СПОСОБ ЛАБОРАТОРНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/49 G01N33/50 G01N33/52 

Область техники

Изобретение относится к области клинической лабораторной диагностики и может быть использовано в клинической практике для оценки эффективности антибактериальной терапии у больных с бактериальной инфекцией, в том числе с бактериальным сепсисом. Способ по изобретению предполагает его применение у пациентов разных возрастов, включая период новорожденности.

Одной из главных задач медицины является уменьшение смертности от инфекционных заболеваний и осложнений. Такое грозное осложнение, как сепсис, является основной причиной смерти в отделениях интенсивной терапии некоронарного профиля. Летальность при сепсисе остается стабильно высокой и в среднем не снижается ниже 30% (Angus D.C et al., 2001). По результатам одного из самых крупных однодневных эпидемиологических исследований EPIC II (в исследование включено более 14000 больных из 76 стран мира) частота инфекций среди больных ОРИТ составила 50,9%. В подавляющем большинстве случаев инфекция и сепсис имеют бактериальную этиологию.

Использование антибактериальных лекарственных препаратов и хирургическая санация очага инфекции являются базовыми методами лечения больных с бактериальными заболеваниями и осложнениями. Неадекватная антибиотикотерапия является независимым фактором риска, увеличивающим госпитальную летальность (Kollef М.Н. et al., 1999), и в 5 раз снижает выживаемость больных при септическом шоке (Kumar A. et al., 2009).

Антибактериальная терапия является адекватной, если она начата в кратчайшие сроки от момента выявления признаков инфекции, направлена на этиологически значимые возбудители инфекционного процесса и является клинически эффективной. В соответствии с этим происходит непрерывное совершенствование способов диагностики инфекции, идентификации возбудителей и оценки эффективности противомикробной терапии.

Для оценки эффективности антибактериальной терапии предложены различные способы, к числу перспективных направлений относится определение в биологических жидкостях специфических биомаркеров.

Предложены различные способы лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии: DE 102005042100 (А1) - в качестве биомаркера авторы предлагают использовать haptoglobin-related protein; RU 2456614 C1 - способ осуществляется путем двукратного определения общего эндотоксина (липополисахарида (ЛПС)); DE 102005057753 (А1) - авторы предлагают использовать в качестве биомаркера концентрацию IgA и его производных; RU 2322678 C1 - на основе С-реактивного белка, пептидов средней молекулярной массы и лактоферрина в сыворотке крови; WO 03048778 A1 - авторы способа в качестве дополнительного биомаркера для оценки эффективности антибактериальной терапии предлагают использовать нейроспецический белок S100b; RU 2327999 CI - способ диагностики местных гнойных осложнений при экссудативных плевритах и оценки эффективности лечения по уровню неорганических фосфатов; WO 03048781 (А1) - сравнительно новый способ оценки эффективности лечения сепсиса на основе митохондриального фермента глицин-ТЧ-ацил трансферазы (GNAT). Однако многие из этих способов не подтвердили клинической эффективности, что во многом связано с их недостаточной специфичностью и чувствительностью. Иные способы оценки эффективности антибактериальной терапии находятся в стадии клинической апробации, но уже из имеющихся данных известно, что динамика концентраций предложенных биомаркеров в большей степени отражает общую тяжесть состояния организма человека, нежели реакцию организма на бактериальную инфекцию, и немногим превосходят по специфичности и чувствительности рутинные методы лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии (по количеству лейкоцитов и их незрелых форм, исследование уровня C-реактивного белка, лактата).

Для диагностики анаэробных гнойно-воспалительных процессов и оценки эффективнсти антибактерильной терапии возможно использовать определение низкомолекулярных соединений, представляющих собой метаболиты анаэробных бактерий, такие как летучие жирные кислоты (ЛЖК; пропионовая, масляная, валериановая, капроновая и их изомеры). Тест на ЛЖК обладает достаточной специфичностью, но в большинстве случаев бактериальная инфекция ассоциируется с аэробной микрофлорой.

