СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ МНОЖЕСТВЕННОЙ МИЕЛОМЫ И МЕТАСТАЗОВ РАКА В КОСТИ ИЗ НЕВЫЯВЛЕННОГО ПЕРВИЧНОГО ОЧАГА Российский патент 2003 года по МПК G01N33/52 

Изобретение относится к медицине, а именно, к гематологии.

Дифференциальная диагностика множественной миеломы (ММ) и метастазов рака в кости нередко вызывает значительные трудности. Это обусловлено, во-первых, отсутствием единственного надежного критерия диагностики множественной миеломы. Диагноз подтверждается совокупностью результатов биохимического, иммунохимического, цитологического и рентгенологического исследований. Во-вторых, по данным литературы [Трапезников Н.Н., Рыбакова, Ахмедов Б. П. , Ширин Д.П. Клиническая медицина, 1973; 7:34-39], у 24,6% больных с метастазами рака в кости не удается выявить первичный очаг опухоли, несмотря на комплексное клинико-инструментальное обследование. В-третьих, эти заболевания могут проявляться сходными изменениями в периферической крови (анемия, ускорение СОЭ), деструктивным поражением скелета при рентгенографическом исследовании, плазматизацией костного мозга, гиперкальциемией.

Недостатком перечисленных методов является необходимость их суммарного использования, так как ни одно отдельно взятое исследование не дает возможность диагностировать указанные заболевания. Наиболее часто для дифференциальной диагностики применяются гистологическое или цитологическое исследование костного мозга и иммунохимический анализ сыворотки крови.

Автор предлагает в качестве аналога гистологическое исследование костного мозга (трепанобиопсию). Для этого у больного под местной анестезией производят надрез кожи и подкожной клетчатки в зоне подвздошной бугристости. Далее к кости подводят режущую часть трепана и вращательно-поступательньми движениями проводят ее через кортикальную и спонгиозную часть кости. Полученный таким образом трепанат фиксируют в нейтральном формалине, декальцинируют и заливают в парафин. Срезы окрашивают гематоксилином и эозином, после чего производят микроскопию. Однако нередко цитологическая идентификация опухолевых клеток вызывает значительные трудности. Следует также отметить возможность мелкоочагового поражения костного мозга при этих заболевания, в связи с чем гистологическое исследование может оказаться малоинформативным [Д. Г. Беренсон, А.В.Колосков, В.А. Тарасов. Гематология и трансфузиология, 2000; 5: 35-37].

В качестве прототипа дифференциальной диагностики множественной миеломы и метастазов рака в кости автор предлагает способ иммунохимического исследования сыворотки, которое состоит из двух этапов: электрофореза в агаровом геле и радиальной иммунодиффузии [Н.Е.Андреева, Е.В. Чернохвостова. Иммуноглобулинопатии. - М.: Медицина, 1985.-239 с.].

С целью определения наличия М-градиента, свидетельствующего о наличии моноклонального белка, проводится электрофорез сыворотки больного в 1,5% агаре при градиенте потенциала 6 V/см. Для количественного определения иммуноглобулинов используется метод радиальной иммунодиффузии. При этом необходимо наличие моноспецифических антисывороток против отдельных классов и типов иммуноглобулинов и стандартную сыворотку с известным их содержанием. Строго определенное количество исследуемой сыворотки вносят в лунки, вырезанные в слое геля, содержащего соответствующую моноспецифическую антисыворотку. При последующей инкубации антиген диффундирует из лунки в гель и образует преципитат в виде кольца. Площадь кольца соответствует объему геля, содержащего антитела в количестве, эквивалентном количеству внесенного антигена. При постоянной концентрации антител в геле и одинаковом объеме вносимой в лунку сыворотки площадь кольца прямо пропорциональна концентрации данного белка в сыворотке. Сравнивая размер колец исследуемых сывороток и стандартной сыворотки, содержащей известное количество данного белка, рассчитывают его концентрацию в исследуемых сыворотках.

Основным недостатком этого метода являются большие временные затраты, а также недостаточная специфичность для диагностики множественной миеломы. Секреция моноклонального иммуноглобулина может наблюдаться при ряде заболеваний, не связанных с парапротеинемическим гемобластозом, в частности при раковой опухоли. Помимо этого существуют редкие варианты несекретирующей миеломы.

