Abstract
sfondo
Le spese per i servizi di salute dentale e orale in Australia è di 3,4 miliardi di dollari australiani all'anno. Questo è il costo della salute sesto più alto e rappresenta il 7% del totale della spesa sanitaria nazionale. Circa il 49% dei bambini australiani di età compresa tra i 6 anni hanno carie esperienza nei loro denti decidui e questo è in aumento. L'eziologia della carie dentale comporta una complessa interazione di condizioni individuali, comportamentali, sociali, economici, politici e ambientali, e non vi è un crescente interesse per la predisposizione genetica e modifica epigenetica
Metodi
Il sotto-studio salute orale.; uno studio della sezione trasversale di una coorte di nascita è iniziata a novembre 2012, esaminando le madri ei loro bambini che erano sei anni dal momento dell'inizio dello studio, che è in corso. I dati provenienti da questionari dettagliati di famiglie A partire dalla nascita e dei dati sulle madri conoscenze, atteggiamenti e pratiche verso la salute orale raccolti al momento dell'esame clinico vengono utilizzati. Soggetti 'altezza, peso e circonferenza della metà di-vita sono prese e indice di massa corporea (BMI) calcolato, utilizzando un equilibrio Impedenzometria elettronica. La carie dentale esperienza viene valutato con il rilevamento delle carie International e Assessment System (ICDAS). La saliva viene raccolto per le misure fisiologiche. Salivare Desossiribosio acidi nucleici (DNA) viene estratto per gli studi genetici, tra cui l'epigenetica utilizzando il kit SeqCap Epi arricchimento. Gli obiettivi di interesse vengono confermati da pirosequenziamento per identificare potenziali marcatori epigenetici di rischio di carie.
Discussione
Questo studio esaminerà una vasta gamma di potenziali determinanti per l'infanzia carie dentale e valutare inter-relazioni tra di loro. I risultati forniranno una base di conoscenze per progettare e implementare migliori strategie di prevenzione.
Parole
dentale carie bambini a rischio Ambiente genetica epigenetica Sfondo
La carie dentale colpisce bambini e adulti in tutto il mondo. È una malattia dei poveri e dei ricchi. In gran parte prevenibili, rimane la malattia cronica più diffusa tra i bambini con un impatto significativo sulle persone, le famiglie e la società. E 'stato recentemente riportato che 2,4 miliardi di persone al mondo carie dentale non trattata [1]. Più del 40% di età prescolare e della scuola primaria i bambini nei paesi industrializzati occidentali e in altri paesi a medio reddito, compresi i bambini negli Stati Uniti d'America [2], la Svezia [3], Brasile [4] e in Australia [5] sperimentano una elevata prevalenza della carie dentale. Nonostante i progressi compiuti nella carie controllo nel corso degli anni dagli effetti protettivi di fluoruro, un maggiore impegno nella promozione della salute orale, educazione sanitaria diffusa, e notevoli progressi nella opzioni di trattamento, la carie dentale rimane la più comune malattia cronica infantile [1]. Tra i bambini australiani di età compresa tra 6-7 anni la prevalenza della carie dentale (trattati e non trattati combinato) era 32,4% nel 2011 [6]. Questa cifra varia a seconda dello stato dal 26,5% nel New South Wales al 43,8%, nel Queensland (Tabella 1) [6]. Secondo il Queensland Bambino Oral Health Survey nel 2012, il 49,5% dei bambini di età compresa tra 5-10 avuto carie dentale esperti [7]. Più allarmante, tra i bambini del Sud-est del Queensland questa cifra era poco più del 50% [7]. La media decaduto manca e riempito indice di denti (DMFT) per la stessa popolazione infantile è 2,0 con 0,8 denti essendo trattata [7]. Questo peggioramento della situazione nonostante ingenti risorse in fase di stanziate per la prevenzione e il trattamento delle malattie orali [8] .table 1 Percentuale e il 95% intervallo di confidenza dei bambini di 6-7 anni con carie esperienza in Australia nel 2011
Stato
carie esperienza
Australian Capital Territory
