评估的临床效用龈下的牙周生物标志物和唾液内毒素活动水平
Svetislav Zaric
1 *,
亚历山大·斯特
2,
裕子Kurushima1,
Anbo董
1,克莱尔McIlwaine1,佐伊哈林顿3,路易吉Nibali1,
安德鲁Foey
2和
马克Ide
1
- 1Host-Microbiome中心交互、牙科学院、口腔和颅面科学,伦敦国王学院,伦敦,英国
- 2普利茅斯大学健康学院,英国普利茅斯
- 3伊士曼牙科医院,伦敦大学学院医院NHS信托,伦敦,英国
目的:使用牙周生物标记的识别和监控特殊患者群体可以促进更好的分层高危组,增加对那些最需要获得治疗,促进预防措施和改善个性化护理计划。本研究的目的是检查的诊断和预后效用口服脂多糖是由细菌派生的牙周生物标志物。
方法:牙周参数记录,唾液和龈下的菌斑样本收集的研究牙周健康志愿者和牙周炎患者,和三个月后完成传统的牙周治疗牙周炎组。内毒素的活动使用重组因子C测定样品测量。临床牙周参数之间的关联和龈下的唾液内毒素活动使用多元回归模型进行分析,同时应用ROC曲线估计的敏感性,特异性和c-statistics唾液和龈下的内毒素活动作为牙周炎诊断生物标记。
结果:重要的龈下的内毒素活动之间的相关性被发现,囊袋深度和牙周诊断,独立于病人的年龄、性别、吸烟状态。此外,龈下的内毒素水平有很高的特异性和敏感性检测牙周健康和疾病(分别为0.91和0.85)。唾液与牙周诊断内毒素活性呈正相关,意味着囊袋深度,百分比的网站超过4毫米和全口出血评分。然而,这是歧视差与牙周炎患者牙周膜的稳定(敏感性= 0.69,特异性= 0.61)相比,龈下的内毒素的活动。
结论:龈下的内毒素活性具有良好的诊断和预后价值作为一个特定站点牙周生物标志物和不影响病人的年龄、性别、吸烟状态。相比之下,唾内毒素活动,作为患者的立场生物标志物,取决于患者的年龄,贫穷的诊断和预后能力,但显示了良好的相关性与疾病易感性和其程度和严重性。
介绍
疾病预防和治疗的目标来确定个性化的方法会导致疾病的诱发因素和交付及时、有针对性的预防和治疗措施。了解危险因素触发health-to-disease过渡在牙周组织中是至关重要的提供个性化的预防措施,减少这种慢性炎性疾病的负担(1)。
诊断方法在当今临床牙周实践缺乏客观的能力预测疾病的发作或识别这些患者对未来风险牙周组织破坏和牙齿脱落。牙周生物标志物的潜在使用的识别和监控特殊患者群体可以促进更好的分层高危组,增加对那些最需要获得治疗,促进预防措施和改善个性化保健计划(2)。衡量个人和牙齿的牙周疾病进展的风险水平可以高度信息化规划个性化,基于风险的牙周治疗。
牙周感染是由tooth-associated微生物生物膜刺激宿主炎性反应,导致软组织破坏和牙槽骨丢失。口腔微生物和宿主之间的关系的immuno-inflammatory反应在牙周疾病的发病机制是复杂的。牙周疾病是由于协同和dysbiotic口腔微生物群,而不是特定的periodontopathogens。协同作用在这个幼童腹壁薄弱,不同的社区成员和他们的毒力因素融合在一起的形状和稳定问题的微生物群(3)。这个转变dysbiotic微生物区系似乎很大程度上受到过度的影响,持续的炎症和口袋形成细菌生长环境的变化。的重要核心功能的致病性dysbiotic社区是不同分子的表达(丰富的酶和促炎配体)结合在一起,作为社区为了营养维持异形的毒力因素和促炎的微生物复合物帮助non-resolving和轻微的主机炎症反应(4)。
细菌脂多糖(LPS)对大多数的促炎效应出现在牙周膜细胞类型,如巨噬细胞、成纤维细胞,淋巴细胞,牙龈上皮细胞、成骨细胞和破骨细胞(5)。有限合伙人是革兰氏阴性细菌的外膜的主要组成部分,它起着重要的结构作用,介导细菌之间的相互作用和环境。Lipid-A,有限合伙人的生物活性中心,被认为是一种典型的microbe-associated分子模式(MAMP),先天免疫系统识别可通过一个广泛的进化保守的模式识别受体(PRRs)如toll样受体(TLR)和清道夫受体(SRs) (6)。激活的PRRs lipid-A触发细胞内的信号级联,导致促炎细胞因子的分泌。通常可以通过结构多样化lipid-A分子,激活和次要lipid-As化学成分的结构的变化可以影响他们的内毒素活动和炎症潜力(7)。
