Efficacy of non-invasive diagnostic methods in the diagnosis and screening of oral cancer and precancer / Eficácia de métodos diagnósticos não invasivos no diagnóstico e triagem de lesões pré-malignas e malignas na cavidade oral; revisão sistemática e meta-análise

Abstract Introduction: Traditional meta-analyses on the diagnostic accuracy of oral lesions have been conducted, but they were inherently limited to direct pairwise comparisons between a single method and a single alternative, while multiple diagnostic options and the ranking thereof were methodologically not possible. Objective: To evaluate the diagnostic values of various methods in patients with oral potential malignant disease by performing a network meta-analysis. Methods: Two authors independently searched the databases (MEDLINE, SCOPUS, the Cochrane Register of Controlled Trials, and Google scholar) up to June 2020 for studies comparing the diagnostic accuracy of various tools (autofluorescence, chemiluminescence, cytology, narrow band imaging, and toluidine blue) with visual examination or other tools. The outcomes of interest for this analysis were sensitivity, specificity, negative predictive value, positive predictive value and accuracy. Both a standard pairwise meta-analysis and network meta-analysis were conducted. Results: Treatment networks consisting of six interventions were defined for the network metaanalysis. The results of traditional meta-analysis showed that, among six methods, narrow band imaging showed higher sensitivity, specificity, negative predictive value, positive predictive value, and accuracy compared to visual examination. The results of network meta-analysis showed that autofluorescence, chemiluminescence, and narrow band imaging had higher sensitivity compared with visual examination, and that chemiluminescence and narrow band imaging had higher negative predictive value compared with visual examination. However, autofluorescence and chemiluminescence had lower specificity compared with visual examination. There were no significant differences in positive predictive value and accuracy among the six interventions. Conclusion: This study demonstrated that narrow banding imaging has superiority in terms of sensitivity and negative predictive value compared with the other five tested agents.

Resumo Introdução: Metanálises tradicionais sobre a precisão diagnóstica de lesões orais têm sido conduzidas, mas são inerentemente limitadas a comparações pareadas diretas entre um único método e uma única opção, enquanto múltiplas opções de diagnóstico e suas classificações ainda não foram metodologicamente possíveis. Objetivo: Avaliar os valores diagnósticos de vários métodos em pacientes com doença oral potencialmente maligna e fazer uma metanálise de rede. Método: Dois autores pesquisaram independentemente os bancos de dados (Medline, Scopus, Cochrane Register of Controlled Trials e Google Scholar) até junho de 2020 para estudos que comparassem a precisão diagnóstica de várias ferramentas (autofluorescência, quimioluminescência, citologia, imagem de banda estreita e cloreto de tolônio) com exame visual ou outras ferramentas. Os resultados de interesse para esta análise foram sensibilidade, especificidade, valor preditivo negativo, valor preditivo e precisão. Tanto uma metanálise pareada padrão quanto uma metanálise de rede foram conduzidas. Resultados: Redes de tratamento compostas por seis intervenções foram definidas para a metanálise de rede. Os resultados da metanálise tradicional mostraram que, entre seis métodos, a imagem de banda estreita apresentou maior sensibilidade, especificidade, valor preditivo negativo, valor preditivo e precisão em comparação ao exame visual. Os resultados da metanálise de rede mostraram que a autofluorescência, a quimioluminescência e a imagem de banda estreita obtiveram maior sensibilidade em comparação com o exame visual e que a quimioluminescência e a imagem de banda estreita apresentaram maior valor preditivo negativo em comparação com o exame visual. Entretanto, a autofluorescência e a quimioluminescência mostraram especificidade inferior em comparação com o exame visual. Não houve diferenças significativas no valor preditivo e na precisão entre as seis intervenções. Conclusão: Este estudo demonstrou que a imagem de banda estreita demonstra superioridade em termos de sensibilidade e valor preditivo negativo em comparação com os outros cinco agentes testados.

