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CN102369438A - 口腔健康的代谢物及其应用 - Google Patents

口腔健康的代谢物及其应用 Download PDF

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CN102369438A
CN102369438A CN2009801586027A CN200980158602A CN102369438A CN 102369438 A CN102369438 A CN 102369438A CN 2009801586027 A CN2009801586027 A CN 2009801586027A CN 200980158602 A CN200980158602 A CN 200980158602A CN 102369438 A CN102369438 A CN 102369438A
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V·M·巴恩斯
H·M·特里维迪
徐韬
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Colgate Palmolive Co
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Colgate Palmolive Co
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Abstract

本发明提供多种方法，所述方法采用与牙周病或健康的口腔状况相关联的代谢物概况用于牙周病的诊断、鉴别对用于牙周病的治疗剂的响应者和/或无响应者、检验受试化合物预防牙周病的功效的方法。本发明也提供含有效量的代谢物治疗剂的洁牙剂组合物，与对照的洁牙剂组合物相比，所述代谢物治疗剂引起代谢物水平的更大变化。

Description

口腔健康的代谢物及其应用
发明领域
本发明涉及牙周病中的代谢物的差异表达概况(profiles)和基于这些差异表达概况诊断牙周病的方法。本发明还涉及基于所述差异表达概况预测和/或评价用于牙周病的治疗剂的功效的方法。
发明背景
牙周病为人类最常见的感染性疾病之一(Pihlstrom等，2005)。牙周病除了侵袭口腔组织外，也还与多种全身性疾病相关联(Seymour等，2007)。齿龈炎，该疾病的轻微类型，以宿主组织炎症和细菌斑块聚集在牙龈缘周围为特征。通过改善口腔卫生习惯的齿龈炎的治疗可显著逆转该疾病状况。然而，如果不治疗，齿龈炎可导致更严重的且不可逆的牙周炎，其包括牙齿周围的牙槽骨的进行性损伤，且如果不治疗，可导致牙齿松动和随后的脱落。
在牙周病中，宿主组织和细菌之间的大部分的复杂相互作用发生在关节和沟上皮细胞(junctional and crevicular epithelia)。已经证明由细菌释放的许多物质，诸如内毒素、蛋白酶、脂肪酶和唾液酸酶，在宿主组织损伤中起显著作用(Smalley等，1994)。然而，越来越多的证据提示，该疾病也通过宿主对细菌的炎症反应介导(Van Dyke和Serhan，2003)。在多种化学信号的激活下，宿主组织协调进行一些复杂的反应以抗击细菌。多形核白细胞产生不断增加水平的活性氧物质(ROS)和蛋白水解酶。此反应的活动过度可不经意地引起宿主组织损伤。
在上皮细胞和细菌斑块的界面是源于血浆的龈沟液(GCF)。由于可非侵入性地收集GCF且其采集点明确，其为研究宿主-细菌相互作用的理想基质(Embery和Waddington，1994)。采用多种针对性的生物化学分析法，已经提出许多对于牙周病的潜在的GCF标记物，包括：宿主和细菌酶、内毒素、核酸、蛋白质、糖类和脂质、来自胶原质和骨的降解产物、免疫球蛋白、细胞因子和激素(Embery和Waddington，1994；Prapulla等，2007；Karthikeyan和Pradeep，2007；Akalin等，2007；Pradeep等，2007)。然而，尽管公布了丰富的信息，宿主-细菌相互作用的广泛范围和疾病进程对细胞生化代谢的机制细节仍不清楚。
发明简述
本发明提供在患者中诊断口腔健康的方法，在该方法中，从患者收集龈沟液样品和检测龈沟液样品中一种或多种代谢物的水平。基于所检测的代谢物的水平诊断患者患有牙周病或健康的口腔状况。
本发明也公开在患者中诊断口腔健康的方法，在该方法中，从患者收集龈沟液样品和检测龈沟液样品中一种或多种代谢物的水平。将所检测的龈沟液样品中的代谢物水平与代谢物参考水平作比较，以此产生差异水平。代谢物参考水平与以下的一种或多种水平相对应：牙周的参考水平或健康的参考水平。在一个实施方案中，所检测的代谢物和牙周的参考水平之间的差异水平与牙周病相关联。在另一个实施方案中，所检测的代谢物和健康参考水平之间的差异水平与健康的口腔状况相关联。
在这样的实施方案中，所检测的代谢物可选自：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。
本发明也提供预测患者对在遵循标准护理方案时使用用于牙周病的治疗剂的反应，如，为响应者或无响应者的方法。产生自受试患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中代谢物概况包括代谢物确认和代谢物水平。将受试患者的代谢物概况与参考代谢物概况作比较。参考代谢物概况可包括以下代谢物概况的一种或多种：参考响应者代谢物概况和参考无响应者代谢物概况。比较的结果可用于将受试患者鉴定为对治疗剂的响应者或无响应者。可从受益于标准治疗剂的患者(牙周病的消退或牙周病的预防)获得参考代谢物概况。该方法可用于确定受试患者是否为参与试验治疗剂的临床试验所适宜的患者。
本发明也涉及预测在遵循标准非护理方案时的受试患者对牙周病发展的反应，如，为响应者或无响应者的方法。产生从患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中代谢物概况包括代谢物确认和代谢物水平。将受试患者的代谢物概况与参考代谢物概况作比较，其中参考代谢物概况从参考响应者患者和参考无响应者患者产生。参考代谢物概况包括参考代谢物确认和参考代谢物水平。比较的结果可用于将受试患者鉴定为对牙周病发展的响应者或无响应者。
本发明还提供口腔护理检验试剂盒，其可为使用者提供使用者的口腔健康状况的指征。试剂盒可包括一份或多份龈炎龈沟液收集条和患者的口腔健康状况的诊断说明书。龈炎龈沟液收集条可用于收集龈沟液样品和用于回收包含在龈沟液样品中的代谢物。患者的口腔健康的诊断可基于本发明的方法。
本发明还提供洁牙剂(dentifrice)组合物。该组合物可包括有效量的代谢物治疗剂。治疗剂引起代谢物水平经历至少一个月的时间段的变化，其中改变代谢物水平大于相应的由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平的变化。
依据又一方面，本发明提供用于指示代谢物的洁牙剂及其使用方法，其中洁牙剂包括指示代谢物的组合物，当其暴露于代谢物时，呈现使用者可辨识的指示剂和与牙周病关联的代谢物水平。在一个实施方案中，使用者可辨识的指示剂与洁牙剂的颜色变化相对应。
发明详述
如通篇使用的，范围被用作描述纳入该范围内的各值和每一个值的简写。纳入该范围内的任何值可被选作范围的终点。还有，本文引用的所有参考文献通过全文参考结合于本文。
