Феномен симультанной вегетации условно-патогенных микроорганизмов полости рта при хронических пародонтитах с рецидивирующим течением

Определение состава и титра условно-патогенных микроорганизмов из биотопов, выстланных слизистыми оболочками, таких как полость рта, корень и спинка языка, пародонтальные карманы, имеет клиническую значимость для диагностики, лечения и профилактики хронического пародонтита [1–7]. Описана вегетация в составе микробиома полости рта более чем 700 видов прокариот [1][8]. Термин «симультанная вегетация» предлагается ввести в практику медицинской микробиологии для обозначения одновременного сосуществования условно-патогенных индигенных представителей микробиома полости рта и тела человека на поверхности слизистых оболочек в различных биотопах, в вероятных условиях развития дисбиотического процесса. Хронический пародонтит как частный случай оппортунистического инфекционного процесса остается нерешенной, важной медицинской, социально значимой проблемой [1–4][8–11]. Агрессивные вариативные ассоциации резидентных условно-патогенных микроорганизмов в составе биотопа пародонтальных карманов влияют на тяжесть и обострение хронического пародонтита, характер течения аутоинфекции в тканях пародонта [1–3]. Облигатные, факультативные анаэробы формируют биопленку пародонтальных карманов [1][8–12]. Современные исследования, как правило, не представлены одновременным изучением двух рядом расположенных биотопов полости рта, таких как пародонтальные карманы, корень и спинка языка [6]. Микробиом пародонтальных карманов при хроническом пародонтите формируют наиболее вирулентные представители родов Porphyromonas, Aggregatibacter, Prevotella, Fusobacterium, Bacteroidetes, Peptostreptococcus, в частности такие виды I порядка, как Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans (tox+ серотип b), Tannerella forsythia; и II порядка – Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum (spp. periodonticum), Treponema denticola [1][2][8][9][12–14].

Сравнительное изучение микробного статуса условно-патогенных микроорганизмов в пародонтальных карманах у пациентов с хроническим пародонтитом, а также влияние на возникновение обострения ассоциаций пиогенных кокков с Leptotrichia spp. описаны в единичных работах [5][6][10]. Симультанная вегетация оппортунистических симбионтов наблюдается при одновременном выделении идентичных видов из разных биотопов полости рта: корня и спинки языка и пародонтальных карманов [5][10].

Представители рода Leptotrichia в ассоциации с Fusobacterium spp. определяются в строме зубного камня, на корне и спинке языка, поддесневой бляшке, имплантах, в кариозных полостях; при ангине Винсента, ювенильном периодонтите, язвенно-некротическом гингивите с быстрой некротизацией слизистых, номе, лейкозе, нейтропении, эндокардите и ВИЧ-инфекции [5][10].

Изучение клинически значимых ассоциаций Leptotrichia spp. с пиогенными кокками при хронических пародонтитах позволяет охарактеризовать феномен симультанной вегетации и определить роль ассоциаций условно-патогенных микроорганизмов для оценки прогрессирования хронического пародонтита.

Цель исследования – оценить клиническую значимость феномена симультанной вегетации путем микробиологического исследования видового состава пародонтальных карманов и поверхности корня испинки языка при хроническом (генерализованном) пародонтите.