Efficacy of chemiluminescence in the diagnosis and screening of oral cancer and precancer: a systematic review and meta-analysis / Eficácia da quimioluminescência no diagnóstico e rastreamento de câncer oral e pré-câncer: uma revisão sistemática e metanálise

Abstract Introduction Early detection of potentially malignant oral cavity disorders is critical for a good prognosis, and it is unclear whether the use of chemiluminescence as an adjunctive diagnostic screening method improves diagnostic accuracy. Objective This systematic review and meta-analysis was performed to assess the accuracy of chemiluminescence for diagnosis of oral cancer and precancerous lesions. Methods Sixteen prospective and retrospective studies from PubMed, Cochrane database, SCOPUS, Web of Science, Embase, and Google Scholar were reviewed. Oral mucosal disorder, as detected by chemiluminescence, was compared with oral mucosal disorder detected by toluidine blue or visual examination. True-positive, true-negative, false-positive, and false-negative rates were extracted for each study. Methodological quality was evaluated using the Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies tool (ver. 2). Results Sensitivity, specificity, negative predictive value, and diagnostic odds ratio (DOR) of the use of toluidine blue were 0.832 (95% confidence interval [CI] 0.692-0.917), 0.429 (95% CI 0.217-0.672), 0.747 (95% CI 0.607-0.849), and 4.061 (95% CI 1.528-10.796; I2 = 9.128%), respectively. The area under the summary receiver operating characteristic (SROC) curve was 0.743. Compared with toluidine blue, as used in 12 studies, chemiluminescence had a higher sensitivity (0.831 vs. 0.694); it had a lower specificity (0.415 vs. 0.734), negative predictive value (0.674 vs. 0.729), and DOR (3.891 vs. 7.705). Compared with clinical examination, as used in three studies, chemiluminescence had lower DOR (4.576 vs. 5.499) and area under the curve (0.818 vs. 0.91). Conclusion Although chemiluminescence itself has good sensitivity for diagnostic work-up of oral cancer and precancer, the diagnostic accuracy of chemiluminescence is comparable to or worse than toluidine blue and clinical examination. Diagnostic accuracy was therefore insufficient for reliable use of chemiluminescence alone.

Resumo Introdução A detecção precoce de distúrbios orais potencialmente malignos é fundamental para um bom prognóstico e não está claro se o uso da quimioluminescência como método auxiliar de triagem diagnóstica melhora a eficácia do diagnóstico. Objetivo Avaliar a precisão da quimioluminescência para o diagnóstico de câncer oral e pré-câncer. Método Foram revisados 16 estudos prospectivos e retrospectivos dos bancos de dados PubMed, Cochrane, Scopus, Web of Science, Embase e Google Scholar. Os distúrbios da mucosa oral detectados por quimioluminescência foram comparados com os distúrbios da mucosa oral detectados pelo azul de toluidina ou pelo exame visual. Taxas de resultados verdadeiro-positivos, verdadeiro-negativos, falso-positivos e falso-negativos foram extraídas de cada estudo. A qualidade metodológica foi avaliada com a ferramenta Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies-versão 2 (QUADAS-2). Resultados Sensibilidade, especificidade, valor preditivo negativo e odds ratio diagnóstico do uso do azul de toluidina foram 0,832 (intervalo de confiança de 95%: 0,692-0,917), 0,429 (IC95%: 0,217-0,672), 0,747 (IC95%: 0,607-0,849) e 4,061 (intervalo de confiança 95%: 1,528-10,796; I2 = 9,128%), respectivamente. A área sob a curva SROC, do inglês summary receiver operating characteristic, foi de 0,743. Comparada ao azul de toluidina, como usado em 12 estudos, a quimioluminescência apresentou uma sensibilidade mais alta (0,831 vs. 0,694) e especificidade (0,415 vs. 0,734), valor preditivo negativo (0,674 vs. 0,729) e odds ratio diagnóstico (3,889 vs. 7,705) mais baixos. Comparado com o exame clínico, como usado em três estudos, a quimioluminescência apresentou menor odds ratio diagnóstico (4.576 vs. 5.499) e área sob a curva (0,818 vs. 0,91). Conclusão Embora a quimioluminescência em si tenha boa sensibilidade para o diagnóstico de câncer oral e pré-câncer, sua precisão diagnóstica é comparável ou pior do que o azul de toluidina e o exame clínico. A precisão do diagnóstico foi, portanto, insuficiente para o uso isolado confiável da quimioluminescência.

