Salivary Bioscience: Nền tảng Nghiên cứu & Ứng dụng Nước bọt Liên ngành

Khám phá khoa học sinh học nước bọt: Nền tảng kiến thức, phương pháp và các ứng dụng nghiên cứu liên ngành trong nhiều lĩnh vực khoa học.

• Tác giả: Douglas A. Granger
• Trường học: University of California at Irvine
• Chuyên ngành: Salivary Bioscience
• Đề tài: Khoa học sinh học nước bọt: Nền tảng và Ứng dụng
• Loại tài liệu: Nghiên cứu liên ngành
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Irvine

Tóm tắt

I. Khoa học sinh học nước bọt Nền tảng và ý nghĩa cốt lõi

Khoa học sinh học nước bọt là một lĩnh vực liên ngành đang phát triển mạnh mẽ, tập trung vào việc khám phá, đo lường và ứng dụng các phân tử sinh học có trong nước bọt. Lịch sử của ngành này ghi nhận những bước tiến vượt bậc, từ những nghiên cứu ban đầu trong lĩnh vực nha khoa đến sự tích hợp rộng rãi vào các ngành khoa học hành vi và xã hội. Trước đây, máu và nước tiểu là mẫu sinh học tiêu chuẩn. Tuy nhiên, việc thu thập mẫu nước bọt mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Đây là một phương pháp chẩn đoán không xâm lấn, thuận tiện và không gây đau đớn, cho phép lặp lại việc lấy mẫu nhiều lần mà không gây gánh nặng cho người tham gia. Tài liệu "Salivary Bioscience: Foundations of Interdisciplinary Saliva Research and Applications" của Taylor và Granger (2020) chỉ ra rằng số lượng các bài báo khoa học về lĩnh vực này đã tăng từ vài bài mỗi năm lên hơn 1500 bài vào năm 2019. Sự thay đổi này phản ánh một bước chuyển đổi nhận thức quan trọng: từ việc xem nước bọt chỉ là một chất thay thế cho máu ("saliva diagnostics") sang một lĩnh vực khoa học độc lập ("salivary bioscience"). Quan điểm hiện đại cho rằng khoang miệng là "cửa sổ nhìn vào cơ thể", cung cấp thông tin quý giá về trạng thái sinh lý, sức khỏe và bệnh tật. Lĩnh vực này không chỉ dừng lại ở việc đo lường các dấu ấn sinh học nước bọt tương quan với nồng độ trong máu, mà còn nghiên cứu các phân tử được sản xuất tại chỗ trong khoang miệng. Sự phát triển này mở ra vô số cơ hội cho việc theo dõi sức khỏe trong các bối cảnh tự nhiên, từ phòng thí nghiệm đến đời sống hàng ngày, góp phần thúc đẩy y học chính xác và cá nhân hóa.

1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của ngành

Lịch sử của khoa học sinh học nước bọt bắt nguồn từ những nỗ lực ban đầu trong nghiên cứu nha khoa và sinh học miệng, với các nhà tiên phong như Irwin Mandel, Lawrence Tabak và Daniel Malamud. Tuy nhiên, cột mốc quan trọng là vào những năm 1980, khi các nhà nghiên cứu tâm sinh lý học như Dirk Hellhammer khám phá ra rằng nồng độ cortisol trong nước bọt có thể phản ánh chính xác nồng độ cortisol lưu hành trong máu. Khám phá này đã mở ra một kỷ nguyên mới, thu hút sự quan tâm của nhiều lĩnh vực khác nhau. Cùng lúc đó, các nỗ lực thương mại hóa xét nghiệm nước bọt để sàng lọc HIV đã thúc đẩy việc chuẩn hóa các quy trình thu thập và phân tích. Theo thời gian, phạm vi các chất phân tích được mở rộng sang các hormone trong nước bọt như progesterone, estrogen, và testosterone, cung cấp những công cụ mới cho nghiên cứu về hành vi và sức khỏe con người.

1.2. Tại sao phân tích nước bọt là phương pháp ưu việt

Phương pháp phân tích nước bọt được ưa chuộng vì tính chất không xâm lấn, giảm thiểu căng thẳng và sự khó chịu cho người tham gia so với việc lấy máu. Điều này đặc biệt có giá trị trong các nghiên cứu với đối tượng nhạy cảm như trẻ em, người cao tuổi, hoặc trong các nghiên cứu đòi hỏi lấy mẫu lặp lại nhiều lần. Khả năng tự thu thập mẫu tại nhà hoặc trong môi trường tự nhiên giúp tăng cường tính hợp lệ sinh thái của nghiên cứu. Hơn nữa, việc này cho phép thu thập dữ liệu sinh học đồng bộ từ nhiều cá nhân cùng lúc, chẳng hạn như trong các nghiên cứu về tương tác xã hội hoặc đội nhóm. Sự tiện lợi này mở rộng khả năng nghiên cứu các quá trình sinh học trong thời gian thực, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự biến thiên nội cá nhân và phản ứng sinh lý với các kích thích hàng ngày.