定义：
如用于本文的术语代谢物的“差异水平”可包括任何升高或降低的水平。在一个实施方案中，差异水平意指提高了以下数值的水平：至少5％；至少10％；至少20％；至少30％；至少40％；至少50％；至少60％；至少70％；至少80％；至少90％；至少100％；至少110％；至少120％；至少130％；至少140％；至少150％；或更高的水平。在另一个实施方案中，差异水平意指降低了以下数值的水平：至少5％；至少10％；至少20％；至少30％；至少40％；至少50％；至少60％；至少70％；至少80％；至少90％；至少100％(即无代谢物)。以具有统计学意义(即如由采用或者Student T-检验、Welch′s T-检验或者Wilcoxon′s秩和检验(rank-sum Test)确定的、小于0.05的p值和/或小于0.10的q-值)的差异水平表达代谢物。
如用于本文的，“龈沟液”意指在齿龈(包括牙龈；带有支持纤维组织，覆盖颌骨的齿支撑面边缘(tooth-bearing border of the jaw)的粘膜)周围发现的液体。
如用于本文的，“齿龈炎”意指由聚集在齿龈与牙齿之间的小缝隙的细菌斑块和由在牙齿上形成的结石引起的对齿龈的刺激。
如用于本文的，“健康的口腔状况”意指没有齿龈炎和/或牙周病。
如用于本文的，术语一种或多种代谢物的“水平”意指样品中代谢物的绝对或相对量或浓度。
如用于本文的，术语“代谢物”意指由代谢产生的或必需用于或参与具体代谢过程的任何物质。该术语不包括大的巨大分子，诸如大的蛋白质(如分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的蛋白质)；大的核酸(如分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的核酸)；或大的多糖(如分子量超过2,000、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000或10,000的多糖)。本术语代谢物包括在化学反应中的信号转导分子和中间体，所述反应将源于食物的能量转换为可用的形式，包括，但不限于：糖、脂肪酸、氨基酸、核苷、抗氧化剂、维生素、辅助因子、脂质、在细胞过程(cellular processes)中形成的中间体和其它小分子。
如用于本文的，“牙周病”意指牙周组织的炎症，所述牙周组织包括齿龈或牙龈组织；牙骨质或牙齿根的外层；牙齿锚定其中的牙槽骨或骨性窝(bony sockets)；和延伸于牙骨质和牙槽骨之间的、为结缔组织纤维的牙周韧带，所述炎症包括齿龈炎。
如用于本文的，术语代谢物的“参考水平”意指可指示具体疾病状态、口腔状况、其显型或缺乏以及疾病状态的组合、其显型或缺乏的代谢物的水平。在一个实施方案中，代谢物的牙周的参考水平意指在患者中可指示牙周病的阳性诊断的代谢物的水平。在另一个实施方案中，代谢物的“健康参考水平”意指在患者中可指示健康的口腔状况的阳性诊断的代谢物的水平。
在一个实施方案中，代谢物的“参考水平”可为以下的一个或多个：代谢物的绝对或相对量或浓度；代谢物的存在或缺乏；代谢物的量或浓度的范围；代谢物的最小和/或最大量或浓度；代谢物的平均量或浓度；和/或代谢物的中位数量或浓度。在另一个实施方案中，对于代谢物的组合的“参考水平”也可为相关彼此的两个或更多个代谢物的绝对或相对量或浓度的比值。可通过检测在一个或多个适当的患者中所需代谢物的水平，确定对于特定疾病状态、其显型或缺乏的适当代谢物的阳性和阴性参考水平，且这样的参考水平可被修改使之适合于特殊的患者群体(如，参考水平可为年龄相匹配的，以便可在得自某个年龄的患者样品中的代谢物水平与在某个年龄组中的具体疾病状态、其显型或缺乏的参考水平之间进行比较)。在另一个实施方案中，参考水平可被修改使之适合于特殊的技术，所述技术可被用于检测生物样品中的代谢物水平(如LC-MS、GC-MS等)，在那里代谢物水平基于所用的特殊技术可不同。
在另一个这样的实施方案中，“参考代谢物”可包括选自以下的至少一种化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。在另一个实施方案中，“参考代谢物”可包括列于表1、2、3、4和5中的一种或多种的化合物。在还一个实施方案中，“参考代谢物”可包括以下一种或多种化合物：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸(hydroxyioscaproic acid)、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯、N-乙酰神经氨酸、尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。在再一个实施方案中，“参考代谢物”可包括列于表5中的一种或多种不知名化合物。
如用于本文的，术语“样品”或“生物样品”意指从患者分离的生物材料。生物样品可包括适宜于检测所需代谢物的任何生物材料并且可包括来自患者的细胞和/或非细胞材料。在一个实施方案中，可从任何适宜的龈沟液(GCF)中分离样品。
本发明涉及牙周病中的代谢物的差异表达概况和基于这些差异表达概况的方法。
I.差异表达概况
A.代谢物
采用代谢物组学分布分析技术(metabolomic profiling techniques)发现本文描述的牙周病代谢物。这样的代谢物组学分布分析技术的更详细情况在以下提出的实施例中以及在美国专利号7,005,255和美国专利申请序号11/357,732、10/695,265(公布号2005/0014132)、11/301,077(公布号2006/0134676)、11/301,078(公布号2006/0134677)、11/301,079(公布号2006/0134678)和11/405,033中描述，所述文献的全部内容通过参考结合于本文。
表1-5列出一系列与健康的口腔状况或牙周病相关联的代谢物。
尽管此时某些代谢物和非-代谢物化合物的特性尚不清楚，但这样的特性对于来自患者的生物样品中的代谢物或非-代谢物化合物的鉴别不是必需的，因为通过使这样的鉴别可行的分析技术已经足以描绘“不知名的”化合物的特征。所有这样的“不知名的”化合物的分析的特征列于表5中。采用专业术语“牙齿的”后加上特殊的化合物号码，在本文指定这样的“不知名的”代谢物和非-代谢物化合物。表5列出一组与健康的口腔状况或牙周病相关联的不知名的代谢物。
B.表达概况
一般地，确定得自诊断为牙周病的病人以及得自健康人受试者的生物样品的代谢物概况。将得自牙周病患者的生物样品的表达概况与自健康者收集的生物患者的表达概况作比较。当与非-疾病样品作比较时，那些分子或化合物在牙周病样品的表达概况中差异表达，包括那些以统计学显著性水平的差异表达。
在实施例中更详细地讨论实验设计、代谢物表达概况平台(expression profiling platforms)、统计方法和分析法和结果。
II.基于代谢物概况的方法
在一些实施方案中，本发明涉及基于代谢物概况的分析和诊断牙周病的方法，该方法包括，但不限于：牙周病的诊断方法、监测牙周病发展/复原的方法、评估组合物治疗牙周病的功效的方法、治疗牙周病的方法等。在一个实施方案中，可从样品的龈沟液中产生代谢物概况。
A.诊断口腔健康或牙周病的方法