它已经表明,脂质分子签名特征对应over-acylated, bi-phosphorylated脂质亚型,目前在牙周炎患者牙菌斑和唾液。此外,内毒素活动水平(衡量重组因子C (rFC)试验]的龈下的有限合伙人和唾液提取物牙周炎患者相比明显高于健康志愿者(8,9)。口服液体监测内毒素活动可能是一个有价值的风险评估工具的初级和二级预防牙周疾病和个性化的治疗选择,给一个机会接近干涉生物疾病的发作。
牙周生物只能被用来引导牙周条件的管理如果分析的有效性,是准确的,可再生的和可靠的,如果它已被证明有临床实用程序。本研究的目的是检查的诊断和预后效用口服脂多糖由细菌派生的牙周生物标记的关联龈下的活动和唾液内毒素水平与牙周临床参数。
材料和方法
研究设计和人口
这是一个准,介入研究主要进行牙科保健设置。研究协议获得批准的卫生研究权威,英国(14 / SW / 0020)。32例(11个女性,21岁男性,平均年龄46岁)与普遍不稳定牙周炎第四阶段II, 33系统性和牙周健康的人(18岁女性,15名男性,平均年龄31),至少有20个牙齿是从主要招募牙科保健设置。
本研究的主要结果是唾液和龈下的内毒素活性水平基线。样本大小的计算是基于数据从先前的研究,测量了唾液内毒素活动在牙周炎患者(10)。从这项研究中,2500年欧盟的差异/毫升(SD = 2000欧盟/毫升)之间的唾液检测内毒素活动健康、牙周炎患者。权力和5%的显著性水平90%,样本的大小n= 28日在每一组被要求检测的最小差异至少1个标准差的唾液内毒素病人健康和疾病之间的活动水平。
依照以下临床牙周炎患者诊断标准:射线牙槽骨丢失> 15%影响超过30%的牙囊袋深度≥5毫米和出血探测(BOP)。牙周健康/稳定性定义为囊袋深度≤3毫米,不超过10%防喷器和没有射线骨质流失的迹象(11)。排除标准包括以下:自我诊断任何系统性疾病的已知影响牙周状态,经常使用药物来控制系统性疾病;使用抗生素研究开始前3个月内,牙周治疗在前6个月,怀孕或哺乳期患者。
临床检查、牙周治疗和样品收集
口中牙菌斑和出血分数评估两个对齐(使用extra-oral模型)审查员和详细的6个牙周图表记录使用UNC-15每个牙齿牙周探针在6个地点,测量四舍五入精确到毫米。自我报告的吸烟情况被记录为“从不”,“当前”或“前”。
如果,全唾液样本被收集到无菌咳痰的通用管5分钟和不少于30分钟后吃,喝或吸烟。龈下的菌斑样本收集的插入无菌,吸水纸点40码(Dentsply) 30年代在三个最深的出血口袋在牙周炎患者和健康的病人从三个浸渍网站。样本储存在−80°C到有限合伙人分析。
初步临床测量和样本收集后,牙周炎患者口腔卫生指导,牙齿健康教育和口中supragingival专业、机械除斑。根表面仪器(RSI)进行局部麻醉下使用牙周绿皮南瓜和超声波设备,在三个或四个约会(两周内)没有时间限制。肢体重复性劳损症完全没有考虑到牙齿表面感觉光滑触觉检查一个探索者。招聘的所有参与者在一年内完成期和相同的考官(ZH型和CM)负责招聘、治疗、基线和随访的临床检查和抽样的病人。
牙周炎患者被召回完成后三个月内牙周治疗,临床参数测量和样本(如果混合唾液和龈下的斑块样本相同的网站)根据收集的基线。
有限合伙人内毒素的提取和评估活动