Автор предлагает способ дифференциальной диагностики множественной миеломы и метастатического поражения скелета с помощью инфракрасной спектрометрии. Способ предполагает исследование сыворотки крови, в которой определят коэффициенты пропускания в девяти поддиапазонах спектра электромагнитного излучения: 1-(3500...3200 см^-1), 2-(3085...2832 см^-1), 3-(2120...1800 см^-1), 4-(1710...1610 cм^-1), 5-(1600...1535 см^-1), 6-(1543...1425 см^-1), 7-(1430... 1210 см^-1), 8-(1127...1057 см^-1), 9-(1067...930 см^-1) и по данным спектрометральных характеристик этих поддиапазонов исследуемой сыворотки и установленных показателей спектральных характеристик у больных с подтвержденной множественной миеломой и метастазами рака определяют предельное пороговое значение критерия Маханолобиса.

Проводилась инфракрасная спектрометрия сыворотки 20 больных. Первую группу составили 13 пациентов с диагнозом множественной миеломы. Во вторую группу вошли 10 больных с остеолитическим поражением скелета вследствие метастазов рака из невыявленного первичного очага. С помощью спектроанализатора (патент на изобретение 2137126 от 10.09.99) определялись коэффициенты пропускания в девяти поддиапазонах инфракрасного спектра электромагнитного излучения: 1-(3500. . . 3200 см^-1), 2-(3085...2832 см^-1), 3-(2120... 1800 cм^-1), 4-(1710. . .1610 cм^-1), 5-(1600... 1535 см^-1), 6-(1543...1425 см^-1), 7-(1430...1210 см^-1), 8-(1127...1057 см^-1), 9-(1067...930 см^-1). Цикл измерения по всем каналам не превышал 1 с. Общее время исследования составило 1 мин.

На основании полученных спектральных характеристик групп больных с множественной миеломой и метастазами рака методом линейного дискриминантного анализа рассчитывалась матрицы центрированных значений, после чего определялась общая дисперсно-ковариационноая матрица S по следующей формуле:

Структура общей внутригрупповой дисперсионно-ковариационной матрицы такова:
где К_э - матрица центрированных значений показателей инфракрасного спектра группы больных множественной миеломой;
К_n - матрица центрированных значений показателей инфракрасного спектра группы больных с метастазами рака;
n_э - объем выборки больных множественной миеломой;
n_п - объем выборки больных с метастазами рака.

Далее высчитывался критерий Маханалобиуса, характеризующий расстояние между многомерными объектами, с учетом парных корреляционных связей между одноименными поддиапазонами инфракрасного спектра двух исследуемых групп [Сошникова Л.А., Тамашевич В.Н. Многомерный статистический анализ. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999, с.471, 507-516].

d_ij=(X_i-X_j)^TS¹(X_i-X_j)
где d - критерий Маханалобиуса;
X_i и X_j - вектор-столбцы значений показателей инфракрасного спектра для i -того пациента из группы множественной миеломы и j - пациента из группы больных раком. Символ Т в выражении (X_i X_j)^T обозначает операцию транспонирования вектора. Символом S обозначена общая внутригрупповая дисперсионно-ковариационная матрица. Символ ¹ над S означает, что необходимо обратить матрицу S.

Экспериментальным путем установлено, что если критерий Маханалобиса менее 20 усл. ед. , то у больного имеет место множественная миелома. Если этот показатель составляет от 25,5 до 33,5 усл. ед., диагностируют рак. При значении от 20 до 25,5 усл. ед. или от 33,5 усл. ед. и выше речь идет о другой патологии (см. чертеж). Эффективность предлагаемого способа представлена на следующих примерах:
Пример 1
Больная Б., 58 лет. История болезни 109.

Диагноз: множественая миелома II А стадия, с секрецией IgG. Компрессионный перелом L1, L2.

Жалобы на боль в поясничном отделе позвоночника. Клинический анализ крови: эр 3,3 х 10¹²/л, Нb 102 г/л, тромб 128 х 10⁹/л, л 3,7х10⁹/л, 61%, э 8%, п 12%, с 31,5%, лимф 35%, м 12,5%, СОЭ 61 мм/ч. Биохимический анализ крови: общий белок 78 г/л, альбумины 49,8%, глобулины: альфа 1-3,7%, альфа 2-9,1%, бетта -14,4%, гамма - 23%, креатинин 96 ммоль/л. Миелограмма: плазматические клетки 12%. Анализ мочи без патологии.