Прототипом изобретения является способ на основе прокальцитонина (ПКТ, РСТ) - наиболее современного и изученного биомаркера в клинической практике, применяемого для диагностики бактериальных заболеваний, сепсиса и степени оценки бактериальной нагрузки, а также для мониторинга проводимой терапии является прокальцитонин (РСТ, ПКТ) (RU №2137130 С1). РСТ зарекомендовал себя как один из наиболее объективных маркеров бактериальной инфекции. При бактериальной инфекции прокальцитонин повышается от 0,5 до 1000 нг/мл. Повышение часто коррелирует с тяжестью заболевания и с летальностью (Assicot М., Gendrel D. et al., 1993). Принято определять cut-off, то есть значение уровня прокальцитонина, позволяющее провести границу для отличия между системной и локальной бактериальной инфекцией. Значение cut-off для прокальцитонина равно 2 нг/мл. Уровень сывороточной концентрации ПКТ>2 нг/мл означает наличие у больного тяжелого синдрома системного воспалительного ответа (ССВР) и высокого риска тяжелого сепсиса и/или септического шока (чувствительность 85%, специфичность 93%). Клинически эффективной антибактериальная терапия считается при снижении уровня ПКТ (РСТ) 2 и более раза от исходного в течение суток.

Однако повышение ПКТ (РСТ) регистрируется не только при бактериальной инфекции, но и при других клинических состояниях: тяжелой сочетанной травме [J Trauma. 2009 Jan.; 66(1):243-249], тяжелой черепно-мозговой травмой rPediatr Crit Care Med. 2002 Jan; 3(1):39-44], после объемных оперативных вмешательств [Intensive Care Med 1998, 24:680-684], после циркуляторного ареста [ВМС Pediatrics 2008, 8:18], при развитии острой сердечной недостаточности, кардиогенном шоке [Acute Card Care 2008, Vol.10, No. 1, Pages 30-36], у новорожденных здоровых детей [Clinical Chemistry June 1998 vol.44 no.6 1343-1344] и в других случаях. Повышение РСТ (ПКТ) регистририруется у больных с опухолевым процессом, острым коронарным синдромом и др. заболеваниями (ЕР 2101178 A1, US 0152170 А1). Таким образом, РСТ(ПКТ) оказался менее специфичным биомаркером, чем это предполагалось ранее, поэтому РСТ тест не может выступать в качестве единственного надежного биомаркера для оценки этиологии инфекционного процесса у большой категории больных.

Таким образом, перед исследователями стоит задача по разработке более универсального способа, позволяющего своевременно и объективно оценить эффективность антибактериальной терапии бактериальной инфекции и сепсиса у пациентов различных групп, включая реаниматологических больных. Поставленная задача решается способом лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии, заключающимся в том, что в крови пациентов одновременно определяют концентрации пара-гидроксифенилмолочной кислоты (п-ГФМК), фенилмолочной кислоты (ФМК), пара-гидроксифенилуксусной кислоты (п-ГФУК), и антибактериальную терапию расценивают как эффективную, если в течение 24-48 часов при повторном анализе крови суммарная концентрация трех измеряемых кислот снижается в 2 и более раз, при этом раздельно концентрации всех трех кислот имеют направленность к снижению.

Предлагаемый способ для лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии предусматривает использование в качестве биомаркеров три низкомолекулярных метаболита бактериального происхождения: пара-гидроксифенилмолочная кислота (п-ГФМК), фенилмолочная кислота (ФМК), пара-гидроксифенилуксусная кислота (ГФУК) (1. А.М. Jenner, J. Rafter, В. Halliwell Human fecal water content of phenolics: The extent of colonic exposure to aromatic compounds Free Radical Biology & Medicine 2005, V.38, P.763-772; 2. A.R. Rechner, M.A. Smith, G.Kuhnle, G.R. Gibson, E.S. Debnam, S.K.S. Srai, K.P. Moore, C.A. Rice-Evans Colonic metabolism of dietary polyphenols: Influence of structure on microbial fermentation products Free Radical Biology & Medicine 2004, V.36, No.2, P.212-225; 3. H.Ch. Lee, A.M. Jenner, Ch.S. Lowa, Y.K. Lee, Effect of tea phenolics and their aromatic fecal bacterial metabolites on intestinal microbiota Research in Microbiology 2006, V.157, P.876-884)). Ранее было показано, что концентрация фенилкарбоновых кислот значительно повышается у больных при сепсисе (RU 2423704 С1) и коррелирует с выживаемостью больных. Дальнейший анализ клинических и лабораторных данных позволил установить, что наибольшее значение для лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии имеют три фенилкарбоновые кислоты: п-ГФМК, ФМК, п-ГФУК. Методом газохроматографического анализа было установлено, что суммарное содержание п-ГФМК, ФМК, п-ГФУК в сыворотке крови здоровых людей не превышает значение 3 мкмоль/л.

Способ может быть реализован с использованием стандартного лабораторного оборудования с привлечением персонала, квалификация которого не превосходит уровень специалиста в области химического, биохимического, иммуноферментного анализа. Хотя в исследовании выполнялась газохроматографическая детекция указанных кислот, способ по изобретению в принципе включает в себя также определение указанных кислот любым другим методом.

