

Elsőként Imamura közölte eredményeit 1959-ben a yokohamai általános iskolás gyermekek öt éven keresztül tartó megfigyelése után. Évi 150–180 napon 167 gyermek fogyasztott ebédre napi 2,0-2,5 mg NaF tartalmú tejet illetve levest. A kontroll csoporttal szemben (141 gyermek) a maradó fogazatban 29–34% caries-redukciót észlelt. Az Egyesült Államokban Rusoff és mtsai 1962-ben számoltak be Baton Rouge városban (Lousiana állam) 129 gyermek (65 teszt és 64 kontroll) 3 és ½ éves meg- figyelésének eredményeiről. Az iskolai ebédekkel fluo rozott tejet fogyasztó gyermekekben 35%-kal kevesebb cariest regisztráltak, sőt azon gyermekekben, akik a kí sérlet kezdetekor hatévesek voltak, 70%-os volt a redukció. A svájci Winterthurban Wirz és Ziegler a háztartások- ban fogyasztott tej fluorozására a gyógyszertárakban elkészített 0,22%-os NaF oldatot hoztak forgalomba plasztiküvegekben, melyet a szülők adagoltak a gyermekek tejéhez. A kísérletben – kezdetkor 9–44 hóna1. ábra. pos –, 749 teszt- és 553 kontroll gyermek vett részt, hat Edgar Wilfred Borrow, a tejfluor alapítvány létrehozója éven keresztül. A tejfogazatban 17% deft illetve 30% defs redukciót, a maradó molarisokban 64% DMFT illetve 65% DMFS redukciót észleltek. A cariesmentes A korai klinikai tanulmányok eredményei és a Borrow gyermekek aránya jelentősen nőtt a fluorozott tejet fo- Alapítvány támogatása lehetővé tették a tejfluorozásgyasztó csoportban. sal kapcsolatos alapkutatások megteremtését és folytatását, valamint a gyermekek számára közösségi programok kialakítását és szervezését a világ számos országában. A Borrow Alapítvány Az 1980-as években tárgyalások kezdődtek a Bor(The Borrow Foundation) row Alapítvány és az Egészségügyi Világszervezet Jelentős előrelépést hozott mind a kutatásban, mind a (WHO) között, 1988-ban kollaboráció indult meg a bul klinikai kísérletek terén, amikor Edgar Wilfred Borrow gáriai tejfluorozás létrehozására, és 1991-ben a két (1902–1990) Angliában jóléti alapítványt hozott létre testület szerződést kötött, melyet háromévente mega tej fluorozásának előmozdítására, a gyermekek fog- újítanak. Az együttműködés további állomásaként az szuvasodásának megelőzése érdekében. E. W. Borrow addigi alap- és klinikai kutatások eredményeiről ös�(1. ábra), a gazdag vidéki földbirtokos, az akkori szokás szefoglaló monográfia jelent meg 1996-ban, ennek kiszerint, régiójának közügyei iránt élénken érdeklődött, egészített új kiadása WHO dokumentumként 2007-ben és utódja nem lévén, 1971-ben nagy összegű alapít- várható [1, 2]. ványt hozott létre, melynek kamatai a fenti, 12 pontban Jelen közlemény további részében célunk az emlíösszefoglalt és meghatározott célokat voltak hivatottak tett publikációkban [1, 2] közölt kutatási eredmények, szolgálni. Az akkoriban „Borrow Dental Milk Foundation” klinikai vizsgálatok és közösségi programok rövid, ös�elnevezésű alapítvány fő céljául „az emberi fogyasz- szefoglaló ismertetése. tásra szolgáló tej fluorozásának tanulmányozását és az ismeretek közzétételét”, valamint „a fluorozott tej fogyasztásának előmozdítására szolgáló kutatások táElméleti megfontolások: mogatását grantok, felszerelések, előadások, tudomáaz alapkutatások eredményei nyos közlemények és minden lehetséges eszköz segítségével” jelölte meg. A fluoridok hatásmechanizmusát vizsgálva, elfogadott, E. W. Borrow-t humanitárius tevékenységének elis hogy a dentalis plakk/fogzománc határfelületen megmeréséül 1983-ban Louisiana állam (Egyesült Államok) emelkedő F-ion koncentráció csökkenti a demineralizá- egyeteme tiszteletbeli doktorává avatta. ció, és növeli a remineralizáció sebességét, valamint Az eredeti alapító okiratot 1993-ban kibővítették a cé- redukálja a plakk savtermelését. A tejben mint vivőlok vonatkozásában: „a fogazat egészségének előmoz anyagban történő fluorid-alkalmazás viszont számos dítására szolgáló tevékenységek és nevelés támoga- kérdést vetett fel a tej és F-ionok közötti lehetséges ké- tásával, […] a tej és tejtermékek, valamint a helyes miai reakcióval, a szisztémásan bevitt fluoridok bioló

F OGOR VO S I S ZEMLE n 100. évf. 5. sz. 2007.

giai hasznosulásával, és a szájüregben (zománc, nyál, plakk és caries) történő fluorid-hatások interakcióival kapcsolatban. A tejfluorozással kapcsolatos alapkutatási eredmények mintegy száz, nemzetközi folyóirat publikációjában láttak napvilágot az elmúlt évtizedekben, fokozódó gyakorisággal az utóbbi 20 évben. A fluoridok kémiai viselkedése a tejben. Ericsson korai, 1958-ban radioaktív fluorid segítségével végzett vizsgálatai szerint 1 és 4 ppm fluorid koncentráció alkalmazása esetén az első 5 órában nem keletkezett oldhatatlan CaF2 precipitátum, de 20–25%-a a fluoridnak a casein komponenshez kötődött. A fluorid-elektródok 1960-as években történt bevezetése megkön�nyítette az ez irányú kutatásokat. Konikoff 1974-ben fagyasztott-szárított tejporban hasonlóképen nem talált jelentős precipitációt. Duff 1981-ben tehéntejhez 1 ppm koncentrációban fluoridot adva, 72 óra mulva az „ionos” F-szintjének csökkenését észlelte, míg a „total” F-szintje azonos maradt. A kezdeti technikai nehézségeken túlmenő, standard vizsgálatok a későbbiekben arra utaltak, hogy a NaF formájában adott fluorid a tejben egyszerű ionos egyensúlyban van, és a tej fehérjéivel reverzibilis ionos komplexet képez. Phillips 1991-ben F-elektróddal ultrapasztőrözött, pasztőrözött tejben és tejporban vizsgálva a hozzáadott 5 ppm fluorid-kocentrációjú tej stabilitását, a pasztőrözött tejben három nap múlva is ki tudta mutatni a teljes F men�nyiségét, az ultrapasztőrözött és tejpor mintákban kisfokú (4–12%) csökkenést észlelt, mely a tejfehérjék hőkezelés során létrejött komplex képződésére utalt. Összegezve: a vizsgálatok mai állása szerint a NaF formájában tejbe vitt fluorid nagy része a tej fehérjefrakciójával oldható komplexet képez, melyből azonban a fluorid ionos formában felszabadulni képes, és biológiailag hasznosulni tud.

179

A vizeletben kiválasztott fluoridok rendszeres meghatározását a szisztémás F-programok ellenőrzésére 1978-ban Marthaler javasolta. Azóta a vizelet F-men�nyiségének és koncentrációjának meghatározását a klinikai-közösségi programokban rendszeresen végzik – legjobb a 24-órás vizelet analízise –, és ebből tudnak következtetéseket levonni a fluoridok biológiai hasznosulására. A WHO 1999-ben kiadott könyvecskéjében részletes utasításokat ad a módszerre és számításokra, ezeknek alapján meghatározható a bevitelhez szük- séges F-koncentráció is. A fluoridok beépülését számos, 1960-1996 között – patkányokon és juhokon – végzett állatkísérleti adat is alátámasztja. A kísérleti állatokban a fluorozott vízhez hasonlóan caries-redukció jött létre, a fogak áttörése utáni időszakban adott fluorozott tej hatása jelentősebb volt, ami a helyi hatásra is utal.

A fluorozott tej helyi hatásai a szájüregben. Az 1980-as évektől kezdve a fluoridhatás megítélése változni kezdett, szisztémás bevitel esetén is fontosabbnak tartot ták a szájüregben megnyilvánuló helyi hatásokat. Fluo- rozott tej fogyasztása esetén a zománcba inkorporálódó fluorid gátolja a de-, és elősegíti a remineralizációt. Tóth Zsuzsanna és mtsai vizsgálatai szerint (1987, 1989) tejben hosszabb időn keresztül napi 1 mg fluoridot fogyasztó gyermekek felső metszőfogainak zománcbiopsziáiból vett minták csökkent savoldékonyságot és magasabb F-tartalmat mutattak. Rugg-Gunn és Boteva 1997–2000-ben zománclemezekben létrehozott incipiens cariesek intraorális remineralizációját észlelték. Mindez a szisztémás úton bevitt, de nyálban kiválasztott fluoridok helyi hatását bizonyítja. A legutóbbi 10 évben végzett számos humán kísér let tanúsága szerint (Twetman, Gintner és mtsai, 1990, 2000) a fluoridos tejjel történő öblítés illetve annak lenyelése után különböző időközökben a nyál F-tartalma jelentősen megemelkedik. Boros és mtsai (2000) haA fluoridok abszorpciója, anyagcseréje és kiválasztása. sonló kísérletekben a labialis kis nyálmirigyek F-konA fluorid korszak kezdeti szakaszában, így a tejfluo- centrációját fluoridos tej elfogyasztását követően vizsrozás kb. első 20 évében is a cariespreventív hatást gálva, tízszeres emelkedést észleltek a stimulálatlan elsősorban szisztémás tényezőknek tulajdonították. teljes nyálhoz képest. Petersson és Engström (2002) Kimutatták, hogy éhgyomorra a fluorid a gyomorból a plakk F-koncentrációját jelentősen emelkedettnek gyorsan, bár lassabban, mint a vízben adott, felszí- találták, és a plakk mikrobiológiai összetétele is kedvódik, és megjelenik a vérplazmában, ahol csúcsérté- vező változásokat mutatott, a tejsavképződés csökkekét kb. 30 perc múlva éri el. A plazmából a fluorid be- nésével. épülhet az új csontba, a fogfejlődés idején a redukált Mindezek a vizsgálatok arra utalnak, hogy a fluorozománchámon és a Hertwig-hüvelyen keresztül a fog zott tej bevitele után 30–60 perccel mind a teljes nyál, kemény állományába, kiválasztódik a nyálban, könny- mind a dentalis plakk F-szintje megemelkedik, amely ben, izzadságban és gyomor-béltraktusban, valamint a kettős hatásnak: a szisztémásan bevitt tej nyálmirigye vesében (felnőttekben az ingestált fluorid kb. 50%-a), ken keresztül történő újra kiválasztásának, és a jelen a nem abszorbeált fluorid (kb. 10%) a faecesen ke- levő tej helyi hatásának tulajdonítható. resztül távozik. A fluoridok felszívódását az egyidejűleg adott táplálék különböző mértékben lassítja. Függ a felszívódás Klinikai vizsgálatok gyorsasága az alkalmazott F- kémiai formájától, így Villa és mtsai 1989-ben NaMFP esetében jobb felszí- A fluordúsított tej humán alkalmazását gyermekeken vódást észleltek, mint NaF esetén. hosszú távon számos országban mintegy 15 program-

180


ban vizsgálták, ezek eredményeit eddig kb. 20, nemzetközi folyóiratban, valamint kongresszusi abstractok ban közölték. A vizsgálatok egy része – az evidence based medicine követelményei szerint – randomizált klinikai vizsgálat (RCT= randomised clinical trial), más részük kiterjesztett közösségi programok (community based programs) kapcsán végzett rendszeres ellenőrző vizsgálatok eredményeit ismertetik. A következőkben röviden áttekintjük a különböző földrészek egyes országaiban létrehozott, illetve most is futó tejfluorprogramok jellegzetességeit, a számszerű eredmények részletes ismertetésétől eltekintünk, ezek az idevonatkozó irodalomban hozzáférhetőek (I. táblázat).

át), a tesztcsoport DMFT értékeiben 35,8%, a DMFS értékekben 48,0% caries-redukciót észleltek a kontroll csoporttal összehasonlítva. A vizelet F-kiválasztását a vizsgálat folyamán monitorozták. Ez a program (a későbbiekben ismertetendő Mas lak Volgogradban végzett kísérletével együtt) a tejfluorozás körében a Cochrane Intézet által RCT-ként elfogadott klinikai tanulmányok egyike. Magyarország: Fót A fóti Gyermekvárosban élő mintegy 1000, 2–18 éves gyermek részvételével Bánóczy és mtsai, Zimmermann és mtsai 1979-ben indítottak tejfluorozási programot, I. táblázat

A tejfluorozási programokról és eredményeikről beszámoló közlemények felsorolása Program helye

Tartam

Cariesredukció Tej-, maradó fogak

Szerzők, év

Yokohama, Japán

1952–1956

Imamura 1959

+

Baton Rouge, USA

1955–1959

Rusoff és mtsai 1962

+

Winterthur, Svájc

1958–1964

Wirz 1964 Ziegler 1964

Agudos, Brazila

1976–1979

Lopes és mtsai 1984

Glasgow, Skócia

1976–1981

Stephen és mtsai 1981 Stephen és mtsai 1984

Fót, Magyarország

1979–1990

Bánóczy és mtsai 1983 Bánóczy és mtsai 1985 Gyurkovics és mtsai 1992

Louisiana, USA

1982–1985

Legett és mtsai 1987

Betlehem, Izrael

1983–1986

Zahlaka és mtsai 1987

+

Asenovgrad, Bulgária

1988–1993

Pakhomov és mtsai 1995 Atanassov és mtsai 1999

+

Codegua, Chile

1994–1999

Mariño és mtsai 2001

+

Voronezh, Oroszország

1994–2004

Pakhomov és mtsai 2005

+

Wirral, Anglia

1995–2003

Riley és mtsai 2005

Peking, Kína

1997–1999

Bian és mtsai 2003

Knowsley, Anglia

1997–2001

Ketley és mtsai 2003

Volgograd, Oroszország

1998–2002

Maslak és mtsai 2004

Araucania, Chile

1999–2002

Weitz és Villa 2004

Skócia: Glasgow A bevezetés után ismertetett, ún. korai tejfluor-programokat ért erős kritika (viszonylag kis számú résztvevő, alapvizsgálatok hiányosságai stb.) miatt Stephen és mtsai 1976-ban Glasgow-ban négy és fél és öt és fél év közötti iskolás gyermekeken kettős vak klinikai kísérletet indítottak, melynek eredményeit négy és öt év után, 1981-ben és 1984-ben közölték. A teszt csoport gyermekei naponta (évente 200 napon keresztül) 1,5 mg fluoridot tartalmazó 200 ml tejet ittak, a kontroll csoport sima tejet kapott. Öt év után a programban megmaradt 50, illetve 56 gyermek első maradó molaris fogain (melyek az alapvizsgálatkor még nem törtek

+

+

+

+

+ + + +

+ + +

+ +

melynek eredményeit 2, 3, 5 illetve 10 év után közölték (1982–1992). A gyermekek reggelire itták meg az óvo dás gyermekek számára 0,4, az iskolások számára 0,75 mg F-t tartalmazó tejet vagy kakaót. A megfelelő mennyiségű NaF-ot tartalmazó oldatot lezárt üvegek ben a Semmelweis Egyetem Gyógyszertára készítette, ezt a Gyermekváros konyháján adták hozzá a tejhez, melyet legalább 15 perces alapos keverés után a gyermekek félórán belül elfogyasztottak. Öt év után mind a tej-, mind a maradó fogazatban – a másik, kontroll gyermekotthon lakóival összehasonlítva – jelentős caries-redukciót észleltek a teszt csoportban (165 fő), mely a maradó első molarisok vonatkozásában 54%


181

DMFT, illetve 53% DMFS volt a 7–10 éves korcsoport továbbra is jelentős különbségeket észleltek a két cso- ban. A teljes maradó fogazatban ez a korcsoport 60% port cariesmentes gyermekeinek arányában és a DMFT DMFT és 67% DMFS redukciót mutatott, a legnagyobb indexek között. cariesszaporulat-csökkenés azon gyermekek korosztályában volt, akik 2-3 éves koruk óta fogyasztották a fluorozott tejet. A különbség a teszt és kontroll csoport caries viszonyai között még 10 év után is jelentős volt, bár ekkorra már az ellenőrizhető gyermekek létszáma jóval kisebb lett. Izrael: Betlehem Zahlaka és mtsai 1987-ben közölték 273, a program kezdetekor 4–7 éves gyermek három éven keresztül tartó fluorozott tej fogyasztásának eredményeit. A fluorozott tejet tejpor felhasználásával készítették, a feloldott tej F-tartalma 1 mg volt. A tejfogazatban 63%, a maradó fogazatban is 63% redukciót észleltek. Egyesült Államok: Lousiana, Baton Rouge A második, Lousianában végzett közösségi program során iskolás gyermekek két illetve három éven keresz- tül az ebédhez kakaót és cukrot is tartalmazó fluoro zott tejet fogyasztottak. Két év után a maradó fogazatban jelentős caries-redukciót észleltek, de a résztvevők lemorzsolódása miatt a három év utáni eredmények nem voltak értékelhetőek. A kísérlet szervezője, Legett a tej fluorozásával kapcsolatos tudományos intézet lét rehozásának gondolatával is foglalkozott, ennek megvalósítására azonban nem került sor. Bulgária: Asenovgrad Az egyik legnagyobb volumenű, és ma is működő tejfluorozási programot Pakhomov és mtsai a WHO támo- gatásával 1988-ben indították Bulgáriában, melyben az eddig végzett klinikai kísérletekkel szemben azt kívánták megállapítani, hogy a mindennapi élet körülményei között hogyan valósíthatók meg ezek a programok, Bulgária azért is mutatkozott megfelelőnek e közösségi program céljára, mivel ott a tej- és tejtermék- (joghurt-) fogyasztás kedvelt étkezési szokás. Teszt városként a dél-bulgáriai Asenovgrad városát választották, ahová a plovdivi tejüzemből szállították a napi adagként 1 mg F-t tartalmazó tejet plasztik zacskókban (2. ábra). Asenovgradban mintegy 3000, 3–10 éves gyermek lépett be a programba. A kontroll város kezdetben a közelben fekvő Panaguriche, majd Karlovo városa volt. Az alapvizsgálatot, majd a három és öt év múlva végzett kontrollvizsgálatokat WHO epidemiológus által kalibrált fogorvosok végezték, a caries-felméréseken kívül rendszeresen végeztek vizeletvizsgálatokat is a fluorid-bevitel ellenőrzésére. Öt év után a tejfogazatban a dmft index 52%-kal volt alacsonyabb a fluoro zott tejet ivó hat és fél évesek, és 40%-kal a nyolc és fél évesek csoportjában. A maradó fogazat DMFT értékeinek redukciója a két korcsoportban 89% illetve 79%, statisztikailag erősen szignifikáns volt. – A program megindulása után 10 évvel Atanassov és mtsai

2. ábra. A fluorozott tej plasztikzacskókba csomagolása Bulgáriában

A tejfluor-programot folyamatosan kiterjesztették Bulgária számos más településére is, bevonva a helyi leg kedvelt F-tartalmú joghurt fogyasztását is. A következő felmérést és kiértékelést a WHO 2007-re tervezi. Dél-Amerika: Brazília, Peru és Chile Brazíliából (Agudos) Lopes és mtsai 1984-ben közölték 16 hónapig tartó tejfluorozási kísérleteik eredményeit, melyek azonban a periódus rövidsége és a spanyol nyelven történt közlés miatt nem tettek szert jelentőségre. Peruban, Trujillo egyetemének ellenőrzése alatt a 2000-es években indult el tejfluorozási program, melynek jó alapját látszott képezni a „vaso di leche”, azaz naponta egy pohár tejet a gyermekeknek elnevezésű kormányprogram. Ezt a pohár tejet csecsemők és kis- gyermekek az ún. „Anyák klubja” közösségekben kapták, ahol a farmerek által beszállított friss tejhez hozzá

182


adva a gyógyszertárak által üvegekben előre elkészített fluorid-oldatot, mintegy 15 perces alapos keverés után itták meg azt a gyermekek. A program azonban a gyermekek migrációja, valamint az országban támogatott sófluorozási program miatt rövid idő után megszűnt, kiértékelésre nem került sor. Chile: Codegua és Araucania A chilei programok két szempontból képviselnek külön leges helyet a tejfluorozási programok sorában: egy- részt mivel NaF helyett NaMFP-t (nátrium-monofluoro- foszfátot) tartalmaznak, ami Villa és mtsai vizsgálatai szerint ugyanolyan jó biológiai hasznosulás mellett szá- mos egyéb előnnyel is rendelkezik, másrészt a F-vegyületet a por formájában előállított tejhez adják hozzá. Codegua-program Az 1994-ben elkezdett közösségi program a Chilében 50 éve alkalmazott nemzeti táplálkozás-kiegészítő (PNAC) programra épült, mely szerint minden chilei gyermek születésétől kétéves koráig jogosult havonta két kg tejporra. Kettő és hat éves koruk között a gyermekek havonta egy kg cereáliákkal dúsított tejpor-szár- mazékot kapnak. Ez a program (PNAC) a gyermekpo- puláció 90%-át lefedi, ezért ezt használták fel Villa, Marinho és mtsai MFP programjukban, Codegua (teszt) és La Punta (kontroll) falusi településeken. A 0–6 év közötti gyermekek négy éven keresztül a PNAC program által osztott tejporhoz kevert, napi 0,25, 0,50, illetve 0,75 mg fluoridot fogyasztottak, korosztá lyok szerint. Fluortartalmú fogpasztát használtak, a napi F-bevitelt a vizelet vizsgálatával rendszeresen ellen őrizték. Az ötéves ellenőrzés során Codeguában a cariesmentes tejfogazattal rendelkező gyermekek aránya magasabb volt, mint a kontroll La Puntában, és a dmfs értékek is statisztikailag szignifikáns redukciót mutattak a kontroll településsel szemben. A program megszűnése után három évvel végzett vizsgálatok viszont már alig mutattak különbséget a két falu között, ami a caries-preventív programok folyama tos fenntartásának fontosságára utal. Araucania-program Chile IX., vidéki régiójában 1999-ben új program indult a 6–14 éves gyermekek körében, akik (mintegy 35 000 gyermek) szintén részesei voltak a tej illetve tejtermékek por alakban nyújtott programjának, mely 39 éve működött. Kontrollként hasonló korú gyermekek csoportját vonták be, akik rendszeresen tejport nem kaptak, de fluorid-tartalmú (APF) gélt használtak. Araucania közösségében hat, kilenc és 12 éves gyermekek kapták az MFP tartalmú tejport, a vizsgálatokat kezdet kor és három év múlva végezték: a kilenc és 12 éves gyermekek csoportjában 24–27%-os caries-redukciót észleltek Ez megegyezett az APF gélt használó, de a vidéki körülmények miatt nehezen kivitelezhető program eredményeivel. Ezért a tejpor-F-dúsító programot ma már Chile legtöbb régiójában bevezették a 6–14

éves gyermekek szervezett caries-preventív programjának részeként. Kína: Peking (Beijing) A magas caries-prevalencia miatt már 1994–1997 között bevezettek egy tejfluorozás-programot kínai óvodásgyermekek körében, mely azonban nem hozott jó eredményeket, feltehetően a tejhez adott nagy cukormennyiség (7–10 % között) következtében. A program második fázisában ezért nem, vagy csak kevés cukrot tettek a 2,5 ppm koncentrációjú ultrapasz- tőrözött tejbe, melyet a gyermekek naponta az óvodák ban, és a hétvégeken a hazavitt dobozokból mindennap fogyasztottak. A WHO szabályok szerint kalibrált fogorvosok 21 hónap után ellenőrizték a gyermekeket, az arretált carieseket is regisztrálva. A dmft értékek a teszt csoportban a kontrollhoz képest 69% redukciót mutattak. Az eredmények arra utalnak, hogy a naponta fogyasztott fluorozott tej a tejfogazatban is alkalmas a caries megelőzésére, sőt az aktív dentin cariest is megállíthatja, ami elsősorban a helyi hatásnak tulajdonítható. Anglia: Knowsley, Wirral Knowsley-program Angliában 1997-ben Ketley és mtsai indítottak egy tejfluorozási programot, 4060, 3–5 éves gyermek bevo-

3. ábra. Az angliai tejfluor-programban alkalmazott dobozos tej

násával (átlagéletkor 4,7 illetve 4,8 év volt), akik naponta 0,5 mg fluoridot tartalmazó tejet fogyasztottak (Knowsley, teszt csoport, 3. ábra), a kontroll csoport gyermekei (Skelmersdale) sima tejet ittak ebédjükhöz, évi 180 napon keresztül. A caries-kiértékelés a BASCD


(British Association for Community Dentistry) kritériumai alapján történt. Négy év után sem a dmft, sem a dmfs értékek növekedésében nem találtak statisztikai különbséget a két csoport között. A DMFT és DMFS értékek növekedése valamivel, de statisztikailag nem szignifikánsan kisebb volt a 7–9 éves gyermekek teszt, mint kontroll csoportjában. Az eredményeket azzal ma gyarázzák, hogy a gyermekek a fluorozott tejet nem fogyasztották elég hosszú ideig ahhoz, hogy annak ha tása érvényesülni tudjon. Wirral-program A Wirral régióban 5700, a vizsgálat kezdetekor ötéves gyermek bevonásával indítottak ellenőrző vizsgálatot az előzőekben ismertetett angliai kritériumok szerint Riley és mtsai. (2005). A legalább hat éve fluorozott tejet fogyasztó teszt csoport (773 gyermek) négy maradó molarisának felszíni caries-adatait hasonlították össze 2052 seftoni, fluorozott tejet nem fogyasztott gyermek adataival. Eredményeik szerint a hat éve fluorozott tejet fogyasztó gyermekek caries-prevalencája a tejfogazatban 13%-kal, a maradó fogazatban 16%-kal

183

volt kisebb a kontroll gyermekekénél. A teszt és kontroll csoport között 31% DMFT és 37% DMFS érték redukciót találtak a teszt csoport javára. Oroszország: Volgograd és Voronezh Oroszországban a tejfluorozási program 1993-ban kez dődött, a WHO és a Borrow Foundation közötti együttműködésben, multicentrikus formában, Voronezh, May- kop és Smolensk városok részvételével, majd azt folyamatosan kiterjesztették Volgográdra, valamint a tatár tartomány (Tatarstan) több városára. Három év után 15 000 résztvevő gyermek adatait értékelve Kouzmina és mtsai 1999-ben fenti városokban 55–68% közötti caries-redukcióról számoltak be. Volgograd-program Maslak és mtsai hároméves program során vizsgálták eredetileg hároméves, cariesmentes gyermekek fogazatának változását, fluorozott tej rendszeres fogyasztása után. A WHO követelményeknek megfelelő, kalibrált vizsgálókkal történő kettős vak kísérletükben 75 teszt-, és 91 kontroll gyermeken mind a dmft, mind a

4. és 5. ábra. Thaiföldi iskolás gyermekek fogyasztják a fluorozott tejet az óraközi szünetben

184


DMFS értékek statisztikailag szignifikáns csökkenését tapasztalták, longitudinális vizsgálattal és keresztmetszeti összehasonlító vizsgálattal egyaránt. A Cochrane intézet értékelése szerint a skóciai Stephen tanulmánya mellett ez a vizsgálat is elfogadható RCT (=randomised clinical trial)-ként a tejfluorozás eredményességének bizonyítására. Voronezh-program A tejfluorozási program 10 évét értékelő keresztmetszeti vizsgálat, 15 000 óvodás gyermek részvételével két részletben történt. Pakhomov és mtsai 335 tesztés 175 kontroll gyermek adatait összehasonlítva három év után statisztikailag jelentős dmft redukciót, és a cariesmentes gyermekek arányának emelkedését ész lelte a teszt csoportban. – A második tanulmányban három, hat, kilenc és 12 éves, 10 év óta fluorozott tejet ívó gyermekek adatait hasonlították össze keresztmetszeti vizsgálatban a 10 év előtti adatokkal, minden korcsoportban jelentős caries-redukciót állapítottak meg. A vizelet F-értékek rendszeres monitorozásával megállapították, hogy 200 ml 2,5 ppm koncentrációban fluoridot tartalmazó tej napi fogyasztása hatékony caries-preventív módszer, a bevitt F megfelel a fiziológiás normáknak. Thaiföld: Bangkok A thaiföldi program öt éve indult, rendkívül jól szervezett és ellenőrzött formában, a fluorozott tejet a Királyi Tejüzem állítja elő, és a program a királyi család egyik tagjának ellenőrzése alatt áll. A résztvevők általános iskolás gyermekek. Helyi értékelések, melyek a program sikerét bizonyítják, történtek, az eredmények pontosítása és közlése folyamatban van. A 2007. évben

Bangkok összes iskolás gyermekeire kiterjesztik a pro jektet, és új programok indulnak másik négy thaiföldi városban is (4., 5. ábra). Következtetések Összefoglalva: a tejfluorozás hatékonyságát a fogszu vasodás megelőzésében mintegy 16 tanulmányról megjelent több mint 20 közlemény bizonyította. Ezeket a programokat kb. 12 országban végezték. Közülük nyolc tanulmány igazolt caries-preventív hatást a tejfogazatban, és 11 a maradó fogazatban (I. táblázat). Két tanulmány nem mutatott hatékonyságot egyik fogazattípusban sem. Egy tanulmány vizsgálta a tejfluorozás abbahagyásának hatását: ezen gyermekek fogazatában a caries-incidencia emelkedett. Egy szisztémás összefoglalás két randomizált klinikai kontrollált tanulmányt idéz: mindkettőben a fluorozott tejet ivó gyermekek caries-szaporulata csökkent. Fenti tanulmányok eredményei alapján ahhoz, hogy a tej fluorozása eredményes legyen, és a tejfogazatra is hatása legyen, szükségesnek látszik, hogy a gyermekek korán, lehetőleg négyéves koruk előtt kezdjék meg a F-tej fogyasztását. Szükséges a F-tej fogyasztása az első maradó molarisok védelmére abban az időszakban, amikor ezek a fogak áttörnek. Tejfluorozási programokat a tapasztalatok szerint ott érdemes és szükséges bevezetni, ahol az ivóvíz Fszintje alacsony, ahol az óvodákban, iskolákban rendszeres, lehetőleg ingyenes tejfogyasztási rendszer mű ködik, és ahol évente legalább 200 napon keresztül tudják a gyermekek folyamatosan fogyasztani a fluorozott tejet.


Semmelweis University Department of Oral Biology, Budapest* Newcastle University School of Dental Sciences, UK**

Caries prevention through the fluoridation of milk A review Dr. JOLÁN BÁNÓCZY*, Dr. ANDREW J. RUGG-GUNN**

The aim of this review is to give an overview of 50 years experience of milk fluoridation and draw conclusions about the applicability of the method. Fluoridated milk was first investigated in the early 1950s, almost simultaneously in Switzerland, the USA and Japan. Stimulated by the favourable results obtained from these early studies, the establishment of The Borrow Dental Milk Foundation (subsequently The Borrow Foundation) in England gave an excellent opportunity for further research, both clinical and non-clinical, and a productive collaboration with the World Health Organization from the early 1980s onwards. Numerous peer-reviewed publications in international journals showed clearly the bioavailability of fluoride in milk, and increased concentrations of fluoride in saliva, dental plaque, dental enamel and dentine, and urine, after consumption of fluoridated milk. Clinical trials were initiated in the 1980s – some of these can be classed as randomised controlled trials, while most of the clinical studies were community preventive programs. These evaluations showed clearly that the optimal daily intake of fluoride in milk is effective in preventing dental caries. At present, milk fluoridation programs are running continuously in about ten countries of the world. Fluoridation of milk can be recommended as a caries preventive measure where the fluoride concentration in drinking water is suboptimal, caries experience in children is significant, and there is an existing school milk program. The program should aim to provide fluoridated milk for at least 200 days per year and should commence before the children are 4 years of age. Key words: caries prevention, fluoride prevention, milk fluoridation, caries reduction, community programs

Introduction

ing community-based fluoride programs (drinking water, salt, milk). Dental caries – based on a recent review of the World The fluoridation of drinking water, which began in Health Organization (WHO) – has decreased conside- America in 1945, was the first community program in rably in several countries and regions; the burden of this respect. The idea of milk fluoridation emerged – si the disease is, however, still considerable in many po- multaneously with salt fluoridation (1955) – in Switzerpulations. The benefits of fluoride prevention are pre- land (Ziegler, 1953), in Japan (Imamura, 1952) and in sently reaching only about 20% of the world population. the USA (Rusoff, 1955). Based on contemporary inves- Dental caries is a public health problem in some groups tigations, fluoride added to milk does not change its of countries with high income, as well as in countries taste or other characteristics, is absorbed well, although of Asia and South America. Caries occurs in about 60 slower than from fluoridated water. It has been consito 70% of the children and adults in industrialised coun- dered advantageous that fluoride is added to an imtries. Caries prevalence in 12-year-old children is still portant nutrient for infants and small children, and that relatively high (mean DMFT=3.0) in America, as well its consumption is not mandatory for everybody, only as in the Central-Eastern European countries (mean for those who need it most and agree to receive it. The DMFT=2.6); however, it is lower in Africa (mean DMFT= caries preventive effect of fluoride can even be enhan1.7). As dental caries is not completely eradicated, only ced by the milk vehicle, due to the cariostatic propersuppressed, a wider and more intensive prevention is ties of its mineral content, milk proteins and fats. necessary. It is scientifically proven that fluoride has beneficial effects in the prevention of dental caries: increased Early clinical investigations acid resistance of dental enamel, inhibition of acid pro duction by plaque bacteria, promotion of remineralisa- The first results were reported by Imamura in 1959, aftion of incipient enamel lesions, etc. Fluorides may be ter a five-year study of Yokohama schoolchildren. Milk used individually (tablets, toothpaste, mouthrinsings), or soup, containing 2.0 to 2.5mg sodium fluoride, was in a professional way (varnishes, gels), or by organiz- consumed at lunch-time, 150 to 180 days per year, by

186


167 children. Compared with the control group, 29 to a ’Memorandum for Understanding’ was signed by 34% caries reductions were observed in the perma- The Foundation and WHO in 1991; this has been renent dentition. newed every three years. As a result of this collabo In the USA (Baton Rouge, Louisiana) Rusoff et al. reported, in 1962, on 3 and a half years’ results in 129 (65 test and 64 control) children. In children consuming fluoridated milk at school meals, 35% less caries was recorded than in the control group; in those who were 6 years old at the beginning, the reduction was even larger, 70%. In Winterthur, Switzerland, Ziegler and Wirz used 0.22 % sodium fluoride solution, prepared by pharmacies in plastic bottles, for the fluoridation of household milk; added by the parents to the milk of the children. Participants were 749 test and 553 control children who were 9 to 44 months old at the time of launching the program. After six years, caries reductions were 17% for the deft index and 30% for the defs index in the primary dentition, and 64% for DMFT and 65% for DMFS in permanent molars. The proportion of cariesfree children increased significantly in the fluoridated Fig. 1. milk group. Edgar Wilfred Borrow – the founder of ’The Borrow Foundation’

The Borrow Foundation

ration, a book was published in 1996, summarizing the studies of basic and clinical research into milk fluoriThe establishment of a charity foundation in England dation. A new, revised edition is expected to be pubby Edgar Wilfred Borrow (1902–1990) for the promotion lished in 2007 as a WHO document [1, 2]. of milk fluoridation in order to prevent dental caries in The aim of the present review is to summarize briefchildren brought important progress in the field of re- ly the results of basic research and community studies search and clinical studies. E.W. Borrow (Fig. 1), a published in these monographs [1, 2]. wealthy farmer and mechanical engineer in southern England, constantly interested in the technical aspects of fluoridation of milk, set up a foundation in 1971, Theoretical considerations: named the ’Borrow Dental Milk Foundation’, for the results of basic research studies above purposes. The aims, summarized in 12 points, were mainly “to promote and support research of flu- Concerning the pathomechanism of fluorides, it is acoridated milk for human consumption by the help of cepted that elevated fluoride ion concentrations at the grants, equipment, lectures, scientific publications, and dental plaque/enamel border decrease the rate of deto disseminate knowledge about this method”. mineralisation, increase remineralisation, and reduce The aims of the original “Trustees’ deed” were ex- acid production in dental plaque. However, the use of tended in 1993 to include “the support of activities on milk as a vehicle generated questions concerning pos- health promotion and education, … and on healthy sible chemical reactions between milk and fluoride ions, nutrition, including milk and milk products”. The name bioavailability of systematically administered fluoride of the foundation was changed in 2002 to ’The Borrow in milk, and interactions involving fluoride in the oral Foundation’. cavity (enamel, saliva, plaque, and caries). In recognition of his humanitarian services, E.W. The results of basic studies on milk fluoridation have Borrow received an Honorary Doctorate from Lousia- been published in more than 100 peer-reviewed pape na University, USA, in 1983. The authors of this pre- rs, with increasing frequency in the last 20 years. sent review are two of the five ’trustees’ of The Borrow Foundation. Chemistry of fluorides in milk. According to early inves- The results of clinical and basic research studies, tigations of Ericsson in 1958 with radioactive fluorides, supported by the Foundation, have made the creation the use of 1 and 4 ppm fluoride in milk did not precipiand extension of milk fluoridation programs possible tate as insoluble CaF2, although 20 to 25% of fluoride in numerous countries of the world. Based on discus- was bound to the casein component of milk. The introsions initiated in the 1980s between The Borrow Foun duction of fluoride electrodes in the 1960s made these dation and the World Health Organization (WHO), the investigations easier. Konikoff in 1974, using freezeBulgarian milk fluoridation program was initiated, and dried milk powder did not find significant precipitation


either. Duff in 1981, adding 1 ppm fluoride to cow’s milk, observed a decrease in the level of ionic fluoride: however, the level of total fluoride remained the same. Later, standardised studies, mastering the initial technical difficulties, explained the ionic equilibrium of fluoride in milk after adding sodium fluoride, and the formation of a reversible ionic complex. Phillips, in 1991, examining the stability of 5 ppm fluoride added to different forms of milk found that in pasteurised milk all of the fluoride was available after three days; although in ultra-heat-treated and milk-powder samples, he observed a small (4 to 12%) decrease, which pointed to a complex formation of milk proteins due to heat treatment. It can be stated that, based on recent knowledge, the greater part of fluoride added to milk forms a soluble complex with the protein fraction of milk, from which the fluoride can be liberated in ionic form, so that it is bioavailable.

187

eruption, pointing to an important topical effect of fluoride in the mouth.

Topical effects of fluoridated milk in the oral cavity. By the 1980s, the opinion as to how fluoride acts to prevent dental caries was going through a change: even with the use of systemic fluoride agents, topical effects were considered more important. The consumption of fluoridated milk incorporated into dental enamel inhibited demineralisation and promoted remineralisation. The investigations of Zsuzsanna Tóth and co-workers (1987, 1989), in enamel biopsies from upper incisors of children consuming 1 mg fluoride per day for a longer period, showed increased acid resistance and elevated fluoride content. Rugg-Gunn and Boteva between 1997–2000 observed the intraoral remineralisation of incipient caries lesions of enamel slabs: these experiments supported the topical action of systematically administered fluorides through secreted saliva. Absorption, metabolism, and excretion of fluorides. In Numerous human studies in the last 10 years have the early years of fluoride use, which coincided with recorded significant elevations of the fluoride concenthe first 20 years of milk fluoridation, the caries preven trations in saliva after rinsing and/or swallowing fluoritive action was attributed to the systemic action of flu- dated milk (Twetman, Gintner et al 1990, 2000). Boros oride. Experiments showed that, in fasting subjects, et al. (2000) in similar studies examining the fluoride fluoride from milk is absorbed from the stomach, al- concentration of the small labial glands, found a 10-fold though slower than from water, and the plasma peak elevation in the secreted saliva when compared with is reached in about 30 minutes. From the blood plasma, unstimulated whole saliva. Petersson and Engström fluoride can be incorporated into the new bone, and (2002) found a significantly increased fluoride conceninto teeth at the time of tooth development through the tration in dental plaque, and the microbiological plaque reduced enamel epithelium and Hertwig’s root sheath. composition showed also favourable changes with a Fluoride is excreted in the kidneys, saliva, tears, sweat decrease in lactic acid production. and gastro-intestinal tract: the non-absorbed fluoride The above results point to the fact that 30–60 minu (about 10%) is lost through the faeces and, in adults, tes after the intake of fluoridated milk the levels of flu- about 50% of ingested fluoride is excreted in urine. oride in both the whole saliva and dental plaque inThe absorption of fluorides with simultaneous food crease, as a consequence of the presence of fluoridat consumption is slower than for fluoride without food. ed milk in the mouth and increased concentrations of The proportion absorbed depends on the calcium con- fluoride in salivary secretions. tent of the diet and also on the chemical formulation of the fluoride agent, since Villa et al. (1989) observed better absorption with sodium monofluorophosphate, Clinical examinations than with sodium fluoride. Marthaler in 1978 proposed that regular measure- Long-term human studies with fluoridated milk on chilment of fluoride excreted in urine in systemic fluoride dren, undertaken in about twelve countries have been programs was advisable. Since then, monitoring vol- reported in numerous peer-reviewed papers. Only some ume and concentration of fluoride in urine has been of these studies can be classified as RCTs (randomincluded in clinical investigations and community pre- ised controlled trials) according to the criteria used in ventive programs. The analysis of 24-hour urine excre evidence-based medicine; the others can be classed tion is the best marker of the bioavailability of fluorides. as community-based programs. In the following paraA WHO document, published in 1999, offers detailed graphs, the main features of the evaluations of these guidelines for the method and calculations: based on milk fluoridation programs in different countries of the these, the optimal fluoride concentration in milk and world will be summarized, but without the detailed nuthe appropriate intake of fluoride can be determined. merical results which can be found in the relevant litThe systemic effect of fluorides gained from milk is erature [1, 2] (Table 1). supported by numerous experimental data gained on rats and sheep between 1960 and 1996. The experi Scotland: Glasgow mental animals showed caries reductions similar to Due to the strong criticism of the early clinical studies those occurring with fluoridated water. However, car- (e.g. small numbers of participants, lack of baseline ies reduction was greater in the period after tooth examinations, etc.), Stephen et al. initiated in Glasgow,

188


in 1976, a double blind clinical trial on 4½- and 5½year-old schoolchildren. The group of test children con sumed 200 ml milk each school day (about 200 days per year), containing 1.5 mg fluoride, while the control group received plain milk. The results published in 1984, after five years, reported a 36% reduction in DMFT and a 48% reduction in DMFS values for the first permanent molars which were not yet erupted at baseline in the test group compared with the control group. Fluoride excretion in urine was monitored constantly during the study. This evaluation (together with the Volgograd program by Maslak; see later) is one of the programs ac-

macy of Semmelweis University in closed glass bottles, then added to the milk in the kitchen of the home, stirred thoroughly for 15 minutes, and consumed within 30 minutes by the children. After five years, in the test group (165) children compared with a control group, a considerable caries reduction was observed in both the primary and permanent dentitions. In 7–10-yearold children, these percentage reductions were 54% in DMFT and 53% in DMFS values. The reduction in the total permanent dentition was 60% for DMFT, and 67% for DMFS; the highest reductions were found in the children who had consumed fluoridated milk from 2 to 3 years of age. The difference between the caries Table I.

List of published reports of studies into the effectiveness of milk fluoridation Study

Year of study

Authors

Caries prevention in: Primary, Permanent teeth

Yokohama, Japan

1952–1956

Imamura 1959

+

Baton Rouge, USA

1955–1959

Rusoff et al 1962

+

Winterthur, Switzerland ��

1958–1964

Wirz 1964 Ziegler 1964

Agudos, Brazil

1976–1979

Lopes et al 1984

Glasgow, UK

1976–1981

Stephen et al 1981 Stephen et al 1984

Fót, �� Hungary

1979–1990

Bánóczy et al 1983 Bánóczy et al 1985 Gyurkovics et al 1992

Louisiana, USA

1982–1985

Legett et al 1987

Betlehem, Israel

1983–1986

Zahlaka et al 1987

+

Asenovgrad, Bulgaria

1988–1993

Pakhomov et al 1995 Atanassov et al 1999

+

Codegua, Chile

1994–1999

Mariño et al 2001

+

Voronezh, Russia

1994–2004

Pakhomov et al 2005

+

Wirral, England

1995–2003

Riley et al 2005

Beijing, China

1997–1999

Bian et al 2003

Knowsley, England

1997–2001

Ketley et al 2003

Volgograd, Russia

1998–2002

Maslak et al 2004

Araucania, Chile

1999–2002

Weitz and Villa 2004

cepted as an RCT by the Cochrane Centre for Sys- tematic Reviews. Hungary: Fót In the ’Children’s City’ of Fót, a milk fluoridation program was initiated by Bánóczy, Zimmermann et al. in 1979, involving about 1000 children aged 2 to 18 years. The results were published after 2, 3 and 10 years (1982–1992). For breakfast the children drank milk or cocoa containing 0.4 mg fluoride for kindergarten children and 0.75 mg fluoride for the schoolchildren. The sodium fluoride solutions were prepared by the Phar-

+

+

+

+

+ + + +

+ + +

+ +

prevalence of the test and control groups was, in spite of loss of children from the study, still statistically significant after 10 years. Israel: Bethlehem Zahlaka et al. reported in 1987 the results of a study on 273 children who were age 4 to 7 at baseline and who had consumed fluoridated milk for three years. The fluoridated milk was produced from milk powder, and the dissolved milk contained 1 mg fluoride per litre. A 63% caries reduction was observed in both the primary and permanent dentitions.


USA: Lousiana, Baton Rouge In the second Lousiana community program, schoolchildren consumed fluoridated milk, containing cocoa and sugar, for lunch for two or three years. After two years, a significant caries reduction was observed in the permanent dentition: however, due to the loss of children, three-years’ results could not be evaluated. The organiser of the experiment, Legett, planned also to establish a research institute for milk fluoridation which, however, could not be realised. Bulgaria: Asenovgrad One of the most extensive milk fluoridation programs, which is still functioning, was initiated by Pakhomov et al. in Bulgaria in 1988, with the support of WHO. The

189

lected as the test community and the nearby city of Panaguriche as the control community; later, Karlovo became the control community. The fluoridated milk was produced and transferred from the Plovdiv dairy, in plastic bags (Fig. 2), containing 1 mg fluoride per day. About 3,000 children aged 3 to 10 years entered the program in Asenovgrad. The baseline caries examinations and the examinations after 3 and 5 years were performed by dentists calibrated by a WHO epidemiologist. Urine monitoring was carried out regularly. After five years, mean dmft values were 52 % lower in the test group children aged 6½ years and 40% lower in the 8½-year-olds. The reductions in mean DMFT in these two age groups were 89% and 79% – statistically highly significant. After 10 years of the program, Atanassov et al. recorded further significant differences in the proportion of caries-free children and in mean DMFT values of the test and control groups. The fluoridated milk program has been extended steadily to other parts of Bulgaria; in some communities there is a preference for fluoridated yoghurt. The next examination and evaluation is planned by WHO in the year 2007. South America: Brazil, Peru and Chile From Brazil (Agudos) Lopes et al. reported in 1984 a small milk fluoridation study lasting 16 months. However, due to the short period, the results were not significant. In Peru, a milk fluoridation program, controlled by the University of Trujillo, started in the 2000s, based on the government program ’vaso di leche’, which provides one glass milk for every children each day. The children received their milk in the ’Mother’s clubs’, where the fluoride solution prepared by the pharmacies was added to the fresh milk brought in by farmers, stirred thoroughly for 15 minutes, and consumed shortly after. However, the program was stopped after a few years because of the expanding salt fluoridation program in that country and the migration of children: no evaluation was made.

Fig. 2. Bulgaria program: packing the fluoridated milk in plastic bags

objective was to see if such a program was feasible under everyday life conditions. Bulgaria seemed to be an excellent choice for this community-based program due to the regular consumption of milk and milk products (for example, yoghurt) by children. The city Asenovgrad in southern Bulgaria was se-

Chile: Codegua and Araucania The Chilean milk fluoridation programs possess two features that differ from other programs. First, instead of using sodium fluoride they use sodium monofluorophosphate which, according to Villa et al., has a good bioavailability and other advantages; secondly, the fluoride is added to powdered milk. Codegua program The community program, started in Chile in 1994, is based on the ’national nutrition complementing program’ (PNAC), which has been in existence for more than 50 years. Under this scheme, every Chilean child, from birth to two years of age, receives two kilograms

190


of milk powder every month, while children aged 2–6 years receive monthly one kilogram of milk powder with cereals. The PNAC program covers 90% of the child population, and was used by Villa, Marino et al. for their fluoridated milk pilot program in the rural area of Codegua (test) and La Punta (control). Children between 0 and 6 years of age consumed for four years 0.25, 0.5 or 0.75 mg fluoride daily, mixed into the milk powder, according to their age-group. Flu oride-containing toothpaste was available and urine monitoring for fluoride excretion was performed regularly. After five years, the proportion of caries-free children was higher in Codegua than in the control community of La Punta, and mean dmfs values showed significant reductions in children in Codegua compared with children in La Punta. However, examinations performed three years after cessation of the program showed very small differences, pointing to the necessity of continuous maintenance of caries preventive programs. Araucania program In the IXth region of Chile, a new program started in 1999 with about 35,000 children aged 6 to 14 years, who were participants of the national powdered milk program (see above). In the community of Araucania, 6-, 9- and 12-year-old children received milk powder containing sodium monofluorophosphate, while the control children received milk powder without added fluoride. The control children were already participating in a community preventive program in which they received applications of APF gel. Examinations showed, historically, reductions in caries of 24 to 27% in children aged 9 and 12 years, which was similar to the results of the fluoride gel program. Because the fluoride gel program was difficult to administer, the milk-powder fluoridation program has now been introduced into the majority of the Chilean regions as part of the caries preventive program for 6–14-year-old children living in rural communities. While the main cities in Chile receive optimally fluoridated water as a public health measure, milk fluoridation is provided in the rural areas where water fluoridation is technically not possible, in order to ensure equity. China: Beijing Due to the increasing caries prevalence in some parts of China, a milk fluoridation program was carried out between 1994 and 1997 for Chinese kindergarten children in a district of Beijing. An evaluation showed no effect, probably due to the high amount of sugar (7–10%) added to milk. In the second phase of the program, therefore, no sugar or only small amount of sugar was added to the pasteurized milk containing 2.5 ppm fluoride and consumed everyday in kindergartens. In addition, children brought home milk for weekends in boxes. Dentists calibrated to WHO standards examined the children

after 21 months recording also arrested caries. The mean dmft value in the test group showed a 69% reduction compared with the control group. These results showed that fluoridated milk, when consumed daily, is able to prevent caries in the primary dentition and stop active dentinal caries from progressing – probably due to the topical effect of fluoridated milk. United Kingdom: Knowsley, Wirral Knowsley program In the UK, a milk fluoridation program was launched in 1997 in Knowsley by Ketley et al., where 4,060 3 to 5- year-old children (mean age 4.7 years), consumed daily milk containing 0.5 mg fluoride (Fig. 3); the control children in Skelmersdale drank plain milk. The children received milk about 180 days per year. Caries evaluation was made, based on BASCD (British Association for Community Dentistry) criteria. After four years, no statistically significant differences in dmft and dmfs values of the two groups were found. The DMFT and DFS values were slightly, but not statistically significantly, smaller in the 7 to 9 year old children of the test group, than in the control. The assump tion for these results was that the dose of fluoride in the milk was too low and that the period of consumption was not long enough to show an effect.

Fig. 3. UK program: fluoridated milk in boxes

Wirral program In the Wirral region, examinations were made by Riley et al. (2005),using BASCD criteria, on 5,700 children aged 5 years when they entered the fluoridated milk program. Data for the four permanent molars were compared between 773 children who had been drink-


ing fluoridated milk for six years at least, and 2,052 children from Shefton who had received milk without added fluoride. Caries prevalence in the test group was 13% less in the primary dentition and 16% less in the permanent dentition. Mean DMFT values showed a reduction of 31%, and mean DMFS a 37% reduction, compared with the control group. Russia: Volgograd and Voronezh Milk fluoridation programs in Russia started in 1993 as a collaboration between the WHO and The Borrow Foundation, in a multicentric form, with the participation of Voronezh, Maykop and Smolensk, later on involving Volgograd and several communities in Tatarstan. Kouzmina et al., evaluating three years’ results in 1999 for 15,000 participating children, reported caries reductions between 55 and 68%. Volgograd program Maslak et al., in a three-year study, investigated the effect of fluoridated milk in children who were caries- free at 3 years of age. In this double-blind evaluation,

191

undertaken by examiners calibrated according to WHO criteria, on 75 test and 91 control children, they found a statistically significant reduction both in dmft and DMFT values, in longitudinal, as well as in cross-sectional comparative analyses. According to the evaluation by the Cochrane Centre for Systematic Reviews, this study, as well as that of Stephen et al. from Scotland, is accepted as an RCT and as evidence for the effectiveness of milk fluoridation. Voronezh program The effect of the 10-year milk fluoridation program was evaluated on 15,000 kindergarten children in two horizontal comparative analyses. Pakhomov et al. compar ed data from 335 test and 175 control children after three years, and revealed a statistically significant reduction in dmft values and an increase in caries-free children in the test group. In a second analysis, data from 3-, 6-, 9- and 12-year-old children were compared cross-sectionally with baseline data, and a statistically significant caries reduction was observed. Urinary flu-

Fig. 4. and 5. Thailand program: schoolchildren consuming fluoridated milk during a break

192


oride monitoring showed that the daily consumption of 200 ml milk containing 2.5 ppm fluoride is an effective caries preventive method and that the fluoride intake corresponded to physiological norms. Thailand: Bangkok A well-organized milk fluoridation program for children started in Thailand five years ago, with the help of the Royal Dairy and supported by the royal family. An eval uation is in progress. In the coming year, the project will be extended to include all schoolchildren in Bangkok, and new programs are starting in four other cities in Thailand (Figs. 4 and 5).

ed to the feasibility of the method under real life conditions. Based on the performed studies, it seems that to obtain good results with milk fluoridation, even in the primary dentition, the programs should start early, pos sibly before the age of 4. In order to protect the perma nent molars, the consumption of fluoridated milk is nec essary after their eruption too. The introduction of milk fluoridation programs should be considered where the fluoride content of drinking water is low, where a regular school milk system is working and where the children are able to consume the fluoridated milk for at least 200 days in a year.