本发明的一个方面涉及牙周病发展的诊断。在一个实施方案中，可在疾病进展的临床体征出现之前作出诊断。在一个实施方案中，本发明提供在患者中诊断口腔健康的方法，其中从患者收集龈沟液样品并检测龈沟液样品中一种或多种代谢物的水平。基于所检测的代谢物的水平，将患者诊断患有牙周病或健康的口腔状况。在一个这样的实施方案中，所检测的代谢物为选自以下的至少一种化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。在另一个实施方案中，所检测的代谢物可包括列于表1、2、3、4和5中的一种或多种的化合物。在一个实施方案中，牙周病的诊断与一种或多种以下化合物的向上调节相对应：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。在另一个实施方案中，牙周病的诊断与一种或多种以下化合物的向下调节相对应：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
在另一个实施方案中，本发明公开在患者中诊断口腔健康的方法，在该方法中从患者收集龈沟液样品并检测龈沟液样品中一种或多种代谢物的水平。将所检测的龈沟液样品中的代谢物水平与代谢物参考水平作比较，其中代谢物的参考水平与以下的一种或多种情况相关联：牙周病或健康的口腔状况。在一个这样的实施方案中，将所检测的代谢物水平与以下一种或多种情况作比较：牙周的参考水平；和健康参考水平，以帮助诊断或诊断患者是否患有牙周病或为健康的口腔状况。在一个实施方案中，可采用简单比较法(如手工比较)，对所检测的一种或多种代谢物的水平进行比较。在另一个实施方案中，也可采用一种或多种统计分析法(如t-检验、Welch′s T-检验、Wilcoxon′s秩和检验、随机森林算法(random forest))，对所检测的生物样品中的一种或多种代谢物的水平进行比较。
在一个这样的实施方案中，样品可为得自患者口腔的龈沟液(crevicular fluid)样品。在一个这样的实施方案中，所检测的代谢物可为选自以下的化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。在另一个实施方案中，代谢物可包括列于表1、2、3、4和5中的一种或多种的化合物。
在另一个实施方案中，比较步骤可包括将所检测的代谢物水平与牙周的参考水平或健康参考水平作比较。在一个这样的实施方案中，所检测的样品中的一种或多种代谢物的水平，相应于牙周的参考水平，可为以下的一种或多种：与牙周的参考水平相同的已检测水平；与牙周的参考水平基本上相同的已检测水平；高于和/或低于最低和/或最高的牙周参考水平的已检测水平；和/或在牙周的参考水平范围内的已检测水平。这样的已检测水平可为患者中的牙周病的诊断的指标。在另一个这样的实施方案中，相应于健康参考水平的样品中的一种或多种代谢物的已检测水平可为以下的一种或多种：与健康参考水平相同的已检测水平；与健康参考水平基本上相同的已检测水平；高于和/或低于最低和/或最高的健康参考水平的已检测水平；和/或在健康参考水平范围内的已检测水平。这样的水平可为患者中的健康的口腔状况的诊断的指标。
在一个实施方案中，当与牙周的参考水平作比较时，已检测的由受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的水平，可为患者中的牙周病的诊断的指标。在另一个实施方案中，当与健康参考水平作比较时，已检测的由受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的水平，可为患者中的健康的口腔状况的诊断的指标。
在一个实施方案中，测定所检测的代谢物的组合的水平可：使诊断牙周病或健康的口腔状况更具灵敏性和特异性；帮助诊断牙周病或健康的口腔状况；和使牙周病和健康的口腔状况之间具更多差异性，它们可具有相似的或重叠的代谢物。在一个实施方案中，生物样品中某些代谢物(和非-代谢物化合物)的已检测水平的比率可：使诊断牙周病或健康的口腔状况更具灵敏性和特异性；帮助诊断牙周口腔状况；和使健康的口腔状况、齿龈炎口腔状况或牙周病彼此以及与其它疾病之间具更多差异性，它们可具有相似的或重叠的代谢物。
B.鉴别参与临床试验的患者的方法
本发明也涉及预测患者对使用牙周病的治疗剂或不使用牙周病的治疗剂的响应，如响应者或无响应者的方法。
如用于本文的，“响应者”意指显示以下情况的患者：与牙周病相关联的代谢物水平的下降；与牙周病相关联的代谢物水平的增高；与健康的口腔状况相关联的代谢物水平的下降；和与健康的口腔状况相关联的代谢物水平的增高。
如用于本文的，“无响应者”意指显示与牙周病或健康的口腔状况相关联的代谢物水平无变化的患者。
1.鉴定对治疗剂的响应者或无响应者的方法
本发明的一个方面涉及可用于确定患者是否适宜参与用于牙周病治疗的试验治疗剂的临床试验的方法。在试验治疗剂的临床试验过程中，在试验期间，在遵循试验方案时，一些患者可不显示对试验治疗剂作出反应的证据，即为，无响应者。例如，患者的口腔检查可显示以下症状无变化，诸如：牙龈肿胀、红、出血；牙龈线后退；牙齿松动或分离、口臭等。无响应患者不是所需的临床试验的参与者，因为即使任何信息可从试验中无响应患者的参与中获得也将是有限的。在启动临床试验时或在临床试验的早期阶段鉴别无响应者应该是有利的，这样从受试患者组中排除无响应患者。
以下描述的本发明的方法，提供对于治疗剂的响应患者和无响应患者的鉴别。在一个实施方案中，该方法包括当遵循试验方案时产生自受试患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中代谢物概况包括代谢物的确认和代谢物水平，和将受试患者的代谢物概况与参考代谢物概况作比较。参考代谢物概况可包括以下的一种或多种：参考响应者代谢物概况和参考无响应者代谢物概况。比较的结果可用于将受试患者鉴别为对治疗剂的响应者或无响应者。在一个实施方案中，可采用简单比较法(如手工比较)进行比较。在另一个实施方案中，可采用一种或多种统计分析法(如t-检验、Welch′s T-检验、Wilcoxon′s秩和检验、随机森林算法)进行比较。
在一个这样的实施方案中，可从一个或多个参考响应者患者的龈沟液样品产生参考响应者代谢物概况，所述患者在数日的标准护理方案期间依据标准护理方案使用含标准治疗剂的洁牙剂时，显示牙周病的消退或牙周病的预防。在另一个实施方案中，可从一个或多个参考无响应者患者的龈沟液样品产生参考无响应者代谢物概况，所述患者在数日的标准护理方案期间依据标准护理方案使用含标准治疗剂的洁牙剂时，显示牙周病无变化。标准护理方案可包括指导说明，诸如刷牙持续时间、每天的次数、天数、其它口腔护理产品的应用等。
参考响应者患者和/或参考无响应者患者可为以下的一种或多种：基于由牙科专家所作的临床评价而鉴定为具有健康的口腔状况的参考响应者患者和/或参考无响应者患者；基于由牙科专家所作的临床评价而鉴定为具有齿龈炎的参考响应者患者和/或参考无响应者患者；和基于由牙科专家所作的临床评价而鉴定为具有牙周病的参考响应者患者和/或参考无响应者患者。
在一个实施方案中，向下调节的标准治疗剂选自以下的用于参考患者的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。在另一个实施方案中，向上调节的标准治疗剂选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。在又一个实施方案中，标准治疗剂向上调节或向下调节列于表5中的不知名物的至少一个成员。
