Relationships between Saliva and Blood Samples in the Analysis of Inflammatory and Oxidative Stress Biomarkers in Young Male Adults

Abstract

Objectives: Diagnostic value of saliva depends on the reproducibility of data in repeatedly collected samples and predictable correlations between saliva and blood. The aim of study was to investigate the reliability, blood reflectance, and influence of blood contamination in the analysis of inflammatory and oxidative stress biomarkers in saliva samples.

Methods: In total, 37 healthy young male participants (26.7 ± 2.2 years) were included. Unstimulated whole saliva and blood samples were collected on the first visit, and saliva samples were collected again after 2-3 days. The concentrations of total protein and inflammatory [C-reactive protein (CRP), IL-1β, IL-6, and TNF-α] and oxidative stress [8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG), malondialdehyde (MDA), and total antioxidant capacity (TAC)] biomarkers in saliva and blood, and as well as blood contamination biomarkers (transferrin and hemoglobin) in saliva were analyzed.

Results: The intra-class correlations of all examined biomarkers except TNF-α were fair to excellent. Significant positive correlations between CRP and IL-6 and between total protein and TAC were stable in the saliva samples collected on different days. Notably, IL-6 was the only biomarker that showed a significant correlation between saliva and blood. As the concentration of salivary transferrin increased, the saliva/blood ratios of total protein and TAC also increased. The concentration of salivary hemoglobin did not affect the saliva/blood ratios of biomarkers.

Conclusions: The findings of this study are limited to healthy young males. For clinical applications, studies on salivary diagnostics should be performed for individual disease and health conditions, demographic characteristics, and biomarkers.

타액 검체의 수집은 비침습적이고, 비용 효율적이며, 안전하고, 반복 채취가 용이하므로 타액을 질병 및 건강 상태 평가를 위한 진단 검체로 활용하려는 노력이 지속되어 왔다. 특히 여러 질병 및 노화 과정에 관련된 염증 및 산화 스트레스 생체 표지자의 타액 내 농도는 여러 질병 및 노화 과정에 관련되어 있음이 기존의 연구를 통해 밝혀져 있으므로 질병 및 건강상태 모니터링 등에 활용 가능성이 크다.

그러나 타액의 수집, 저장 및 보관 과정의 표준화가 아직 확립되지 않았고, 건강 상태에 따른 타액 내 생체 표지자들의 표준 농도가 아직 확립되지 않았다는 한계를 가지고 있어 실제 임상에의 적용은 제한적이다. 타액 내 생체 표지자의 분석이 진정한 임상적 가치를 가지기 위해서는 반복적으로 수집된 타액 검체에서 재현가능한 결과가 얻어져야 하며, 타액 내 생체 표지자의 농도와 혈액 내 생체 표지자의 농도 간의 상관관계가 예측 가능해야 한다. 또한, 일반적으로 타액 내의 생체 표지자 농도는 혈액 내 보다 매우 낮은 경향이 있으므로, 치은의 염증 혹은 구강 점막의 연속성이 훼손되어 혈액이 구강 내로 노출 되는 경우, 타액 내 생체 표지자의 농도가 크게 증가될 수 있다. 따라서 타액 내의 혈액 오염 정도와 그에 따른 타액 내 생체 표지자의 영향을 평가하는 방법을 개발해야 한다.

본 연구에서는 건강한 성인에서 염증 및 산화 스트레스 생체 표지자를 대상으로 타액 검체의 신뢰도, 타액 검체와 혈액 검체의 관련성 및 타액 검체의 혈액 오염이 타액 검체 내 생체 표지자 분석에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 하였다.

본 연구는 건강한 37명의 남성(평균 나이 26.7 ± 2.2세)을 대상으로 하였으며 첫 방문 시에는 비자극 전타액과 정맥혈을, 2-3일 후 두 번째 방문 시에는 비자극 전타액을 채취하였다. 이를 토대로 타액과 혈액 내의 총 단백질, 염증성 물질 [C-reactive protein (CRP), IL-1β, IL-6 및 TNF-α], 산화 스트레스 물질 [8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG), malondialdehyde (MDA) 및 총 항산화 용량 (total Antioxidant Capacity, TAC)]과 혈액 오염 표지자 물질 (transferrin 및 hemoglobin) 농도를 분석하였다.

타액 검체의 신뢰도와 관련하여, TNF-α를 제외한 모든 생체 표지자의 급내상관 (intra-class correlation) 수준이 신뢰성 있게 나타났으며 두 번의 방문 시 채취된 타액 검체 모두에서 CRP와 IL-6 및 총 단백질과 총 항산화 용량 간의 통계적으로 유의미한 양의 상관관계가 나타났다. 또한, 타액 검체의 IL-6농도는 혈액 검체의 IL-6농도와 유의미한 상관관계를 보였으며, 혈액 오염 표지자인 타액 내 transferrin 농도가 증가할수록, 총 단백질과 총 항산화 용량의 타액/혈액 비율이 함께 증가되었다. 반면, 타액 내 hemoglobin의 농도는 본 연구에서 분석된 생체 표지자의 타액/혈액 비율에 영향을 주지 못하였다.

결론적으로 본 연구를 통해 타액 분석 결과가 재현가능하며 신뢰성이 있음을 확인하였다. IL-6는 본 연구에서 포함된 여러 생체 표지자 중 타액과 혈액 농도 간에 유의미한 상관관계를 보인 유일한 생체 표지자였으며, 건강한 젊은 성인 남성에서 transferrin이 hemoglobin에 비해 더 신뢰할 수 있는 혈액 오염의 생체 표지자인 것으로 확인되었다. 그러나, 본 연구는 건강한 젊은 남성만을 대상으로 시행되었으므로 연구결과 해석에 제한이 있다. 따라서 향후 본 분야의 임상 적용을 확립하기 위해서는 다양한 연령 및 성별에서 여러 건강 및 질병 상태를 대상으로 각 생체 표지자 들에 대한 후속 연구가 수행되어야 한다.