Conclusions

See Petersen, Bánóczy and Rugg-Gunn (2007) for further details

It can be stated that the effectiveness of milk fluoridation in preventing dental caries is supported by about References 16 studies reported in numerous papers. Of these, eight demonstrated caries reduction in primary teeth and 11 in the permanent dentition (Table I.). Two studies 1. Stephen KW, Bánóczy J, Pakhomov GN: Milk fluoridation for the pre vention of dental caries. World Health Organization/Borrow Dental showed no effect in either dentition. After cessation of Milk Foundation, Geneva, 1996. a pilot milk fluoridation program, caries incidence in- 2 Petersen PE, Bánóczy J, Rugg-Gunn AJ: Milk fluoridation for the creased. Two RCTs showed caries reductions, and prevention of dental caries. Second edition. World Health Organizaevaluations of the several community programs point- tion, Geneva, 2007, in press.


Debreceni Egyetem, Orvos- és Egészségtudományi Centrum, Fogorvostudományi Kar, Konzerváló Fogászati Tanszék, Debrecen

A granuloma apicale fogorvosi és általános orvostudományi jelentősége Dr. Márton Ildikó

Egészséges állapotban a gyökérfelszín és az alveoláris csontszövet között elhelyezkedő periodontális térben kevés sejtet találunk. Gyökércsatorna-fertőzés megléte esetén azonban nagyszámú lobsejt infiltrálja az érintett fog periapi kális régióját. Igen nagy jelentőséggel bír annak a kérdésnek a megítélése, hogy a következményes károsodás kialakulásában milyen arányban játszanak szerepet a mikrobák és a gazdaszervezet sejtjei, valamint hogy a helyi gyulladás károsítja-e a gazdaszervezet egészét. Jelen áttekintő tanulmány összegzi azon kísérletes és klinikai vizsgálatok eredményeit, amelyek a periapikális lobos folyamatok sejtes kölcsönhatásainak védekező és szövetkárosító következményeit elemzik. Az eddig közölt tanulmányok többsége szerint a fertőzött gyökércsatornából folyamatosan a periapikális térbe áramló kórokozók és termékeik indítják el a lézió kialakulását. A későbbiekben formálódó klasszikus granulációs szövet kialakulásában már a gazdasejtek és regulátor molekuláik játszák a döntő szerepet. A lokális immunválasz az esetek döntő többségében megakadályozza a periapikális tér bakteriális invázióját, egyúttal azonban jelentős mértékben járul hozzá bizonyos degeneratív elváltozások, elsősorban a csontfelszívódás, végső soron a fogelvesztés bekövetkeztéhez. A gyökércsatorna-fertőzést követően kialakuló kórfolyamatok, megfelelő endodonciai kezeléssel, az esetek döntő többségében eredményesen gyógyíthatók. A gyógyulás folyamata során bekövetkezik a felszívódott keményszövet remineralizációja, vagy a lézió periapikális heggé történő átalakulása. Kulcsszavak: apikális periodontitis, gyulladás, mikrobiológia, immunitás

Bevezetés Az apikális periodontitis a periapikális szövetek gyökércsatorna eredetű irritáló ingerekre kialakuló lobos válaszreakciója. A kiváltó tényező az esetek döntő többségében gyökércsatorna-fertőzés, mégis, a lézió progresszióját – sőt gyógyulását is – alapvetően a gazdaszervezet sejtjeinek kölcsönhatásai határozzák meg. A periapikális lobos infiltrátumot a specifikus és nem specifikus immunrendszer sejtes és szolúbilis elemei alkotják [4, 22]. A kiváltó ártalom természetétől függően a periapiká lis reakció heveny vagy idült kórlefolyású lehet. Az elváltozás szöveti képe szorosan összefügg az apikális peridontitis klinikai stádiumával [4]. Az akut apikális periodontitist értágulat, congestio és oedema jellemzi. A periapikális teret infiltráló sejtek között legnagyobb arányban neutrophil leukociták és makrofágok találha- tók. A gazdaszervezetnek ez az elsődleges védekező mechanizmusa hatékonyan akadályozza meg a kórokozók periapikális térbe történő invázióját a fertőzött gyökércsatornából. A virulens endodontopathogén mikroorganizmusok kezdetben a külső gyökérfelszíneken vékony, filmszerű telepekben, esetleg fészekszerű ko- lóniákban helyezkednek el. A mikrobák szervezetbe Érkezett: 2007. szeptember 10. Elfogadva: 2007. szeptember 10.

jutását megakadályozó, védekező válasz kezdeti lépéseként jelentős mennyiségű neutrophil leukocita áramlik be a periapikális térbe, és ezzel a lépéssel az incipiens lézió primaer tályoggá alakul át [22]. A már fennálló idült elváltozás akut exacerbatioja hasonló mechanizmus alapján, secundaer abscessus kialakulásához vezet. Kezdődő elváltozás esetén a gyulladás kezdetét jelentő folyamat részeként a lamina dura foly tonossághiánya és a szomszédos spongiosa csontfelszívódása korszerű képalkotó módszerekkel jól lát- hatóan kimutatható. A tályogképződés – mind a primaer, mind a secundaer formában – jelentős további demineralizációval jár, és teret ad a krónikus elváltozás helyigényének [42]. Krónikus periapikális elváltozás kialakulása esetén, amelynek leggyakoribb megjelenési formái a periapikális granuloma és a radikuláris cysta, az exogén irritáló tényezők, általában a gyökércsatorna-kórokozók és termékeik, dinamikus egyensúlyi állapotot alakítanak ki a gazdaszervezet védekező rendszereivel, azaz az immunrendszer nem képes teljes mértékben elpusztítani és eltávolítani a pathogén ágenseket, viszont, hisztológiai és funkcionális barrier létrehozásával, eredményesen képes megakadályozni a további invázió bekövetkezését [72]. A periapikális granuloma

194


szöveti szerkezetében a periradikuláris lobos folyamat valamennyi szakaszának jellegzetességeit megtaláljuk a heveny kezdeti sejtes beszűrődéstől a „kiégett”, vég stádiumú fibrotikus szövet kialakulásáig. A szomszédos szöveti struktúrák, a nekrotikus, exudatív, granu- lomatózus és fibrotikus zónák a gyökércsúcsot hagymahéj-szerűen körülvéve helyezkednek el, elfoglalva a felszívódott csont helyét (1. ábra). A léziót felépítő domináló zóna alapján az elváltozást exudatív, granulomatózus, granulofibrotikus vagy fibrotikus granulomának nevezzük [67, 105].

sainak aktív működése legalább annyira fontos tényezője a gyógyulásnak, mint a gyökércsatorna-fertőzés eredményes eliminálása. A valódi ciszták esetében az endodonciai kezelés sikertelenségének aránya sokkal nagyobb, ezért némely szerzők a már kialakult cisztát autonóm jellegű elváltozásnak tartják [14, 37, 74, 76]. Jelen áttekintő tanulmány összegzi azon kísérletes és klinikai vizsgálatok eredményeit, amelyek a periapikális lobos elváltozások sejtes kölcsönhatásainak védekező és szövetkárosító következményeit elemzik. Áttekinti, hogy mely folyamatok játszanak szerepet a lézió kifejlődésének egyes szakaszaiban, illetőleg a re- generáció során. Röviden kitér azokra a lehetséges mechanizmusokra, amelyek révén az apikális periodontitis az általános egészségi állapotot kedvezőtlenül befolyásolhatja. Az apikális periodontitis mikrobiológiai háttere

1. ábra. A periapikális granuloma sematikus ábrázolása

A krónikus periapikális léziók több mint fele epitheliá- lis elemekből álló árkádszerű íveket tartalmaz, amelyek a Malassez-féle epitheliális maradvány proliferációjá nak következtében jönnek létre [71, 92]. Amennyiben az önmagukba bezáródó ívek függetlenek a gyökércsa- torna rendszertől, valódi radicularis ciszták képződnek, melyek az elváltozások 6-55%-ában fordulnak elő. Ezzel szemben a „zseb” vagy „öböl” ciszták kapcsolatban állnak a gyökércsatorna-rendszerrel. [22, 82, 84]. Az akut apikális periodontitis klinikai tünetekkel kísért fájdalmas állapot, míg a krónikus forma viszonylag tünetszegény [72, 84]. Az utóbbi évtizedekben széles körben elfogadottá vált az a megállapítás, mely szerint a krónikus periodontitis periapikális kórformái is kedvezőtlenül befolyásolhatják az általános egészséget. Lege artis kivitelezett, nem sebészi endodonciai kezelő eljárások alkalmazásával a periapikális kórformák az esetek 85–90%-ában meggyógyíthatók. A kezelés megkezdését egy évvel követően a regeneráció radio lógiai jelei az esetek mintegy 89%-ában figyelhetők meg. A lézió teljes felszámolásához 2 vagy akár több évet is meghaladó időtartamra lehet szükség, ami arra utal, hogy a gazdaszervezet helyreállító mechanizmu-

Megfigyelések sokasága, köztük tanulmányunk is igazolják, hogy a periapikális elváltozással bíró fogak gyö kércsatorna-rendszere, az esetek döntő többségében, fertőzött [57]. Az endodontopathogén baktériumok csak töredékét képviselik annak a közel 500 fajnak, amelyek az egészséges human szájüreget benépesítik [98]. A pulpafertőzés korai szakaszában aerob és fakultatív anaerob specieszek jelenléte mutatható ki. A lokális oxigén-felhasználással párhuzamosan az obligát anaerob kórokozók válnak predominánssá [49]. Egy közelmúltban megjelent, körültekintően megtervezett és gondosan kivitelezett, 50 human periapikális elváltozást foggal együtt feldolgozó szövettani vizsgálatsorozatban azt találták, hogy az érintett fogak gyökércsatorna-rendszerében kivétel nélkül kimutathatók voltak a baktériumok. Meglepő módon az 50 minta közül 18 foggyökér apikális részében lobos, de még vitális pulpaszövetet találtak [82]. Ez a tanulmány megerősítette azokat a korábbi vizsgálati eredményeket, amelyek szerint, az actinomycoticus elváltozások kivételével, maguk a periapikális léziók ritkán fertőzöttek. Krónikus apikális periodontitis léziókban baktériumok jelenlétét ismételten csupán a foramen apicale közvetlen közelében elhelyezkedő resorptív lacunákban igazolták. Még a periapikális térben létrejövő tályogokban és az exudatív típusú granulomák esetében is az látható, hogy a kórokozók csupán a nekrotikus területeken mutathatók ki nagy számban, aktívan fagocitáló neutrophil leukocita által körülvéve [45, 50, 73, 88]. A baktériumok periapikális gyulladást kiváltó hatása a baktériumok közvetlen jelenléte nélkül, azok károsító termékeinek a gyökércsatornából a periapikális térbe történő kialakulásával kezdődik. Az első védelmi vonalat képviselő fagociták vagy a gazdaszervezet rezidens sejtjei által, a gyulladásos inger hatására termelt proinflammatorikus, erőteljes lobkeltő hatással bíró szolúbilis elemek, citokinek termelődésének megindulásával kezdődik meg a kórforma kialakulása. Egyéb


bakteriális molekulák a specifikus immunválasz reguláló elemeinek termelődését képesek serkenteni (I. táblázat). Az endodontopathogén kórokozók, köztük az A. actinomycetemcomitans, F. nucleatum, P. gingivalis és Prev. intermedia törzsekből származó lipopoliszach- charid (LPS) sejtfalkomponens az a leginkább tanul mányozott makromolekula, amely a sejtfalból felszaba dulva, citokinek és egyéb lobos mediátorok, köztük granulocita-makrofág kolónia-stimuláló faktor (GM-CSF), interferon (IFN)-γ, interleukin (IL)-1α és -β, IL-6, IL-8, I. táblázat Endodontopathogén mikroorganizmusok által indukált gazdaszervezet-eredetű reguláló faktorok Sejtadhéziós molekulák és ligandumaik ICAM-1 CD11/18 LFA-1 VLA-5, VLA-6 CD29, CD49 Kemokinek és receptoraik IL-8 KC Makrofág inflammatorikus protein-1 és -2 Rantes Proinflammatorikus citokinek, receptoraik és antagonistáik GM-CSF IL-1 IL-1R IL-1Ra IL-6 IFN-γ TNF Reaktív oxigén és nitrogén köztitermékek és arachidonsav metabolitok Szuperoxid anion Hidrogénperoxid Nitrogén-monoxid Leukotriének Prosztaglandinok Transzkripciós faktorok NF-κB IE2-protein

makrofág kemotaktikus peptid (MCP)-1 és tumor nekrózis faktor (TNF)-α szintézisét, kifejeződését és kiválasztását indukálja [104]. IL-1, IL-6 és GM-CSF lokális termelődését ismételten kimutatták mind a human pul-

195

pában, mind pedig a periapikális elváltozásokban [2, 47, 79, 102]. Az endodontopathogén baktériumok LPS kivonatai csak orális nyálkahártya- és nem bőr-eredetű epithel sejtekben serkentették a citokin expressziót [19]. A legtöbb LPS kivonattal szemben a P. gingiva lis-eredetű LPS csökkentette az IL-8 és a májor hisztokompatibilitási komplex (MHC) II-es típusú antigének kifejeződésének mértékét orális epitheliális sejtkultú rákban. A P. gingivalis LPS immunoszuppresszív tulajdonsága hozzájárulhat a periapikális szövetek ered- ményes bakteriális inváziójához [11, 19, 29]. A LPS mellett más baktériumsejt-komponensek is képesek a lobos válasz kiváltására [104]. A P. gingivalis fimbriális fehérje kivonata lobos citokinek elválasztását fokozza emlős célsejtekben [20, 21], amely hatásért a natív fimbriális polipeptid 69-es és 80-as pozíció között elhelyezkedő 12 aminosav hosszúságú szakasza tehető felelőssé. A felismerés célzott, hatékonyabb terápiás megközelítés kidolgozását teszi lehetővé [75]. Néhány Gram-negatív baktérium „surface-associated material (SAM)” komponensének biológiai aktivitása meghaladja az azonos kórokozóból kivont LPS preparátumét. Az A. actinomycetemcomitans, E. cor rodens és P. gingivalis törzsekből kivont SAM ellentét ben az LPS okozta hatással anélkül serkenti, közvet- len módon, az IL-6 szintézisét human gingivális fibrob lasztokban, hogy az IL-1 és TNF gének átíródását indukálná, amely folyamat pozitív visszacsatolással fokozza az IL-6 expressziót [80]. Az A. actinomyce temcomitans SAM 64 kDa molekulatömegű, erőteljes oszteolitikus hatású protein komponense homológiát mutat az E. coli 60 kDa molekulatömegű GroEL proteinjével, amely a bakteriális hősokk-protein (Hsp) család tagja [38]. Endodontopathogén kórokozó Hsp-ellenes antitestek keresztreakciót adnak a károsodott gyökércsatorna, illetőleg priapikális régió human Hsp molekuláival, és ilyen módon járulnak hozzá a lobos folyamat kialakulásához [89]. Néhány év óta egyre fokozódó figyelem kíséri a human herpesvírusok két reprezentánsának, a Cytome galovírusnak (CMV) és az Ebstein–Barr vírusnak (EBV) a gyökércsatorna-fertőzésekben és periapikális elváltozásokban betöltött lehetséges etiopathogenetikai szerepét. Pozitív korreláció mutatható ki a CMV és az EBV infekció, különösen az egyidejű CMV és EBV fertőzés, valamint a tünetekkel kísért periapikális kórforma, illetőleg a lézió mérete között [86, 87]. A CMV és EBV fertőzések gyulladásos és kemotaktikus citokinek kifejeződésének kaszkádját kiváltva, további sejtaktivációs és adhéziós molekulák kifejeződését serkentik, ilyen módon előidézve a lobsejtek beáramlását az érintett területre. Megzavarják a „receptor aktivátor NF-κB ligand” (RANKL)/oszteoprotegerin (OPG) rendszer egyensúlyát, ezáltal hozzájárulnak az alveoláris csontreszorpcióhoz. A CMV és EBV fertőzések szövetkárosító hatásait szinergista módon serkenti az LPS [93, 107].

196


A gazdaszervezet sejtjeinek jelentősége az apikális periodontitis lézió kialakulásában Az egészséges foggyökeret körülölelő periodontális tér sejtjei által nyugalmi állapotban alacsony szinten kifejezett sejtadhéziós molekulák és kemokinek gyenge, de folyamatos vonzó és aktiváló hatást fejtenek ki a makrofágokra és a polimorfonukleáris leukocitákra [28, 48]. A natív immunitás ezen aktivitása hozzájárul a periodontális és periapikális szövetek egészségének megőrzéséhez [11, 19]. Akut incipiens periodontitisben a gyökércsatorna-kórokozók túljutnak a foramen apicalén, és a periapikális tér, valamint a környező csontszövet, spongiózus állományának jól ismert tünetek kel, így fájdalommal, ráharapási érzékenységgel kísért gyulladása következik be. A szolúbilis mikrobiális kom ponensek fokozzák a gyulladásos citokinek, kemokinek, sejtadhéziós molekulák és kis molekulatömegű mediátorok, mint például az NO kifejeződését, keletkezését, ezáltal a lobsejtek jelentős infiltrációját idézik elő a fertőzött területre és annak környezetébe (2. áb ra) [17, 18, 62]. Az újonnan beáramlott lobsejtek proinflammatorikus mediátorok második hullámát termelik, ilyen módon megsokszorozzák, térben kiterjesztik és tartóssá teszik a sejtadhéziós molekulák és kemokinek génexpresszióját [66, 78].

2. ábra. MCP-1 kifejeződés a granulomatózus zóna endothel sejtjeiben. Alkalikus foszfatáz anti-alkalikus foszfatáz (APAAP) jelölés (nyilak; X350) [62]

Nem fertőzött pulpaelhalás esetén a gyökércsatorna és a periapikális régió gyulladását szenzoros neuropeptidek válthatják ki, amelyek a nociceptív idegvégződésekből szabadulnak fel [5, 24]. A neuropeptidek lobos citokinek termelődését segítik elő [51]. Human periapikális granulomában és állatkísérletes, patkánymodellben úgy találták, hogy az un. CGRP neuropeptid és „substance P (SP)” immunreaktivitás az erek és a lobsejtek – antigén prezentáló sejtek (APC) és hízósejtek – közvetlen közelében elhelyezkedő idegszálakban voltak kimutathatók [32, 106]. A gyökércsatornából származó kórokozók és a rezidens gazdasejtek korai kölcsönhatásának eredmé-

nyeként gyors és erőteljes védekező reakció kezdődik meg. Ennek első történéseként nagyszámú fagocita sejt – monocita/makrofág és neutrofil leukocita – áram lik a bakteriális invázió helyére, elsősorban a foramen apicale régiójába [4, 82]. A folyamatot részben átfedő, redundáns szignálok irányítják, ezért az individuális citokinek, illetőleg sejtes kölcsönhatások szabályozó szerepe nincs pontosan tisztázva [39, 42]. A leukocita- beáramlás során a fehérvérsejtek előbb az endothel sejtekhez tapadnak, majd keresztülhatolnak az endo thel sejtrétegen, végül kapcsolódnak az extravaszkulá- ris szövet sejtjeihez és mátrix molekuláihoz. A folyamat első lépéseit sejtadhéziós molekulák és receptoraik irányítják. A kemotaktikus szignált az alternatív komplementaktiváció során keletkező molekulák és a kemo kinek biztosítják [7, 53, 69]. Az IL-8, MCP-1 és RANTES kemokinek, valamint a vaszkuláris endotheliális növekedési faktor (VGEF)/vaszkuláris permeabilitási faktor (VPF) az idült periapikális léziók lobsejtjeiben és epitheliális sejtjeiben fejeződnek ki [46, 62]. Az infiltráló fehérvérsejteket pleiotrop (IL-1, TNF, őssejt fak tor), kevésbé átfogó hatású (GM-CSF) és sejtvonalspecifikus (granulocita kolónia-stimuláló faktor, G-CSF és monocita kolónia-stimuláló faktor, M-CSF) faktorok aktiválják, serkentve ezáltal az effektor funkciókat [40, 41]. A neutrofil leukociták, amelyek alig találhatók meg az egészséges periodontális térben, a véráram útján érik el a fertőzött gyökércsatornát és a periapikális teret. Élettartamuk a periapikális gyulladás területén rö- vid, effektor funkciójuk betöltését, azaz a kórokozók fagocitózisát követően elpusztulnak [82, 101]. A véráramból beáramló makrofágok száma ugyancsak meg haladja a rezidens makrofágokét. Az aktívan fagocitáló, infiltratív fenotípusú makrofágok és a neutrofil leukociták jelentős számban közvetlenül a periapikális tályogban mutathatók ki, valamint az epithel kötegek mentén, azaz szoros kapcsolatban a baktériumsejtekkel, illetőleg a kemoattraktáns molekulákat kifejező gazdasejtekkel [33, 82]. Ha a leukocita infiltráció gátolt, például IL-1-, TNF-, IL-6-mediált citokin szignalizáció-zavar vagy csontvelői gátlás következtében, akkor a gyulladt terület bakteriális fertőzöttsége kiterjedtebb lesz, sőt generalizált fertőzés is bekövetkezhet [9, 30, 78]. Ha a fagocita sejtek nem képesek eliminálni a fertőző ágenseket és a szolúbilis bakteriális és virális molekulákat, az irritáció hatása állandósul, a periapikális kórfolyamat pedig idültté válik. Ennek hatására ös�szetett felépítésű granulációs szövet alakul ki, amely szervezetet védő hatást fejt ki azáltal, hogy korlátozza a mikrobák invázióját és enyhíti a lobos reakció intenzitását. A granuloma-képződés előfeltétele az antigén prezentáló sejtek (APC) és a CD4+ T-limfociták interakciója [91, 96]. Előbbiek antigén-specifikus receptoraikon (TCR) és a II-es típusú MHC molekulákon keresztül aktiválják a CD4+ T-limfocitákat [81]. A periapikális granuloma-képződés kinetikáját a kísérletesen létrehozott patkány-modellből ismerjük [33].


Korai elváltozásban – ilyenek alakulnak ki 28 nappal a pulpaexpozíciót követően – MHC II-negatív, aktívan fagocitáló makrofágok népesítik be a foramen apicale környezetét. Az MHC II-pozitív makrofágok a granulo matózus zónában szétszórtan, egyéb sejtféleségekkel együtt mutathatók ki. Az MHC II-pozitív dendritikus sejtek (DC) főleg a lézió külső, fibrotikus határrétegé ben lokalizálódnak. Mind az MHC II-pozitív makrofá gok, mind a dendritikus sejtek közvetlen kapcsolatot létesítenek MHC II-negatív limfocitákkal, ami arra utal, hogy a granuloma antigén prezentáló sejtjei primaer

197

kísérlet, amelynek során exponált pulpájú patkány őrlők körül kialakult léziók mérete és a bennük kimutatható CD25-pozitív sejtek száma lényegesen csökkent, ha az állatok immunszuppresszív kezelést kaptak [34].

4. ábra. Gyűrűs, sejtfelszíni CD25 (IL2 receptor α) kifejeződés a granulomatózus zóna aktivált T-limfocitáiban. Avidin-biotin-peroxidáz komplex (ABC) módszer (X250) [58]

3. ábra. Sejtfelszíni CD14 jelölődés periapikális granuloma makrofág sejtjein. Direkt immunfluoreszcens reakció (anti-Leu M3-FITC monoklonális antitest; Becton-Dickinson, San Jose, CA, USA; X400)

és secundaer immunválaszt egyaránt kiváltanak a na- tív, illetőleg a memória T-sejtek aktiválásával [33]. Hasonló morfológiájú és immunfenotípusú APC szubpopulációk mutathatók ki human periapikális granulomában is (3. ábra) [52, 58, 83]. Citokin expressziós mintázatuk alapján a CD4+ T-sejtek két csoportba sorolhatók. A „T-helper 1 (Th1)” limfociták IL-2-t and IFN-γ-t, a Th2 sejtek IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 és IL-13 interleukinokat termelnek. Pozitív vissza- csatolás jellemzi a makrofág-Th1, a Th1-Th1 és Th2- Th2 kölcsönhatásokat, míg a Th1 és Th2 sejtek kölcsö- nösen gátolják egymást. A Th1-típusú citokinek serkentik a citotoxikus T-sejtműködést, valamint a lobos és a csontlebontásban szerepet játszó molekulák képződését. A Th2-típusú citokinek a B-limfociták serkentésével a humorális immunválasz kialakításában vesznek részt és fékezik a lobos reakciókat [68]. A korai, súlyosbodó, terjedő periapikális léziókban a Th1-limfociták túlsúlyban vannak, és számuk a pozitív feedback szignálok következtében tovább növekszik [31, 35]. A növekvő periapikális léziókban a T-limfociták aktivációs markereket fejeznek ki, ami a fertőzést leküzdő és gyulladásos folyamatok kialakulását elősegítő folya matokban történő aktív részvételükre utal (4. ábra) [58, 99]. Ezt a feltételezést megerősítette az az állat-

Előrehaladottabb léziókban a Th2-sejtek aránya lassan meghalad-ja a Th1-limfocitákét. Megváltozik a citokinkörnyezet, amelyet a B-limfociták és a plazmasejtek növekvő aránya kísér [52, 56, 102]. Periapikális szövetkárosodást előidéző kölcsönhatások Az apikális periodontitis immun-inflammatorikus sejtjei Janus-arcúak. A fertőzést leküzdeni törekvő reakciók nem korlátozódnak a kórokozók elpusztítására, a lobos folyamatban az „ártatlan jelenlévő” szövet komponensek is károsodnak. A legsúlyosabb következmény az apikális dentin, cement és környező csontszövet ká- rosodása, felszívódása, amely végül az érintett fog el- vesztését idézheti elő. A csontfelszívódás üteme, amely már az incipiens lézióban is kimutatható, felgyorsul, és intenzívvé válik az akut exudatív fázis(ok) alkalmával. Az oszteolítikus terület nagysága követi a krónikus elváltozások, a periapikális granuloma és a radikuláris ciszta növekedését. A csontátalakulás során a csontújdonképzés és -fel- szívódás párhuzamosan történik. Az állandó, dinamikus folyamat eredőjét az oszteoblasztok és oszteoklasztok kölcsönhatása határozza meg. Ez a két sejtféleség a sejtmembránhoz kötött receptor-ligand pár, a TNF receptor-ligand családba tartozó receptor aktivátor NF-κB (RANK) és liganduma a RANKL útján kommunikál [97]. A RANKL az oszteoblasztok felszínén van jelen és az oszteoklaszt prekurzorok felszínén kifejeződő RANK-hoz kötődik. Ennek hatására az oszteoklaszt prekurzorok érett, csontlebontó oszteoklasztokká differenciálódnak. Az oszteoblasztok a RANKL „álreceptorát” az osteoprotegerint (OPG) is termelik,

198


ezáltal gátolni képesek a RANKL–RANK kölcsönhatást és a csontreszorpciót. A RANKL és az OPG reciprok génátíródása kulcsfontosságú az oszteoblaszt–oszteoklaszt kölcsönhatás végeredményének meghatározásá ban [70]. A csontújdonképzés és -felszívódás humorá- lis szabályozó molekulái a RANKL–RANK kölcsönhatás közvetlen befolyásolása útján, vagy a RANKL/OPG reciprok génexpresszió módosításával fejtik ki a hatásukat [15]. A prosztaglandinok hatása még közvetettebb – a csontreszorptív citokinhatás elősegítő járulékos faktorai [44, 95]. A behatóan tanulmányozott patkánymodell szerint a pulpaexpozíciót követően egyidejűleg indul meg a csontfelszívódás pozitív és negatív regulátorainak kifejeződése. A RANKL és a TNFα, IL-1α és IL-1β proinflammatorikus citokinek maximális szintjének elérése megelőzi a negatív feed-back molekulákét, úgymint az OPG és IL-10. Ezért a korai léziót intenzív csont felszívódás és expanzió jellemzi, míg az experimentális apikális periodontitis későbbi szakaszaiban a csontdestrukció egyre inkább mérséklődik [36]. A RANKL expresszióját, csontreszorptív citokinek és arachidonsav metabolitok helyi képződését human periapikális elváltozásokban is kimutatták [10, 65, 85, 93, 103]. A bakteriális molekulák, így az LPS is elsősorban közvetett módon, a gazdaszervezet szabályozó molekuláinak indukálásával idéznek elő csontlebomlást [61].

mok a szájüregből származnak. Korszerű mikrobioló giai módszerek alkalmazása meggyőzően bizonyította, a gyökérkezelésben részesülő betegek bacteriaemiájának gyökércsatorna-eredetét [12]. Az endodontopathogen kórokozók aterogenezisben játszott lehetséges szerepét új megvilágításba helyezi az a felismerés, mi szerint a Porphyromonas gingivalis az endothel sejtek intracelluláris fertőzésére képes [13]. Az utóbbi időben elvégzett vizsgálatok számos periodontopathogén/endodontopathogén bakterium genomját azonosították ateroszklerotikus plakkokban [23]. Keresztmetszeti tanulmányok vizsgálták a szisztémás betegségek és a periapikális gyulladás megléte vagy hiánya között fennálló lehetséges összefüggést. Ez a módszer eddig sem kétséget kizáróan megerősíteni, sem elvetni nem tudta a periapikális kórformák általános egészségi állapotot károsító szerepét [54, 63, 64, 100]. Eset-kontroll tanulmány során egy német munkacsoport azt találta, hogy akut cerebrovaszkuláris ischaemiás betegekben a periapikális elváltozások súlyosabbak voltak, mint a kontroll csoportban [16]. Japán munkacsoport orális baktériumokból származó hő-shock protein (Hsp) ellenes immunválasz, krónikus marginális és apikális periodontitis, CMV-fertőzés és dentális fémallergia, illetőleg ezek kombinációi között figyelt meg összefüggést [43]. A 90-es évek elején 36, apikális peridontitisben szen- vedő, egyébként egészséges fiatal felnőtt fogászati ke zeléssel egybekötött utánkövetéses vizsgálatát végeztük el. Teljes vér és szérum immun-inflammatorikus A periapikális gyulladás károsítja paramétereket határoztunk meg a kórismézés idején, a gazdaszervezet valamint a gyökérkezelést és apicoectomiát követően. általános egészségi állapotát Két erős – C-reaktív protein (CRP) és α2-makroglobu A közelmúltban folytatott epidemiológiai tanulmányok lin –, két közepesen erős – α1-antitripszin és haptogigazolták, hogy a szájüregben kialakuló krónikus gyul lobin –, valamint két gyenge akut fázis fehérje – a C3 ladásos kórfolyamatok tartós fennállása együtt jár olyan komplement komponens és a cöruloplazmin – szérum jelentős szisztémás megbetegedések incidenciájának koncentrációját mértük. Az akut fázis fehérjék szintje növekedésével, mint az aterogenezis, kardiovaszkulá- szignifikánsan csökkent a kezelést követően [55]. A ke- ris megbetegedések, patológiás terhesség, egyes lég- zeletlen betegek CRP-szintje (átlag±SD: 6,6±4,2 mg/L) zőszervi megbetegedések, diabetes és osteoporosis meghaladta azt a határértéket, amelyet az „American [90]. Az apikális periodontitis szervezetet károsító ha- Heart Association” kardiovaszkuláris kockázati tényetásának értékelése nem könnyű feladat, ugyanis az zőnek tart [77]. Hasonlóan emelkedett volt a kezelés esetek többségében egyéb, ugyancsak fennálló száj előtt, majd azt követően szignifikánsan csökkent a telüregi gyulladásos állapotok és más társuló kockázati jes vér kemilumineszcencia-szint, amely a keringő vér tényezők elfedik a periapikális gyulladásnak az általá- neutrofil leukocitáinak aktivált metabolikus és funkcionos egészségi állapotra önmagában kifejtett hatását. nális állapotára utal krónikus apikális periodontitises Ez-ideig kevés olyan esetismertetés látott napvilágot, betegekben [60]. ahol a betegek a gyökércsatorna-fertőzés és az apiÚjonnan felismert, érdekes, a periapikális gyulladás kális periodontitises elváltozásoktól eltekintve egyéb- és a szisztémás betegségek közötti összefüggés lehe ként egészségesek voltak. Közülük származik az a ta- tőségét képviseli a citokineket és néhány egyéb, a lonulmány, amelyben egy japán munkacsoport adott hírt bos folyamatokban szerepet játszó enzimet kódoló gén arról a 45 éves, antihisztamin kezelésre nem reagáló, polimorfizmusa. Bizonyos allélok jelenlétében a helyi krónikus urticariában szenvedő nőbetegről, akinek bőr és általános gyulladásos elváltozások, valamint szögyógyászati tünetei, panaszai, az elhalt fogainak eltá- vődményeik súlyosabbak, mint hiányukban [1, 8]. „Hivolításával és gyökérkezelést követően fertőzés men- perinflammatoros típusú” periodontitises betegek peritessé tételével megszüntethetők voltak. [94]. fériás vér-eredetű monocitái 3-tól 10-szer több IL-1β-t Az odontogén „gócfertőzés” „klasszikus” példája az in- és TNF-α-t termelnek, mint a normál fenotípusú egyéfektív endocarditis, amely esetben a pathogén baktériu- nek [3, 25]. Egér-monociták csökkent endodontopatho


gén-eredetű LPS-válaszkészsége a „toll-like” receptor 4 génmutációjára vezethető vissza [6, 27].

199

tornájának kontaminálása disszeminált anaerob fertőzést idéz elő [26]. A valódi radikuláris ciszták kivételével, melyek pontos előfordulási gyakorisága nem ismert, a periapikális léziók többsége – helyesen kivitelezett gyökérkezelő A periapikális lézió gyógyulása módszerekkel – eredményesen gyógyítható [37, 76]. A periapikális térben kialakuló léziók következményes A lézió gyógyulhat remineralizációval (restitutio ad inkórformák. Az akut incipiens apikális periodontitis ritkán tegrum) vagy fibrotikus heg képződésével. spontán gyógyulhat, azonban a periapikális elváltozások az esetek döntő többségében tartósan fennállnak, esetenként romló tendenciát mutatnak az erőteljes loÖsszegező megállapítások kális immunreakció ellenére. Amennyiben a lege artis kivitelezett gyökérkezelés során sikerül a gyökércsa- Az apikális periodontistis kialakulásában, progresszió tornát fertőzésmentessé tenni, amellyel megszüntethe jában és reparációjában szerepet játszó baktérium– tő a periapikális tér tartós irritációja, a nyugalmi állapot gazdasejt, illetőleg gazdasejt–gazdasejt kölcsönhatá tartós fennállása során a periradikuláris kórforma gyó- sok és következményeik jobb megismerése együtt gyul. Korrekt gyökérkezelést követően ugyanis a szer- járhat terápiás szemléletünk megváltozásával. A pevezet helyreállító mechanizmusai túlsúlyba kerülhetnek riapikális tér gyulladása leggyakrabban gyökércsatora szövetkárosító folyamatokkal szemben. Ellentétben na-fertőzés által kiváltott reaktív folyamat. A bakteriáa korai, terjedő tendenciát mutató periapikális granu- lis irritáció, gyulladásos citokin-produkció, sejtadhéziós lomákkal, az előrehaladott elváltozásokban a CD8+ ci- molekulák kifejeződésének kaszkádja óriási mennyisé totoxikus/szuppresszor T-limfociták aránya általában gű lobsejtet vonz a periradikuláris térbe, melynek kömeghaladja a CD4+ „helper/inducer” T-sejtekét, ezáltal vetkeztében létrejön a krónikus periapikális lézió mahatékonyabbá válik a fertőzött, destruált sejtek, szöve- gasan szervezett szöveti és funkcionális struktúrája. ti elemek eltávolítása és csökken a lobos reakció in- A granulációs szövet egyfelől protektív szerepet játszik: tenzitása [59, 96]. Ezzel egyidejűleg a Th1-típusú ko- megakadályozza, hogy a gyökércsatorna kórokozói el rai periapikális elváltozás Th2-típusú lézióvá alakul át. árasszák a periapikális régiót. Ugyanakkor a granulációs szövet képződése destruktív hatásokat, legfőképpen csontfelszívódást idéz elő. A helyi lobos folyamat kedvezőtlen hatást gyakorolhat az általános egészség re is. Az eseményeknek ezt a kedvezőtlen, végül fogvesztést eredményező láncolatát megakadályozzuk az időben elvégzett, helyesen kivitelezett gyökérkeze léssel. Sebészi beavatkozásra, így apicoectomia, pe- riapikális kürettázs elvégzésére csak akkor van szükség, ha a gyökércsatorna-rendszert nem lehet hagyományos módszerekkel fertőzésmentessé tenni. A fertőzés leküzdésével megszűnik a periapikális tér tartós irritációja, melyet csontújraképződés, gyógyulás követ. A protektív funkció, a degeneratív és reparatív elváltozások dinamikus egyensúlyát a gazdaszervezet sejtjei és mediátoraik szabályozzák. A leukociták beáramlá5. ábra. Számos B-limfocita és plazmasejt periapikális granuloma granulomatózus zónájában. sának és aktiválásának gátlása kiterjedt helyi bakteriImmunhisztokémiai jelölés kevert immunglobulin ális infiltrációt idéz elő, amely generalizált fertőzés kinehéz lánc-ellenes (anti-IgA+IgG+IgM) poliklonális antitesttel alakulását eredményezheti. Ezért nagy jelentőségű a ABC módszer; X160) [56] jelenkor tudásanyagával felvértezett szemlélet alapján kialakított helyes gyökérkezelés kivitelezése. Jelen cikk a fogorvosok e kérdéskörben meglévő ismereteinek A Th2-limfociták serkentik a B-limfociták szaporodását gyarapítását, szemléletének gazdagítását szolgálja. és immunglobulin-termelését, amely folyamat szintén hozzájárul a reziduális periradikuláris fertőzés felszá- Köszönetnyilvánítás molásához (5. ábra). A lokális humorális immunválasz A mikrofotókat Dr. Dezső Balázs, Dr. Márton Ildikó, jelentőségét hangsúlyozzák azok a B-sejt- (de nem T- Dr. Nemes Zoltán és Dr. Rot Antal készítették. A közsejt- és komplement-) deficiens egértörzsekben tett lemény az OTKA T 046588 számú pályázat támogatámegfigyelések, miszerint a kísérleti állatok gyökércsa- sával készült.


Department of Restorative Dentistry, Faculty of Dentistry, Medical and Health Science Center, University of Debrecen

The influence of chronic apical periodontitis on oral and general health Dr. Ildiko J. Marton

In healthy condition, the periodontal space between the root surface and the alveolar bone is relatively poor in cells. In case of root canal infection however, large number of immune-inflammatory cells infiltrate the periapical region of the affected teeth. A major issue is if and to what extent microbial and host cells contribute to lesion formation and whether the local inflammation may impair general health. The question is important as it may fundamentally influence the therapeutic strategy in patients with apical periodontitis. The aim of this paper is to review the results of recent experimental and clinical observations that investigate the importance of cellular interactions in exerting protective and destructive effects in periapical inflammatory lesions. The majority of studies indicate that the lesion would not develop in the absence of permanent release of bacteria and their by-products from the infected root canal. On the other hand, the formation of the classical granulation tissue is dependent on the presence and proper function of host cells and regulatory molecules. The dynamic encounter of root canal microbiota and the local immune system prevents overwhelming bacterial infiltration of the periradicular space but it is also connected with degenerative changes, most importantly bone resorption, resulting ultimately in tooth loss. However, by the use of proper endodontic methods, the lesion can be successfully treated in the majority of cases. Remineralization of the lost hard tissue will occur or the lesion will transform into an inert periapical scar. Key words: apical periodontitis, inflammation, microbiology, immunity

Introduction

phology. In the incipient lesion, lamina dura disruption and bone resorption of the neighbouring spongioApical periodontitis is an inflammation of periapical sa can be demonstrated by imaging approaches. Both tissues in response to irritative root canal stimuli. Al- primary and secondary abscess formation are accomthough the initiating event is most commonly the infec- panied by further significant loss of hard tissues giving tion of the root canal, lesion progression – and repair space for the formation of a chronic lesion [42]. – is largely determined by local interactions of host In chronic periapical lesions, which develop either as cells. The periapical inflammatory infiltrate consists of periapical granulomas or radicular cysts, exogenous the cellular and soluble components of the specific and irritative agents, usually root canal microbiota and their nonspecific branches of the immune system [4, 22]. by-products, and host defense factors are in a dynamic Depending on the intensity and duration of the pro- equilibrium. In these cases, the immune mechanisms inflammatory stimuli, the periapical reaction may take are not able to destroy and completely eliminate the either an acute or a chronic course. The histomorphol pathogenic agents but, by forming a histologic as well ogy of the lesion correlates with the clinical stage of as functional barrier, effectively prevent their further apical periodontitis [4]. Acute apical periodontitis is invasion [72]. The histological appearance of periapicharacterized by vasodilation, vascular congestion cal granulomas represents every momentum of the and edema. Neutrophil leukocytes and macrophages periradicular inflammatory process from the acute ininfiltrate the periapical ligament. The first line of host cipient response to the burned-out end-stage lesion. defense can effectively limit microbial invasion from Neighbouring histological structures, called necrotic, the infected root canal. Virulent root canal microbes exudative, granulomatous and fibrous zones, penetrate may establish a film on the external root surfaces or into the surrounding alveolar bone in an onion leafmay form nests within the previously healthy periapex. like fashion starting from the apical foramen (Fig. 1). In response, an abundant number of neutrophil leuko- According to the predominant zone(s), lesions can be cytes accumulate and the incipient acute lesion devel- classified as exudative, granulomatous, granulofibrotic ops into primary periapical abscess [22]. Acute exac- and fibrotic granulomas [67, 105]. erbation of a pre-existing chronic lesion results in the Over 50% of chronic periapical lesions contain epdevelopment of a secondary abscess with similar mor- ithelial strands originating from the epithelial rests of


Malassez [71, 92]. Coalescing epithelial strands form radicular cysts with a frequency varying from 6 to 55% of the lesions. The cavity of pocket or bay cyst communicates with the root canal. In contrast, the true cyst is independent of the root canal system. The epithelial lining of cysts is embedded into the inflammatory granulation tissue [22, 82, 84].

201

Microbial pathogenic factors in apical periodontitis

There is overwhelming evidence, including our own investigation, that the vast majority of the root canal of teeth with periapical lesions is infected [57]. Endodontopathic bacteria represent only a small minority of the over 500 species that colonize the healthy human mouth [98]. Early pulpal infections are characterized by aerobic and facultative anaerobic species. In parallel with local oxygen consumption, obligate anaerob bacteria become predominant [49]. A recent, carefully planned and executed histological study, investigating 50 human periapical lesions demonstrated, that bacteria were always present in the root canal of the affected teeth. Interestingly, in 18 of the 50 roots there was inflamed but vital pulp tissue in the apical part of the root canals [82]. This study has confirmed earlier investigations reporting that chronic periapical lesions were rarely contaminated except for actinomycotic infections. The presence of bacteria was repeatedly demonstrated only in the immediate vicinity of the apical foramen and in resorptive lacunae neighbouring the main apical foramen. Even in periapical abscesses and exudative-type of chronic lesions, bacteria only colonized in necrotic areas – surrounded by abundant, actively phagocytozing neutrophil leukocytes [45, 50, 73, 88]. Bacteria however, do not need to emigrate from the Figure 1. infected root canal to stimulate a periapical inflammaSchematic structure of periapical granuloma tory response. There is a number of soluble bacterial products with a powerful pro-inflammatory potential. These compounds may attract phagocytes, represent Apical periodontitis is a significant oral disease, as it ing the first line of defense, directly or by inducing the may cause local symptoms, including pain and as it expression of pro-inflammatory cytokines and cell adresults in alveolar bone resorption and ultimately, tooth hesion molecules by resident host cells. Other bacteloss [72, 84]. The lesion has the potential to compro- rial molecules can stimulate host regulatory molecules mise general health, as well. Using contemporary non- (Table I). Lipopolysaccharides (LPS), present in and surgical endodontic treatment, periapical lesions can released from cell walls of Gram-negative bacteria are be cured in about 85–90% of patients. Radiologic signs probably the best characterized components of endo- of recovery can be seen in 89% of cases after 1 year. dontopathic bacteria to induce cytokines and other inHowever, complete disappearance of the lesion may flammatory compounds. LPS isolated from A. actino take more than 2 years, indicating that active function- mycetemcomitans, F. nucleatum, P. gingivalis and ing of host repair mechanisms is as much important Prev. intermedia have been shown to induce the proas the successful eradication of root canal infection. duction of an array of pro-inflammatory and chemoTrue cysts are characterized by a much higher endo- tactic cytokines including granulocyte-macrophage dontic treatment failure rate, therefore some investiga- colony-stimulating factor (GM-CSF), interferon (IFN)tors consider these lesions to be autonomous once in- γ, interleukin (IL)-1α and -β, IL-6, IL-8, macrophage itiated [14, 37, 74, 76]. chemotactic peptide (MCP)-1 and tumor necrosis facIn this article the delicate interplay of microbial as tor (TNF)-α [104]. Local IL-1, IL-6 and GM-CSF prowell as host cell interactions, which play a role in the duction was repeatedly detected in human dental pulp initiation and in the development of different phases and periapical lesions [2, 47, 79, 102]. Interestingly, of the lesion including the healing process, will be re- LPS preparations extracted from endodontopathic bac viewed. A brief overview will also be provided on the teria were shown to induce cytokine secretion in oral different mechanisms how apical periodontitis may im- cells but not in skin-derived epithelial cells [19]. In conpair general health of patients. trast to most LPS preparations, P. gingivalis-derived LPS was shown to downregulate IL-8 and major histocompatibility complex (MHC) Class II antigenes in oral

202


epithelial cell lines. This immunosuppressive effect of P. gingivalis LPS may contribute to the successful bacterial invasion of periapical tissues [11, 19, 29]. There are other cell components of endodontopathic bacteria that are able to initiate inflammation [104]. Fimbrial protein extracts from P. gingivalis were demonstrated to increase the production of pro-inflammatory cytokines in stimulated host cells [20, 21]. A 12mer amino acid sequence between residues 69 and 80, connected with the biological activities of the native fimbrial protein has been identified, opening a pathway for developing targeted therapy [75]. Table I. Host regulatory factors induced by endodontopathogenic microorganisms Cell adhesion molecules and ligands ICAM-1 CD11/18 LFA-1 VLA-5, VLA-6 CD29, CD49 Chemokines and receptors IL-8 KC Macrophage inflammatory protein-1 and 2 Rantes Pro-inflammatory cytokines, receptors and antagonists GM-CSF

ceed that of corresponding LPS preparations. SAM prepared from A. actinomycetemcomitans, E. corro dens and P. gingivalis was shown to directly stimulate IL-6 synthesis of human gingival fibroblasts without affecting transcription of IL-1 and TNF genes that induce the expression of IL-6 by positive loops of stimulation upon challenge with LPS [80]. A 64 kDa protein component of A. actinomycetemcomitans SAM with potent osteolytic activity has been identified as a homologue of the 60 kDa E. coli GroEL protein, member of the bacterial heat shock protein (Hsp) family [38]. Antibodies to Hsps of endodontopathic bacteria may cross-react with human Hsps exposed in an injured root canal or periapical tissue, promoting the initial inflammatory response [89]. A growing attention has been focused recently on two members of human herpes viruses, Cytomega lovirus (CMV) and Ebstein-Barr virus (EBV) playing an etiopathogenic role in the development of root canal and periapical lesions. A positive correlation between CMV and EBV infection, in particular CMV and EBV dual infection, and symptomatic periapical pathosis and the size of the periapical lesion has repeatedly been confirmed [86, 87]. CMV and EBV infections induce an array of pro-inflammatory and chemotactic cytokines that stimulate the expression of further activation and cell adhesion molecules, recruit inflammatory effector cells to the site of infection. They were shown to dysregulate the receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)/osteoprotegerin system, thereby contributing to alveolar bone resorption. These effects may become especially powerful in synergy with LPS [93, 107].

IL-1 IL-1R IL-1Ra IL-6 IFN-γ TNF Reactive oxygen and nitrogen intermediates and arachidonic acid metabolites Superoxid anion Hydrogenperoxid Nitrogen-monoxid Leukotrienes Prostaglandines Transcription factors NF-κB IE2-protein

The biological activity of surface-associated material (SAM) of certain Gram-negative bacteria may ex-

The role of host cells in the initiation and progression of the apical periodontitis lesion Cells within the periodontal ligament surrounding the healthy root apex constitutively express cell adhesion molecules and chemokines in a low level providing a week stimulus for attracting and activating polymorpho nuclear leukocytes and macrophages [28, 48]. This activity of innate immunity has been suggested to play a key role in maintaining clinically healthy periodontal and periapical tissues [11, 19]. In acute incipient apical periodontitis root canal bacteria reach the tooth apex resulting in the inflammation of the apical ligament and the neighbouring spongiosa accompanied by the wellknown symptoms, such as pain, tenderness to percus sion. Soluble microbial components upregulate the expression of first line pro-inflammatory cytokines, chem okines, cell adhesion molecules and low molecular weight inflammatory mediators, such as NO, inducing a robust influx of inflammatory cells into the periodontal ligament (Fig. 2) [17, 18, 62]. Subsequently, a second wave of inflammatory mediators, produced by the


stimulated resident and newly recruited cells, may amplify, propagate and prolong the expression of cell adhesion molecules and chemokine genes [66, 78]. In cases of noninfectious pulp necrosis, root canal and periapical inflammation can be elicited by sensory neuropeptides that are released from nociceptive nerve endings by a variety of noxious stimuli [5, 24].

Figure 2. MCP-1 expression in endothelial cells of the granulomatous zone Alkaline phosphatase anti-alkaline phosphatase (APAAP) labeling (arrows; X350) [62]

Neuropeptides induce the production of pro-inflamma tory cytokines [51]. Both in human and experimental rattine periapical granuloma samples neuropeptide CGRP and substance P (SP) immunoreactivity was confined to nerve fibers in close proximity to blood vessels and inflammatory cells, including antigen-presenting cells (APC) and mast cells [32, 106]. The initial interaction between root canal microbes and resident host cells mount a robust and rapid protective response reaction by recruiting a large number of phagocytic cells, monocyte/macrophages and neutrophil leukocytes, to the sites of bacterial invasion, mainly to the immediate vicinity of the apical foramen [4, 82]. A variety of partially overlapping signals is involved in this process therefore, the exact contribution of individual cytokines and cell-to-cell interactions has yet to be determined [39, 42]. The attraction of infiltrating leukocytes requires them to transiently attach to endothelial cells, migrate through them and then to interact with cells and substrates in the extravascular tissue. This cascade is regulated by a set of cell adhesion molecules and the receptors for them, whereas the chemotactic signal can be provided by complement components of the alternative pathway of complement activation and by chemokines [7, 53, 69]. Expression of chemokines IL-8, MCP-1 and RANTES as well as vascular endothelial growth factor (VGEF)/ vascular permeability factor (VPF) was detected in epithelial cells and in inflammatory cells in chronic periapical lesions [46, 62]. Pleiotropic (IL-1, TNF, stem cell factor), lineage-restricted (GM-CSF) and lineage-

203

specific (granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF and monocyte colony-stimulating factor, M-CSF) factors activate these infiltrating leukocytes to stimulate their effector functions [40, 41]. Neutrophil leukocytes, that are virtually absent in the healthy periodontal ligament, reach from the bone marrow via the circulating blood the infected root canal and inflamed periapical tissues. After exerting their protective role by phagocytosing invading bacteria, most neutrophil leukocytes die in human periapical lesions, indicating their short-lived effector cell nature [82, 101]. Newly recruited macrophages outnumber resident ones as demonstrated by immunohistochemistry, in situ hybridization and ultrastructural analysis. Actively phagocytozing macrophages of infiltrating phenotype and neutrophil leukocytes accumulate in great numbers just beneath the periapical abscess and always infiltrate epithelial strands, i.e. they are associated with bacterial and host cells that express chemoattractant molecules [33, 82]. Inhibition of leukocyte recruitment or activation either by disrupting regulatory signals mediated by IL-1, TNF, IL-6 and their receptors or by depressing bone marrow function resulted in a more widespread local bacterial infiltration, even in generalized infections [9, 30, 78]. If phagocytes fail to eliminate completely the invading microorganisms and the irritative effects of soluble bacterial by-products and viruses persist, the lesion becomes chronic and a characteristic, complex granulation tissue will be established as a protective host response to limit periapical tissue damage by localizing root canal microbiota and mitigating the inflammatory response. The initiation and formation of granulomas is largely dependent on the interaction of antigen-presenting cells with CD4+ T-lymphocytes [91, 96]. Antigen-presenting cells activate CD4+ T-lymphocytes through their antigen-specific receptors (TCR) in conjunction with MHC Class II molecules [81]. The sequence of events in periapical granuloma formation has been best studied in experimentally induced lesions in the rat [33]. In early lesions, established after 28 days of unsealed pulp exposure, MHC Class II-negative, actively phagocytozing macrophages accumulated in the vicinity of periapical abscess. In contrast, MHC Class II-positive macrophages were found evenly interspersed among other cell types within the cell-rich granulomatous zone. MHC Class II-positive dendritic cells (DC) were also noticed in great numbers, mostly located in the outer, fibrotic border of the lesion. Both MHC Class II-positive macrophages and DC established cell-to-cell contacts with MHC Class II-negative lymphocytes. These results indicate that local antigen presentation takes place in periapical lesions with DC being able to activate both naive and memory T-cells during primary and secondary immune responses, respectively and MHC Class II-positive macrophages, eliciting a secondary immune response [33]. A similar distribution and morphology of

204


macrophage and APC subpopulations were noticed in human periapical lesions by immunohistochemistry and flow cytometry (Fig. 3) [52, 58, 83]. According to their cytokine expression pattern, CD4+ T-cells can be classified as T-helper 1 (Th1) cells that produce and secrete IL-2 and IFN-γ and Th2 cells that produce and secrete IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 and IL-13.