在一个实施方案中，可从一份或多份龈沟液样品产生受试患者的代谢物概况，所述样品可在启动标准护理方案之前以单一收集步骤从受试患者收集。在另一个实施方案中，可从一份或多份龈沟液样品收集受试患者的代谢物概况，可在受试患者已经遵循标准护理方案规定的天数之后以单一收集步骤从受试患者获得所述样品。在一个实施方案中，可从一份或更多份龈沟液样品确定受试患者的代谢物概况，可以多步收集步骤从受试患者收集所述样品，每步收集步骤发生在受试患者已经遵循标准护理方案规定的天数之后的不同的日子。
在一个这样的实施方案中，受试患者的代谢物确认可与选自以下的化合物相对应：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。在另一个实施方案中，受试患者的代谢物确认可包括列于表1、2、3、4和5中的一种或多种的化合物。
在另一个实施方案中，比较步骤可包括将受试患者的代谢物水平与参考响应者水平和参考无响应者水平作比较。在一个这样的实施方案中，可与参考响应者代谢物水平相应的受试患者的代谢物水平，可为以下的一种或多种：与参考响应者代谢物水平相同的代谢物水平；与参考响应者代谢物水平基本上相同的代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的参考响应者代谢物水平的代谢物水平；和/或在参考响应者代谢物水平范围之内的代谢物水平。这样的代谢物水平可为受试患者作为对治疗剂的响应者的鉴别的指标。在另一个这样的实施方案中，可与参考无响应者代谢物水平相应的受试患者的代谢物水平，可为以下的一种或多种：与参考无响应者代谢物水平相同的代谢物水平；与参考无响应者代谢物水平基本上相同的代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的参考无响应者代谢物水平的代谢物水平；和/或在参考无响应者代谢物水平范围之内的代谢物水平。这样的水平可为受试患者作为对治疗剂的无响应者的鉴别诊断指标。
在一个实施方案中，当与响应者参考水平作比较时，通过受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的代谢物水平，可为患者作为对治疗剂的响应者的鉴别指标。在另一个实施方案中，当与无响应者参考水平作比较时，受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的代谢物水平，可为患者作为对治疗剂的无响应者的鉴别指标。
2.鉴定对牙周病发展的响应者或无响应者的方法
依据一个方面，本发明提供可用于确定患者是否适宜参与用于牙周病治疗的试验治疗剂的临床试验的方法，其中的患者对牙周病发展易感。在一些情况下，可通过在患者口腔中首次发生齿龈炎的牙齿的一个或多个区段实施试验治疗剂的临床试验。此可通过采用非护理方案完成，其中齿罩(shield)被置于牙齿的一个或多个区段，以使牙齿的防护的区段不接受任何形式的口腔卫生。在齿龈炎进展之后，患者可依据护理方案使用试验治疗剂以治疗齿龈炎。在一些情况下，在非护理方案期间患者不显示齿龈炎的证据。
在本发明的一个实施方案中，方法包括在遵循标准非护理方案时，产生自受试患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中代谢物概况包括代谢物确认和代谢物水平，并将受试患者的代谢物概况与参考代谢物概况作比较。参考代谢物概况可包括以下的一种或多种：参考响应者代谢物概况和参考无响应者代谢物概况。比较的结果可用于将受试患者鉴定为对牙周病发展的响应者或无响应者。在一个实施方案中，可采用简单比较法(如手工比较)进行比较。在另一个实施方案中，可采用一种或多种统计分析法(如t-检验、Welch′s T-检验、Wilcoxon′s秩和检验、随机森林算法)进行比较。
在一个这样的实施方案中，可从遵循非护理标准方案和在该方案时长期间发展为牙周病的一个或多个参考响应者患者的龈沟液样品中获得参考响应者代谢物概况。在另一个这样的实施方案中，可从在标准非护理方案时长期间没有发展成牙周病的一个或多个参考无响应者患者的龈沟液样品中获得参考无响应者代谢物概况。标准非-口腔护理方案可包括以下的一个或多个情况：在规定的天数内没有刷牙、依据描述刷牙时长、每天刷牙的次数、天数的方案在牙齿一个或多个区段带上齿罩，而同时护理牙齿的其它区段，以及机械口腔卫生器具的应用。
在一个实施方案中，标准的非护理方案向上调节参考患者的选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。在另一个实施方案中标准的非护理方案向下调节参考患者的选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。在又一个实施方案中，标准治疗剂向上调节或向下调节列于表5中的不知名物的至少一个成员。
在一个实施方案中，可从一份或多份龈沟液样品产生受试患者的代谢物概况，所述样品可在启动标准非护理方案之前以单一的收集步骤从受试患者获得。在另一个实施方案中，可从一份或多份龈沟液样品产生受试患者的代谢物概况，所述样品可在受试患者遵循标准非护理方案规定的天数之后以单一的收集步骤从受试患者获得。在一个实施方案中，可从一份或多份龈沟液样品确定受试患者的代谢物概况，所述样品可以多步收集步骤(各步收集步骤发生在受试患者遵循标准的非护理方案规定的天数后的不同的日子)从受试患者获得。
在一个这样的实施方案中，受试患者的代谢物确认可与选自以下的化合物相对应：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。在另一个实施方案中，受试患者的代谢物确认可包括列于表1、2、3、4和5的一种或多种的化合物。
在另一个实施方案中，比较步骤可包括将代谢物水平与参考响应者水平和参考无响应者水平作比较。在一个这样的实施方案中，可与参考响应者代谢物水平相应的受试患者的代谢物水平可为以下的一种或多种：与参考响应者代谢物水平相同的代谢物水平；与参考响应者代谢物水平基本上相同的代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的参考响应者代谢物水平的代谢物水平；和/或在参考响应者代谢物水平范围之内的代谢物水平。这样的代谢物水平可为受试患者作为对非护理方案，如，齿龈炎和/或牙周病的进展的响应者的鉴别指标。在另一个这样的实施方案中，可与参考无响应者代谢物水平相应的受试患者的代谢物水平，可为以下的一种或多种：与参考无响应者代谢物水平相同的代谢物水平；与参考无响应者代谢物水平基本上相同的代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的参考无响应者代谢物水平的代谢物水平；和/或在参考无响应者代谢物水平范围之内的代谢物水平。这样的水平可为受试患者作为对非护理方案的无响应者，如没有发展成齿龈炎和/或牙周病的鉴别诊断的指标。
在一个实施方案中，当与响应者参考水平作比较时，通过受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的代谢物水平，可为患者作为对非护理方案的响应者的鉴别指标。在另一个实施方案中，当与无响应者参考水平作比较时，通过受试患者差异表达的(尤其是在具统计学显著意义水平上的)一种或多种代谢物的代谢物水平，可为患者作为对非护理方案的无响应者的鉴别指标。
C.评价洁牙剂中的受试化合物的功效的方法