32.4 (21.8, 43.1)
Sud Australia
29.8 (24.6, 35.0 )
Western Australia
35.5 (31.1, 40.0)
Victoria
30.0 (27.3, 32.7)
New South Wales
26,5 (28,2, 46,3)
Tasmania
37.3 (40.6, 47.1)
Queensland
43.8 (40.6, 47.1)
Northern Territory
37,8 (15,7, 42,1)
Tutti gli Stati
32.4 (31.0, 33.8)
Fonte Lucas et al. [6]
La salute orale è determinato da molti fattori: socio-economico [9], ambientale [10], politico [11], la disponibilità di servizi di assistenza sanitaria per via orale [12] e il loro livello di esecuzione [13]. Inoltre i comportamenti di un individuo relativi alla salute [14, 15], così come la conoscenza della salute orale [16], gli atteggiamenti [17] e le pratiche [16], fattori biologici [18], tra cui l'ambiente intrauterino [19] e geni [20] hanno un impatto sul suo /sua salute orale. Inoltre, fattori materni come il livello della madre della carie [21, 22], la sua conoscenza orale di salute [16, 19, 22-25], carichi salivari dei batteri cariogeni [26-28], caratteristiche salivari tra cui pH, flusso capacità di tasso e di buffering [29, 30], così come la genetica materna [20] sono indicatori di rischio significativi da considerare per l'infanzia carie dentale. Inoltre, un approccio olistico per identificare indicatori di rischio fattori di rischio per la carie dentale è necessaria in quanto la salute orale non è che una parte della salute generale [31]. Indagare emergente fattori di rischio e indicatori di rischio per la carie dentale è fondamentale e questi può essere scoperto attraverso lo studio della storia naturale della malattia e utilizzando approcci molecolari basati moderni [32]. Un modello concettuale di come immaginiamo che questi fattori potrebbero interagire è presentato in Fig. 1. Fig. 1 quadro concettuale per la possibile interazione di fattori di rischio /indicatori oggetto di indagine
L'importanza dei fattori ereditari nella suscettibilità alla carie dentale è stato riconosciuto da decenni [33, 34]. Ereditabilità è la percentuale di variazione fenotipo spiegato da fattori genetici. Questi sono stati stimati per tenere conto di 30-60% (p
≤ 0,01) della variazione nella carie punteggi per la dentizione permanente e il 54-70% (p
≤ 0,01) per carie punteggi decidui [35]. Secondo Shaffer et al. non vi è prova diretta per una componente genetica nella ezio-patogenesi della carie dentale [36], ma molto poco si sa circa le specifiche meccanismi causali [37]. Ci sono molti geni legati alla composizione e la struttura dello smalto dei denti, ha ereditato alterazioni nel metabolismo degli zuccheri e regolazione genetica della funzione della ghiandola salivare. Non sorprende, nessun singolo gene host che regola direttamente la carie dentale iniziazione o la progressione è stata identificata [38, 39]. Epigenetica tuttavia, può fornire l'anello mancante di queste domande [40]. L'epigenetica studia i meccanismi molecolari che legano cofattori genetici ed ambientali per gli esiti della malattia [41]. Ci sono molti complessi meccanismi alla base alterazioni epigenetiche quali la metilazione del DNA, modificazione degli istoni e regolazione genica da RNA non codificante, di cui la metilazione del DNA è il più comune [42]. Tali alterazioni possono essere ereditarie o potrebbero essere modulata per l'ambiente. metilazione del DNA sembra essere il meccanismo principale di sopprimere elementi retrò-trasponibili che sono responsabili della creazione di variazione genetica e, a volte, le mutazioni che causano malattie all'interno del genoma umano. Poiché questi elementi rimangono parzialmente metilata nello sperma, ci può essere un prolungato periodo di trasposizione della durata di un paio di generazioni prima di espressione genica [43]. Eventuali contributi epigenetici sono attualmente oggetto di indagine in molte malattie, ma questi studi sono relativamente nuovi nel settore dentale [42] e sono necessari per comprendere appieno i fattori basati sul DNA importante per lo sviluppo delle malattie orali [31].