1.3. Từ chẩn đoán đến khoa học sinh học Một sự thay đổi lớn

Ban đầu, giá trị của nước bọt chủ yếu được xem xét dưới góc độ chẩn đoán, tức là một chất thay thế cho máu. Tuy nhiên, quan điểm này đã phát triển thành một lĩnh vực rộng lớn hơn là khoa học sinh học nước bọt. Lĩnh vực này thừa nhận rằng các phép đo trong nước bọt có thể là chỉ số quan trọng về sức khỏe và bệnh tật theo đúng nghĩa của chúng, ngay cả khi chúng không tương quan trực tiếp với các chỉ số trong máu. Harold Slavkin, trong báo cáo của Tổng Y sĩ Hoa Kỳ, đã nhấn mạnh khoang miệng là "cửa sổ nhìn vào cơ thể". Điều này có nghĩa là nước bọt chứa các dấu ấn sinh học (salivary biomarkers) không chỉ phản ánh các quá trình toàn thân mà còn cả các quá trình sinh lý tại chỗ liên quan đến hệ miễn dịch và sức khỏe răng miệng.

II. Thách thức và bí quyết thu thập mẫu nước bọt hiệu quả

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc thu thập mẫu nước bọt và phân tích cũng đối mặt với không ít thách thức. Một trong những vấn đề chính là đảm bảo tính toàn vẹn và chất lượng của mẫu. Các yếu tố như phương pháp thu thập, thời điểm lấy mẫu, tình trạng sức khỏe của người tham gia, và việc tuân thủ quy trình bảo quản đều có thể ảnh hưởng lớn đến kết quả. Nguồn gốc của các chất trong nước bọt rất đa dạng, không chỉ từ máu mà còn từ các tuyến nước bọt, dịch nướu, và vi sinh vật trong miệng. Điều này đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải có kiến thức sâu về giải phẫu và sinh lý của khoang miệng để diễn giải kết quả một cách chính xác. Ví dụ, nồng độ của một số chất phân tích phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy của nước bọt, đòi hỏi phải có sự chuẩn hóa trong quy trình. Các yếu tố ngoại lai như thực phẩm, đồ uống, thuốc lá, hoặc một số loại thuốc có thể gây nhiễm bẩn hoặc ảnh hưởng đến nồng độ của các dấu ấn sinh học nước bọt. Do đó, việc xây dựng một quy trình thu thập mẫu nghiêm ngặt, bao gồm hướng dẫn chi tiết cho người tham gia và quản lý chuỗi lạnh (cold chain management) hiệu quả, là yếu tố then chốt để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu. Việc hiểu rõ những thách thức này và áp dụng các biện pháp thực hành tốt nhất sẽ tối ưu hóa giá trị của các nghiên cứu sử dụng nước bọt.

2.1. Quy trình thu thập mẫu nước bọt không xâm lấn tối ưu

Quy trình thu thập mẫu nước bọt tối ưu đòi hỏi sự chuẩn hóa để giảm thiểu biến thiên. Phương pháp phổ biến nhất là để nước bọt chảy tự nhiên (passive drool) vào một lọ chứa. Phương pháp này thu được mẫu nước bọt toàn phần và phù hợp với hầu hết các chất phân tích. Đối với trẻ nhỏ hoặc những người gặp khó khăn, có thể sử dụng các dụng cụ thấm hút chuyên dụng. Người tham gia cần được hướng dẫn không ăn, uống, hoặc hút thuốc ít nhất 30 phút trước khi lấy mẫu để tránh nhiễm bẩn. Rửa miệng bằng nước lọc trước 10 phút có thể giúp loại bỏ mảnh vụn thức ăn nhưng cần tuân thủ thời gian chờ để nước bọt trở lại trạng thái cân bằng. Việc ghi lại chính xác thời gian lấy mẫu là cực kỳ quan trọng, đặc biệt đối với các chất có nhịp điệu sinh học ngày đêm như cortisol.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích nước bọt

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích nước bọt. Nhiễm bẩn máu, dù chỉ ở mức độ rất nhỏ, có thể làm tăng giả tạo nồng độ của nhiều chất phân tích do nồng độ của chúng trong máu cao hơn trong nước bọt gấp nhiều lần. Tình trạng sức khỏe răng miệng, chẳng hạn như viêm nướu, cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả. Tốc độ dòng chảy của nước bọt là một yếu tố quan trọng khác; một số dấu ấn sinh học như Immunoglobulin A (sIgA) có nồng độ thay đổi nghịch với tốc độ dòng chảy. Ngoài ra, việc sử dụng một số loại thuốc, nhịp điệu sinh học, và các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét và kiểm soát trong thiết kế nghiên cứu để đảm bảo kết quả chính xác và đáng tin cậy.