本发明也提供测定用于在哺乳动物中治疗牙周病发展的受试化合物的功效的方法。在一个实施方案中，该方法包括用受试化合物治疗后，检测从患者收集的龈沟液样品的治疗后代谢物水平。可将治疗后代谢物水平与以下的一种或多种作比较：患者的治疗前代谢物水平；牙周的参考水平和健康参考水平。在一个这样的实施方案中，该方法可包括测定受试化合物是否向下调节选自以下的至少一个成员的步骤：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。在另一个这样的实施方案中，该方法可包括测定受试化合物是否向上调节选自以下的至少一个成员的步骤：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。在另一个实施方案中，该方法可包括测定受试化合物是否向上调节或向下调节列于表5中的不知名物中至少一个成员的步骤。
在另一个实施方案中，可通过检测在第一时间点从患者收集的第一份龈沟液样品的治疗前代谢物水平，获得治疗前代谢物水平。可依据处方方案将含受试化合物的洁牙剂施用于患者的口腔。在施用洁牙剂后的第二时间点，检测第二份龈沟液样品的治疗后代谢物水平。可将治疗前代谢物水平与治疗后代谢物水平作比较。基于所述比较，可确定受试化合物的功效。在一个这样的实施方案中，与治疗前代谢物水平比较的治疗后代谢物水平的下降，可为受试化合物具有治疗牙周病的功效的指标。在另一个这样的实施方案中，与治疗前代谢物水平比较的治疗后代谢物水平的升高，可为受试化合物具有治疗牙周病的功效的指标。在还有的另一个这样的实施方案中，治疗后代谢物水平没有下降或增高，可为受试化合物缺乏治疗牙周病的功效的指标。
在另一个实施方案中，可将治疗后代谢物水平与以下的一种或多种作比较：牙周病参考水平和健康的口腔状况参考水平。在一个实施方案中，可采用简单比较法(如手工比较)进行比较。在另一个实施方案中，可采用一种或多种统计分析法(如t-检验、Welch′s T-检验、Wilcoxon′s秩和检验、随机森林算法)进行比较。在一个这样的实施方案中，当治疗后代谢物水平为以下的一种或多种情况时，比较的结果可为受试化合物的功效的指标：与牙周的参考水平相同的治疗后代谢物水平；与牙周的参考水平基本上相同的治疗后代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的牙周参考水平的治疗后代谢物水平；和/或在牙周的参考水平范围之内的治疗后代谢物水平。在另一个这样的实施方案中，当治疗后代谢物水平为以下的一种或多种情况时，比较的结果可为受试化合物的功效的指标：与健康参考水平相同的治疗后代谢物水平；与健康参考水平基本上相同的治疗后代谢物水平；高于和/或低于最低和/或最高的健康参考水平的治疗后代谢物水平；和/或在健康参考水平范围之内的治疗后代谢物水平。
本发明还提供鉴定在哺乳动物中治疗牙周病有用的受试化合物的方法，该方法通过使细胞与受试化合物接触并测定受试化合物是否向下调节选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
本发明还又提供鉴定物在哺乳动物中治疗牙周病有用的受试化合物的方法，该方法通过使细胞与受试化合物接触并测定受试化合物是否向上调节选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
本发明还再提供鉴定在哺乳动物中治疗牙周病有用的受试化合物的方法，该方法通过使细胞与受试化合物接触并测定受试化合物是否向上调节或向下调节列于表5中的不知名物中至少一个成员。
D.口腔护理试验试剂盒
本发明还提供口腔护理试验试剂盒，其可提供给使用者以使用者的口腔健康状况的指征。试剂盒可包括一份或多份龈炎龈沟液收集条和患者的口腔健康状况的诊断。龈炎龈沟液收集条可用于收集龈沟液样品和用于回收包含在龈沟液样品中的代谢物。患者的口腔健康的诊断可基于本发明的方法。在一个这样的实施方案中，试剂盒可包括指导使用龈炎龈沟液收集条收集样品的说明。在另一个这样的实施方案中，试剂盒可包括指导将带有收集的液体的龈炎龈沟液收集条送至检验场所的说明。
E.洁牙剂组合物
本发明还提供洁牙剂组合物。该组合物可包括有效量的口腔健康代谢物治疗剂。治疗剂影响代谢物水平随为期至少一个月的时间的变化，其中代谢物水平的变化大于由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平的相应的变化。在一个实施方案中，代谢物水平的变化比由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平的相应的变化大1％。在另一个实施方案中，代谢物水平的变化比由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平的相应的变化大5％。在又一个实施方案中，代谢物水平的变化比由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平的相应的变化大20％。在一个实施方案中，对照洁牙剂基本上没有标准治疗剂。在另一个实施方案中，对照洁牙剂含标准治疗剂。在另一个实施方案中，对照洁牙剂含三氯生(Triclosan)。对照洁牙剂也可包括典型地在如在美国专利号7,402,416中描述的洁牙剂组合物中找到的成分，所述文献通过其全文参考结合于本文。
F.指示代谢物的组合物
在另一个方面，本发明提供表示存在牙周病的代谢物指标的口腔组合物。口腔组合物可包含在洁牙剂，诸如牙膏、牙胶(gel)、漱口水、牙线、牙粉、牙龈粘附条(gum adhering strip)、牙刷等之内。口腔组合物可包括指示代谢物的组合物。在一个实施方案中，指示代谢物的组合物可表示列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物的存在。在另一个实施方案中，在向上调节以下的一种或多种时，指示代谢物的组合物可存在使用者可辨识的指示剂：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。在另一个实施方案中，指示代谢物的组合物可向下调节以下化合物的一种或多种：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。在一个实施方案中，当暴露于列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物时，指示代谢物的组合物可导致使用者可辨识的指示剂。在一个实施方案中，当暴露于列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物时，指示代谢物的组合物可导致洁牙剂的颜色变化。
在一个实施方案中，洁牙剂可包括粘附于牙龈缘的牙胶并含有指示代谢物的组合物。在一个这样的实施方案中，可将牙胶施用于患者的口腔一个或多个的牙齿扇形面(quadrants)上，其中当暴露于列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物时，指示代谢物的组合物可导致出现使用者可辨识的指示剂。在一个实施方案中，使用者可辨识的指示剂可与颜色的变化相对应。
在另一个实施方案中，洁牙剂可包括涂敷了指示代谢物的组合物的牙线。在一个这样的实施方案中，可将代谢物涂敷的牙线通过使用者相邻的牙齿之间，其中当暴露于列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物时，指示代谢物的组合物可导致丝线显示使用者可辨识的指示剂。在一个实施方案中，使用者可辨识的指示剂可与丝线显示的颜色变化相对应。