Metodi
popolazione di studio
la ricerca descritta in questo articolo è il braccio salute orale dei principali "ambienti per una vita sana - lo studio di coorte di nascita Griffith" (EHFL), che, a partire dal 2006, ha reclutato circa 3000 famiglie dal South East Queensland . EFHL è uno studio prospettico, multi-anno di studio longitudinale di coorte di nascita, la raccolta di informazioni durante la gravidanza attraverso l'infanzia e l'età adulta [43]. La popolazione dello studio EFHL include tutte le nascite da tre aree geografiche determinate Distretti Sanitari adiacenti in Queensland (Logan, Beaudesert e la Costa d'Oro) e del Nord Fiumi /Tweed in NSW dal 2006 al 2011. Queste quattro aree coprono il 30% della popolazione del Queensland. Le donne in attesa per gli appuntamenti prenatale dei tre ospedali di maternità pubblici (Logan, Gold Coast e Tweed) nei distretti partecipanti sono stati contattati da ostetriche di ricerca-addestrato, dotato di una spiegazione dettagliata dello studio si propone, e invitati a partecipare [44]. Consenso informato scritto è stato ottenuto da partecipanti di accedere alle proprie informazioni da banche dati ospedalieri, per completare un'indagine di riferimento materna e per il follow-up individuale [44]. I promotori dello studio EFHL previsto per incorporare futuri sub-studi, tra cui la ricerca sulla salute dentale e orale [45]. La popolazione per il sub-studio della salute orale, che ha avuto inizio nel 2012 è, un sottoinsieme di 6-7 anni i bambini vecchio EFHL e le loro madri che accettano il nostro invito a partecipare
. Approvazione etica per avviare il sub-studio salute orale era ottenuto dalla umana Comitato Griffith University Research Ethics su 26.12.2012, sulla base di un processo di piena approvazione Modulo Etico nazionale, con NW Johnson come responsabili Principal Investigator. Una variante per archiviare e analizzare il DNA è stato approvato il 2014/07/17 (GU Rif: OTH /25/13 /HREC). L'etica approvazioni e consensi informati ottenuti copertina l'esame clinico delle madri e dei loro bambini /figli e il consenso dei genitori per la piena partecipazione per il loro bambino in tutti gli aspetti dello studio.
Reclutamento del campione e l'esame
Nel 2012, le madri della prima coorte di bambini, che sono stati 6 anni, al momento, sono stati inviati lettere avvertendoli allo studio salute orale, seguita da una telefonata per valutare il loro livello di interesse. Da allora siamo andati a reclutare i partecipanti dal 2007 al 2009 coorti e le assunzioni sono ancora in corso. I partecipanti che hanno difficoltà a viaggiare lontano, che hanno gravi malattie e che non sono disposti a sottoporsi ad un esame orale dettagliata sono esclusi dallo studio. Coloro che accettano di partecipare alla clinica dentale a Griffith Dental School sono dati appuntamenti per una visita odontoiatrica gratuita della madre e del bambino da due chirurghi dentisti qualificati, che comprende l'offerta di cure gratuite per il bambino, se necessario. Sia la madre e il bambino sono invitati a non lavarsi i denti 2-3 ore prima dell'esame, non consumare cibi dolci o bevande, fumare o usare un lavaggio bocca come per criteri d'esame orale. Le madri che sono incinte o che indossano pacemaker cardiaci sono esclusi dalla pesare sulla bilancia impedenza bio. anamnesi dettagliate sono prese quando i soggetti arrivano a lato sedia (Fig. 2). Un attento esame della testa e del collo, visivamente e con la palpazione, viene eseguita. Ogni partecipante viene poi esaminato per salivare fisiologia, per la salute dei tessuti molli del cavo orale, per lo stato dentale e per l'esperienza della carie dentale e la malattia parodontale (Fig. 2). I dati sono inseriti nel software di gestione clinica di titanio (Spark Odontotecnico, Nuova Zelanda) della Dental Clinic Griffith University, incorporando pagine appositamente progettate per la registrazione delle osservazioni di ricerca. I partecipanti che hanno bisogno di un trattamento sono indicati per il trattamento alla Griffith University cliniche dentali, che per i bambini essere liberi, le spese sono a carico del governo del Queensland. Figura. 2 Schema di flusso che mostra il processo di raccolta di dati
