СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ БРОНХОЛЕГОЧНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/50 G01N33/52 G01N33/68 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам диагностики воспалительных заболеваний бронхо-легочной системы (БЛС).

В настоящее время диагностика воспалительных заболеваний бронхо-легочной системы, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОЕЛ), пневмокониозы (ПК), токсический фиброзирующий альвеолит (ТФА), осуществляется путем относительно длительных клинических наблюдений при проведении соответствующих анализов (Справочник практического врача. Под ред. А.И.Воробьева, М., Медицина, 1982, С. 96-123, 569)
Недостатком этих методов является длительность исследования, невозможность определения заболевания на ранних стадиях процесса.

Известны методы экспресс-диагностики различных заболеваний БЛС, например, бронхиальной астмы, туберкулеза, пневмоний и т.п. с помощью инструментального анализа изменения отдельных биологических или физико-химических параметров организма с последующим сопоставлением полученных результатов с аналогичными показателями здоровых людей ("норма") (Пат. РФ NN 1801215, 1993; 1807394, 1993; 2039983, 1995, кл. G 01 N 33/480). Однако известные методы имеют ограниченное применение и недостаточно точны.

Прототипом заявляемого изобретения является способ диагностики воспалительных заболеваний БЛС, заключающийся в проведении рентгенологического исследования больного, определения количественного содержания внесосудистой жидкости в легких и диагностирования воспалительного процесса при ее количестве 129.4-216.6 мл/кв. м. Данный способ позволяет отличить воспалительное заболевания от онкологического, однако имеет достаточно узкий диапазон применения при исследовании воспалений БЛС.

Задачей, стоявшей перед авторами, являлось создание более универсального и надежного способа диагностики воспалительных заболеваний БЛС.

Указанная задача решалась на основе высказанного авторами предположения о первичном характере влияния воспалительных процессов в БЛС на оксидантно-антиоксидантную и протеазо-антипротеазную системы и возможность диагностирования воспалительного заболевания по степени их дисбаланса.

Для исследования дисбаланса были использованы комплексные методы исследования биохимических процессов, включая хемилюминесценцию, спектрофотометрию и ракетный электрофорез.

Было найдено, что поставленная задача может быть решена на основе анализа следующих показателей, отражавших указанный дисбаланс:
спонтанной (СХЛ) и индуцированной (ИХЛ) хемилюминесценции лейкоцитов крови,
уровня антиоксидантной активности (АОА) плазмы крови и содержания конечных продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида (МДА);
уровня α₁-ингибитора протеиназ (ИП) и эластазы (ЭЛ).

Как показала экспериментальная проверка, оптимальным для диагностики воспалительных процессов является использование относительных показателей A = СХЛ/ИХЛ, B = АОА/МДА и C = ИП/ЭЛ и рассчитанного на их основе интегрального показателя K, причем последний рассчитывается по формуле
K = Aх/Bх + Bх/Bк + Cх/Cк,
где Aх, Bх, Cх - значения коэффициентов обследуемого больного,
Aк, Aк, Cк - среднее значение коэффициентов в норме,
и диагностируют наличие воспалительного процесса в бронхо-легочной системе при значении K менее 125.

Анализ полученных результатов экспериментальной проверки показал, что одновременно с возможностью диагностирования факта воспалительного процесса по величине интегрального показателя с учетом значения других показателей метода возможно уточнение диагноза, а именно возможность диагностировать хроническую обструктивную болезнь легких при значении интегрального показателя K = 110-120 и ИХЛ = 15-25 мВ; пневмокониоз при значении K = 100-110 и СХЛ = 6-10 мВ; токсический фиброзирующий альвеолит при K = 100-110 и A = 50-70.

Измерение каждого из вышеперечисленных показателей осуществляли по общеизвестным методикам.

Определение способности полиморфноядерных лейкоцитов к освобождению активных форм кислорода определяли с помощью метода хемилюминесценции - Cohen M. S., Shirley P.S., De Chatelet L.R. Further evaluation of luminol-enhanced luminescence in diagnosis of disorders of leukocyte oxidative metabolism : role ofmyeloperoxidase // Clin.chem. - 1983. - V.29. - N 3. - P.513-515.

Определение общей антиоксидантной активности (АОА) и уровня малонового диальдегида (МДА) производили с помощью спектрофотометрических методов: АОА: Glavind J. Antioxidant in animal tissue // Acta chem. Scand. - 1979. - V.47. - N 13. - P 16-35, в модификации КотенкоТ.В.: Биохимические методы исследования при неспецифических заболеваниях легких. Методические рекомендации. Ленинград, 1984.