在又一个实施方案中，洁牙剂可包括含指示代谢物的组合物的漱口水。在一个这样的实施方案中，使用者可使其牙齿与漱口水接触，其中当暴露于列于表1、2、3、4和5中的一种或多种化合物时，指示代谢物的组合物可导致漱口水出现使用者可辨识的指示剂。在一个实施方案中，使用者可辨识的指示剂可与漱口水的颜色的变化相对应。
实施例
以下实施例进一步描述和证明纳入本发明范围内的一些实施方案。给出这些实施例仅为了阐述的目的而并不被解释为对本发明的限制，因为其许多变更可能没有背离本发明的范畴和精神。
I.实验程序
A.实验设计和患者
二十二(22)名33至67岁年龄(53±11)的慢性牙周炎患者(41％男性)选自Forsyth Institute Dental Clinic的研究志愿者。患者有至少20颗天生的未镶复牙冠的(uncrowned)牙齿和≥8个位置的牙周袋深度≥5mm和临床附着水平(CAL)≥3mm。患者有未知的对经历冲洗期(washout period)的洁牙剂的过敏史(参见下面)。排除标准包括：存在畸齿矫正器具；异常的唾液分泌功能；使用处方药；在研究前1个月或研究期间使用抗生素；使用除了止痛剂之外的任何非处方药；每日使用维生素补充剂；5个或更多个龋齿部位；软或硬口腔组织的疾病以及全身性病症。研究方案由The Forsyth Institute’s InstitutionalReview Board核准且所有研究患者在注册入组之前均签署知情同意书。在第一次访问时，患者收到一管高露洁正规(Colgate Regular)洁牙剂和一支牙刷，并且在他们被采样访问之前，被教导使用该产品最少1周(冲洗期)。在该冲洗期允许其它机械性口腔卫生装置，但无其它口腔护理产品。
B.收集龈沟液(GCF)样品
在用棉卷隔离所述部位以预防唾液污染后，用刮匙去除龈上菌斑，小心风干位点，并且从3个不同部位类别处获得GCF样品。对于每一个患者，要在6个健康(H；PD≤3mm和无探针出血[BOP])部位；6个齿龈炎(G；PD≤3mm和BOP)部位；和3个牙周炎(P；PD≥5mm和BOP)部位取样。采用过滤条(filter strips)(Periopaper
Figure BPA00001445889700201
InterstateDrug Exchange，Amityville，NY)小心插入牙周袋的孔口从每一个部位收集GCF样品。将龈沟液取样纸条(Periopaper strips)保存于一处30秒钟和采用预先校正的龈沟液测量仪(Periotron)8000
Figure BPA00001445889700202
(Oraflow Inc.，Plainview，NY)测定收集的GCF体积。将来自每个患者的样品汇集进不同部位类别处，置于分开的Eppendorf管中并储存于-80℃直至分析。
C.代谢物表达概况技术(Metabolite Expression ProfilingTechnology)
如先前(Lawton等，2008)描述的那样实施代谢物表达概况技术。概要地，应用四步序贯提取程序从GCF收集条回收代谢物。通过GC/MS和LC/MS分析提取物。执行色谱法分离接着是全扫描质谱以记录和定量分析存在于样品中的所有可检测的离子。通过与在如实验实施例同样的分析程序下由可信的标准代谢物创建参考库入口比对离子的色谱保留指数和质谱碎裂特征信号(fragmentation signatures)，鉴定具有已知化学结构的代谢物。对于没有被标准覆盖的离子，基于它们独特的离子信号(色谱的和质谱的)增加额外的库入口。从此以后，可常规地检测和定量这些离子。
D.统计分析
采用由Periotron记录的GSF体积使数据标准化。实施ANOVA和T-检验以比较从健康、齿龈炎和牙周炎部位获得的数据。对于各个生化值将Log转换用于观察到的相对浓度。
E.结果
收集总共330份单个GCF样品，导致66份汇集的样品。GCF样品的范围从0.01μl至1.15μl。以μl(±SD)表示的健康、齿龈炎和牙周炎部位类别处的平均体积分别为：0.18±0.10、0.25±0.13和0.42±0.19。
在由Metabolon，Inc的代谢物分布平台分析样品。然后依据样品体积调整化合物的相对定量的值。检测二百二十八(228)份代谢物，其中的一百零三(103)份与代谢区室(Metabolon)化学参考库中的已知化学结构匹配。使用配对T-检验以分析健康、齿龈炎和牙周炎部位之间的差异。大约50％的所检测的代谢物显示在三个部位之间水平改变(p＜0.05)。将与已知化学结构匹配的代谢物绘进它们各自的通用生物化学通路中。ANOVA分析不产生不同于t-检验(数据未显示)的一列代谢物。对于大多数具有改变浓度的代谢物而言，齿龈炎部位的水平位于健康和牙周炎部位的水平之间，提示由齿龈炎引起的代谢的变化与牙周炎那些相连续(continuum)。
1.核酸
细菌降解和代谢宿主核酸。升高水平的核酸降解终产物和中间体提示，由细菌感染使核酸降解通路加速。嘌呤核苷腺苷单磷酸(AMP)和鸟苷单磷酸(GMP)的降解的终产物是尿酸。通路中的中间体包括肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷和鸟嘌呤。参考下表1，将嘌呤降解通路中间体的差异表达概况制成表格。
在本研究中，关于肌苷，在齿龈炎与健康受试者之间肌苷水平有0.22倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间肌苷水平有0.63倍增长。关于次黄嘌呤，在齿龈炎与健康受试者之间次黄嘌呤水平有0.27倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.65倍增长。关于黄嘌呤，在齿龈炎与健康受试者之间黄嘌呤水平有0.15倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.15倍增长。关于鸟苷，在齿龈炎与健康受试者之间鸟苷水平有0.02倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.35倍增长。关于鸟嘌呤，在齿龈炎与健康受试者之间鸟嘌呤水平有0.22倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.66倍增长。增长的表达——即，在本研究中的疾病部位的这些中间体的“向上调节”——表示由于细菌感染，嘌呤降解通路的加速的代谢流量。
与中间体增加相反，在疾病部位终产物尿酸的水平下降。在齿龈炎与健康受试者之间尿酸水平降至后者的0.92倍，而在牙周炎与健康受试者之间尿酸水平降至后者的0.70倍。然而，尿酸是已知的细胞抗氧化剂和如在下一节中所描述的，有清楚的证据表明，在疾病部位氧化应激也被加强。尿酸的减少可为其在清除自由基中损耗的结果。再有，由次黄嘌呤转化为黄嘌呤并且然后转化尿酸的序贯步骤，均由黄嘌呤氧化酶催化。此反应与氧的还原偶联以产生以O2 -和H2O2形式呈现的超氧化物。在此所观察到的嘌呤降解通路变化表示活性氧(ROS)产生增加，为源于由牙周病所致的该通路向上调节的显著结果。
表1
核酸降解通路化合物
Figure BPA00001445889700231
嘧啶核苷酸胞苷单磷酸(CMP)和尿苷单磷酸(UMP)的降解的终产物为尿嘧啶。通路中的中间体是尿苷且其在疾病部位的向上调节表示由于细菌感染的嘧啶降解通路的加速的代谢流量。在齿龈炎与健康受试者之间尿苷水平有0.20倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.82倍增长。尿苷的差异表达概况也在上表1中汇总。
