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这篇综述聚焦儿童和青少年,探讨唾液在治疗药物监测(TDM)和疾病生物标志物测定方面的应用。文中阐述了唾液样本的采集、分析方法,揭示多种药物的唾液 - 血浆相关性,还介绍其在疾病诊断等方面的作用,为相关研究提供了全面参考。
引言
在口腔生理学中,唾液有着诸多重要功能,它不仅能持续冲洗口腔、储存钙磷氟等物质,维持牙齿组织的完整性,还具备缓冲能力,可对抗口腔 pH 值波动。同时,唾液中的一些成分,如碳酸氢盐、乳铁蛋白和溶菌酶等,分别发挥着调节 pH 值和抗菌的作用 。而且,唾液的成分和血浆有相似之处,药物和酶可通过被动扩散进入唾液,反映血液中的浓度。
与血液相比,唾液采集具有诸多优势。它获取方便,采集过程无创,无需专业人员操作,成本较低,还能减少患者的心理压力。并且,只有游离药物能进入唾液,其浓度可反映具有药理活性的未结合药物分数,在治疗药物监测(TDM)中具有很高的应用潜力,尤其适用于婴儿、儿童和老年患者 。不过,在将唾液用于 TDM 之前,需要明确每种药物的血浆 - 唾液相关性。随着分析和分子技术的进步,能够检测到更低浓度的药物和更小的颗粒,这使得唾液在药物分析和生物标志物测定方面的研究愈发重要。本研究旨在为儿童和青少年中唾液作为药物分析和生物标志物测定基质提供最新信息,重点关注 2016 年至 2024 年 10 月发表的研究。
材料和方法
通过在 PubMed 数据库中使用 “saliva”“oral fluid”“pediatric”“children”“adolescents”“infants”“pharmacokinetics” 和 “drug monitoring” 等术语进行组合搜索,搜索时间限定在 2016 - 2024 年。同时,对文献中找到的研究列表进行筛选,以确定潜在符合纳入标准的文章。
纳入标准为:用英文撰写的原创文章,包含采集唾液样本以测定药物浓度或生物标志物水平的婴儿、儿童和青少年相关研究。排除标准包括:非英文文章、未描述任何分析方法或未进行唾液测量的文章。
收集到的数据根据唾液的应用分为 TDM、类固醇、补充剂、疾病生物标志物、牙科、遗传学和其他等类别,并从唾液采集方法、分析特征(样本纯化和制备、分析体积、分析方法、浓度范围)、血浆 - 唾液相关性和 TDM、唾液在疾病诊断或作为生物标志物来源的应用(牙科、遗传学)以及其他应用等方面进行分析。
结果
唾液采集方法
唾液采集方法分为非刺激和刺激两种。非刺激方法较为多样,比如可收集自由流动的唾液,像被动流涎,直接收集到 15 mL 聚丙烯 Falcon 管(BD Biosciences)、塑料小瓶(IBL - SaliCap,德国)中,或者借助吸管收集 。也能让患者吐入塑料容器、无菌管或无菌聚丙烯瓶中,对于残疾患者,还可用塑料移液管采集。此外,还有用黏液吸尘器、无菌 Weck - Cel 拭子(用于乳铁蛋白定量)、Orangene? DISCOVER、DNA Genotek Oragene? 和 Oragene?DNA 唾液采集试剂盒(用于 DNA 提取)等方式收集 。在一些针对婴儿的研究中,会用一次性注射器挤出唾液,或从放置在口中 10 - 30 秒或几分钟的小无菌棉球或棉辫中引流唾液至 Salivette? 管(Sarstedt,Nümbrecht,德国) 。
Salivette? 系统是常用的采集装置之一,由无菌拭子和外部管组成,在多数研究中被使用 。其他采集装置还有 Sorbettes?(Salimetrics,State College PA)、SalivaBio Infant Swab(Salimetrics,Carldbad,CA,USA)和纤维素矛拭子(EYETEC?,North Yorkshire,UK)等 。