Figure 3 Surface membrane CD14 positivity of macrophages in periapical granuloma sample Direct immunofluorescence reaction (anti-Leu M3-FITC monoclonal antibody; Becton-Dickinson, San Jose, CA, USA; X400)

ation to mount a humoral immune response and in dam- pening the inflammatory reactions [68]. Th1-lymphocy tes prevail in early, expanding periapical lesions [31, 35]. As a result of positive loops of stimulation, the number of Th1 cells increases rapidly within the lesion. In expanding periapical lesions, T-lymphocytes express activation markers, such as interleukin-2 receptor α-chain (CD25) and MHC Class II molecules, suggesting their active participation in anti-infective and pro-inflammatory reactions (Fig. 4) [58, 99]. This hypothesis was confirmed by demonstrating that immu nosuppressive treatment resulted in a decrease in lesion size accompanied by a significant reduction in the number of CD25-positive cells in rat molars exposed to the oral environment when compared with non-treated controls [34]. In more advanced lesions Th2 cells slowly outnumber Th1 lymphocytes. The resulting change in the cytokine milieu is accompanied by a steady increase in the number of B-lymphocytes and plasma cells present in the lesion [52, 56, 102]. Cellular interactions resulting in periapical tissue damage

The immune-inflammatory cells of apical periodontitis possess a Janus-faced character. Anti-infective effector mechanisms are not limited to eradicate pathogenic microbes, “innocent bystander” host tissue compoPositive loops of stimulations exist between macro- nents also fall victim. The most significant tissue injury phages and Th1 cells as well as within the Th1 and involves the resorption of apical dentine and cemenTh2 subpopulations, respectively. In contrast, Th1 and tum, the mineralized matrix of the neighbouring sponTh2 cells exert a mutually inhibitory effect on each oth- giosa resulting in the loss of supportive alveolar structures and, ultimately, the affected tooth itself. The rate of bone loss is most expressed during the acute exudative phase(s), but it starts as early as in incipient apical periostitis and the osteolytic lesion keeps growing in association with granuloma formation and cyst development. In course of bone remodeling, bone formation and resorption occur in parellel. The net result of this dynamic process is largely determined by the interaction of osteoblasts and osteoclasts. These two cell types communicate by the surface membrane-bound receptor–ligand pair, receptor activator of NF-κB (RANK) and its ligand RANKL, members of the TNF receptor and ligand families [97]. Osteoblasts express RANKL that binds to RANK present on the surface of osteoFigure 4 Cell surface (ringed) expression of clast precursor cells. As a result of RANKL-RANK bind- CD25 antigen (IL2 receptor α) on activated T-lymphocytes ing, osteoclast precursors differentiate into mature osin the granulomatous zone teoclasts that become activated and resorb bone. OsAvidin-biotin-peroxidase complex teoblasts also express and secrete osteoprotegerin (ABC) method (X250) [58] (OPG), the decoy receptor for RANKL, which inhibits RANKL-RANK interaction and thus bone resorption. er. Th1-type cytokines augment cytotoxic T-cell func- Reciprocal gene expression of RANKL and OPG has tions, stimulate the expression of pro-inflammatory and been shown to play a key role in the coupling of osbone resorptive molecules in other cell types, whereas teoblast-osteoclast interaction [70]. Humoral regulatoTh2-type cytokines participate in B-lymphocyte stimul ry molecules of bone resorption and formation, such


as hormones and cytokines exert their effects largely by influencing RANKL-RANK interaction directly or by changing the ratio of RANKL/OPG reciprocal gene expression [15]. Prostaglandins appear to act even more indirectly as permissive cofactors of bone-resorptive cytokines [44, 95]. Results from the extensively studied rat periapical granuloma model indicated that both positive and negative regulators of bone resorption were induced at the same time, rapidly after pulp exposure to the oral microflora. Peek levels of RANKL and pro-inflammatory cytokines TNFα, IL-1α and IL-1β preceded that of negative feed-back molecules OPG and IL-10. Therefore, early lesion was associated with alveolar bone loss and lesion expansion whereas severe progress of bone destruction was controlled in later phases of experimental apical periodontitis [36]. RANKL expression and local synthesis of bone-resorptive cytokines and arachidonic acid derivatives have been repeated ly described in human periapical lesions [10, 65, 85, 93, 103]. Bacterial compounds, such as LPS exert their bone resorptive effects rather indirectly, by inducing human molecules stimulating demineralization, then by direct bone destruction [61]. Impact of periapical inflammation on general health Recent epidemiologic studies clearly indicated a causal association between impaired oral health and an increased incidence and severity of several important systemic diseases, such as atherogenesis, atherothrombosis and cardiovascular diseases, adverse pregnancy outcome, lung diseases, diabetes and osteoporosis [90]. The impact of apical periodontitis on general health is difficult to evaluate. In the majority of cases, there are several co-existing oral conditions and risk factors that may contribute to the untoward remote effect(s) of periapical inflammation. There are only anecdotal case reports on patients with root canal infections and apical periodontitis as sole oral inflammatory conditions. A group of investigators from the Oita Medical University observed a 45-year-old Japanese woman with chronic urticaria not responding to antihistamine therapy but she became symptom free after having extracted decayed teeth and teeth with periapical abscesses and given root canal treatment to the other teeth with periapical radiolucencies [94]. The “classic” example for “dental focal infections” is represented by infective endocarditis, where pathogenic bacteria originate from the oral cavity. Applicat ion of advanced microbiologic methods provided solid evidence for endodontic origin of bacteremia in patients following root canal treatment of teeth with apical periodontitis [12]. Recent demonstration of the ab ility of Porphyromonas gingivalis to invade endothelial cells shed a new light on the possible connection be-

205

tween the formation of atherosclerotic lesions and oral bacterial infections [13]. DNA of periodontopathic/endodontopathic bacteria were recovered from atherosclerotic lesions [23]. A number of cross-sectional studies addressing a possible association between oral health and systemic diseases have investigated the presence or the absence of periapical lesions. However, the evidence of these investigations was not conclusive enough to establish or to discard a clear role of the periapical inflammatory lesion in deteriorating general health [54, 63, 64, 100]. Investigating an association between acute cerebrovascular ischemia and chronic and recurrent infection in a case-control study, a research group from the University of Heidelberg has suggested that periapical lesions were more severe in the patient group than in the control group [16]. A group from the Tokyo Dental College observed an association between immune responses to Hsp produced by oral bacteria, chronic marginal and periapical periodontitis, CMV infection, dental metal allergy, and their combinations [43]. In the early 1990s, our research group have performed an interventional follow-up study involving 36, otherwise healthy young adults with apical periodontitis. We have assessed serum and whole blood immune and inflammatory parameters on referral and following root canal treatment and apicoectomy. We have measured the serum concentration of two strong acute phase proteins, C-reactive protein (CRP) and α2-macroglobulin, two moderate acute phase proteins, α1-antitripsin and haptoglobin and two week acute phase proteins, complement component C3 and ceruloplasmin. The levels of the investigated acute phase proteins decreased significantly after treatment [55]. Pretreatment CRP level (mean±SD: 6.6±4.2 mg/L) was high enough to consider it as a cardiovascular risk factor as defined by the guidelines of the American Heart Association [77]. Similarly, we found an elevated whole blood chemiluminescence, which decreased significantly in parallel with the treatment, indicating an activated metabolic and functional state of the peripheral blood neutrophil granulocytes in patients with chronic apical periodontitis [60]. A novel, interesting way of possible association between periapical inflammation and general health is represented by polymorphisms of genes encoding for cytokines and enzymes influencing the function of immune-inflammatory cells. In the presence of certain polymorhic alleles both local and general inflammatory responses can be more intensive and the accompanying complications more severe than in the absence of the given allele [1, 8]. Peripheral blood monocytes of “hyperinflammatory type” patients with periodontal disease produce 3- to 10-fold greater amounts of IL-1β and TNF-α than those obtained from normal individuals [3, 25]. In murine monocytes, an impaired ability to respond to LPS from endodontopathic bacteria has

206


been attributed to a mutation in the gene that encodes toll-like receptor 4 [6, 27]. Healing of the periapical lesion The development of acute incipient apical periodontitis is a consequence of the persistent root canal infection. However, most periapical lesions very rarely heal spontaneously and are not self-limited despite the powerful local protective immune-inflammatory reactions. Effective disinfection of the root canal system combined with proper root canal treatment is essential for the healing of the periapical lesion. After successful elimination of the initiating root canal infection by proper endodontic and restorative treatment, repair mechanisms of the granulation tissue may prevail over tissue destructive events. In contrast to early, expanding periapical granulomas, CD8+ cytotoxic/suppressor T-lymphocytes usually outnumber CD4+ helper/inducer T-cells in advanced lesions contributing either to a more effective elimination of infected and destructed cells or to the suppression of the intensity of inflammatory reactions, or both [59, 96]. In parallel with this process, the Th1 nature of the early periapical inflammation changes to Th2-type lesion. Th2 lymphocytes stimulate B lymphocyte production and immunoglobu-

Figure 5 Abundant number of B-lymphocytes and plasma cells in the granulomatous zone of periapical granuloma Immunohistochemical reaction (ABC method) using mixed polyclonal anti-heavy chain (anti-IgA+IgG+IgM) antibody (X160) [56]

lin synthesis, which also may contribute to the eradication of residual periradicular infection (Fig. 5). The functional significance of local humoral immunity in limiting advanced periapical lesions is emphasized by the observation that B-cell-deficient mice – but not Tcell- or complement-deficient mice – were at risk to develop disseminated anaerobic infections following experimental root canal infection [26]. With the exception of true radicular cysts, the proportion of which is not exactly characterized, the ma-

jority of periapical lesions improve significantly by conventional endodontics [37, 76]. The lesion may heal either completely by remineralization, as indicated by the disappearance of the former radiolucent area, or it may develop into fibrotic periapical granuloma, an inert periapical scar tissue. Concluding remarks Recent advances in the understanding of the network of interactions of endodontopathic microbes, immune-inflammatory cells of the host and their soluble products have changed our concept on apical periodontitis. Periapical inflammation develops usually in response to root canal infection. A cascade of bacterial irritation, induction of pro-inflammatory cytokine production and cell adhesion molecule expression by a few resident cells of the narrow periradicular space recruit an extensive number of immune-inflammatory cells which form the highly organized structures of chronic periapical lesions. The granulation tissue exerts a protective function on the one hand by preventing the invasion of the periapical area by root canal microbes. However, it is the same granulation tissue that causes degenerative changes, most importantly the resorption of hard tissues. Extensive local inflammation may impair general health, as well. This chain of events, leading ultimately to the loss of the affected tooth, can be disrupted by disinfection of the root canal using proper endodontic treatment. Surgical intervention, such as apicoectomy and periapical curettage is necessary only in selected cases, since the granulation tissue has the capacity of healing, once constant irritation from the root canal has been eliminated. This dynamic equilibrium of protective function, degenerative and regenerative changes is regulated by the presence and proper function of host cells and regulatory molecules. Inhibiting leukocyte recruitment or activation result in a widespread local bacterial infiltration, even in generalized infections. Neither can remineralization of the lost hard tissue occur without the active functioning of the granulation tissue. Recent advances in the understanding of the pathomechanism of the periapical inflammatory processes resulted in a change in the treatment strategy of this disease. This paper may provide the practicing dentists a theoretical background to choose the proper treatment for their patients. Acknowledgement Microphotographs were prepared in collaboration with Drs. Balazs Dezső, Ildiko J. Marton, Zoltan Nemes and Antal Rot. The paper was prepared by the support of the grant of the National Scientific Research Fund ”OTKA” No T 046588.


References 1. Bardi E, Jenei C, Kiss C: Polymorphism of angiotensin converting enzyme is associated with severe circulatory compromise in febrile neutropenic children with cancer. Pediatr Blood Cancer 2005; 45: 217–221. 2. Barkhordar RA, Hayashi C, Hussain MZ: Detection of interleukin-6 in human dental pulp and periapical lesions. Endodont Dental Trauma tol 1999; 15: 26–27. 3. Beck J, Garcia R, Heiss G, Vokonas PS, Offenbacher S: Periodontal disease and cardiovascular disease. J Periodontol 1996; 67: 1123–1137. 4. Beer R, Baumann MA, Kim S: Endodontology. In: Rateitschak KH, Wolf HF (eds.): Color Atlas of Dental Medicine. Thieme, Stuttgart, 2000; 26–34. 5. Bjurholm A, Kreicbergs A, Brodin E, Schultzberg M: Substance P- and CGRP-immunoreactive nerves in bone. Peptides 1988; 9: 165–171. 6. Bramanti TE, Wong GG, Weintraub ST, Holt SC: Chemical characterization and biological properties of lipopolysaccharide from Bacte roides gingivalis strains W50, W83 and ATCC 33277. Oral Microbiol Immunol 1989; 4: 183–192. 7. Carlos TM, Harlan JM: Leukocyte-endothelial adhesion molecules. Blood 1994; 84: 2068–2101. 8. Cavet J, Dickinson AM, Norden J, Taylor PR, Jackson GH, Middleton PG: Interferon-gamma and interleukin-6 gene polymorphisms associate with graft-versus-host disease in HLA-matched sibling bone marrow transplantation. Blood 2001; 98: 1594–1600. 9. Chen CP, Hertzberg M, Jiang YL, Graves DT: Interleukin-1 and tumor necrosis factor receptor signaling is not required for bacteria-induced osteoclastogenesis and bone loss but is essential for protecting the host from a mixed anaerobic infection. Am J Pathol 1999; 155: 2145–2152. 10. Cotti E, Torabinejad M: Detection of leukotriene C4 in human periradicular lesions. Int Endod J 1994; 27: 82–86. 11. Darveau RP, Belton CM, Reife RA, Lamont RJ: Local chemokine paralysis, a novel pathogenic mechanism for Porphyromonas gingi valis. Infect Immun 1998; 66: 1660–1665. 12. Debelian GJ, Olsen I, Tronstad L: Electrophoresis of whole-cell soluble proteins of microorganisms isolated from bacteremias in endodontic therapy. Eur J Oral Sci 1996; 104: 540–546. 13. Deshpande RG, Khan MB, Genco CA: Invasion of aortic and heart endothelial cells by Porphyromonas gingivalis. Infect Immun 1998; 66: 5337–5343. 14. El-Swiah JM, Walker RT: Reasons for apicectomies. A retrospective study. Endod Dent Traumatol 1996; 12: 185–191. 15. Fukagawa M, Kazama JJ, Kurokawa K: Renal osteodystrophy and secondary hyperparathyroidism. Nephrol Dial Transplant 2002; 17: 2–5. 16. Grau AJ, Buggle F, Ziegler C, Schwarz W, Meuser J, Tasman AJ et al: Association between acute cerebrovascular ischemia and chronic and recurrent infection. Stroke 1997; 28: 1724–1729. 17. Hama S, Takeichi O, Hayashi M, Komiyama K, Ito K: Co-production of vascular endothelial cadherin and inducible nitric oxide synthase by endothelial cells in periapical granuloma. Int Endod J 2005; 39: 179–184. 18. Hama S, Takeichi O, Saito I, Ito K: Involvement of inducible nitric oxide synthase and receptor for advanced glycation end products in periapical granulomas. J Endod 2007; 33: 137–141. 19. Han DC, Huang GTJ, Lin LM, Warner NA, Gim JS, Jewett A: Expression of MHC class II, CD70, CD80, CD68 and pro-inflammatory cytokines is differentially regulated in oral epithelial cells following bacterial challenge. Oral Microbiol Immunol 2003; 18: 350–358. 20. Hanazawa S, Murakami Y, Hirose K: Bacteroides (Porphyromonas) gingivalis fimbriae activate mouse peritoneal macrophages and induce gene expression and production of interleukin-1. Infect Immun 1991; 59: 1972–1977. 21. Hanazawa S, Murakami Y, Takeshita A, Kitami H, Ohta K, Amano S et al: Porphyromonas gingivalis fimbriae induce expression of the neutrophil chemotactic factor KC gene of mouse peritoneal mac-

207

rophages; role of protein kinase C. Infect Immun 1992; 60: 1544– 1549. 22. Happonen RP, Bergenholtz G: Apical periodontitis. In: Bergenholtz G, Hørsted-Bindslev P, Reit C (ed.): Textbook of Endodontology. Blackwell, Oxford, 2003; 130–144. 23. Haraszthy VI, Zambon JJ, Trevisan M, Shah R, Zeid M, Genco RJ: Identification of pathogens in atheromatous plaques. J Dent Res 1997; 76: 666–666. 24. Hargreaves KM, Swift JQ, Roszkoeski MT, Bowles W, Garry MG, Jackson DL: Pharmacology of peripheral neuropeptide and inflammatory mediator release. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1994; 78: 503–510. 25. Hernichel-Gorbach E, Kornman K, Hole SC: Host responses in patients with generalized refractory periodontitis. J Periodontol 1994; 65: 8–16. 26. Hou L, Sasaki H, Stashenko P: B-cell deficiency predisposes mice to disseminating anaerobic infections: Protection by passive antibody transfer. Infect Immun 2000; 68: 5645–5651. 27. Hou l, Sasaki H, Stashenko P: Toll-like receptor 4-deficient mice have reduced bone destruction following mixed anaerobic infection. Infect Immun 2000; 68: 4681–4687. 28. Huang GT, Kim D, Lee JK, Kuramitsu HK, Haake SK: Interleukin-8 and intercellular adhesion molecule 1 regulation in oral epithelial cells by selected periodontal bacteria: multiple effects of Porphyromonas gingivalis via antagonistic mechanisms. Infect Immun 2001; 69: 1364– 1372. 29. Huang GT, Kinder Haake S, Kim JW, Park NH: Differential expression of interleukin-8 and intercellular adhesion molecule-1 by human gingival epithelial cells in response to Actinobacillus actinomycetem comitans or Porphyromonas gingivalis infection. Oral Microbiol Im munol 1998; 13: 301–309. 30. Huang GTJ, Do M, Wingard M, Park JS, Chugal N: Effect of interleukin-6 deficiency on the formation of periapical lesions after pulp exposure in mice. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2001; 92: 83–88. 31. Kabashima H, Nagata K, Maeda K, Iijima T: Interferon-γ-producing cells and inducible nitric oxide synthase-producing cells in periapical granulomas. J Oral Pathol Med 1998; 27: 95–100. 32. Kabashima H, Nagata K, Maeda K, Iijima T: Involvement of substance P, mast cells, TNF-α and ICAM-1 in the infiltratory cells in human periapical granulomas. J Oral Pathol Med 2002; 31: 175–180. 33. Kaneko T, Okiji T, Kan L, Takagi M, Suda H: Ultrastructural analysis of MHC Class II molecule-expressing cells in experimentally induced periapical lesions in the rat. J Endod 2001; 27: 337–342. 34. Kawahara T, Murakami S, Noiri Y, Ehara A, Takemura N, Furukawa S et al: Effects of cyclosporin-A-induced immunosuppression on periapical lesions in rat. J Dent Res 2004; 83: 683–687. 35. Kawashima N, Stashenko P: Expression of bone-resorptive and regulatory cytokines in murine periapical inflammation. Arch Oral Biol 1999; 44: 55–66. 36. Kawashima N, Suzuki N, Yang G, Ohi C, Okuhara S, Nakano-Kawanishi H et al: Kinetics of RANKL, RANK and OPG expressions in experimentally induced rat periapical lesions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2007; 103: 707–711. 37. Kerekes K, Tronstad L: Long-term results of endodontic treatment performed with standardized techniques. J Endod 1979; 5: 83–90. 38. Kirby AC, Meghi S, Nair S, White P, Reddi K, Nishihara T et al: The potent bone resorbing mediator of Actinobacillus actinomycetem comitans is homologous to the molecular chaperone GroEL. J Clin Invest 1996; 96: 1185–1194. 39. Kiss C, Benkő I, Kovács P: Leukemic cells and the cytokine patchwork. Pediatr Blood Cancer 2004; 42: 113–121. 40. Kiss C, Cesano A, Zsebő KM, Clark SC, Santoli D: Human stem cell factor (c-kit ligand) induces an autocrine loop of growth in a GM-CSF- dependent megakaryocytic leukemia cell line. Leukemia 1993; 7: 235–240. 41. Kiss C, Surrey S, Schreiber AD, Schwartz E, Mckenzie SE: Human c-kit ligand (stem cell factor) induces platelet Fc receptor expression in megakaryoblastic cells. Exp Hematol 1996; 24: 1232–1237. 42. Kiss C: Cell-to-cell interactions. Endod Topics 2004; 8: 88–103.

208


43. Kosugi M, Ishihara K, Okuda K: Implication of responses to bacterial heat shock proteins, chronic microbial infections, and dental metal allergy in patients with pustulosis palmaris et plantaris. Bull Tokyo Dent Coll 2003; 44:149–158. 44. Kotake S, Udagawa N, Takahashi N, Matsuzaki K, Itoh K, Ishiyama S et al: IL-17 in synovial fluids from patients with rheumatoid arthritis is a potent stimulator of osteoclastogenesis. J Clin Invest 1999; 103: 1345–1352. 45. Kronfeld R: Histomorphology of the teeth and their surrounding structures. 2nd ed. Lea and Febiger, Philadelphia 1939; 208. 46. Leonardi L, Caltabiano M, Pagano M, Pezzuto V, Loreto C, Palestro G: Detection of vascular endothelial growth factor/vascular permeability factor in periapical lesions. J Endod 2003; 29: 180–183. 47. Lim GC, Torabinejad M, Kettering J, Linkhardt TA, Finkelman RD: Interleukin 1-beta in symptomatic and asymptomatic human periradicular lesions. J Endod 1994; 20: 225–227. 48. Liu F, Abiko Y, Nishimura M, Kusano K, Shi S, Kaku T: Expression of inflammatory cytokines and beta-defensin 1 mRNAs in porcine epithelial rests of Malassez in vitro. Med Electron Microsc 2001; 34: 174–178. 49. Loesche WJ, Gusberti F, Mettraux G, Higgind T, Syed S: Relation shipbetween oxygen tension and subgingival bacterial flora in untreated human periodontal pockets. Infect Immunol 1983; 42: 659– 667. 50. Lomcali G, Sen BH, Cankaya H: Scanning electron microscopic observations of apical root surfaces of teeth with apical periodontitis. Endod Dent Traumatol 1996; 12: 70–76. 51. Lotz M, Vaughan JH, Carson DA: Effect of neuropeptides on production of inflammatory cytokines by human monocytes. Science 1988; 241: 1218–1221. 52. Lukic A, Vasilijic S, Majstorovic I, Vucevic D, Mojsilovic S, Gazivoda D et al: Characterization of antigen-presenting cells in human apical periodontitis lesion by flow cytometry and immunohistochemistry. Int Endod J 2006; 39: 626–636. 53. Luster AD: Chemokines – chemotactic cytokines that mediate inflammation. N Engl J Med 1998; 338: 436–445. 54. Mackenzie RS, Millard HD: Interrelated effects of diabetes, arterios clerosis and calculus on alveolar bone loss. J Am Dent Assoc 1963; 66: 192–198. 55. Marton I, Kiss C, Balla G, Szabó T, Karmazsin L: Acute phase proteins in patients with chronic periapical granuloma before and after surgical treatment. Oral Microbiol Immunol 1988; 3: 95–96. 56. Marton I, Nemes Z, Harmati S: Quantitative Significance of IgE producing Plasma Cells and Tissue Distribution of Mast Cells in Apical Periodontitis. Oral Microbiol Immunol 1990; 5: 46–48. 57. Márton I, Rédai I, Kelentey B, Lázár Sz, Ölveti É: Granuloma periapikális fogak gyökércsatornabennékének mikrobiológiai vizsgálata. Fogorv Szle 1988; 81: 245–248. 58. Marton IJ, Dezső B, Radics T, Kiss C: Distribution of interleukin-2 receptor α-chain and cells expressing major histocompatibility complexclass II antigen in chronic human periapical lesions. Oral Mi crobiol Immunol 1998; 13: 259–262. 59. Marton IJ, Kiss C: Characterization of inflammatory cell infiltrate in dental periapical lesions. Int Endod J 1993; 26: 131–136. 60. Marton IJ, Kiss C: Influence of surgical treatment of periapical lesions on serum and blood levels of inflammatory mediators. Int Endod J 1992; 25: 229–233. 61. Marton IJ, Kiss C: Protective and destructive immune reactions in apical periodontitis. Oral Microbiol Immunol 2000; 15: 139–150. 62. Marton IJ, Rot A, Schwarzinger E, Szakáll S, Radics T, Vályi-Nagy I et al: Differential in situ distribution of interleukin-8, monocyte chemo attractant protein-1 and Rantes in human chronic periapical granul oma. Oral Microbiol Immunol 2000; 15: 63–65. 63. Mattila K, Nieminen M, Valtonen V, Rasi VP, Kesaniemi YA, Syrjala SL et al: Association between dental health and acute myocardial infarction. Br Med J 1989; 298: 779–782. 64. Mattila K, Valle MS, Nieminen MS, Valtonen VV, Hietaniemi KL: Dental infections and coronary atherosclerosis. Atherosclerosis 1993; 103: 205–211. 65. Mcnicholas S, Torabinejad M, Blankenship J, Bakland L: The concen-

tration of prostaglandin E2 in human periradicular lesions. J Endod 1991; 17: 97–100. 66. Mizgerd JP: Molecular mechanisms of neutrophil recruitment elicited by bacteria in the lungs. Semin Immunol 2002; 14: 123–132. 67. Morse DR: Immunologic aspects of pulpal-periapical diseases. A review. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1977; 43: 436–451. 68. Mosmann TR, Coffman RL: TH1 and TH2 cells: different pattern of lymphokine secretion leads to different functional properties. Annu Rev Immunol 1989; 7: 145–173. 69. Muller-Eberhard HJ: Complement. Annu Rev Biochem 1975; 44: 697–724. 70. Nagai M, Sato N: Reciprocal gene expression of osteogenesis inhibitory factor and osteoclast differentiation factor regulates osteoclast formation. Biochem Biophys Res Commun 1999; 257: 719– 723. 71. Nair PNR, Pajarola G, Schroeder HE: Types and incidence of human periapical lesions obtained with extracted teeth. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1996; 81: 93–102. 72. Nair PNR: Apical periodontitis: a dynamic encounter between root canal infection and host response. Periodontology 2000 1997; 13: 121–148. 73. Nair PNR: Light and electron microscopic studies of root canal flora and periapical lesions. J Endod 1987; 13: 29–39. 74. Nair PNR: New perspectives on radicular cysts: Do they heal? Int Endod J 1998; 31: 155–160. 75. Ogawa T, Kusumoto Y, Uchida H, Nagashima S, Ogo H, Hamada S: Immunobiological activities of synthetic peptide segments of fimbrial protein from Porphyromonas gingivalis. Biochem Biophys Res Comm 1991; 180: 1335–1341. 76. Orstavik D: Time-course and risk analyses of the development and healing of chronic apical periodontitis in man. Int Endod J 1996; 29: 150–155. 77. Pearson TA, Mensah GA, Alexander RW, Anderson JL, Cannon RO 3rd, Criqui M et al: Markers of inflammation and cardiovascular disease: application to clinical and public health practice: a statement from healthcare professionals from the Centers for Disease Control and Prevention and the American Heart Association. Circulation 2003; 107: 499–511. 78. Puliti M, Von Hunolstein C, Bistoni F, Castronari R, Orefici G, Tissi L: Role of macrophages in experimental group B streptococcal arthritis. Cell Microbiol 2002; 4: 691–699. 79. Radics T, Kiss C, Tar I, Márton IJ: Interleukin-6 and granulocytemacrophage colony-stimulating factor in apical periodontitis: correlation with clinical and histologic findings of the involved teeth. Oral Microbiol Immunol 2003; 18: 9–13. 80. Reddi K, Wilson M, Nair S, Poole S, Henderson B: Comparison of the pro-inflammatory cytokine-stimulating activity of the surfaceassociated proteins of periodontopathic bacteria. J Periodontal Res 1996; 31: 120–130. 81. Reinherz EL, Schlossman SF: The differentiation and function of human T lymphocytes. Cell 1980; 19: 821–827. 82. Ricucci D, Pascon EA, Pitt Ford TR, Langeland K: Epithelium and bacteria in periapical lesions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2006; 101: 239–249. 83. Rodini CO, Lara VS: Study of the expression of CD68+ macrophages and CD8+ T cells in human granulomas and periapical cysts. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2001; 92: 221– 227. 84. Rotstein I, Simon JHS: Diagnosis, prognosis and decision-making in the treatment of combined periodontal-endodontic lesions. Peri odontology 2000 2004; 34: 165–203. 85. Sabeti M, Simon J, Kermani V, Valles Y, Rostein I: Detection of receptor activator of NF-kappa beta ligand in apical periodontitis. J Endod 2005; 31: 17–18. 86. Sabeti M, Simon JH, Slots J: Cytomegalovirus and Epstein-Barr virus are associated with symptomatic periapical pathosis. Oral Microbiol Immunol 2003; 18: 327–328. 87. Sabeti M, Valles Y, Nowzari H, Simon JH, Kermani-Arab V, Slots J: Cytomegalovirus and Epstein-Barr virus DNA transcription in end-


odontic symptomatic lesions. Oral Microbiol Immunol 2003; 18: 104– 108. 88. Sakellariou PL: Periapical actinomycosis: report of a case and review of the literature. Endod Dent Traumatol 1996; 12: 151–154. 89. Scannapieco FA, Genco RJ: Association of periodontal infections with atherosclerotic and pulmonary diseases. J Periodont Res 1999; 34: 340–345. 90. Scannapieco FA: An update on periodontal medicine: associations between periodontal disease and atherosclerosis, lung disease and adverse pregnancy outcome. Real Clin 2003; 14: 303–316. 91. Scott P, Pearce E, Cheever AW, Coffman RL, Sher A: Role of cytokines and CD4+ T-cell subsets in the regulation of parasite immunity and disease. Immunol Rev 1989; 112: 161–182. 92. Seltzer S, Soltanoff W, Bender IB: Epithelial proliferation in periapical lesions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1969; 27: 110–121. 93. Slots J, Sabeti M, Simon JH: Herpesviruses in periapical pathosis: An etiopathogenic relationship? Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2003; 96: 327–331. 94. Sonoda T, Anan T, Ono K, Yanagisawa S: Chronic urticaria associated with dental infection. Br J Dermatol 2001; 145: 516–518. 95. Stashenko P, Wang CY, Tani-Ishii N, Yu SM: Pathogenesis of induced rat oeriapical lesions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1994; 78: 494–502. 96. Stashenko P, Yu SM: T helper and T suppressor cell reversal during the development of induced rat periapical lesions. J Dent Res 1989; 68: 830–834. 97. Suda T, Takahashi N, Udagawa N, Jimi E, Gillespie MT, Martin TJ: Modulation of osteoclast differentiation and function by new members of the tumor necrosis factor receptor and ligand families. Endocr Rev 1999; 20: 345–357. 98. Sundquist G: Taxonomy, ecology and pathogenicity of the root canal flora. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1994; 78: 522–530.

209

99. Suzuki N, Okiji T, Suda H: Enhanced expression of activation-associated molecules on macrophages of heterogeneous populations in expanding periapical lesions in rat molars. Arch Oral Biol 1999; 44: 67–79. 100. Syrjanen J, Peltola J, Valtonen V, Iivanainen M, Kaste M, Huttunen JK: Dental infections in association with cerebral infarctions in young and middle-aged men. J Intern Med 1989; 225: 179–184. 101. Takahashi K, Macdonald DG, Murayama Y, Kinane DF: Cell synthesis, proliferation and apoptosis in human dental periapical lesions analysed by in situ hybridisation and immunohistochemistry. Oral Dis 1999; 5: 313–320. 102. Walker KF, Lappin DF, Takahashi K, Hope J, Macdonald DG, Kinane DF: Cytokine expression in periapical granulation tissue as assessed by immunohistochemistry. Eur J Oral Sci 2000; 108: 195– 201. 103. Wang CY, Stashenko P: Characterization of bone-resorbing activity in human periapical lesions. J Endod 1993; 19: 107–111. 104. Wilson M, Reddi K, Henderson B: Cytokine-inducing components of periodontopathogenic bacteria. J Periodontal Res 1996; 31: 393–407. 105. Yanagisawa S: Pathologic study of periapical lesions. I. Periapical granulomas: clinical, histopathologic and immunohistopathologic studies. J Oral Pathol 1980; 9: 288–300. 106. Yang G, Kawashima N, Kaneko T, Suzuki N, Okiji T, Suda H: Kinetic study of immunohistichemical colocalization of antigen-presenting cells and nerve fibers in rat periapical lesions. J Endod 2007; 33: 132–136. 107. Yldirim S, Yapar M, Kubar A, Slots H: Human cytomegalovirus, Epstein-Barr virus and none resorption-inducing cytokines in periapical lesions of deciduous teeth. Oral Microbiol Immunol 2006; 21: 107–111.

M

í h eg

vó

Európai Fogpótlástani Társaság Magyar Fogorvosok Egyesülete

Az Európai Fogpótlástani Társaság XXXII. Kongresszusa 2008. szeptember 4-6 Pécs

Jegyezze fel naptárába! Fõ téma:

döntéshozatal a protetikai kezelési tervben www.epa2008.hu [email protected]


Department of Periodontology, Radboud University Medical Center, Nijmegen, The Netherlands*, Semmelweis Egyetem, Parodontológiai Klinika, Budapest**

Emdogain a regenerative parodontális terápiában Irodalmi összefoglalás Dr. Anton Sculean*, Dr. Windisch Péter**, Dr. Döri Ferenc**, Dr. Keglevich Tibor**, Dr. Molnár Bálint**, Dr. Gera István**

Minden regeneratív parodontális műtét célja az elpusztult parodontális rögzítő apparátus maradéktalan helyreállítása – új cement-, gyökérhártya- és csontképződés kíséretében. A parodontális alapkutatás igazolta, hogy a zománc mátrix proteinszármazékok (EMD) fontos szerepet játszanak a parodontális gyógyulásban. Állatokon és humán biopsziás anyagokon végzett hisztológiai vizsgálatok bizonyítják, hogy az EMD elősegíti a parodontális regenerációt. Az is bizonyítást nyert, hogy emberben az EMD jótékonyan befolyásolja a parodontális sebgyógyulást is. Jelen irodalmi ös�szefoglaló célja, hogy a ma rendelkezésre álló irodalmi adatok alapján meghatározzuk az EMD szerepét és indikációját a parodontális regeneratív terápiában. A sebészi feltárásban alkalmazott EMD elősegíti a teljes értékű parodontális regenerációt. Zárt kürett során a tasakba bevitt EMD nincs hatással a parodontális regenerációs folyamatra. A mély parodontális csonttasakok esetében az EMD-mal kombinált MWL technika szignifikánsan jobb postoperatív klinikai paramétereket eredményezetett, mint a MWL technika magában. Az EMD kezelés kapcsán nyert klinikai eredmények megegyeznek a GTR technikákkal elérhető regenerációs eredményekkel, és a postoperatív eredmények tartósak. A verticalis csonttasakok EMD+GTR kombinációs kezelése nem adott szignifikánsan jobb postoperatív eredményt, mint a két technika önmagában alkalmazva. AZ EMD csontpótló anyagokkal és csont-graftokkal kombinálva bizonyos mértékig javítja a regeneráció mértékét a csak EMD-mal kezelt esetekkel összehasonlítva. A recessios típusú léziók EMD + koronálisan elcsúsztatott lebenyes technikával kezelve kiszámítható fognyaki fedést biztosítottak, és az EMD elősegítette új cement, Sharpey-rost és alveoláris csont képzését, és ugyanakkor fokozta a keratinizált ínytömeget is. Az EMD-mal kombinált műtét tartósabb postoperatív eredményeket garantál, mint a koronálisan elcsúsztatott lebenytechnika. AZ EMD mandibularis II. fokú furcation léziók esetében fokozhatja a parodontális regenerációt, és a klinikai eredmények megegyeznek a GTR műtét után kapott regenerációs paraméterekkel. Kulcsszavak: enamel matrix protein derivative, cementogenesis, regenerative parodontális therapia

Bevezetés

majmok gyökérfejlődésének tanulmányozása során immunhisztokémiai módszerekkel igazolni lehetett, A parodontális alapkutatás rámutatott a különböző típu- hogy az amelogenin-koncentráció drámai módon meg sú cementszövetnek a fogak elhorgonyzásában illetve emelkedik a fogfejlődés eme stádiumában [1]. Ezen a parodontális regenerációban – reparációban betöltött túlmenően szoros kronológiai összefüggést mutatkoszerepére. Acellularis cement rögzíti a Sharpey-rostok zott az amelogenin-koncentráció emelkedése és az legnagyobb tömegét, ennél fogva a legfontosabb szö- acellularis cementképződés között [1]. Ezeket a megvet a fogak elhorgonyzásában [1]. Slavkin és Boyde figyelési adatokat humán hisztológiai eredmények is [2] valamint Slavkin [3] vizsgálatai kimutatták,hogy a alátámasztották, amelyek kimutatták, hogy a dentin- fog fejlődése során a Hertwig-féle hámhüvely sejtjei és cementréteg között egy vékony, de nagyon erősen által kiválasztott fehérjemolekulák kulcsfontosságú sze- mineralizálódott zománcszerű réteg húzódik. Ennek repet játszanak az acellularis cement morfogenezisé- alapján jogosan tételezhető fel, hogy a dentin felszínek irányításában. Ezeket a proteineket összefoglaló nén vékony zománcmátrix-rétegnek kell lerakódnia, néven Zománc Mátrix Proteineknek (EMP) nevezzük mielőtt az acellularis cement ott megjelenne [1]. A fen[1, 4]. E fehérjecsalád fő tömegét – közel 90%-át – ame- ti eredmények alapján az elmúlt évtizedben nagyszálogenin alkotja. A fennmaradó 10% különböző prolin- mú in vivo állatmodell kísérlet született [1]. Az egyik ban gazdag nem amelogenin molekulákból, tuftelinből ilyen vizsgálatban két majom kismetsző fogait extra és szérum proteinekből áll [4]. Beigazolódott, hogy az hálták. Közvetlenül extractio után a gyökerekben – amelogenin kémiai struktúrája a filogenezis során alig mind mesialisan, mind distalisan – standard méretű változott és a különböző állatfajokban a fehérje szer- cavitásokat alakítottak ki. A teszt cavitásokat zománckezete alig mutat eltérést [4]. Patkányok, sertések és mátrix-proteinnel (EMP) töltötték fel, a kontroll caviÉrkezett: 2006. február 8. Elfogadva: 2006, július 25.

212


tások pedig kezeletlenül maradtak. A fogakat az eredeti alveolusukba ültették vissza. Nyolc héttel később az extractiókat követő hisztológiai vizsgálat igazolta, hogy az EMP-vel kezelt üregekben acellularis cement képződött, míg a nem kezelt üregeket reparativ – cellularis – cement töltötte ki [1]. Ezek, a kezdeti vizsgálati eredmények vezettek a klinikailag is alkalmazható EMP izolálásához. AZ EMP-t fiatal sertések még elő nem tört fogait körülvevő fogzacskóból vonják ki, majd tisztítják és liofilizálják. Mivel az EMP extrém mértékben hidrofób anyag, ezért vivőanyagként propylene glycol alginatot (PGA) használnak, hogy oldatba vigyék és a regeneratív műtétek számára felhasználható formulát képezzenek. Ezt nevezzük Zománc Mátrix Derivativumnak EMD [5]. Egy, a közelmúltban elvégzett vizsgálat összehasonlította az EMD zománc mátrix protein és egyéb proteolitikus enzimtartalmát a törpesertés fejlődő zománcának összetételével [6]. Az eredmények rámutattak arra, hogy amíg a természetes fejlődő zománc amelogenint, albumint, amelint és enamelint tartalmaz, addig az EMD-ben csupán amelogenin van. Mai tudásunk szerint tehát az EMD csupán amelogenint tartalmaz [4–6]. Ahhoz, hogy egy anyagról vagy technikáról kimondhassuk, hogy „regenerációt elősegítő anyag”, a következő kritériumoknak kell meg felelnie: [7]: • In vitro vizsgálatokkal igazolt hatásmechanizmus; • K ontrollált állatkísérletekben, hisztológiai módszerekkel új cement, gyökérhártyarost és alveoláris csont képződése igazolt; • H umán szövettani vizsgálatok a dentális plakkal korábban fertőzött gyökérfelszínen új cement, gyökérhártyarost és alveoláris csont képződését igazolják; • K ontrollált klinikai vizsgálatok klinikai tapadásnyereségről és radiológiai módszerekkel igazolható új csontképződésről számolnak be. Az irodalmi összefoglalás célja áttekinteni a ma rendelkezésre álló, az EMD klinikai alkalmazhatóságát értékelő vizsgálati eredményeket és adatokat. In vitro vizsgálatok Nagyszámú in vitro vizsgálatot végeztek annak érdekében, hogy tanulmányozzák az EMD hatásmechaniz musát gyökérhártya eredetű és gingivából származó fibroblast- és csontsejteken [8–40]. Ezekben az EMD alkalmazását követő sejtmigrációról, sejtadhézióról, sejtproliferációról, a sejtek bioszintetikus aktivitásáról, valamint mineralizációs gócok kialakulásának mechanizmusáról gyűlt össze jelentős ismeretanyag. A polipeptid molekulák jelenlétét immunoassay vizsgálatokkal határozták meg [5, 8]. Az eredmények igazolták: a) az in vitro körülmények között az EMD fokozza a gyö kérhártya eredetű (PL) fibroblastok proliferációját, de nem fokozza a hámsejtekét. b) a PL fibroblastok teljes proteinszintézise fokozódik, és c) a PL fibroblastok mi neralizációs aktivitása emelkedik. A PL fibroblastok

EMD kezelés után fokozott intracelluláris cAMP aktivi tást és fokozott autocrin TGF-β1, IL-6 PDGF AB felsza badulást mutattak a kontrollhoz képest (EMD nélküli csoport) [12]. Bár EMD kezelés hatására a hámsejtek is fokozott cAMP és PDGF AB produkcióval reagáltak, proliferációjuk és növekedésük gátolt volt [10, 12]. Beigazolódott, hogy az EMD egyidejűleg serkenti a mesenchymalis sejtek proliferációját és gátolja a hámsej tek növekedését, valamint fokozza a gyökérhártya eredetű (PL) fibroblastok által termelt autocrin növekedési faktorok felszabadulását [12]. Hasonló eredményekre jutottak Okubo és mtsai [13], akik igazolták, hogy az EMD nincs hatással az osteoblastok differenciálódására, de fokozza a PL fibroblastok növekedését és IGF-1, valamint TGF-β1 termelését. Palioto és mtsai [14] értékelték az EMD és IGF-1, va lamint a kettő kombinációjának a PL fibroblastok proliferációjára, adhéziójára, migrációjára és az I-es típusú kollagén expresszálására gyakorolt hatását. Az eredmények azt mutatták, hogy az EMD illetve az EMD+ IGF-1 a dózis és idő függvényében szignifikánsan fokozta a PL fibroblastok proliferációját, azonban ezek nem voltak hatással az adhézióra, migrációra vagy az I-es típusú kollagén expresszálódására. Más adatok azt támasztják alá, hogy az EMD tartalmazhat más mitogén faktorokat is, így TGF-β és BMP-hez hasonló molekulákat, amelyek a fibroblastok proliferációját stimulálják és hozzájárulnak a parodontális regeneráció során kialakuló biomineralizációs folyamatokhoz is [15–18]. Keila és mtsai [19] az EMD hatását vizsgálták patkány-csontvelő eredetű kötőszöveti stroma és gingivá lis fibroblast sejteken. Az EMD fokozta a csontvelő ere detű sejtek osteogenicus és mineralizációs aktivitását. A szövettenyészetben a fenti hatáshoz az EMD jelenléte kulcsfontosságú volt az első 48 órában. Ugyanakkor az EMD nem fokozta a gingivális fibroblastok osteoblasttá történő differenciációját, de kétszeresére emelte a számukat és a mátrix mennyiségét. Egy további vizsgálat rámutatott arra, hogy PL fibroblastok metabolikus rátája és adhéziója szignifikánsan nőtt, amint EMD-ot adtak a sejtkultúrákhoz. Az EMD feltehetően a pluripotens C2C12 mesenchymalis sejtek osteoblastokká és chondroblastokká történő differenciálódási útvonalát változtatja meg [8–10, 12, 20]. EMD alkalmazás hatására a PL fibroblastok szignifikáns alkalikus foszfatáz aktivitás-emelkedést mutattak és fokozták a humán PL fibroblast proliferációt [21, 22]. EMD jelenlétében a humán PL fibroblast bizonyos morfológiai változásokon megy át, amely révén jobban emlékeztet cementoblastra, mint fibroblastra, ez a tény is a sejtdifferenciálódás mellett szól [22]. Egy közelmúltban végzett vizsgálat az EMD hatását tanulmányozta a PL fibroblastok vitalitására, proliferációjára és a patológiás gyökérfelszínhez történő tapadására [23]. A PL sejtproliferáció EMD expozíciót követően fokozódott, és a SEM vizsgálat szerint a sejtek patológiás gyökérfelszínhez történő kitapadása javult. To-


vábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az EMD szignifikánsan fokozza mátrix fehérjék (versican, byglycan és decorin) mRNS szintézisét és a gingivális, és PL fibroblastokban fokozott hyaluronan-szintézist eredményez [9]. Vizsgálati eredmények rámutatnak, hogy az integrin molekulák fontos szerepet játszanak az EMD és gingivális, valamint PL fibroblastok kölcsönhatásában [24]. Azonban ki kell emelni azt a tényt, hogy az EMD hatása mindig sokkal erősebb volt PL fibroblasto kon, mint a gingivális fibroblastokon. Újabb vizsgálatok szerint az EMD képes a cementoblastokat irányító gé- nek expresszióját is befolyásolni, ami kulcsfontosságú folyamat a mineralizációs folyamat regulációjában [25]. Inoue és mtsai [26] megállapították, hogy az EMD-vel kezelt fogászati anyagok (guttapercha, amalgám stb.) képesek a PL fibroblastok fenotípusát megváltoztatni, ha ezeken az anyagokon tenyésztik. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy más vizsgálók nem tudták igazolni, hogy EMD egér fibroblast vagy csontvelő stroma sejtjeinek proliferációjára bárminemű hatással is lett volna [27]. Legújabb keletű adat azt mutatja, hogy az EMP kicsapódik a dentin felszínén, és ez gátolja a demine ralizált dentin-mátrix indukáló hatását [28]. A fehérjével előkezelt gyökérfelszínhez történő véralvadék tapadását vizsgálva megállapították, hogy a citromsavval előkezelt felszínhez jobban tapadt a véralvadék, mint az EDTA-val kondicionálthoz. Az EDTA sokkal kevésbé hatékonyan távolította el a smear layert, és tárta fel a dentintubulusokat és a kollagénrostokat. Ebben a vonatkozásban a citromsavval előkezelt felszínhez rögzült legjobban a fibrin. A vizsgálat rámutatott arra, hogy a bovin serum albuminnal (BSA) vagy EMD-vel kezelt gyökérfelszín hasonló lesz a smear layer-rel fedetthez, és ezen a fibrinalvadék gyengébben rögzül (29). Kawase és mtsai [30] az EMD hatását tanulmányozták orális epithelialis eredetű sejteken (SCC25). Háromnapos EMD kezelés után a sejtosztódás leállt, és a sejtciklus a G1 fázisban megállt. Az EMD szignifikánsan csökkentette a Cytokeratin-18 (CK18) expresszióját. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az EMD nem cytostatikus, hanem sokkal inkább cytotoxikus hatást fejt ki a hámsejtekre [30]. Egy másik in vitro vizsgálatban 4 mg EMD és heterogén csont (demineralized freeze-dried allogenic bone – DFDBA) kombinációja fokozott csontképződést eredményezett [31]. Schwarz és mtsai [32] kimutatta, hogy az EMD az osteoblastok érésének első szakaszát oly módon stimulálja, hogy először a sejt-proliferációt, majd később az érett sejtvonal sejtdifferenciálódását serkenti. Az EMD kalcifikálódó szövetekre gyakorolt serkentő hatásában szerepet játszik a csontátépülésben kritikus szerepet játszó reguláló molekulák bioszintézisét szabályozó RNS-re kifejtett hatása is [33]. Schwarz és mtsai [34] megállapították, hogy az EMD a SaOs(2) osteoblastok vitalitását és sejtproliferációját koncentráció-függő mdon fokozza titán ( SLA ) felszí- nen. AZ EMD-vel kezelt osteoblastok fokozott sejtpro-

213

liferációt és fibroblast growth factor (FGF)-2 expres�sziót mutattak, de alkalikus foszfatáz-aktivitásuk csökkent [35]. Úgy tűnik, hogy az EMD mitogen szignálja specifikus EMD receptoron keresztül érvényesül [36]. AZ EMD-kezelés fokozza az osteoblastok és osteoclastok cellularis aktivitását, amely válaszul támogatja a parodontális csontdefektus regenerációját [37]. Mivel az EMD-ből felszabaduló szolubilis peptidek hozzájárulhatnak az EMD stimuláló hatásához, ezért az EMD és az osteoblastok közötti közvetlen kontaktusra nincs szükség a hatás eléréséhez [38]. Shimizu és mtsai [39] vizsgálták az EMD osteoblast sejtek sialoprotein (BSP) transcriptiora gyakorolt hatását. A vizsgálat patkány BSP promoter génjében olyan EMD-re speciálisan érzékeny szakaszokat mutatott ki, amelyek feltehetően az EMD-BSP géntranscriptiora gyakorolt hatását közvetíthetik. Egy közelmúltban napvilágot látott közleményben értékelték EMD és bioaktívüveg-együttes hatását egér preosteoblast (MC3T3-E1 sejtvonal) proliferációjára és differenciálódására [40]. Az eredmények azt mutatták, hogy in vitro a BG magában vagy EMD-mal kombinál va fokozta az osteoblast típusú sejtek növekedését és elősegítette a sejtdifferenciálódást azáltal, hogy fokozta a fő fenotípus-markerek expresszálódását. A BG+ EMD kombináció azonban szignifikánsan nagyobb proteinképzést indukált, mint a BG önmagában. Parkar és Tonetti [41] a gyökérhártya 268 cytokin-, növekedési faktor- és receptor-génekre gyakorolt szelektív EMD-hatást tanulmányozta. Az eredmények azt mutatták, hogy a vizsgált gének 46%-át (125 a 268-ból) a PL sejtek expresszálták. Ebből a 125 génből 38 más módon expresszálódott akkor, ha a sejtkultúrát EMD jelenlétében vizsgálták. A 38 génből 12 gén – többnyire a proinflammatorikus faktorok esetében – gátlást, míg 26 gén esetében stimulációt észleltek. Ez utóbbiak többnyire gyulladásellenes, a regenerációt elősegítő növekedési faktorok és azok receptorainak szintézisét irányító gének voltak. Ez arra mutat, hogy az EMD gátolja a sebgyógyulás korai szakaszában expresszálódó gyulladásos faktorok génjeinek expresszióját, de ugyanakkor stimulálja a növekedési és reparációt irányító molekulák génexpresszióját. Fontos megjegyezni, hogy az EMD bizonyos antibak- teriális és a baktériumok megtapadását gátló anyagok hatását is képes befolyásolni [42–47]. Megállapították, hogy az EMD antibakteriális hatása elsősorban a PGA vivőanyagnak tulajdonítható. Ugyanezt egy később elvégzett randomizált vak vizsgálat is megerősítette, amelyben in vivo elsőnek igazolták az EMD plakk-baktériumok vitalitására kifejtett közvetlen hatását [43]. Továbbá megállapították, hogy az EMD gátolja több parodontopatogén baktérium növekedését, pl.: Actino bacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gin givalis és Prevotella intermedia. Az EMD alkalmazása után 24 órával nem volt kimutatható vitális parodontopagen kolónia. Az EMD-nek ugyanakkor Gram-pozitív baktériumokon nem volt negatív hatása [44]. Az

214


EMD parodontopatogénekre kifejtett gátló hatását többen is megerősítették [45, 46]. Egy újabb in vitro vizsgálat szerint a Porphyromonas gingivalis képes gátolni az EMD PL sejtekre kifejtett stimuláló hatását a baktérium gingipains rendszere révén [47]. Rincon és mtsai [48] az EMD hatását tenyésztett gingivális fibroblast, PL fibroblast és bőr fibroblast sejteken vizsgálták in vitro sebgyógyulási modell segítsé gével. Az eredmények szerint a sejtek in vitro kitöltötték az üres területet, részben sejtproliferáció, részben sejtmigráció révén, és ez arra mutat, hogy az EMD ha tással lehetett a sebgyógyulásban résztvevő sejtekre. Egy másik vizsgálatban Mirastschijski és mtsai [49] az EMD bőr fibroblast és microvascularis endothel-sejtjein kifejtett hatását tanulmányozták in vitro. EMD-kezelés hatására szignifikánsan nőtt a granulációs sarjszövet mennyisége és a kontrollokhoz viszonyítva 3 nappal lecsökkent a komplett hámosodáshoz szükséges idő. A fibroblast sejtkultúrán a vascularis endothelialis növekedési faktor mennyisége ELISA-teszttel mérve EMD hatására a kontrollhoz képest ötszörösére emelkedett. Az EMD hatására a fibroblastok vagy endothel-sejtek által termelt mátrix-metalloproteinase-2 szintje több mint háromszorosára emelkedett. Megállapították, hogy az EMD szignifikánsan meggyorsította a nyúl bőrsebének záródását, feltehetően azáltal, hogy serkentette a sebgyógyuláshoz és sarjszövet-képzéshez nélkülözhetetlen növekedési faktorok és proteniáz enzimek képzését. Az EMD angiogenezist elősegítő hatását is leírták, amely szintén a korai sebgyógyulást segíti [50]. A legutóbbi vizsgálati eredmények szintén az EMD gyulladásellenes hatását erősítik meg, miszerint az EMD csökkentette a lipopolysaccharid (LPS) vagy peptidoglycan hatásnak kitett egészséges vizsgálati személyekben a lokálisan képződő TNF-α és interleukin-8 molekulák szisztémás keringésbe jutását [51]. Továbbiakban azt is kimutatták, hogy az EMD meggátolta egy tipikus emlőcarcinoma sejtvonalból származó sejtvonal (MCF-7) megtapadását csontmátrixban. Ez felveti annak lehetőségét, hogy az EMD emberben is meggátolhatja az emlőráksejtek szóródását és a csontmetasztázisok kialakulását [52]. Összefoglalóan megállapítható, hogy az EMD igen jelentős mértékben befolyásolja a sebgyógyulás mechanizmusát, de jelenleg a folyamatokért felelős közbülső molekulák és mechanizmusok még teljes egészében nem tisztázottak.