Tinción con azul de toluidina en biopsia dirigida de lesiones displásicas de la mucosa bucal: informe de casos clínicos / Toluidine blue guided biopsy of dysplastic lesions of the oral mucosa: clinical cases report

Objetivo: Los desórdenes de mucosa bucal potencialmente malignos pueden presentar áreas displásicas. En estos casos, la biopsia es un procedimiento imprescindible para un correcto diagnóstico. La inspección visual y la palpación, como método de selección del área de biopsia, ofrecen sensibilidad y especificidad adecuadas pero mejorables. El objetivo de este artículo es presentar una serie de casos clínicos en los que se describen el empleo y la interpretación de la tinción vital con azul de toluidina como método complementario para contribuir a una mejor elección del área de biopsia. Casos clínicos: Se trata de siete casos de lesiones con sospecha de displasia epitelial en mucosa bucal. En cada uno se detalla la correlación de las áreas teñidas con las manifestaciones clínicas y con el diagnóstico de displasia. Además, se muestran patrones de tinción considerados falsos positivos. En la interpretación de la tinción positiva, se tuvieron en cuenta el aspecto superficial y el color de la lesión teñida. El empleo combinado de inspección, palpación y tinción vital podría constituir un procedimiento integral de utilidad para obtener mayor precisión en la determinación del sitio de biopsia en comparación con los mismos procedimientos aplicados de manera individual. En la interpretación de la tinción positiva con azul de toluidina deberían considerarse el aspecto superficial y el color de la lesión teñida (AU)

Aim: Potentially Malignant Disorders in the oral cavity can present dysplastic areas. In these cases, the biopsy is an essential procedure for a correct diagnosis. Visual inspection and palpation, are adequate methods to select the area for the biopsy, however there is margin for improvement. The objective of this article is to present a series of clinical cases in which the use and interpretation of vital staining with Toluidine Blue is described as a complementary method to contribute to a better choice of the biopsy area. Clinical cases: Seven clinical cases that presented lesions with suspected epithelial dysplasia in the oral mucosa were presented. The correlation of the stained areas with the clinical manifestations and with the diagnosis of dysplasia is detailed in each case. Staining patterns considered false positives are also shown. In the interpretation of the positive staining, the superficial appearance and color of the stained lesion were considered. The combined use of inspection, palpation and vital staining could constitute a useful comprehensive procedure to obtain greater precision in determining the biopsy site in relation to the same procedures applied individually. In the interpretation of the positive staining with Toluidine Blue, the superficial appearance and color of the stained lesion should be considered (AU)

Utilização da cromoendoscopia com azul de toluidina mais solução de Lugol para diagnóstico precoce de lesões pré-malignas esofágicas e neoplasias superficiais em pacientes de alto risco / Chromoendoscopy using toluidine blue plus lugol's solution for early diagnosis of esophageal premalignant lesions and superficial neoplasms in high-risk patients

ABSTRACT BACKGROUND: Esophageal cancer is the eighth most common cancer. The prognosis is bleak in patients with advanced stages. Patients with early disease have a better prognosis than those with advanced stage. There are several techniques for the screening of premalignant and superficial lesions including chromoendoscopy. OBJECTIVE: This article aimed to determine the effectiveness of chromoendoscopy with toluidine blue combined with Lugol's solution for diagnosis of esophageal premalignant and superficial neoplastic lesions in high risk patients. METHODS: Routine white light upper endoscopy was performed. Toluidine blue was sprayed from the gastroesophageal junction to 20 cm of the dental arch. Then the uptake dye areas were characterized. Later Lugol's solution was sprayed. Areas with less-intense staining were characterized. Biopsy of the toluidine blue capturing areas and areas with less-intense staining of Lugol's solution were taken. In the cases where lesions were not evidenced after application of dyes, biopsies four quadrants of the esophageal mucosa were taken. The samples were evaluated by a digestive pathologist. RESULTS: Barrett's esophagus was the most common premalignant lesion and the early neoplastic lesion was adenocarcinoma with a sensitivity of 100%, specificity 85.7%, positive predictive value 30%, negative predictive value 100%, positive likelihood ratio 7 negative likelihood ratio 0. CONCLUSION: Chromoendoscopy with toluidine blue combined with Lugol's solution is a useful tool in the screening of esophageal premalignant lesions and superficial neoplasms.