刺激方法包括咀嚼,如让患者咀嚼拭子 2 - 3 分钟、放置合成纤维卷约 5 分钟,或者咀嚼石蜡口香糖、橡皮筋、石蜡块、 parafilm 等 。此外,还可用柠檬酸、碳酸氢钠等试剂刺激唾液分泌,例如将柠檬酸棉签应用于颊黏膜,再用 Salivette 移液器收集 。在个别研究中,会让患者头部前倾,让唾液在口中积聚 5 分钟,有吞咽需求时吐入可重新密封的塑料收集瓶中 。部分诊断测试可直接使用唾液,如 OraQuick? 检测丙型肝炎病毒。在样本采集过程中,分析物可能会吸附在拭子上,但只要吸附率低于 15%(定量分析实验室技术常用的精度和准确度边界值)即可接受 。
分析特征
- 样本纯化和制备:由于唾液成分相对简单,多数情况下无需复杂的样本预处理,离心是最常用的技术,用于去除黏蛋白、分离脱落的上皮细胞、食物颗粒和细菌 。离心条件各研究有所不同,时间从 2 分钟到 20 分钟不等,速度从 2500 rpm 到 12000 rpm,离心力从 1000 g 到 16097.2 g,有时会在较低温度(4 °C 或 7 °C)下进行 。离心后的样本一般储存在 - 20 °C 或 - 80 °C,部分样本会在液氮中冷冻后储存 。对于电位法,样本需用 0.5 M NaCl 作为基质改性剂进行预处理 。在一些研究中,还会用乙腈进行蛋白质沉淀,之后离心或蒸发至干,也有用 5% 硫酸锌甲醇溶液(1:1,v/v)进行蛋白质沉淀的情况 。此外,唾液样本还会用 1% 甲酸水溶液或硝酸稀释 。同时,也有采用类似血清或尿液的预处理方法,如液 - 液萃取、固相萃取(SPE)、在线 SPE 液相色谱系统和在线固相微萃取等 。还有一些特定的样本制备方法,如用 Bradford 分析法评估蛋白质浓度和唾液纯度,用复水、孵育和过滤提取乳铁蛋白,用冻干法评估槲皮素含量,用总离子强度调节缓冲液 III 溶液或六甲基二硅氧烷微扩散法测定氟化物 。免疫分析一般无需提取,DNA 提取则使用自动化试剂盒 。
- 分析体积:分析所需的唾液样本体积范围在 10 μL 到 2000 μL 之间,平均小于 1 mL 。例如,采用管内固相微萃取技术可将样本体积从 10 μL 减少到 2.5 μL 。
- 分析方法:最常用的分析技术是高效液相色谱(HPLC),搭配不同的检测器,如液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)、紫外(UV)检测、荧光(FLD)检测和二极管阵列检测 。此外,还有免疫分析、电位法(用于锂和氟化物测定)、原子吸收分光光度法(用于镍测定)、比色法(用于槲皮素、钙和磷酸盐测定)和傅里叶变换红外光谱法(用于分析唾液样本中氘的富集)等 。在一些研究中,会基于先前发表的方法进行分析,且多数涉及血浆基质 。HPLC 分离多基于反相机制,常用的分析柱是C18柱,也有使用C8柱和 SB - Phenyl 分析柱(用于类固醇分析)的情况 。柱长和粒径各不相同,流动相主要是水 / 甲醇或水 / 乙腈混合物,还会添加一些添加剂 。洗脱方式有等度洗脱和梯度洗脱,柱温会影响分离效果,多数情况下会对柱子进行加热 。同时,也会使用商业 ELISA 测试检测唾液激素水平、用商业试剂盒进行唾液 DNA 定量等 。
- 浓度范围:进入唾液的是药物的游离形式,浓度通常较低。例如,褪黑素在唾液中的最低测定浓度低于 1 pg/mL(0.78 pg/mL),一些药物如依那普利、依那普利拉、左旋咪唑、阿利吉仑和霉酚酸酯的浓度低于 1 ng/mL,而咖啡因在唾液中的最高浓度可达 200 mg/L 。对于类固醇,分析的最低浓度单位有 pmol/L 和 pg/mL,最高浓度则为泼尼松龙(450 nmol/L)和 17 - 羟基孕酮(100 nmol/L) 。此外,还有用其他单位表示的物质浓度,如锂(mEq/L)、氟化物(ppm F、μg F/mL、mg F/mL、pg F/mL)和水摄入量(mg/kg)等 。
血浆 - 唾液相关性和治疗药物监测
研究发现,多种药物存在血浆 - 唾液相关性,在儿童 TDM 中具有应用潜力,如庆大霉素、左旋咪唑、锂、单羟基卡马西平、鲁非酰胺、左乙拉西坦、卡马西平、苯妥英、苯巴比妥、培南帕奈、霉酚酸酯和霉酚酸、咖啡因等,但庆大霉素也有相反的研究结果 。在新生儿晚发性败血症中,使用唾液样本进行阿米卡星的 TDM 与血浆样本效果相当 。部分药物的唾液浓度与血浆浓度存在差异,如庆大霉素和锂的唾液浓度高于血浆,而阿利吉仑和依那普利的血清 - 唾液相关性低,血清 / 唾液比可变 。一些抗癫痫药物监测唾液浓度比监测血浆浓度更具优势,因为唾液 / 血浆药物水平与预期的毛细血管 / 静脉药物水平有显著关系,且多态性会影响药物浓度和疗效 。
