Eine Pilot-Querschnittsstudie wurde an der University of Maryland School of Dentistry durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen E-Zigaretten und der Immunantwort des Wirts zu untersuchen. Insgesamt wurden 64 Patienten rekrutiert und in vier Gruppen eingeteilt. Der Zahnfleischstatus wurde bewertet und stimulierter Gesamtspeichel wurde gesammelt, um Biomarker mittels Multiplex-ELISA zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten keine signifikanten Zusammenhänge zwischen den Biomarkern und dem Alter, BMI, der Anzahl der Zähne oder der Gingivitis. Geringe, aber statistisch signifikante Zusammenhänge wurden zwischen den Plaquewerten und den Werten einiger Biomarker gefunden. Es wurden auch Unterschiede in den Werten einiger Biomarker zwischen den Gruppen festgestellt. Die mittleren IL-1β-Werte waren bei Patienten, die E-Zigaretten benutzten, höher als bei den anderen drei Gruppen. Die mittleren TNF-α-Werte waren bei Patienten, die in keiner Form Nikotin ausgesetzt waren, im Vergleich zu den anderen drei Gruppen signifikant niedriger.
Anmerkung: Die Ergebnisse der Studie sind inkonsistent mit ähnlichen Versuchen. Das kann durch die geringen Teilnehmerzahl, den selbstberichteten (und nicht kontrollierten) Raucherstatus oder an Vorerkrankungen durch vorangegangenen Konsum von Tabakzigaretten begründet sein.
Die Veränderungen in der Immunreaktion des Wirts und die Freisetzung von entzündungsfördernden Zytokinen sind bei Zigarettenrauchern gut dokumentiert. Die schädlichen Auswirkungen von E-Zigaretten und deren Zusammenhang mit der Immunantwort des Wirts sind weitgehend unbekannt.
Diese Pilot-Querschnittsstudie wurde an der University of Maryland School of Dentistry durchgeführt. Die Studie wurde in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt, vom IRB genehmigt, und alle Teilnehmer gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab. Insgesamt wurden 64 Patienten rekrutiert und die Studienteilnehmer in vier Gruppen eingeteilt (Tabelle 1). Der Zahnfleischstatus wurde anhand des Plaquewertes und des Silness-Löe-Zahnfleischindex (Loe & Silness, 1963) bewertet.
Stimulierter Gesamtspeichel wurde mit der Sarstedt's Salivette, einem einfachen Wattestäbchensystem, gesammelt. Das Salivette-Röhrchen mit dem getränkten Wattestäbchen wurde 2 Minuten lang bei 1.000 x g zentrifugiert. Dabei wurde klarer Speichel gewonnen, der aliquotiert und bei -80 °C in 1-ml-Aliquots gelagert wurde. Jedes Aliquot wurde dem Zytokin-Kernlabor (CCL) der University of Maryland School of Medicine (UMSOM) zur Zytokinanalyse mittels Multiplex-ELISA (LuminexTM 100 Multianalyte System, Austin, TX) übergeben.
An der Studie nahmen insgesamt 64 Patienten mit einem Alter zwischen 28 und 83 Jahren teil (Mittelwert: 51,66 +/- 16,81 Jahre). Mindestens 15 Patienten waren in jeder der vier Gruppen vertreten (Tabelle 1). Die Studienpopulation bestand aus etwas mehr Männern (58 %) als Frauen (42 %), und fast zwei Drittel der Studienpopulation waren kaukasischer Herkunft (64 %). Es wurden keine signifikanten Zusammenhänge zwischen den Biomarkern und dem Alter, dem BMI, der Anzahl der Zähne oder der Gingivitis festgestellt (Tabelle 2). Geringe, aber statistisch signifikante Zusammenhänge wurden zwischen den Plaquewerten und den Werten der folgenden Biomarker gefunden: IL-1β, IL-10 und IL-1RA. Für jeden der Speichelbiomarker wurde eine einseitige ANOVA durchgeführt, um die Unterschiede zwischen den vier Gruppen zu untersuchen (Tabelle 3). Es wurden Levene-Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass sich die Varianzen zwischen den vier Gruppen nicht signifikant unterscheiden. Der Levene-Test war für TNF-α signifikant (F (3, 60) = 9,79, p ≤ 0,001). Eine robuste Brown-Forsythe-ANOVA, die nicht von gleichen Varianzen ausgeht, bestätigte den mit der konventionellen ANOVA gefundenen signifikanten Unterschied (F (3, 43,37) = 6,76, p ≤ 0,001). Wie in Tabelle 3 dargestellt, wurden für zwei der Biomarker, IL-1β und TNF-α, Unterschiede festgestellt. Es wurden paarweise Post-hoc-Vergleiche mit Bonferroni-Anpassungen durchgeführt, um festzustellen, welche Gruppen sich voneinander unterschieden. Die mittleren IL-1β-Werte waren bei Patienten, die E-Zigaretten benutzten, höher als bei den anderen drei Gruppen. Allerdings erreichte nur der Vergleich zwischen E-Zigarettenkonsumenten und Mischkonsumenten statistische Signifikanz (p = 0,028). Die mittleren TNF-α-Werte waren bei Patienten, die in keiner Form Nikotin ausgesetzt waren (Kontrollen), im Vergleich zu den anderen drei Gruppen signifikant niedriger (p < 0,05).