dimensione del campione
dimensione del campione necessaria per un modello di regressione multivariata descrittiva dipende dalle probabilità di tipo I e II errori, la dimensione dell'effetto e la sua variazione, il numero di variabili indipendenti e coefficienti di correlazione [46] e di altri fattori. Metodi di calcolo tendono ad essere complessi; una semplice equazione per il confronto di due mezzi è appena stato recentemente pubblicato [47]. analisi di potenza dei modelli multivariati più piccoli può essere eseguita ma richiede i dati di sintesi sulla base di un modello ipotizzato, parametri del modello e le distribuzioni covariate attesi. Una semplice tabella di dimensione del campione è disponibile su http:... //Www statstodo com /SSizMReg_ Tab php che richiede una conoscenza a priori del coefficiente di correlazione multipla e il numero di variabili indipendenti nel modello. Un'altra regola empirica [48] applicabile per questo tipo di studio considera il numero di 'candidato' variabili indipendenti, l'interazione e di altri termini utilizzati durante l'analisi, e richiede la dimensione del campione di essere 10-20 volte questo numero. Quindi, il requisito campione minimo (n = 147
diadi) è stato inizialmente guidato dal test di correlazione di un campione per determinare se un coefficiente di correlazione è diversa da zero, fissato a un basso livello di correlazione di r
= 0.4 ( alpha = 0.05, potenza = 0.80) a due code, calcolata utilizzando il "potere una correlazione" comando di Stata v analisi dei dati 13.1 e software statistico (StataCorp, Stati Uniti) [49]. In questo studio la dimensione del campione è limitata da fattori pragmatici (budget, di tempo e di popolazione campione disponibile).
Variabile esito primario
carie dentale esperienza di ogni bambino viene valutata utilizzando il rilevamento delle carie e di verifica del sistema internazionale (ICDAS) [50 ]. La dentatura viene esaminato in dettaglio, e ogni superficie di ogni dente ottenuto dopo essiccamento. Le lesioni della carie dentale su entrambe le superfici lisce e in solchi e fessure, sono segnati da una serie di 0 a 6 a seconda della gravità. Questi punteggi coprono una gamma da "macchia bianca" non cavitato e le lesioni "macchia marrone" a cavità evidenti. Una caratteristica speciale del ICDAS è il informazioni aggiuntive dà sulla presenza di, e il tipo di, eventuali restauri su ogni superficie che verrebbero conteggiati come carie passate esperienze. carie Nel complesso l'esperienza per individuo è calcolato come percentuale di superfici interessate da tutte le superfici esaminate, e questo può essere impostato a qualsiasi livello di gravità della carie.
variabili esplicative principali
Madre e variabili bambino relativi sono raccolti attraverso questionari, esami e collaudi di laboratorio clinico.
conoscenza orale di salute e le pratiche
Dopo consenso informato, un questionario dettagliato con 43 domande in totale (sviluppato per lo studio), relativi alla salute orale viene somministrato alle madri prima degli esami clinici, al raccogliere dati su conoscenze, atteggiamenti e pratiche verso la salute orale. Le madri sono interrogati sulla loro conoscenza delle malattie orali, le cause della carie dentale nei bambini e negli adulti e dei servizi di assistenza sanitaria per via orale disponibili. Con domande primo chiuso le loro pratiche alimentari, metodi di igiene orale e la frequenza, l'uso dei servizi di assistenza sanitaria per via orale e pratiche di alimentazione infantile sono valutati. A misure di scala Likert gli atteggiamenti verso la salute orale, e le madri importanza pongono sulla salute orale del bambino e dei denti decidui.
