СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01N33/86 

Настоящее изобретение касается способа определения наличия или отсутствия условий для воспаления у индивидуума, при котором определяют количество и содержание как фибриногена, так и гематокрита или гемоглобина в образце крови индивидуума и вычисляют составной индекс воспаления для индивидуума, который выводят из указанных выше двух переменных.

Воспаление - основной патофизиологический процесс, который определяют как реакцию васкуляризованной живой ткани на локальное повреждение. Воспалительный процесс является важным для хозяина, поскольку он участвует в процессе восстановления повреждения и разрушения патологических организмов и опухолей, однако иногда воспаление может быть неблагоприятным в тех случаях, когда оно протекает бесконтрольно, как при ревматоидном артрите. Для врачей важно обнаружение воспалительного процесса, так как он является показателем наличия серьезного заболевания или нарушения. Примерами заболеваний, которые часто характеризуются значительным воспалением, являются, например, инфаркт миокарда, активная форма туберкулеза, остеомиелит (поражение кости), ревматоидный артрит, холецистит (инфицированный желчный пузырь), пиелонефрит (инфицированная почка), а также диссеминирующий рак.

Пациенты, у которых часто наблюдают серьезные воспалительные процессы, проявляют хорошо известные симптомы и признаки воспаления: лихорадку, усталость, потерю аппетита, низкое кровяное давление, а иногда отклонения от нормы числа циркулирующих лимфоцитов, включая как повышение, так и понижение их количества. Однако эти симптомы и признаки не являются ни чувствительными, ни специфическими на наличие воспаления. Множество перечисленных выше заболеваний и соматических состояний вызывают воспалительные реакции, которые могут быть обнаружены в крови. Эти воспалительные реакции могут часто протекать до идентификации более специфических симптомов и признаков заболевания, и таким образом обнаружение наличия воспаления позволяет проводить более оперативный диагноз и лечение скрытого состояния. Наиболее известным и широко используемым показателем воспаления при анализе крови является реакция оседания эритроцитов или РОЭ. РОЭ была открыта Fahraeus, а затем введена в широкую практику и усовершенствована Wintrobe и Westergren. Реакцию оседания эритроцитов по Westergren, или Westergren РОЭ, или WESR, которая является чувствительной к значительному повышению количества белков при воспалении, проводят, измеряя расстояние при осаждении эритроцитов в течение 60 мин в образце несвертываемой крови, которую помещают в трубку определенного размера длиной 200 мм. Этот лабораторный тест проводят у пациентов при скрининге во время первого визита к врачу, а при дальнейшем развитии воспалительного состояния при последующих визитах. Несмотря на широко распространенное применение процедуры РОЭ, в этом тесте существуют некоторые недостатки, которые заключаются в том, что помимо всего остального, кровь для теста используют в объеме по меньшей мере одного миллилитра, что является достаточно большим количеством для детей; для теста необходим определенный промежуток времени (один час), а также то обстоятельство, что тест должен быть оптимально выполнен в течение двух часов после отбора крови. При проведении РОЭ способом по Wintrobe и Westergren влияние оказывают факторы, которые не указывают на наличие или отсутствие воспаления, такие как наличие аномально сформированных эритроцитов; наличие белков, воздействующих на вязкость крови; наличие антител или охлажденных агглютининов, направленных против эритроцитов крови; общий уровень гамма-глобулинов даже в тех случаях, когда они не направлены против эритроцитов крови; и отклонения от вертикального положения трубки РОЭ при проведении теста, а также температура окружающей среды и вибрация. Врачи пытались разрабатывать другие тесты на воспаление, которые могут быть проще или быстрее, либо более чувствительными или более специфическими. Такие тесты включают C-реактивный белок; количество лейкоцитов крови; количество гранулоцитов (компонент количества лейкоцитов крови); орозомукоидный протеин; гематокрит или гемоглобин; и фибриноген. Для контроля воспаления использовали в сумме по крайней мере шестнадцать тестов. Все эти тесты имеют как преимущества, так и недостатки, но ни один из них, как было показано, не превзошел РОЭ.