此外,唾液中安乃近代谢物浓度与未结合血浆浓度相关,但个体差异可能限制其在儿童药代动力学研究中的应用 。对于曲马多,其在血液、唾液和尿液中的浓度有显著相关性,且活性代谢物在毒性方面有重要作用 。虽然在儿科 ADHD 人群中,安非他命在唾液和血清中的浓度有强正相关,但唾液 / 血清比受 pH 影响大,不适合用于安非他命的 TDM 。唾液在儿科芬太尼 TDM 中有应用潜力,唾液类固醇激素可用于先天性肾上腺增生患者的疾病监测,在该疾病中,部分雄激素激素的血浆和唾液浓度有强相关性 。
唾液在疾病诊断或作为生物标志物来源
唾液可作为圆锥角膜、儿童期多发性硬化症的生物标志物来源,有助于诊断睡眠障碍、定量行为困难以及检测丙型肝炎病毒抗体 。
在圆锥角膜方面,催乳素诱导蛋白的表达可作为生物标志物,其在唾液、眼泪和血浆中的水平降低,有助于疾病的筛查和诊断 。对于儿童期多发性硬化症,唾液免疫球蛋白游离轻链水平受药物影响,可用于监测疾病活动,区分复发和缓解状态,减少磁共振成像的使用频率 。在睡眠和行为研究中,通过唾液采样评估未用药的自闭症儿童和青少年的褪黑素节律,发现其与睡眠和昼夜节律参数相关,且褪黑素分泌模式在自闭症谱系障碍中有所不同,行为困难与睡眠和昼夜节律紊乱密切相关 。在传染病检测中,口腔抗体检测可用于快速检测丙型肝炎病毒,但该方法比标准检测更昂贵,且敏感性和特异性较低 。在炎症相关研究中,虽然唾液含有一些炎症分子,但在评估青少年特发性关节炎的全身炎症时,唾液不能替代血清 。
牙科应用
在牙科领域,唾液可用于评估氟化物含量、镍、钙、磷酸盐水平,以及检测运动护齿器中的酪蛋白和口香糖中的槲皮素等 。
研究发现,不同氟化物清漆的氟化物释放和清除模式存在差异,低氟配方可能比常规牙膏更有效,且牙膏氟浓度和刷牙后是否漱口会影响唾液氟残留浓度 。此外,唾液钙、氟和磷酸盐浓度受蔗糖暴露和生物膜积累影响 。运动护齿器可能成为微生物滋生地,酪蛋白可改善口腔健康,而镍钛弓丝会增加唾液镍含量,不同类型的镍钛弓丝镍释放量不同 。含有槲皮素的口香糖在年轻成年人中可有效释放槲皮素,具有抗菌作用,有助于预防龋齿 。
遗传学应用
基于唾液样本,可分析药物治疗反应的变异性、进行基因分型和检测单核苷酸多态性(SNPs)等 。
例如,通过唾液样本可解释哌甲酯和异烟肼治疗反应的变异性,分析 CES1 变异对哌甲酯剂量需求和不良反应的影响 。同时,可检测 NAT2 基因的 SNP,分析其与异烟肼血清暴露的关系,但唾液 qPCR 检测可能不适合指导年幼儿童的个性化异烟肼给药 。此外,研究发现一些 microRNAs 在偏头痛患儿的血清和唾液中表达相同,可作为疾病和药物疗效的生物标志物 。在哮喘研究中,基于唾液采样评估 CYP3A5 基因多态性对哮喘治疗的影响,还可用于指导质子泵抑制剂的个性化给药 。对于接受醋硝香豆素治疗的儿童,通过唾液样本进行 SNP 鉴定,可开发更有效的给药算法 。
其他应用
收集母婴对的唾液样本可估计水摄入截断值,以定义纯母乳喂养实践。通过给母亲口服氧化氘稀释剂,其会通过乳汁转移到婴儿体内,基于此开发的群体药代动力学模型可确定判断纯母乳喂养的截断标准 。
结论
基于唾液采样的儿童 TDM 对多种药物已被证明可行,如部分抗生素、抗癫痫药、情绪稳定剂、镇痛药和免疫抑制剂等存在唾液和血浆或血清的相关性 。唾液在芬太尼和泼尼松龙的儿科 TDM 中具有潜力,唾液类固醇激素可用于先天性肾上腺增生的疾病监测 。唾液皮质醇测量在青少年心理应激反应和婴儿反映母亲抑郁症状方面有作用 。然而,唾液采样也存在一些问题,如样本采集依赖患者依从性,可能出现样本量不足和血液污染的情况,且目前缺乏唾液药物浓度或生物标志物水平的目标值,需要更多研究 。此外,本研究存在局限性,仅检索了 PubMed 数据库且只纳入了英文研究 。总体而言,唾液在儿童治疗药物监测和疾病生物标志物测定方面有应用前景,但仍需进一步探索和完善 。