2.3. Vai trò của tuyến nước bọt trong thành phần mẫu

Nước bọt được tiết ra từ ba cặp tuyến nước bọt chính (tuyến mang tai, dưới hàm, dưới lưỡi) và hàng trăm tuyến phụ. Mỗi tuyến đóng góp các thành phần khác nhau vào hỗn hợp nước bọt toàn phần. Tuyến mang tai chủ yếu tiết ra dịch lỏng, giàu enzyme như alpha-amylase nước bọt. Trong khi đó, các tuyến dưới hàm và dưới lưỡi tiết ra dịch nhầy hơn, giàu mucin. Sự đóng góp tương đối của mỗi tuyến thay đổi tùy thuộc vào trạng thái kích thích. Khi không bị kích thích, tuyến dưới hàm đóng góp nhiều nhất. Khi có kích thích (ví dụ như nhai), tuyến mang tai trở nên chiếm ưu thế. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến thành phần của mẫu nước bọt, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chuẩn hóa điều kiện lấy mẫu (kích thích hay không kích thích) trong các nghiên cứu.

III. Phương pháp phân tích các dấu ấn sinh học nước bọt chính

Việc phân tích nước bọt đã phát triển từ các kỹ thuật miễn dịch phóng xạ đơn giản đến các phương pháp xét nghiệm miễn dịch enzyme (EIA) và các công nghệ đa kênh hiện đại. Các dấu ấn sinh học nước bọt cung cấp thông tin về nhiều hệ thống sinh lý khác nhau, từ trục hạ đồi-tuyến yên-thượng thận (HPA) đến hệ thần kinh tự chủ (ANS) và hệ miễn dịch. Trong đó, cortisol trong nước bọt được xem là "tiêu chuẩn vàng" để đo lường căng thẳng và hoạt động của trục HPA. Nồng độ cortisol tự do trong nước bọt phản ánh chính xác phần cortisol có hoạt tính sinh học trong máu. Một dấu ấn sinh học quan trọng khác là alpha-amylase nước bọt (sAA), một enzyme tiêu hóa được sử dụng làm chỉ số cho hoạt động của hệ thần kinh giao cảm. Sự gia tăng sAA thường liên quan đến các phản ứng căng thẳng cấp tính. Phân tích đồng thời cả cortisol và sAA cho phép các nhà nghiên cứu có được một bức tranh toàn diện hơn về phản ứng sinh lý đối với căng thẳng. Các kỹ thuật phân tích hiện đại như Luminex hay Mesoscale Discovery cho phép đo lường đồng thời nhiều dấu ấn sinh học từ một lượng mẫu nhỏ, mở ra cơ hội nghiên cứu sự tương tác phức tạp giữa các hệ thống sinh học, một lĩnh vực cốt lõi của nội tiết học thần kinh tâm lý (psychoneuroendocrinology).

3.1. Cortisol trong nước bọt Chỉ dấu vàng đo lường căng thẳng

Cortisol trong nước bọt là một trong những salivary biomarkers được nghiên cứu rộng rãi nhất. Nó là một hormone steroid được giải phóng theo nhịp điệu ngày đêm và đáp ứng với căng thẳng. Việc đo lường cortisol trong nước bọt cho phép đánh giá hoạt động của trục HPA một cách không xâm lấn. Các nghiên cứu thường tập trung vào phản ứng cortisol khi thức dậy (Cortisol Awakening Response - CAR) hoặc phản ứng với các tác nhân gây căng thẳng trong phòng thí nghiệm. Vì nồng độ cortisol trong nước bọt chỉ phản ánh phần không liên kết với protein (khoảng 1-10% tổng cortisol trong máu), nó được coi là một chỉ số chính xác hơn về cortisol có hoạt tính sinh học so với cortisol toàn phần trong máu.

3.2. Alpha amylase nước bọt Phản ứng của hệ thần kinh giao cảm

Alpha-amylase nước bọt (sAA) là một enzyme được sản xuất chủ yếu bởi tuyến mang tai và hoạt động của nó được điều chỉnh bởi hệ thần kinh tự chủ. Mức độ sAA tăng nhanh chóng để đáp ứng với các tác nhân gây căng thẳng tâm lý và thể chất, làm cho nó trở thành một chỉ dấu hữu ích cho hoạt động của hệ thần kinh giao cảm. Không giống như cortisol có độ trễ phản ứng khoảng 20-30 phút, sAA phản ứng gần như tức thời. Do đó, việc đo lường sAA cung cấp một cửa sổ thời gian khác để quan sát phản ứng căng thẳng. Sự kết hợp giữa cortisol và sAA mang lại cái nhìn sâu sắc về sự cân bằng giữa hai nhánh chính của hệ thống phản ứng căng thẳng.