Mokeem et al. untersuchten die IL-1β- und IL-6-Spiegel mit unstimuliertem Gesamtspeichel und fanden statistisch höhere IL-1β- und IL-6-Spiegel bei derzeitigen konventionellen Zigarettenrauchern und Wasserpfeifenrauchern (p<0,01) im Vergleich zu Nichtrauchern und E-Zigaretten-Nutzern (Mokeem et al., 2018). Interessanterweise erreichten die Spiegel von IL-1β und IL-6 bei aktuellen Zigarettenrauchern mindestens 100 ng/ml, während in der aktuellen Studie IL-1β und IL-6 bei aktuellen Zigarettenrauchern drastisch niedriger waren und nicht mehr als 2,0 pg/mL betrugen. Die signifikanten Unterschiede zwischen diesen Studien können auf die Methoden der Speichelsammlung, die Art des Speichels (stimuliert vs. nicht stimuliert) und die unterschiedlichen institutionellen Laborprotokolle und experimentellen Methoden bei der Durchführung von ELISA-Tests zurückgeführt werden. Darüber hinaus gibt es große Unterschiede bei den Inhaltsstoffen der im Handel erhältlichen E-Zigaretten, insbesondere an verschiedenen geografischen Standorten.
In einer Studie aus dem Jahr 2019 wurde kein statistisch signifikanter Anstieg der Spiegel von proinflammatorischen Zytokinen (IL-1β, IL-6, IFN-γ, TNF-α und MMP-8) in der Gingivakrebsflüssigkeit (GCF) bei E-Zigarettenkonsumenten im Vergleich zu Nichtrauchern festgestellt (BinShabaib et al., 2019). Eine Studie von Al-Aali et al. aus dem Jahr 2018, bei der periimplantäre Sulkusflüssigkeit (PISF) verwendet wurde, verglich 47 E-Zigarettennutzer mit 45 Nichtrauchern und diese Studie zeigte, dass die TNF-α- und IL-1β-Werte bei E-Zigarettennutzern statistisch signifikant erhöht waren (Al-Aali et al., 2018). Die Ergebnisse dieser Studie ähneln der vorliegenden Studie insofern, als dass sowohl die TNF-α- als auch die IL-1β-Spiegel bei E-Zigarettenkonsumenten erhöht waren. Eine wichtige positive Kontrollgruppe von konventionellen Zigarettenrauchern fehlte jedoch in dieser Studie. Eine nachfolgende Studie von AlQahtani et al., die ebenfalls PISF verwendete, zeigte erhöhte TNF-α-, IL-1β- und IL-6-Werte bei E-Zigarettenkonsumenten, Wasserpfeifenrauchern und herkömmlichen Zigarettenrauchern im Vergleich zu Nichtrauchern (AlQahtani, Alayad, Alshihri, Correa, & Akram, 2018). Kürzlich charakterisierten ArRejaie et al. proinflammatorische Zytokinspiegel und periimplantäre Parameter bei E-Zigaretten-Nutzern, konventionellen Zigarettenrauchern und Nichtrauchern (ArRejaie et al., 2019). Ähnlich wie die Ergebnisse unserer Studie waren die IL-1β-Spiegel bei E-Zigaretten-Nutzern erhöht.
Erst kürzlich untersuchte eine wegweisende Studie von Ganesan et al. 2020 die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Zytokinexpression (gemessen durch GCF) und auf das subgingivale Mikrobiom von 123 parodontal gesunden Personen (Ganesan, 2020). Sie wiesen nach, dass der Konsum von E-Zigaretten mit einem hohen Anteil an gramnegativen fakultativen Keimen verbunden war, während konventionelles Zigarettenrauchen selektiv zu einer Anreicherung gramnegativer Anaerobier führte. Darüber hinaus wiesen E-Zigarettenkonsumenten im Vergleich zu Nichtrauchern signifikant höhere Werte von IL-2, IL-6, GM-CSF, TNF-α und INF- und niedrigere Werte von IL-10 auf. Interessanterweise wiesen die Raucher konventioneller Zigaretten im Vergleich zu den Nichtrauchern ebenfalls hohe Werte von IL-2, IL-6, TNF- α und INF- und niedrigere Werte von IL-10 auf. Wichtig ist, dass sowohl E-Zigaretten als auch herkömmliche Zigaretten mit hohen Entzündungswerten in Verbindung gebracht wurden; durch Meta-Transkriptomik konnten die Autoren zeigen, dass diese durch unterschiedliche Signalwege vermittelt werden. Unsere Ergebnisse spiegeln die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten systematischen Überprüfung wider, in der ebenfalls festgestellt wurde, dass die proinflammatorischen Zytokinwerte bei E-Zigarettenkonsumenten höher sind (Ralho et al., 2019). Es ist daher zu hoffen, dass diese Pilotstudie künftige Forschungen im Bereich der nicht-invasiven Speicheldiagnostik anregt und die Aufmerksamkeit auf die pathophysiologischen Implikationen erhöhter Zytokinspiegel bei E-Zigarettenkonsumenten lenkt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die kombinierten Ergebnisse dieser Studie und früherer Studien die Sicherheit von E-Zigaretten als Mittel zur Raucherentwöhnung in Frage stellen und den Bedarf an weiterer Forschung in Form von prospektiven Längsschnittstudien mit größeren Stichprobengrößen unterstreichen.
https://doi.org/10.1111/odi.13533
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32620031/
Faridoun A, Sultan AS, Jabra-Rizk MA, Weikel D, Varlotta S, Meiller TF. Salivary biomarker profiles in E-cigarette users and conventional smokers: A cross-sectional study. Oral Dis. 2021;27(2):277-279. doi:10.1111/odi.13533