1, 2 és 4 hét múltán az állatokat feláldozták, és a foga kat fény- és immunohisztokémiai mikroszkópos vizsgá latnak vetették alá. Az eredmények azt mutatták, hogy az extractiót követő transzplantáció után a fog körül alveoláris csont és gyökérhártyarost fejlődött ki függetlenül attól, hogy EMD-mal előkezelték vagy sem. A kiszárított és EMD-mal előkezelt fogak esetében a nyolc fog közül öt esetben fejlődött ki alveoláris csont 2-4 hét elteltével. A kiszárított és EMD-nal nem kezelt fogak esetében egyiknél sem fejlődött ki alveoláris csont. Csak egy, kiszárított és EMD-mal kezelt fognál fordult elő gyökér-rezorpció, ezzel szemben mindegyik EMD-mal nem kezelt fog gyökerén cement-rezorpció jelei mutatkoztak. EMD kimutatható volt a foggyökéren mind két nap, mind pedig négy hét után. Egy másik, kutyákon végzett kísérlet eredményei azt mutatják, hogy a csontkráterbe helyezett EMD szignifikánsan fokozza a PL sejtek proliferációját [54]. De ez a hatás csak a műtétet követő első négy hétre korlátozódott, ami arra mutat, hogy az EMD stimuláló hatása csupán a parodontális sebgyógyulás első szakaszában érvényesül. Egy patkány csontablak-modell kísérletben, ahol a fogak nem voltak biofilmfertőzésnek illetve epitheliális burjánzásnak kitéve, a defektusokat vagy a vivőanyaggal (kontroll), vagy EMD-mat töltötték ki [55]. Az állatokat a csontablak-képzést követő 7., 14. illetve 21. napon ölték le. A biopsziás anyagot az osteogenicus differenciálódás tanulmányozására osteopontin, csont sialoprotein, osteocalcin immunreagensekkel festették, myofibroblast markerként pedig izom α-actin reagenst alkalmaztak. Az eredmények tanúsága szerint a csontablak-gyógyulás repopulációs szakaszában az EMD nem hatott sem a differenciációs markerek expresszálódására, sem a csont mátrix-protein szintézisre. Arra a következtetésre jutottak, hogy az EMD parodontális sebgyógyulásra gyakorolt hatása független lehet a kísérleti modellen tanulmányozott sejtpopulációk differenciálódásától [55]. Egy kontrollált hisztológiai kísérletes recessziós vizs- gálatban a defektust EMD-mal kezelték [56]. Standard defektusokat hoztak létre, sebészileg eltávolítva a teljes buccallis alveoláris csontlemezt és gyökércementet. A teszt-defektusokat EMD-mal kezelték, míg a kontrolloknál csupán koronálisan elcsúsztatott lebenytechnikát alkalmaztak. Nyolc héttel később az állatokat feláldozták, és az állkapocs-szegmentumokat hisztológiailag feldolgozták. Az összes tesztdefektusban új, acellularis cement, cementbe ágyazott parodontális rostok és új alveoláris csont képződött. A kontroll defektusok esetében a seb hosszú hámtapadással gyógyult, nagyon minimális új cementszövet- és csontkép Kontrollált hisztológiai vizsgálatok ződés kíséretében. Amennyiben a kontroll csoportban állatokban új cement képződött, az mindig reparatív jellegű, celluEgy patkánykísérletben, a hasfalba subcután beültetett laris cement volt, és ez alig tapadt a gyökérfelszínhez. moláris fogakon vizsgálták az EMD hatását és annak A teszt csoportban soha nem fordult elő gyökérresorpeloszlását [53]. A moláris fogakat vagy EMD előkeze tio, de ezzel szemben a kontroll csoportban gyakran léssel vagy a nélkül ültettek be közvetlenül extractio lépett fel cementresorptio. Meg kell jegyezni, hogy a után, vagy 30 perces szárítás után a hasfalba. Két nap, kísérlet teljes ideje alatt az állatoknál nem alkalmaz-


tak semmilyen külön szájhigiénés gyakorlatot. Egy má sik, majmokon végzett akut fenestratios modellen a defektust vagy a) Irányított szövetregeneráció (GTR), b) EMD vagy c) koronálisan elcsúsztatott lebennyel (kontroll) kezelték [57]. Az eredmények azt mutatták, hogy mind a három változat új kötőszövetes tapadást eredményezett új csontképződés kíséretében, és a három csoport között nem volt szignifikáns különbség. Ez egyben azt is mutatta, hogy az akut fenestratios modellek nem alkalmasak semmilyen parodontális regeneratív folyamat tanulmányozására [57]. Két, ezt köve- tő majmok recessio vagy intraossealis csontkrátermodelljén a szabaddá vált dentinfelszínt bakteriális biofilm hatásának tették ki [58, 59]. Az iniciális parodontális kezelést és helyi chlorhexidine alkalmazását követően a defektusokat a következő protokollok szerint kezelték: a) Irányított szövetregeneráció (GTR), b) EMD, c) EMD + GTR vagy d) módosított Widman-lebe nyes műtét (kontroll). A hisztológiai vizsgálat kimutatta, hogy a kontroll-defektus hosszú hámtapadással gyógyult, és csak minimális parodontális regeneráció jegyeit mutatta. A GTR, EMD és EMD + GTR kezelés hatására új cement, a cementbe ágyazott Sharpey-rostok és parodontális csont képződött [58, 59]. Hasonló eredményekről számoltak be patkányok, majmok és kutyák kísérletes illetve spontán képződött csontkráterei, csont dehiszcenciái és fenestratios típu sú léziók kezelése után is [60–64]. Egy histomorphometriai vizsgálatban EMD hatását vizsgálták magában vagy GTR technikával kombinálva kutyák furcatio II lézióin [65]. Kutyák premoláris fogaiban kísérletesen furcatio II léziót hoztak létre. A furcatio léziót guttaperchával tömték ki, hogy gyulladásos reakciót váltsanak ki és megakadályozzák a spontán reparációt. Huszonegy nappal később a következő kezeléseket hajtották végre: a) Irányított szövetregeneráció (GTR) + EMD, b) EMD vagy c) módosított Widman-lebeny (kontroll). A nyolc héttel később elvégzett hisztológiai analízis szerint a kontroll-fogak hosszú hámtapadással gyógyultak, minimális új csontszövet kíséretében. Az EMD alkalmazása a furcatio régióban jelentős, teljes értékű parodontális regenerációt eredményezett, és a membrán alkalmazása nem változtatott az eredményeken. Egy másik vizsgálatban majmok mandibuláris furcatio III lézióinak gyógyulását vizsgálták négy kezelési típusba osztva: a) Irányított szövetregeneráció (GTR), b) EMD, c) EMD + GTR vagy d) módosított Widman-lebeny (kontroll) kezelést követően [66]. Mind a GTR és GTR+EMD kezelés teljes parodontális regenerációt eredményezett, új cement, Sharpey-rostok és csontképződés kíséretében minden olyan esetben, amennyiben a membrán nem exponálódott. A csak EMD-mal kezelt léziók váltakozó mértékben, a kontroll léziók pedig alig mutattak regenerációs hajlamot. Összefoglalva az állatmodell-vizsgálatok alapján megállapítható, hogy EMD legalább négy hétig megtapad a kezelt gyökérfelszínen. Kísérletes csont fenes tratios, intraosseális csontkráterek és mandibularis

215

furcatio II léziók esetében kiszámítható módon és mér tékben segíti elő új cement, a cementbe ágyazott gyökérhártyarostok és új csontszövet képződését. Humán hisztológiai vizsgálatok eredményei Az első humán hisztológiai vizsgálat eredményeit Heijl közölte [67]. A szerző egy alsó metszőfogon sebészileg ínyrecessiót hozott létre, majd EMD-mal kezelte. Négy hónappal a műtét után a fogat a körülötte lévő kemény és lágy szövetekkel együtt eltávolították, és hisztológiailag feldolgozták. A hisztológiai vizsgálat ta- núsága szerint az eredeti defektus magaságának 73%át új acellularis cement fedte. Az alveoláris csont az eredeti csontnívó 65%-ban regenerálódott. Egy másik humán vizsgálatban Yukna és Mellonig [68] nyolc páciens 10 verticalis csonttasakját kezelték EMD-mal. A hat hónappal később elvégzett hisztológiai vizsgálat szerint három lézió komplett regenerációt mutatott (azaz új cement, gyökérhártya és csont képződött), és további három gyógyult alapvetően kötőszöveti tapadással, azaz új cement és benne tapadó gyökérhártya rostképződéssel. Négy biopsziás anyagban hosszú hámtapadás volt kimutatható, kötőszövetes regenerá ció jelei nélkül. Egy kontroll csoportos hisztológiai vizs- gálatban a csonttasakot vagy EMD-mal vagy pedig GTR bioresorbeabilis membránnal kezelték [69]. Hat hónap pal később az EMD-mal kezelt esetek átlagos tapadás nyeresége 3,2 ± 1,2 mm, a GTR csoport tapadásnye resége 3,6 ± 1,7 mm volt. A hisztológiai vizsgálat szerint mind a két csoportban a gyógyulás túlnyomóan re- generatív jellegű volt [69]. A hisztológiailag mért Sharpey-rostokat tartalmazó új cement hosszúsága 2,6 ± 1,0 mm volt az EMD és 2,1 ± 1,0 mm volt a GTR csoportban. Az átlagos csonttelődés értéke 0,9 ± 1,0 mm EMD és 2,1 ± 1,0 mm volt a GTR csoportban. Csak egyetlen EMD-mal kezelt esetben fordult elő hosszú hámtapadással kísért sebgyógyulás. A humán biopsias eredmények azt igazolták, hogy az EMD-mal végzett kezelés a GTR technikával összemérhető mértékű és jellegű új parodontális tapadás helyreállítására képes. Ezeket a kezdeti eredményeket még sok további vizsgálat volt képes megerősíteni, nem csupán verticalis csonttasakok, hanem ínyrecessziós típusú léziók esetében is [70–75]. Immunhisztokémiai vizsgálattal megállapítható volt, hogy a gyökérfelszínre felvitt EMD legalább négy hétig stabilan rögzül a gyökérfelszínen, és a kezelést követő sebgyógyulás és átépülési folyamat legalább hat hónapig követhető volt [76–78]. Egy a közelmúltban végzett humán hisztológiai vizsgálatban EMD kezelés után megkísérelték a korai sebgyógyulás stádiumában a 2. és 6. héten tipizálni a gyökérfelszínen kialakuló új szövetet [79, 80]. Az eredmények azt mutatták, hogy a gyökérfelszínen képződő új szövet vaskos, irreguláris felszínű, kollagén rostokból álló, extrinsic rostokat nem tartalmazó szövet volt. A kollagén mátrixban fellelhető elektrodens

216


organikus massza részleges mineralizációra utalt. Nagy- számú sejt beágyazódását lehetett kimutatni, és a felszínt sok nagyméretű mesenchimalis sejt borította. Ennek értelmében a vizsgálók arra a következtetésre jutottak, hogy EMD-mal végzett kezelés után kezdetben csontszövetre emlékeztető szerkezetű, intrinsic rostokat tartalmazó cellularis cement alakul ki extrinsic rostokat hordozó acellularis cementszövet helyett. Az EMD egyaránt képes de novo meneralizált kötőszövetképzésre gyökérsimításon átesett felszínen, valamint natív cementréteg felszínén cementmátrix-képzést serkenteni. Külső gyökér resorpito két esetben fordult elő EMD kezelést követően a 6. és 24. hónapban. Parodontális regeneráció nem jött létre, amen�nyiben az EMD-ot zárt kürettálás után, sebészi feltá rás nélkül jutatták a parodontális csontdefektusba [81, 82]. A rendelkezésre álló humán hisztológiai vizsgála tokból megállapítható volt, hogy lege artis sebészi feltárás után mind verticalis csontdefektusok, mind pedig recessziós típusú léziók esetében a gyökérfelszínre felvitt EMD serkeni a parodontális regenerációt, új cement, cementbe ágyazott gyökérhártya rost és paro dontális csontképződés kíséretében. A gyökérfelszínre felvitt EMD legalább négy hétig kimutatható a humán gyökérfelszínen. Jelenleg nem áll rendelkezésre olyan irodalmi hisztológiai adat, amely alapján értékelhető lenne az EMD regenerációs potenciálja furcatio defektusok esetében. AZ EMD korai sebgyógyulásra kifejtett hatását tanulmányozó kontrollált klinikai vizsgálatok

kelték az EMD korai sebgyógyulásra gyakorolt hatását módosított Widman-lebeny (MWL) műtét után [85]. A módosított Widman-lebenyes műtétre szoruló betegek egyik csoportját EMD-vel kombinált MWL-es műtéttel kezelték, a másik csoportot csak MWL-nyel. A klinikai paramétereket négy időpontban regisztrálták, a műtét előtt, majd 1., 4 és 8. postoperatív héten. Az első hét után mért ínyduzzanat kivételével nem volt olyan para méter, amely szignifikánsan különbözött volna az EMD- mal kombinált, vagy pusztán MWL kezelt oldalak között. Első hét után az EMD-mal kezelt oldal súlyosabb ínyduzzanatot produkált. A vizsgálat arra a konklúzióra jutott, hogy az EMD nincs szignifikáns hatással a parodontális sebgyógyulás korai szakaszára. Az ellentmondásos adatok alapján ma egyértelmű konklúzió nem vonható le a hagyományos parodontális kezelés során alkalmazott EMD korai sebgyógyulást serkentő hatásáról. Verticalis csonttasakok kezelése EMD-mal – Kontrollált klinikai vizsgálatok Konzervatív parodontális kezelés Két, randomizált placebo kontrollos klinikai vizsgálat tanulmányozta a zárt parodontális küret során alkalmazott EMD hatását [86, 87]. Mindkét vizsgálat azt ál lapította meg, hogy ilyen módon alkalmazva az EMD- nak nincs szignifikáns parodontális regenerációt elősegítő hatása.

Sebészi parodontális kezelés A közlemények EMD alkalmazásakor mellékhatások Több vizsgálat kísérletet tett arra, hogy klinikailag tanul- kialakulásáról (allergia, incompatibilitás) még többször mányozza az EMD hatását korai parodontális sebgyó- megismételt kezelések alkalmával sem számoltak be gyulásra [83–85]. Egy kettős vak, placebo kontrollos [88–91]. Egy multicentrikus vizsgálatban (376 beteg, randomizált, split-mouth (tükörszimmetrikus) vizsgálat 11 egyetemi klinika + öt privát praxis) az EMD potensorán közepesen súlyos krónikus parodontitisben szen- ciális szenzibilizáló hatását tanulmányozták olyan pavedő 28 páciens subgingivális depurálást és gyökérsi- rodontális betegeken, akik legalább két alkalommal mítást követően subgingivalis kürettálással távolították részesültek EMD kezelésben legalább két hónapos el a tasak hámbélését és a granulációs sarjszövetet időintervallumon belül [91]. A megismételt EMD keze [83]. Az összes tasakot fiziológiás sóoldattal irrigálták. lés után sem lépett fel semmilyen allergiás reakció Miután a vérzés megszűnt, a gyökérfelszínt 28%-os vagy alakult ki mellékhatás. Csak olyan postoperatív EDTA zselével kezelték két percig. Majd újabb alapos objektív és szubjektív történéseket észleltek, amelyek fiziológiás sóoldat-öblítéssel eltávolították az EDTA-t. elkerülhetetlenül előfordulnak rutin, hagyományos paEzt követően random szelekciós alapon az egyik oldal rodontális sebészi beavatkozást követően is. ra az EMD (teszt), a másik oldalra csak a vivő anyag A kontrollált klinikai vizsgálatok egyértelműen alákerült (kontroll oldal). Mindkét oldalt 1., 2. és 3. hét múl- támasztották, hogy EMD alkalmazását követően szigva értékelték. Ezen felül a betegek vizuális analóg ská- nifikáns szondázási mélységcsökkenés és klinikai talán (VAS) szubjektíven értékelték a postoperatív pana padásnyereség következett be. Továbbá, mint azt szaikat. Az eredmények azt mutatták, hogy az EMD-mal korábban az in vitro kísérleteknél már tárgyaltuk, az kezelt oldal gyógyulási hajlama jobb volt, és kevesebb EMD csökkentette lipopolysaccharida (LPS) vagy peppostoperatív panaszt okozott. A kontroll oldalhoz viszo tidoglycan hatásának kitett egészséges vizsgálati szenyítva az egy héttel a műtét után regisztrált VAS érték mélyekben a lokálisan képződő TNF-α és interleukin-8 ≤ 20 volt magasabb az EMD-mal kezelt oldalon. Egy szisztémás keringésbe jutását. Az IL-10 felszabadulás másik vizsgálatban jól meghatározott klinikai paramé- mértéke azonban változatlan maradt. EMD hatására terek és a páciens szubjektív véleménye alapján érté- négyszeresére emelkedett a perifériás mononuclearis


sejtek cAMP-szintje, amely szintén az EMD gyulladásellenes hatása mellett szól [91]. Egy multicentrikus randomizált placebóval kontrollált tükörszimmetrikus defektusokon végzett vizsgálat 33 páciensen értékelte az EMD klinikai hatását [92]. 36 hónap után az átlagos tapadásnyereség 2,2 mm volt a teszt és 1,7 mm a kontroll csoportban (MWL). Az EMD csoportban a radiológiailag mért csontos telődés 2,6 mm volt, és átlagosan 66%-os csonttasak-telődést mutatott. A kontroll csoportban csontos telődés egyáltalán nem volt kimutatható. Froum és mtsai [93] mély intraossea lis komponensű tasakok esetében hasonlította össze a MWL műtéti eredményeket EMD-mal kombinálva vagy a nélkül. 23 beteg (betegenként legalább két csonttasak) 53 defektusát kezelték MWL+EMD-mal kombinálva, és 31-et csak nyitott kürettel. Egy évvel később az ismételt műtéti feltárást végeztek (reentry). Az eredmények azt mutatták, hogy a MWL + EMD kezelés legalább háromszor annyi új csont képzéséhez és csontos telődéshez vezetett, mint a MWL magában. Az MWL+ EMD kombináció 74%-os, ezzel szemben a nyitott kürett csupán 23%-os csontos telődést eredményezett [93]. A következő kontrollált klinikai vizsgálat 40 betegét kezelték tasaksebészeti módszerekkel és az EMD, egy nem felszívódó és két felszívódó barrier membrán hatását hasonlították össze. Kontrollként a hagyományos MWL technika szolgált [94]. Mind a négy regeneratív technika egyenlő mértékben volt hatásos, és hasonló tasakmélység és tapadásiérték-változások alakultak ki. Mindegyik szignifikánsan jobb eredményeket adott, mint a kontrollként használt MWL technika. Egy, ezt követő prospektív, randomizált, multicentrikus klinikai vizsgálatban módosított papilla preservatiós lebenytechnikát alkalmaztak EMD-mal kombinációban vagy a nélkül [95]. Összesen 83 teszt és 83 kontroll tasakot kezeltek. Az egy év múlva mért eredmények a kontroll csoporthoz képest szignifikánsan nagyobb tapadásnyereségről számoltak be a teszt csoport esetében [95]. Ugyanakkor egy nemrég publikált dupla vak, placebo kontrollos klinikai vizsgálat nem tudott szignifikáns különbségeket kimutatni a csak MWL-nyel illetve MWL+EMD-mal kezelt csoport klinikai és radiológiai paraméterei között [96]. Mély parodontális defektusok esetében azonban a legtöbb kontrollált klinikai vizsgálat a csak MWL-nyel kezelt kontrollokhoz képest egyértelmű szignifikáns tapadásnyereségről és csontos telődésről számol be EMD alkalmazása esetében [92–95, 97–102]. EMD alkalmazása után egyértelműen javult a supraalveolaris lágyszövetek konzisztenciája és kollagén-tartalma a csak MWL technikával kezelt esetekkel összehasonlítva [103, 104]. A postoperativan alkalmazott antibiotikumok (amoxicillin, metronidazol) vagy szelektív cyclo-oxygenase-2 gátlók nem javítottak a postoperatív klinikai paramétereken [105, 106]. További két vizsgálat szerint az EMD hatását nem fokozta az EDTA-val történő kondicionálás [107, 108]. Az összehasonlító vizsgálatok egyaránt jó eredményekről szá-

217

moltak be EMD-vel vagy GTR membránnal végzett kezelések után, függetlenült attól, hogy biorezorbeabilis vagy nem biorezorbeabilis membránt alkalmaztak. Mindegyik esetben közel azonos klinikai eredményeket értek el [94, 98–101, 109, 110]. Egy közelmúltban végzett prospektív multicentrikus randomizált kontrollált klinikai vizsgálatban összehasonlították EMD-vel illetve bioresorbeabilis membránnal végzett regeneratív műtétek eredményeit [110]. 75 súlyos parodontális károsodást szenvedett pácienst gyűjtöttek össze három ország hét centrumából. A sebészi feltárást egyszerűsített papilla-preservatios technikával végezték, és vagy EMD-ot, vagy bioresorbeabilis membránt alkalmaztak. A két típusú regeneratív eljárás eredményei között nem volt különbség. Érdemes azonban megjegyezni, hogy amíg a legtöbb membránműtét valamilyen postoperatív komplikációval társult (legtöbbször a membrán szabaddá válásával), addig az EMD-mal végzett műtétek csupán 6%-ban fordult elő szövődmény. A klinikai vizsgálatok többéves követése (5 év) és kiértékelése kimutatta, hogy EMD kezelést követően tartós postoperatív eredmények érhetők el [111–114]. Verticalis csonttasakok kombinációs kezelési eredményei Experimentális és klinikai vizsgálatok szerint a regene ráció mértékét alapvetően megszabja, hogy az új szö- vetek képzésére a mucoperiostealis lebeny alatt milyen tér áll rendelkezésre [115, 116]. A mucoperiostealis lebeny összeesése következtében nagyon beszűkül az a tér, amelybe az új szövetek benőhetnek és a regeneráció megindulhat. Ez negatívan hat a postoperatív eredményekre. A mucoperiostealis lebeny összeesésének megakadályozására EMD+GTR vagy EMD és különböző csontpótlók kombinációit tesztelték. Az állat és humán hisztológiai vizsgálatok szerint a kombinációs terápiák különböző variációi parodontális regenerációt eredményeztek. Egy kontrollált prostpektív klinikai vizsgálatban verticalis csonttasakokat kezeltek EMD, GTR és EMD+GTR kombinációval, valamint kontrollként MWL technikával [99]. Az eredmények szerint mindhárom regeneratív technika a MWL technikával elérhető eredményekhez képest a klinikai paraméterek szignifikáns javulását eredményezte. Ugyanakkor megállapították, hogy az EMD+GTR kombinációs terápia nem adott jobb eredményt, mint a két regeneratív technika külön-külön. Ezt több másik publikáció is megerősítette [117, 118]. Egy prospektív, split-mouth vizsgálatban 11 beteg összesen 12 pár parodontális defektusát kezelték, egyik oldalon EMD a másik oldalon EMD+ tetracyclinnel bevont ePTFE membránnal [118]. A klinikai eredményeket a műtétet követő 6. és 12. hónapban értékelték. Egy év után az átlagos tapa dásnyereség 1,28 ± 2,04 mm volt az EMD és 1,65 ± 1,29 mm EMD + GTR csoportban. Leszámítva azt, hogy a membránnal kezelt oldalon a pácienseknek jelentősebb postoperatív panaszai voltak, a két technika között nem volt szignifikáns különbség.

218


Sokan vizsgálták és értékelték a verticalis csonttasa kokban alkalmazott EMD + különböző csont és csont- pótló anyagokkal végzett regeneratív műtétek eredmé- nyeit. Humán hisztológiai vizsgálati adatok azt támaszt- ják alá, hogy az EMD és természetes csontpótló vagy EMD és bioaktív-üveg kombinációja a beültetett csont pótló szemcsék körül valóban új gyökércement, parodontális rost és csont képződését eredményezte [119, 120]. Azonban a természetes eredetű csontpótló magában alkalmazva szintén hisztológiailag igazolható regenerációt indukált [119]. Amennyiben azonban a csontdefektus csak bioüveggel töltötték fel, a tasak hosszú hámtapadással gyógyult, és a bioüveg-szemcséket kötőszövetes tok vette körül, idegentest granu lumokat képezve [120]. A különböző csont-transzplan tátumokkal végzett kombinációs vizsgálatok arra is rámutattak, hogy az EMD + DFDBA vagy természetes eredetű hidroxiapatit kombinációval jobb klinikai lágy- és csontszövet paraméterek érhetők el, mint ha a EMD-ot magában alkalmazták [121–124]. Bár egy nemrég elvégzett vizsgálat szerint az EMD + bioüveg kombináció nem adott jobb eredményt, mint az EMD magában alkalmazva [125]. Továbbá az is megállapítást nyert, hogy különböző csontpótlók magukban alkalmazva hasonló klinikai paramétereket produkáltak, mint EMD-mal kombinálva [126–128]. Így elgondolkodtató az is, hogy a csont graft vagy csontpótló anyaga, a defektus alakja és mérete is meghatározó lehet a gyógyulási folyamatban és a regeneráció mértékében. További jól megtervezett klinikai vizsgálatokra van szükség ahhoz, hogy az EMD és különböző regeneratív technikák kombinációjának előnyeiről pontos képet nyerjünk. Ínyrecessiós defektusok kontrollált klinikai vizsgálata Állat és humán hisztológiai vizsgálatok igazolták, hogy amennyiben a buccalis ínyrecessiós defektusokat EMD- mal kombinált koronálisan elcsúsztatott lebennyel korrigálták, nem csupán megfelelő fedést értek el, de ez valódi parodontális regeneráció révén következett be, új cement, gyökérhártyarost és csontképződés kísére- tében [56, 58, 62, 63, 67, 73–75]. Két kontrollált split mouth típusú klinikai vizsgálat során buccalis Miller I-II recessiós ínyrecessziókat kezeltek koronálisan elcsúsz- tatott lebennyel EMD kombinációval vagy anélkül [129, 130]. A viszonylag korai, egyéves eredmények alapján a fognyaki fedést illetően nem volt különbség a két csoport között. AZ EMD alkalmazásával azonban lényegesen vastagabb keratinizált szövet alakult ki, mint az EMD nélkül alkalmazott koronálisan elcsúsztatott lebenytechnikával [130]. A műtéti eredmények további követése szerint két év után az EMD-mal kombinált esetek 53%-ban volt fenntartható a teljes fognyak fedése, szemben az EMD nélküli technikával, ahol ez az érték már csak 23% volt [131]. Az EMD nélküli esetek 47%-a a második évben már ismételten teljes ínyre-

cessiót szenvedett el, ellentétben az EMD-mal kombinált műtétekkel, ahol ez csupán 22%-ban fordult elő. Ez azt mutatja, hogy az EMD alkalmazása tartósabb távlati postoperatív eredményeket garantál. Hasonló klinikai eredményekre jutottak egy másik kontrollált, randomizált klinikai vizsgálatban, melynek során 17 beteg 58 szimmetrikus kontralaterális Miller I, II és III-as, legalább 2-mm-es ínyrecesszióját kezelték egyik oldalon koronálisan elcsúsztatott lebennyel EMD- mal kombinálva, a másik oldalon anélkül. [132]. Hat hónap elteltével az átlagos keratinizált ínyszövet 0,6 mm-rel nőtt a teszt, és 0,05 mm-rel csökkent a kontroll oldalon. A teszt oldalon a gyökér fedése is sokkal jobb volt (92,9%-os fedés a teszt, és csak 66,8% a kontroll oldalon) [132]. Később egy másik vizsgálat hasonló eredményekre jutott [133]. Egy másik kontrollált rando mizált split-mouth típusú vizsgálatban buccalis Miller II-es léziókat kezeltek EMD-mal kombinált koronálisan elcsúsztatott lebennyel az egyik oldalon és subepitelia lis kötőszöveti grafttal kombinált koronálisan elcsúsztatott lebennyel a másik, kontroll oldalon [134]. Az egy évvel később mért eredmények alapján az átlagos gyö- kérfedés a teszt oldalon 95,1%, a kontroll oldalon pedig 93,8% volt. 100%-os gyökérfedést a teszt esetek 89,5%, a kontroll esetek 79%-ban észleltek. Két esetből nyert hisztológiai vizsgálat szerint az EMD + koro- nálisan elcsúsztatott lebeny új gyökércement, Sharpey- rost és alveoláris csont kialakulását eredményezte. A kötőszöveti graft + koronálisan elcsúsztatott lebenytechnika révén az ínylebeny hosszú hámtapadással rögzült a gyökércementen, bizonyos cement rezorpciós hisztológiai jelek kíséretében [75]. Hasonló eredménye- ket mutatott egy másik, ugyanilyen lefolyású multicent rikus vizsgálatsorozat is [135]. A rendelkezésre álló adatok alátámasztják, hogy az EMD fokozhatja a szabaddá vált gyökérfelszín fedésének mértékét, a szabad subepithelialis kötőszöveti graft beültetésével pedig a keratinizált ínytömeg növelhető [134–136]. A legtöbb EMD-mal kombinált koronálisan elcsúsztatott lebenyes műtét tartós (két év) posztoperatív eredményeket biztosított mind a fognyaki fedés, mind a keratinizált ínytömeg vonatkozásában. Ezek az eredmények igazolják azt, hogy az EMD egyaránt fokozza a gingivális fibroblastok proliferációját és serkenti a keratinizációt [131, 137, 138]. Furcatio defektusok kontrollált klinikai vizsgálatai Furcatio defektusok esetében kontrollált vizsgálatokból származó adatok, amelyekben lebenyes műtétet (MWL) végeztek magában vagy EMD-mal kombinálva, még nem állnak rendelkezésre. Egyik multicentrikus, randomizált, split-mouth típusú vizsgálatban mandibulá ris furcatio II defektusokat kezeltek egyik oldalon GTR technikával, a másik oldalon EMD-mal kombinált MWL- nyel [139, 140]. A vizsgálatban 44 páciens összesen 90 kontralaterális, egymással összehasonlítható para-


méterű furcatioléziója vett részt. A defektusokat random szelekciós alapon egyik oldalon biorezorbeabilis membránnal, a másik oldalon pedig EMD-mal kezelték. Az eredményeket a 8. és 14. hónapban értékelték ki a következő paraméterek alapján: ínyszél helyzete, tasakmélység, tapadásveszteség, szondázási ínyvérzés, és öt meghatározott buccalis ponton egy fogkoronára helyezett referencia blokktól mért csontnívó. Az eredmények az összes paraméter vonatkozásában mindkét esetben szignifikáns javulást mutattak. A horizontális furcatio mélységcsökkenés középértéke 2,8 mm (1,5 mm–3,5 mm) volt a teszt és 1,8 mm (1,0 mm–2,8 mm) a kontroll oldalon. Teljes furcatio telődés 45 esetből nyolcnál fordult elő a teszt és 3 esetben a kontroll oldalon. Részleges telődést mindkét esetben 27/45 észleltek, és nem változott 9 a teszt és 11 a kontroll oldalon. A teszt oldalon egy, a kontroll oldalon 4 esetben romlottak a paraméterek. Egy héttel a műtét után teljesen fájdalommentes volt a teszt csoport 62% és duzzanatmentes 44%, szemben a kontroll oldalon tapasztalt 12%- és 6%-os értékekkel. Ezekből az eredményekből arra a következtetésre juthatunk, hogy szig- nifikánsan nagyobb horizontális furcatio telődés érhető el EMD-mal végzett kezeléssel és kisebb a postoperatív komplikáció is, mint GTR technika esetében. Konklúzió Az irodalmi összefoglalóban előtárt adatok alapján a következő végső konklúziók vonhatók le: a. A sebészi feltárásban alkalmazott EMD elősegíti a teljes értékű parodontális regenerációt. Zárt kürett

219

során a tasakba bevitt EMD nincs hatással a parodontális regenerációs folyamatra. b. A mély parodontális csonttasakok esetében az EMD- mal kombinált MWL technika szignifikánsan jobb postoperatív klinikai paramétereket eredményezett, mint a MWL technika magában. Az EMD kezelés kapcsán nyert klinikai eredmények megegyeznek a GTR technikákkal elérhető regenerációs eredményekkel, és a postoperatív eredmények tartósak. c. A verticalis csonttasakok EMD+GTR kombinációs kezelése nem adott szignifikánsan jobb postoperatív eredményt, mint a két technika önmagában alkalmazva. d. AZ EMD bizonyos csontpótló anyagokkal és csontgraftokkal kombinálva bizonyos mértékig javítja a regeneráció mértékét a csak EMD-mal kezelt esetekkel összehasonlítva. Azonban még további jól kontrollált vizsgálatok szükségesek annak eldöntésére, hogy ez az adjuvás hatás milyen mértékű, mennyire kiszámítható és milyen csontpótlóval működik a legoptimálisabb módon. e. A recessiós típusú léziók EMD+ koronálisan elcsúsz- tatott lebenyes technikával kezelve kiszámítható fognyaki fedést biztosítottak, és az EMD elősegítette új cement, Sharpey-rost és alveoláris csont képzését, és ugyanakkor fokozta a keratinizált ínytömeget is. Az EMD-mal kombinált műtét tartósabb postoperatív eredményeket garantál, mint a koronálisan elcsúsztatott lebenytechnika. f. A Z EMD mandibularis II. fokú furcation léziók esetében fokozhatja a parodontális regenerációt, és a klinikai eredmények megegyeznek a GTR műtét után kapott regenerációs paraméterekkel.


Department of Periodontology, Radboud University Medical Center, Nijmegen, The Netherlands*, Department of Periodontology, Semmelweis University of Medicine, Budapest, Hungary**

Emdogain in Regenerative Periodontal Therapy A Review of the Literature Dr. Anton Sculean*, Dr. Péter Windisch**, Dr. Ferenc Döri**, Dr. Tibor Keglevich**, Dr. Balint Molnár**, Dr. István Gera**

The goal of regenerative periodontal therapy is the reconstitution of the lost periodontal structures (i.e. the new formation of root cementum, periodontal ligament and alveolar bone). Results from basic research have pointed to the important role of the enamel matrix protein derivative (EMD) in the periodontal wound healing. Histological results from animal and human studies have shown that treatment with EMD promotes periodontal regeneration. Moreover, clinical studies have indicated that treatment with EMD positively influences periodontal wound healing in humans. The goal of the current overview is to present, based on the existing evidence, the clinical indications for regenerative therapy with EMD. Surgical periodontal treatment of deep intrabony defects with EMD promotes periodontal regeneration. The application of EMD in the context of non-surgical periodontal therapy has failed to result in periodontal regeneration. Surgical periodontal therapy of deep intrabony defects with EMD may lead to significantly higher improvements of the clinical parameters than open flap debridement alone. The results obtained following treatment with EMD are comparable to those following treatment with GTR and can be maintained over a longer period. Treatment of intrabony defects with a combination of EMD + GTR does not seem to additionally improve the results compared to treatment with EMD alone or GTR alone. The combination of EMD and some types of bone grafts/bone substitutes may result in certain improvements in the soft and hard tissue parameters compared to treatment with EMD alone. Treatment of recession-type defects with coronally repositioned flaps and EMD may promote formation of cementum, periodontal ligament and bone, and may significantly increase the width of the keratinized tissue. Application of EMD seems to provide better long-term results than coronally repositioned flaps alone. Application of EMD may enhance periodontal regeneration in manibular ClassII furcations. The clinical results are comparable to those obtained following GTR. Key words: enamel matrix protein derivative, cementogenesis, regenerative periodontal therapy, review

Introduction Results from basic research have indicated the role of the different types of cementum for attaching the tooth and for the reparative processes in the entire periodontium. Acellular cementum is the most impor tant tissue for the insertion of collagen fibres and plays thereby the largest role in attaching the tooth to the alveolar socket [1]. Studies of Slavkin and Boyde [2] and Slavkin [3] have shown that proteins, which are secret ed during the tooth development by the Hertwig’s root sheath, play a crucial role in the formation of acellular root cementum. These proteins referred to as enamel matrix proteins (EMP) constitute the largest part of the enamel matrix [1, 4]. They consist of a whole family of proteins, from which 90 % are Amelogenin, and the remaining 10% consist of prolin-rich non-Amelogenins, Tuftelin, and other serum proteins [4]. It has been shown that the chemical structure of Amelogenin remained more or less constant during evolution, even among the individual animal species, exhibiting only slight differences [4]. In a series of animal experiments

on root development in rats, monkeys and pigs, it was immunohistologically demonstrated that the concentration of Amelogenin rises dramatically during tooth development [1]. In addition a close connection between acellular cementum and Amelogenin exists [1]. These results have been also confirmed in investigations of human teeth, whereby some histological sections showed a thin layer of highly-mineralized enamel like tissue between dentin and root cement. This observation permits the assumption that the attachment of enamel matrix must occur on the dentin surface before the emergence of acellular cementum [1]. Based on these results several in vivo experiments in animal models were conducted [1]. In an experiment the lateral incisors of two monkeys were extracted. Immediately after the extraction a standardized cavity in the root surface was created mesially and distally. The test cavities were then filled with an enamel matrix derivative (EMD), while the control cavities remained untreated. All teeth were reimplanted into their original alveoli. Histological evaluation eight weeks after reimplantation resulted in formation of acellular cementum


in the defects treated with enamel matrix derivative; whereas in the untreated control defects only a reparative, cellular cementum developed [1]. On the basis of these findings the enamel matrix derivative (EMD) from the tooth pouches of not erupted teeth from young pigs were isolated, purified and lyophylisated. Since EMD are an extreme hydrophobic substance, they were brought by means of a propylene glycol alginate (PGA) carrier into soluble form before their use in regenerative periodontal therapy [5]. A recent study has identified enamel matrix proteins and proteolytic enzymes present in EMD and compared them with those extracted from developing porcine enamel itself [6]. The results have shown that while developing enamel contained amelogenins, albumin, amelin, and enamelin, EMD contained only amelogenins. Thus, at the time being it may be assumed that the main component of EMD are amelogenins [4–6]. A technique or a material must, however, fulfil the following criteria in order to be classified as “regeneration-promoting” [7]: • In vitro studies, which confirm the action mechanism. • Controlled histological animal studies, which demonstrate formation of new root cementum, periodontal ligament and alveolar bone. • H uman biopsies, which show formation of root cementum, periodontal ligament and alveolar bone on a plaque-infected root surface. • C ontrolled clinical studies, which prove a gain of clinical attachment and radiological new bone formation. In the following overview, the existing evidence regarding the clinical use of EMD is provided.

221

enchymal cells by inhibiting epithelial cells and, in the same time, it promotes the release of autocrine growth factors from PDL fibroblasts [12]. Similar findings were also reported by Okubo et al. [13] who demonstrated that EMD has no appreciable effect on osteoblastic differentiation although it stimulates cell growth and IGF-1 and TGF-β1 production in PDL cells. Palioto et al. [14] have evaluated the effect of EMD, IGF-1, and the combination of these two factors on the proliferation, adhesion, migration, and expression of type I collagen in PDL fibroblasts. The results have indicated that the proliferation of PDL fibroblasts was significantly stimulated by EMD and EMD plus IGF-1 in a dose- and time-dependent manner whereas these factors did not affect adhesion, migration, or expression of type I collagen of these cells. Other data indicate that EMD may contain additional mitogenic factors such as TGF β and BMP-like growth factors that stimulate fibroblastic proliferation and contribute to the induction of biomineralization during periodontal regeneration [15–18]. Keila et al. [19] have investigated the effects of EMD on rat bone marrow stromal cells (BMSC) and on gingival fibroblasts (GF). EMD increased the osteogenic capacity of bone marrow and mineralized nodule formation. The presence of EMD in the initial stages (first 48 hrs) of the culture was crucial for this effect. In contrast, EMD did not induce osteoblastic differentiation of GF but increased up to two-fold both their number and the amount of matrix produced. In further investigations it was shown that the attaching growth and metabolic rate of PDL fibroblasts increased significantly when EMD was added in cell cultures, and that EMD may convert the differentiation pathway of a pluripoIn vitro studies tent C2C12 mesenchymal cells into osteoblast and/or Several in vitro investigations were carried out to study chondroblast lineage [8–10, 12, 20]. PDL fibroblasts the mechanism of EMD on the periodontal ligament showed a significantly increased alkaline phosphatase and gingival fibroblast and on bone cells [8–40]. Thus, activity following the application of EMD and it enin a series of laboratory studies the migration, attach- hanced human PDL fibroblast proliferation [21, 22]. In ing, proliferation, biosynthetic activity of PDL cells and the presence of EMD, human PDL fibroblasts showed formation of mineralized nodules following the applica some morphological changes that made them more tion of EMD were examined. To determine the possi- similar to cementoblasts than to fibroblasts, suggestble presence of existing polypeptide factors immuno ing a process of cellular differentiation [22]. A recent assays were performed [5, 8]. The results have shown study examined the influence of EMD on the viability, that: a) under in vitro conditions EMD promotes the proliferation, and attachment of periodontal fibroblasts proliferation of periodontal ligament (PDL) fibroblasts, to diseased root surfaces [23]. PDL cell proliferation but not that of epithelial cells, b) the total protein syn appeared to be ameliorated following exposure to EMD thesis of the PDL fibroblasts increases, and c) the for and the SEM analysis suggested that cellular attachmation of mineralized nodules by PDL fibroblasts is ment to diseased dentin was enhanced following EMD promoted. PDL fibroblasts treated with EMD displayed application. Further investigations have demonstrated an increased intracellular cAMP concentration and that EMD significantly increased the mRNA synthesis autocrine releasing of TGF-β1, IL-6 and PDGF AB in of the matrix proteins – versican, byglycan and decocomparison to the control group (without addition of rin – and led to an increased hyaluronan synthesis in EMD) [12]. Although the epithelial cells showed an in- the gingival and PDL fibroblasts [9]. It was also sugcreased release of cAMP and PDGF AB following the gested that integrins are involved in the interaction of additional application of EMD, their proliferation and PDL and gingival fibroblasts with EMD [24]. Howevgrowth rate was inhibited [10, 12]. It was concluded er, it has to be emphasized that in most studies EMD that EMD simultaneously promotes the growth of mes- had a stronger effect on the PDL fibroblasts than on

222


gingival fibroblasts. Other experimental investigations have shown that the application of EMD can regulate the expression of the genes associated with cementoblasts which in turn affects crucially the mineralization process [25]. Inoue et al. [26] showed that EMD can alter the phenotype of PDL cells when cultured on different dental materials (i.e. Gutta percha, amalgam etc.). On the other hand, it has to be mentioned that some studies have failed to show any influence of EMD upon the proliferation of mouse fibroblasts and marrow stromal cells [27]. Very recent data have suggested that EMP aggregate on the dentin surface and inhibit the effect of the demineralized dentin matrix [28]. A study investigating clot adhesion to protein conditioned human dentin blocks indicated that EDTA was less efficacious than citric acid (CA) in removing smear layer and in exposing dentin tubules and collagen. Fibrin clot adhesion was best supported by the CA-treated dentin surface. The results have also indicated that BSA- or EMD-treated surfaces poorly retained the fibrin clot and produce a surface morphology similar to that of the smear layer [29]. Kawase et al. [30] examined the effect of EMD on the proliferation of oral epithelium cells (SCC25). After 3 days of treatment with EMD, cell division was prevented and at the same time the cell cycle was stopped in the G1 phase and EMD limited significantly the expression of Cytokeratin-18 (CK18). Authors conclud ed that EMD does not possess a cytostatic but rather, a cytotoxic effect on epithelial cells [30]. In an in vitro study the combination of 4 mg EMD and active demineralized freeze-dried allogenic bone (DFDBA) showed an increased bone induction with osteopromotive characteristics [31]. Schwarz et al. [32] have shown that EMD stimulates the early stages of the osteoblast mat uration by increasing cell proliferation and later promotes cell differentiation on mature cell lines. A stimulatory role of EMD on mineralized tissue formation by modulating regulatory molecules critical to bone metabolism at the RNA level has also been reported [33]. Schwarz et al. [34] indicated that EMD enhanced cell proliferation and viability of human SaOs(2) osteo blasts on SLA titanium implants in a concentration-dependent manner. Treatment of osteoblasts with EMD significantly stimulated cell proliferation and fibroblast growth factor (FGF)-2 expression, but decreased alkaline phosphatase expression [35]. It was also suggested that EMD might elicit its mitogenic signal through an EMD-specific receptor [36]. It seems that EMD treatment may enhance cellular activities of osteoblasts and of osteoclasts which in turn might support the regeneration of periodontal bony defects [37]. Since soluble peptides released from EMD may contribute to the stimulating effects on cell proliferation, a direct contact between EMD and osteoblasts might not be required to induce cell proliferation [38]. Shimizu et al. [39] have examined the ability of EMD to regulate bone sialoprotein (BSP) gene transcription in osteoblast-like cells.

The findings have identified EMD response elements in the rat BSP gene promoter that might mediate the effects of EMD on BSP gene transcription. A very recent study has evaluated the effect of a combination of a bioactive glass and EMD upon the proliferation and differentiation of the mouse preosteoblastic cell line MC3T3-E1 [40]. The results have indicated that both BG alone or coated with EMD have the ability to support the growth of osteoblast-like cells in vitro and to promote osteoblast differentiation by stimulating the expression of major phenotypic markers. The bioactive granules coated with EMD reveal ed, however, significantly higher protein production than the bioactive granules alone. Parkar and Tonetti [41] have evaluated the selective effects of EMD on the activities of 268 cytokine, growth factor, and receptor genes in PDL. The results have indicated that 46% (125 of 268) of the tested genes were found to be expressed by the PDL cells. Of these 125 genes, 38 were differentially expressed by PDL cells which had been cultured in the presence of EMD. Among the 38, 12 were found to be down-reg ulated, notably mostly inflammatory genes, whereas 26 genes demonstrated upregulation, many of these coding for growth factors and growth factor receptors. It was concluded that EMD down-regulates the expression of genes involved in the early inflammatory phases of wound healing while simultaneously upregulating genes encoding growth and repair-promoting molecules. It is important to note that certain antibacterial effects and disturbances of bacterial adherence were also found to be influenced by EMD [42–47]. It was concluded that the antibacterial effect of EMD is mainly due to the effect of the PGA carrier. These findings were later confirmed demonstrating a direct influence of EMD on the vitality of supragingival dental plaque in vivo [43]. In a further investigation it was demonstrated that EMD inhibits the growth of the periodontal pathogenic bacteria Actinobacillus actinomycetem comitans, Porphyromonas gingivalis and Prevotella intermedia. 24 hours following the application of EMD no living colonies of these pathogenic bacteria could be observed. Moreover, EMD demonstrated no negative effect on gram positive bacteria [44]. The inhibiting effect of EMD on periodontal pathogenic bacteria was also confirmed by others [45, 46]. Recent data also suggest that Porphyromonas gingivalis diminishes the effect of EMD on PDL cells in vitro through a cooperative action of gingipains [47]. Rincon et al. [48] have evaluated the influence of EMD on cultured gingival fibroblasts, periodontal ligament fibroblasts and dermal fibroblasts, using an in vitro model of wound healing. The results have demonstrated that cells in vitro fill an empty space by a combination of proliferation and cell migration thus indicating that EMD may exert an influence on cells involved in wound healing. In a study Mirastschijski et al. [49] examined the in vit-


ro effects of EMD on dermal fibroblasts and on microvascular endothelial cells. EMD treatment increased the amount of granulation tissue and accelerated time to complete epithelialization by 3 days compared to the vehicle treatment. In cultured fibroblasts, vascular endothelial growth factor levels in conditioned media were increased more than fivefold. EMD also increased release of matrix metalloproteinase-2 more than threefold from fibroblasts and from endothelial cells. It was concluded that EMD significantly accelerated wound closure in rabbits, possibly by increasing levels of growth factors and proteinases important for granulation tissue formation and granulation. It was shown that EMD may express some angiogenetic effects which might play an important role in early wound healing [50]. Recent results have pointed to the anti-inflammatory properties of EMD which attenuated the release of TNF-α and interleukin-8 in whole blood from healthy donors challenged by lipopolysaccharide or peptidoglycan [51]. Furthermore, it was shown that EMD inhibits the attachment of a typical breast cancer cell line (MCF-7) to a bone matrix, thus suggesting that EMD might be useful as an anti-adhesive agent for breast cancer cells to bone in vivo [52]. In conclusion the data from in vitro studies strongly indicate that EMD affects important wound healing mechanisms. However, at the current time, it appears that the underlying molecules and mechanisms are still not completely understood.

223

defects may significantly stimulate proliferation of periodontal ligament cells [54]. However, this effect was limited to the first 4 weeks following surgery, thus indicating that the main effect of EMD is limited to the early stage of periodontal wound healing. In an experimental study in rat periodontal window wounds in which there is no microbial biofilm or epithelial downgrowth defects were filled with either vehicle (control) or EMD (test) [55]. The animals were sacrificed at 7, 14 and 21 days after wounding. Specimens of periodontium were immunostained for osteopontin, bone sialoprotein, osteocalcin as markers of osteogenic differentiation and for α-smooth muscle actin, a myofibroblastic marker. The results have indicated that EMD did not apparently affect the expression of differentiation markers or bone matrix protein synthesis in the repopulation response of wounded rat molar periodontium. It was suggested that the effect of EMD on wound healing in the periodontium may be independent of differentiation in the cell populations examined in the type of model used [55]. In a controlled histological study, recession defects were created and treated with EMD [56]. Standardized defects were created, by surgically removing the entire buccal bone plate and the root cementum. The test defects were treated with EMD, while in the control defects a coronally repositioned flap was made. Eight weeks after surgery the animals were sacrificed and the appropriate jaw segments histologically evaluated. The results have shown that in all test defects a new periodontium, i.e. acellular cementum with inserting collagen fibers and new alveolar bone develControlled histological studies oped. In the control defects, the healing was characin animals terized by a long junctional epithelium with very limited In an experimental study in rats the effects and distri- cementum and new bone formation. If in the control bution of EMD in the periodontal tissues of maxillary defects new cementum was formed, it was mostly celrat molars transplanted to a subcutaneous position in lular and only partly attached at the root surface. An the abdominal wall was studied [53]. Molars were trans- interesting aspect of this study is that in the test deplanted with or without EMD either immediately after fects no root resorption occurred, while in the control extraction or after drying them for 30 min. After 2 days, defects the root resorption was a very frequently found 1, 2 or 4 weeks the rats were killed and the teeth were phenomenon. It is important to mention that during the examined by means of light microscopy and immuno entire study period no oral hygiene measures were histochemistry with anti-amelogenin antibodies. The carried out. In an experimental study in monkeys acute results revealed that teeth transplanted immediately fenestration-type defects were surgically created and after extraction showed formation of alveolar bone subsequently treated with a) Guided Tissue Regenerseparated from the dental roots by a periodontal space, ation (GTR), b) EMD, or c) coronally repositioned flaps regardless of the use of EMD. Among the teeth that (control) [57]. The results have shown that all 3 treatwere transplanted with EMD after drying for 30 min, ment approaches enhanced formation of new connecnew alveolar bone was formed in five out of eight teeth tive tissue attachment and new bone without major after 2 and 4 weeks. None of the teeth that were dried differences between the groups. However, the results for 30 min. and transplanted without EMD showed al- also indicated that acute fenestration-type defects do veolar bone formation. Only one tooth transplanted not seem to be the ideal model for testing the potenwith EMD showed root resorption after drying, while tial of any type of regenerative approach [57]. In two resorption was noted in all teeth transplanted without subsequent studies in monkeys, recession-type and EMD. EMD was detected already after 2 days on all intrabony defects were created surgically and then exteeth transplanted with EMD and was still demonstra- posed to dental plaque infection [58, 59]. Following ble after 4 weeks. Results from an experiment in dogs initial periodontal therapy consisting of oral hygiene have shown that the application of EMD in intrabony measures and topical application of chlorhexidine the

224


defects were treated with one of the following therapies: a) Guided Tissue Regeneration (GTR), b) EMD, c) EMD + GTR, or d) with open flap debridement surgery (control). The histological investigation has shown that in the control defects the healing was characterized by a long junctional epithelium and a limited periodontal regeneration. The treatment with GTR, EMD and EMD + GTR resulted in formation of cementum with inserting collagen fibres as well as of alveolar bone [58, 59]. Comparable results were also reported in spontaneous intrabony and experimentally created intrabony, recession and dehiscence-type defects in rats, dogs and monkeys [60–64]. A histomorphometric al study in dogs has evaluated the effectiveness of EMD to induce regeneration of periodontal tissues in Class II furcation lesions with or without GTR [65]. Experimental Class II furcations were made in the premolars of 4 dogs. The furcation defects were filled with gutta percha to induce an inflammatory response and to prevent spontaneous repair. 21 days after creation of the defects following treatments were performed: a) Guided Tissue Regeneration (GTR), b) EMD, or c) with open flap debridement surgery (control). The histological analysis at 8 weeks following therapy has revealed that in the control group healing was characterized by formation of a long junctional epithelium and limited bone formation. Treatment with EMD led to significant regeneration of the furcation lesions while the association with membranes was detrimental. Another study has evaluated histologically in monkeys the healing of mandibular ClassIII furcation defects following treatment with: a) Guided Tissue Regeneration (GTR), b) EMD, c) EMD + GTR, or d) with open flap debridement surgery (control) [66]. The results have shown that treatment with GTR or EMD + GTR resulted in format ion of new cementum with inserting collagen fibers while new bone was filling the defects in the situation where the membrane was not exposed. The sites treated only with EMD exhibited new attachment and new bone formation to a varying extent, while the control sites presented only limited new attachment and bone formation. In conclusion, the data from animal studies indicate that EMD is present on the treated root surfaces for a period of at least 4 weeks and predictably promotes formation of cementum, periodontal ligament and bone in fenestration, recession, intrabony and mandibular ClassII furcation defects.

showed that a new layer of acellular root cementum covered 73% of the original defect depth. New alveolar bone has regenerated on 65% of the initial bone height. In another study Yukna and Mellonig [68] treated 10 intrabony periodontal defects in 8 patients with EMD. The histological analysis 6 months after the treatment has shown in 3 biopsies a complete periodontal regeneration (i.e. new formation of root cementum, periodontal ligament and alveolar bone), while in 3 further biopsies, the healing was characterized by a new connective tissue attachment (i.e. new cementum with inserting collagen fibers). Four biopsies healed by a long junctional epithelium and without any signs of periodontal regeneration. In a comparative clinical and histological investigation the healing of intrabony periodontal defects was evaluated following treatment with EMD or Guided Tissue Regeneration (GTR) with a bioabsorbable barrier [69]. Six months after therapy, the clinical attachment level (CAL) showed a mean gain of 3.2 ± 1.2 mm in the EMD group and of 3.6 ± 1.7 mm in the GTR group. The histological analysis showed that in both groups the healing was mainly characterized by periodontal regeneration [69]. The mean value of new cementum and periodontal ligament amounted to 2.6 ± 1.0 mm in the EMD group and to 2.1 ± 1.0 mm in the GTR group. The mean value of new alveolar bone was 0.9 ± 1.0 mm in the EMD group and 2.1 ± 1.0 mm in the GTR group. A reparative healing by a long junctional epithelium occurred only in one biopsy from the EMD group. The results of the study have provided evidence that treatment with EMD promotes periodontal regeneration in humans and may lead to comparable clinical and histological results to GTR therapy. These results were confirmed in subsequent reports by other authors, not only in intrabony but also in recession-type defects [70–75]. Subsequent immunohistological studies have shown that following surgery EMD remains up to 4 weeks on the root surface and, the wound healing and/or remodelling process can be followed for a period of up to 6 months after treatment with EMD therapy [76–78]. A very recent human histological study has attempted to characterize the tissues developing on the root surface at 2 to 6 weeks following treatment of intrabony defects with EMD [79, 80]. The results have shown that the newly formed tissues on the root surfaces were thick, collagenous, devoid of extrinsic fibers, and had an irregular surface contour. The presence of electron-dense, organic material in the collagenous matrix indicated at least partial mineralization. Embedded cells were numerous and the cells on the matrix surface were very Results from human histological studies large in size. It was concluded that following treatment Results of the first human-histological biopsy were with EMD, a bone-like tissue resembling cellular intrinpublished by Heijl [67]. A recession defect on a lower sic fiber cementum may develop on the root surfaces, incisor was surgically created and treated with EMD. instead of acellular extrinsic fiber cementum. FurtherAfter a healing period of 4 months, the tooth as well as more, EMD may both induce de novo formation of a the surrounding soft and hard tissue was extracted and mineralized connective tissue on scaled root surfaces histologically evaluated. The histological investigation and stimulate matrix deposition on old native cemen-


tum. External root resorption was observed in 2 cases at 6 and 24 months following treatment with EMD while no periodontal regeneration was observed, when EMD was applied in a non-surgical way into intrabony periodontal defects [81, 82]. Based on the available evidence from human histological studies it may be concluded that the application of EMD in conjunction with periodontal surgery may promote formation of new cementum, periodontal ligament and bone in intrabony and recession defects. Moreover, when applied during periodontal surgery EMD can be detected on the root surfaces for a period of at least 4 weeks. Based on current knowledge, there are no histologic data from human material evaluating the regenerative potential of EMD in furcation defects. Controlled clinical studies evaluating the effect of EMD on early wound healing

225

flap-surgeries in those sites treated with EMD is not different from control sites. Based on the available data, at the current time it appears that no definitive conclusions can be drawn to what extent the additional application of EMD may additionally enhance early wound healing following conventional periodontal therapy. Controlled clinical studies in intrabony defects Nonsurgical periodontal therapy Two randomized, placebo controlled clinical studies have evaluated in intrabony defects the effects of EMD as adjunct to nonsurgical periodontal therapy [86, 87]. Both studies have failed to show a significant benefit of using EMD during nonsurgical periodontal therapy.

