Effect of antitumor therapy on microflora and oral mucosa in patients with malignant neoplasms

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The present article investigates the relationship between the microbiota of the oral cavity and oral mucositis induced by systemic antitumor therapy in patients with malignant neoplasms. This article highlights modern ideas about the composition of the normal microbiota of the oral cavity and its changes during chemotherapeutic treatment.

It has been shown that the normal oral microbiota includes representatives of such genera as Actinomyces, Corynebacterium, Fusobacterium, Leptotrichia, Neisseria, Prevotella, Streptococcus, and Veillonella. Moreover, it is emphasized that despite the existence of modern molecular genetic techniques and development of an oral microbiota database, determining the role of individual taxonomic units in oral homeostasis remains challenging.

Existing studies of changes in the qualitative and quantitative composition of oral microflora against the background of drug antitumor therapy have demonstrated that treatment is associated with significant changes in the microbiological landscape of the oral cavity. An increase was noted in the number of Gram-negative anaerobic opportunistic flora and a decrease in the representation of protective commensal flora. It has been demonstrated that the components of a bacterial cell can modulate the local reactions of a macroorganism through a system of Toll-like receptors while acting in different directions.

Several unresolved fundamental issues related to the role of oral microbiota in the pathogenesis of oral mucositis are highlighted.

About the authors

Natal’ja A. Pashchenko

State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: natala.pashchenko2019@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9907-1276
SPIN-code: 5056-4361
Russian Federation, 23 Marshala Novikova street, 123098 Moscow

Vladimir F. Kazakov

State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: kazakov@cgma.su
ORCID iD: 0000-0002-6477-086X
SPIN-code: 5355-0714

Professor

Russian Federation, 23 Marshala Novikova street, 123098 Moscow

Aleksandr A. Zavyalov

State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: azav06@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1825-1871
SPIN-code: 5087-2394

Professor

Russian Federation, 23 Marshala Novikova street, 123098 Moscow

Valentina N. Olesova

State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: olesova@implantat.ru
ORCID iD: 0000-0002-3461-9317
SPIN-code: 6851-5618

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, 23 Marshala Novikova street, 123098 Moscow

Aleksandr I. Tyryshkin

State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Author for correspondence.
Email: Voltaman98@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-9162-8777
SPIN-code: 3473-9049
Russian Federation, 23 Marshala Novikova street, 123098 Moscow