IV. Bí quyết xét nghiệm hormone miễn dịch và DNA nước bọt

Ngoài các dấu ấn căng thẳng, khoa học sinh học nước bọt còn mở rộng sang phân tích nhiều phân tử khác. Các hormone trong nước bọt, chẳng hạn như testosterone, progesterone, và estradiol, có thể được đo lường để nghiên cứu các vấn đề liên quan đến nội tiết, sinh sản và hành vi. Việc xét nghiệm nước bọt cung cấp một phương pháp thuận tiện để theo dõi sự thay đổi hormone theo chu kỳ kinh nguyệt hoặc trong suốt quá trình phát triển. Về phương diện miễn dịch, Immunoglobulin A (sIgA) là kháng thể chiếm ưu thế trong các chất tiết niêm mạc và đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại mầm bệnh. Nồng độ sIgA trong nước bọt được sử dụng như một chỉ số về chức năng hệ miễn dịch niêm mạc, thường bị ảnh hưởng bởi căng thẳng mãn tính và bệnh tật. Một trong những đột phá lớn nhất là khả năng xét nghiệm DNA từ nước bọt. Nước bọt chứa một lượng lớn tế bào biểu mô và tế bào bạch cầu, là nguồn DNA chất lượng cao cho các phân tích di truyền và biểu sinh. Phương pháp này đã cách mạng hóa các nghiên cứu di truyền học quần thể và y học cá nhân hóa, với các công ty như 23andMe sử dụng nước bọt làm mẫu chính. Việc thu thập DNA từ nước bọt đơn giản hơn và an toàn hơn nhiều so với lấy máu, tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu quy mô lớn.

4.1. Phân tích hormone trong nước bọt Testosterone và Progesterone

Việc đo lường các hormone trong nước bọt như testosterone và progesterone đã trở nên phổ biến trong nghiên cứu hành vi và sức khỏe. Giống như cortisol, các hormone steroid này khuếch tán thụ động từ máu vào nước bọt, và nồng độ của chúng trong nước bọt phản ánh phần có hoạt tính sinh học. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu điều tra mối liên hệ giữa hormone và các hành vi xã hội như cạnh tranh, hung hăng, hoặc liên kết xã hội trong các bối cảnh tự nhiên. Xét nghiệm nước bọt cũng rất hữu ích trong việc theo dõi các thay đổi nội tiết tố liên quan đến chu kỳ sinh sản và tuổi dậy thì.

4.2. Immunoglobulin A sIgA Đánh giá chức năng hệ miễn dịch

Secretory Immunoglobulin A (sIgA) là một dấu ấn sinh học quan trọng để đánh giá sức khỏe của hệ miễn dịch niêm mạc. sIgA được sản xuất tại chỗ bởi các tế bào plasma trong các tuyến nước bọt. Nồng độ của nó có thể bị suy giảm do căng thẳng tâm lý mãn tính, thiếu ngủ hoặc tập thể dục quá sức, làm tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp trên. Do đó, việc theo dõi sIgA trong nước bọt là một công cụ hữu ích trong y học thể thao, tâm lý học sức khỏe và nghiên cứu về tác động của căng thẳng lên hệ miễn dịch. Đây là một ví dụ điển hình về một dấu ấn sinh học nước bọt có giá trị độc lập, không cần đối chiếu với máu.

4.3. Tiềm năng của xét nghiệm DNA từ nước bọt trong di truyền học

Khả năng thực hiện xét nghiệm DNA từ nước bọt đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực di truyền học. Mẫu nước bọt cung cấp đủ lượng DNA chất lượng cao để thực hiện các phân tích đa hình di truyền, giải trình tự gen và nghiên cứu biểu sinh. Quy trình thu thập đơn giản và không xâm lấn cho phép triển khai các nghiên cứu di truyền trên quy mô lớn một cách hiệu quả về chi phí. Điều này không chỉ thúc đẩy nghiên cứu cơ bản về mối tương tác gen-môi trường mà còn hỗ trợ các ứng dụng thực tiễn trong y học cá nhân hóa, dược lý di truyền và xác định nguy cơ bệnh tật.