Желательно иметь способ определения уровеня системного воспаления, требующий небольшого количества крови для образца, который можно осуществить сравнительно быстро или выполнить при необходимости через несколько часов и на который негативно не воздействует аномальное состояние крови, приводящее к искажению результатов РОЭ.

Описание изобретения.

Существует методика для ранжирования полезности лабораторных исследований, называемых "анализ консенсуса". Благодаря этой методике, разработанной Bull и другими, частично основанной на работе Spearman и усовершенствованной Bull, можно выявить наиболее эффективный тест или наиболее эффективную комбинацию тестов для определения данного состояния. Методика "анализа консенсуса" описана в статье "Ранжирование лабораторных исследований путем анализа консенсуса", Bull et al., опубликованной 16 августа, 1986 в The Lancet. Среди выполненных шестнадцати тестов, проводимых в настоящее время для контроля пациентов ревматологии, использование анализа консенсуса и РОЭ оказалось наиболее успешным. Поскольку главной составляющей РОЭ, как известно, является уровень фибриногена, а уровень гематокрита или гемоглобина снижаeтся при воспалительном состоянии, то анализ консенсуса используют для установления того, могут ли эти показатели, определяемые быстрее и в меньших объемах крови, при объединении дать информацию, клинически эквивалентную, или лучшую, чем получаемую при широко используемой РОЭ.

Способ анализа консенсуса и результаты исследований образцов крови, полученных из групп ста пациентов, которые проявили в широком диапазоне симптомы воспаления, позволили обнаружить, что комбинация WESR, фибриногена и C-реактивного белка, которую обозначили как "составной индекс", была самым лучшим показателем наличия системного воспаления у пациентов.

Поскольку составной индекс состоит из тестов, которые нельзя выполнить легко или быстро, то он не обладает значительной клинической полезностью. Однако обнаружено, что составная методика, включающая показатель фибриногена и гематокрита или показатель гемоглобина ("индекс воспаления"), представляет информацию о степени воспаления, которая почти соответствует результатам составного индекса и более согласована с составным индексным результатом, чем результаты, полученные только из одного WESR.

Используя показатель фибриногена, выраженный в мг/дл, и показатель гемaтокрита как объемный процент от числа эритроцитов в образце крови, определяли индекс воспаления человека, который равен:
0,154 (фибриноген) - 1,667 (гематокрит) + 42.

Например, у пациента без значительного клинического воспаления и с уровнем фибриногена, равным 200 мг/дл, а гематокрита - 45,0%, получали следующий индекс воспаления:
0,154 (200) - 1,667 (45,0) + 42 = 2,2
У пациента с высоким уровнем системного воспаления и уровнем фибриногена, равным 800 мг/дл, и гематокрита 28,0%, получали следующий индекс воспаления:
0,154 (800) - 1,667 (28,0) + 42 = 118,44.

Если используют значения гемоглобина, выраженные в г/дл, то константа -1,667 равна -5,001. Другие константы остаются неизменными.

Таким образом, общее уравнение для определения индекса воспаления донора будет: I = a(f) + b(h) + c; где "I" - индекс воспаления; "f" - уровень фибриногена в образце крови; "h" - гематокрит или значение гемоглобина в образце крови; и "a", "b", и "c" - эмпирически полученные константы.

Для крови человека эмпирические константы получены путем сравнения показателя РОЭ крови человека при анализе консенсуса, анализе фибриногена крови человека и анализе C-реактивного белка крови человека у популяции доноров из 100 пациентов, которые проявили в широком диапазоне симптомы воспаления, причем уровень фибриноген/фибрин и гематокрита или комбинацию показателей гемоглобина определяли у той же популяции доноров.

При анализе образца крови млекопитающего, не относящегося к человекообразным, например, крови животного, требуются различные константы, причем параллельно необходимо провести анализ консенсуса для определения этих констант.

Следует указать, что значение индекса воспаления, являющегося составным числом, не имеет величин или единиц, а диапазон значений, полученных из результатов теста, аналогичен диапазону значений WESR. Результаты индекса воспаления, полученные при использовании способа согласно настоящему изобретению, врачи могут легко интерпретировать с численным результатом, являющимся приблизительно сравнимым с WESR, исключая неблагоприятное воздействие упомянутых выше факторов и учитывая достоверность, свойственную составному числу.