References

  1. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2021;71(3):209–249. doi: 10.3322/caac.21660
  2. Kaprin AD, Starinskij VV, Shahzadova AO, editors. State of oncological care for the Russian population in 2022. Moscow: MNIOI im. P.A. Gercena — filial FGBU «NMIC radiologii» Minzdrava Rossii; 2022. 239 p. (In Russ).
  3. Wilson BE, Jacob S, Yap ML, et al. Estimates of global chemotherapy demands and corresponding physician workforce requirements for 2018 and 2040: a population-based study. Lancet Oncol. 2019;20(6):769–780. Corrected and republished from: Lancet Oncol. 2019;20(7):e346. doi: 10.1016/S1470-2045(19)30163-9
  4. Kaprin AD, Starinskij VV, Shahzadova AO, editors. Malignant neoplasms in Russia in 2021 (morbidity and mortality). Moscow: MNIOI im. P.A. Gercena — filial FGBU «NMIC radiologii» Minzdrava Rossii, 2022. 252 p. (In Russ).
  5. Semiglazova TJu, Beljak NP, Vladimirova LJu, et al. Practical recommendations for the treatment and prevention of mucositis. Malignant tumours (Zlokačestvennye opuholi). 2021;11(3s2-2):224–232. (In Russ). EDN: CRLBFQ doi: 10.18027 / 2224-5057-2021-11-3s2-51
  6. Basile D, Di Nardo P, Corvaja C, et al. Mucosal injury during anti-cancer treatment: from pathobiology to bedside. Cancers (Basel). 2019;11(6):857. doi: 10.3390/cancers11060857
  7. Sytov AV, Zuzov SA, Kukosh MJu, et al. Anorexia-cachexia syndrome in cancer patients. Malignant tumours (Zlokačestvennye opuholi). 2023;13(3s2-2):143–147. (In Russ). EDN: DMIEGE doi: 10.18027/2224-5057-2023-13-3s2-2-143-147
  8. Gameeva EV, Stepanova AM, Tkachenko GA. Comprehensive rehabilitation of cancer patients: a review. Journal of Modern Oncology. 2022;24(1):89–96. EDN: UWXJQI doi: 10.26442/18151434.2022.1.201476
  9. Sytov AV, Zuzov SA, Kukosh MJu, et al. Practical recommendations on nutritional support for cancer patients. Malignant tumours (Zlokačestvennye opuholi). 2021;11(3s2-2):114–122. (In Russ). EDN: DLDCIT doi: 10.18027/2224-5057-2021-11-3s2-43
  10. Marcussen M, Sønderkær M, Bødker JS, et al. Oral mucosa tissue gene expression profiling before, during, and after radiation therapy for tonsil squamous cell carcinoma. PLoS One. 2018;13(1):e0190709. doi: 10.1371/journal.pone.0190709
  11. Komogortseva VE, Makeeva IM, Reshetov IV, et al. Use of the hygienic protocol for prevention of complications from the oral cavity organs and tissues in cancer patients during chemotherapy. Medical & Pharmaceutical Journal Pulse. 2023;25(5):101–106. EDN: RGRVFD doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-5-101-106
  12. Mougeot JC, Stevens CB, Morton DS, et al. Oral microbiome and cancer therapy-induced oral mucositis. J Natl Cancer Inst Monogr. 2019;2019(53):lgz002. doi: 10.1093/jncimonographs/lgz002
  13. Stringer AM, Logan RM. The role of oral flora in the development of chemotherapy-induced oral mucositis. J Oral Pathol Med. 2015;44(2):81–87. doi: 10.1111/jop.12152
  14. Turnbaugh PJ, Ley RE, Hamady M, et al. The human microbiome project. Nature. 2007;449(7164):804–810. doi: 10.1038/nature06244
  15. Grigor’evskaja ZV, Tereshhenko IV, Kazimov AJe, et al. Oral microbiota and its importance in the genesis of oropharyngeal cancer. Malignant tumours (Zlokačestvennye opuholi). 2020;10(3S1):54–59. EDN: ZJBYGE doi: 10.18027/2224-5057-2020-10-3s1-54-59
  16. Kaybysheva VO, Zharova ME, Filimendikova KYu, Nikonov EL. Human microbiome: age-related changes and functions. Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology. 2020;9(2):42–55. EDN: YKXBBQ doi: 10.17116/dokgastro2020902142
  17. Nikonov EL, Popova EN, editors. Microbiota. Moscow: Izdatel’stvo Media Sfera; 2019. 255 p. (In Russ). EDN: XDPQAO
  18. Lamont RJ, Koo H, Hajishengallis G. The oral microbiota: dynamic communities and host interactions. Nat Rev Microbiol. 2018;16(12):745–759. doi: 10.1038/s41579-018-0089-x
  19. Ghannoum MA, Jurevic RJ, Mukherjee PK, et al. Characterization of the oral fungal microbiome (mycobiome) in healthy individuals. PLoS Pathog. 2010;6(1):e1000713. doi: 10.1371/journal.ppat.1000713
  20. van der Beek MT, Laheij AM, Raber-Durlacher JE, et al. Viral loads and antiviral resistance of herpesviruses and oral ulcerations in hematopoietic stem cell transplant recipients. Bone Marrow Transplant. 2012;47(9):1222–1228. doi: 10.1038/bmt.2012.2
  21. Bagirova NS, Dmitrieva NV, Petukhova IN. Mycobiota as part microbiota: features methods of studying at present. Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry. 2019;22(11):3–8. EDN: JYAPXB
  22. Grigoriev SS, Bushueva EYu, Sablina SN. Clinical and laboratory approaches to the study of the correction of the microbiota of the oral cavity. Ural’skij medicinskij zhurnal. 2020;(9):24–33. EDN: CRRRXM doi: 10.25694/URMJ.2020.09.07