V. Top ứng dụng y khoa của nước bọt trong chẩn đoán theo dõi

Các ứng dụng y khoa của nước bọt ngày càng đa dạng và có tác động lớn. Trong lĩnh vực chẩn đoán không xâm lấn, nước bọt đang được nghiên cứu như một công cụ để phát hiện sớm các bệnh ung thư (đặc biệt là ung thư miệng), bệnh tự miễn và các bệnh thoái hóa thần kinh. Các dấu ấn sinh học như protein và RNA trong nước bọt có thể chỉ ra sự hiện diện của khối u hoặc các quá trình bệnh lý khác. Trong theo dõi điều trị, xét nghiệm nước bọt được sử dụng để theo dõi nồng độ thuốc trong cơ thể, giúp cá nhân hóa liều lượng và tối ưu hóa hiệu quả điều trị mà không cần lấy máu thường xuyên. Lĩnh vực nội tiết học thần kinh tâm lý (psychoneuroendocrinology) cũng được hưởng lợi lớn, khi các nhà lâm sàng có thể sử dụng các chỉ số như cortisol trong nước bọt để đánh giá mức độ căng thẳng sinh lý ở bệnh nhân mắc chứng rối loạn lo âu hoặc trầm cảm. Hơn nữa, nước bọt còn là công cụ hữu ích trong dịch tễ học, cho phép sàng lọc các bệnh truyền nhiễm như HIV, viêm gan và gần đây là COVID-19 trên quy mô lớn một cách nhanh chóng và an toàn. Những ứng dụng này chứng tỏ tiềm năng to lớn của nước bọt trong việc cải thiện chẩn đoán, theo dõi sức khỏe và quản lý bệnh tật.

5.1. Chẩn đoán không xâm lấn các bệnh lý thần kinh và ung thư

Một trong những ứng dụng y khoa của nước bọt hứa hẹn nhất là chẩn đoán không xâm lấn. Các nghiên cứu đang tập trung vào việc xác định các bộ dấu ấn sinh học nước bọt đặc hiệu cho các bệnh như Alzheimer, Parkinson và một số loại ung thư. Ví dụ, sự thay đổi trong hệ protein (proteome) hoặc hệ phiên mã (transcriptome) của nước bọt có thể cung cấp các tín hiệu sớm về bệnh. Mặc dù nhiều xét nghiệm vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, tiềm năng thay thế các phương pháp xâm lấn như sinh thiết hoặc chọc dò tủy sống là rất lớn, hứa hẹn một tương lai nơi chẩn đoán bệnh có thể được thực hiện một cách đơn giản và an toàn hơn.

5.2. Theo dõi nồng độ thuốc và đánh giá phơi nhiễm môi trường

Phân tích nước bọt cung cấp một phương pháp hiệu quả để theo dõi nồng độ thuốc điều trị (Therapeutic Drug Monitoring - TDM). Nồng độ của nhiều loại thuốc trong nước bọt tương quan tốt với nồng độ tự do, có hoạt tính trong máu. Điều này giúp bác sĩ điều chỉnh liều lượng thuốc một cách chính xác cho từng bệnh nhân. Ngoài ra, nước bọt còn được sử dụng để đánh giá sự phơi nhiễm với các chất độc từ môi trường, chẳng hạn như kim loại nặng hoặc thuốc trừ sâu. Khả năng thu thập mẫu dễ dàng cho phép theo dõi phơi nhiễm theo thời gian, cung cấp dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu sức khỏe cộng đồng và y học nghề nghiệp.

VI. Hướng đi tương lai cho khoa học sinh học nước bọt 2024

Tương lai của khoa học sinh học nước bọt đầy hứa hẹn với những định hướng tập trung vào y học chính xác và công nghệ tích hợp. Một trong những mục tiêu chính là phát triển các thiết bị chẩn đoán tại điểm chăm sóc (point-of-care) sử dụng nước bọt. Các thiết bị này, có thể kết nối với điện thoại thông minh, sẽ cho phép người dùng và bác sĩ theo dõi sức khỏe trong thời gian thực, từ việc kiểm tra mức đường huyết, nồng độ hormone đến phát hiện các dấu hiệu nhiễm trùng. Sự phát triển của "salivaomics" – bao gồm proteomics, metabolomics, và transcriptomics từ nước bọt – sẽ tiếp tục khám phá ra các dấu ấn sinh học nước bọt mới, mang lại hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế bệnh sinh. Những tiến bộ này sẽ thúc đẩy y học cá nhân hóa, nơi các quyết định điều trị được đưa ra dựa trên hồ sơ sinh học độc nhất của mỗi cá nhân. Hơn nữa, việc tích hợp dữ liệu từ nước bọt vào các hệ thống dữ liệu sức khỏe lớn sẽ tạo ra cơ hội cho các nghiên cứu dịch tễ học quy mô lớn, giúp xác định các yếu tố nguy cơ và xây dựng các chiến lược phòng bệnh hiệu quả hơn. Khoa học sinh học nước bọt không còn là một lĩnh vực non trẻ mà đang dần trở thành một trụ cột quan trọng trong y học và nghiên cứu sức khỏe hiện đại.