2.抗氧化剂
细菌感染诱导氧化应激和使抗氧化剂水平减少。谷胱甘肽在细胞防御ROS(包括氧离子、自由基和过氧化物)和环氧型生物异源物质(xenobiotics)中起主要作用。在本研究中，在齿龈炎和牙周炎部位，还原型和氧化型谷胱甘肽的水平两者都下降。谷胱甘肽水平和谷胱甘肽生物合成通路中的相关代谢物的下降表示氧化应激环境增强，而谷胱甘肽产生的减少的能力由细菌感染而成。在齿龈炎与健康受试者之间还原型谷胱甘肽水平降至后者的0.65倍，而在牙周炎与健康受试者之间还原型谷胱甘肽水平降至后者的0.35倍。在齿龈炎与健康受试者之间氧化型谷胱甘肽水平降至后者的0.75倍，而在牙周炎与健康受试者之间氧化型谷胱甘肽水平降至后者的0.47倍。
还有，两个其它的主要的细胞抗氧化剂，抗坏血酸和尿酸在疾病部位也减少。在齿龈炎与健康受试者之间抗坏血酸水平降至后者的0.87倍，而在牙周炎与健康受试者之间抗坏血酸水平降至后者的0.39倍。如上所讨论的，在齿龈炎与健康受试者之间尿酸水平降至后者的0.92倍，而在牙周炎与健康受试者之间尿酸水平降至后者的0.70倍。这些代谢物的表达概况的变化，清楚地证明在病症中的氧化应激环境并且在下表2中汇总。
表2
抗氧化剂化合物
Figure BPA00001445889700241
3.氨基酸
与由于组织损伤造成的宿主蛋白质降解一致，多种游离氨基酸和氨基酸代谢物的表达水平由于牙周病而增高。参考下表3，列出嘌呤降解通路中间体的差异表达概况。
在本研究中，关于异亮氨酸，在齿龈炎与健康受试者之间异亮氨酸水平有0.21倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.92倍增长。关于亮氨酸，在齿龈炎与健康受试者之间亮氨酸水平有0.12倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.02倍增长。关于赖氨酸，在齿龈炎与健康受试者之间赖氨酸水平有0.2倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.79倍增长。关于苯丙氨酸，在齿龈炎与健康受试者之间苯丙氨酸水平有0.09倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.61倍增长。关于酪氨酸，在齿龈炎与健康受试者之间酪氨酸水平有0.04倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.41倍增长。在本研究中，在疾病部位的这些氨基酸的向上调节，表示宿主蛋白质被细菌降解。
还有，发现腐胺和尸胺(1，5-二氨基戊烷)，两种聚胺和氨基酸降解的终产物，由于牙周病而向上调节。关于腐胺，在齿龈炎与健康受试者之间腐胺水平有0.42倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.75倍增长。关于尸胺，在齿龈炎与健康受试者之间尸胺水平有0.43倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.88倍增长。虽然腐胺可由哺乳动物和细菌通路两者产生，尸胺几乎专一地来源于细菌(Fothergill和Guest，1977)。通过细菌的赖氨酸脱羧酶从赖氨酸合成尸胺，且其升高的表达水平可表示细菌感染的程度。
在本研究中，对于增高的表达的氨基酸而言，唯一例外的是谷氨酰胺，其随疾病进展而展示出明显减少。在齿龈炎与健康受试者之间谷氨酰胺水平下降至后者的0.84倍，而在牙周炎与健康受试者之间谷氨酰胺水平下降至后者的0.60倍。一种可能的解释是，谷氨酰胺被细菌作为主要的氮源而快速地消耗掉。另一个带氮的氨基酸，谷氨酸盐，也显示在疾病部位减少，尽管其变化超过统计学截止值(statisticalcutoff)(数据未予显示)。另一种解释是，其在蛋白质中表达，而谷氨酰胺以作为游离谷氨酰胺二肽形式的显著量存在。已经报道细菌P.ginivalis使肽—而不是简单的氨基酸代谢—和此游离谷氨酰胺的减少与在它们降解至单一氨基酸之前由细菌对二肽的显著利用一致。
表3
氨基酸
Figure BPA00001445889700261
4.尿素循环
蛋白质向氨基酸的降解释放氨，然后必需由有机体将其转化为更少毒性的氮的形式。在人类中，尿素循环功能使氨转化为尿素和其它终产物。尿素循环中间体和终产物，包括腐胺和4-胍基丁酸，被显著地向上调节。参考上表3，列出尿素通路中间体的差异表达概况表格。如上讨论的，关于腐胺，在齿龈炎与健康受试者之间腐胺水平有0.42倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.75倍增长。关于4-胍基丁酸，在本研究中，在齿龈炎与健康受试者之间4-胍基丁酸水平有0.83倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有1.33倍增长。
5.碳水化合物
多种糖和碳水化合物代谢物的表达变化还阐述宿主组织与细菌之间的相互作用。参考下表4，在疾病部位的三-或二糖，包括麦芽三糖、麦芽糖和麦芽三糖醇(maltotriiol)水平的减少，可为循环中细菌消费的这些膳食营养(dietary nutrients)的结果。在齿龈炎与健康受试者之间麦芽三糖水平下降至后者的0.90倍，而在牙周炎与健康受试者之间麦芽三糖水平下降至后者的0.59倍。在齿龈炎与健康受试者之间麦芽糖水平下降至后者的0.93倍，而在牙周炎与健康受试者之间麦芽糖水平下降至后者的0.72倍。在齿龈炎与健康受试者之间麦芽三糖醇水平下降至后者的0.86倍，而在牙周炎与健康受试者之间麦芽三糖醇水平下降至后者的0.43倍。
这些三-或二糖的降解导致终产物，葡萄糖的水平增高。谈及葡萄糖，在齿龈炎与健康受试者之间葡萄糖水平有0.35倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有0.96倍增长。由生化通路高度调节的增加的葡萄糖，因此导致Kreb’s循环的向上调节和包括α-酮戊二酸盐的中间体的表达增加。在齿龈炎与健康受试者之间α-酮戊二酸盐水平有0.65倍增长，而在牙周炎与健康受试者之间有2.15倍增长。
表4
糖类
Figure BPA00001445889700271
不知名物
也观察到多种不知名物，其显示出如表5中所示的健康的口腔状况、齿龈炎和牙周病的代谢物确认和代谢物水平之间的相互关系。
表5
Figure BPA00001445889700281

Claims (28)

1.一种用于在患者中诊断口腔健康的方法，该方法包括：
a.从患者收集龈沟液样品；
b.检测龈沟液样品中的一种或多种代谢物的水平；和
c.基于所检测的代谢物的水平诊断患有牙周病的患者或健康的口腔状况，
其中所检测的代谢物为选自以下的至少一种化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。
2.一种在患者中诊断口腔健康状况的方法，该方法包括：
a.从患者收集龈沟液；
b.检测龈沟液样品中的代谢物水平；
c.比较在龈沟液样品中所检测的代谢物水平与代谢物参考水平，由此产生差异水平，其中代谢物参考水平与以下的一种或多种代谢物的参考水平相对应：牙周病参考水平或健康参考水平，