Определение α₁-ингибигора протеиназ проводили с помощью метода ракетного электрофореза: Руководство по количественному иммуноэлектрофорезу под ред. Н. Аксельсен, И. Крелль, Б. Вееке. М. Мир 1977, С. 200
Определение активности эластазы проводили с помощью метода спектрофотометрии с использованием в качестве субстрата p-нитрофенилового эфира бутилтритокси L-аланина: Meyer K.C., Lewandovski J.R., Zimmermaan J., Nunley D. , Calhoun W. , Dopico G.A. Human Neutrophil Elastase Comdex in Cyctic Fibrosis // Am. Rev. Resp. Dis. - 1991. - V. 144. - P. 580-585.

При выполнении экспериментов использовались критерии оценки контроля качества полученных результатов путем проверки точности и воспроизводимости методом параллельных проб, а также применением коммерческих стандартов и контрольных сывороток заданной активности.

Анализ данных дополнительно позволял установить при сопоставлении величины каждого из коэффициентов больного - Aх, Bх, Cх с контрольными значениями каждого из коэффициентов у доноров (Aк, Bк, Cк), в каком из звеньев наблюдаются наиболее существенные изменения, что позволяло провести своевременную коррекцию схемы лечения. Результативность указанной коррекции являлась дополнительным подтверждением достоверности заявляемого способа.

Сущность заявляемого изобретения и его промышленная применимость иллюстрируются примерами.

Пример 1
В ГНЦ пульмонологии было проведено обследование группы больных с установленным диагнозом воспалительных процессов в БЛС с использованием методов хемилюминесценции, спектрофотометрии и ракетного электрофореза.

В качестве моделей воспалительных процессов были выбраны больные хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), пневмокониозами (ПК) и токсическим фиброзирующим альвеолитом (ТФА).

Полученные результаты и данные их обсчета по вышеизложенной методике приведены в таблице (см. в конце описания)
Как видно из данных таблицы, у здоровых лиц величина суммарного коэффициента K составляет 225.

Если из этой величины вычесть сумму средних ошибок каждого из 3-х составляющих коэффициентов (A, B и C), то можно рассчитать "пороговое" значение коэффициента K, отделяющее норму от патологии. Такое значение K составляет 125. Таким образом, если величина суммарного коэффициента K < 125, можно сделать вывод о наличии патологии воспалительного характера. Причем, чем ниже величина указанного коэффициента, тем более выраженной является воспаление и соответственно степень дисбаланса. Как видно из таблицы, наиболее значимые величины K наблюдаются в группе больных ТФА (K = 100-110), далее - по степени выраженности снижения K - располагается группа больных пневмокониозами (K = 105-115) и, наконец, наименее выраженное снижение K наблюдается у больных ХОБЛ (K = 110-120).

Одновременно с этим у данных патологий существенно меняются параметры оксидантных процессов в кроветворной системе, что позволяет провести достаточно надежное первичное диагностирование указанных патологий.

Пример 2
Больной Голубев, 1951 года рождения, поступил в клинику с жалобами на одышку при небольшой физической нагрузке (подъем на 2 этаж), сухой кашель, затрудненный вдох. Болен в течение 2-х лет, когда появилась одышка. Кашляет около 5 лет, откашливает небольшое количество слизистой мокроты.

При обследовании по заявляемому способу 04.03.98 были получены следующие результаты: СпХл 1.8, ИндХл 21.57, ОПХЛ 11.98, АОА 880, МДА 8.6, АОА/МДА = 102.3, ИП 2.5, ЭЛ 3.9, ИП/ЭЛ = 0.6, К = 115.

Поставлен диагноз наличия воспалительного процесса - ХОБЛ. При клиническом обследовании в ГНЦ пульмонологии получены следующие результаты:
Анализ крови: Hb - 158, Er. - 4,65•10¹², ЦП - 1,0, тромбоциты - 261, L - 6,8•10⁹, П - 7, С - 68, Э - 3, Лф - 15, Мон - 7, СОЭ - 6.

Фибробронхоскопия: Атрофические и рубцово-пигментные изменения слизистой бронхиального дерева.

Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ): Цитоз 7 • 10⁴, Нейтрофилы 4%, лимфоциты 8%, альвеолярные макрофаги 88% (многоядерные, с черными и бурыми включениями).

Спирография: Очень легкое снижение жизненной емкости легких. Нарушения бронхиальной проходимости в периферических отделах дыхательных путей.