Misurazioni antropometriche
altezza, circonferenza vita e la lunghezza del passo della madre e del bambino sono misurate. I partecipanti sono pesati con una bilancia Impedenzometria elettronica, che fornisce misure di grasso corporeo, la composizione acqua corporea e l'indice di massa corporea (BMI) per adulti e solo il peso per i bambini. Le madri che sono incinte o che hanno un pacemaker cardiaco impiantato sono esclusi dalla pesatura sulla bilancia Bio-impedenza.
Saliva caratteristiche
Si valutano l'idratazione per via orale e la viscosità salivare (appiccicoso /schiumoso, schiumoso /frizzante o acquosa) da Visual osservazione (Fig. 2). saliva stimolata vengono raccolti su un periodo di 5 minuti masticando paraffina e dribblando in una tazza sterile. Il volume espettorato viene registrato. La capacità di pH e tampone della saliva stimolata sono valutate utilizzando kit Saliva-controllo Buffer (GC, Stati Uniti d'America) [51, 52]. Inoltre, carie Rischio di prova (CRT) Kit (Ivoclar Vivadent, Australia) sono usati per valutare la saliva tampone e salivari conti di streptococchi mutans
e lattobacilli
[52] (Fig. 2).
Stato parodontale
le madri vengono esaminati per lo stato parodontale utilizzando il Screening parodontale e l'indice di registrazione (PSR), che misura la profondità delle tasche parodontali dal margine gengivale libero al fondo del solco gengivale [53, 54]. Entrambi i denti superiori e inferiori sono divisi in sextants. Ogni dente nella cavità orale viene esaminato e il punteggio più alto in ogni sestante viene registrato. I punteggi variano da 0, che denota parodonto sano, a 4, che rappresenta parodontite gravi [55].
Dati demografici e ambientali
demografici, i dati sociali e ambientali sono stati raccolti attraverso questionari dettagliati durante il reclutamento e le fasi del follow-up EFHL studio dal 2006 al 2011. Tutti i fattori selezionati sono predittori ipotizzati di esito primario. Il presente studio utilizza i dati sulle informazioni di ogni famiglia socio-economico e demografico della madre: età materna, livello più alto della madre di istruzione, stato di occupazione e il reddito familiare complessivo annuo. ambiente intrauterino del bambino sarà valutata dalla materna nutrizione prenatale, abitudine al fumo della madre prescritti e l'uso illecito di droga e alcol. I dati sulla allattamento al seno e pratiche di svezzamento, tipi di alimenti e bevande consumate, complementare pratiche alimentari e di alimentazione infantile bottiglia, saranno utilizzati come covariate da includere nel modello fattore di rischio. cura della salute orale e l'altro ricevuto dal bambino sarà valutato dai dati sul check-up medico e odontoiatrico (visite GP), presenze dipartimento di emergenza e la disponibilità di una assicurazione medica (tessera sanitaria).
marcatori genetici ed epigenetici
per identificare i marcatori genetici ed epigenetici connessi con la carie dentale ci si rivolgerà ospite DNA genomico ottenuto da campioni di saliva e utilizzare la tecnologia di sequenziamento di prossima generazione per misurare le varianti basate sul DNA su scala genomica.