Материалы и методы

Проведено клинико-лабораторное и микробиологическое обследование 88 пациентов ключевой группы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 35–44 лет с хроническим пародонтитом стоматологической поликлиники «Унистом» Дальневосточного государственного медицинского университета в г. Хабаровске. В основную группу вошел 21 пациент с хроническим пародонтитом средней степени тяжести (В) и 21 пациент с тяжелым течением хронического пародонтита и рецидивами (C). Группа сравнения – 21 пациент с легким течением хронического пародонтита (A). В контрольную группу методом случайной выборки отобрали 25 пациентов без признаков хронического пародонтита (D), на срок проведения исследования, 18 месяцев. Для рандомизации по группам использовали стандартные пародонтологические критерии: индексы гигиены, наличие кровоточивости десен и пародонтальных карманов, оценку глубины патологических зубодесневых карманов [1][7]. Изучали результаты микробиологического исследования из двух биотопов одновременно, пародонтальных карманов и корня и спинки языка, не менее 3 раз во всех группах. Определение видовой принадлежности клинически значимых штаммов условно-патогенных микроорганизмов проводилось в диагностической лаборатории «Юнилаб», бактериологической лаборатории Краевой клинической больницы № 1, г. Хабаровск. Посевс тампона на поверхность твердых питательных сред осуществляли стандартным полуколичественным методом на 5% кровяной агар, хромогенную питательную среду Уриселект 4 (БиоРад), энтерококк-агар, среду Сабуро, Канди-селект 5 (ХайМедиа, Индия). Идентификацию проводили с использованием биохимических тестов «Микро-ла-Тест», «Эрба Лахема», бактериологического анализатора «Аутоскан-4»,Siemens, масс-спектрометра Bruker Biotyper MALDY TOF, Германия. Для определения Leptotrichia spp. применяли «АНАЭРО-тест 23» («Эрба Лахема») и молекулярно-генетический метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), мультиплексной ПЦР в режиме реального времени, стандартные микробиологические методы.

Использовали программы для статистической обработки полученных данных: Microsoft Excel 2010, Statistica 10, методы непараметрической статистики, коэффициенты корреляции Пирсона, Спирмена, сильную положительную связь учитывали при r > 0,70, доверительный интервал (ДИ 90% и ДИ 95%), индекс видового разнообразия Шеннона – Уивера (Н), индекс доминирования видов Симпсона (С) [15], статистически значимые результаты оценивали при: p ≤ 0,05.

Результаты исследования

В группе ВОЗ 35–44 года обследованных лиц доля пациентов с хроническим пародонтитом легкой степени в среднем составила 21 ± 4,2%, средней степени тяжести – 42 ± 4,6%, тяжелой степени – 37 ± 4,2%. Сравнивали результаты анализа признаков поражения пародонта обследованных лиц по степени тяжести хронического пародонтита на первичном приеме. В пределах признака по отношению к группе D разница статистически значима. Кровоточивость десен наблюдалась в группе А в 22,1 ± 0,1%; группе В 38,8 ± 0,1%; группе С 36,2 ± 0,1%; группе D 4,1 ± 0,1% (p < 0,001). Зубной камень определяли в группе А в 12,1 ± 0,1%; группе В 29,6 ± 0,3%; группе С 37,2 ± 0,1%; группе D 5,1 ± 0,6% (p < 0,01). Пародонтальные карманы размером 4–5 мм определяли в группе А в 0%; группе В – 9,1 ± 0,1%; группе С – 37,2 ± 0,1%; группе D 0% (p < 0,0001). Во всех группах гигиена полости рта была неудовлетворительная, высокий индекс гигиены от 1,58 до 2,36. При пародонтитах тяжелой степени гигиенический индекс высокий – 2,7, гигиена полости рта плохая. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена 0,7 свидетельствует о сильной положительной связи между индексом гигиены полости рта и показателем глубины пародонтального кармана, кровоточивостью десен (0,6), зубным камнем (0,8).

Видовой состав условно-патогенных микроорганизмов в биотопах пародонтальных карманов и корня и спинки языка совпадает при хроническом пародонтите легкой степени на 85,5 ± 0,3%, при средней 88,9 ± 1,1%, тяжелой степени на 92,8 ± 1,9%; среднее значение 89,7 ± 2,9% (ДИ 95% 85,8–94,4). Количество видов клинически значимых условно-патогенных микроорганизмов из пародонтальных карманови корня и спинки языка в ассоциациях зависит от тяжести инфекционно-воспалительных изменений пародонта, изменяется от 1–2 до 4–5 видов, среднее значение 3,9 (ДИ 95% 1,8–5,4).

Ассоциация бактерий Leptotrichia spp. и Streptococcus pyogenes выявляется при пародонтите легкой степени в группе А – в 48,1%, средней степени в группе В – 31,1% и тяжелой степени в 73% (p < 0,01).Leptotrichia spp.+ Streptococcus pyogenes (ДИ 95% 35,8 – 79,3), среднее значение индекса Шеннона Н 2,9 ± 0,3; среднее значение индекса Симпсона С 0,28 ± 0,06, поддерживают рецидивирующее течение инфекционного оппортунистического процесса при хроническом пародонтите. Эти штаммы выделяются одновременно с корня и спинки языка и из пародонтальных карманов в клинически значимом титре, что доказывает наличие феномена их симультанной вегетации (табл. 1).