RESUMO CONTEXTO: O câncer de esôfago é o oitavo câncer mais comum. O prognóstico é sombrio em pacientes com estágios avançados. Pacientes com doença precoce têm um melhor prognóstico do que aqueles com estágio avançado. Existem várias técnicas para a triagem de lesões pré-malignas e superficiais, incluindo cromoendoscopia. OBJETIVO: Este artigo objetivou determinar a efetividade da cromoendoscopia com azul de toluidina combinada com a solução de Lugol para o diagnóstico de lesões neoplásicas pré-malignas e superficiais esofágicas em pacientes de alto risco. MÉTODOS - A endoscopia de luz branca de rotina foi realizada de forma rotineira. O azul do toluidina foi pulverizado desde a junção gastroesofágica até 20 cm da arcada dentária. As áreas impregnadas pela tintura da tomada foram então caracterizadas. Mais adiante a solução de Lugol foi pulverizada. Áreas com coloração menos intensa foram caracterizadas. Foram realizadas biópsias das áreas de captura de azul de toluidina e áreas com coloração menos intensa da solução de Lugol. Nos casos onde as lesões não foram evidenciadas após a aplicação das tinturas, foram feitas biópsias em quatro quadrantes da mucosa esofágica. As amostras foram avaliadas por um patologista especializado. RESULTADOS: O esôfago de Barrett foi a lesão pré-maligna mais frequente e a lesão neoplásica precoce foi adenocarcinoma com sensibilidade de 100%, especificidade de 85,7%, valor preditivo positivo de 30%, valor preditivo negativo 100%, razão de verossimilhança positiva 7 e razão de verossimilhança negativa 0. CONCLUSÃO: A cromoendoscopia com azul de toluidina combinada com a solução de Lugol é uma ferramenta útil na triagem de lesões pré-malignas esofágicas e neoplasias superficiais.

Expressão de imunomarcadores em carcinomas epidermoides de boca / Expression of biological markers in oral squamous cell carcinomas

Squamous cell carcinomas are the most commonly diagnosed oral malignancy, accounting for about 90% of all malignant oral lesions. Detection of the condition at early stages is rare; as a result, the clinical and histological characteristics and prognosis of this tumor have not been extensively investigated. The objective of this study was to evaluate clinical and microscopic features of squamous cell carcinomas using immunohistochemical analysis and assessing biological markers of angiogenesis and tumor vascular activity (anti-CD31, anti-CD34, Factor VIII), cell proliferation (Ki-67), and loss of cell suppression (p53). Tolonium chloride 1% was used to determine the optimal biopsy site. Six patients seen at the Stomatology Service of a university hospital in Canoas, southern Brazil, with a suspected diagnosis of squamous cell carcinoma were analyzed. All patients were male, with a mean age of 56.6 years, and four had a white skin color. Lesions were detected in the tongue4 and tonsillar pillar2. All diagnoses were confirmed by microscopy (hematoxylin-eosin staining). Immunohistochemical analysis revealed p53 expression in 5 of the cases, Ki-67 in 6, and anti-CD34 in 1; anti-CD31 and Factor VIII were not detected in any patient. Our findings suggest an important contribution of tumor markers in the diagnosis and prognosis of these malignancies, as well as in treatment planning.