Surgical periodontal therapy Side effects such as incompatibility or allergic reacSeveral studies have attempted to evaluate the effect tions even after repeated treatment with EMD, for exof EMD treatment on early wound healing [83–85]. In a ample, were not reported in any published studies double-masked, split-mouth, placebo-controlled, ran- [88–91]. A multi-centre study (11 universities and five domized study, 28 patients with moderately advanced private practices) evaluated the potential for sensitichronic periodontitis were scaled and root planed, and zation to EMD in periodontal patients treated at least the soft tissue wall of the pocket was curetted to re- twice with at least 2 months between treatments [91]. move pocket epithelium and adjacent granulation tis- Intrabony defects in 376 patients were treated and sue [83]. All experimental sites were carefully irrigat- the second test defect was treated in a similar maned with saline. When the bleeding from the pocket had ner at least 8 weeks after the first surgery. No cliniceased, a 24% EDTA gel was applied in the sites and cal adverse reactions to multiple applications of EMD retained for 2 min. The sites were then thoroughly irrig were noted. The results demonstrated a lack of clinical ated with saline to remove EDTA remnants. Subse adverse reactions following 2 separate applications of quently, left and right quadrants were randomized to EMD. Any subjective/objective adverse reactions exsubgingival application of EMD (test) or vehicle (con- perienced by the patient were typical complications trol). All sites were re-examined clinically after 1, 2 and following routine periodontal surgery and were not di3 weeks. In addition, a visual analogue scale (VAS) rectly related to the use of EMD. Data from controlled was used to score the degree of post-treatment dis- clinical studies have demonstrated that treatment of incomfort. The results indicated that EMD topically ap- trabony defects with EMD results in a significant reducplied in instrumented sulci enhance the early healing tion of the probing depths and gain of clinical attachof periodontal soft tissue wounds. Furthermore, at 1 ment. Moreover, it was shown that EMD attenuated week, the proportion of patients reporting a VAS score the release of TNF-α and interleukin-8 in whole blood ≤20 was significantly higher for the EMD treated quad from healthy donors challenged by lipopolysaccharants than for controls. Another study has evaluated ride or peptidoglycan, while the release of interleukinby clinical means and as patient perception of post- 10 was unchanged. EMD also produced a four-fold operative events, the effect of EMD on the healing of increase in the cAMP levels of peripheral blood monosoft-tissue wounds following periodontal surgery [85]. nuclear cell lysates, which in turn suggested that EMD Patients scheduled for periodontal flap surgery were has anti-inflammatory properties [91]. A randomized, treated with either modified Widman flap and applica- placebo controlled multicenter-study examined the tion of EMD (test) or with modified Widman flap alone effectiveness of EMD in the split-mouth procedure in (control). Clinical measurements were taken at four 33 patients [92]. The results after 36 months showed different points in time: at surgery, 1, 4 and 8 weeks a mean CAL gain of 2.2 mm in the test group and of after surgery. The results revealed that of all param- 1.7 mm in the control group (open flap debridement). eters evaluated, none showed a significant difference The radiologically determined bone gain amount- between the control and EMD groups, except for gin- ed to 2.6 mm in the test group, with a 66% fill of the gival swelling at the 1-week assessment where the bone defects. However, the control teeth did not show EMD group exhibited a higher swelling score. It was any bone gain. In another controlled clinical study concluded that the early wound healing of periodontal Froum et al. [93] compared the treatment of deep in-

226


trabony defects by open flap surgery with and without EMD. In 23 patients with at least 2 intrabony defects each a total of 53 defects were treated with open flap surgery + EMD and 31 were treated only with open flap surgery alone. After a healing phase of 12 months the defects were again opened and the defect fill measured. The results showed that the treatment with open flap surgery + EMD resulted in a 3 times larger defect fill than the treatment with flap surgery alone (74% defect fill after flap surgery + EMD vs. 23% defect fill after flap surgery alone) [93]. In a further prospective, controlled clinical study a total of 40 patients were treated by surgical therapy with either EMD or GTR with a non-bioabsorbable or with 2 bioabsorbable barriers and compared to the open flap surgery (control) [94]. All 4 regenerative procedures were equally effective regarding probing depth (PD) reduction and CAL gain and, significantly better than the control treatment. A prospective, randomized, multi-centre clinical study reported the treatment of intrabony defects with the papilla preservation technique with and without auxiliary application of EMD [95]. A total of 83 test and 83 control defects were treated. After 1 year the results showed significantly higher CAL gain in the test group than in the control group [95]. On the other hand, one very recent randomized, double-masked, placebo-controlled clinical trial has failed to show significant differences in clinical and radiographic parameters following treatment of intrabony defects with open flap debridement and application of EMD or placebo [96]. However, most data from controlled clinical studies indicate that the additional application of EMD in the context of surgical therapy of deep intrabony periodontal defects may lead to significantly higher gains of clinical attachment and defect fill compared to open flap debridement [92–95, 97–102]. Surgical treatment with EMD was also demonstrated to significantly improve supracrestal soft-tissue density compared to open flap debridement alone [103, 104]. However, neither the postoperative administration of amoxicillin and metronidazole, nor of a selective cyclo-oxygenase-2 inhibitor seemed to additionally enhance the clinical results [105, 106]. Furthermore, two studies have suggested that the clinical outcomes in intrabony defects treated with EMD do not depend on the use of EDTA root conditioning [107, 108]. Comparative studies reported similar results after treatment of intrabony defects with EMD or GTR, whereby the type of the GTR barrier (non bioabsorbable or bioabsorbable) did not play a role [94, 98–101, 109, 110]. The clinical results are comparable to those after GTR therapy. A recent prospective multi-centre, randomized, controlled clinical trial compared the clinical outcomes of EMD versus GTR with a bioabsorbable membrane [110]. Seventy five patients with advanced chronic periodontitis were recruited in 7 centres in 3 countries. The surgical procedures included access for root instrumentation using the simplified papilla preser-

vation flap and either the application of EMD or placement of a resorbable GTR membrane. The results of the trial have failed to demonstrate superiority of one treatment over the other. It was interesting to note that all cases treated with GTR presented at least one surgical complication, mostly membrane exposure, while only 6% of EMD treated sites displayed complications. The data also indicate that the clinical results after treatment of intrabony defects with EMD can be maintained over a longer time period (up to 5 years) [111– 114]. Combination therapies in intrabony defects Experimental and clinical studies have indicated that the extent of the regeneration is determined by the available space under the mucoperiostal flap [115, 116]. A collapse of the mucoperiostal flap may limit the area needed for the regeneration process and may thus affect the result of the therapy. In order to avoid these disadvantages, combination therapies between EMD and GTR and/or EMD and bone substitutes were tested. Observations from animal-histological and humanhistological studies have demonstrated periodontal re generation after treatment of intrabony defects with some of these combinations. In a prospective, controlled, clinical study the treatment of intrabony defects was evaluated following treatment with EMD, GTR, a combination of EMD + GTR, and open flap surgery [99]. The results have shown that all 3 regenerative procedures resulted in a significantly higher improvement of the clinical parameters compared to the conventional flap surgery; whereby the combination of EMD + GTR led to no additional improvement. Comparable results were also reported by others [117, 118]. A prospective, controlled split-mouth study has evaluated in 11 patients with a total of 12 pairs of intrabony defects the clinical response of EMD with or without a combination of a tetracycline-coated expanded polytetrafluoroethylene barrier membrane (e-PTFE) [118]. The results were evaluated at 6 and at 12 months following therapy. After 12 months, the mean CAL gain measured 1.28 ± 2.04 mm in the EMD group and 1.65 ± 1.29 mm in the EMD + GTR group, respectively. Except for more postoperative discomfort at the membrane treated sites, the results failed to reveal any significant differences between the 2 groups. Several studies have evaluated the effect of a combination of EMD and various types of bone grafts/bone substitutes in the treatment of intrabony defects. Data from human histologic studies indicate that a combination of EMD and a natural bone mineral or bioactive glass may indeed result in formation of root cementum, periodontal ligament and mineralization around the graft particles [119, 120]. On the other hand, the application of a natural bone mineral alone resulted also in periodontal regeneration [119]. However, when the defects were filled with a bioactive glass alone, the healing was characterized by formation of a long junc-


tion epithelium and connective tissue encapsulation of the graft particles [120]. Data from controlled clinical studies comparing treatment of intrabony defects with EMD alone or a combination of EMD and different types of bone grafts/bone substitutes seem to indicate that the combination of EMD and DFDBA or a natural bone mineral may additionally enhance the hard and soft tissue parameters compared to treatment with EMD [121–124]. However, a recent study comparing the combination of EMD and a bioactive glass to EMD alone failed to show significant differences between the two groups [125]. Furthermore, clinical studies comparing treatment with a combination of EMD and a bone graft/bone substitute to bone graft/bone substitute alone did not demonstrate any advantage of the combination approach [126–128]. Thus, it may be speculated that the type of the bone graft/bone substitute and the volume and configuration of the defects are also important factors which might influence the clinical results. Further, well designed controlled clinical studies are necessary in order to evaluate the advantage of a combination therapy in relation to the single therapies.

227

mean decrease of 0.05 mm for the control sites. Test sites demonstrated better root coverage (i.e. 92.9% root coverage after 6 months) compared to the control sites (i.e. 66.8% root coverage after 6 months) [132]. These results were recently corroborated by others [133]. In a controlled, clinical, split-mouth study involving 17 patients the therapy of buccal Miller Class II recessions with a coronally positioned flap and EMD (test group) or with a coronally positioned flap and connective tissue graft (control) was compared [134]. The results have shown that 1 year after therapy the mean value of root coverage was 95.1% in the test group and 93.8% in the control group. A 100% root coverage was reached in 89.5% of the cases in the test group and in 79% of the cases in the control group. The additional histological evaluation of two biopsies showed that treatment of recession defects with a coronally positioned flap and EMD resulted in formation of root cementum, periodontal ligament and alveolar bone, while treatment with a coronally positioned flap and a connective graft was characterized by a long junctional epithelium and even signs of root resorption [75]. Comparable results were also reported in a multi-centre, controlled clinical trial [135]. The available data suggest that the use of EMD may enhance the outcome of root coverage procedures, but Controlled clinical studies the additional application of a connective tissue graft in recession defects seem to result in a higher increase of keratinized tisHistological results from animals and humans have sue [134–136]. It is interesting to note that most conshown that treatment of buccal recession defects with trolled clinical studies evaluating treatment of gingival a coronally positioned flap and EMD can result not only recessions with coronally repositioned flaps and EMD in a covering of the gingival recession but also in for- reported stable clinical results after a longer time pemation of cementum, periodontal ligament and bone riod (i.e. up to 2 years) and an increase in the width of [56, 58, 62, 63, 67, 73–75]. In two controlled clinical keratinized tissue, thus indicating that EMD may have studies the treatment of buccal Miller Class I and II gin an effect upon proliferation of gingival fibroblasts and gival recessions with a coronally positioned flap and keratinization [131, 137, 138]. EMD or coronally positioned flap were examined using the split-mouth procedure [129, 130]. Over a short period of time (up to 1 year), the results did not show Controlled clinical studies differences between the therapies in terms of root covin furcation defects erage. The additional application of EMD led, however, to statistically significantly higher formation of Data from controlled clinical studies evaluating the keratinized tissue than the coronally positioned flap treatment of furcation defects by means of flap surgery technique alone [130]. A follow-up evaluation of this with and without EMD are lacking. A multi-centre, ranstudy has shown that over 2 years, complete root cov- domized, controlled, split-mouth, clinical study com- erage could be maintained in 53% of the EMD group pared the treatment of mandibular Class II furcation de- versus 23% in the control one [131]. A total of 47% of fects with EMD or GTR [139, 140]. A total of 44 pathe treated recessions in the control group deteriorat- tients with 90 comparable defects on contralateral moed again in the second year after therapy compared to lars were included. Defects were randomly assigned 22% in the EMD group indicating that EMD seems to to treatment with EMD or GTR with a bioresorbable provide better long-term results. membrane. The results were evaluated at 8 and 14 Similar results were obtained in a randomized con- months and included gingival margin levels, probing trolled clinical study on 58 contralateral sites in 17 pa depths, bleeding on probing, vertical attachment levtients with > or = 2 mm of Miller Class I, II, and III buc- els, and vertical bone sounding from a stent at five cal recessions treated with coronally positioned flap buccal sites per tooth. The results have indicated that and EMD (test) or coronally positioned flap alone (con- both treatment modalities led to significant clinical imtrol) [132]. At 6 months, there was a mean increase in provements. The median reduction of open horizontal keratinized tissue of 0.60 mm for the test sites and a furcation depth was 2.8 mm with the corresponding in-

228


terquartile interval (1.5 mm, 3.5 mm) at test sites compared with 1.8 mm (1.0 mm, 2.8 mm) at control sites. The frequency of complete furcation closure was 8/45 (test) and 3/45 (control); partial closure, 27/45 in both groups; no change: 9/45 and 11/45, respectively. Deterioration was observed in 1/45 and 4/45 sites, respectively. The frequency of no pain at 1 week postsurgery was 62%, and no swelling 44% at test sites, and 12% and 6% at the control sites, respectively. It was concluded that there was a significantly greater reduction in horizontal furcation depth and a comparatively lower incidence of postoperative pain/swelling following EMD compared to GTR therapy. Conclusions Based on the presented evidence the following conclusions can be drawn: a. Surgical periodontal treatment of deep intrabony defects with EMD promotes periodontal regeneration. The application of EMD in the context of non-surgical periodontal therapy has failed to result in periodontal regeneration. b. Surgical periodontal therapy of deep intrabony defects with EMD may lead to significantly higher improvements of the clinical parameters than open flap debridement alone. The results obtained following treatment with EMD are comparable to those following treatment with GTR and can be maintained over a longer period. c. Treatment of intrabony defects with a combination of EMD + GTR does not seem to additionally improve the results compared to treatment with EMD or GTR alone. d. The combination of EMD and some types of bone grafts/bone substitutes may result in certain improve ments in the soft and hard tissue parameters compared to treatment with EMD alone. However, further studies are needed in order to definitively clarify the possible advantage of a combination therapy of EMD and bone grafts/bone substitutes in relation to the single therapies. e. Treatment of recession-type defects with coronally repositioned flaps and EMD may promote formation of cementum, periodontal ligament and bone and may significantly increase the width of the keratinized tissue. Application of EMD seems to provide better long-term results than coronally repositioned flaps alone. f. A pplication of EMD may enhance periodontal regeneration in mandibular Class II furcations. The clinical results are comparable to those obtained following GTR. References 1. Hammarström L: Enamel matrix, cementum development and regeneration. J Clin Periodontol 1997; 24: 658–668.

2. Slavkin HC, Boyde A: Cementum: An epithelial secretory product? J Dent Res 1975; 53: 157 (abstr. 409). 3. Slavkin HC: Towards a cellular and molecular understanding of periodontics: Cementogenesis revisited. J Periodontol 1976; 47: 249–255. 4. Brookes SJ, Robinson C, Kirkham J, Bonass WA: Biochemistry and molecular biology of amelogenin proteins of developing dental enamel. Arch Oral Biol 1995; 40: 1–4. 5. Gestrelius S, Andersson C, Johansson AC, Persson E, Brodin A, Rydhag L, Hammarström L: Formulation of enamel matrix derivative surface coating. Kinetics and cell colonization. J Clin Periodontol 1997; 24: 678–684. 6. Maycock J., Wood SR, Brookes SJ, Shore RC, Robinson C, Kirkham J: Characterization of a porcine amelogenin preparation, EMDOGAIN, a biologic treatment treatment for periodontal disease. Connect Tissue Res 2002; 43: 472–476. 7. World Workshop in periodontology: The American Academy of Periodontology. Ann Periodontol 1996; 1: 618–670. 8. Gestrelius S, Andersson C, Lidström D, Hammarström L, Sommerman M: In vitro studies on periodontal ligament cells and enamel matrix derivative. J Clin Periodontol 1997; 24: 685–692. 9. Haase HR, Bartold PM: Enamel matrix derivative induces matrix synthesis by cultured human periodontal fibroblast cells. J Periodontol 2001; 72: 341–348. 10. Hoang AM, Oates TW, Cochran DL: In vitro wound healing responses to enamel matrix derivative. J Periodontol 2000; 71: 1270– 1277. 11. Hoang AM, Klebe RJ, Steffensen B, Ryu OH, Simmer JP, Cochran DL: Amelogenin is a cell adhesion protein. J Dent Res 2002; 81: 497– 500. 12. Lyngstadaas SP, Lundberg E, Ekdahl H, Andersson C, Gestrelius S: Autocrine growth factors in human periodontal ligament cells cultured on enamel matrix derivative. J Clin Periodontol 2001; 28: 181–188. 13. Okubo K, Kobayashi M, Takiguchi T, Takada T, Ohazama A, Okamatsu Y, Hasegawa K: Participation of endogenous IGF-I and TGF-beta 1 with enamel matrix derivative-stimulated cell growth in human periodontal ligament cells. J Periodont Res 2003; 38, 1–9. 14. Palioto DB, Coletta RD, Graner E, Joly JC, de Lima AF: The influence of enamel matrix derivative associated with insulin-like growth factor-I on periodontal ligament fibroblasts. J Periodontol 2004; 75: 498–504. 15. Kawase T, Okuda K, Momose M, Kato Y, Yoshie H, Burns DM: Enamel matrix derivative (EMDOGAIN) rapidly stimulates phosphorylation of the MAP kinase family and nuclear accumulation of smad2 in both oral epithelial and fibroblastic human cells. J Periodont Res 2001; 36, 367–376. 16. Kawase T, Okuda K, Yoshie H, Burns DM: Anti-TGF-beta antibody blocks enamel matrix derivative-induced upregulation of p21WAF1/cip1 and prevents its inhibition of human oral epithelial cell proliferation. J Periodont Res 2002; 37, 255–262. 17. Suzuki S, Nagano T, Yamakoshi Y, Gomi K, Arai T, Fukae M, Katagiri T, Oida S: Enamel matrix derivative gel stimulates signal transduction of BMP and TGF-β. J Dent Res 2005; 84: 510–514. 18. Takayama T, Suzuki N, Narukawa M, Tokunaga T, Otsuka K, Ito K: Enamel matrix derivative stimulates core binding factor alpha1/Runtrelated transcription factor-2 expression via activation of Smad in C2C12 cells. J Periodontol 2005; 76: 244–249. 19. Keila S, Nemcovsky CE, Moses O, Artzi Z, Weinreb M: In vitro effects of enamel matrix proteins on rat bone marrow cells and gingival fibroblasts. J Dent Res 2004; 83: 134–138. 20. Ohyama M, Suzuki N, Yamaguchi Y, Maeno M, Otsuka K, Ito K: Effect of enamel matrix derivative on the differentiation of C2C12 cells. J Periodontol 2002; 73: 543–550. 21. Van der Pauw MT, Van Den Bos T, Everts V, Beertsen W: Enamel matrix-derived protein stimulates attachment of periodontal ligament fibrablast and enhances alkaline phosphatase activity and transforming growth factor β1 release of periodontal ligament and gingival fibroblasts. J Periodontol 2000; 71: 31–43. 22. Cattaneo V, Rota C, Silvestri M, Piacentini C, Forlino A, Gallanti A, Rasperini G, Cetta G: Effect of enamel matrix derivative on


human periodontal fibroblasts: proliferation, morphology and root surface colonization. An in vitro study. J Periodont Res 2003; 38: 568–574. 23. Davenport DR, Mailhot JM, Wataha JC, Billman MA, Sharawy MM, Shrout MK: Effects of enamel matrix protein application on the viabi lity, proliferation, and attachment of human periodontal ligament fibro blasts to diseased root surfaces in vitro. J Clin Periodontol 2003; 30: 125–131. 24. Van der Pauw MT, Everts V, Beertsen W: Expression of integrins by human periodontal ligament and gingival fibroblasts and their involvement in fibroblast adhesion to enamel matrix-derived proteins. J Periodont Res 2002; 37: 317–323. 25. Tokiyasu Y, Takata T, Saygin E, Somerman MJ: Enamel factors regulate expression of genes associated with cementoblats. J Periodontol 2000; 71: 1829–1839. 26. Inoue M, LeGeros RZ, Hoffman C, Diamond K, Rosenberg PA, Craig RG: Effect of enamel matrix proteins on the phenotype expression of periodontal ligament cells cultured on dental materials. J Biomed Mater Res A 2004; 69: 172–179. 27. Gurpinar A, Onur MA, Cehreli ZC, Tasman F: Effect of enamel matrix derivative on mouse fibroblasts and marrow stromal osteoblasts. J Biomater Appl 2003; 18: 25–33. 28. Koike Y, Murakami S, Matsuzaka K, Inoue T: The effect of Emdogain on ectopic bone formation in tubes of rat demineralized dentin matrix. J Periodont Res 2005; 40: 385–394. 29. Baker DL, Stanley Pavlow SA, Wikesjö UM: Fibrin clot adhesion to dentin conditioned with protein constructs: an in vitro proof-of-principle study. J Clin Periodontol 2005; 32: 561–566. 30. Kawase T, Okuda K, Yoshie H, Burns DM: Cytostatic action of enamel matrix derivative (EMDOGAIN) on human oral squamous cell carcinoma-derived SCC25 epithelial cells. J Periodont Res 2000; 35: 291–300. 31. Boyan BD, Weesner TC, Lohmann CH, Andreacchio D, Carnes DL, Dean DD, Cochran DL, Schwarz Z: Porcine fetal enamel matrix derivative enhances bone formation induced by demineralized freeze dried bone allograft in vivo. J Periodontol 2000; 71: 1278– 1286. 32. Schwartz Z, Carnes DL Jr, Pulliam R, Lohmann CH, Sylvia VL, Liu Y, Dean DD, Cochran DL, Boyan BD: Porcine fetal enamel matrix derivative stimulates proliferation but not differentiation of pre-osteoblastic 2T9 cells, inhibits proliferation and stimulates differentiation of osteoblast-like MG63 cells, and increases proliferation and differentiation of normal human osteoblast NHOst cells. J Periodontol 2000; 71: 1287–1296. 33. Takayanagi K, Osawa G, Nakaya H, Cochran DL, Kamoi K, Oates TW: Effects of enamel matrix derivative on bone-related mRNA expression in human periodontal ligament cells in vitro. J Periodontol 2006; 77: 891–898. 34. Schwarz F, Rothamel D, Herten M, Sculean A, Scherbaum W, Becker J: Effect of enamel matrix protein derivative on the attachment, proliferation, and viability of human SaOs(2) osteoblasts on titanium implants. Clin Oral Investig 2004; 8: 165–171. 35. Mizutani S, Tsuboi T, Tazoe M, Koshihara Y, Goto S, Togari A: Involvement of FGF-2 in the action of Emdogain on normal human osteoblastic activity. Oral Dis 2003; 9: 210–217. 36. Matsuda N, Horikawa M, Watanabe M, Kitagawa S, Kudo Y, Takata T: Possible involvement of extracellular signal-ragulated kinases ½ in mitogenic response of periodontal ligament cells to enamel matrix derivative. Eur J Oral Sci 2002; 110: 439–444. 37. Hägewald S, Pischon N, Jawor P, Bernimoulin JP, Zimmermann B: Effects of enamel matrix derivative on proliferation and differentiation of primary osteoblasts. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2004; 98: 243–249. 38. He J, Jiang J, Safavi KE, Spangberg LS, Zhu Q: Direct contact between enamel matrix derivative (EMD) and osteoblasts is not required for EMD-induced cell proliferation. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2004; 98: 370–370. 39. Shimizu E, Nakajima Y, Kato N, Nakayama Y, Saito R, Samoto H, Ogata Y: Regulation of rat bone sialoprotein gene transcription by enamel matrix derivative. J Periodontol 2004; 75: 260–267.

229

40. Hattar S, Asselin A, Greenspan D, Oboeuf M, Berdal A, Sautier JM: Potential of biomimetic surfaces to promote in vitro osteoblast-like cell differentiation. Biomaterials 2005; 26: 839–848. 41. Parkar MH, Tonetti M: Gene expression profiles of periodontal ligament cells treated with enamel matrix proteins in vitro: analysis using cDNA arrays. J Periodontol 2004; 75: 1539–1546. 42. Sculean A, Auschill TM, Donos N, Brecx M, Arweiler N: Effect of an enamel matrix derivative (Emdogain) on ex vivo dental plaque vitality. J Clin Periodontol 2001; 28: 1074–1078. 43. Arweiler NB, Auschill TM, Donos N, Sculean A: Antibacterial effect of an enamel matrix protein derivative on in vivo dental biofilm vitality. Clin Oral Invest 2002; 6: 205–209. 44. Spahr A, Lyngstadaas SP, Boeckh C, Andersson C, Podbielski A, Haller B: Effect of the enamel matrix derivative Emdogain on the growth of periodontal pathogens in vitro. J Clin Periodontol 2001; 29: 62–72. 45. Newman SE, Coscia SA, Jotwani R, Iacono VJ, Cutler CW: Effects of enamel matrix derivative on Porphyromonas gingivalis. J Periodontol 2003; 74: 1191–1195. 46. Walter C, Jawor P, Bernimoulin JP, Hagewald S: Moderate effect of enamel matrix derivative (Emdogain®) on Porphyromonas gingivalis growth in vitro. Arch Oral Biol 2005. 47. Inaba H, Kawai S, Nakayama K, Okahashi N, Amano A: Effect of enamel matrix derivative on periodontal ligament cells in vitro is diminished by Porphyromonas gingivalis. J Periodontol 2004; 75: 858– 865. 48. Rincon JC, Haase HR, Bartold PM: Effect of Emdogain on human periodontal fibroblasts in an in vitro wound healing model. J Periodont Res 2003; 38: 290–295. 49. Mirastschijski U, Konrad D, Lundberg E, Lyngstadaas SP, Jorgen sen LN, Agren MS: Effects of a topical enamel matrix derivative on skin wound healing. Wound Repair Regen 2004; 12: 100–108. 50. Yuan K, Chen CL, Lin MT: Enamel matrix derivative exhibits angiogenic effect in vitro and in a murine model. J Clin Periodontol 2003; 30: 732–738. 51. Myhre AE, Lyngstaadas SP, Dahle MK, Stuestøl JF, Foster SJ, Thiemermann C, Lilleaasen P, Wang JE, Aasen AO: Anti-inflammatory properties of enamel matrix derivative in human blood. J Periodont Res 2006; 41: 208–213. 52. Takayama T, Suzuki N, Narukawa M, Goldberg HA, Otsuka K, Ito K: Enamel matrix derivative is a potent inhibitor of breast cancer cell attachment to bone. Life Sci 2005; 76: 1211–1221. 53. Hamamoto Y, Kawasaki N, Jarnbring F, Hammarström L: Effects and distribution of the enamel matrix derivative Emdogain in the periodontal tissues of rat molars transplanted to the abdominal wall. Dent Traumatol 2002; 18: 12–33. 54. Onodera H, Shibukawa Y, Sugito H, Ota M, Yamada S: Periodontal regeneration in intrabony defects after application of enamel matrix proteins with guided tissue regeneration: an experimental study in dogs. Biomed Res 2005; 26: 69–77. 55. Chano L, Tenenbaum HC, Lekic PC, Sodek J, McCulloch CA: Emdogain regulation of cellular differentiation in wounded rat periodontium. J Periodont Res 2003; 38: 164–174. 56. Hammaström L, Heijl L, Gestrelius S: Periodontal regeneration in a buccal dehiscence model in monkeys after application of enamel matrix proteins. J Clin Periodontol 1997; 24: 669–677. 57. Sculean A, Donos N, Brecx M, Karring T, Reich E: Healing of fenestration-type defects following treatment with guided tissue regeneration or enamel matrix proteins. An experimental study in monkeys. Clin Oral Invest 2000; 4: 50–56. 58. Sculean A, Donos N, Reich E, Brecx M, Karring T: Healing of recession-type defects following treatment with enamel matrix proteins or guided tissue regeneration. A pilot study in monkeys. J Parodontol Implant Orale 2000; 19: 19–31. 59. Sculean A, Donos N, Brecx M, Reich E, Karring T: Treatment of intrabony defects with enamel matrix proteins and guided tissue regeneration. An experimental study in monkeys. J Clin Periodontol 2000; 27: 466–472. 60. Sakallioglu U, Acikgoz G, Ayas B, Kirtiloglu T, Sakallioglu E: Healing of periodontal defects treated with enamel matrix proteins

230


and root surface conditioning – and experimental study in dogs. Bio materials 2004; 25: 1831–1840. 61. Nemcowsky CE, Zahavi S, Moses O, Kebudi E, Artzi Z, Beny L, Weinreb M: Effect of enamel matrix protein derivative on healing of surgical supra-infrabony periodontal defects in the rat molar: a histomorphometric study: J Periodontol 2006; 77: 996–1002. 62. Sallum EA, Casati MZ, Caffesse RG, Funis LP, Nociti Junior FH, Sallum AW: Coronally positioned flap with or without enamel matrix protein derivative for the treatment of gingival recessions. Am J Dent 2003; 16: 287–291. 63. Sallum EA, Pimentel SP, Saldanha JB, Nogueira-Filho GR, Casati MZ, Nociti FH, Sallum AW: Enamel matrix derivative and guided tissue regeneration in the treatment of dehiscence-type defects: a histomorphometric study in dogs. J Periodontol 2004; 75: 1357– 1363. 64. Cochran DL, King GN, Schoolfield J, Velasquez-plata D, Mellonig JT, Jones A: The effect of enamel matrix proteins on periodontal regeneration as determined by histological analyses. J Periodontol 2003; 74: 1043–1055. 65. Regazzini PF, Novaes AB Jr, de Oliveira PT, Palioto DB, Taba M Jr, de Souza SL, Grisi MF: Comparative study of enamel matrix derivative with or without GTR in the treatment of class I furcation lesions I dogs. Int J Periodontics Restorative Dent 2004; 24: 476–487. 66. Donos N, Sculean A, Glavind L, Reich E, Karring T: Wound healing of degree III furcation involvements following guided tissue regeneration and/or Emdogain. A histologic study. J Clin Periodontol 2003; 30: 1061–1068. 67. Heijl L: Periodontal regeneration with enamel matrix derivative in one human experimental defect. A case report. J Clin Periodontol 1997; 24: 693–696. 68. Yukna RA, Mellonig J: Histologic evaluation of periodontal healing in humans following regenerative therapy with enamel matrix derivative. A 10-case series. J Periodontol 2000; 71: 752–759. 69. Sculean A, Donos N, Windisch P, Gera I, Brecx M, Reich E: Healing of human intrabony defects following treatment with enamel matrix proteins or guided tissue regeneration. J Periodont Res 1999; 34: 310–322. 70. Mellonig JT: Enamel matrix derivative for periodontal reconstructive surgery: technique and clinical and histologic case report. Int J Periodontics Restorative Dent 1999; 19: 9–19. 71. Sculean A, Chiantella GC, Windisch P, Donos N: Clinical and histologic evaluation of treatment of intrabony defects with an enamel matrix protein derivative (Emdogain). Int J Periodont Rest Dent 2000; 20: 375–381. 72. Mazjoub Z, Bobbo M, Atiyeh F, Cordioli G: Two patterns of histologic healing in an intrabony defect following treatment with an enamel matrix derivative: a human case report. Int J Periodontics Restorative Dent 2005; 25: 283–294. 73. Rasperini G, Silvestri M, Schenk RK, Nevins ML: Clinical and histological evaluation of human gingival recession treated with a subepithelial connective tissue graft and enamel matrix derivative (Emdogain): a case report. Int J Periodontics Restorative Dent 2000; 20: 269–275. 74. Carnio J, Camargo PM, Kenney EB, Schenk RK: Histological evaluation of 4 cases of root coverage following a connective tissue graft combined with an enamel matrix derivative preparation. J Periodontol 2002; 73: 1534–1543. 75. McGuire MK, Cochran DL: Evaluation of human recession defects treated with coronally advanced flaps and either enamel matrix derivative or connective tissue. Part 2: Histological evaluation. J Periodontol 2003; 74: 1126–1135. 76. Sculean A, Windisch P, Keglevich T, Fabi B, Lundgren E, Lyngstadaas PS: Presence of an enamel matrix protein derivative on human teeth following periodontal surgery. Clin Oral Invest 2002; 6: 183–187. 77. Sculean A, Junker R, Donos N, Windisch P, Brecx M, Dünker N: Immunohistochemical evaluation of matrix molecules associated with wound healing following treatment with an enamel matrix protein derivative in humans. Clin Oral Invest 2003; 7: 167–174. 78. Sculean A, Berakdar M, Windisch P, Remberger K, Donos N, Brecx M: Immunohistochemical investigation on the pattern of vimentin ex-

pression in regenerated and intact monkey and human periodontal ligamemt. Arch Oral Biol 2003; 2003; 48: 77–86. 79. Bosshardt DD, Sculean A, Windisch P, Pietursson BE, Lang NP: Effects of enamel matrix proteins on tissue formation along the roots of human teeth. J Periodont Res 2005; 40: 158–167. 80. Bosshardt DD, Sculean A, Donos N, Lang NP: Pattern of mineralization after periodontal tissue engineering with enamel matrix proteins. Eur J Oral Sci 2006; 114 (Suppl. 1): 225–231. 81. St. George G, Darbar U, Thomas G: Inflammatory external root resorption following surgical treatment for intra-bony defects: a report of two cases involving Emdogain® and a review of the literature. J Clin Periodontol 2006; 33: 449–454. 82. Sculean A, Windisch P, Keglevich T, Gera I: Histologic evaluation of human intrabony defects following non-surgical periodontal therapy with and without application of an enamel matrix protein derivative. J Periodontol 2003; 74: 153–160. 83. Wennström JL, Lindhe J: Some effects of enamel matrix proteins on wound healing in the dento-gingival region. J Clin Periodontol 2002; 29: 9–14. 84. Hagenaars S, Louwerse PH, Timmerman MF, Van der Velden U, Van der Weijden GA: Soft-tissue wound healing following periodontal surgery and Emdogain application. J Clin Periodontol 2004; 31: 850–856. 85. Okuda K, Miyazaki A, Momose M, Murata M, Nomura T, Kubota T, Wolff LF, Yosie H: Levels of tissue inhibitor of metalloproteinases1 and matrix metalloproteinases-1 and –8 in gingival crevicular fluid following treatment with enamel matrix derivative (EMDOGAIN). J Periodont Res 2001; 36: 309–316. 86. Gutierrez MA, Mellonig JT, Cochran DL: Evaluation of enamel matrix derivative as an adjunct to non-surgical periodontal therapy. J Clin Periodontol 2003; 30: 739–745. 87. Mombelli A, Brochut P, Plagnat D, Casagni F, Giannopoulou C: Enamel matrix proteins and systemic antibiotics as adjuncts to nonsurgical periodontal treatment: clinical effects. J Clin Periodontol 2005; 32: 225–230. 88. Petinaki E, Nikolopoulos S, Castanas E: Low stimulation of peripheral lymphocytes, following in vitro application of Emdogain. J Clin Periodontol 1998; 25: 715–720. 89. Nikolopoulos S, Petinaki E, Castanas E: Immunologic effects of Emdogain in humans: one-year results. Int J Periodont Rest Dent 2002; 22: 269–277. 90. Zetterström O, Andersson C, Eriksson L, Frederiksson A, Friskopp J, Heden G, Janssson B, Lundgren T, Nilveus R, Olsson A, Renvert S, Salonen L, Sjöström L, Winell A, Östgren A, Gestrelius S: Clinical safety of enamel matrix derivative (Emdogain) in the treatment of periodontal defects. J Clin Periodontol 1997; 24: 697–704. 91. Froum S, Weinberg M, Novak J, Mailhot J, Mellonig J, Van Dyke T, McClain P, Papapanou PN, Childers G, Ciancio S, Blieden T, Polson A, Greenstein G, Yukna R, Wallace ML, Patters M, Wagener C: A multicenter study evaluating the sensitization potential of enamel matrix derivative after treatment of two intrabony defects. J Periodontol 2004; 75: 1001–1008. 92. Heijl L, Heden G, Svardström G, Östgren A: Enamel matrix derivative (Emdogain) in the treatment of intrabony periodontal defects. J Clin Periodontol 1997; 24: 705–714. 93. Froum SJ, Weinberg MA, Rosenberg E, Tarnow D: A comparative study utilizing open flap debridement with and without enamel matrix derivative in the treatment of periodontal intrabony defects: a 12month re-entry study. J Periodontol 2001; 72: 25–34. 94. Pontoriero R, Wennström J, Lindhe J: The use of barrier membranes and enamel matrix proteins in the treatment of angular bone defects. A prospective controlled clinical study. J Clin Periodontol 1999; 26: 833–840. 95. Tonetti MS, Lang NP, Cortellini P, Suvan JE, Adriaens P, Dubravec D, Fonzar A, Fourmousis I, Mayfield L, Rossi R, Silvestri M, Tiedemann C, Topoll H, Vangsted T, Wallkamm B: Enamel matrix proteins in the regenerative therapy of deep intrabony defects. A multicenter randomized controlled clinical trial. J Clin Periodontol 2002; 29: 317– 325. 96. Rösing CK, Aass AM, Mavropoulos A, Gjermo P: Clinical and ra-


diographic effects of enamel matrix derivative in the treatment of intrabony periodontal defects: a 12-month longitudinal placebo-controlled clinical trial in adult periodontitis patients. J Periodontol 2005; 76: 129–133. 97. Okuda K, Momose M, Miyazaki A, Murata M, Yokohama S, Yonezawa Y, Wolff LF, Yoshie H: Enamel matrix derivative in the treatment of human intrabony osseous defects. J Periodontol 2000; 71: 1821– 1828. 98. Silvestri M, Ricci G, Rasperini G, Sartori S, Cattaneo V: Comparison of treatments of intrabony defects with enamel matrix derivative, guided tissue regeneration with a nonresorbable membrane and Widman modified flap. A pilot study. J Clin Periodontol 2000; 27: 603–610. 99. Sculean A, Windisch P, Chiantella GC, Donos N, Brecx M, Reich E: Treatment of intrabony defects with enamel matrix proteins and guided tissue regeneration. A prospective controlled clinical study. J Clin Periodontol 2001; 28: 397–403. 100. Zuchelli G, Bernardi F, Montebugnoli L, De Sanctis: Enamel matrix proteins and guided tissue regeneration with titanium-reinforced expanded polytetrafluoroethylene membranes in the treatment of intrabony defects: a comparative controlled clinical trial. J Periodontol 2002; 73: 3–12. 101. Silvestri M, Sartori S, Rasperini G, Ricci G, Rota C, Cattaneo V: Comparison of intarbony defects treated with enamel matrix derivative versus guided tissue regeneration with a nonresorbable membrane. J Clin Periodontol 2003; 30: 386–393. 102. Wachtel H, Schenk G, Bohm S, Weng D, Zuhr O, Hurzeler MB: Microsurgical access flap and enamel matrix derivative for the treatment of periodontal intrabony defects: a controlled clinical study. J Clin Periodontol 2003; 30: 496–504. 103. Yilmaz S, Kuru B, Altuna-Kirac E: Enamel matrix proteins in the treatment of periodontal sites with horizontal type of bone loss. J Clin Periodontol 2003; 30: 197–206. 104. Tonetti MS, Fourmousis I, Sauvan J, Cortellini P, Brägger U, Lang NP: Healing, post-operative morbidity and patient perception of outcomes following regenerative therapy of deep intrabony defects. J Clin Periodontol 2004; 31: 1092–1098. 105. Sculean B, Blaes A, Arweiler N, Reich E, Donos N, Brecx M: The effect of postsurgical antibiotics on the healing of intrabony defects following treatment with enamel matrix proteins. J Periodontol 2001; 72: 190–195. 106. Sculean A, Berakdar M, Donos N, Auschill TM, Arweiler NB: The effect of postsurgical administration of a selective cyclo-oxygenase-2 inhibitor on the healing of intrabony defects following treatment with enamel matrix proteins. Clin Oral Invest 2003; 7: 108–112. 107. Parashis AO, Tsiklakis K, Tatakis DN: EDTA gel root conditioning: lack of effect on clinical and radiographic outcomes of intrabony defect treatment with enamel matrix derivative. J Periodontol 2006; 77: 103–110. 108. Sculean A, Berakdar M, Willershausen B, Arweiler NB, Becker J, Schwarz F: Effect of EDTA root conditioning on the healing of intrabony defects treated with an enamel matrix protein derivative. J Periodontol (in press). 109. Sculean A, Donos N, Blaes A, Lauermann M, Reich E, Brecx M: Comparison of enamel matrix proteins and bioabsorbable membranes in the treatment of intrabony periodontal defects. A splitmouth study. J Periodontol 1999; 70: 255–262. 110. Sanz M, Tonetti MS, Zabalegui I, Sicilia A, Blanco J, Rebelo H, Rasperini G, Merli M, Cortellini P, Sauvan JE: Treatment of intrabony defects with enamel matrix proteins or barrier membranes: results from a multicenter practice-based clinical trial. J Periodontol 2004; 75: 726–733. 111. Francetti L, Del Fabro M, Basso M, Testori T, Weinstein R: Enamel matrix proteins in the treatment of intra-bony defects. A prospective 24-month clinical trial. J Clin Periodontol 2004; 31: 52–59. 112. Francetti L, Trombelli L, Lombardo G, Guida L, Cafiero C, Roccuzzo M, Carusi G, Del Fabro M: Evaluation of efficacy of enamel matrix derivative in the treatment of intrabony defects: a 24-month multicenter study. Int J Periodontics Restorative Dent 2005; 25: 461–473.

231

113. Sculean A, Donos N, Miliauskaite A, Arweiler N, Brecx M: Treatment of intrabony defects with enamel matrix proteins or bioresorbable membranes. A four year follow up splith-mouth study. J Periodontol 2001; 72: 1695–1701. 114. Sculean A, Donos N, Schwarz F, Becker J, Brecx M, Arweiler NB: Five year results following treatment of intrabony defects with enamel matrix proteins and guided tissue regeneration. J Clin Periodontol 2004; 31: 545–549. 115. Wikesjö UME, Selvig KA: Periodontal wound healing and regeneration. Periodontol 2000 1999; 19: 21–39. 116. Tonetti MS, Pini Prato G, Cortellini P: Factors affecting the healing response of intrabony defects following guided tissue regeneration and access flap surgery. J Clin Periodontol 1996; 23: 548–556. 117. Minabe M, Kodama T, Kogou T, Takeuchi K, Fushimi H, Sugiyama T, Mitarai E: A comparative study of combined treatment with a collagen membrane and enamel matrix proteins for the regeneration of intraosseous defects. Int J Periodontics Restorative Dent 2002; 22: 595–605. 118. Sipos PM, Loos BG, Abbas F, Timmerman MF, van der Velden U: The combined use of enamel matrix proteins and a tetracycline-coated expanded polytetrafluoroethylene barrier membrane in the treatment of intra-osseous defects. J Clin Periodontol 2005; 32: 765– 772. 119. Sculean A, Windisch P, Keglevich T, Chiantella GC, Gera I, Donos N: Clinical and histologic evaluation of human intrabony defects treated with an enamel matrix protein derivative combined with a bovine-derived xenograft. Int J Periodont Rest Dent 2003; 23: 47–55. 120. Sculean A, Windisch P, Keglevich T, Gera I: Clinical and histological evaluation of an enamel matrix protein derivative combined with a bioactive glass for the treatment of intrabony periodontal defects in humans. Int J Periodont Rest Dent 2005; 25: 139–147. 121. Lekovic V, Camargo PM, Weinlaender M, Nedic M, Aleksic Z, Kenney BE: A comparison between enamel matrix proteins used alone or in combination with bovine porous bone mineral in the treatment of intrabony periodontal defects in humans. J Periodontol 2000; 71: 1695–1701. 122. Velasquez-Plata D, Scheyer ET, Mellonig JT: Clinical comparison of an enamel matrix derivative used alone or in combination with a bovine-derived xenograft for the treatment of periodontal osseous defects in humans. J Periodontol 2002; 73: 433–440. 123. Zucchelli G, Amore C, Montebugnoli L, De Sanctis M: Enamel matrix proteins and bovine porous mineral in the treatment of intrabony defects: a comparative controlled clinical trial. J Periodontol 2003; 74: 1725–1735. 124. Gurinsky BS, Mills MP, Mellonig JT: Clinical evaluation of demineralized freeze-dried bone allograft and enamel matrix derivative versus enamel matrix derivative alone for the treatment of periodontal osseous defects in humans. J Periodontol 2004; 75: 1309– 1318. 125. Sculean A, Pietruska M, Schwarz F, Willershausen B, Arweiler NB, Auschill TM: Healing of human intrabony defects following regenerative periodontal therapy with an enamel matrix protein derivative alone or combined with a bioactive glass. A controlled clinical study. J Clin Periodontol 2005; 32: 111–117. 126. Sculean A, Barbé G, Chiantella GC, Arweiler NB, Berakdar M, Brecx M: Clinical evaluation of an enamel matrix protein derivative combined with a bioactive glass for the treatment of intrabony periodontal defects in humans. J Periodontol 2002; 73: 401–408. 127. Sculean A, Chiantella GC, Windisch P, Gera I, Reich E: Clinical evaluation of an enamel matrix protein derivative (Emdogain®) combined with a bovine derived xenograft (Bio-Oss®) for the treatment of intrabony periodontal defects in humans. Int J Periodont Rest Dent 2002; 22: 259–267. 128. Scheyer ET, Velasquez-Plata D, Brunsvold MA, Lasho DJ, Mellonig JT: A clinical comparison of a bovine-derived xenograft used alone and in combination with enamel matrix derivative for the treatment of periodontal osseous defects in humans. J Periodontol 2002; 73: 423–432. 129. Modica F, Del Pizzo M, Roccuzzo M, Romagnoli R: Coronally advanced flap for the treatment of buccal gingival recessions with and

232


without enamel matrix derivative. A split-mouth study. J Periodontol 2000; 71: 1693–1698. 130. Hägewald S, Spahr A, Rompola E, Haller B, Heijl L, Bernimoulin JP: Comparative study of Emdogain® and coronally advanced flap technique in the treatment of human gingival recessions. A prospective controlled clinical study. J Clin Periodontol 2002; 29: 35–41. 131. Spahr A, Hägewald S, Tsoulfidou F, Rompola E, Heijl L, Bernimoulin JP, Ring C, Sander S, Haller B: Coverage of Miller class I and II recession defects using enamel matrix proteins versus coronally repositioned flap technique: a 2 year report. J Periodontol 2005; 76: 1871–1880. 132. Cueva MA, Boltchi FE, Hallmon WW, Nunn ME, Rivera-Hidalgo F, Rees T: A comparative study of coronally advanced flaps with and without the addition of enamel matrix derivative in the treatment of marginal tissue recession. J Periodontol 2004; 75: 949–956. 133. Castellanos AT, de la Rosa MR, de la Garza M, Caffesse RG: Enamel matrix derivative and coronal flaps to cover marginal tissue recessions. J Periodontol 2006; 77: 7–14. 134. McGuire MK, Nunn M: Evaluation of human recession defects treated with coronally advanced flaps and either enamel matrix derivative or connective tissue. Part 1: Comparison of clinical parameters. J Periodontol 2003; 74: 1110–1125. 135. Nemcovsky CE, Artzi Z, Tal H, Kozlovsky A, Moses O: A multicenter comparative study of two root coverage procedures: coronally advanced flap with addition of enamel matrix proteins and subpedicle connective tissue graft. J Periodontol 2004; 75: 600–607.

136. Berlucchi I, Franchetti L, Del Fabro M, Testori T, Weinstein RL: Enamel matrix proteins (Emdogain) in combination with coronally advanced flap or subepithelial connective tissue graft in the treatment of shallow gingival recessions. Int J Periodont Rest Dent 2002; 22: 583–593. 137. Del Pizzo M, Zucchelli G, Modica F, Villa R, Debernardi C: Coronally advanced flap with or without enamel matrix derivative for root coverage: a 2 year study. J Clin Periodontol 2005; 32: 1181– 1187. 138. Ofer M, Artzi Z, Sculean A, Tal H, Kozlovsky A, Romanos GE, Nemcovsky CE: Comparative study of 2 root coverage procedures: a 24-month follow-up multicenter study. J Periodontol 2006; 77: 195– 202. 139. Jepsen S, Heinz B, Jepsen K, Arjomand M, Hoffmann T, Richter S, Reich E, Sculean A, Gonzalez JR, Bodeker RH, Meyle J: A randomized clinical trial comparing enamel matrix derivative and membrane treatment of buccal Class II furcation involvement in mandibular molars. Part I: study design and results for primary outcomes. J Periodontol 2004; 75: 1150–1160. 140. Meyle J, Gonzalez JR, Bodeker RH, Hoffmann T, Richter S, Heinz B, Arjomand M, Reich E, Sculean A, Jepsen K, Jepsen S: A randomized clinical trial comparing enamel matrix derivative and membrane treatment of buccal class II furcation involvement in mandibular molars. Part II: secondary outcomes. J Periodontol 2004; 75: 1188–1195.


Semmelweis Egyetem Kútvölgyi Klinikai Tömb, Fogászati és Szájsebészeti Osztály* I. sz. Patológiai és Kísérleti Rákkutató Intézet** Gyermekfogászati és Fogszabályozási Klinika***, Budapest

A terhességi epulis klinikai és patológiai jellemzői Dr. Orosz Mihály*, Dr. Szende Béla**, Dr. Gábris Katalin***

A szerzők 2260 terhes nő szájüregi vizsgálata során 12 terhességi epulist találtak, ami 0,48% gyakoriságot jelent. A szülés után 1–4 hónappal a 12 terhesből 9 páciens epulisa spontán visszafejlődött. A szerzők a terhesség során kialakult epulisok ellátásában előnyben részesítették a konzervatív terápiát, azonban az epulisok mérete, a spontán vérzések, az étkezési és szájnyitási nehézségek miatt 3 terhes esetében több sebészi beavatkozásra volt szükség. Egy páciens két terhessége során ugyanazon a helyen kialakult, szokatlanul nagy méretű epulisok klinikai és szövettani jellemzőit a szerzők részletesen ismertetik. Kulcsszavak: terhességi epulis, terhességi tumor, klinikai jellemzők, hisztopatológia

A terhesség során a szájüregben sok változás történik, ami befolyásolja a terhes fogzatának és nyálkahártyájának állapotát. Többek között nő az ínygyulladásra való hajlam [1, 13] és fokozódik a dentális plakk mennyisége, csökken a nyál pH-ja [12, 16], és a nyálban nő a lactobacillusok száma [7, 16]. A terhességi ínygyulladással szoros kapcsolatban van a terhességi epulis, melynek szinonimájaként több elnevezés ismeretes (pregnancy epulis, pregnancy tumor, epulis gravidarum, pregnancy granuloma) [3, 8, 11, 20, 23, 24]. A terhességi epulis klinikuma és patho logiája nagyrészt ismert, melyből kiemelendő, hogy a szülés után spontán visszafejlődik, vagy mérete csökken [22, 23, 24]. Mivel tapasztalataink nem egyeznek mindenben az irodalmi leírásokkal, másrészt a terhességi epulis gyakoriságára vonatkozóan kevés adatot találtunk az irodalomban [5], célul tűztük ki, hogy 30 év alatt szerzett magyarországi tapasztalatainkat feldolgozva járuljunk hozzá a terhességi epulisszal kapcsolatos eddigi klinikai és pathologiai ismeretek bővítéséhez. A téma érdeklődésre tarthat számot pathologusok, szülészek, háziorvosok és fogorvosok körében egyaránt.

ben longitudinális (follow up) vizsgálatokat jelentettek. A jelen vizsgálatban 2260 terhes vett részt. A szűrővizsgálati kérdőívek a következő kérdéseket tartalmaz ták: a terhes életkora, a terhesség ideje, korábbi terhességek és szülések száma, táplálkozási szokások, fogmosás gyakorisága, terhességi hányás. Rögzítettük a részletes fogazati statust (DMFT index), Greene– Vermillion-féle OHI-S indexet [9], a Russell-féle PI indexet [17] és az ínyvérzés tényét. Ezen komplex vizsgálatok részeként külön rögzítettük a terhességi epulis előfordulását, a kialakulás kezdetét, az epulis helyét és méretét, az alkalmazott konzervatív és sebészi terápiát a terhesség folyamán valamint a szülés után min. 3 hónapig. Longitudinális megfigyelés esetén a fogorvosi vizitek száma átlagosan 5,5 alkalom volt. Eredmények

Anyag és módszer

Vizsgálataink során összesen 12 terhességi epulist találtunk, ez 0,48%-os gyakoriságot jelent. Az epulisok előfordulási helyei: • öt esetben a felső frontfogak területén (1., 2. ábra) • öt esetben az alsó premoláris – moláris területén • egy esetben több quadránsban (3., 4., 5., 6., 7. ábra) • egy esetben a teljes bal alsó quadránsban (3. ábra)

A szerzők közül ketten (OM, GK) 30 éve foglalkoznak terhes nők fogászati, szájsebészeti ellátásával és az ehhez kapcsolódó szűrővizsgálatokkal, amelyek főleg egyszeri, keresztmetszeti vizsgálatokat, kisebb rész-

A kezelés során az általános fogászatban és a parodontológiában előírt protokollok szerint alkalmazott konzervatív terápiát részesítettük előnyben (rendszeres depurálás, chlorhexidines öblögetés, adstringens,

Érkezett: 2007. május 7. Elfogadva: 2007. szeptember 4.