Рентгенография костей скелета. Заключение: очаги деструкции в V ребре слева, костях таза. Клиновидная компрессия L1-L2.

Иммунохимическое исследование сыворотки: секреция моноклонального иммуноглобулина G.

Критерий Маханалобиса между спектральными характеристиками пробы и установленными показателями поглощения группы больных множественной миеломой составляет 14,143 условных единиц Эта величина находится ниже порогового значения, соответствующего 20 усл. ед. Это означает, что с вероятностью 96,9% пациент страдает множественной миеломой
Диагноз подтвержден комплексом рутинных методов исследования.

Пример 2
Больной Т., 74 г. История болезни 507.

Жалобы на боль в поясничном отделе позвоночника.

Клинический анализ крови: эр 3,3 х 10¹²/л, Нb 113 г/л, тром 190 х 10⁹/л, л 6 х 10⁹/л, 60%, э 1,5%, п 4,5%, с 64%, лимф 22,5%, м 7,5%, СОЭ 42 мм/ч.

Биохимический анализ крови: общий белок 80 г/л, альбумины 51,4%, глобулины: альфа 1-4,8%, альфа 2-6,4%, бета - 12%, гамма - 25,4%.

Миелограмма: плазматические клетки 9%.

Рентгенография костей скелета. Заключение: очаги деструкции в ребрах, костях таза, компрессия поясничных позвонков.

Критерий Маханалобиса между спектральными характеристиками пробы и эталоном множественной миеломы составил 29, 538 условных единиц и находится значительно выше порогового значения (20 усл. ед). Это означает, что у больного диагноз множественной миеломы не подтвердился. Однако это значение соответствует спектральным характеристикам рака. Это означает вероятность наличия рака в 92,57%.

При трепанобиопсии был установлен диагноз метастазов рака в кости из невыявленного первичного очага.

Показатели инфракрасной спектрометрии позволяют дать комплексную оценку состояния фундаментальных компонентов крови и особенностей структуирования водного компонента.

Преимуществом описанного метода является возможность быстрой и достоверной дифференциальной диагностики множественной миеломы и остеолитического поражения скелета при метастазах солидной опухоли. Это дает возможность его использования в комплексном исследовании в трудных диагностических случаях.

Изобретение относится к области медицины, в частности к гематологии. Способ позволяет быстро и достоверно осуществлять дифференциальную диагностику множественной миеломы и метастазов рака в кости из невыявленного первичного очага. Проводят исследование сыворотки крови, при этом проводят инфракрасную спектрометрию сыворотки крови, определяют коэффициенты пропускания в девяти поддиапазонах инфракрасного спектра электромагнитного излучения: 3500-3200 см^-1, 3085-2832 см^-1, 2120-1800 см^-1, 1710-1610 см^-1, 1600-1535 см^-1, 1543-1425 см^-1, 1430-1210 см^-1, 1127-1057 см^-1, 1067-930 см^-1 в течение 1 мин через 1 с, высчитывают критерий Маханалобиса и при его значении менее 20 усл.ед. диагностируют множественную миелому, а при значении от 25,5 до 33, 3 усл.ед. - метастазы рака в кости из невыявленного первичного очага. 1 ил.

Способ дифференциальной диагностики множественной миеломы и метастазов рака в кости из невыявленного первичного очага, включающий исследование сыворотки крови, отличающийся тем, что проводят инфракрасную спектрометрию сыворотки крови, определяют коэффициенты пропускания в девяти поддиапазонах инфракрасного спектра электромагнитного излучения: 3500-3200 см^-1, 3085-2832 см^-1, 2120-1800 см^-1, 1710-1610 см^-1, 1600-1535 см^-1, 1543-1425 см^-1, 1430-1210 см^-1, 1127-1057 см^-1, 1067-930 см^-1 в течение 1 мин через 1 с, высчитывают критерий Маханалобиса и при его значении менее 20 усл. ед. диагностируют множественную миелому, а при значении от 25,5 до 33,3 усл. ед. - метастазы рака в кости из невыявленного первичного очага.