in particolare, ha stimolato la saliva sarà raccolti in 2 ml provette ed a -80oC fino DNA viene estratto con Preparazione Kit alta PCR Template Pure (Roche Diagnostics, Australia) utilizzando un metodo che è stato ampiamente modificata per aumentare significativamente la resa DNA ad una concentrazione necessaria per di prossima sequenziamento di nuova generazione (protocolli pubblicati). Il DNA estratto verrà inviato al Centro per la genomica clinica presso l'Università di Queensland per eseguire il sequenziamento del DNA trattati bisolfito per l'analisi della metilazione. Questo approccio ci consentirà di ottenere informazioni su entrambe le varianti di sequenza del DNA e CpG metilazione a ~ 450.000 siti CpG che attraversa il genoma umano. Questi test saranno effettuati utilizzando il Epi 4 M CpGIANT Enrichment Kit SeqCap (Roche NimbleGen, Australia) e il HiSeq2500 Sequencer (Illumina, Stati Uniti) [56]. Un manoscritto di Allum et al. fornisce una descrizione dettagliata dei protocolli di analisi [57]
Fino ad oggi abbiamo condotto uno studio pilota con diadi bambino di 12 madri.; 6 con elevata esperienza di carie (media esperienza carie, il 27,1% delle superfici colpite nelle madri e il 12,4% nei bambini) e 6 con bassa esperienza di carie (media esperienza carie, 11,2% nelle madri, 2,5% nei bambini) è stato avviato utilizzando i dati raccolti all'interno lo studio sub salute orale dei EFHL. Come risultato di questo studio pilota siamo stati in grado di stabilire i protocolli di estrazione del DNA, di purificazione e di sequenziamento (nelle nostre mani) e hanno anche stabilito i bioinformatica e metodi di analisi statistici necessari per l'identificazione di geni bersaglio per la carie dentale.
Analisi
Le osservazioni saranno memorizzati come dati de-identificato, tramite un identificatore univoco per ogni partecipante. Il set di dati per l'analisi sarà preparato in SPSS in un formato di dati a livello (una riga per ogni partecipante). pulizia dei dati verrà eseguita. I valori anomali saranno oggetto di indagine e corretti o sostituiti con valori mancanti, se necessario. Il modello di valori mancanti saranno oggetto di indagine, e le variabili non verrà utilizzato per ulteriori analisi se & gt; il 30% dei valori si trovano dispersi; i dati mancanti non verranno imputati.
La variabile dipendente (carie dentale esperienza dei bambini) dovrebbe essere un tipo di rapporto variabile in continuo, destro distorta con una modalità di zero e che potrebbe essere modellata utilizzando un modello lineare generalizzato (GLM ) con log-link e la famiglia gamma. Il numero di variabili indipendenti si riduce, se possibile (ad esempio, la conoscenza orale salute e pratiche, lo stato parodontale, etc.) utilizzando i valori aggregati. Le variabili indipendenti senza un'associazione nota o ipotizzato con la variabile dipendente non saranno utilizzati in analisi di regressione. Le variabili indipendenti (covariate) vengono preparate come segue. variabili dicotomiche: codificate come 0/1; la categoria di zero con la frequenza più alta; presentato come numero e la proporzione (%); ignorato per GLM se rari (frequenza & lt; 20). Le variabili categoriche: codificate come 0/1/2 /etc .; ordinati per frequenza in ordine decrescente; presentato come il numero e proporzione; per GLM le categorie più piccole saranno ridotti a formare categorie con frequenza & gt; 20; manichino codificato per GLM. variabili ordinali: codificate come 0/1/2 /etc .; ordinato in modo significativo; presentato come il numero e proporzione; per GLM vicina categorie saranno crollata per formare categorie con n
& gt; 20. variabili continue: ri-regolato se necessario per garantire un cambiamento di un valore di 1 può essere interpretata in modo significativo; centrato sopra dire, se necessario (ad esempio per l'età.); presentato come media e deviazione standard (distribuzioni simmetriche) o percentile mediana e 25/75 °. & statistiche descrittive delle caratteristiche dei partecipanti (di valori prima ri-categorizzazione o trasformazione) saranno presentati. associazioni non aggiustati tra dipendenti e covariate verranno esplorate con GLMs bivariate. Le covariate di interesse per un modello multivariato saranno nella rosa dei candidati a pag
& lt; 0.2. Le correlazioni tra le covariate selezionati saranno indagati (con Pearson o Spearman di correlazione e scatter trame), e covariate non verranno utilizzati insieme in un modello multivariato se una correlazione statisticamente significativa si trova a