234


H2O2-es lemosás, fokozott szájhigiéné). A 12 terhességi epulisból a szülés után 9 esetben történt spontán regresszio és gyógyulás. Két beteg esetén az egészséges terhesség 9. hónapjának elején szükség volt a szövetszaporulat sebé szi eltávolítására a nagyfokú spontán vérzés és az ét- kezés lehetetlensége miatt. A sebészi beavatkozás helyi érzéstelenítésben történt; előnyben részesítettük az elektrocoagulatiot. Mindkét beteg gyógyult, a terhesség hátralévő időszakában recidíva nem alakult ki. Egy 23 éves beteg mindkét terhessége során több-

Esetismertetés Első terhesség A szájüregi panaszok a terhesség félidejénél kezdődtek, eleinte csak fokozott fogínyvérzés formájában, majd fogínyduzzanat keletkezett, mely különösen kifejezett volt a fogsor bal oldalán alul és felül egyaránt, valamint a jobb alsó quadránsban. Az epulisok melletti fogak fokozatosan egyre mozgathatóbbá váltak (3. ábra). A gingiva vérzése egyre súlyosbodott, a fogmosások végeztével alig volt elállítható, éjszakánként spon-

1. ábra. 24 éves nő terhességi ínygyulladása a terhesség 14. hetében (első terhesség)

2. ábra. Terhességi epulis a terhesség 32. hetében

3. ábra. Nagyméretű terhességi epulis az első terhesség 16. hetében a bal alsó quadránsban

4. ábra. Klinikai kép a tumor eltávolítása után

ször volt szükség sebészi beavatkozásra. A páciens szájüregében kialakult nagyméretű, multiplex epulisok klinikai képéhez és a beteg kórtörténetéhez hasonlót az irodalomban nem találtunk, ezért annak részletes ismertetését indokoltnak tartjuk.

tán ínyvérzés jelentkezett. Az étkezés lehetetlenné vált, a beteg nem tudta becsukni a száját, ezért a terhesség harmadik harmadának elején műtétre került sor (4. ábra). A terhesség végéig még három műtétet végeztünk.


235

A szülést követő 3. napon a gingiva vérzése teljesen megszűnt. Három hónap után az ínyduzzanatok is teljesen eltűntek, a fogak megszilárdultak.

hisztokémiai vizsgálatokat is végeztünk. Ezek eredményei láthatók a 8., 9., 10. ábrákon.

Második terhesség Figyelemmel az első terhesség során tapasztalt jelen ségekre, rendszeressé tettük a fogászati vizsgálatokat és kezeléseket. Ennél a terhességnél a fogászati prob lémák később jelentkeztek, és kezelhetőek maradtak, de a terhesség VIII. hónapjában az állapot szinte egyik napról a másikra teljesen leromlott, a vérzések sokkal

Megbeszélés és következtetések

5. ábra. Nagyméretű terhességi epulis a bal alsó quadránsban és diasztéma a jobb alsó oldalsó metsző és szemfog között a második terhesség 8. hónapjában

erősebben jelentkeztek, mint az előző terhességnél. A daganatok a gingiván sokkal nagyobbak lettek, többet és erősebben véreztek (5., 6., 7. ábra). A szülést megelőzően két műtétre került sor. A szülés ez alka lommal is császármetszéssel történt. A szülést köve tően sem történt javulás. Négy hónappal később továb- bi két műtétre került sor. A műtétek után 1 hónappal a mozgatható fogak rögzültek, de a 42 és 43 fogak között nagyfokú diasztéma alakult ki. Az eltávolított epulisok kórszövetttani vizsgálatát el- végeztük. A 7. ábrán látható epulis mikroszkópos leírása: „Hematoxylin-eosin festés után CD 34 immunperoxid reakcióval történt az endothelialis sejtek vizsgálata. Kórszövettanilag a képlet felszínén többrétegű laphám található, mely egy területen kifekélyesedett. A mélyebb rétegekben heges környezetbe ágyazva számos érlumen figyelhető meg, melyek ovális vagy zegzugos lefutásúak. A lumeneket bélelő endothelsej tek helyenként duzzadtak. A felszínhez közel eső lumenek környezetében lympocytákból és plasmasejtek- ből, továbbá neutrophil granulocytákból álló beszűrődés található.” A terhességi epulis kórszövettani jellegzetességeinek megállapítása céljából elektronmikroszkópos és

A terhességi ínygyulladással, a tehes nők fogazati és parodontológiai állapotával, a szájhigiéne szerepével az ínygyulladás kialakulásában nagyon sok közlemény foglalkozik [1, 2, 13, 21]. Több szerző állatkísérletes vizsgálatokkal mutatott rá arra, hogy az ínygyulladás

6. ábra. Klinikai kép a terhességi epulis sebészi eltávolítása után

és a terhességi epulis kialakulásában a sex hormonok nak nagy szerepük van [2, 15]. A modern felfogás sze rint a helyi (plakk) és általános tényezők (hormonok) együttes hatására alakul ki a terhességi ínygyulladás és az epulis [7, 19, 22, 25]. Ezek mellett Yuan és Lin [26] a terhességi granulo ma kialakulásában az ér-endothel növekedési faktornak és az angiopoietin-2-nek is szerepet tulajdonít. Mindezek az adatok arra utalnak, hogy a terhességi epulis megelőzésében csak a helyi okok (pl. a dentalis plakk és az irritációs tényezők) megszüntetése jön szóba. Ugyanakkor az epulisból eredő nagyfokú vérzés, az ét- kezési képtelenség, az esztétikai hátrány gyakran szük- ségessé teszi annak eltávolítását [10, 11]. Wang és mtsai [24] arról számolnak be, hogy egy 28 éves terhes epulisából a csillapíthatatlan vérzés csak a sürgős ségi császármetszés után öt nappal szünt meg. Differenciál-diagnosztikai szempontok miatt az eltávolított epulis szövettani vizsgálata kötelező [18, 20, 23]. El kell különíteni – többek között – a gingiva hyperplasiá tól, a pyogen granulomától, a fibrosus epulistól és az óriássejtes granulomától [4, 6, 14, 18, 23]. Vizsgálati eredményeinket összegezve és azokat az irodalmi adatokkal összevetve megállapítható, hogy

236


7. ábra. Az eltávolított tumor

8. ábra. Különböző alakú és tágasságú vérűrök kötőszövetbe ágyazva, mely limfocytás beszűrődést is tartalmaz (HE, 300x)

9. ábra. A vérűröket egy rétegben szabályos endothelsejtek bélelik. A tömött rostos kötőszövetben elszórt limfocytás beszűrődés látható (HE, 600x).

10. ábra. A vérűröket bélelő sejtek CD34 pozitívak. A felszínt (jobbra) szabályos hám borítja (CD34 immunperoxidáze, 150x)

• a terhességi epulisok előfordulási gyakorisága kb. 0,5%; • az epulisok döntő többsége konzervatív kezelést igényel, szülés után visszafejlődik; • a sebészi kezelés az esetek kb. 20-30%-ában szükséges a csillapithatatlan vérzés, az étkezés akadályoztatása és az esztétikai hátrány miatt;

• az esetek kb. 10%-ában az epulis szülés után nem fejlődik vissza, sőt újak is keletkezhetnek; • az epulis szövettanára jellemző, hogy gyakori a szövetközti bevérzés, a lymphocytás, plasmasejtes és a neutrophil granulocytás beszűrődés valamint a kifekélyesedés.


Department of Oral Surgery of Kútvölgyi Hospital, Semmelweis University, Budapest* I. Department of Pathology and Experimental Cancer Research, Research Group of Molecular Pathology, Hungarian Academy of Sciences ** Department of Pedodontics and Orthodontics, Semmelweis University, Budapest, Hungary***

The clinical and pathological symptoms of pregnancy epulis Dr. Mihály Orosz*, Dr. Béla Szende**, Dr. Katalin Gábris***

Examination of the oral cavity in 2260 pregnant women revealed 12 cases of pregnancy epulis, an incidence of 0.48%. In 9 of these 12 cases, spontaneous regression and recovery occurred 1–4 months after delivery. Despite the continuous conservative therapy, several surgical interventions were necessary in the remaining 3 pregnant women, due to the large size of the epulis and the bleeding that was difficult to stop. The authors provide a detailed description of the clinical symptoms (bleeding, difficulty of oral closure, loosening and migration of teeth) caused by large, multiple epulis instances during two pregnancies of one woman, together with the surgical interventions, the histopathologic examination and the immunohistochemical characteristics of the epulis. Key words: pregnancy epulis, pregnancy tumor, clinical symptoms, histopathology

During pregnancy many changes may occur in the oral cavity, influencing the condition of the dentition and the mucous membranes. Among others, the tendency to gingivitis [1, 13], the amount of dental plaque and the number of lactobacilli in the saliva can increase [7, 16], whereas the pH value of the saliva can decrease [12, 16]. A condition closely related to pregnancy gingivitis, pregnancy epulis (Figs. 1 and 2), has several synonyms: pregnancy tumor, epulis gravidarum, and pregnancy granuloma [3, 8, 11, 20, 23, 24]. The clinical practice and pathology of pregnancy epulis are well known [6, 8]; the most important aspect is that – after birth has occurred – it spontaneously regresses or decreases in size [22, 23, 24]. As the cases described in the literature were not fully consistent with our own experience, and as only few data on the frequency of pregnancy epulis was to be found in the literature [5], our goal was to survey our knowledge of the clinical practice and pathology of pregnancy epulis by processing our experience in Hungary over the past 30 years. Pathologists, obstetricians, family doctors, general practitioners and dentists may all benefit from a consideration of this topic. Material and method For the past 30 years, two of the authors (MO and KG) have been providing pregnant women with dental care and dental surgery and performing the related screening examinations. Most of these were individual crosssectional examinations, with a smaller number of longitudinal (follow-up) examinations. In this study the

total number of pregnant women examined was 2260. The screening examination surveys contained questions relating to the age of the pregnant woman, the duration of pregnancy, the numbers of previous pregnancies and deliveries, the eating habits, the frequency of cleaning the teeth, and the occurrence of morning sickness. We recorded the detailed dental status (DMFT index), the Greene-Vermillion OHI-S index [9], the Russell PI index [17] and the fact of any bleeding from the gums. We also noted data relating to the occurrence of pregnancy epulis, the start of its development, the site of its occurrence, its size, and the conservative or surgical therapy applied during the course of the pregnancy and for at least 3 months following childbirth. In the cases involving longitudinal observations, the number of visits to the dentist was on average 5.5. Results In the course of our examinations, we encountered a total of 12 pregnancy epulis cases, i.e. a frequency of 0.48%. The sites of occurrence of the epulis were: • in �� 5 cases, the region of the upper frontal teeth (Figs. 1 and 2); • in �� 5 cases the region of the lower premolars and molars; • in �� 1 case, several quadrants (see Case report); and • in �� 1 case, the whole lower left quadrant (Fig. 3). The treatment that we preferred was conservative therapy according to the protocols specified in general odontology and parodontology (regular depuration,

238


rinsing with chlorhexidine, adstringent, H2O2 washing and increased oral hygiene). Following childbirth, 9 of the 12 pregnancy epulis cases demonstrated spontaneous regression and recovery. In 2 patients, surgical removal of the tissue growth was necessary at the beginning of the 9th month of the healthy pregnancy, due to the intense bleeding and the impossibility of eating. Surgical intervention took place under local anesthesia. During pregnancy the

not similar report in the literature, and a detailed description of the case is therefore justified.

Fig. 1. Pregnancy gingivitis in a 24-year-old woman (gravida 1, para 0), 14th week of gestation

Fig. 2. Pregnancy epulis in 32nd week of gestation (same patient as in Fig. 1)

Fig. 3. Large pregnancy epulis on left side of mandible in week 16th of first pregnancy

electrocoagulation was preferred. Both patients recovered fully: there was no recurrence during the remainder of the pregnancy. In both pregnancies of the 23-year-old patient, surgical intervention was needed several times. The clinical picture was large, multiple epulis in the oral cavity of the patient (also in the case history). We have found

Case report First pregnancy Oral cavity complaints of the patient started in the 16th week of pregnancy. The initial relatively heavy bleed-

Fig. 4. Oral picture after surgical excision of tumor

ing from the gingiva was followed by swelling of the gingiva, which was especially marked around the lower and upper left-side dentition and in the lower right quadrant. The teeth adjacent to the epulis gradually loosened (Fig. 3). The bleeding from the gingiva continually worsened: following tooth cleaning it could hardly be stopped and


at night spontaneous bleeding occurred. Eating became impossible, and the patient could not close her mouth. Oral surgery was therefore performed (Fig. 4), followed by another 3 surgical interventions up to the end of pregnancy. By the 3rd day following the delivery, the bleeding from the gingiva had stopped completely. After 3 months, the swelling of the gums had also receded and the teeth stabilized. Second pregnancy As a result of the symptoms experienced during the first pregnancy, dental examinations and treatment were performed regularly. In this pregnancy, the dental problems occurred later and remained under control. However, during the 8th month of pregnancy, the condition of the patient suddenly deteriorated severely, nearly from one day to the next. The bleeding was more frequent and heavier than during the first pregnancy, and the epulis on the gingiva was much larger (Figs. 5, 6, 7). Two oral surgical interventions were performed before childbirth. Caesarean section was performed on this occasion too. Following childbirth, the condition did not improve. Four months later, two more interventions were performed. One month after the first surgical intervention, the mobile teeth stabilized, but a large space remained between the right lower second incisor and canine.

239

environments with an oval or zig-zag shape. The endothelial cells lining the lumina were swollen in places. Not far from the lumina, close to the surface, there were infiltrations containing lymphocytes and plasma cells, as well as neutrophilic granulocytes.” The results of histological and immunohistochemical examinations are to be seen in Figs. 8, 9, 10. Discussion and conclusions A number of publications have dealt with pregnancy gingivitis, the dental and parodontological condition of pregnant women and the role of oral hygiene in the development of gingivitis [1, 2, 13, 21]. Through the use of animal experiments, several authors have pointed out that sex hormones play a considerable role in the development of gingivitis and pregnancy epulis [2, 15]. The view is currently held that the combined effects of local (plaque) and overall (hormonal) factors lead to the development of pregnancy gingivitis and epulis [3, 7, 19, 22, 25]. Sex hormones seem to act as growth factors for the subgingival bacterial flora, and in particular for Gram-negative anaerobic rods [7]. Yuan and Lin [26] additionally ascribe roles to the vascular endothelial growth factor and angiopoietin-2 in the development of pregnancy granuloma. All these data suggest that the only way to prevent pregnancy

Fig. 5. 8th month of second pregnancy, with a large pregnancy tumor on the lower left side, and a space between the right lower lateral incisor and canine

Fig. 6. Oral picture after surgical removal of pregnancy epulis

The epulis removed (Fig. 7) was subjected to histopathological examination. “Hematoxylin and Eosin staining was performed. CD 34 immunoperoxidase reaction was carried out to show endothelial cells. The surface of the sample included a multilayered epidermis that was ulcerated in part. The deeper layers contained several vascular lumina embedded in scarred

epulis is to eliminate the local causes (e.g. dental plaque and the irritation factors). At the same time, the heavy bleeding, the inability to eat, and the aesthetic disadvantges resulting from the epulis often require its removal [10, 11]. The case report of Wang et al. [24] described the epulis of a 28-year-old pregnant woman that stopped bleeding continuously only 5 days af-

240


Fig. 7. Clinical picture of removed tumor

Fig. 9. The vascular spaces are lined by a single layer of regular endothelial cells. Scarce lymphocytic infiltration can be seen in the dense connective tissue. (HE, 600 x).

ter the emergency Caesarean section. For differential-diagnostic reasons, histological examination of the removed epulis is compulsory [18, 20, 23]. It must be distinguished from gingival hyperplasia, fibrous epulis and peripheral giant cell granuloma [4, 6, 14, 18, 23]. Overall, the results of our examinations and the data to be found in the literature indicate the following features: • the incidence of pregnancy epulis is approximately 0.5%; • most cases of epulis require conservative treatment; following childbirth, the epulis recedes; • surgical intervention is necessary in about 20-30% of the cases in consequence of the unstoppable bleeding, the inability to eat, and aesthetic disadvantages; • in approximately 10% of the cases, the epulis does

Fig. 8. Vascular spaces of various shapes and sizes embedded in connective tissue also containing lymphocytic infiltration (HE, 300 x)

Fig. 10. CD 34 positivity of the cells lining the vascular spaces,with normal epithelium on the surface (right) (CD 34 immunoperoxidase, 150 x)

not recede following childbirth; in contrast it may develop in new localizations; • its histology is typified by frequent bleeding among the tissues, due to ectatic vascular spaces, by lymphocyte, plasma cell and neutrophilic granulocyte infiltration and by ulceration.

References 1. Aboul-Dahab OM, El-Sherbiny MM, Abdel-Rahman R, Shoeb M: Identification of lymphocyte subsets in pregnancy gingivitis. Egypt Dent J 1994; 40: 653–656. 2. Abraham-Impijn L, Polsacheva OV, Raber-Durlacher JE: The significance of endocrine factors and microorganisms in the development of gingivitis in pregnant women. Stomatologia 1996; 75: 15–18. 3. Barak S, Oettinger-Barak O, Oettinger M et al: Common oral man-


ifestations during pregnancy: a review. Obst Gynecol Sur 2003; 58: 624–628. 4. Bischof M, Nedir R, Lombardi T: Peripheral giant cell granuloma associated with dental implant. Int J Oral Maxillofac Impl 2004; 19: 295–299. 5. Christensen LB, Jeppe-Jensen D, Petersen PE: Self-reported gingival conditions and self-care in the oral health of Danish women during pregnancy. J Clin Periodont 2003; 30: 949–953. 6. Daley TD, Nartey NO, Wysocki GP: Pregnancy tumor: an analysis. Oral Surg Med Pathol 1991; 72: 196–199. 7. Di Placido G, Tumini V, D’Archivio D, Di Peppe G: Gingival hyperplasia in pregnancy. II. Etiopathogenic factors and mechanisms. Minerva Stomatol 1998; 47: 223–229. 8. El Mustafa OM, Badie AA: Lingual granuloma gravidarum. Saud Med J 2001; 22: 1130–1132. 9. Green JC, Vermillion JR: The simplified oral hygiene index. J Amer Dent Ass 1964; 68: 25–31. 10. Gungormus M, Akgul HM, Yilmaz AB, et al: Generalized gingival hyperplasia occurring during pregnancy. J Int Med Res 2002; 30: 353–355. 11. Jones JE, Nguyen A, Tabaee A: Pyogenic granuloma (pregnancy tumor) of the nasal cavity. A case report. J Reprod Med 2000; 45: 749–753. 12. Laine MA: Effect of pregnancy on periodontal and dental health. Acta Odont Scand 2002; 60: 257–264. 13. Lapp CA, Lohse JE, Lewis JB et al: The effects of progesterone on matrix metalloproteinases in cultured human gingival fibroblasts. J Periodont 2003; 74: 277–288. 14. Mighell AJ, Robinson PA, Hume WJ: Histochemical and immunohistochemical localisation of elastic system fibres in focal reactive overgrowths of oral mucosa. J Oral Path Med 1997; 26: 153–158. 15. Orosz M, Csapó L, Varga B: Alteration in the reactivity of ham-

241

ster cheek pouch arterioles to prostaglandin E2 and noradrenaline during pregnancy or sex steroid treatment. Prostaglandins 1983; 26: 165–173. 16. Orosz M, Vaskó A, Gábris K, et al: Changes in salivary pH and lactobacilli count in pregnant women. Proc Finn Dent Soc 1980; 76: 204–207. 17. Russell AL: A system of classification and scoring for prevalence surveys of periodontal disease. J Dent Res 1956; 35: 350–359. 18. Sahingur SE, Cohen RE, Aguirre A: Esthetic management of peripheral giant cell granuloma. J Periodont 2004; 75: 487–492. 19. Sawaya I: Pregnancy tumors: a case report. Gen Dent 1997; 45: 273–275. 20. Sills ES, Zegarelli DJ, Hoschander MM, Strider WE: Clinical diagnosis and management of hormonally responsive oral pregnancy tumor (pyogenic granuloma). J Reprod Med 1996; 41: 467–470. 21. Soory M: Hormonal factors in periodontal disease. Dent Update 2000; 27: 380–383. 22. Steelman R, Holmes D: Pregnancy tumor in a 16-year-old: case report and treatment considerations. J Clin Ped Dent 1992; 16: 217– 218. 23. Tumini V, Di Placido G, D’Archivio D, Del Giglio Matanazzo A: Hyperplastic gingival lesions in pregnancy. Minerva Stomatol 1998; 47: 159–167. 24. Wang PH, Chao HT, Lee WL, et al: Severe bleeding from a pregnancy tumor. A case report. J Reprod Med 1997; 42: 359–362. 25. Yalcin F, Basegmez C, Isik G, et al: The effects of periodontal therapy on intravesicular prostaglandin E2 concentrations and clinical parameters in pregnancy. J Periodont 2002; 73: 173–177. 26. Yuan K, Lin MT: The roles of vascular endothelial growth factor and angiopoietin-2 in the regression of pregnancy pyogenic granuloma. Oral Diseases 2004; 10: 179–185.

Győr megyében a Szigetközben fogászati vegyes praxisjog – 3700 lélekszámmal 42 év után nyugdíjbavonulás miatt – rendelővel eladó. Szolgálati lakás van. Telefon: 06-30-241 51 97

I

n io t i ta v n

European Prosthodontic Association Hungarian Dental Association

32nd Annual Annual Congress Congress of of EPA EPA 32nd September 4-6, 2008 Pécs, Hungary

MARK YOUR CALENDARS! Main topic: the decision makig in prosthodontic treatment planning www.epa2008.hu [email protected]


Semmelweis Egyetem, Arc-, Állcsont-, Szájsebészeti és Fogászati Klinika Oral Pathológia Részleg, Budapest

A szénhidrát-anyagcsere rendellenességei és a szájüregi rák kockázata Dr. Suba Zsuzsanna, Dr. Ujpál Márta

A dohányzás és az alkoholfogyasztás az orális carcinoma (OC) legfontosabb kockázati tényezői. Az utóbbi évtizedekben a fejlett nyugati országokban a két káros szenvedély hatékony visszaszorításával kedvező, csökkenő tendenciák mutatkoztak az OC morbiditását és mortalitását illetően. Egyidejűleg, a korábban igen magas férfi–nő arány az OC betegek körében világszerte csökkenő tendenciát mutat. Ezt a jelenséget rendszerint azzal magyarázzák, hogy a nők körében is egyre inkább terjed a dohányzás és a mértéktelen alkoholizálás. Az irodalmi adatok viszont arra utalnak, hogy egyre több a nem dohányzó, nem alkoholizáló OC eset a nők körében. Mindezen ellentmondások alapján feltételezhető, hogy az OC epidemiológiájában endogén tényezők, például anyagcsere- és hormonális zavarok is szerepet játszhatnak. Az insulin rezisztens állapotok, például a metabolikus szindróma és a 2-típusú diabetes (DM2) talaján számos emberi betegség alakulhat ki. A reaktív hyperinsulinaemia, az insulin-szerű növekedési faktorok fokozott képzése, a hyperglycaemia és súlyos szövődményei mind bizonyítottan rákkeltő tényezők. Diabetesben a kis- és nagyerek károsodása eredményeként csökken a szövetek vérellátása. A DM kapcsán kialakuló hypoxia, az extracellularis matrix, valamint a gyulladásos és immunreakciók defektusai szintén elősegítik az OC kialakulását. Az irodalmi adatok és a szerzők saját vizsgálati eredményei arra utalnak, hogy a DM2 fokozott kockázatot jelent az OCra vonatkozóan. Kitűnik továbbá, hogy a DM jelentősen fokozza az OC lokális és metasztatikus terjedését is. Az összefüggések a glukóz metabolizmus zavarai és a tumorok keletkezése és terjedése között új lehetőségeket teremtenek az OC megelőzésére és kezelésére. Kulcsszavak: szájüregi rák, rizikófaktorok, 2-típusú diabetikus, inzulinrezisztencia

Bevezetés A szájüregi rákok világviszonylatban is nagy jelentőségűek, az első hat leggyakrabban előforduló malignus daganat között találhatók [10, 14, 32]. Közismert a dohányzás és az alkohol alapvető szerepe a szájüregi rákok kialakulásában. A fejlett nyugati országok sokat tettek e két rizikófaktor társadalmi méretű visszaszorítására, melynek eredményeként jelentős csökkenés következett be az oralis carcinomák (OC) morbiditásában és mortalitásában [26]. Ezzel szemben Közép- és Kelet-Európa legtöbb országában folyamatos emelkedés figyelhető meg. Magyarország sajnálatosan első helyezett az európai országok sorában a szájüregi rákok mortalitását és morbiditását tekintve férfiaknál és nőknél egyaránt [14]. Napjainkban egyre inkább visszaszorul a dohányzók és az italozók száma az Egyesült Államokban és Európában egyaránt. Számos irodalmi adat viszont arra utal, hogy a szájüregi rákosok között egyre emelkedik a nem dohányzók és nem ivók aránya [22, 30, 47]. Ezzel egy időben világszerte megváltozott a férfi–nő viszonylatban a férfiak korábbi markáns dominanciáÉrkezett: 2007. június 18. Elfogadva: 2007. augusztus 31.

ja az OC esetek körében. Ezt a tendenciát rendszerint azzal magyarázzák, hogy a nők között is egyre terjed a dohányzás és az alkoholizálás [14]. Mindezek alapján a szájüregi rákok kialakulásában a dohányzás és az alkohol mellett szisztémás rizikófaktorok szerepe is felmerül, mint például az anyagcsere és a hormonrendszer rendellenességei. A szénhidrátanyagcsere-zavar számos humán betegség alapja Ismert tény, hogy a diabetes mellitus (DM) olyan komplex anyagcserezavar, amely a glukóz metabolizmuson kívül érinti a lipid- és a fehérje-anyagcserét, valamint az ion-egyensúlyt is. Vezető haláloknak tekinthető, és komoly szerepe van a magas vérnyomás, a stroke, a cardiovascularis megbetegedések és a veseelégtelenség kialakulásában is. A cukorbetegség szájüregi hatásai is jelentősek, melyek elsősorban a latens és a kezeletlen esetekben, főleg a gingivát és a parodontiumot érintik [44]. A glukóz metabolizmus zavarának több fajtája és

244


stádiuma ismert. Az 1. típusú diabetes (DM1) lényege az inzulin-szekréció zavara, míg a 2. típusú diabetesben (DM2) a perifériás szövetek glukóz-felvétele gátolt. Átmeneti stádiumnak, pre-diabetesnek tekinthető a csökkent glukóz-tolerancia (impaired glucose tolerance, IGT) és az emelkedett éhomi vércukorszint (impaired fasting glycemia, IFG). Reaven 1988-ban ismertette hipotézisét, melynek lényege, hogy a perifériás szövetek gátolt inzulinfelvétele, az inzulinrezisztencia és a kompenzációs hyper inzulinizmus számos emberi betegség alapját képezik [46]. Ez a felfedezés alapvetően megváltoztatta a DM2- re vonatkozó addigi ismereteinket. Korábban a microés macrovascularis elváltozásokat, valamint az ischemiás szívbetegséget a diabetes szövődményének tartották, az új koncepció szerint ezeknek közös eredete az inzulinrezisztencia. A DM2-t megelőzi egy inzulinrezisztens állapot: a metabolikus szindróma. Jellemzői a megnövekedett testtömeg-index, a magas vérnyomás, az emelkedett vércukor-, triglicerid és LDL (low-density lipoprotein) koleszterinszint. A metabolikus szindróma lényege, hogy ezek a rizikófaktorok kombinálódnak, melyek mindegyike szerepet játszik a carcidiovascularis betegségek kialakulásában [6]. Érdekes, hogy ezen faktorok többsége valamilyen módon a carcinogenesissel is összefügg [11]. A metabolikus szindróma és a DM2 rohamosan terjed az egész világon. A „nyugati életstílus” (szénhidrát és zsírdús táplálék, elhízás, fizikai aktivitás hiánya) igen nagy szerepet játszik kialakulásában. Meglepő módon a metabolikus szindróma nők esetében jellegzetes vonásokat mutat. Ösztrogén-hiányos állapotok esetében, mint pl. polycystás ovarium syndroma és postmenopausa, a betegek fokozottan hajlamosak az insulinrezisztenciára [53]. A továbbiakban az ezredforduló kutatásai szoros kapcsolatot igazoltak az inzulinrezisztencia és a malignus daganatok között. Ennek az új összefüggésnek a felismerése azért késlekedett, mert a tumor iniciációtól a daganat klinikai megjelenéséig hosszabb időre, esetenként évtizedekre van szükség. Klinikai és epidemiológiai vizsgálatokkal bizonyították, hogy nemcsak a DM2, hanem a glukóz metabolizmus korai zavarai is jelentős rizikófaktorai a carcinomáknak [21, 23, 28, 45, 56]. Elsőként az emlő és a vastagbél daganatainál írták le az inzulinrezisztenciával való összefüggést [6]. Ezeket a megfigyeléseket a későbbiekben számos irodalmi adat alátámasztotta, bizonyítva az inzulinrezisztencia provokáló hatását a különböző lokalizációjú daganatok- ra [1, 16, 18, 29, 57, 60]. Munkacsoportunk számolt be elsőként a szájüregi daganatok és a DM2 közötti epidemiológiai kapcsolatról [57, 60]. Továbbá az is kiderült, hogy az OC kockázata függ a hormonális egyensúlytól és az inzulin-érzékenységtől is [58].

Az inzulinrezisztencia és a daganat kialakulásának összefüggései Az inzulinrezisztencia első, kompenzált fázisában a megemelkedett vércukorszintet fokozott inzulinterme léssel, hyperinsulinaemiával sikerül egyensúlyban tar- tani. Az inzulin elsősorban metabolikus hatású hormon, de egyben növekedési faktor is. A megemelkedett inzulinszinttel együtt fokozódik más inzulinszerű növekedési faktorok termelése és a mitogén aktivitása is, mint pl. az IGF-I és IGF-II [49, 63]. A nagymértékben felszaporodott inzulinnak és IGF-nak bizonyítottan jelentős szerepe van a sejtek proliferációjában és daganatos transzformációjában. Az IR második, dekompenzált fázisában a pancreas bétasejtjei már kimerülnek, a széruminzulin szintje nem elegendő a normális vércukorszint fenntartásához, a tartós hyperglycaemia pedig a DM2 kialakulásához vezet. A magas vércukorszint többféle mechanizmussal vezethet tumorpromócióhoz. A tartós, bőséges glukóz kínálat előnyös a daganatsejtek fokozott DNS-szintéziséhez, a glukóz pentózfoszfát irányú metabolizmusa a malignus tumorok anyagcseréjének egyik legjellemzőbb sajátossága [7]. A hyperglycaemia és a glukóz auto-oxidációja következtében fokozódik a szabad gyökök felszabadulása, ami károsítja a DNS-t és a repair folyamatokban szereplő enzimeket egyaránt [62]. Az emelkedett vércukorszint a fehérjék nem enzimatikus glikációjához vezet, a glikált végtermékek szerepe pedig bizonyított a tumorok keletkezésében és terjedésében is [5]. Az inzulin a szöveti glukózfelvételt stimulálja egy proteincsalád expressziójának indukálásával, melyet glukóz-transzportereknek (GLUT) neveznek. Ezeknek a proteineknek a GLUT4 az egyetlen isoformja, amely az inzulin indukálta cukorfelvételnek határt szab. Hyperglycaemiában ezen glukóztranszporter család egy másik tagjának, a GLUT1-nek fokozódik az expres�sziója és az aktivitása, mely excesszív glukóztranszportot eredményez. A magas GLUT1 expresszió és az emelkedett glukóztranszporter aktivitás fontos szere pet játszik a hyperglycaemiás betegeknél kialakuló szö- veti károsodásokban. Irodalmi adatok támasztják alá a GLUT1 alapvető szerepét a malignizációban [37]. Szájüregi daganatoknál szignifikáns összefüggést találtak a daganatos halálozás és a GLUT1 expresszió között: a magas GLUT1-szint rövidebb túléléssel párosul [27, 42]. Extracelluláris matrix változások DM2-ben és a szájüregi rák kockázata A tartós hyperglycaemia nemcsak a szénhidrát-, hanem a lipidanyagcserét is befolyásolja, és a fehérjék, valamint a kollagén nem enzimatikus glikációja jön létre. Ennek következtében megváltozik a sejtmembrán és receptor fehérjéinek funkciója, amely az intercellu-


láris és a sejt-matrix kapcsolatok megváltozását eredményezi. A cukorbetegeknél a fehérjék, a lipidek és a nuklein savak nem enzimatikus glikációja számos szövődményt okoz [8]. Glikációs fehérjék (advanced glycation endproduct: AGE) diabeteseseknél és nem diabeteseseknél egyaránt képződnek, de tartós hyperglycaemia ese- tén, diabetesben jelentősen felhalmozódnak. Az érszövődmények nemcsak diabetesben, hanem már a szénhidrát-anyagcsere korai fázisában is megjelennek [31]. Az AGE lerakódás következében a capillarisok bazális membránja megvastagodik, lumenük beszűkül, emiatt károsodik a metabolikus végtermékek elszállítása és az oxigénellátás a capillaris falán keresztül. Az AGE képződés makrovascularis elváltozásokat is okoz. A kollagén kötések száma kórosan megnövekszik, és a stabilabb kollagén makromolekulák ellenállnak a normál enzimatikus aktivitásnak, kevéssé bomlanak le [38]. Az AGE miatt megváltozott kollagén megvastagítja az erek falát, kovalens kötést képez a keringő LDL-el, és kialakul az atherosclerosis. A nagyobb érlumenek progres�szív szűkülete az érintett szövetek csökkent perfusióját eredményezi. A hypoxia kedvez a tumorsejtek szaporodásának, biztosítva anabolikus anyagcserefolyamataiknak az oxigénszegény környezetet [20]. A stabil kollagén és a hámréteg bazális membránjának változásai károsítják a szöveti anyagcserét. A csökkent oxigén- és metabolit-transzport elősegíti a malignus folyamatok kialakulását. Ismert tény, hogy diabetesben fokozódik a kollage náz-aktivitás, amely kedvezőtlenül befolyásolja a parodontium épségét és a sebgyógyulást [35]. Bizonyították, hogy olyan kémiai szerkezetű tetracyclinek, melyeknek nincs antibakterialis hatása, szignifikánsan csökkentették a kollagenáz termelődését, és hatékonyan javították a fogínygyulladást cukorbeteg egyéneknél. Ezeknek a tetracyclineknek védő hatása mutatkozott a diabeteses gingivitis és parodontitis progressziójával szemben. Egyes irodalmi adatok szerint a diabeteses szövetek fokozott kollagenáz-aktivitása növeli az extracellularis matrix permeabilitását és fokozza az instabil, újdonkép- zett kollagén lebomlását, mely elősegíti a daganatok lokális és metasztatikus terjedését [9]. A kóros gyulladásos és immunválasz DM2-ben és a szájüregi rák A megváltozott immunológiai és gyulladásos reakciók hozzájárulnak ahhoz, hogy a parodontalis elváltozások gyakrabban és súlyosabb formában jelentkezzenek a cukorbetegek körében. Az AGE-nak jelentős befolyása van sejt szinten is. Az AGE receptor, melyet RAGE-nek (receptor for AGE) neveznek, sokféle sejttípus (endothelialis, simaizom-

245

sejt, monocyta/makrofág stb.) felszínén megtalálható [52]. A nem kontrollált hyperglycaemiában növekszik a RAGE expressziója és az AGE-RAGE kölcsönhatás újabb adatok szerint a ráksejtek terjedését is elősegíti [5]. A RAGE expresszió úgy tűnik, hogy szoros kapcsolatban van az OC lokális inváziójával és metasztázis képzésével. Az AGE–RAGE kölcsönhatás alapvető változást okoz a monocita/makrofág membránokban és azok receptoraiban, növeli a sejtekben az oxidatív stresszt, és bizonyos transzkripciós faktorokat aktivál. Ezek a szignálok átalakítják a monocita/makrofág fenotípust, gyulladásos cytokinek, mint pl. az interleukin-1 (IL-1), a tumor necrosis faktor-alfa (TNF-alfa) és növekedési faktorok (IGF és thrombocyta növekedési faktorok) termelődését segítik elő [62]. A cytokinek és a növe kedési faktorok felszaporodása nemcsak krónikus gyul- ladást, hanem a fedőhámréteg malignizációt is elősegíthetik [34, 39, 59]. A polymorphonuclearis leukocyták ugyancsak fontos szerepet játszanak a parodontium épségének fenn tartásában. Diabetesben, mint azt több közlemény iga- zolja, károsodik a leukocyták működése, csökken a kemotaxis, az adherencia és a fagocitózis [33]. A károsodott neutrophil leukocyta funkcióhoz társuló bakteriális fertőzés fokozott monocyta/makrofág reakciót vált ki, melynek eredménye szöveti destrukció és malignizáció lehet. Az inzulinrezisztencia és a szájüregi betegségek A DM2 szájüregi tünetei régóta ismertek. A leggyakoribbak a szájnyálkahártya, a gingiva, és a parodontium gyulladásos elváltozásai, valamint a sebgyógyulás és a csontosodás zavarai [44]. A szájszárazság és a parotisok dystrophias duzzanata gyakran előfordul cukorbetegeknél, kezeletlen esetekben, súlyosabb formában [54]. A hám atrófiás elváltozásai főleg az alsó ajkon és a nyelven jelentkez nek (atrófiás cheilitis és glossitis). A DM2 kedvező körülményeket teremt a különböző intraoralis gyulladások számára is. A sérülékeny, kiszá- radt nyálkahártya kiváló talaja lehet a gombás, elsősorban Candida albicans fertőzéseknek. Multivariációs analízissel bebizonyították, hogy szignifikáns kapcsolat van a glycaemiás kontroll hiánya és a Candida albicans fonalak jelenléte között [17]. A Candida albicans szerepet játszik a malignizációban, elsősorban a leukoplakia krónikus, hipertrófiás eseteiben [4]. A parodontium gyulladásos elváltozásai (gingivitis, parodontitis) ugyancsak közismert tünetei a nem kontrollált diabetesnek [35]. A parodontális elváltozások és a DM2 kapcsolata meglehetősen komplex, és nagymértékben függ a különböző diagnosztikus parameterektől és a klinikai vizsgáló módszerektől. Egyes tanul mányokban nem találtak kapcsolatot a parodontális

246


parameterek és a diabetes fennállásának időtartama, a diabeteses komplikációk illetve a diabetes kontrollja között. Ez azt jelenti, hogy nemcsak a hyperglycaemia és a bakteriális invázió, hanem valószínűleg más fontos tényezők is befolyásolják a parodontális státuszt a DM2 betegeknél. Összegezve, a DM2 mindkét jól ismert szájüregi tünetcsoportja, a krónikus gyulladásos folyamatok (gingivitis, parodontitis) és a hám atrophiás elváltozásai (chronicus cheilitis és glossitis) egyaránt prekurzorai lehetnek a rosszindulatú elfajulásnak.

gálóknak nem volt tudomása arról, hogy a betegek a kontroll, vagy a DM csoportba tartoznak. A vizsgálat második része egy retrospektív DM szűrés volt, melyet 610 szövettanilag igazolt szájüregi lap- hámrákkal kezelt fekvőbeteg körében végeztünk a Semmelweis Egyetem Szájsebészeti és Fogászati Klinikáján. A kontroll csoportot 574 tumormentes paciens alkotta. Az éhgyomri vércukorértékeket és a dohányzási szokásokat regisztráltuk mindkét csoportban, és rögzítettük a daganatok lokalizációját a tumoros csoportban. Az éhgyomri vércukorértéket 4 napon belül újra mértük. Emelkedettnek csak a kontrollvizsgálattal igazolt értéket tekintettük. Ezek alapján a következő három csoportba soroltuk a betegeket: 1) normál éhgyomri vércukorszint (<6,0 mmol/l), 2) emelkedett éhgyomri vércukorszint (elevated fasting blood glucose, EFG) (6,0-6,9 mmol/l), és 3) diabetes mellitus (>6,9 mmol/l).

A szénhidrátanyagcsere-rendellenességek epidemiológiai összefüggése a szájüregi daganatok kockázatával Munkacsoportunk klinikailag vizsgálta diabetesesek körében a szájüregi premalignus és daganatos elváltozásokat. A tanulmány első része sztomato-onkológiai szűrés volt 200 cukorbetegen a budapesti Semmelweis Egye tem Belgyógyászati Klinikáján, a kontroll csoportot 280 fogászati ellátásra jelentkező járóbeteg képezte. A belgyógyászati betegek közül 82 tartozott a DM1 csoportba és 118 a DM2-be. A betegek között 131 nő és 69 férfi volt, átlagéletkoruk 45,8 év volt. A DM1 cso portban 36,3, a DM2 csoportban 55,3 év volt az átlagéletkor. A kontroll csoportba 109 férfi és 171 nő került, életkoruk átlaga 47,2 év volt. A vizsgálatokat két orvos végezte, az eredményeket egy erre a célra szerkesztett kérdőíven rögzítettük. A személyes adatokon kívül regisztráltuk a laboratóriumi leletek értékeit, a cukorbetegség kezelésére vonatko-

Stomato-onkológiai szűrés diabeteses betegek körében Az eredményeket az első táblázatban foglaltuk össze (I. táblázat). A talált elváltozásokat három csoportba soroltuk: 1) gyulladásos léziók (cheilitis, glossitis), 2) jóindulatú szövetszaporulatok és 3) precancerosus elváltozások (leukoplakia, erythroplakia). Malignus elvál tozást sem a 200 cukorbetegnél, sem a kontroll csoportban nem találtunk. Szájüregi elváltozást a DM betegek 51,5%-nál észleltünk. Mindkét diabetes típusban a leggyakoribbak a gyulladásos léziók voltak, ezt követték a jóindulatú szövetszaporulatok, majd a precancerosus elváltozások. A kontroll csoportban ezen elváltozások gyakorisága szignifikánsan alacsonyabb volt (p<0.01). I. Táblázat

A különféle szájüregi elváltozások megoszlása nemek szerint a DM1 és DM2 betegek körében Elváltozások

Kontroll csoport Férfiak

Nők

N0

Összesen

DM1 csoport %

Férfiak

Nők

280

Összesen

DM2 csoport %

Férfiak

Nők

82

Összesen

%

118

Cheilitis, glossitis

11

15

26

9,2

6

15

21

25,6

12

25

37

31,3

Jóindulatú daganat

8

10

18

6,4

2

7

9

10,9

6

14

20

16,3

Leukoplakia/ erythroplakia

4

5

9

3,2

2

1

3

3,6

4

9

13

11

Összesen

23

30

53

18,8

10

23

33

40,2

48

48

70

59,2

zó adatokat, a szövődményeket, valamint a dohányzá si szokásokat. A klinikai vizsgálat során elvégeztük a szájüreg és a nyaki régió inspekciós és palpációs vizs gálatát. A talált nyálkahártya-elváltozások, precancero sisok és szövetszaporulatok adatait rögzítettük. A vizs-

A gyulladásos és rákmegelőző léziók, valamint a be nignus szövetszaporulatok aránya is magasabb volt a DM2 betegek körében, mint a DM1 betegek között (I. táblázat). Kiemelendő a leukoplakia 11%-os gyako risága a DM2 csoportban. Közülük az aktív dohányo-

247


sok és a már leszokott, korábbi dohányosok aránya 38 % és 32%, ami azt jelenti, hogy 70%-uk dohányzik vagy előzőleg tartósan dohányzott. Diabetes szűrés OC betegeknél A szájüregi daganatos betegek 14,6%-nál találtunk DM-t és 9,7%-nál emelkedett éhgyomri vércukorértéket, vagyis a tumoros betegek 24,3%-ánál volt rendellenes a glukóz-metabolizmus. Az ismert cukorbetegek száma 72, az újonnan felfedezetteké 17 (2,8%) volt. A kontroll csoportban szignifikánsan kevesebb volt a DM (5,6%) és az emelkedett éhgyomri vércukorérték (5,5%), (p<0.01). Az OC-k lokalizáció szerinti megoszlását az összes tumoros körében és a daganatosok DM csoportjában a II. táblázat mutatja. A leggyakoribb tumor-lokalizáció a kontroll csoportban a szájfenék tumor (28%), ezt követi a nyelvrák (19%). Ezzel szemben a cukorbetegeknél a leggyakoribb a gingiva tumor (29%), amit az ajakrák követ (24%). Szignifikánsan több a gingiva és az ajakrákok aránya a DM csoportban a nem diabeteses kontrollokhoz viszonyítva (p<0.01). Stomato-onkológiai szűrésünk során a jóindulatú szövetszaporulatok és a precancerosus léziók gyakoribbak voltak a DM betegeknél. Ezek az értékek magasabbak, mint más hazai szűrési eredmények. Bánóczy és mtsai 3,7%-os benignus daganat incidenciát regisztráltak [4], amely lényegesen alacsonyabb, mint a mi adataink (14,5%) a DM betegek körében (DM1-ben 10,9%, DM2-ben 16,9%).

Vizsgálataink megerősítették azt a jól ismert tényt, hogy a dohányzás meghatározó tényező a precancerosus léziók kialakulásában [12, 24, 41]. A leukoplákiás, DM betegeink 70%-a dohányzik vagy dohányzott. A dohányzó DM betegek 16,6%-ánál észleltünk rákmegelőző léziót (leukoplakia és erythroplakia együttesen), ami kiemelkedően magas érték, összehasonlítva Albrecht adataival, aki 11,5%-os arányban talált leukoplakiát dohányzó DM betegek körében [2]. Adataink szerint a dohányzó DM betegek magas rizikófaktorú, veszélyeztetett csoportot képeznek a szájüregi precancerosus folyamatok kialakulása szempontjából. Vizsgálataink második része a szájüregi laphámrá kos betegek DM szűrése volt (összesen 610 beteg). Szignifikánsan több volt a kóros glukóz-metabolizmus sal (diabetes+EFG) rendelkező eset a tumoros csoportban (24,3%), mint a kontrolloknál (11,1%), (p<0.01). A 89 diabeteses szájüregi daganatos beteg 97% a DM2 csoportba tartozott. A szájüregi rákmegelőző és rákos léziók gyakoribbak a szociálisan hátrányos helyzetű csoportoknál, és több közöttük a nem diagnosztizált, illetve elégtelenül kezelt cukorbeteg is [19]. Az elhanyagolt fogazat, a rossz szájhigiéné és a helytelen táplálkozás független rizikófaktorai a szájüregi ráknak, melyet a DM tovább súlyosbíthat [50]. A szájüregi daganatok lokalizációjára vonatkozóan: a kontroll betegeknél a szájfenéki és nyelv-tumorok dominanciáját tapasztaltuk. A DM paciensek körében a leggyakoribb a gingiva és az ajakrák volt. Ugyancsak ezek a régiók érintettek a DM következtében kiII. táblázat

Az OC lokalizációja a DM és kontroll betegek körében OC lokalizáció

Ajak

Nyelv

Szájfenék

Gingiva

Bucca

Egyéb

Összesen

Kontroll betegek

73 (14%)

100 (19%)

146 (28%)

83 (16%)

21 (4%)

98 (19%)

521 (100%)

DM betegek

21 (24%)

16 (18%)

13 (15%)

26 (29%)

3 (3%)

10 (11%)

89 (100%)

Összesen

94 (100%)

116 (100%)

159 (100%)

109 (100%)

24 (100%)

108 (100%)

610 (100%)

Albrecht és mtsai 6,2%-os gyakorisággal találtak leukoplákiát DM betegek körében, ez hasonló az általunk megfigyelt 6%-os értékhez [2]. A 200 diabeteses beteg közül 16 precancerosus elváltozást szűrtünk ki, ebből 4 bizonyult erytrhoplakiának (2%), ami lényegesen több, mint az irodalmi adatok alapján ismert 0,1%os gyakoriság [13]. A leukoplakia és az erythroplakia együttes aránya 8% volt az általunk vizsgált DM csoportban: 3,6% a DM1 betegek körében és 11% a DM2 paciensek között. Ezek az értékek ugyancsak magasabbak, mint más magyar szerzők átlagpopulációban végzett szűrési eredményei, precancerosus elváltozásokra vonatkozóan [4].

alakuló gyulladásos és atrófiás szájnyálkahártya folyamatokban. A precancerosus és daganatos szájüregi elváltozá sok sokkal gyakoribbak voltak a DM2-ben, mint a DM1- ben. Ennek oka minden bizonnyal az inzulinrezisztencia, amely a perifériás szövetek csökkent inzulin érzékenységével jár [6]. A másik fontos oki tényező lehet, hogy a DM2 sok esetben csak többéves, panaszmentes fennállás után kerül észlelésre és kezelésre [15]. Beigazolódott, hogy a DM rizikófaktora a colorecta lis, az emlő, a pancreas, a prostata, a máj és a vese carcinomáinak ezen kívül prediktív szerepe van a száj üregi daganatok kialakulásában is [1, 16, 18, 29, 40, 55, 57, 60].

248


A DM2 és a szájüregi rák progressziójának epidemiológiai kapcsolata A nyugati országok lakosságának alapvető egészségügyi problémája mind a DM, mind pedig a rákos megbetegedések egyre növekvő aránya. Felmerül a kérdés, hogy a DM által okozott metabolikus zavar és a rák terjedése között milyen összefüggések vannak. Egyes szerzők közvetlen kapcsolatot igazoltak a két betegség között, és bebizonyították, hogy a DM elősegíti a daganatos betegség progresszióját [36, 48]. Egy homogén betegcsoporton végzett, prospektív vizsgálat során összehasonlítottuk a DM-ben szenvedő és a nem diabetes szájüregi daganatos betegek tumorprogresszióját [61]. A prospektív, követéses vizsgálatba T2-3NoMo stádiumú, gingiva carcinomás betegeket vontunk be. A betegek egységes kezeléseként tumor exstirpatiót, mandibula block-resectiót, funkcionális nyaki dissectiót és 60Gy postoperativ irradiatiót alkalmaztunk. A dagana tos betegeket DM2 és kontroll csoportra osztottuk. Két éves követési időszak után rögzítettük a tumorprog-

fordult elő lokális recidíva (58%), a többi tíznél a progresszió más formáit láttuk. Ebből 6 esetben a helyi recidíva nyaki nyirokcsomó-áttéttel társult, 2 esetben csak nyaki nyirokcsomó-áttétek jelentkeztek, míg további 2 esetben a helyi recidíva nyaki nyirokcsomó- és tüdő-áttéttel társult. A kétéves követési időszak végére az 52 betegből 6-ot (11%) veszítettünk el (III. táblá zat). Szignifikáns különbséget mutattunk ki a metasztázisok és a halálozás tekintetében a két csoport között. A DM csoportban a metasztázisok jelentkezése (p<0.05) és a halálozás aránya (p<0.001) jóval magasabb volt a kétéves követési időszak végén. Hisztopathológiai eredmények. A gingiva carcinomások között a DM csoportban a tumorinvázió 3. és 4. fokozata volt gyakoribb, a 48-ból 34 esetben (70,1%). A tumor terjedésének 1. és 2. fokozata a kontroll csoportra volt jellemző, az 52-ből 37 esetben (71,2%) (IV. táblázat). A hisztológiai eredmények sokkal agresszívebb tumor terjedést igazoltak a DM2 csoportban a kontrollokkal összevetve, a különbség szignifikáns volt (p<0.01). III. táblázat

A tumorprogresszió alakulása a DM2 és a kontroll OC csoportban Progresszió

DM2 csoport (n=48)

Kontroll csoport (n=52)

Tumorprogresszió megoszlása

30 (62,5%)

24 (46,1%)

Lokális recidíva

6 (20%)

14 (58%)

Lokális recidíva + regionális metasztázis

24 (80%)

6 (25%)

Lokális recidíva + regionális metasztázis + tüdőáttét

–

2 (8%)

Regionális metasztázis

–

2 (8%)

Halálozás

24 (50%)

6 (11%)

resszió adatait. Szövettanilag értékeltük a lokális és a metasztatikus tumor terjedést [64]. A klinikai szűrővizsgálatok eredményei. A randomizált, prospektív vizsgálatba 100 beteget vontunk be. 48 a DM2 és 52 a kontroll csoportba került. A betegek átlagéletkora 55,8 év volt a cukorbetegeknél és 57,0 év a kontrolloknál. A férfi–nő arány 24:24 a DM2, és 27:25 a nem DM csoportban. A DM2 paciensek 33%-a, a kontrollok 69%-a aktív dohányos, míg a korábban dohányzók aránya 21% az előbbi és 1% az utóbbi, azaz a kontroll csoportban. A DM2 csoportban a 48 esetből 30-nál (62,5%) észleltünk tumorprogressziót: 6 betegnél helyi recidivát (20%) és 24 betegnél helyi recidívát és nyaki nyirokcsomó metasztázist (80%) találtunk. Az OC a kétéves követési időszak végére a 48 betegből 24 esetben (50%) halálos kimenetelű volt. A kontroll csoportban az 52 betegből 24 esetben (46,1%) regisztráltunk tumorprogressziót: 14 betegnél

A szájüregi laphámrákok prognózisa rossz, az ötéves túlélési ráta 50% körül van [41]. A helyi recidívák viszonylag korán, leginkább az első 1-2 évben jelentkeznek. Mivel a TNM stádium jelentősen befolyásolja a tumorprogressziót, eseteink homogenizálására törekedtünk, és csak a T2-3 stádiumú betegeket vontunk be a vizsgálatba. A DM betegeknél tapasztalt gyorsabb tumorterjedést feltehetően több tényező is befolyásolja [43]. A legfőbb provokáló faktor a hyperglycaemia lehet, amely megváltoztatja a szöveti válaszreakciókat. DM-ban felborul az oxidációs egyensúly, és a krónikus hyperglycaemia miatt felszaporodnak a glikált végtermékek, melyek to- vábbi szabadgyökök képződését segítik elő [3]. A cytokinek és növekedési faktorok egyidejű felszabadulása károsítja a különböző extracelluláris matrix struktúrákat és azok funkcióit [51]. A fent említett folyamatok az extracelluláris matrix permeabilitásának változásához vezetnek, ez pedig megkönnyíti a tumorok invázi-

249


óját. DM2-ben emelkedik a matrix metalloproteinázok szintje is, melyek fontos szerepet játszanak a daganatok lokális és metasztatikus terjedésében [9]. A RAGE expresszió is szoros kapcsolatban van a laphámrákok infiltratív terjedésével [5]. DM esetén a szérumban és a szövetnedvekben a bőséges cukorkínálat elősegíti a proliferáló daganatsejtek számára a ribóz képződését, és ezáltal a DNSsynthesist. A magas vércukorszint növeli a Glut-1 expresszióját és glukóztranszportáló aktivitását [37]. A Glut-1-nek fontos szerepe van a rosszindulatú tumorok terjedésében. Szájüregi daganatok vizsgála-

ség kedvezőtlen lefolyására és nagyobb arányú mortalitásra számíthatunk. Következtetések Az irodalmi adatok és saját, szájüregi rákokra vonatkozó vizsgálataink eredményei alátámasztják azt az összefüggést, hogy a DM2 fokozza a különböző lokalizációjú rákok kialakulásának kockázatát, sőt szignifikáns hatással van a rák terjedésére is. Az OC betegek körében szoros kapcsolat figyelhető meg a DM és IV. táblázat

A tumorinvázió mértékének hisztológiai értékelése a DM2 és a kontroll OC csoportban A tumorinvázió fokozata

DM2 csoport (n=48)

Kontroll csoport (n=52)

1.