6.1. Hướng tới y học chính xác và cá nhân hóa điều trị

Y học chính xác là một trong những mục tiêu cuối cùng của khoa học sinh học nước bọt. Bằng cách kết hợp dữ liệu di truyền từ xét nghiệm DNA từ nước bọt với thông tin về protein và chất chuyển hóa, các nhà khoa học có thể xây dựng một hồ sơ sinh học toàn diện cho mỗi cá nhân. Thông tin này có thể được sử dụng để dự đoán nguy cơ mắc bệnh, lựa chọn phương pháp điều trị hiệu quả nhất và giảm thiểu tác dụng phụ. Ví dụ, phân tích nước bọt có thể giúp xác định bệnh nhân ung thư nào sẽ đáp ứng tốt nhất với một liệu pháp miễn dịch cụ thể, hoặc bệnh nhân tâm thần nào phù hợp với một loại thuốc chống trầm cảm nhất định.

6.2. Tích hợp vào hệ thống theo dõi sức khỏe từ xa và di động

Sự phát triển của công nghệ đeo được và y tế từ xa (telehealth) mở ra cơ hội lớn để tích hợp phân tích nước bọt. Các cảm biến sinh học nhỏ gọn, có khả năng phân tích nước bọt tại chỗ và truyền dữ liệu không dây đến thiết bị di động, sẽ cách mạng hóa việc theo dõi sức khỏe mãn tính. Bệnh nhân tiểu đường có thể theo dõi glucose, vận động viên có thể theo dõi các chỉ số căng thẳng và phục hồi, và người cao tuổi có thể được theo dõi sức khỏe tại nhà một cách liên tục. Sự tích hợp này sẽ chuyển đổi mô hình chăm sóc sức khỏe từ phản ứng sang chủ động phòng ngừa, nâng cao chất lượng cuộc sống và giảm chi phí y tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Taylor Editors Salivary Bioscience Foundations of Interdisciplinary Saliva Research and Applications Salivary Bioscience www. Taylor Editors Salivary Bioscience Foundations of Interdisciplinary Saliva Research and Applications www.com Editors Douglas A. Taylor Institute for Interdisciplinary Salivary Institute for Interdisciplinary Salivary Bioscience Research Bioscience Research University of California at Irvine University of California at Irvine Irvine, CA, USA Irvine, CA, USA Johns Hopkins University Baltimore, MD, USA ISBN 978-3-030-35783-2 ISBN 978-3-030-35784-9 (eBook) https://doi.1007/978-3-030-35784-9 © Springer Nature Switzerland AG 2020 This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed.

The use of general descriptive names, registered names, trademarks, service marks, etc. in this publication does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use. The publisher, the authors, and the editors are safe to assume that the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication. Neither the publisher nor the authors or the editors give a warranty, expressed or implied, with respect to the material contained herein or for any errors or omissions that may have been made.

The publisher remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. This Springer imprint is published by the registered company Springer Nature Switzerland AG. The registered company address is: Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland www.com Preface Thousands of investigators worldwide are actively engaged in basic, applied, and clinical research involving salivary bioscience. Our literature search reveals that across the past two decades the number of empirical papers published annually has increased substantially; in 2019 more than 1500 empirical salivary bioscience papers were published.

Investigators engaged in salivary bioscience span many academic disciplines including medicine, public health, psychology, sociology, education, neuroscience, biological science, animal behavior and welfare, infectious disease epidemiology, social neuroscience of human–animal interaction, drugs/drug abuse, social networks, nursing, psychoneuroendocrinology, anthropology, cognitive sci- ence, bioengineering, dentistry, oncology, oral health, and pediatrics. To date, the foundational information in salivary bioscience (i., 25 years of literature) is not easy or efficient to find. It is scattered across many different journals, over at least two decades, and some of the early work has been subsequently shown to be in error. This makes it challenging for new investigators interested in the topic to find the “right” information on their own.

Unfortunately, and to the best of our knowledge, there is no definitive state-of-the-art guide to interdisciplinary salivary bioscience research. Over the years there have been edited volumes from the pro- ceedings of highly specific conferences. Understandably, the nature of these pre- sentations is highly technical and narrow in scope, and the content chapters in those texts are written for an audience of highly trained experts. By contrast, this edited volume is written by leaders in multiple fields and fulfills a demand for a broad understanding of salivary bioscience across a range of disciplines.com Acknowledgements The history of the emergence of interdisciplinary salivary bioscience has been influenced by many mentors, advisors, early adopters and visionaries over many years.