其中所检测的代谢物为选自以下的至少一种化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子；和
d.基于所述比较，提供对患者的口腔健康状况的诊断。
3.权利要求2的方法，其中所检测的代谢物和牙周的参考水平的差异水平与牙周病相关联。
4.权利要求2的方法，其中所检测的代谢物和健康参考水平的差异水平与健康的口腔状况相关联。
5.一种在患者中监测牙周病的方法，该方法包括：
a.检测在第一时间点从患者收集的第一份龈沟液样品中的至少一种代谢物的第一水平；
b.检测在第二时间点从患者收集的第二份龈沟液样品中的至少一种代谢物的第二水平；
c.比较第一个所检测的代谢物水平与第二个所检测的代谢物水平，
其中相对于第一个所检测的代谢物水平的第二个所检测的代谢物水平的差异水平表示患者的牙周病中的变化。
6.权利要求5的方法，其中差异水平与相对于表示在患者的牙周病中下降的第一个所检测的代谢物水平的第二个所检测的代谢物水平下降相应，且其中至少一种代谢物为选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
7.权利要求5的方法，其中差异水平与相对于表示在患者的牙周病中下降的第一个所检测的代谢物水平的第二个所检测的代谢物水平增加相对应，且其中至少一种代谢物为选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
8.一种测定受试化合物用于在哺乳动物中治疗牙周病发展的功效的方法，该方法包括以下步骤：
用受试化合物治疗后，检测从患者收集的龈沟液样品的治疗后代谢物水平；
将治疗后代谢物水平与以下的一种或多种作比较：患者的治疗前代谢物水平、牙周的参考水平和健康参考水平；和
基于比较确定受试化合物的功效。
9.权利要求8的方法，其中治疗前代谢物水平可通过包括以下的步骤得到：
检测在第一时间点从患者收集的第一份龈沟液样品的治疗前代谢物水平；和
依据规定的方案将含受试化合物的洁牙剂施用于患者的口腔；
其中在第二时间点检测治疗后代谢物水平。
10.权利要求8的方法，其还包括：
测定受试化合物是否向下调节选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
11.权利要求9的方法，其还包括：
测定受试化合物是否向上调节选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
12.一种鉴定用于治疗哺乳动物牙周病的受试化合物的方法，该方法包括使细胞与受试化合物接触和测定受试化合物是否向下调节选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
13.权利要求12的方法，其还包括：
测定受试化合物是否向上调节选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
14.一种鉴定受试患者在采用标准护理方案时为对治疗剂的响应者或无响应者的方法，该方法包括以下步骤：
产生自受试患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中的代谢物概况包括代谢物确认和代谢物水平；
将受试患者的代谢物概况与参考响应者代谢物概况和参考无响应者代谢物概况作比较，
其中参考响应者代谢物概况从参考响应者患者产生，所述参考响应者患者在依据标准护理方案使用含标准治疗剂的洁牙剂时显示牙周病的消退，
其中参考无响应者代谢物概况从参考无响应者患者产生，所述参考无响应者患者在依据标准护理方案使用含标准治疗剂的洁牙剂时显示牙周病无变化；和
基于所述比较，将受试患者鉴定为对治疗剂的响应者或对治疗剂的无响应者。
15.权利要求14的方法，其中对于参考响应者患者，标准治疗剂向下调节选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
16.权利要求14的方法，其中对于参考响应者患者，标准治疗剂向上调节选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
17.一种在遵循标准的非护理方案时，将受试患者鉴定为对牙周病发展的响应者或无响应者的方法，该方法包括以下步骤：
产生自受试患者收集的龈沟液样品的代谢物概况，其中代谢物概况包括代谢物确认和代谢物水平；
将受试患者的代谢物概况与参考响应者代谢物概况和参考无响应者代谢物概况作比较，
其中参考响应者代谢物概况从参考响应者患者产生，所述患者在遵循标准的非护理方案时发展成牙周病，
其中参考无响应者代谢物概况从参考无响应者患者产生，所述参考无响应者患者在遵循标准的非护理方案时没有发展成牙周病；和
基于所述比较，将受试患者鉴定为对牙周病发展的响应者或对牙周病发展的无响应者。
18.权利要求17的方法，其中对于参考响应者患者，标准的非护理方案向上调节选自以下的至少一个成员：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
19.权利要求17的方法，其中对于参考无响应者患者，标准的非护理方案向下调节选自以下的至少一个成员：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
20.一种口腔护理试剂盒，其包含：
一个或多个用于收集龈沟液样品和用于回收在龈沟液样品中包含的代谢物的龈炎龈沟液收集条；
基于权利要求5的方法诊断患者的口腔健康。
21.一种洁牙剂组合物，其包含：
有效量的口腔健康代谢物治疗剂，其中的治疗剂在至少一个月的时间段内引起代谢物水平的变化，其中改变代谢物水平为高于相应于由对照洁牙剂组合物影响的代谢物参考水平变化的至少5％。
22.权利要求18的洁牙剂组合物，其中对照洁牙剂含三氯生。
23.一种在患者的口腔中检测对应于牙周病的代谢物的方法，该方法包括以下步骤：
将含指示代谢物的组合物的洁牙剂施用于口腔中一个或多个检验的区段，其中所述洁牙剂含指示代谢物的组合物，当将该组合物暴露于代谢物时，其呈现给使用者可辨识的指示剂和与牙周病关联的代谢物水平。
24.一种指示代谢物的洁牙剂，其包括：
指示代谢物的组合物，当将其暴露于代谢物时，其呈现给使用者可辨识的指示剂和与牙周病关联的代谢物水平。
25.权利要求24的指示代谢物的洁牙剂组合物，其中使用者可辨识的指示剂与指示代谢物的洁牙剂的颜色变化相对应。
26.权利要求24的指示代谢物的洁牙剂组合物，其中代谢物为选自以下的至少一种化合物：由氨基酸代谢产生的化合物、在尿素循环中产生的化合物；在谷胱甘肽转化中产生的化合物；在脂类代谢中产生的化合物；在糖类代谢中产生的化合物；由核酸代谢产生的化合物；维生素；和辅助因子。
27.权利要求24的指示代谢物的洁牙剂组合物，其中代谢物水平表示以下的一种或多种物质的向上调节：肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷、鸟嘌呤、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯乙酸、α-羟基异己酸、5-氨基戊酸、胆碱、丙三醇-3-磷酸酯和N-乙酰神经氨酸。
28.权利要求24的指示代谢物的洁牙剂组合物，其中代谢物水平表示以下的一种或多种物质的向下调节：尿酸、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷氨酰胺。
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