Бактерии Leptotrichia spp. выявляются в пародонтальных карманах и корня и спинки языка в клинически значимых ассоциациях с Staphylococcus aureus (ДИ 95% 37,3–65,4), высокие показатели среднего значения индекса видового разнообразия Шеннона Н 3,1 ± 0,4 имело высокие показатели; среднее значение индекса доминирования видов Симпсона С составило 0,39 ± 0,06 (табл. 1).

Таким образом, установлена доминирующая роль золотистых стафилококков и пиогенных стрептококков в биотопах пародонтальных карманов и корня и спинки языка при обострениях хронического пародонтита. Грибы рода Candida обнаруживаются одновременно в пародонтальных карманах и корня и спинки языка в среднем в 48,9 ± 1,2% (ДИ 90% 46,4–50,2), при упорном течении, рецидивы 2–4 раза вгод, среднее значение Н составило 1,9 ± 0,6, показывая умеренное видовое разнообразие кандид; среднее значение С – 0,21 ± 0,04 определяет низкий уровень доминирования кандид при хроническом пародонтите. Титр Candida spp. существенно не изменяется при утяжелении хронического пародонтита – до 3–5lgКОЕ. Титр условно-патогенных микроорганизмов в пародонтальных карманах достигает 2–5lgКОЕ при легкой и средней степени тяжести на 1–2 порядка ниже титра условно-патогенных микроорганизмов с корня и спинки языка 4–6lgКОЕ (ДИ 95% 2,1–6,5). При тяжелом течении и/или генерализации пародонтита уровень титра условно-патогенных микроорганизмов в пародонтальных карманах и с корня и спинки языка сравнивался и достигал 5-8lgКОЕ, среднее значение 6,4lgКОЕ (ДИ 95% 5,4–8,2). Высокий уровень силы связи между увеличением титра условно-патогенных микроорганизмов в биотопах (5–8lgКОЕ), углублением пародонтальных карманов: среднее значение 6,5 ± 0,24 мм (ДИ 95% 5,4–6,8). r-Пирсона = 0,70, p ≥ 0,001, среднее значение видового альфа-разнообразия условно-патогенных микроорганизмов в группе С снижается (Н 2,6 ± 0,1); доминирования видов условно-патогенных микроорганизмов уменьшается (С 0,18 ± 0,03).

Представительство энтерококков, стрептококков, кишечных палочек, синегнойных палочек при утяжелении хронического пародонтита возрастает в 2 и более раза из обоих биотопов – пародонтальных карманов и корня и спинки языка, что также свидетельствует в пользу наличия феномена симультанной вегетации условно-патогенных микроорганизмов при хроническом пародонтите (рис.). Среди нескольких типов колоний визуально определяются клебсиеллы, зеленящие стрептококки, нейссерии, дифтероиды. Титр 5lgКОЕ условно-патогенных микроорганизмов клебсиелл с корня и спинки языка (рис. а) на 2 порядка выше их титра из пародонтального кармана 3lgКОЕ (рис. б).