Here we call attention to some of these key individuals for the significant roles they played in the development of the foundation of knowledge that scripted the “big picture”—Daniel Malamud, Lawrence Tabak, Harold Slavkin, John R. Fahey, Barbara Henker, Herbert Weiner, Dirk Hellhammer, Ben Weigand, Margaret Kemeny, Lynn Kozlowski, Elizabeth Susman, Alan Booth, James Dabbs, Jr., Peter Ellison, Lynn Vernon-Feagans, Ann Crouter, Megan Gunnar, Dante Cicchetti, Dan Leri, Clancy Blair, Martha N. Hill, Gayle Page, Deborah Gross, Robert Blum, Janet Dipietro, Tina Chang, Keith Crnic, Cary Savage, Karen Rook, Dele Ogunseitan, and Nancy Guerra. We also call attention to some of the many technical and operational experts who have made significant contributions—Najib Aziz, Eve Schwartz, Mary Curran, Skip Nelson, Laurie O’Brien, Tracy Hand, Jon Peterson, Rebecca Zavacky, Jessica Acevedo, Lillian Buitenhuys, Kelly Henning, Greg Reinhard, John Stebbins, Kaitlin Smith, Hillary Piccerillo, and Anthony Tette.com Contents Part I What Is Salivary Bioscience, Why Is It Important, and How Do We Study It? Douglas A.

Granger and Marcus K. Taylor 1 Foundations of Interdisciplinary Salivary Bioscience: An Introduction. Granger and Marcus K. Taylor 2 Salivary Gland Anatomy and Physiology.

Hernández and Marcus K. Taylor 3 Saliva Collection, Handling, Transport, and Storage: Special Considerations and Best Practices for Interdisciplinary Salivary Bioscience Research. Taylor, and Douglas A. Granger 4 Analytical Strategies and Tactics in Salivary Bioscience.

Laurent, and Crystal I. Bryce Part II Physiology and Development Research and Applications Jenna L. Riis, Section Editor 5 Salivary Bioscience, Human Stress and the Hypothalamic–Pituitary–Adrenal Axis. 89 Nina Smyth and Angela Clow 6 The Use of Saliva for Genetic and Epigenetic Research.

115 Zsofia Nemoda ix www.com x Contents 7 Saliva as a Window into the Human Oral Microbiome and Metabolome. 139 Heather Maughan and Katrine Whiteson 8 Salivaomics, Saliva-Exosomics, and Saliva Liquid Biopsy. 157 Jordan Cheng, Taichiro Nonaka, Qianlin Ye, Fang Wei, and David T. Wong 9 Salivary Bioscience, Immunity, and Inflammation.

Hernández, and Theodore F. Robles 10 Salivary Bioscience and Human Development. Hibel, Kristine Marceau, and Andrea C. Buhler-Wassmann Part III Biomedical Research and Related Applications Elizabeth A.

Thomas, Section Editor 11 Biomedical Research and Related Applications: Current Assay Methods and Quality Requirements in Oral Fluid Diagnostics Applications. Granger and Supriya Gaitonde 12 Salivary Biomarkers and Neurodegenerative Conditions. Thomas 13 The Utility of Antibodies in Saliva to Measure Pathogen Exposure and Infection. Randad, Kyla Hayford, Richard Baldwin, Lindsay Avolio, Nora Pisanic, William J.

Granger, and Christopher D. Heaney 14 Salivary Bioscience and Pain. Payne and Michelle A. Fortier 15 Salivary Bioscience and Environmental Exposure Assessment.

349 Parinya Panuwet, Priya E. Barry Ryan, and Dana Boyd Barr 16 Saliva and Drugs of Abuse. 371 Mahvash Navazesh and Azadeh Ahmadieh 17 Therapeutic Drug Monitoring in Saliva. Thomas 18 Salivary Bioscience and Periodontal Medicine.

419 Chen Xuan Wei, Yanbao Yu, Gajender Aleti, Manny Torralba, Anna Edlund, Karen E. Nelson, and Marcelo Freire www.com Contents xi 19 Salivary Bioscience and Cancer. 449 Mahvash Navazesh and Sibel Dincer Part IV Psychosocial Research and Applications Kate Ryan Kuhlman, Section Editor 20 Salivary Bioscience in Clinical Psychology and Psychiatry. 471 Kate Ryan Kuhlman, Nestor L.

Lopez-Duran, and Zahra Mousavi 21 Salivary Bioscience Research in Health Psychology and Behavioral Medicine. Hoyt and Caroline F. Zimmermann 22 The Neurobiology of Human Social Behavior: A Review of How Testosterone and Cortisol Underpin Competition and Affiliation Dynamics. Cheng and Olga Kornienko 23 Salivary Studies of the Social Neuroscience of Human–Animal Interaction.