Комплексное исследование функции внешнего дыхания: Общая емкость легких и легочная структура в пределах нормы. Умеренное снижение индекса ретракции. pO₂ - 74,6, pCO₂ - 37.

Рентгенологическое обследование: Линейная тень диателектаза в нижнем отделе правого легкого.

Компьютерная томография: Легочный рисунок в целом не изменен. В язычковых сегментах - участок локального пневмосклероза, утолщение стенок субсегментарных бронхов, деформация бронхов в базальных сегментах с обеих сторон.

Доплер-кардиография: Расчетное среднее давление легочной артерии 31-30 мм рт. ст. (повышено).

На основании данных обследования поставлен диагноз - ХОБЛ.

Назначен флуимуцил (200 мл в сутки).

Пример 3
Больной Кузьмин Н.К., 1949 года рождения, поступил в клинику с жалобами на кашель в течение дня с небольшим количеством слизистой мокроты, усиливающийся после работы; чувство нехватки воздуха, одышку при физической нагрузке (подъем на 3 этаж). За 2 месяца до поступления в клинику больной перенес ОРВИ, при этом отмечалось повышение температуры тела; усилился кашель, наросла одышка.

При обследовании по заявляемому способу 15.03.98 были получены следующие результаты: СпХл 13.1, ИндХл 214.8, ОПХЛ 16.39, АОА 950, МДА 10.8, АОА/МДА = 87.9, ИП 2.8, ЭЛ 1.2, ИП/ЭЛ = 2.3, К = 107.

Поставлен диагноз наличия воспалительного процесса - ПК.

Для уточнения диагноза больной был направлен в ГНЦП. При обследовании в ГНЦП выявлено:
Анализ крови: Er - 5•10¹², Hb - 156, ЦП - 0,83, L - 2•10⁹, Эо - 7, П-5, С - 50, Лф - 27, Мон - 11, СОЭ - 21.

Фибробронхоскопия: Атрофические изменения слизистой оболочки бронхов.

БАЛ: Цитоз: 3•10⁴, нейтрофилы 5%, лимфоциты 17%, альвеолярные макрофаги 78% (преобладают макрофаги с бурым пигментом).

Чрезбронхиальная биопсия: Очаги пневмосклероза со скоплениями кониофагов и гемосидерофагов в интерстиции и в просвете альвеол.

Спирография: Жизненная емкость легких в пределах нормы. Весьма значительные нарушения бронхиальной проходимости.

Комплекс ФВД: Общая емкость легких в норме. Структура перестроена по обструктивному типу. pO₂ - 71.

Рентгенологическое исследование: Сетчатость в средних и нижних отделах обоих легких. Повышение прозрачности легочной ткани верхних отделов обоих легких.

Компьютерная томография: Диффузное нарушение структуры легочной ткани, местами деформация по типу "сотового легкого".

Сцинтиграфия: Грубая неравномерность перфузионной функции. Максимальная редукция капиллярного кровотока в задних сегментах нижней доли левого легкого.

Доплер-эхокардиография: РСДЛА 30 мм рт. ст.

На основании данных обследования поставлен диагноз пневмокониоз (ПК).

Назначен курс антиоксидантной терапии (флуимуцил 400 мл в сутки).

Пример 4
Больной Табаков Л.И., 1949 года рождения, поступил в клинику с жалобами на одышку при небольшой физической нагрузке (ходьба), затрудненный вдох, сухой кашель, боли в грудной клетке. Болен с 1992 года, когда появились приступы кашля по ночам. Состояние прогрессивно ухудшалось: похудел на 15 кг, резко наросла одышка, усилился кашель.

При обследовании по заявляемому способу 04.03.98 были получены следующие результаты: СпХл 2.3, ИндХл 141.4, ОПХЛ 61.48, АОА 750, МДА 18.8, АОА/МДА = 39.9, ИП 4.6, ЭЛ 1.5, ИП/ЭЛ = 3.1, К = 104.

Поставлен диагноз наличия воспалительного процесса - ТФА.

При обследовании в ГНЦП выявлено:
Анализ крови: Er - 4,5•10¹², Hb - 138, ЦП - 0,92, L - 5,8•10⁹, Б - 1, Эо - 1, П - 5, С - 48, Лф - 31, Мон - 14, СОЭ - 8.

Фибробронхоскопия: Рубцово-пигментные изменения слизистой бронхиального дерева.

БАЛ: Цитоз 6,2•10⁴, нейтрофилы 43%, лимфоциты 32%, альвеолярные макрофаги 25% (часто с пенистой цитоплазмой и плотными включениями).