4 (8%)

10 (19%)

2.

10 (21%)

27 (52%)

3.

14 (29%)

9 (17%)

4.

20 (42%)

6 (12%)

ta során szignifikáns összefüggést tapasztaltak a daganatos halálozás és a Glut-1 expresszió között: az emelkedett Glut-1 szint rövidebb túléléssel párosult [27, 42]. A dohányzás káros hatása bebizonyosodott az OC és DM betegeknél egyaránt [24, 25]. Progressziós vizsgálatunk során a dohányosok aránya a DM2 csoportban alacsonyabb volt, mint a kontroll körében. Ez arra utal, hogy a diabeteses szöveti károsodás jelentősebb tényező a szájüregi laphámrákok progressziója tekintetében, mint a dohányzás. Vizsgálataink alapján a DM2 prognosztikus faktornak tekinthető gingivacarcinomák esetében, a beteg-

a tumorprogresszió valamint a magasabb halálozási arány között. Az összefüggés az inzulinrezisztencia és a malignizáció között új lehetőségeket nyújt a rák megelőzésére és kezelésére vonatkozóan. Az egészséges táplálkozás, a fizikai aktivitás és a testsúly felesleg leadása növeli a sejtek inzulinérzékenységét és csökkenti mind a cardiovascularis betegségek, mind a rosszindulatú daganatok kialakulásának kockázatát. A különböző lokalizációjú rákban szenvedő betegek (emlő, vastagbél, prostata, szájüreg stb.) tumorprogressziójának megelő zésében törekedni kell az euglycaemia fenntartására és az egészséges életmódra.


Semmelweis University Department of Oral and Maxillofacial Surgery Oral Pathology Unit, Budapest

Disorders of glucose metabolism and oral cancer risk Dr. Zsuzsanna Suba, Dr. Márta Ujpál

Alcohol and tobacco are considered as major risk factors for oral cancer (OC). In the developed countries reduction of alcohol and tobacco consumption has achieved favorable decreasing trends in OC morbidity and mortality over the last decades. At the same time the earlier very high male–female OC ratio showed a declining tendency all over the world. This trend used to be simply interpreted by the increasing exposure to tobacco and alcohol among women. However, literary data support an enhanced prevalence of women among non-smoker non-drinker OC cases. These findings focused the attention for further underlying mechanisms in the initiation of OC, such as metabolic and hormonal disorders. Insulin resistant states (metabolic syndrome and type-2 diabetes) are sources of many human diseases. Reactive hyperinsulinemia, increased production of insulin-like growth factors, hyperglycemia and its serious consequences are all proven cancer promoters. Decreased blood perfusion of the tissues caused by diabetic macro- and microvascular lesions, extracellular matrix alterations, and defects of inflammatory and immunologic reactions in type-2 diabetes are also predictors of OC. The literary data and the authors’ own results on their OC cases support the strong association of type-2 diabetes and increased cancer risk. Moreover, type-2 diabetes has a significant impact on the local invasion and metastatic progression of OC. The correlations between glucose metabolism disorders and malignancies reveal new possibilities in the prevention and treatment of OC. Key words: oral cancer, risk factors, type-2 diabetes, insulin resistance

Introduction Oral cancer (OC) is a serious and growing problem being the sixth most common malignancy in the world [10, 14, 32]. Since alcohol and tobacco are considered to be major risk factors for OC, in the developed countries advantageous reduction of alcohol and tobacco consumption have achieved favorable decreasing trends in OC morbidity and mortality over the last decades [26]. However, persisting rises are continuously observed for most central and eastern European countries, reaching exceedingly high rates in Hungary [14]. Nowadays, after effective reduction of smoking and drinking habits, an increasing ratio of non-smoker non- drinker patients among OC cases has been observed in both the United States and Europe [47]. At the same time the earlier very high male–female OC ratio showed a declining tendency all over the world. This trend used to be simply interpreted by the increasing exposure to tobacco and alcohol among women [14]. However, many literary data support an increased prevalence of women among non-smoker non-drinker OC cases [22, 30]. These recent findings suggest a possibility of further underlying changes in the initiation of OC besides smoking and drinking, and focus the attention on sys-

temic OC risk factors, such as metabolic and hormonal disorders. Impaired carbohydrate metabolism as a source of human diseases Diabetes mellitus (DM) is a well-known complex metabolic disease, which affect not only the glucose metabolism but also lipid, protein and ion equilibrium. It is one of the leading causes of death and has a major contribution to hypertension, stroke, cardiovascular disease and kidney failure. The effect of DM on the oral health is also important as its untreated or latent forms may cause serious symptoms on the oral mucosa, especially gingival and periodontal complications [44]. Glucose metabolism disorders have several forms and stages. Type-1 diabetes (DM1) is mainly based on a defective insulin secretion, whereas the causal agent of the type-2 diabetes (DM2) is the defect of glucose uptake in the peripheral tissues. Intermediate metabolic stages, such as impaired glucose tolerance and impaired fasting glucose lie between normal glucose metabolism and manifested DM. Reaven in 1988 demonstrated that the defective in-


sulin mediated glucose uptake of the peripheral tissues (insulin resistance) and the compensatory hyperinsulin ism are common soils of different human diseases [46]. This discovery yielded revolutionary changes in the knowledge concerning DM2. Earlier, the micro- and macrovascular lesions and the ischemic hard diseases were regarded as complications of the DM but the new concept suggested a common source, namely the insulin resistance. The predecessor of DM2 is an insulin resistant state: the metabolic syndrome. It is composed of increased body mass index, hypertension and elevated plasma glucose, triglyceride and low-density lipoprotein cholesterol levels. The essence of the metabolic syndrome lies in the clustering of these risk factors, which are all associated with cardiovascular diseases [6]. Interesting- ly, most of these factors have individually been linked in some way to the cancer development [11]. Metabolic syndrome and DM2 show an increasing prevalence all over the world. The “western lifestyle” (energy-rich diet, obesity, lack of physical exercise) has an important role in its widespread occurrence. Surprisingly, there are several unique features of the metabolic syndrome in women. Estrogen deficient states, such as polycystic ovarian syndrome of premenopausal female patients and menopause may increase the inclination to insulin resistance [53]. At the end of the 20th century, strong correlations have also emerged between the defects of insulin mediated glucose uptake and risk of malignancies. The recognition of this new correlation suffered some delay, as clinical manifestation of cancer from tumor initiation requires a longer period, frequently decades. Clinical epidemiological studies supported that both the earlier phases of glucose metabolism disorders, such as metabolic syndrome and DM2 are important cancer risk fac tors [21, 23, 28, 45, 56]. The correlation between insulin resistance and tumors was first described in breast and colon cancer cases [6]. These observations were followed by many data supporting the tumor provoking effect of insulin resistance at different sites [1, 16, 18, 29 57, 60]. Our working group described first the epidemiological correlations of oral tumors and type-2 diabetes [57, 60]. Moreover, there are gender related differences for OC risk depending on the hormonal milieu and the grade of insulin sensitivity [58].

251

tivity of other, insulin-like growth factors, such as IGF-I and IGF-II [49, 63]. Excessive insulin supply and IGFs have important impact on cell proliferation activity and have proven role in cancer risk at several sites. In the second, uncompensated phase of insulin resistance the secretor capacity of the insular β-cells be comes exhausted and the serum insulin level is not enough to maintain euglycemia. The increased plasma glucose level results in DM2. Hyperglycemia also promotes the tumor genesis by several pathways. Excessive glucose supply may play a direct role in neoplastic cell proliferation through the pentose phosphate pathways, which are characteristic of unrestrained DNA synthesis of malignancies [7]. Elevated serum glucose level and glucose auto-oxidation provoke deliberation of free radicals and oxida tive stress, which cause derangement of both DNA and the enzymes having important role in repair mechanisms [62]. Hyperglycemia leads to a non-enzymatic glycation of protein structures, and these glycated pro ducts have crucial role in tumor promotion and spread [5]. Insulin stimulates cellular glucose uptake by inducing the expression of a protein family called glucose transporters (GLUTs). GLUT4 is the only isoform of these proteins that responds to insulin and constitutes the rate limitation of insulin-induced glucose uptake. In hyperglycemia GLUT1, which is another member of this glucose transporter family, shows an enhanced expression and activity, which results in an uncontrolled glucose transport. High expression of GLUT1 and its excessive glucose transporter activity is an important contributing factor to tissue injury in hyperglycemic patients [37]. Recent literary results support that GLUT1 has crucial correlation with human malignancies. In oral cancer cases a significant relationship between cancer related death and GLUT1 expression has been observed; a high GLUT1 level predicted shorter survival [27, 42]. Extracellular matrix alterations in DM2 and OC risk

Sustained hyperglycemia is in correlation not only with glucose metabolism but also with alterations in lipid metabolism as well as non-enzymatic glycation of proteins, such as collagens. These changes alter the func tion of the cell membranes and their receptor proteins and cause thorough changes in cell-cell and cell-maCorrelations of insulin resistance trix interactions. and tumor promotion Non-enzymatic glycation of proteins, lipids and nucInsulin resistance has a first, compensated phase when leic acids in DM patients causes serious complications the serum glucose level is maintained within the nor- [8]. Glycated proteins, known as advanced glycation mal range at the expense of a reactive hyperinsuline- end-products (AGEs) may be formed both in DM and mia. Insulin has crucial metabolic effects and at the non-diabetic cases, however, their accumulation is same time it is a growth factor. An elevated serum in- greatly increased in DM patients with sustained hypersulin level enhances the production and mitogenic ac- glycemia.

252


Vascular complications are classically associated both with DM2 and the earlier phases of glucose metabolism disorders [31]. AGE deposition increases the capillary basement membrane thickness resulting in a serious narrowing of the lumen and impairs the exchange of oxygen and metabolic waste products through the capillary wall. Moreover, AGEs provoke also macrovascular complications. They increase the cross-link of collagen and the highly stable collagen macromolecules are resistant to normal enzymatic degradation and tissue turnover [38]. AGE-modified collagen deposits thicken the vessel wall and covalently cross-link with circulating low-density lipoprotein, contributing to development of atherosclerosis. The cumulative effect of these vascular alterations is a progressive narrowing of the vessel lumen and a decreased perfusion of the affected tissue. Hypoxia is also advantageous for tumor cell multiplication as nonoxidative steps in the anabolic pathways characterize their metabolism [20]. The highly stable collagen accumulates also in the basement membrane of the epithelium and alters the normal homeostatic transport. Defective transport of oxygen and other metabolites is advantageous also for malignant transformation. It is a well-known fact that collagenase production is increased in DM, which is harmful for periodontal integrity and wound healing [35]. Chemically modified tetracyclines, which have no antibacterial effect whereas, have been shown to significantly decrease collagenase production proved to be effective against gingival inflammation in DM cases. Chemically modified tetracyclines have potential benefits in inhibition of onset and progression of gingivitis and periodontitis in patients with DM. Excessive collagenase activity in diabetic tissues results in enhanced permeability of the extracellular matrix and increased degradation of newly formed collagen, which may provoke the local spread and metastatic activity of tumors [9].

expression appears to be closely associated with the invasiveness and metastatic capacity of OC. AGE-RAGE interactions provoke thorough changes on monocyte/macrophage membranes and induce enhanced cellular oxidative stress and activate transcription factors. These signals alter the monocyte/macrophage phenotype and result in increased production of inflammatory cytokines, such as interleukin-1 (IL-1), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and growth factors (IGFs and platelet-derived growth factors) [62]. Cytokine and growth factor accumulation may contribute not only to the chronic inflammatory processes but also to the development of malignancies [34, 39, 59]. The polymorphonuclear leukocytes play also a major role in maintenance of periodontal health. Numerous studies have shown a reduction in leukocyte function, including chemotaxis, adherence and phagocytosis in DM [33]. Diminished polymorphonuclear leukocyte function and the persistence of bacterial challenge may then be met by an elevated monocyte/macrophage response, which results in increased tissue destruction and tumor risk. Insulin resistance and oral diseases

DM2 has long been considered to play thorough influence on intraoral structures. It may seriously alter the mucosal health, integrity of the periodontal tissues, wound healing and bone turnover rate [44]. Xerostomia and degenerative parotid enlargement may occur in patients with DM, and they are usually related to the degree of glycemic control [54]. Epithelial atrophy affects mainly the lower lip and the tongue (atrophic cheilitis and glossitis). DM2 is a crucial risk factor of various intraoral inflammatory lesions. Fungal infections, first of all candidiasis may be prevalent on the vulnerable dry mucosal surfaces. Multivariate regression analysis revealed the presence of Candida albicans hyphae to be signif icantly related to poor glycemic control [17]. Literary data support the role of chronic hypertrophic Candida Correlations of inflammatory albicans infection in development of oral precancerous and immunologic alterations lesions. in DM2 and OC Periodontal inflammatory diseases (gingivitis, perioThe altered host immunologic and inflammatory re- dontitis) are also traditional symptoms of uncontrolled sponse to the bacterial challenge in patients with DM DM [35]. Correlations between periodontal diseases may be a possible explanation for the increased prev- and DM2 seem to be fairly complex and are dependalence and severity of periodontitis and further patho- ing on the variability in diagnostic parameters assessed logic processes. to describe the clinical condition. Some studies could AGEs have major effects also at cellular level. A re- not find specific relationship between periodontal paceptor for AGEs known as RAGE (receptor for AGE) rameters and duration of diabetes, presence of other has been identified on the surface of many cell types diabetic complications, or degree of diabetic control. (endothelial cells, smooth muscle cells, monocytes/ This suggests that not only the extent of hyperglycemia macrophages, etc.) [52]. Uncontrolled hyperglycemia and bacterial invasion define the periodontal state of increases the RAGE receptor expression and promotes patients with DM but other important players may also the AGE-RAGE interaction, which are newly recog- be supposed. nized factors regulating cancer cell invasion [5]. RAGE Considering the well-known oral manifestations of

253


The second part of the study was retrospective DM screening of 610 inpatients with histologically confirmed squamous cell OC in the Department of Oral and Maxillofacial Surgery of Semmelweis University. The control group comprised 574 complaint- and tumor-free adults. Ratio of smokers and fasting blood glucose levels were determined in both groups, and Epidemiological correlations the tumor location was registered in the cancer paof glucose metabolism disorders tients. Fasting blood glucose levels were determined and oral tumor risk repeatedly within 4 days. The level was regarded as Our working group examined the correlations between elevated only if it was repeatedly elevated. Based on DM and oral premalignancies and tumors in a clinical the findings, the patients were classified into three study. groups: Group 1: patients with a normal fasting blood The first part of the study was a stomato-oncological glucose level (<6.0 mmol/l); group 2: patients with an screening on 200 diabetic patients in the Medical De- elevated fasting blood glucose (EFG) level (6.0-6.9 partments of the Semmelweis University Budapest; the mmol/l); and group 3: patients with DM (>6.9 mmol/l). control group included 280 adult dentistry outpatients. Smoking habits in both cancer and control groups, as Both inpatients and outpatients were involved: 82 pa- well as tumor locations in the OC group were registients had DM1, and 118 had DM2. A total of 131 were tered. women, and 69 were men. The average age was 45.8 years. The mean age of the patients was 36.3 years in Stomato-oncological screening of DM patients the DM1 group, and 55.3 years in the DM2 group. The The results are presented in Table I. The lesions found control group comprised 280 adult, otherwise healthy were classified in three groups. Type 1: inflammatory dentistry outpatients (109 men, 171 women). Their mean lesions, such as cheilitis and glossitis; type 2: benign age was 47.2 years. tissue accumulations; and type 3: precancerous leTwo physicians performed the examinations, and sions, such as leukoplakia and erythroplakia. Maligthe data were recorded on a specially prepared ques- nant lesions were found neither among these 200 diationnaire. Besides the relevant personal data, the re- betes patients nor in the control group. corded information of laboratory values related to preOral cavity lesions were found in 51.5% of the DM vious treatment of DM, possible complications, as well patients. In both types of DM, inflammations were the as smoking habits were also recorded. most frequent, followed by benign tumors, and then This was followed by a clinical examination, includ- by precancerous lesions. In the control group, the freing a thorough examination of the oral cavity and bi- quency of all lesions was significantly lower (p<0.01). manual palpation of the cervical region. Details were The proportions of inflammatory lesions, benign lerecorded, mucosal lesions, precanceroses, and tissue sions, and precancerous lesions were higher among DM2, both the chronic inflammatory processes (gingivitis, periodontitis) and the atrophic epithelial lesions (cheilitis, glossitis) may be possible precursors of the malignant transformation.

Table I: Distribution of oral lesions by type and sex in the groups of the type 1 and type 2 DM patients Number of cases

Control group Men

Women

All

Total

Type 1 �� DM�� group %

Men

Women

280

Total

Type 2 �� DM�� group %

Men

Women

82

Total

%

118

Cheilitis, glossitis

11

15

26

9.2

6

15

21

25.6

12

25

37

31.3

Benign tumor

8

10

18

6.4

2

7

9

10.9

6

14

20

16.3

Leukoplakia/ erythroplakia

4

5

9

3.2

2

1

3

3.6

4

9

13

11

Total

23

30

53

18.8

10

23

33

40.2

48

48

70

59.2

accumulations considered clinically to be benign or malignant. The examiners were not aware of the patients’ diabetic state.

patients with DM2 than among those with DM1 (Table I). The 11% incidence of leukoplakia in the DM2 group was noteworthy. The proportions of active smokers and of those who had given up smoking in this group

254


were 38 % and 32%, respectively, i.e. a total of 70% still were or had been smokers.

sions [12, 24, 41]. Seventy percent of our DM patients with leukoplakia were or had been smokers. The incidence of 16.6% for premalignant lesions (leukoplakia DM screening of OC patients and erythroplakia) in the smoker OC group was exOf patients with OC, 14.6% had DM, whereas 9.7% traordinarily high as compared with data of Albrecht et displayed an elevated fasting blood glucose level, i.e. al. They reported an incidence of 11.5% for leukoplaan overall 24.3% of the patients had abnormal glucose kia among smoking DM patients [2]. It may be stated metabolism. Seventy-two of the DM patients were known that smoking and DM together are high-risks from the cases, whereas 17 (2.8%) were newly diagnosed. aspect of oral premalignancies. In the control group there were significantly fewer The other aspect of our study was the DM screening DM and elevated fasting glucose cases 5.6 and 5.5%, of 610 inpatients with oral squamous cell carcinoma. respectively (p<0.01). The distributions of the malig- There were significantly more patients with an abnormal nant tumors in the oral cavity according to location for glucose metabolism (DM+EFG) in the tumor group all of the patients and for the DM group are shown in (24.3%) than in the control group (11.1%) (p< 0.01). Table II. The most frequent OC locations among non- Among the 89 OC patients with manifest diabetes, DM2 DM patients were the sublingual region (29%) followed was predominant (97%). by the tongue (24%). There were significantly more The incidence of oral premalignancies and maliggingival and lip cancers in the DM group than in the nant tumors is higher in persons of disadvantageous control group (p<0.01). social status, as they are more likely also to have unTable II: Occurrence of oral cavity cancers among DM and non-DM patients

Location of oral cavity cancers Group of patients

Labial

Lingual

Sublingual

Gingival

Buccal

Other

Total

Non-DM patients

73 (14%)

100 (19%)

146 (28%)

83 (16%)

21 (4%)

98 (19%)

521 (100%)

DM patients

21 (24%)

16 (18%)

13 (15%)

26 (29%)

3 (3%)

10 (11%)

89 (100%)

Total

94 (100%)

116 (100%)

159 (100%)

109 (100%)

24 (100%)

108 (100%)

610 (100%)

Date are n (%)

Our stomato-oncological screening study clarified a higher incidence of benign tumors and precancerous lesions in DM patients. Our examinations revealed a higher incidence of benign tumors than reported by other authors. Bánóczy et al. found a frequency of 3.7% for the most common benign oral lesions [4]. This was substantially lower than the 14.5% among our DM patients (10.9% for those DM1, and 16.9% for DM2 patients). Albrecht et al. found leukoplakia in 6.2% of their DM patients, whereas in our study, an incidence of 6% for leukoplakia in DM patients was observed [2]. Of the 16 precancerous lesions that were screened out, 4 proved to be erythroplakia, i.e. 2% of the 200 diabetes patients. This is markedly higher than the literature value of 0.1% [13]. The incidence of both precancerous lesions (leukoplakia and erythroplakia) was 8% in our DM patients: 3.6% in the DM1 and 11% in DM2 group. This value is essentially higher than the data of other Hungarian authors, who screened the general population for premalignant lesions [4]. The study confirmed the well-known fact that smoking is a deciding risk factor for precancerous oral le-

diagnosed or insufficiently treated DM [19]. The inadequate dental state, the poor oral hygiene and some dietary factors are also independent risk factors for OC, which may be deteriorated by DM [50]. Concerning the location of oral malignancies, in the non-DM group, the lingual and sublingual tumors were predominant. In the DM group, the most frequent locations of cancer were the gingiva and the lower lip, which are also preferentially affected by atrophic and inflammatory lesions in DM patients. The precancerous and tumorous oral lesions are more frequent among DM2 cases than DM1 ones. A possible etiological factor may be the insulin resistance, the decreased sensitivity of peripheral tissues to insulin [6]. Another important fact that DM2 cases are generally diagnosed and treated after a longer delay, as the complaint-free latency period can take several years [15]. Insulin resistance is a proven risk factor for colorectal, breast, pancreas, prostate, liver and kidney cancers and has a predictive role in the development of oral cavity cancers as well [1, 6, 16, 18, 29, 40, 55, 57, 60].

255


Epidemiological correlations of DM2 and oral cancer progression Although DM2 and cancer are major health problems affecting the adult population in western countries, few studies have directly addressed the relationship between the two diseases or the impact of DM2 on cancer outcome [36, 48]. The question arose as to what extent could the metabolic disturbance of DM2 influence the progression of OC. Our study was a prospective comparative examination involving a homogeneous control group, to determine the rate of progression of cancers of the oral cavity in patients with DM and in patients with a normal glucose metabolism [61]. Prospective follow-up studies involved patients with gingival squamous cell carcinoma in stage T2-3N0M0. Their treatment comprised surgical tumor extirpation,

was 24:24 in the type-2 diabetes group, and 27:25 in the control group. A total of 33% of the type-2 diabetes group and 69% of the control group were active smokers; 21% of the type-2 diabetes group and 1% of the control group had smoked previously. In the DM2 group, progression was observed in 30 of the 48 cases (62.5%); 6 cases involved local recurrence (20%), and 24 cases involved both local recurrence and cervical lymph node metastases (80%). By the end of the 2-year follow-up period, 24 of the 48 patients (50%) had died (Table III.). In the control group, 24 of the 52 patients displayed cancer progression (46.1%): 14 cases suffered of local recurrences (58%), and 10 (42%) some other form of progression, 6 of which involved the joint occurrence of local recurrence and lymph node metastases, whereas in 2 cases there were only regional lymph node Table III:

Distribution of progression events in the DM2 group and the control group after a 2-year follow-up period Progression

DM2 group (n=48)

Control group (n=52)

Rate of tumor progression

30 (62.5%)

24 (46.1%)

Local recurrence

6 (20%)

14 (58%)

Local recurrence + regional metastases

24 (80%)

6 (25%)

Local recurrence + regional metastases + lung metastases

–

2 (8%)

Regional metastases

–

2 (8%)

Rate of death

24 (50%)

6 (11%)

block resection of the mandible, functional cervical dissection and 60 Gy of adjuvant irradiation. The patients were divided into a group with DM2 and a non-diabetic, control group. Cancer progression data were recorded after a 2-year period of clinical follow-up. Surgical samples were assessed histopathologically from the aspect of local and metastatic tumor spread [64].

metastases. In 2 cases there was a combination of local recurrence, cervical and pulmonary metastases. During the 2-year follow-up period, 6 of the 52 patients (11%) died (Table III.). Between the two groups, the differences were significant when the proportions of metastases and death were considered. There were significantly more metaTable IV.

Histological degree of tumor invasion in the DM2 and control groups Degree of tumor invasion

DM2 group (n=48)

Control group (n=52)

1.

4 (8%)

10 (19%)

2.

10 (21%)

27 (52%)

3.

14 (29%)

9 (17%)

4.

20 (42%)

6 (12%)

Results of the clinical examinations. The randomized prospective study included 100 cancer patients: 48 were allocated to the type-2 diabetes group, and 52 to the control group. The mean age of the patients in the type-2 diabetes group was 55.8 years, while that in the control group was 57.0 years. The male–female ratio

static cases (p<.05) and deaths during the 2-year follow-up (p<.001) in the type-2 diabetes group. Histopathological results. Among the gingival cancer cases with type-2 diabetes grade-3 and grade-4 tumor invasion occurred more frequently: in 34 of the 48 cases (70.1%), whereas grade-1 and grade-2 invasion

256


was characteristic in the control group: 37 of the 52 cases (71.2%) (Table IV). The histological results revealed a more aggressive tumor invasion in the type2 diabetes group as compared with the control group; the difference between the two groups was significant (p<01). OC has a poor prognosis, with a 5-year survival rate of 50% to 55% [41]. Local recurrence typically occurs relatively early, most often within 1 to 2 years. Because tumor progression is considerably influenced by TNM stage, our cases were homogenized, and only T2-T3 cases were included. Presumably, the more rapid tumor progression in DM may be caused by different factors [43]. The main promoting factor of tumor spread in DM may be the hyperglycemia, as a result of which the tissue responses may change. It has been confirmed that the oxidation equilibrium is also disturbed in DM2 [3]. In response to the chronic hyperglycemia, increased amounts of AGEs may be formed, which promote the deliberation of further free radicals, induce the production of cytokines and growth factors and damage the structure and function of various extracellular matrix materials [51]. All these processes facilitate tumor invasion. Elevated matrix metalloproteinase level in DM2 plays an important role in both direct and metastatic tumor spread [9]. Increased RAGE expression appears to be closely associated with the invasiveness of OC [5]. In DM there is an excessive glucose supply in the serum, an increased Glut-1 expression and glucose transport activity as compared with physiologic glucose concentrations [37]. Glut-1 has an important correlation with human malignancies. In OC cases, a significant relationship between disease-related death and Glut-1 expression was observed; a high Glut-1 level predicted shorter survival [27, 42]. Smoking has well-known harmful effects in terms of both OC and DM2 [24, 25]. In the present study, the percentage of smokers was not higher in the DM2 group than in the control group. This suggests that in our gingival cancer cases the diabetic tissue derangement seems to be stronger factor than smoking for the progression of OC. All these data permit a supposition that DM2 may be considered a prognostic factor in cases of gingival cancer, suggesting an unfavorable course. Conclusions The literary data and our results on OC cases support the strong association of DM2 with increased cancer risk at several sites. Moreover, DM2 has a significant impact on the local spread and metastatic progression of cancer. Among OC patients DM2 has a close correlation with a higher rate of overall mortality, local tumor recurrence and metastatic spread. The associations between insulin resistance and

malignancies reveal new possibilities in the prevention and treatment of cancer. Healthy diet, physical activity and weight loss increase insulin sensitivity, and decrease the risk for both cardiovascular diseases and malignancies. In patients with cancers at several sites (breast, colon, prostate, oral mucosa, etc.) tumor progression may be hampered by maintenance of the euglycemia and a healthy lifestyle.

References 1. Adami HO, Chow WH, Nyren O: Excess risk of primary liver cancer in patients with diabetes mellitus. J Natl Cancer Inst 1996; 88: 1472–1476. 2. Albrecht M, Bánóczy J, Dinya E, Tamás G: Occurrence of oral leukoplakia and lichen planus in diabetes mellitus. J Oral Pathol Med 1992; 21: 364–366. 3. Baynes JW, Thorpe SR: Role of oxidative stress in diabetic complications: a new perspective on an old paradigm. Diabetes 1999; 48: 1–9. 4. Bánóczy J, Bako A, Dombi C, Ember I, Kosa Z, Sandor J, Szabo G: Stomato-oncological screening examinations: possibilities for early diagnosis. Magy Onkol 2001; 45: 143–148. 5. Bhawal UK, Ozaki Y, Nishimura M: Association of expression of receptor for advanced glycation end products and invasive activity of oral squamous cell carcinoma. Oncology 2005; 69: 246–255. 6. Bloomgarden ZT: Definition of the insulin resistance syndrome: The 1st World Congress on the Insulin Resistance Syndroma. Diab Care 2004; 27: 824–830. 7. Boros LG, Cascante M, Lee W-NP: Metabolic profiling of cell growth and death in cancer: Applications in drug discovery. Drug Discov To day 2002; 7: 18–26. 8. Brownlee M: Glycation and diabetic complications. Diabetes 1994; 43: 836–841. 9. Chambers AF, Matrisian LM: Changing views of the role of matrix metalloproteinases in metastasis. J Natl Cancer Inst 1997; 89: 1260– 1264. 10. Clayman L: Oral Cancer: A practical guide to understanding oral cancer. 2000 ELLM Press 11. Cowey S, Hardy RW: The metabolic syndrome: A high-risk state for cancer? Am J Pathol 2006; 169: 1505–1522. 12. Dietrich T, Reichart PA, Scheifele C: Clinical risk factors of oral leukoplakia in a representative sample of the US population. Oral Oncology 2004; 40: 158–163. 13. Dikshit RP, Ramadas K, Hashibe M, Thomas G, Somanathan T, Sankaranarayanan R: Association between diabetes mellitus and pre-malignant oral diseases: a cross sectional study in Kerala, India. Int J Cancer 2006; 118: 453–457. 14. Döbrössy L: Cancer mortality in central-eastern Europe: Facts behind the figures. Lancet Oncol 2002; 3: 374–381. 15. Gibson J, Lamey PJ, Lewis MAO, Frier BM: Oral manifestations of previously undiagnosed non-insulin dependent diabetes mellitus. J Oral Pathol Med 1990; 19: 284–287. 16. Goutzanis L, Vairaktaris E, Yapijakis C, Kavantzas N, Nkenke E, Derka S, Vassiliou S, Acyl Y, Kessler P, Stavrianeas N, Perrea D, Donta I, Skandalakis P, Patsouris E: Diabetes may increase risk for oral cancer through the insulin receptor substrate-1 and focal adhesion kinase pathway. Oral Oncol 2007; 43: 165–173. 17. Guggenheimer J, Moore PA, Rossie K, Myers D, Mongelluzzo MB, Block HM, Weyant R, Orchard T: Insulin-dependent diabetes mellitus and oral soft tissue pathologies. II. Prevalence and characteristics of Candida and candidal lesions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2000; 89: 507–576. 18. Hammarsten J, Hogstedt B: Hyperinsulinaemia: A prospective risk factor for lethal clinical prostate cancer. Eur J Cancer 2005; 41: 2887–2895.


19. Hashibe M, Jacob BJ, Thomas G: Socioeconomic status, lifestyle factors and oral premalignant lesions. Oral Oncol 2003; 39: 664– 671. 20. Hussain SP, Hofseth LJ, Harris CC: Nitric oxide in cancer and chemoprevention. Free Radic Biol Med 2003; 34: 955–968. 21. Inoue M, Iwasaki M, Otani T, Sasazuki S, Noda M, Tsugane S: Diabetes mellitus and the risk of cancer: results from a large-scale population-based cohort study in Japan. Arch Intern Med 2006; 166: 1871–1877. 22. Iype EM, Pandey M, Mathew A, Thomas G, Sebastian P, Nair MK: Oral cancer among patients under the age of 35 years. J Postgrad Med 2001; 47: 171–176. 23. Jee SH, Ohrr H, Sull JW, Yun JE, Ji M, Samet JM: Fasting serum glucose level and cancer risk in Korean men and women. JAMA 2005; 293: 194–202. 24. Johnson NW: Etiology and risk factors for oral cancer, with special reference to tobacco and alcohol use. Hungarian Oncol 2001; 45: 115–122. 25. Kinane DF, Chestnutt IG: Smoking and periodontal disease. Criti cal Reviews in Oral Biology & Medicine 2000; 11: 356–365. 26. Krolls SO, Hoffmann S: Squamous cell carcinoma of the oral soft tissues: a statistical analysis of 14 253 cases by age, sex, and race of patients. JADA 1976; 92: 571–574. 27. Kunkel M, Reichert TE, Benz P: Overexpression of Glut-1 and increased metabolism in tumors are associated with poor prognosis in patients with oral squamous cell carcinoma. Cancer 2003; 97: 1015–1020. 28. Kuriki K, Hirose K, Tajima K: Diabetes and cancer risk for all and specific sites among Japanese men and women. Eur J Cancer Prev 2007; 16: 83–89. 29. Lindblad P, Chow WH, Chan J: The role of diabetes mellitus in the etiology of renal cell cancer. Diabetologica 1999; 42: 107–112. 30. Llewellyn CD, Johnson NW, Warnakulasuriya KA: Risk factors for oral cancer in newly diagnosed patients aged 45 years and younger: a case-control study in Southern England. J Oral Pathol Med 2004; 33: 525–532. 31. Lorenzi M: Glucose toxicity in the vascular complications of diabetes: The cellular perspective. Diabetes Metab Rev 1992; 8: 85–103. 32. Mahboubi E: The epidemiology of oral cavity, pharyngeal and esophageal cancer outside of North America and Western Europe. Cancer 1977; 40: 1879–1886. 33. Manoucher-Pour M, Spagnuolo PJ, Rodman HM, Bissada NF: Comparison of neutrophil chemotactic response in diabetic patients with mild and severe periodontal disease. J Periodontol 1981; 52: 410–415. 34. McCall JL, Tuckey JA, Parry BRL: Serum tumor necrosis factor alfa and insulin resistance in gastrointestinal cancer. Br J Surg 1992; 79: 1361–1365. 35. Mealey BL, Moritz AJ: Hormonal influences: effects of diabetes mellitus and endogenous female sex steroid hormones on the periodontium. Periodontology 2000. 2003; 32: 59–81. 36. Meyerhardt JA, Catalano PJ, Haller DG, Mayer RJ, Macdonald JS, Benson AB, Fuchs CS: Inpact of diabetes mellitus on outcomes in patients with colon cancer. J Clin Oncol 2003; 21: 433–440. 37. Mogyorósi A, Ziyadeh FN: GLUT1 and TGF-beta: the link between hyperglycaemia and diabetic nephropathy. Nephrol Dial Transplant 1999; 14: 2827–2831. 38. Monnier VM, Glomb M, Elgawish A, Sell DR: The mechanism of collagen cross-linking in diabetes. A puzzle nearing resolution. Dia betes 1996; 45: (Suppl 3): s67–s72. 39. Munkholm P: The incidence and prevalence of colorectal cancer in inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Ther 2003; 2: 1–5. 40. Nagel JM, Goke B: Colorectal carcinoma in patients with type-2 diabetes mellitus. Z Gastroenterol 2006; 44: 1153–1165. 41. Neville BW, Day TA: Oral cancer and precancerosus lesions. CA Cancer J Clin 2002; 52: 195–201.

257

42. Oliver RJ, Woodwards RT, Sloan P: Prognostic value of facilitative glucose transporter Glut-1 in oral squamous cell carcinomas treated by surgical resection; results of EORTC Transplantational Research Fund studies. Eur J Cancer 2004; 40: 503–508. 43. Park SM, Lim MK, Shin SA, Yun YH: Impact of prediagnosis smoking, alcohol, obesity, and insulin resistance on survival in male cancer patients: National Health Insurance Corporation Study. J Clin Oncol 2006; 24: 5017–5024. 44. Ponte E, Tabaj D, Maglione M, Melato M: Diabetes mellitus and oral disease. Acta Diabetol 2001; 38: 57–62. 45. Rapp K, Schroeder J, Klenk J, Ulmer H, Concin H, Diem G, Oberaigner W, Weiland SK: Fasting blood glucose and cancer risk in a cohort of more than 140,000 adults in Austria. Diabetologia 2006; 49: 945–952. 46. Reaven GM: Banting lecture 1988: Role of insulin resistance in human disease. Diabetes 1988; 37: 1595–1607. 47. Rich AM, Radden BG: Squamous cell carcinoma of the oral mucosa: a review of 244 cases in Australia. J Oral Pathol 1984; 13: 459–471. 48. Richardson LC, Pollack LA: Therapy insight: Influence of type 2 diabetes on the development, treatment and outcomes of cancer. Nat Clin Pract Oncol 2005; 2: 48–53. 49. Riu L, Aguirre V, Kim JK: Insulin/IGF-1 and TNF-alpha stimulates phosphorilation of IRS-1 at inhibitory Ser 307 via distinct pathways. J Clin Invest 2001; 107: 181–189. 50. Rosenquist K, Wennerberg J, Schildt EB: Oral status, oral infections, and some lifestyle factors as risk factors for oral and oropharyngeal squamous cell carcinoma: A population-based case control study in southern Sweden. Acta Otolaryngol 2005; 125: 1327–1336. 51. Salahudeen AK, Kanji V, Reckelhoff JF: Pathogenesis of diabetic nephropathy: A radical approach. Nephrol Dial Transplant 1997; 12: 664. 52. Schmidt AM, Hori O, Cao R: RAGE–a novel cellular receptor for advanced glycation end products. Diabetes 1996; 45: 77–81. 53. Schneider JG, Tompkins C, Blumenthal RS, Mora S: The metabolic syndrome in women. Cardiol Rev 2006; 14: 286–291. 54. Sreebny LM, Yu A, Green A, Valdini A: Xerostomia in diabetes mellitus. Diabetes Care 1992; 15: 900–904. 55. Sturmer T, Buring JE, Lee IM, Gaziano JM, Glynn RJ: Metabolic abnormalities and risk for colorectal cancer in the physicians’ health study. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2006; 15: 2391–2397. 56. Suba Zs, Ujpál M: Correlations of insulin resistance and tumors. Hungarian Oncology 2006; 50: 127–135. 57. Suba Zs, Barabás J, Szabó Gy, Takács D, Ujpál M: Increased prevalence of diabetes and obesity in patients with salivary gland tumors. Diabetes Care 2005; 16: 228–229. 58. Suba Zs: Gender-related hormonal risk factors for oral cancer. Pathol Oncol Res (in press 2007). 59. Tsuji S, Kawai N, Tsuji M, Kawano S, Hori M: Review article: inflammation-related promotion of gastrointestinal carcinogenesis: a perigenetic pathway. Aliment Pharmacol Ther 2003; 1: 82–89. 60. Ujpál M, Matos O, Bíbok Gy, Somogyi A, Szabó Gy, Suba Zs: Diabetes and Oral tumors in Hungary: Epidemiological correlations. Dia betes Care 2004; 27: 770–774. 61. Ujpál M, Barabás J, Kovalszky I, Szabó GY, Németh ZS, Gábris K, Suba ZS: A preliminary comparative study of the prognostic implications of type 2 diabetes mellitus for patients with primary gingival carcinoma treated with surgery and radiation therapy. J Oral Maxillofac Surg 2007; 65: 452–456. 62. Vlassara H, Brownlee M, Monogue K, Dinarello CA, Pasagian A: Cachetin/TNF and IL-1 induced by glucose-modified proteins: role in normal tissue remodelling. Science 1988; 240: 1546–1548. 63. Werner H, Katz J: The emerging role of the insulin-like growth factors in oral biology. J Dental Res 2004; 83: 832–836. 64. Yamamoto E, Miyakawa A, Kohama G: Mode of invasion and lymph node metastases in squamous cell carcinoma of the oral cavity. Head Neck Surg 1994; 6: 938–943.


Semmelweis Egyetem Orálbiológiai Tanszék, Budapest* Semmelweis Egyetem Parodontológiai Klinika, Budapest** Semmelweis Egyetem Gyermekfogászati és Fogszabályozási Klinika, Budapest*** Semmelweis Egyetem Fogpótlástani Klinika, Budapest****

Fogágybetegségek és fogcsírahiányok kialakulásában szerepet játszó génpolimorfizmusok vizsgálata: módszertani alapok Óvári Gabriella*, Dr. Molnár Bálint***, Dr.Tarján Ildikó***, Dr. Hermann Péter****, Dr. Gera István**, Dr.Varga Gábor*

Napjainkra egyre több megfigyelés támasztja alá, hogy a genetikai tényezőknek kiemelkedő szerepe van a parodontitis és hypodontia kialakulásában. Vizsgálataik stratégiai célja, hogy megismerjék a magyar lakosságot érintő két gyakori betegség genetikai hátterét és feltérképezzék a kialakulásukban szerepet játszó génpolimorfizmusokat. Szerzők vizsgálatsorozatuk első lépéseként laboratóriumukban több polimorfizmus kimutatására alkalmas módszert kívántak beállítani a polimeráz láncreakció és restrikciós fragment-hossz polimorfizmus analízis kombinált alkalmazásával. Sikeresen optimalizálták a parodontitis kialakulásával feltehetően összefüggésbe hozható nyolc különböző egyszerű nukleotid polimorfizmus (IL-1α -889, IL-1 β -511, IL-1 β +3954, IL-6 -174, IL-10 -1082, TLR-4 -299, TLR-4 -399, TNF α -308), valamint a hypodontia előfordulásához feltételezhetően kapcsolható két további polimorfizmus (PAX9 -1032, PAX9 -912) kimutatási eljárásait. A domináns allél mellett kis esetszám mellett is minden esetben találtak ritka allélt is. Vizsgálati eredményeik igazolják további ez irányú kutatásaik létjogosultságát, a génpolimorfizmusok nagy eset- számmal elvégzendő további tanulmányozását egészséges és beteg csoportok összehasonlításával. Az eredmények új diagnosztikus stratégiák kidolgozásához vezethetnek, s elősegíthetik a betegségekre való hajlam korai felismerését és a betegségek progressziójának primer kontrollját, és előrevetíthetik a rendellenességek jövőbeni gyógyítását a génterápia eszközrendszerével. Kulcsszavak: génpolimorfizmus, parodontitis, hypodontia, citokin, PAX9, SNP

Bevezetés

Napjainkban az íny- és fogágybetegségek népbetegségnek tekinthetőek, hiszen a felnőtt lakosság több A humán genom projekt az emberi szervezetet felépí- mint 50%-a ínygyulladásban, megközelítőleg 20%-a tő genetikai kódrendszer megfejtésére született. 2002- pedig destruktív fogágybetegségben szenved. A 60-as ben történt befejeztével a humán genetika is új irányt években a klasszikus epidemiológiai és klinikai vizsvett [1], a kutatások egyre inkább a fehérjéket kódoló gálatok nyomán a parodontitist egyoldalúan a rossz gének összetételének változékonyságának, az úgyne- szájhigiénével és a dentális plakkal magyarázták. Ak- vezett genetikai polimorfizmusok vizsgálata felé fordul kor úgy gondolták, hogy a plakkon kívül nincs más etio- tak. Az egyszerű nukleotid polimorfizmus (Single Nuc- lógiai tényező, ami a fogágybetegség igazi oka lenne. leotide Polymorphism), rövidítve SNP (kiejtve sznip) Mára világossá vált, hogy a parodontitis valójában egy egy DNS-szekvencia variáció, mely akkor jön létre, multifaktoriális betegség, és a dentális bakteriális bioha egy nukleotid a genomban megváltozik (például a film csupán szükséges, de nem elégséges oki tényező GCCTA-szekvencia GCTTA szakaszra). További álta a destruktív fogágybetegség kialakulásában [2]. A korlánosan elfogadott feltétel, hogy a variációt akkor te- szerű epidemiológiai, klinikai és experimetális vizsgákinthetjük SNP-nek, ha a változás a populáció legalább latok nagyszámú rizikótényező szerepét valószínűsítik 1%-ában megjelenik [1]. Az ilyen apró eltérések ös�- a betegség kialakulásában. Ezek között a rossz szájszegződve nagyban meghatározzák a kódolt fehérje higiéné, a plakk akkumulációt elősegítő helyi plakkreexpressziójának és funkcióképességének szintjét. Cé- tenciós tényezők, occlusalis túlterhelés, dohányzás, lunk, hogy a magyar lakosságot érintő két gyakori fo- emocionális stressz, életkor és nemi hovatartozás, az gászati rendellenesség, a parodontitis és a hypodontia immunvédekezést csökkentő általános betegségek, genetikai hátterét behatóbban megismerjük, a kialaku- táplálkozási hiánybetegségek, az osteoporosis, és kolásukban esetlegesen szerepet játszó génpolimorfiz- rábban már manifesztálódott parodontitis mellett megmusokat feltérképezzük. jelennek a genetikai tényezők, sőt az etnikai hovatarÉrkezett: 2007. június 18. Elfogadva: 2007. augusztus 31.

260


tozás is [3] [2]. Ma még keveset tudunk arról, hogy hajlamosító alléljaik révén pontosan mely gének játszanak szerepet a fogágybetegség kialakulásának pathomechanizmusában [4] [1] [5]. A veleszületett fogazati rendellenességek közül leggyakrabban a fogcsírahiány, a hypodontia fordul elő. Az általunk használt definíció hypodontia egy vagy több maradó fog hiányával, míg ezen belül egy szélsőségesebb anomália, az oligodontia hat vagy annál több maradó fog hiányával jellemezhető. A hypodontia a leggyakoribb fogorvosi abnormalitás, és a lakosság körülbelül 20%-át érinti világszerte [6]. A foghiány leggyakrabban a harmadik molárisokat érinti. A bölcsességfogon kívüli foghiányok incidenciája változó, 2–54% közötti, a vizsgált populációtól, illetve attól függően, hogy tej- vagy maradó fogakról van-e szó [7], [8]. Maradó fogak esetében, az általunk vizsgált magyar populációban mintegy 16%-ban fordul elő [9]. A fogcsírahiány gyakran más rendellenességekkel is társul, ilyen az ectodermális dysplasia, ami autosomális dominánsan, autosomális recesszíven vagy az X-kromo szómához kötötten jelenik meg. A betegséget a körmök rendellenességei, száraz bőr, vékony haj és az oligodontia jellemzi [10]. A foghiányok etiológiája komplex, mind genetikai, mind környezeti elemekkel összefüggésbe hozható [3]. A genetikai polimorfizmusok vizsgálata és az állatokon végzett génmutációs kísérletek rámutattak arra, hogy a fogfejlődés számos gén befolyása alatt áll [11]. Bár az egyes tényezők súlyát nem ismerjük, a fogfejlődés bonyolultságát mutatja, hogy az egér odontogenezisének molekuláris tanulmányozása során több mint 200 gén részvételét mutatták ki a fog kifejlődésében [12]. Az eddig elvégzett genetikai vizsgálatok különböző etnikai csoportokban nagyon különböző eredményeket mutattak mind a parodontitis, mind a hypodontia tekintetében [13]. Ezért is fontos egy kifejezetten a közép-kelet-európai populációt érintő átfogó genetikai- genomikai vizsgálat kivitelezése, amelytől azt várjuk, hogy a szájhigiénés szokásosokon túlmutatóan a hazai populációban a genetikai faktorok szerepére is fény derül. Hosszú távra tervezett, jellegéből adódóan több éves vizsgálatsorozatunk első lépéseként olyan génpolimorfizmusok kimutatásait állítottuk be, melyekről nagy bizonyossággal feltételezhető, hogy rizikótényezők a parodontitis, illetve a hypodontia kialakulásában [14] [15].

alapján a következő csoportokba soroljuk a betegeket: (1) gingivitis, gingivára korlátozódó, plakk okozta megbetegedés; (2) krónikus parodontitis; (3) agresszív parodontitis; (4) nekrotizáló fogágybetegség; (5) a kontroll csoport, ami egészséges önkéntesekből áll, olyan személyekből, akik egészséges, természetes fogazat tal rendelkeznek, sem gingivális, sem parodontális gyulladásuk nincs, kraniofaciális abnormalitástól mentesek. A hypo-, illetve oligodontia vizsgálatokban a beválasztási kritérium legalább egy maradó fog apláziája, a bölcsességfogak kivételével, illetve egyéb kraniofa ciális malformáció vagy szisztémás betegség hiánya. A kontroll csoport egészséges önkéntesekből áll, olyan személyekből, akik normális számú tej- és maradó fogazattal rendelkeznek, és kraniofaciális abnormalitásól mentesek. DNS-izolálás Génpolimorfizmus vizsgálatainkhoz a nyálkahártya-ka- parékból DNS-t izoláltunk QIAmp DNA Blood Mini Kit (Qiagen�� GmbH, Hilden�� ), illetve NucleoSpin Tissue Kit (Macherey-Nagel�� GmbH & �� Co. �� KG, Düren�� ) alkalmazá sával, a gyártók által leírt protokollok szerint. A DNS-ek intaktságát 1%-os agaróz gélen történő gélelektroforézissel ellenőriztük, koncentrációját a Quibit fluorométerrel (Invitrogen,�� Carlsbad, CA�� ) mértük.

PCR-RFLP Az általunk vizsgált gének jelenlétét polimeráz-lánc- reakció (PCR) amplifikáció segítségével határoztuk meg. A parodontitis vizsgálat specifikus primereit Brett és munkatársainak közleménye nyomán választottuk, szá- mos helyen megváltoztatva a leírást [14]. A primerek oligonukleotid sorrendjét, a PCR reakciók hőmérséklet profilját az I. táblázat tartalmazza. A hypodontia vizsgálatban használt primereket Peres munkája nyomán választottuk, részben változtatva a körülményeket és szintén az I. táblázatban tüntettük fel [15]. A PCR reakciókat GoTaq Flexi polimerázzal (Promega, Madison WI) 25 µl végtérfogatban végeztük el, ahol a reakcióelegy összetétele az alábbi volt: 50 mM Tris-HCl (pH=9.0), 50 mM NaCl, és 200 µM mindegyik dNTP-ből a pufferben, emellett 1,5 mM MgCl2, 1,25 Unit GoTaq Flexi polimeráz, és 5-5 pM a forward és reverz primerekből. Az amplifikációt követően minden PCR termékből 1 µg-nyit emésztettünk a megfelelő restrikciós endunukleázokkal a restrikciós fragmens analízis (RFLP) vizsgálatokhoz. A restrikciós endonuk leázok olyan mikrobiális eredetű enzimek, amelyek Vizsgálati anyag és módszer egy DNS-szálon egy adott 4–8 bázispár hosszúságú Szövetminták szekvenciát felismernek, és e szekvencián belül hasítA vizsgálatainkhoz nyálkahártya-kaparékot gyűjtöttünk, ják a DNS-szálat. melyet a Semmelweis Egyetem klinikáin jelentkező Az allélokat 2–2,5%-os etidium-bromidos festésű betegektől nyertünk. A vizsgálatainkhoz érvényes eti- agaróz-gélelektroforézissel választottuk el. A képet UV kai engedélyekkel rendelkezünk, és a mintagyűjtéshez fény alatt tettük láthatóvá, és géldokumentációs rendminden esetben írásos beleegyezést kaptunk a minta- szerben digitális formában rögzítettük. vétel előtt. A parodontitis vizsgálatában a klinikai kép

261


Eredmények Mindenekelőtt vizsgálataink fontosságának alátámasz tására néhány adatot mutatunk be, amelyek igazolják, hogy a magyar populációban a parodontitis és a hypo-

dontia epidemiológiájának felderítése népegészségügyi jelentőségű. A Semmelweis Egyetemen, a World Health Organisation direktívái szerint a közelmúltban elvégzett felmérés, amely több mint 4100 önkéntes adatai alapján készült, világosan mutatja, hogy a felI. Táblázat�

A PCR-RFLP vizsgálatokban használt primer szekvenciák és restrikciós endonukleázok

Polimorfizmus

Primerek szekvenciája, PCR hőmérséklet profil

Termékméret Restrikciós enzim Hasítás után a termékek mérete

IL-1 α (-889) C/T

5’-TGTTCTACCACCTGAACTAGGC-3’ 5’-TTACATATGAGCCTTCCATG-3’ 95 C° 4 perc; 45 ciklus: 94 °C 1 perc, 50 °C 1 perc, 72 °C 1 perc; 72 °C 5 perc

99 bp NcoI C allél: 20/79 bp, T allél: 99 bp nincs hasítás

IL-1 b (-511) C/T

5’-GCATTGATCTGGTTCATC-3’ 5’-GTTTAGGAATCTTCCCACTT-3’ 95°C 4 perc, 35 ciklus: 95°C, 1 perc; 55°C, 1 perc; 74°C, 1 perc

305 bp DdeI C allél: 155/160 bp, T allél: 31/114/160

IL-1 b (+3954) C/T

5’-CTCAGGTGTCCTCGAAGAAATCAAA-3’ 5’-GCTTTTTTGCTGTGAGTCCCG-3’ 95°C, 4 min, 35ciklus: 95°C, 1 min; 59°C, 1 min; 72°C, 1 min

194 bp Taq 1 C allél: 12/73/85 bp, T allél: 12/178 bp

IL-6 (-174) C/G

5’-TGACTTCAGCTTTACTCTTTGT-3’ 5’-CTGATTGGAAACCTTAT-3’ 95°C, 4 min, 35 ciklus: 95°C, 45 sec; 53°C, 1 min; 72°C, 75 sec; 72 °C 5 perc

198 bp Hsp 92 II C allél: 31/45/122 bp, G allél: 31/167 bp

IL-10 (-1082) G/A

5’-tctgaagaagtcctgatgtcactg-3’ 5’-actttcatcttacctatccctacttcc-3’ 95°C, 4 min, 40 ciklus: 95°C, 1 min; 59°C, 1 min; 72°C, 1 min; 72°C, 1 min

196 bp Mnl I G allél: 28/58/110 bp, A allél: 58/138 bp

TLR-4 (-299) G/A

5’-GATTAGCATACTTAGACTACTACCTCCATG-3’ 5’-GATCAACTTCTGAAAAAGCATTCCCAC-3’ 95°C, 4 min, 30 ciklus: 95°C, 30 sec; 55°C, 30 sec; 72°C, 30 sec

249 bp Nco 1 G allél: 26/223 bp, A allél: 249 bp nincs hasítás

TLR-4 (-399) T/C

5’-GGTTGCTGTTCTCAAAGTGATTTTGGGAGAA-3’ 5’-ACCTGAAGACTGGAGAGTGAGTTAAATGCT-3’ 95°C, 4 min, 30 ciklus: 95°C, 30 sec; 55°C, 30 sec; 72°C, 30 sec

407 bp HinfI T allél: 29/378 bp C allél: 407 bp nincs hasítás

TNF a (-308) G/A

5’-AGGCAATAGGTTTTGAGGGCCAT-3’ 5’-TCCTCCCTGCTCCGATTCCG-3’ 94°C, 4 min, 35 ciklus: 94°C, 2 min; 60°C, 1 min; 72°C, 1 min

107 bp NcoI G allél: 20/87 bp, A allél: 107 bp nincs hasítás

PAX9( -1031) G/A

PAX9( -912) C/T

5’-AGCCTGAATCCTGTGTGCAC-3’ 5’-CTAATCTAAAGTGTACCGTATGC-3’ 95°C, 3 min, 35 ciklus: 95°C, 1 min; 58°C, 1 min; 72°C, 1 min

202 bp HaeIII G allél: 26/176 bp, A allél: 202 bp nincs hasítás 202 bp Mse1 C allél: 45/157 bp, T allél: 13/45/144 bp

262


nőtt populáció csak igen kis százaléka az, amely semmilyen parodontológiai érintettségben nem szenved, gyakorlatilag nemtől függetlenül (1A. ábra). Az eredmények azt is világosan mutatják, hogy az állapot az életkor előrehaladtával egyre romlik (1B. ábra). A hypodontia egy szintén a Semmelweis Egyetemen végzett vizsgálat szerint ugyancsak a népesség jelentős részét érinti. A közel 1900 gyermek és serdűlő részvételével elvégzett reprezentatív vizsgálat eredményei szerint a bölcsességfogakat nem számítva az esetek 16%-ában találtak csírahiányt, még a legalább hat fog hiányára kiterjedő oligodontia is több mint 1% fölötti értéket mutatott [9]. Ezek a nemzetközileg elfogadott kritériumoknak megfelelő epidemiológiai munkák jó

méretű fragmentumból áll. Közel 70 mintából izoláltunk DNS-t a parodontitis és hypodontia vizsgálatokban. Ezek a DNS-ek mind felhasználhatóak további vizsgálatokban, mivel a kontrollként alkalmazott konstitutívan expresszálódó génnel, a β-actinnal végzett vizsgálatban mind pozitív eredményt adtak. A polimorfizmus-vizsgálatainkat minden esetben az irodalomban már korábban leírt kísérleti körülmények hez hasonlóan kezdtük, ezt tekintettük alapnak. Az el- lenőrzések során több leírt primer oligonukleotid szekvenciája nem bizonyult pontosnak, ezért azokat a tény- leges nukleotid szekvenciának megfelelően megváltoztattuk. Több helyen a PCR-reakciók körülményei sem voltak megfelelőek, ezért azokon is változtattunk.