O carcinoma epidermoide é a neoplasia maligna bucal mais frequentemente diagnosticada, correspondendo a aproximadamente 90% de todas lesões malignas bucais. Sua detecção nos estágios iniciais da doença é rara; como resultado, tem sido difícil avaliar o comportamento clínico e histológico e o prognóstico deste tumor. O objetivo deste estudo foi avaliar clínica e microscopicamente o carcinoma epidermoide através de análise imuno-histoquímica, avaliando imunomarcadores tumorais angiogênicos e de atividade vascular tumoral (anticorpos anti-CD31, anti-CD34, Fator VIII), de proliferação celular (Ki-67) e de perda de supressão celular (p53). Azul de toluidina a 1% foi utilizado para determinar o local ideal da biópsia incisional. Foram analisados seis pacientes oriundos do Serviço de Estomatologia do hospital universitário localizado em Canoas, sul do Brasil, com hipótese diagnóstica de carcinoma epidermoide. Todos os pacientes eram do sexo masculino, com idade média de 56,6 anos, e quatro tinham pele branca. As lesões foram detectadas na língua4 e no pilar amigdaliano2. Todos os diagnósticos foram confirmados por microscopia (hematoxilina-eosina). A análise imuno-histoquímica revelou expressão de p53 em 5 dos casos, Ki-67 em 6 e anti-CD34 em 1; anti-CD31 e Fator VIII não apresentaram expressividade. Nossos resultados sugerem uma contribuição importante dos marcadores tumorais no diagnóstico e prognóstico dessas neoplasias, bem como no planejamento terapêutico.

In Vitro Effect of photodynamic therapy on Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Streptococcus sanguinis

New periodontal disease treatments are needed to prevent infection progression. Photodynamic therapy (PDT) is one of the greatest pledges for this purpose. It involves the use of light of specific wavelength to activate a nontoxic photosensitizing agent in the presence of oxygen for eradication of target cells, and can be used for photokilling of microorganisms. This study evaluated in vitro the photodynamic effect of 0.01 percent toluidine blue-O (TBO) in combination with an AlGaInP diode laser light source on Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A.a.) and Streptococcus sanguinis (S.s.). Suspensions (2 mL) containing A.a. and S.s. at 1.5 x 108 CFU/mL concentration were prepared and divided into 3 groups: Control group (no treatment), Dye group (inoculum and TBO for 5 min) and Dye/Laser group (inoculum, TBO for 5 min and laser for 3 min). Next, a dilution for subsequent subculture in 20 mL of Trypic Soy Agar (A.a) and Brucella Agar (S.s.) in Petri dishes (Pourplate Method) was done. Incubation of A.a. in microaerophilia and S.s. in aerobiosis at 35oC for 48 h was performed for subsequent visual counting of CFU/mL. Data were analyzed by one-way ANOVA and Tukey’s HSD test at 5 percent significance level. For both strains, the control group showed a significantly higher (p<0.05) bacterial growth (1.5 x 108 CFU/mL), while the Dye group presented no significant reduction (p>0.05) in the CFU counts. The Dye/Laser group presented a significant decrease in the CFU counts (p<0.05) compared with the Control group (61.53 percent for A.a. and 84.32 percent for S.s.). It may be concluded that PDT was effective in reducing the numbers of A.a. and S.s. in vitro.

Novos tratamentos são propostos para evitar a progressão da periodontite, sendo a terapia fotodinâmica (PDT) uma notória promessa. Sua aplicação associa o Azul de orto-toluidina a 0,01 por cento (TBO) e uma fonte luminosa a laser de diodo (TwinFlex, Mmoptics), liberando assim, toxinas às bactérias. O objetivo do estudo é avaliar in vitro a eficiência da PDT sobre Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A.a.) e Streptococcus sanguinis (S.s.). Preparou-se suspensões distintas de 2 mL contendo A.a. e S.s. na concentração de 1,5x108 UFC/mL, e divisão de cada suspensão em 3 grupos: Controle (sem tratamento); Corante (suspensão e TBO por 5min) e Corante/Laser (suspensão, TBO por 5 min e laser por 3 min). Promoveu-se a diluição, a semeadura em 20 mL de TSA (A.a.) e de Ágar Brucella (S.s.), em placas de Petri (Método Pourplate), e a incubação da A.a. em microaerofilia e da S.s. em aerobiose, por 48 h a 35oC, para posterior contagem visual das UFC. Os grupos Controle mostraram ótimo crescimento bacteriano (1,5 x 108 UFC/mL). Os grupos Corante não apresentaram redução significativa para ambas bactérias. Os grupos Laser apresentaram redução em relação ao controle, 61,53 por cento para A.a. e 84,32 por cento para S.s. A análise estatística (ANOVA, p<0,05) corrobou que a PDT é eficaz na redução destas bactérias in vitro.