Спирография: Крайне резкое снижение ЖЕЛ (1,2 л - 25,2% от нормы) pO₂ 65,8 мм рт. ст., pCO₂ 39,7 мм рт. ст.

Рентгенография грудной клетки: Множественные мелкоочаговые тени на всем протяжении легочных полей с большей выраженностью в верхних и паракостальных отделах легких. Высокое стояние диафрагмы (задний отдел 8 ребра).

Компьютерная томография: Во всех отделах определяются множественные мелкие очаги (0,1 - 0,3 мм). Легочный рисунок усилен за счет интерстициального компонента. Денситометрическая плотность в местах максимальных изменений повышена (дo 500-300 ед. Н).

Сцинтиграфия: Диффузные нарушения перфузии средней степени тяжести.

Доплер-эхокардиография: РСДЛА 20-23 мм рт. ст.

На основании полученных данных поставлен диагноз ТФА.

Назначено лечение кортикостероидами (берликорт - 3 таблетки в сутки), антиоксидантами (флуимуцил - 200 мл в сутки), а также экстракорпоральная терапия (плазмаферез, гемодез).

Как показали проведенные исследования, предлагаемый способ практически не требует дорогостоящей аппаратуры и реактивов, достаточно прост, надежен, воспроизводим и достоверен в постановке и интерпретации результатов.

При этом время анализа сокращается с нескольких суток до 12-16 часов.

Способ может быть использован в медицине, а именно в пульмонологии. Измеряют показатели спонтанной (СХЛ) и индуцированной (ИХЛ) хемилюминесценции и их отношения (ОПХЛ), уровень антиоксидантной активности плазмы крови, содержание в ней малонового диальдегида, уровни α₁ -ингибитора протеиназ и эластазы. Определяют средние аналогичные показатели в норме. На их основе определяют интегральный показатель (К) по формуле К=Ах/Ак+Вх/Вк+Сх/Ск, где Ах, Вх, Сх - значения коэффициентов обследуемого больного; Ак, Вк, Ск - среднее значение коэффициентов в норме; А - отношение величин индуцированной и спонтанной хемилюминесценции; В - отношение уровня антиоксидантной активности плазмы крови и содержание малонового диальдегида; С - отношение уровней α₁ -ингибитора протеиназ и эластазы. Диагностируют наличие воспалительного процесса в бронхолегочной системе при значении К менее 125. Диагностируют хроническую обструктивную болезнь легких при значении интегрального показателя К= 110-120 и ИХЛ=15-25 мВ. Пневмокониоз при значении К=100-110 и СХЛ= 6-10 мВ. Токсический фиброзирующий альвеолит при К=100-110 и ОПХЛ=50-70. Способ обеспечивает повышение надежности и воспроизводимости и снижение времени анализа. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ диагностики воспалительных процессов бронхолегочной системы, включающий в себя анализ показателей организма с помощью инструментальных методов, определение значимых показателей, их анализ и диагностирование состояния больного, отличающийся тем, что в качестве инструментальных методов используют хемилюминесценцию, спектрофотометрию и ракетный электрофорез, в качестве значимых показателей определяют спонтанную и индуцированную хемилюминесценцию, уровень антиоксидантной активности плазмы крови, содержание малонового диальдегида, уровни α₁ -ингибитора протеиназ и эластазы, в ходе анализа показателей определяют средние аналогичные показатели у здоровых людей и определяют интегральный показатель К по формуле
K = Ax/Aк + Bx/Bк + Cx/Cк,
где Ax, Bx, Cx - значения коэффициентов обследуемого больного;
Aк, Bк, Cк - среднее значение коэффициентов в норме;
A - отношение величины индуцированной и спонтанной хемилюминесценции;
B - отношение уровня антиоксидантной активности плазмы крови к содержанию малонового диальдегида;
C - отношение уровня α₁ -ингибитора протеиназ и эластазы,
и диагностируют наличие воспалительного процесса в бронхолегочной системе при значении интегрального показателя менее 125. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воспалительного процесса диагностируют хроническую обструктивную болезнь легких при значении интегрального показателя K = 110 - 120 и величине индуцированной хемилюминесценции 15 - 25 мВ. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воспалительного процесса диагностируют пневмокониоз при значении интегрального показателя K = 100 - 110 и величине спонтанной хемилюминесценции 6 - 10 мВ. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воспалительного процесса диагностируют токсический фиброзирующий альвеолит при значении интегрального показателя K = 100 - 110 и отношении величин индуцированной и спонтанной хемилюминесценции 50 - 70.