Обсуждение полученных данных

Условно-патогенные микроорганизмы одновременно выявлены микробиологическим методом из двух биотопов полости рта: из пародонтальных карманов и с поверхности слизистых оболочек корня и спинки языка на фоне инфекционно-воспалительного процесса при хроническом пародонтите. Типичные представители условно-патогенных микроорганизмов – резиденты микробиома полости рта и тела человека выделялись в высоких титрах: среднее значение 6,4lgКОЕ (ДИ 95% 5,4–8,2), двукратно; это имеет клиническое значение при хроническом пародонтите. Пародонтальные и лингвальные штаммы условно-патогенных микроорганизмов, такие как золотистые стафилококки, пиогенные стрептококки, энтеробактериалес, неферментирующие грамнегативные бактерии, грибы рода Candida, неспорообразующие анаэробные бактерии рода Leptotrichia, и другие условно-патогенные микроорганизмы тела человека совпадали по видовому составу и микробиологическим свойствам (ДИ 95% 85,8–94,4), r-Пирсона = 0,55, p < 0,01. Титр условно-патогенных микроорганизмов в пародонтальных карманах увеличивался с нарастанием степени тяжести пародонтита и ростом глубины пародонтальных карманов, (ДИ 90% 5lgКОЕ–8lgКОЕ), r-Пирсона = 0,70, p < 0,001, что сравнимо с данными российских и зарубежных ученых [1][4][5][7][8][12]. Результаты исследования доказательно демонстрируют формирование феномена симультанной (одновременной) вегетации условно-патогенных микроорганизмов на рядом расположенных слизистых оболочках корня и спинки языка и пародонтальных карманов в единой экологической нише полости рта при хроническом инфекционно-воспалительном заболевании пародонта. Бактерии Leptotrichia spp. определялись при хроническом пародонтите средней тяжести часто в ассоциации с Staphylococcus aureus (ДИ 95% 37,3 – 65,4), Н 3,1 ± 0,4; С 0,39 ± 0,06, при тяжелой степени чаще в ассоциации с пиогенными кокками Streptococcus pyogenes группы А (ДИ 95% 35,8–79,3), Н2,9 ± 0,3; С 0,28 ± 0.06.

Микробиом полости рта, корня и спинки языка и пародонтальных карманов при хроническом пародонтите отличается видовым многообразием биопленки, в составе которой выявляются известные условно-патогенные микроорганизмы полости рта и тела человека в существенном титре. При условии снижения уровня иммунной резистентности это может являться дополнительным фактором риска обострения хронического инфекционно-воспалительного процесса в пародонте [1][3]. Больший титр выделенных с корня и спинки языка условно-патогенных микроорганизмов может свидетельствовать о развитии феномена симультанной вегетации на слизистых оболочках рядом расположенных биотопов и о вероятности донации микроорганизмов с поверхности языка при хроническом пародонтите в относительно изолированные пародонтальные карманы, где титр обнаруживаемых идентичных условно-патогенных микроорганизмов на 1 или 2 порядка ниже при легких и среднетяжелых формах хронического пародонтита, чем с корня и спинки языка [5][6].

Представленные результаты дают основание оценить степень патогенного потенциала лептотрихий в ассоциациях с пиогенными кокками: Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes и возможность их влияния на утяжеление течения и/или обострение хронического пародонтита как полиэтиологической аутоинфекции с эндогенным путем передачи условно-патогенных микроорганизмов из соседних биотопов полости рта. Клинически значимые штаммы условно-патогенных микроорганизмов пародонтальных карманов, в ассоциациях от 2 до 5 видов, получены культуральным методом в качестве «золотого стандарта» микробиологического исследования. Синергизм факторов патогенности/вирулентности ассоциаций культур условно-патогенных микроорганизмов из пародонтальных карманов, выросших на искусственной питательной среде, имеет существенную релевантность и требует глубокого изучения.

Заключение

Культуральный метод в медицинской микробиологии является убедительным для реализации принципов доказательной медицины и может быть использован для своевременной диагностики дисбиотического состояния полости рта и пародонтальных карманов.

Оценка феномена симультанной вегетации условно-патогенных микроорганизмов позволяет совершенствовать лабораторную диагностику при хроническом пародонтите и рекомендовать применение неинвазивного метода для опосредованной диагностики видового состава микробиома пародонтальных карманов.

Этиотропное лечение с применением антибиотиков и/или антимикотиков для конкретного агента из состава условно-патогенных микроорганизмов, а также профилактика рецидивов хронических пародонтитов возможны при многократном контроле посевов биологического материала с поверхности корня и спинки языка.

Конфликт интересов: авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования: авторы заявляют о финансировании проведенного исследования из собственных средств.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования – СНВ

Сбор и обработка материала – СНВ, ЦВН, ААА, ШЕС, СВЕ

Написание текста – СНВ, ЦВН

Редактирование – СНВ, ЦВН