  23. Fiori B, D’Inzeo T, Di Florio V, et al. Performance of two resin-containing blood culture media in detection of bloodstream infections and in direct matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) broth assays for isolate identification: clinical comparison of the BacT/Alert Plus and Bactec Plus systems. J Clin Microbiol. 2014;52(10):3558–3567. doi: 10.1128/JCM.01171-14
  24. Paster BJ, Boches SK, Galvin JL, et al. Bacterial diversity in human subgingival plaque. J Bacteriol. 2001;183(12):3770–3783. doi: 10.1128/JB.183.12.3770-3783.2001
  25. Aas JA, Paster BJ, Stokes LN, et al. Defining the normal bacterial flora of the oral cavity. J Clin Microbiol. 2005;43(11):5721–5732. doi: 10.1128/JCM.43.11.5721-5732.2005
  26. Keijser BJ, Zaura E, Huse SM, et al. Pyrosequencing analysis of the oral microflora of healthy adults. J Dent Res. 2008;87(11):1016–1020. doi: 10.1177/154405910808701104
  27. Bik EM, Long CD, Armitage GC, et al. Bacterial diversity in the oral cavity of 10 healthy individuals. ISME J. 2010;4(8):962–974. doi: 10.1038/ismej.2010.30
  28. Zaura E, Keijser BJ, Huse SM, Crielaard W. Defining the healthy “core microbiome” of oral microbial communities. BMC Microbiol. 2009;9:259. doi: 10.1186/1471-2180-9-259
  29. https://v2.homd.org [Internet]. Expanded Human Oral Microbiome Database (eHOMD). Available from: https://v2.homd.org
  30. Zaura E, Nicu EA, Krom BP, Keijser BJ. Acquiring and maintaining a normal oral microbiome: current perspective. Front Cell Infect Microbiol. 2014;4:85. doi: 10.3389/fcimb.2014.00085
  31. Dewhirst FE, Chen T, Izard J, et al. The human oral microbiome. J Bacteriol. 2010;192(19):5002–5017. doi: 10.1128/JB.00542-10
  32. Paster BJ, Boches SK, Galvin JL, et al. Bacterial diversity in human subgingival plaque. J Bacteriol. 2001;183(12):3770–3783. doi: 10.1128/JB.183.12.3770-3783.2001
  33. Trjakin AA, Besova NS, Volkov NM, et al. General principles of antitumor drug therapy. Malignant tumours (Zlokačestvennye opuholi). 2023;13(3s2-1): 28–41. EDN: TSJQVU doi: 10.18027/2224-5057-2023-13-3s2-1-28-41
  34. Perales-Puchalt A, Perez-Sanz J, Payne KK, et al. Frontline science: microbiota reconstitution restores intestinal integrity after cisplatin therapy. J Leukoc Biol. 2018;103(5):799–805. doi: 10.1002/JLB.5HI1117-446RR
  35. Napeñas JJ, Brennan MT, Bahrani-Mougeot FK, et al. Relationship between mucositis and changes in oral microflora during cancer chemotherapy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;103(1):48–59. doi: 10.1016/j.tripleo.2005.12.016
  36. Jensen SB, Mouridsen HT, Reibel J, et al. Adjuvant chemotherapy in breast cancer patients induces temporary salivary gland hypofunction. Oral Oncol. 2008;44(2):162–173. doi: 10.1016/j.oraloncology.2007.01.015
  37. Bagirova NS, Petukhova IN, Grigorievskaya ZV. Oral microbiota in patients with oropharyngeal cancer with an emphasis on Сandida. Head and Neck Tumors. 2022;12(3):71–85. EDN: SJRVDH doi: 10.17650/2222-1468-2022-12-3-71-85
  38. Maier L, Pruteanu M, Kuhn M, et al. Extensive impact of non-antibiotic drugs on human gut bacteria. Nature. 2018;555(7698):623–628. doi: 10.1038/nature25979
  39. Hong BY, Sobue T, Choquette L, et al. Chemotherapy-induced oral mucositis is associated with detrimental bacterial dysbiosis. Microbiome. 2019;7(1):66. doi: 10.1186/s40168-019-0679-5
  40. Klymiuk I, Bilgilier C, Mahnert A, et al. Chemotherapy-associated oral microbiome changes in breast cancer patients. Front Oncol. 2022;12:949071. doi: 10.3389/fonc.2022.949071
  41. Zawadzki PJ, Perkowski K, Padzik M, et al. Examination of oral microbiota diversity in adults and older adults as an approach to prevent spread of risk factors for human infections. BioMed Res Int. 2017;2017:8106491. doi: 10.1155/2017/8106491
  42. Eriksson K, Lundmark A, Delgado LF, et al. Salivary microbiota and host-inflammatory responses in periodontitis affected individuals with and without rheumatoid arthritis. Front Cell Infect Microbiol. 2022;12:841139. doi: 10.3389/fcimb.2022.841139
  43. Könönen E, Gursoy UK. Oral Prevotella species and their connection to events of clinical relevance in gastrointestinal and respiratory tracts. Front Microbiol. 2022;12:798763. doi: 10.3389/fmicb.2021.798763
  44. Zupancic K, Kriksic V, Kovacevic I, Kovacevic D. Influence of oral probiotic streptococcus salivarius K12 on ear and oral cavity health in humans: Systematic review. Probiotics Antimicrob Proteins. 2017;9(2):102–110. doi: 10.1007/s12602-017-9261-2
  45. Rodríguez-Fuentes ME, Pérez-Sayáns M, Chauca-Bajaña LA, et al. Oral microbiome and systemic antineoplastics in cancer treatment: a systematic review. Med Oral Patol Oral Cir Bucal. 2022;27(3):e248-e256. doi: 10.4317/medoral.25121

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».