Eficacia del azul de toluidina y lugol en el diagnóstico precoz del cáncer bucal / Effectiveness of the toluidine blue and lugol in the precocious diagnosis of oral cancer

Fundamento: el cáncer bucal representa un significativo reto a nivel mundial y resulta necesario el conocimiento y utilización de medios auxiliares de diagnóstico. Objetivo: evaluar la eficacia del azul de toluidina y lugol en el diagnóstico precoz del cáncer bucal. Método: se realizó un ensayo clínico fase II multicéntrico, abierto y no secuencial. El universo de estudio se constituyó por ciento ochenta y dos pacientes de ambos sexos con lesiones cancerizables del complejo bucal que acudieron a las consultas de Diagnóstico Precoz del Cáncer Bucal de los Hospitales Manuel Ascunce Doménech y María Curie de Camagüey entre enero del 2005 y enero del 2010. El número de lesiones analizadas se calculó según la fórmula para tamaños muéstrales correspondientes al diseño de poblaciones infinitas, obteniéndose una muestra de dos ciento sesenta y siete lesiones. Resultados: para el azul de toluidina se encontró una sensibilidad (S) del 93 por ciento, especificidad (E) del 98 por ciento, valor predictivo positivo (VPP) del 84 por ciento, valor predictivo negativo (VPN) del 99 por ciento, eficacia global (Eg) del 97 por ciento, y razón de verosimilitud positiva y negativa (LR+ y LR-) de 44.4 y 0.06 respectivamente. Para el lugol: S=90 por ciento, E=92 por ciento, VPP=60 por ciento, VPN=98 por ciento, Eg=92 por ciento, LR+=12.8 y LR-=0.1. Cuando se combinaron ambas tinciones con el requerimiento de que fueran positivas lo más significativo fue el aumento en la especificidad. Conclusiones: se concluye planteando la alta eficacia de las tinciones en el diagnóstico precoz del cáncer bucal.

Background: the oral cancer represents a significant challenge at world level and it is necessary the knowledge and use of auxiliary diagnostic tools. Objective: to evaluate the effectiveness of the toluidine blue and lugol in the precocious diagnosis of oral cancer. Method: a multicentric phase II, open and not sequential clinical trial was performed. The study universe was constituted by one-hundred eighty-two patients of both sexes with cancerigenic lesions of the oral complex assisted at the consultations of Precocious Diagnostic of oral Cancer in the Hospitals Manuel Ascunce Domenech and María Curie from Camagüey between January 2005 and January 2010. The number of analyzed lesions was calculated according to the sample sizes formula corresponding to the design of infinite populations, being obtained a sample of two-hundred sixty-seven lesions. Results: for the toluidine blue was found a sensibility (S) of 93 percent, specificity (E) of 98 percent, positive predictive value (PPV) of 84 percent, negative predictive value (NPV) of 99 percent, global effectiveness (GE) of 97 percent, and reason of positive and negative verisimilitude (LR+ and LR -) of 44.4 and 0.06 respectively. For the lugol: S=90 percent, E=92 percent, PPV=60 percent, NPV=98 percent, GE=92 percent, LR+=12.8 and LR-=0.1. When both tinctions were combined with the requirement of being positive the most significant was the increase in specificity. Conclusions: it is concluded the high effectiveness of the tinctions in the precocious diagnosis of the oral cancer.