В патенте США N 5 137 832 от 11 августа 1992 (R. A. Levine et al.) описана простая и быстрая методика определения количественного содержания фибриногена в несвертываемом образце цельной крови. Вышеизложенная методика может быть выполнена в кабинете врача приблизительно в течение пятнадцати минут. Оборудование, используемое для определения количества фибриногена, включает трубку определенного объема, которой отбирают кровь, и поплавок, установленный в трубке. Слой осажденного фибриногена и/или фибрина оседает в верхней части поплавка после центрифугирования образца в трубке. Для преобразования линейного измерения слоя фибриногена в определенные количества фибриногена и/или фибрина в образце используют автоматизированный прибор, измеряющий линейную длину слоя фибриногена и/или фибрина в трубке, а также длину всего образца в трубке. Для измерения гематокрита и гемоглобина пациента также можно использовать то же оборудование, которое описано в патенте США N 4 843 869 от 4 июля 1989 (R.A.Lenine et al.) Как описано выше, при объединении показателей уровня фибриногена с показателями гематокрита или уровня гемоглобина в крови можно установить значение индекса воспаления для пациента. Таким образом, значения фибриноген/гематокрит или гемоглобина и значение индекса воспаления можно определить намного быстрее, чем с помощью WESR и/или C-реактивного белка, а для осуществления способа необходима примерно одна десятая количества крови, необходимой для WESR. Кроме того, наиболее важно, что результаты не искажаются системными аномалиями, которые снижают точность WESR.

Целью настоящего изобретения является создание способа определения значения индекса воспаления в образце, который является показателем системного воспаления в образце крови донора.

Другой целью настоящего изобретения является создание способа, характеризующегося вышеописанными признаками, на проведение которого не влияют системные аномалии, которые снижают надежность WESR.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание способа, характеризующегося вышеописанными признаками, с помощью которого количественно определяют уровень фибриногена и/или фибрина и объединяют со значениями гематокрита или гемоглобина в образце крови для установления степени системного воспаления.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа, согласно которому требуется небольшое количество крови и который осуществляют в течение короткого промежутка времени.

Эти и другие цели и преимущества очевидны из детального описание осуществления изобретения при рассмотрении с прилагаемым чертежом, который является боковой вертикальной проекцией трубки для отбора крови и используется для выполнения способа согласно настоящему изобретению.

Пример осуществления изобретения.

На чертеже под цифрой 2 представлена трубка для отбора крови. Трубка 2 обычно является капиллярной трубкой, которая содержит удлиненную пластмассовую вставку или поплавок 4, изготовленный из пластмассы, имеющей определенную плотность, при которой вставка 4 оседает и плавает в слое 8 эритроцитарной массы 8, и которая оседает на дно трубки 2 при центрифугировании образца несвертываемой цельной крови вместе с трубкой 2 и вставкой 4. На дно трубки 2 надет пластмассовый наконечник 6. Когда трубку 2, вставку 4 и образец крови обрабатывают, как описано в вышеуказанном полном описании патента США N 5 137 832, и центрифугируют, то составные образца крови оседают в различных слоях как показано на чертеже. Эритроциты оседают в самую нижнюю часть трубки 2, в слой 8. Вставка 4 оседает в слой эритроцитов 8 и плавает в нем. Вставка 4 проходит вверх через слой лейкоцит/тромбоцит, или слой светлого кровяного сгустка 12 в плазменный слой, который является верхним слоем образца. Осажденный фибриноген и/или фибрин в образце крови оседает в виде полоски 10, которая заканчивается на верхней части вставки 4 и в плазменном слое. Длину слоя эритроцитов 8 измеряют предварительно запрограммированным микропроцессором, например описанным в патенте США N 4 156 570, от 29 мая 1979; N 4 558 947, от 17 декабря 1985; и N 4 683 579 от 28 июля 1987 (S.C. Wardlaw). Приборы такого типа, описанные в последних двух патентах, выпускает Dickinson Becton and Company под торговой маркой QBC AUTOREADER ^®. Измерение слоя эритроцитов крови и длины всего образца крови 14, производимое от мениска 13 наверху плазменного слоя до замыкающего наконечника 6, позволяет определить значение гематокрита для образца крови. При вычисления гематокрита прибор учитывает тот факт, что вставка входит на короткое расстояние в слой эритроцитов 8. Прибор также используют для измерения линейной степени слоя фибриноген/фибрин 10 и преобразования этого измерения в пересчете на фибриноген. Прибор использует значения гематокрита и фибриноген/фибрин для вычисления индекса воспаления путем вышеописанных вычислений. После вычисления индекса воспаления прибор выводит его значение на экран или распечатывает для врача.