有限合伙人从唾液和龈下的斑块样本提取使用LPS萃取设备(生物技术基因内区,美国朝鲜),按照制造商的说明。提取有限合伙人在500年re-suspendedµl LPS-free水和储存在4°C。内毒素的唾液和龈下的有限合伙人提取物(欧盟/毫升)测定,在副本中,通过一个端点,荧光,重组因子C测定根据制造商的指示(EndoZyme, Hyglos,德国)。所有样品都是匿名和实验室工作人员,直到研究结束的也不清楚。
统计分析
临床牙周参数之间的关联和龈下的唾液内毒素活动,调整了参与者的年龄、吸烟状况和性别使用多元回归模型进行分析。唾液和龈下的内毒素活动之间的相关性及临床参数是被斯皮尔曼等级相关测试。Wilcoxon测试是用于比较预处理和后处理的牙周炎患者的数据。
牙周的位置分析,平均三个采样牙周囊袋深度网站曾是主要的临床参数。person-level分析,嘴唇丰满囊袋深度(产后抑郁症)和临床依恋水平(CAL)意味着,口袋的比例≥4毫米以及斑块出血比率(fmp / FMBS)计算。
接受者操作特征(ROC)曲线应用于估计的敏感性,特异性和c-statistics(曲线下面积,AUC)唾液和龈下的内毒素活动作为牙周炎诊断生物标记。
多元回归分析与GEE包,版本4.13 -20。统计学意义是p值< 0.05。数据分析使用统计软件R 4.0.3版本。
结果
人口、临床和生物学特性研究的人口
牙周炎患者(年龄39 - 67)明显比健康的志愿者,但总的来说,这项研究人口属于中年组的平均年龄是46岁。吸烟者牙周炎组和烟更普遍。
所有基线临床特点是牙周炎组明显恶化,同时有显著改善全口牙菌斑和出血分数和囊袋深度后牙周治疗。龈下的内毒素活性显著升高的网站相比,健康的网站和几乎回到健康的牙周治疗后的水平。相比之下,唾内毒素活性明显高于在牙周炎患者比健康的人持续在高水平即使在牙周治疗(表1)。
表1。人口统计学、临床和内毒素活动特征研究(SDs)的人口差异牙周炎组的预处理和后处理。内毒素活性(EA)表达内毒素单位/毫升(欧盟/毫升)。
龈下的内毒素活性和临床参数之间的联系
龈下的内毒素活性与当地的囊袋深度显著相关(相关系数0.63;95%置信区间:0.48,0.75;p< 0.0001)(图1)。这种相关性依然显著,即便调整性别、年龄和吸烟状况(p= 0.001)(表2)。
图1。龈下的内毒素活动之间的联系和当地的囊袋深度。
表2。多变量分析的龈下的内毒素活动水平之间的联系及现场调查口袋深度,调整年龄、性别和吸烟状况。
此外,从三个最深的牙周龈下的内毒素活性口袋明显与整体牙周状况/诊断(p= 0.00047)和本协会也独立于病人的年龄、性别和吸烟习惯(表3)。
表3。多变量分析之间的联系龈下的内毒素和牙周诊断活动,调整年龄、性别和吸烟状况。
所有牙周炎患者,除了一个,明显有较低水平的龈下的牙周治疗后内毒素活性(Wilcoxon配对p= 0.0003)(图2)。
图2。比较龈下的内毒素活动(欧盟/毫升)之前和之后在牙周炎患者牙周治疗。
唾液内毒素活性和临床参数之间的联系
唾液内毒素与牙周诊断活动呈正相关(健康/牙周炎)(p= 0.006),意味着囊袋深度(相关系数:0.28;95%置信区间:0.06,0.47;p= 0.01)(图3一),口袋的数量超过4毫米(相关系数:0.26;95%置信区间:0.05,0.46;p= 0.02)(图3一)和全口出血评分(相关系数= 0.31;95%置信区间:0.09,0.49),p= 0.004)(图3 c)。有趣的是,唾内毒素水平与fmp / FMBS比率负相关(相关系数:−0.29;95%置信区间:0.48−−0.08;p= 0.006)(图3 d),而完整的口腔菌斑得分的相关性并不显著(r = 0.19, 95%置信区间CI: 0.03−0.39:p= 0.09)(图3 e)。
图3。(一个)唾液内毒素活性之间的相关性和全口囊袋深度。(B)唾液内毒素活性之间的相关性和网站的数量与产后抑郁症> 4毫米。(C)全口出血评分之间的相关性和唾液内毒素的活动。(D)唾液内毒素活性与fmp / FMBS比率呈负相关。(E)唾液内毒素活动不与完整的口腔菌斑的分数。