1�� . ábra. Reprezentatív felmérés eredménye a felnőtt magyar népesség parodontális állapotáról a parodontális állapot nemek szerinti megoszlása (A.), illetve az életkor függvényében (B.)

alapot szolgáltatnak a továbblépésre, molekuláris epidemiológiai kutatások folytatására. Ilyen kutatások megalapozására tesz kísérletet a jelen tanulmány. A genetikai vizsgálatok templátját minden esetben a DNS adja. Ezért is fontos, hogy megfelelő mennyiségű, intakt DNS-t izoláljunk a nyálkahártyakaparék-mintákból. Vizsgálataink korai szakaszában a minták egy része sérültnek bizonyult. A DNS degradáció kivédésére módosítottunk a mintavételi és tárolási protokollon, és minden esetben a mintavétel után a kaparékmintákat a feldolgozásig –20 °C-on tároltuk. A 2. ábra 1., 2. és 3. jelű mintái egy-egy sérült DNS képét mutatják, míg a 4., 5. és 6-os minták a módosított protokoll szerinti ép, jó minőségű DNS-eket mutatják az izolálást követően. A polimorfizmus vizsgálatokra alkalmas intaktnak tekinthető DNS mérete 20-30 kilobázis körül van. A degradálódott DNS, mint az a képen is megfigyelhető az 1., 2. és 3. mintáknál, sok kisebb

Így mindegyik vizsgált polimorfizmus kimutatására alkalmas reakciót optimalizáltunk. Bizonyos esetekben a restrikciós enzimek helyett is más enzimet választottunk, mert azokat alkalmasabbnak, specifikusabbnak találtuk. Minden vizsgált potenciális SNP helyen találtunk mindkét allélváltozatra példát, az alacsony mintaszám ellenére is. Példaképpen minden vizsgálatra egy reprezentatív futtatási képet tüntettünk fel a 3. ábrán, bemutatva mindkét allélváltozatot, illetve a heterozigóta eseteket is. A futtatási képek az eddig a laboratóriumunkban beállított PCR-RFLP eredményeket kívánják bemutatni, feltüntetve a vad, ritka és heterozigóta allélokra jellemző példákat. A 3. ábra A-H képei a parodontológiai megbetegedésekkel kapcsolatba hozható néhány gén vizsgálatainak eredményeit mutatják. Az IL-1 α -889 termék mérete 99 bp, mely az NcoI restrikciós enzimmel tör-


ténő emésztés után C allél esetén 79 bp-nál ad jelet, míg a T allél nem hasad (A). Az IL-1 β -511 termék mérete 305 bp, mely DdeI kezelés után C allél esetén két terméket ad 160 és 155 bp-nál, a T allél pedig 114 és 160 bp-nál (B). Az IL-1 β +3954 termék mérete 194 bp, mely TaqI restrikciós endonukleázzal történő emésztés után C allél esetén két terméket ad 73 és 85 bp-nál, a T allél pedig 178 bp-nál (C). Az IL-6 -174 termék mérete 198 bp, mely Hsp92II enzimmel történő kezelés után C allél esetén két terméket ad 45 és 122 bp-nál, a G allél pedig 167 bp-nál (D). Az IL-10 -1082 termék mérete196 bp. Ezt az MnlI restrikciós enzimmel történő emésztés után G allél esetén két terméket ad 58 és 110 bp-nál, az A allél pedig 58 és 138 bp-nál (E). A TNF α -308 termék mérete 107 bp. NcoI enzimes kezelés után G allél esetén két terméket ad 20 és 87 bp-nál, az A allél pedig nem hasad (F). A Toll-like receptor -4 (TLR-4) -299 termék mérete 249 bp. Az NcoI restrikciós enzimmel történő emésztés után G allél esetén 23 és 223 bp-nál ad jelet, míg az A allél nem hasad (G). A TLR4 -399 termék mérete 407 bp, mely HinfI enzimes kezelés után T allél esetén két terméket ad 29 és 378 bp-nál, a C allél pedig nem hasad (H). A TLR-4 polimorfizmusainak 2 vizsgálatában csak vad allél, illetve heterozigóta eredményeket kaptunk eddig. Így indokolt nagy mintaszámmal is megvizsgálni a fent említett allélváltozatokat, természetesen kontroll és beteg csoportok összehasonlításával. A 3. ábra I és J képei a hypodontia kialakulásában oki tényezőként feltételezett gén, a PAX9 transzkripciós faktor két különböző pozíciójú polimorfizmusainak eredményeit mutatják (-1031 G/A, -912 C/T). A PAX9 gén termék mérete 202 bp. Amit ha HaeIII restrikciós enzimmel emésztünk, a G allél esetén két kisebb méretű terméket ad (26/176 bp), a ritkább A allél esetén pedig nincs hasítás (I). Amennyiben az MseI restrikciós enzimmel emésztjük ugyanazt a terméket, akkor a -912 pozíciójú allél-változatról kapunk információt; a C aléll esetén 57 bp-nál látunk csíkot, míg T allél esetén 144 bp-nál (J). A kisebb fragmensek technikai okokból, méretükből adódóan a gélképen nem láthatóak. Ezen eredményeink azt mutatják, hogy a Pax9 gén fent említett 2 allél változata, a magyar populációban is variabilitást mutat. Megbeszélés Vizsgálataink célja a hazai populáció fogágybetegséggel és a gyakori veleszületett fogazati rendellenességgel, a fogcsírahiánnyal összefüggő egyszerű nukleotid polimorfizmusok feltérképezése, a genetikai-genomikai rizikótényezők azonosítása. Feltételezhetően több tucatra, talán százra is tehető azon gének száma, amelyek változékonysága, polimorfizmusa parodontitisre hajlamosító tényezőként játszhat szerepet. Fontos azonban megemlíteni, hogy a betegségre hajlamosító gének száma és típusa nem

263

feltétlenül azonos a különböző etnikai csoportokban. Emellett tényleges megjelenésükben az adott populá cióra ható környezeti tényezők is szerepet játszanak (gén–környezet kölcsönhatás) [4]. Több vizsgálat is

2�� . ábra. A degradálódott és intakt DNS-képe elektroforetikus futtatást követően. Az 1., 2. és 3. jelű minták egy-egy degradálódott DNS képét mutatják, míg a 4., 5. és 6-os minták a módosított protokoll szerinti épp, jó minőségű DNS-eket mutatják

célul tűzte ki, hogy összefüggést állapítson meg egyes gyulladásos mediátorok, citokinek, receptorok kódoló gén-polimorfizmusai és a parodontitis súlyossága között [16] [17] [18]. Ezidáig interleukin-1 (IL-1) gének és a tumor nekrózis faktor-α (TNF-α) szerepét vizsgálták legtöbben parodontitisben a feltételezhetően hajlamosító genetikai tényezők közül [19] [20]. Az első keresztmetszeti vizsgálat szerint nem dohányzó, fehér bőrű populációban az IL-1 gének kombinált polimorfizmusa (IL-1α -889, IL-1β +3953) szoros korrelációt mutatott a fogágybetegség súlyosságával. Az ilyen típusú együttes előfordulást Kornman nyomán IL-1 kompozit polimorfizmusnak hívjuk [19]. Azonban további vizsgálatok azt bizonyították, hogy ez a polimorfizmus csak akkor jelentős kockázati tényező, ha károsító környezeti tényezőkkel, például dohányzással párosul. Ezek az eredmények is azt sugallják, hogy az egyes kockázati tényezők nem csupán additívek, de genetikai és környezeti tényezők kölcsönhatása sokszorosan felerősödő biológiai választ indukálhat. A jelenleg rendel- kezésre álló irodalmi adatok szerint az IL-1 gén poli morfizmus bizonyos etnikai csoportokban sokkal gyen gébb hajlamosító tényező, mint másokban [17]. A TNF-α gén polimorfizmus parodontális szerepét illetően még ellentmondásosabb eredmények születtek. Egy vizsgálat szerint, amelyben a TNF-α gén négy különböző egyedi nukleotid polimorfizmusát vizsgálták, a TNF-α nem nevezhető hajlamosító tényezőnek a parodontitis kialakulásában [20]. Ugyanakkor több tanulmány az IL-1 és TNF-α gének alléljeit együttesen úgy tekinti, mint a komplex gyulladásos betegségek potenciális genetikai markereit. A fentiek mellett a fogágybetegség számos más citokint (pl. IL-6, IL-10) és nem cito-

264


kint (pl. TLR-4) kódoló gén polimorfizmusainak lehetséges szerepe is felmerül. Ezek részletes ismertetése meghaladja a jelen közlemény kereteit, a lényeg azon

ban valószínűleg nem az egyedi gének egyedi polimorfizmusaiban, hanem ezek együttes előfordulásában, komplexitásában rejlik.

3�� . ábra A polimorfizmus-vizsgálatok nyolc különböző egyszerű nukleotid polimorfizmus kimutatásának eredményei, melyek közül hat a parodontológiai megbetegedésekkel (A-H), kettő pedig a hypodontiával (I-J) hozható kapcsolatba. Minden képen feltüntettük a különböző DNS-ekből származó PCR-termékeket, illetve a restrikciós enzimmel történő emésztés utáni termékeket, ahogyan az a szövegben részletezésre került. Minden kép tetején feltüntettük a gén nevét, a nukleotid-variáció helyét és a cserére kerülő nukleotidokat. A termékméretek becsléséhez minden kép jobb oldalán DNS-létra látható


Jelen vizsgálataink szerint az IL-1 α, IL-1 β, IL-6, IL10, TLR-4, és a TNF-α összesen nyolc polimorfizmusából hatnál találunk példát önmagában a ritka allél jelenlétére is, míg két esetben csak heterozigóta mintában figyelhettük meg a ritka allélt. Mindezen polimor fizmusoknak a feltételezések szerint szerepe lehet a fogágybetegség kialakulásában [14, 20, 21], és ezt nagy elemszámú vizsgálatban elvégezve a magyar populációról is információt kapunk a betegség genetikai hátterét illetően. Az eddigi kutatások szerint az Msx1 és Pax9 transz kripciós faktorok több mutációjáról feltételezhető, hogy emberben is szerepet játszanak a foghiányok kialakulásában. Az Msx1 normálisan erőteljesen expresszálódik dentális mesenchymában, de hiányzik a dentális epitéliumból a fogfejlődés fogbimbó, sapka és harang állapotaiban [22]. Feltételezhető, hogy emberben az Msx1 kódoló régióinak mutációja különböző fogak, elsősorban a premolárisok csírahiányát okozza [23]. A Pax9 a maxilláris és mandibuláris ívek mesenchymáiban ugyancsak magasan expresszálódik, és a szájpad és fogak kialakulásában egyaránt szerepet játszik [24]. A Pax9-deficiens egereknél egyéb kraniofaciális anomáliák mellett szájpadhasadék és teljes foghiány figyelhető meg [25]. Emberekben a Pax9 gén kódoló szekvenciáinak mutációja [10], [11], [26], [27], [28], [29] vagy a Pax9 deléciója [28] elsősorban a molárisok csírahiányát okozta. Az egyetlen kivétel ez alól egy lengyel családban kimutatott mutáció, akiknél egy kevésbé súlyos fenotípus jelentkezett [30]. Az egyetlen populációs szintű tanulmány a brazíliai Rio de Janie-

265

ro lakosságát vizsgálta. Az eredmények azt mutatják, hogy a fogcsírahiány és az Msx1, Pax9 és az általuk szabályozott TGF-α gén markerei között kapcsolat áll, azonban további, nagyobb esetszámú vizsgálatok szükségesek a pontos összefüggések felderítésére [23]. Jelen vizsgálatunkban a Pax9 gén két különböző pozíciójú polimorfizmusát vizsgáltuk. Mindkét helyen találtunk példát a vad és a ritka allél megjelenésére, illetve heterozigóta eseteket is találtunk a kis elemszámú vizsgálatokban. Eredményeink azokat az irodalmi adatokat erősítik, amelyek szerint a Pax9 gén vizsgált pozícióiban valóban megfigyelhető génpolimorfizmus [10, 15]. Módszertani eredményeink igazolják további ez irányú kutatásaink létjogosultságát, azt, hogy a vizsgálatokat az itt kidolgozott módszerek alkalmazásával nagy esetszámmal is elvégezzük, illetve további gének polimorfizmusait is megvizsgáljuk, egészséges, illetve kóros tüneteket mutató csoportok összehasonlításával. Hosszú távú célunk, hogy a két betegség kialakulásában szerepet játszó gének egyszerű nukleotid polimorfizmusainak komplex populációgenetikai-genomikai vizsgálatát is elvégezzük nagy hatékonyságú genotipizáló eszközrendszer segítségével. Az eredmények új diagnosztikus stratégiák kidolgozásához vezethetnek, s elősegíthetik a betegségekre való hajlam korai felismerését és a betegség progres�sziójának primer kontrollját, és előrevetíthetik a rendellenességek jövőbeni gyógyítását a génterápiás módszerek alkalmazásával.

Kinevezések A Köztársasági Elnök határozata alapján az Oktatási és Kulturális Miniszternek – a fenntartóval egyetértésben tett – javaslatára kinevezte: Dr. Nagy Katalin egyetemi docenst, a Szegedi Tudományegyetem Szájsebészeti és Fogászati Klinika tanszékvezetőjét egyetemi tanárrá; Dr. Nyárasdy Ida egyetemi docenst, a Semmelweis Egyetem Fogorvostudományi Kar Konzerváló Fogászati Klinikára tanszékvezető egyetemi tanárrá, és megbízta a klinika igazgatói teendőinek ellátásával; Dr. Tarján Ildikó egyetemi docenst, a Semmelweis Egyetem Fogorvostudományi Kar Gyermekfogászati és Fogszabályozási Klinika tanszékvezetőjét egyetemi tanárrá. Dr. Redl Pál, a Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Fogorvostudományi Kar egyetemi docense 2007. július 1-jétől tanszékvezetői kinevezést nyert a Kar Arc-Állcsont és Szájsebészeti Tanszékére.


Semmelweis University, Department of Oral Biology, Budapest* Semmelweis University, Department of Periodontology, Budapest** Semmelweis University, Department of Pediatric Dentistry and Orthodontics, Budapest*** Semmelweis University, Department of Prosthodontics, Budapest****

Gene polymorphisms in periodontitis and hypodontia: methodological basis of investigations Gabriella Óvári*, Dr. Bálint Molnár***, Dr. Ildikó Tarján***, Dr. Péter Hermann****, Dr. István Gera**, Dr. Gábor Varga*

An increasing number of evidence supports the assumption that genetic factors have crucial role in the development of periodontitis and hypodontia. The strategic purpose of the authors is to identify the genetic background of these disorders and to map the gene polymorphisms involved in their development. As a first step of an experimental series, we aimed to set and optimize multiple individual gene polymorphism identification methods by the combination of polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism analysis methods. We have successfully optimized eight single nucleotide polymorphism procedures that are potentially involved in periodontitis (IL-1 α -889, IL-1 β -511, IL-1 β +3954, IL-6 -174, IL-10 -1082, TLR-4 -299, TLR-4 -399, TNF-α -308), and another two that might be related to the appearance of hypodontia (PAX9 -1032, PAX9 -912). Besides the dominant allele, we also observed the presence of the rare allele in each polymorphism although at present we have a small sample number. These preliminary studies provide evidence for the feasibility of further investigations with large sample numbers comparing control and patient groups. These studies may lead to the development of new diagnostic strategies and provide novel tools for the early recognition of genetic predisposition and the primary control of the diseases. Furthermore, they project future therapeutic avenues for gene therapy in the cure and prevention of oral disorders. Key words: gene polymorphism, periodontitis, hypodontia, cytokines, PAX9, SNP

Introduction The human genome project was born to decode the genetic information system in the human organism. In 2002, when the project was practically completed, human genetics turned into a new direction: to study the variability of the genes coding proteins, the so called genetic polymorphisms [1]. Single Nucleotide Polymor- phism (SNP) appears when one nucleotide is changed in the genome (for example the GCCTA sequence changes into GCTTA). This change is regarded as an SNP if it appears in at least 1% of the population [1]. The summation of such minor variations greatly affects the expression and function of the coded proteins. The purpose of the authors is to study the genetic background of two frequent dental disorders, periodontitis and hypodontia, and to map the gene polymorphisms that are potentially involved in their development. Nowadays gingival and periodontal diseases can be regarded as endemic since more than 50% of the population suffers from gingivitis while almost 20% can be diagnosed with periodontitis. In the 1960s classical epidemiological and clinical studies explained the onset of periodontitis as a consequence of poor oral hygiene and the presence of dental plaque. At that time no other factors were regarded as ethological factors be-

sides plaque. By now it is clear that chronic periodontitis is actually a multifactor disease, and also, the dental bacterial film is important but not the only factor in the development of destructive periodontitis [2]. Modern epidemiological, clinical and experimental investigations provided evidence for the role of numerous risk factors in the development of the disease. Among these, besides poor oral hygiene, plaque retention fac tors supporting plaque accumulation, occlusal overload, smoking, emotional stress, age and gender, diseases interfering with the immune system, nutritional deficiency related diseases, osteoporosis and previously manifested periodontitis, genetic factors and even ethnic background also appear to be important [3] [2]. But our present knowledge is still very limited about the genes that are involved in the pathomechanism of the development of periodontitis through their allele variations [1] [4] [5]. Among congenital dental disorders hypodontia is the most frequent, affecting approximately 20% of the population worldwide [6]. By our definition hypodontia means one or more missing teeth, while the more pronounced anomaly, oligodontia is characterized by six or more missing teeth. Most frequently the third molars are affected. Excluding wisdom teeth, the incidence of hypodontia was variably reported to be 2 to 54% of the

267


population depending on the population and wether deciduous teeth or adult ones were studied [7], [8]. Around 16% of the adult Hungarian population suffers from hypodontia in adult teeth [9]. Missing tooth germs frequently coincide with other disorders such as ectodermal displasia, which can be variably autosomal dominant, autosomal recessive or linked to X chromosome. The disease is usually characterized by nail anomalies, dry skin, thin hair and oligodontia [10]. The etiology of hypodontia is complex, it can be related to both genetic and environmental factors [3]. Gene polymorphism studies and gene mutation experiments on animals revealed the importance of genetic factors in tooth development [11]. The exact importance of the individual components is not known, but the complexity of tooth formation is underlined by the fact that at least 200 individual genes have been identified during the study of murine tooth development [12]. The studies performed up till now in both periodontitis and hypodontia yielded highly variable results depending of the ethnic groups investigated [13]. There- fore, it is important to accomplish a study with the Central and Eastern European population. This study may reveal the genetic factors besides the classic epidemiological factors such as oral hygiene. As the first part of our long term, high sample number investigation, in the present work we developed and optimized the detection of gene polymorphisms, which have high potential to be involved as risk factors in the initiation of periodontitis and hypodontia [14] [15]. Materials and methods Tissue samples For our investigations oral mucosal scrapings were collected from patients of the Clinics of Semmelweis University. Ethical permission was received before starting the studies. Before sample collection, fully informed written consent was received from each individual participating in the study. In the periodontitis study we have the following groups: (1) gingivitis, dis orders localized exclusively in the gingiva; (2) chronic periodontitis; (3) aggressive periodontitis; (4) necrotiz- ing periodontitis; (5) control group consisting of healthy volunteers with healthy, normal denture and without gingival or periodontal disease or craniofacial abnormality. In the hypodontia and oligodontia studies the primary criteria was at least one missing adult tooth germ excluding the wisdom teeth, and also the lack of craniofacial malformation and any systemic disease. The control group involved healthy volunteers with healthy, normal deciduous and adult denture and without any craniofacial abnormalities. DNA isolation For the gene polymorphism studies DNA was isolated

from oral mucosal scrapings using the QIAmp DNA Blood Mini Kit (Qiagen GmbH, Hilden), and the Nucleo- Spin Tissue kit (Macherey-Nagel GmbH & Co. KG, Düren), according to the manufacturers’ protocols. Integrity of the DNA was checked by electrophoresis on 1% agarose gel, concentrations were measured by a Quibit fluorometer (Invitrogen, Carlsbad, CA). PCR-RFLP To identify the individual alleles polymerase chain reaction (PCR) was performed. The specific parameters initially applied in the periodontitis studies are based on the previous work of Brett and coworkers [14] but we have made a considerable number of changes. The oligonucleotide sequences of the primers are given in Table 1. In the hypodontia series the initial parameters followed the work of Peres and co-investiga tors [15], but again, we have made modifications and the final conditions are given in Table 1. PCR reactions were performed with GoTaq Flexi polymerase (Promega, Madison WI) in 25 µl final volume, where the reaction mixture was as follows: 50 mM Tris-HCl (pH=9.0), 50 mM NaCl, 200 µM of all four dNTPs in the buffer, 1.5 mM MgCl2, 1.25 Unit GoTaq Flexi polymerase, and 5-5 pM of forward and reverse primers. Following the amplification 1 µg PCR product was digested with the selected restriction endonucleases for the restriction fragment length polymorphism analysis (RFLP). The restriction endonucleases are such microbial enzymes that are able to recognize a 4–8 nucleotide long DNA sequence and to cut through the DNA chain at the given sequence. The alleles were separated by 2-2.5% agarose gel electrophoresis and ethidium-bromide staining. The separated bands were visualized under ultraviolet light and the picture obtained was scanned by a digital gel documentation system. Results To underline the importance of our studies, first we show epidemiological data representative for the Hungarian population in respect of the occurrence of periodontitis and hypodontia. Recently a study has been carried out at Semmelweis University, in accordance with the guidelines of the World Health Organization, including more than 4100 volunteers. This study clearly shows that only a very small percent of the adult Hungarian population is not affected by periodontal anomalies, and the sum of these anomalies is practically independent of age (Figure 1A). On the other hand, the severity of the disorder gradually increases with age (Figure 1B). Hypodontia also affects a considerable part of the population according to another study performed at Semmelweis University, in which almost 1900 children and adolescents were included. This representative investigation demonstrates that

268


16% of the individuals involved had at least one missing tooth germ excluding wisdom teeth, and the cases with more than six missing teeth amount to more than 1% [9]. These studies, which were performed according to internationally accepted standards, provide

a firm basis for further molecular epidemiology investigations. This article makes an attempt towards this direction. The template for genetic studies is the DNA. Therefore, it is very important to isolate good quality, intact Table I

The oligonucleotide primers and restriction endonucleases of the PCR-RFLP examinations

Polymorphisms

Oligonucleotide primers, temperature profile of PCR’s

Product size Restriction endonuclease Size of fragments after digestion

IL-1 α (-889) C/T

5’-TGTTCTACCACCTGAACTAGGC-3’ 5’-TTACATATGAGCCTTCCATG-3’ 95 C° 4 min; 45 cycles: 94 °C 1 min, 50 °C 1 min, 72 °C 1 min; 72 °C 5 min

99 bp NcoI C allele: 20/79 bp, T allele: 99 bp not digested

IL-1 b (-511) C/T

5’-GCATTGATCTGGTTCATC-3’ 5’-GTTTAGGAATCTTCCCACTT-3’ 95°C 4 min, 35 cycles: 95°C, 1 min; 55°C, 1 min; 74°C, 1 min

305 bp DdeI C allele: 155/160 bp, T allele: 31/114/160

IL-1 b (+3954) C/T

5’-CTCAGGTGTCCTCGAAGAAATCAAA-3’ 5’-GCTTTTTTGCTGTGAGTCCCG-3’ 95°C, 4 min, 35cycles: 95°C, 1 min; 59°C, 1 min; 72°C, 1 min

194 bp Taq 1 C allele: 12/73/85 bp, T allele: 12/178 bp

IL-6 (-174) C/G

5’-TGACTTCAGCTTTACTCTTTGT-3’ 5’-CTGATTGGAAACCTTAT-3’ 95°C, 4 min, 35 cycles: 95°C, 45 sec; 53°C, 1 min; 72°C, 75 sec; 72 °C 5 min

198 bp Hsp 92 II C allele: 31/45/122 bp, G allele: 31/167 bp

IL-10 (-1082) G/A

5’-tctgaagaagtcctgatgtcactg-3’ 5’-actttcatcttacctatccctacttcc-3’ 95°C, 4 min, 40 cycles: 95°C, 1 min; 59°C, 1 min; 72°C, 1 min; 72°C, 1 min

196 bp Mnl I G allele: 28/58/110 bp, A allele: 58/138 bp

TLR-4 (-299) G/A

5’-GATTAGCATACTTAGACTACTACCTCCATG-3’ 5’-GATCAACTTCTGAAAAAGCATTCCCAC-3’ 95°C, 4 min, 30 cycles: 95°C, 30 sec; 55°C, 30 sec; 72°C, 30 sec

249 bp Nco 1 G allele: 26/223 bp, A allele: 249 bp not digested

TLR-4 (-399) T/C

5’-GGTTGCTGTTCTCAAAGTGATTTTGGGAGAA-3’ 5’-ACCTGAAGACTGGAGAGTGAGTTAAATGCT-3’ 95°C, 4 min, 30 cycles: 95°C, 30 sec; 55°C, 30 sec; 72°C, 30 sec

407 bp HinfI T allele: 29/378 bp C allele: 407 bp not digested

TNF α (-308) G/A

5’-AGGCAATAGGTTTTGAGGGCCAT-3’ 5’-TCCTCCCTGCTCCGATTCCG-3’ 94°C, 4 min, 35 cycles: 94°C, 2 min; 60°C, 1 min; 72°C, 1 min

107 bp NcoI G allele: 20/87 bp, A allele: 107 bp not digested

PAX9( -1031) G/A

PAX9( -912) C/T

5’-AGCCTGAATCCTGTGTGCAC-3’ 5’-CTAATCTAAAGTGTACCGTATGC-3’ 95°C, 3 min, 35 cycles: 95°C, 1 min; 58°C, 1 min; 72°C, 1 min

202 bp HaeIII G allele: 26/176 bp, A allele:202 bp not digested 202 bp Mse1 C allele: 45/157 bp, T allele: 13/45/144 bp


and appropriate quantity of DNA from the oral mucosal scrapings. In the early phase of our studies the samples were frequently degraded. To prevent DNA degradation we modified our sample collection and stor- age protocols and after collection samples were immediately put into the freezer and stored at −20 °C until processed. Samples 1, 2 and 3 on Figure 2 show the electrophoretic picture of damaged DNA. Samples 4, 5 and 6 on Figure 2 demonstrate intact, good quality DNA obtained with the modified isolation protocol. The fragment size of DNA that can be regarded as intact is around 20–30 kilobase (kb). As it can be seen in the

269

for each polymorphism involving both allele variations and also heterozygous examples. The pictures show all PCR-RFLP types that we optimized so far including the wild type, the rare and the heterozygous alleles. In Figure 3 inserts A–H show the polymorphisms that can be related to periodontitis. The size of the IL1 α -889 product is 99 basepairs (bp) that can be digested by NcoI restriction enzyme with C allele with product size 79 bp, while the T allele is not digested (A). The IL-1 β -511 product size is 305 bp that can be cleaved by DdeI treatment in the case of C allele yielding 160 and 155 bp secondary products, while the T allele gives 114 and 160 bp products (B). The size

Figure 1. Representative data of periodontal conditions the adult Hungarian population by gender (A.), and by age (B.)

Figure, the degraded DNA consists of much smaller fragments. We isolated nearly 70 samples by now in the periodontitis and hypodontia studies. All of these samples can be used in further experiments since they also showed positive results when the presence of the constitutively expressed β-actin gene was tested. In our polymorphism studies previously described experimental conditions were taken as the starting point. During checking the sequence of oligonucleotide primers, several of them were proven to be inaccurate. Therefore, we modified these sequences. To optimize PCR reaction conditions, we also modified these parameters as it can be seen in Table I. In some cases we selected new restriction enzymes to receive consistently reproducible results. This way we developed the optimal conditions for each polymorphism study. We found both allele variations in all potential SNPs in spite of the small sample number. As examples, Figure 3 shows representative electrophoretic pictures

of the IL-1 β +3954 product is 194 bp. It can be digested by TaqI restriction endonuclease producing 73 and 85 bp with C allele and 178 bp with T allele (C). The IL-6 -174 product size is 198 bp that is split by Hsp92II enzyme into 45 and 122 bp fragments in the case of C allele, and a 167 bp fragment can be seen with G allele (D). The size of the IL-10 -1082 product is 196 bp. Following MnlI restriction enzyme digestion it gives 58 and 110 bp-s with G allele, while 58 and 138 bp with A allele (E). The TNF-α -308 product size is 107 bp that can be cleaved by NcoI treatment in the case of G allele yielding 20 and 87 bp secondary products, while the A allele is not digested. (F). The size of Toll-like receptor -4 (TLR-4) -299 is 249 bp. It can be digested NcoI restriction endonuclease producing 23 and 223 bp with G allele, while the A allele is not digested (G). The TLR4 -399 product size is 407 bp that is digested by HinfI enzyme into 29 and 378 bp fragments in the case of G allele, while the C allele is not digested (H). When the TLR-4 polymorphisms were inves-

270


tigated, we observed only wild type monozygotes and heterozygotes. Because of the appearance of the rare alleles in each gene polymorphism investigated, it is really reasonable to do further studies comparing control and patient groups. In Figure 3 inserts I and J show two polymorphisms (-1031 G/A, -912 C/T) of the PAX9 transcription factor gene that can be potentially associated to the development of hypodontia. The PAX9 gene product size is 202 bp. This PCR product can be digested by HaeIII restriction endonuclease treatment yielding 26 and 176 bp secondary products in the case of G allele, while it is not digested when the A allele is present (I). The treatment of the same PCR product by the MseI restriction endonuclease gives information about the allele at the -912 position. If the C allele is present at this position 45 and 157 bp fragments can be seen, while T allele results in 45 and 144 bp fragments in the electrophoretic picture (J). The smaller, 45 bp fragments cannot be seen on the photo because of technical reasons. These data clearly suggest that the two investigated positions of the PAX9 gene exhibits variabilities in the Hungarian population as well. Discussion

response. The presently available data support the assumption that the IL-1 gene polymorphisms in certain ethnic groups are much weaker risk factors than in others [17].

Figure 2 Degraded and intact DNA after gel electrophoresis. Samples 1, 2 and 3 show the electrophoretic picture of degraded DNA. DNA samples 4, 5 and 6 can be regarded as intact.

Results regarding the periodontal role of TNF-α gene polymorphisms are even more controversial. One study, The purpose of our study is to map single nucleotide in which four polymorphisms of TNF-α gene were inpolymorphisms as genetic-genomic risk factors in peri- vestigated, shows that TNF-α is not a risk factor in the odontitis and hypodontia, a congenital dental disorder, development of periodontitis [20]. On the other hand, in the Hungarian population. several studies suggest that the IL-1 and TNF-α gene The number of genes that might play a role as risk alleles together in certain combination are potential factor in the development of periodontitis can be es- risk factors on complex inflammatory diseases. In adtimated at the level of several dozens, or even one dition, the role of other cytokines (e.g. IL-6, IL-10) and hundred or more. It is important to note, however, that non-cytokines (e.g. TLR-4) should also be considered. the number and the types of risk factors are not nec- The detailed review of these is over the scope of the essarily the same in different ethnic groups. In addi- present paper. But we have to note that the key issue tion, their appearance in phenotype also depends on is probably not the single polymorphism of the individenvironmental factors affecting the population (gene- ual genes but rather the coincidence and the complexenvironment interaction) [4]. Several studies aimed to ity of multiple SNPs. establish a relationship between the severity of periIn the present study among the investigated eight odontitis and the polymorphisms of inflammatory me- polymorphisms of six genes, IL-1 α, IL-1 β, IL-6, IL-10, diators, cytokines and their receptors [16] [17] [18]. Up TLR-4, and TNF-α, we found homozygotes even for till now most studies investigated the interleukin-1 (IL-1) the rare alleles in six cases, while in two others the rare genes and the tumor necrosis factor-α (TNF-α) gene allele appeared only in heterozygous form. All of these as genetic risk factors in periodontitis [19] [20]. Accord polymorphisms are potential risk factors in the develing to the first transversal study, the polymorphisms opment of the different forms of periodontitis [14, 20, of IL-1 genes (IL-1α -889, IL-1β +3953) in Caucasian, 21]. Further population level studies are necessary to non-smoking population show strong correlation with get information about the significance of these factors the severity of the disease. Such concomitant appear- in the Hungarian population to understand genetic/geance is called IL-1 composite polymorphism in accord- nomic background of the disease. ance with the definition of Kornman [19]. Further inves- According to the available published data, most prob- tigations, however, provided evidence that these poly- ably several mutations of transcription factors Msx1 and morphisms are significant only when other damaging Pax9 may lead to hypodontia. Msx1 is normally exfactors, such as smoking, are present. These results pressed in dental mesenchyme, but it is not present suggest that the individual risk factors are not only ad- in the dental epithelium during the development of bud ditive, but the genetic and environmental factors may cap and bell stages of tooth development [22]. Most interact and strongly potentiate the actual biological probably, the mutations of the coding region of Msx1


primarily leads to missing premolars [23]. Pax9 is also expressed in the maxillar and mandibular arches, and plays a role both in palate and tooth formation [24]. In Pax9-deficient mice craniofacial anomalies, palate cleft

271

and a full lack of denture can also be observed [25]. In humans the mutation of the coding region of Pax9 gene [10] [26], [27], [11], [28], [29] or the deletion of Pax9 [28] primarily induce conditions with missing molars. The

Figure 3 Single nucleotide polymorphisms for eight different positions of six different genes potentially involved in the development of either periodontitis (A–H) or hypodontia (I–J). The electrophoretic pictures show the PCR products, obtained from DNA of different individuals, following restriction enzyme digestion as specified in the text. The name of the gene, the position, and the nucleotide variation is given in each picture heading. A DNA ladder is shown in each picture on the right side to facilitate fragment size estimation.

272


only described exception is a Polish family where a less serious phenotype was observed [30]. The only population level study was carried out in Rio de Janeiro, in Brazil. Those data suggest that there is a relationship between missing teeth, the Msx1, Pax9 genes and TGF-α gene markers (which is actually regulated by Msx1 and Pax9), but further studies are needed to understand the exact relationship between these factors [23]. In the present work we studied two different potential polymorphism positions of the Pax9 gene. In both cases we demonstrated the presence of the wild type and the rare alleles in our population in spite of the small sample number. Our data confirm the previously published data about the existence of these polymorphisms of the Pax9 gene [10, 15]. Our results are primarily methodological and clearly show the feasibility of such studies. On this basis now we can perform population studies with large sample numbers to compare polymorphisms of a number of genes in healthy and diseased groups. Our long term goal is to identify the single nucleotide polymorphisms participating in the development of the diseases by population genetics/genomics methods including high capacity genotyping systems as well. The results may lead to the development of new diagnostic strategies and may promote the early identification of risk factors. These achievements then can help in the primary control of the diseases and can also project the potential of gene therapy tools in the correction of genetic deformities. References 1. Takashiba S, Naruishi K: Gene polymorphisms in periodontal health and disease. Periodontol 2000 2006; 40: 94–106. 2. Albandar JM: Global risk factors and risk indicators for periodontal diseases. Periodontol 2000 2002; 29: 177–206. 3. Gera I: A fogyágybetegség rizikótényezői és szerepük a fogágybetegség patomechanizmusában. In: Gera I (ed.): Parodontológia. Semmelweis Kiadó, Budapest, 2005; 95–113. 4. Loos BG, John RP, Laine ML: Identification of genetic risk factors for periodontitis and possible mechanisms of action. J Clin Periodontol 2005; 32 Suppl 6: 159–179. 5. Kinane DF, Shiba H, Hart TC: The genetic basis of periodontitis. Periodontol 2000 2005; 39: 91–117. 6. Vastardis H: The genetics of human tooth agenesis: new discoveries for understanding dental anomalies. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2000; 117: 650–656. 7. Hunstadbraten K: Hypodontia in the permanent dentition. ASDC J Dent Child 1973; 40: 115–117. 8. Endo T, Ozoe R, Kubota M, Akiyama M, Shimooka S: A survey of hypodontia in Japanese orthodontic patients. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2006; 129: 29–35. 9. Gabris K, Tarjan I, Csiki P, Konrad F, Szadeczky B, Rozsa N: Prevalence of congenital hypodontia in the permanent dentition and its treatment. Fogorv Szle 2001; 94: 137–140.

10. Jumlongras D, Lin JY, Chapra A, Seidman CE, Seidman JG, Maas RL, et al.: A novel missense mutation in the paired domain of PAX9 causes non-syndromic oligodontia. Hum Genet 2004; 114: 242–249. 11. Frazier-Bowers SA, Guo DC, Cavender A, Xue L, Evans B, King T, et al.: A novel mutation in human PAX9 causes molar oligodontia. J Dent Res 2002; 81: 129–133. 12. Thesleff I: Epithelial-mesenchymal signalling regulating tooth morphogenesis. J Cell Sci 2003; 116: 1647–1648. 13. Marazita ML, Burmeister JA, Gunsolley JC, Koertge TE, Lake K, Schenkein HA: Evidence for autosomal dominant inheritance and race-specific heterogeneity in early-onset periodontitis. J Periodontol 1994; 65: 623–630. 14. Brett PM, Zygogianni P, Griffiths GS, Tomaz M, Parkar M, D’Aiuto F, et al.: Functional gene polymorphisms in aggressive and chronic periodontitis. J Dent Res 2005; 84: 1149–1153. 15. Peres RC, Scarel-Caminaga RM, do Espirito Santo AR, Line SR: Association between PAX-9 promoter polymorphisms and hypodontia in humans. Arch Oral Biol 2005; 50: 861–871. 16. Kornman KS, di Giovine FS: Genetic variations in cytokine expression: a risk factor for severity of adult periodontitis. Ann Periodontol 1998; 3: 327–338. 17. Loos BG, Leppers-Van de Straat FG, Van de Winkel JG, Van der Velden U: Fcgamma receptor polymorphisms in relation to periodontitis. J Clin Periodontol 2003; 30: 595–602. 18. Michalowicz BS, Diehl SR, Gunsolley JC, Sparks BS, Brooks CN, Koertge TE, et al.: Evidence of a substantial genetic basis for risk of adult periodontitis. J Periodontol 2000; 71: 1699–1707. 19. Kornman KS, Crane A, Wang HY, di Giovine FS, Newman MG, Pirk FW, et al.: The interleukin-1 genotype as a severity factor in adult periodontal disease. J Clin Periodontol 1997; 24: 72–77. 20. Craandijk J, van Krugten MV, Verweij CL, van der Velden U, Loos BG: Tumor necrosis factor-alpha gene polymorphisms in relation to periodontitis. J Clin Periodontol 2002; 29: 28–34. 21. D’Aiuto F, Parkar M, Brett PM, Ready D, Tonetti MS: Gene poly morphisms in pro-inflammatory cytokines are associated with systemic inflammation in patients with severe periodontal infections. Cy tokine 2004; 28: 29–34. 22. Mackenzie IC, Rittman G, Gao Z, Leigh I, Lane EB: Patterns of cytokeratin expression in human gingival epithelia. J Periodontal Res 1991; 26: 468–478. 23. Vieira AR, Meira R, Modesto A, Murray JC: MSX1, PAX9, and TGFA contribute to tooth agenesis in humans. J Dent Res 2004; 83: 723–727. 24. Peters H, Wilm B, Sakai N, Imai K, Maas R, Balling R: Pax1 and Pax9 synergistically regulate vertebral column development. Devel opment 1999; 126: 5399–5408. 25. Peters H, Neubuser A, Kratochwil K, Balling R: Pax9-deficient mice lack pharyngeal pouch derivatives and teeth and exhibit craniofacial and limb abnormalities. Genes Dev 1998; 12: 2735–2747. 26. Stockton DW, Das P, Goldenberg M, D’Souza RN, Patel PI: Mutation of PAX9 is associated with oligodontia. Nat Genet 2000; 24: 18–19. 27. Nieminen P, Arte S, Tanner D, Paulin L, Alaluusua S, Thesleff I, et al.: Identification of a nonsense mutation in the PAX9 gene in molar oligodontia. Eur J Hum Genet 2001; 9: 743–746. 28. Das P, Stockton DW, Bauer C, Shaffer LG, D’Souza RN, Wright T, et al.: Haploinsufficiency of PAX9 is associated with autosomal dominant hypodontia. Hum Genet 2002; 110: 371–376. 29. Lammi L, Halonen K, Pirinen S, Thesleff I, Arte S, Nieminen P: A missense mutation in PAX9 in a family with distinct phenotype of oligodontia. Eur J Hum Genet 2003; 11: 866–871. 30. Mostowska A, Biedziak B, Jagodzinski PP: Axis inhibition protein 2 (AXIN2) polymorphisms may be a risk factor for selective tooth agenesis. J Hum Genet 2006; 51: 262–266.


273

Könyvismertetés

Damle S. G. Pediatric Dentistry (Gyermekfogászat) 3. kiadás, Arya (Medi) Publishing House, Újdelhi, 2006. 530 oldal, 432 színes fotó, 29 röntgenfelvétel, 103 táblázat A könyv 13 fő részből, ezen belül 48 fejezetből áll, amit fejezetenként irodalomjegyzék és a könyv végén tárgy- mutató egészít ki. A kötet rendkívül logikus sorrendben tárgyalja a gyermekfogászati témaköröket. A fejezeteket bevezetéssel kezdi, definíciókkal, osztályozással, kezelési lehetőségekkel folytatja és konklúzióval zárja. Az első részben a szerző a gyermekfogászat tárgyá ról, céljáról ír, valamint ismerteti a különböző fejlődési elméleteket (Freud, Erikson, Piaget), kitérve a gyermek fizikai, emocionális és szociális fejlődésére. Beszámol a szülői hatásról a gyermek viselkedésére fogászati ke- zeléskor, és arról, hogy hogyan közelítsük meg a gyer meket az életkor függvényében. A második részben a caries elméleteket tárgyalja részletesen, külön kitérve a táplálkozási szokások sze repére. Megvitatja a direkt, indirekt caries diagnoszti ka előnyeit és hátrányait. Kiemeli a súlyos korai tejfog caries etiológiai tényezőit, megelőzési és kezelési lehe- tőségeit. A tej frontfog caries stádiumait igen demonst ratív felvételekkel illusztrálja. Külön részt szán a caries aktivitási tesztek ismertetésének és az immunizációs lehetőségeknek. Új eredmények alapján reményteljesnek tartja a cariest megelőző vaccina előállítását. Igen ígéretes a lokálisan alkalmazható antitest (CaroRx), amely megköti a Streptococcus mutánst, így megakadályozva a foghoz tapadását. A 10. fejezetben összehasonlítja a caries előfordulását különböző életkorban India különböző területein. A harmadik fő részben a craniofaciális növekedést és fejlődést tárgyalja nagy részletességgel. Beszámol a fogfejlődésről, az előtörési elméletekről, a maradó és tejfog morfológiai különbségeiről. Ismerteti a helyes occlusio kialakításának az elősegítését, a sorozat extrakció indikációit és kontraindikációit, valamint a helyfenntartók típusait. Ebben a részben számol be még a rossz szokásokról és azok kezelési lehetőségeiről is. A negyedik részben az anamnézis fontosságát hang- súlyozza. Ismerteti a betegvizsgálatot, a diagnózis felállítását és a kezelési terv elkészítését különböző életkorokban. A radiológiai fejezetben felhívja a figyelmet a sugárveszélyre. Az intra- és extraorális felvételek minden típusáról beszámol, kitérve a filmméretekre, az

elkészítésekor alkalmazott szögbeállításokra és az ex- pozíciós időkre. Kiemeli a digitális röntgen előnyeit. Kü- lön fejezetet szán a legismertebb teleröntgen-analízisek, a leggyakrabban alkalmazott szögek, síkok bemu tatására. Ebben a részben tárgyalja az infekció kontroll fontosságát, bemutatva a különböző sterilizációs lehetőségeket. Az ötödik részben a fogak számbeli, alaki és szerke zeti rendellenességeit ismerteti. A gingiva, a nyálkahár tya és parodontális szövetek patológiás elváltozásait demonstratív képekben mutatja be. A hatodik részben a prevenciós alapelvekről, a terhesség alatti táplálkozásról és a veleszületett fog meg jelenésének lehetőségeiről ír. Kiemeli a szájhigiéné fontosságát és a nyál szerepét. Beszámol a barázdazáró anyagok fejlődéséről, indikációs területéről, előnyeiről és hátrányairól, valamint alkalmazásának technikai lépéseiről. Tárgyalja a szisztémásan és lokálisan alkalmazott fluoridok szerepét, adagolását és annak formáit. Képekben reprezentálja a Dean-fluorózis-index megjelenési formáit. A hetedik fejezet a helyreállító fogászatról szól. Ismerteti a kofferdám indikációját, alkalmazását. Az amalgám használatának vitájában egyértelműen állást foglal az amalgám alkalmazása mellett a gyermekfogá szatban. A legújabb esztétikai tömőanyagokról is beszámol. Leírja a preparációs technika különbségeit a maradó és tejfogak között. Lépésről lépésre ismerteti a tej frontfogakban és a tej molárisokban végezhető kavitás preparációt. Beszámol az atraumatikus tömési technikákról és súlyos esetekben az előre gyártott koronák alkalmazásáról is. A 33. fejezetnek az endodoncia a témája. A pulpotómia, pulpektómia, apexogenezis és apexifikáció indikációját, kontraindikációját és gyakorlati kivitelezését részletesen lépésről lépésre leírja. Az apexifikáció esetében a legújabb tömőanyagokról is beszámol (MTA, Osteogen protein, Kollagén). A nyolcadik rész a gyermekkorban előforduló dentális traumák előfordulási gyakoriságáról, okairól, osztályozásáról, vizsgáló módszereiről és kezelési lehetőségeiről szól. Külön fejezetben ír a sportsérülésekről és azok megelőzési lehetőségeiről (fogvédők). A kilencedik részben igen nagy részletességgel tárgyalja az érzéstelenítési lehetőségeket. Demonstratív képeken ábrázolja a lokális érzéstelenítéskor alkalma zott tű pozícióját. Beszámol a lokális és szisztémás komplikációkról. Ismerteti a relatív analgézia és az általános érzéstelenítés indikációit, kontraindikációit, technikai lebonyolítását és az alkalmazott gyógyszere ket. Külön fejezetet szán a gyermekkorban alkalmaz- ható gyógyszerek bemutatására. Ismerteti hatásmecha-

274


nizmusukat, mellékhatásukat és a különböző életkorokban javasolt dózisokat. A tizedik rész a gyermekkorban elvégzett szájse bészeti beavatkozásokat tartalmazza. Beszámol az extrakció, frenutomia, frenulektómia, incisió és a ciszta- eltávolítás indikációjáról kontraindikációjáról és a technikájáról. Ebben a részben ír a sürgősségi ellátásról is. Ismerteti az újraélesztés eszközeit, gyógyszereit. A tizenegyedik részben a speciális ellátást igénylő gyermekek (fogyatékos, ajak- és szájpadhasadékos, szisztémás betegségben szenvedő és AIDS-es gyermekek) kezelési lehetőségeiről számol be. A tizenkettedik részben a fogászat fejlődéséről ír. Be- mutatja a digitális fogászati tükröt, a LASER alkalmazását, a dentális mikroszkópot és a nagyító szemüveget. Beszámol a levegőabráziós módszer, a carisolv gél, az ultrahangos endodonciai kézidarab, apex lokátor, az egyszer használatos műanyag kiszerelésű fertőtlenítő szerekről és a termoplasztikus guttapercha

használatáról. A gyermekkori implantológia a következő fejezet témája. Bemutatja az implantátumok típusait, indikációit és kontraindikációit a gyermekkorban. Külön fejezetben ismerteti a genetikai alapfogalmakat. Tárgyalja az öröklődés szerepét a caries, a parodontális betegségek és az ortodonciai rendellenességek kialakulásában. A tizenharmadik részben a gyermekek fizikai, sexuá lis és emocionális bántalmazásáról, a gyermek elha nyagolásáról és ezek szimptómáiról ír. Felhívja a figyelmet a bántalmazások felismerésének fontosságára, valamint ezek lehetőség szerinti megelőzésére, mivel a sérülések gyermekek egész életére kihathatnak. Összefoglalva: a tankönyv rendkívül szép kiállítású, nagy ismeretanyagot tartalmazó, igen értékes mű. Nem csupán a graduális képzésben, de a továbbképzésben résztvevők számára is ajánlott munka. Dr. Tarján Ildikó

DR. CSOMA MIHÁLY 1939–2007

Folyó év augusztus 4-én életének 68. évében váratlanul elhunyt dr. Csoma Mihály nyugalmazott egye temi adjunktus, a Fogpótlástani Klinika munkatársa, a Konzerváló Fogászati Klinika Röntgenosztályának vezetője, a Fogorvostudományi Karon az Általános és Fogászati Radiológia tantárgy előadója. Galgahévízen született 1939. október 20-án. 1958-ban nyert felvételt a Budapesti Orvostudományi Egyetem Fogorvostudományi Karára, ahol 1963-ban fejezte be tanulmányait, és nyert fogorvosdoktori diplomát. Negyed- és ötöd éves hallgatóként a Konzerváló Fogászati Klinika díjas demonstrátora volt. A diploma megszerzése után a Fogpótlástani Kli- nikán helyezkedett el egyetemi gyakornokként. 1965- ben szakorvosi képesítést szerzett fog- és szájbe tegségekből. Ezt követően egyetemi tanársegéddé, majd 1976-ban egyetemi adjunktussá nevezték ki. 1973–1975 között nemzetközi egyezmény alapján Szudánban, a Kartúmi Egyetemen dolgozott. Senior lecturerként a teljes lemezes fogpótlástan előadója volt.

1979-ben felkérték a Konzerváló Fogászati Klinika Röntgenosztályának vezetésére, majd 1983-ban megbízást kapott az Általános és Fogászati Radiológia tárgykör előadói munkakörére. Igen nagy gondot fordított a hall- gatók oktatására. A tárgy oktatá sát segítő szemléltető anyagot rendszeresen modernizálta és bővítette. A hallgatókat folyamatos tanulásra serkentette. Kellemes modorával és igen jó pedagógiai érzékével megszerettette a tantárgyat, és elősegítette a tan- anyag megértését és elsajátítását. Munkásságának is köszönhető, hogy a végzett fogorvosok radiológiai felkészültsége mindig jó volt. Tudományos tevékenységét 14 (magyar, angol és német nyelven) megjelent közleménye jelzi. 1973-ban az Oktatásügy Kiváló Dolgozója, 1985-ben a Munka Érdemrend ezüst fokozata, 1999-ben a SOTE Kiváló Dolgozója kitüntetésben részesült. Halálával egy nagyon értékes, kedves, példamutató magatartású munkatársat, barátot veszítettünk, akinek emlékét szeretettel őrizzük. Dr. Fábián Tibor

Az Európai Dento-Maxillo-Faciális-Radiológiai Társaság (EADMFR) XI. Kongresszusa Budapest, 2008. június 25–28.

Idén lesz 39 éve, hogy Santiagóban (Chile) megalapították a Nemzetközi Dento-Maxillo-Faciális-Radiológiai Társaságot (IADMFR), melynek IX. kongresszusát 1991-ben rendeztük meg Budapesten. Az első európai kongresszust 1987-ben, Genfben tartották, most 2008-ban ismét Budapest várja a fogászati, arc- és állcsont-radiológia kutatóit, egyetemi oktatóit, valamint a gyártó- és fejlesztő cégeket, a leképezés „forradalomi” változásainak, az újabb kihívásoknak megvitatására és értékelésére. Ebben a Cone Beam CT (CBCT) gyors terjedése, és „minden igényt kielégítő technikája” adja az egyik legfontosabb feladatot. Mindezek eredményeképpen ma már a DMFR a világ számos országában, Európában is elismert specialitásként működik, ezért ennek kiteljesítése is a kongresszus egyik célja. A híres magyar vendégszeretet jegyében várjuk Európa és a világ minden érdeklődő szakemberét!

The 11th Congress of the European Academy of Dental and Maxillofacial Radiology Budapest, 25th–28th June, 2008

The International Association of Dento-Maxillo-Facial Radiology (IADMFR) was founded in Santiago, Chile 39 years ago. The first European congress was held in Geneva in 1987. The 9th congress of the IADMFR was organized in Budapest in 1991. In 2008, once again, Budapest is expecting the scientists, researchers, university professors of dental and maxillofacial radiology, as well as companies of manufacturing and development to discuss and evaluate the revolutionary changes of the imaging technique and new challenges. Especially, the Cone Beam CT (CBCT) technology has gained ground and comes up to high expectations, posing one of the most important challenges. As a result, DMFR is accepted as an established specialty in several countries in Europe and around the world. It is one of the objectives of this congress to expand on this phenomenon. We are expecting all the interested experts from all over the world and hope to indulge you with our famous Hungarian hospitality. Levente Pataky, congress chairman e-mail: [email protected] or [email protected] Web: www.asszisztencia.hu/eadmfr/

Jubileumi szám Centenary Issue

Recommend Documents