555 Patricia Pendry and Jaymie L. Vandagriff Part V Population Health Research and Applications Marcus K. Taylor, Section Editor 24 Salivary Bioscience in Military, Space, and Operational Research. Nindl, and Brian E.

Crucian 25 Salivary Bioscience Research Related to Prenatal Adversity. 611 Shannon Shisler, Stephanie Godleski, Danielle S. Molnar, and Rina D. Eiden 26 Salivary Bioscience and Pediatrics.

Johnson and Kristin M. Voegtline 27 Use of Saliva to Better Understand the Daily Experience of Adulthood and Aging. Almeida, Jennifer Piazza, Yin Liu, and Steven H. Zarit 28 Salivary Bioscience and Research on Animal Welfare and Conservation Science.

675 Molly Staley and Lance J.com xii Contents Part VI The Way Forward: Future Directions for the Science and Practice of Salivary Bioscience Douglas A. Granger and Marcus K. Taylor 29 Applications of Salivary Bioscience to Precision Medicine. 711 Kate Ryan Kuhlman and Zahra Mousavi 30 Public Health and Industry Applications of Salivary Bioscience.

Riis, Janeta Nikolovski, Kathryn Dean Luedtke, and Diana H. Fishbein 31 Envisioning the Future of Salivary Bioscience. Zalta, and Marcus K.com Editors and Section Editors About the Editors Douglas A., is engaged in multi-institution research focused on the discovery, measurement, and application of analytes (e., enzymes, hormones, antibodies, chemicals, elements, and cytokines) in saliva. He is a Chancellor’s Professor and Director of the Institute for Interdisciplinary salivary bioscience research (IISBR) at the University of California at Irvine and holds adjunct faculty positions at Johns Hopkins University.

His studies have been instrumental in the conceptualization and analysis of biosocial relationships involving child well-being, parent–child and family relationships, as well as how these biosocial links moderate and mediate the effects of adversity and stress on health and development., is an Institute for Interdisciplinary salivary bioscience research (IISBR) Faculty Affilitate at the University of California at Irvine and a Fellow of the American College of Sports Medicine. He previously held faculty positions at Duke University and San Diego State University. His program of research focuses on stress physiology in extreme environments, blast exposure, and gene–environment interactions. His recent work appears in Journal of Special Operations Medicine, Psychoneuroendocrinology, and Psychiatry Research.

Section Editors Elizabeth A., is an Adjunct Associate Professor in the Department of Neuroscience at the Scripps Research Institute and researcher in the Department of Epidemiology and IISBR faculty affiliate at the University of California at Irvine. Her research program seeks to investigate epigenetic, biochemical, and translational biomarkers in clinical populations with neurodegenerative and/or neuropsychiatric xiii xiv Editors and Section Editors disorders. Overall, the goals of these discovery and translational research studies are to improve the diagnosis, prevention, and treatment of patients with these devastat- ing disorders., is an Assistant Professor of Psychological Science at the University of California at Irvine and member of the Institute for Interdisciplinary Salivary Bioscience Research. Her program of research focuses on the etiology of health disparities and the processes by which early-life adversity affects child development and lifelong health.

Riis’ research examines the biopsychosocial mechanisms underlying health and development from an integrated, multisystem perspective and includes studies of novel salivary markers of the immune, metabolic, and purinergic systems., conducts research on the biobehavioral processes through which adversity in childhood leads to health disparities across the life span, with a particular interest in stress-related disorders such as depression. She is currently an Assistant Professor in the Department of Psychological Science and the Institute for Interdisciplinary Salivary Bioscience at the University of California Irvine, as well as a member of the faculty in the UCLA Cousins Center for Psychoneuroimmunology. Part I What Is Salivary Bioscience, Why Is It Important, and How Do We Study It? Douglas A. Granger and Marcus K.

Taylor Chapter 1 Foundations of Interdisciplinary Salivary Bioscience: An Introduction Douglas A. Granger and Marcus K. Taylor History reveals that advances in our scientific understanding often accelerate after technological innovations improve upon our ability to observe and measure phenom- enon more precisely (e. Also, more often than not, big leaps in knowledge are the result of the collective effort of teams of collaborating investigators rather than by individual scientists working in relative isolation independently.

At least part of the argument in favor of team science is that the nature of most key phenomenon under study involves factors operating at multiple levels of analysis. Indeed, contemporary theorists assume that complex phenomenon, such as human development, disease, poverty, and public health, are determined by a confluence of effects involving interacting intrinsic individual differences, behavior, biological, and contextual factors. A major advantage of team science is that individual team members represent a deeper level of knowledge in a particular field or level of analysis than is efficient for any particular investigator to achieve and maintain. That, in theory, enables problems to be approached from dynamic inter- and trans-disciplinary In the interest of full disclosure, Douglas A.