然而,这些单变量调整后唾液内毒素活性之间的相关性和牙周临床参数在年龄、性别和吸烟状况,病人的年龄是最重要的因素影响这些关系,虽然吸烟倾向于减少唾液内毒素水平(表4)。
表4。多元分析唾液内毒素活动水平之间的相关性,临床和人口特征的病人群体,调整年龄、性别和吸烟状况。
总的来说,没有显著统计学差异意味着唾内毒素牙周炎患者组的活动水平前后牙周治疗(p= 0.75)。一些牙周炎患者的唾液内毒素活性下降,而在其他传统的牙周治疗后增加(图4)。
图4。比较唾液内毒素活动水平之前和之后在牙周炎患者牙周治疗。
最后,龈下的内毒素和唾液内毒素水平相互没有关联的组患者(相关系数:0.17;95%置信区间:0.06−0.37;p= 0.12 (图5)。
图5。龈下的之间没有相关性和唾液检测内毒素活性水平。
龈下的诊断价值和唾液内毒素水平
•接受者操作特征(ROC)曲线显示,龈下的内毒素水平有很高的特异性和敏感性检测牙周健康和患病的网站(分别为0.91和0.85),而唾液内毒素水平明显不如在歧视与牙周炎患者牙周膜的稳定(敏感性= 0.69,特异性= 0.61)(图6)。
图6。龈下的内毒素活动的ROC曲线检测健康和患病的网站和唾液内毒素活动作为牙周生物标志物检测牙周健康和疾病。
讨论
炎症反应是一个生理过程帮助身体愈合对有害的实体,但当它特异表达可能导致慢性局部或全身性炎症尚未解决。微生物之间的相互作用毒性因素和人的基因型,表现型,病史、营养状况和生活方式的压力可能参与推动health-to-disease过渡,导致慢性疾病的发生(12)。最近的个性化牙周病学的发展遵循的原则精密医学改善牙周健康和疾病的定义和识别可测量的生物基础疾病的易感性,裁剪的终极目标或目标的预防和治疗策略(13)。
测量的三个基本机制生物标志物在临床护理中可能改善牙周健康是:帮助患者了解自己的疾病或疾病的风险;激发患者行为改变,改善牙周健康;并帮助临床医生更好地了解病人的临床决策,导致改善健康(14)。
我们评估唾液和龈下的内毒素活动的潜力,由细菌派生的诊断和预后牙周生物标志物。炎性细菌脂多糖的潜力取决于其脂质化学成分和不同高度TLR争胜TLR敌对的根。内毒素活性,衡量重组因子C测定,对应与脂质化学结构的改变和脂多糖的炎症潜力(15)。
内毒素与dysbiotic有关龈下的微生物群落,可以成功移除从根表面由龈下的专业生物膜中断(16)。它也表明,温柔咀嚼能够诱导细菌木糖醇的释放从口腔起源到血液中,特别是当病人有严重的牙周病,表明病变牙周组织可以是一个主要的慢性和低估了源代码,甚至是永久性的,脂多糖释放到血液中(17)。严重牙周炎患者明显高于血清内毒素活动相比,患者健康的牙周组织,这些高水平的活动保持甚至牙周治疗后(18),类似于我们的发现关于唾液内毒素的活动。此外,龈下的微生物负担导致内毒素和大约5%的血清有限合伙人的变化可以通过唾液可辩解的有限合伙人在牙周炎患者(10)。
我们这里显示,龈下的内毒素水平可能是一个可靠的牙周生物标志物,具有高敏感性和特异性的区别从活跃的牙周健康的网站。此外,当地有显著相关性囊袋深度和龈下的内毒素活性,即使控制了其他分析病人因素(年龄、性别、吸烟)。此外,我们的数据暗示龈下的内毒素活动有良好的预后价值,由于牙周治疗显著降低内毒素的活动。
相比之下,唾内毒素活动水平有很好的诊断价值和他们相关的意思是囊袋深度、全口出血分数,口袋的数量超过4毫米出血和血小板比率,但是有一个可怜的预后价值作为他们的水平不一致,不降低牙周治疗后,尽管临床参数的改进。此外,患者的年龄调整后,上述被认为没有显著的相关性。有趣的是,唾内毒素活动不与完整的口腔菌斑分数,证明致病潜力的斑块并不取决于其数量,而是组成(19)。唾液腺内毒素逆相关的活动和斑块出血率,将值添加到唾液内毒素疾病风险评估活动作为一个标记在一个病人的水平。之前的研究表明,个体与低血小板/出血比发达国家更临床出血和炎症肿胀齿龈比个人高血小板/出血率(20.)。唾液的亚临床效用内毒素活性,龈下的有限合伙人活动相比,可以解释为不同来源的贡献有限合伙人(从其他口腔领域)总唾液有限合伙人(9)。唾液内毒素水平的活动在我们的研究中,并没有显示出显著相关性龈下的内毒素活性,表明龈下的利基可能不是唾有限合伙人的主要来源。然而,由于非常大,个别间可变性的初步性质研究样本量相对较小,需要更大的研究,以得出明确的结论。