Установлено, что для определения системного воспаления при использовании способа согласно данному изобретению необходимо минимальное количество крови в течение минимального промежутка времени. Способ согласно данному изобретению по существу невосприимчив как к биологическим, так и к процедурным факторам, которые влияют на точность результатов при использовании методики WESR для определения степени системного воспаления. В то время как в вышеизложенном описании изобретения описано определение индекса воспаления для человека, изобретение можно также использовать для определения индекса воспаления у млекопитающих другого вида, и, таким образом, использовать для определения воспаления у животных в ветеринарной практике. Естественно, для каждого вида животного должны быть определены различные множители показателей гематокрита и фибриноген/фибрин и различные константы.

Возможны различные изменения описанного варианта осуществления изобретения, не выходящие за пределы существа изобретения и определенные в прилагаемой формуле изобретения.

Способ может быть использован в медицинe, в частности в лабораторной диагностике. В образце несвертываемой цельной крови млекопитающего донора измеряют количество фибриноген/фибрина, определяют значения гематокрита или гемоглобина и вычисляют число I, которое является показателем степени системного воспаления по уравнению I=а(f) + b(h) + с, где f - измеренный уровень фибриноген/фибрин в образце, h - определенные значения гематокрита или гемоглобина в образце, a, b и c - эмпирически полученные константы. Способ позволяет получить большую надежность определения системного воспаления, он прост в исполнении и осуществляется в течениe короткого промежутка времени. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения степени системного воспаления в образце несвертываемой цельной крови млекопитающего донора, отличающийся тем, что измеряют количество фибриноген/фибрина в указанном образце крови, определяют значения гематокрита или гемоглобина образца крови и вычисляют число I, которое является показателем степени системного воспаления по уравнению:
I=a (f) + b (h) + c,
где f - измеренный уровень фибриноген/фибрин в образце;
h - определенные значения гематокрита или гемоглобина в образце;
a, b и c - эмпирически полученные константы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образцом крови является образец несвертываемой крови человека-донора, h - определенное значение гематокрита в образце; a равно - 0,154; b равно - 1,667 и c равно 42, и по которому уровень фибриноген/фибрин выражен в мг/дл образца крови; значение гематокрита выражено как объемный процент от эритроцитарной массы в образце крови. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что образцом крови является центрифугируемый образец крови человека. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что образцом крови является образец несвертываемой крови человека-донора, h - определенное значение гемоглобина в образце; a равно - 0,154; b равно - 5,001 и c равно 42, и по которому уровень фибриноген/фибрин выражен в мг/дл образца крови, и значение гемоглобина выражено в гр/дл образца крови. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что образцом крови является центрифугируемый образец крови человека. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что константы a, b и c определяют путем сравнения показателя реакции оседания эритроцитов крови (РОЭ) при анализе консенсуса у множества доноров: показателя уровня фибриногена крови и показателя C-реактивного белка крови (C - реактивная кровь), по отношению к крови человека у доноров, подтверждающих в широком диапазоне симптомы воспаления, причем указанное сравнение проводят с показателем уровня фибриноген/фибрин и со значением гематокрита по отношению к крови человека той же самой популяции доноров. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что константы a, b и c определяют путем сравнения показателя реакции оседания эритроцитов крови (РОЭ) при анализе консенсуса у множества доноров, показателя уровня фибриногена крови и показателя С - реактивного белка крови (С - реактивная кровь), по отношению к крови человека у доноров, подтверждающих в широком диапазоне симптомы воспаления, причем указанное сравнение проводят с показателем уровня фибриноген/фибрин и значением гемоглобина по отношению к крови человека той же самой популяции доноров.