当前文学单分子生物标志物的诊断准确性口服液体特性优势的个别结果多种主要host-derived分子,MMP8和弹性蛋白酶的大多数研究生物标记(21)。除了快速、椅边,唾液检测p . gingivalis基于单克隆抗体的A1-adhesin域RgpA-Kgp proteinase-adhesin复杂(22),我们的研究是为数不多的,由细菌派生的牙周生物标志物的临床效用评估。然而,我们的研究的局限性是初步,沙石研究,患者年龄不匹配。还需要更大规模的研究来证实这些结果。
结论
龈下的内毒素活性具有良好的诊断和预后价值作为一个特定站点牙周生物标志物。它与囊袋深度相关,显著降低牙周治疗后,不影响患者的年龄、性别或吸烟状态。相比之下,唾内毒素活动,作为患者的立场生物标志物,依赖于病人的年龄、诊断和预后能力较差,而龈下的同行,但确实显示与疾病严重程度相关性良好。
数据可用性声明
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。
道德声明
涉及人类受试者的研究回顾和批准的卫生研究权威,英国(nr委员会西南——康沃尔和普利茅斯14 / SW / 0020)。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。
作者的贡献
SZ-conceptualisation、资金收购,方法。的调查、数据管理。YK-formal分析。AD-formal分析。CM-funding收购,调查。ZH-investigation。LN-writing、评论、编辑。AF-supervision、写作、评论、编辑。MI-writing、评论、编辑。
资金
本研究支持的贵妇伯爵夫人埃莉诺·皮信任(219)(深圳),口服和牙科研究信任的OHI预知奖(CM),医学科学院起动资助临床讲师(REF: SGL023 \ 1035)(深圳)和王的中国奖学金委员会博士奖学金项目(广告)。普利茅斯大学也承认的支持国家健康研究所的临床研究网络(NIHR CRN)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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关键词:牙周炎、生物标记、有限合伙人、内毒素、唾液,斑块
引用:Zaric年代,斯特,Kurushima Y,侗族,McIlwaine C,哈林顿Z, Nibali L, Foey和Ide M(2022)评估的临床效用龈下的活动和唾液内毒素水平作为牙周生物标志物。前面。口服。健康3:1029806。doi: 10.3389 / froh.2022.1029806
收到:2022年8月27日;接受:2022年10月11日;
发表:2022年11月1日。
编辑:
乔治·n·Belibasakis瑞典卡罗林斯卡医学院(KI)©2022 Zaric Strachan Kurushima,咚,McIlwaine,哈林顿,Nibali Foey和Ide。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。
*函授:Svetislav Zaricsvetislav.zaric@kcl.ac.uk
专业:本文提交口腔感染和微生物的口腔健康科学前沿》杂志上雷竞技rebat