Сущность изобретения

Для лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии производится одновременное количественное определение концентрации пара-гидроксифенилмолочной кислоты (п-ГФМК), фенилмолочной кислоты (ФМК), пара-гидроксифенилуксусной кислоты (п-ГФУК) в образце сыворотки крови до и после назначенной антибактериальной терапии. При инфекционном процессе бактериальной этиологии, включая сепсис, концентрации указанных соединений существенно превышают фоновые концентрации у здоровых людей (3 мкмоль/л). При эффективной антибактериальной терапии в течение 24-48 часов при повторном анализе крови суммарная концентрация трех измеряемых кислот снижается в 2 и более раз, при этом раздельно концентрации всех трех кислот имеют направленность к снижению.

Исходным материалом анализа является сыворотка венозной крови, которая подвергается процессу пробоподготовки с последующим газохроматографическим анализом триметилсилильных производных определяемых кислот.

Пример 1

Пациентка Ш-ва, 79 лет, 09.07.12 г. поступила в отделение анестезиологии-реаниматологии с основным диагнозом: "Инфекция мочевых путей. Сепсис". На момент поступления в отделение состояние крайне тяжелое. Сознание угнетено до 6 баллов по шкале ком Глазго (септическая энцефалопатия). Температура тела субнормальная 36.5°С, что указывает на ареактивность организма. Дыхание самостоятельное, поверхностное, одышка до 32 в минуту. Сатурация артериальной крови 92%. Начата искусственная вентиляция легких. Артериальная гипотензия 60/40 мм рт.ст., сердечные тоны приглушены, неритмичные. По данным ЭКГ - фибрилляция предсердий. Пульс 100 в минуту. По уретральному катетеру получена мутная моча темно-желтого цвета с хлопьевидным осадком.

В крови: лейкоцитоз 17×10⁹ клеток/л.

По данным газохроматографического анализа зафиксировано повышенное содержание каждой из исследуемых кислот в крови (см. таблицу 1).

Назначено: Цефотаксим (Cefotaxime) 1 грамм 3 раза в сутки.

10.07.12 г. несмотря на начатую антибактериальную терапию через сутки в крови: лейкоцитоз 18×10⁹ клеток/л. Температура тела 35.4°C. Продолжена искусственная вентиляция легких (ИВЛ). С целью поддержания адекватного перфузионного давления продолжена непрерывная инфузия норадреналина. По данным газохроматографического анализа крови через сутки с момента начала антибактериальной терапии раздельно концентрации всех трех ФКК незначительно снизились, однако суммарная концентрация ФКК снизилась менее, чем в 2 раза. В соответствии с формулой изобретения, антибактериальная терапия на данном этапе лечения расценена как не эффективная.

Дополнительно назначено: Ципрофлоксацин 400 мг 2 раза в сутки.

12.07.12 г. в результате изменения схемы антибактериальной терапии в течение следующих 48 часов у больной отмечена положительная динамика в виде стабилизации гемодинамики и практического разрешения дыхательной недостаточности. По данным газохроматографического анализа крови в результате назначения Ципрофлоксацина суммы концентраций исследуемых ФКК уменьшилась более, чем в 2 раза, при этом раздельно концентрации всех трех кислот также снизились, что удовлетворяет условиям формулы изобретения и позволяет оценить антибактериальную терапию как эффективную.

В крови: лейкоцитоз 9 ×10⁹ клеток/л.

На 5-е сутки пациентка переведена из отделения анестезиологии-реаниматологии в профильное отделение (Таблица 1, Фиг.1).

Таблица 1 Динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной Ш-ва, 79 лет, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л   09.07.2012 10.07.2012 12.07.2012 ФМК 2,437 2,077 0,689 п-ГФУК 3,54 2,681 0,805 п-ГФМК 2,672 2,496 1,307 Сумма кислот 8,649 7,254 2,801

Пример 2

Пациентка С-ва, 63 года, 09.07.12 поступила в отделение анестезиологии-реаниматологии в крайне тяжелом состоянии с основным диагнозом: "Инфекция мочевых путей. Сепсис". Сознание ясное (ШКГ 15 баллов). Температура тела 38.1°C. Кожные покровы бледные. Дыхание самостоятельное, адекватное. Частота дыхания 18 в мин. Сатурация артериальной крови 97%. Артериальная гипотензия 70/45 мм рт.ст. Тоны сердца приглушены, ритмичные. Пульс 121 в минуту. По уретральному катетеру получена мутная моча бурого цвета с хлопьевидным осадком.

В крови: лейкоцитоз 14.5×10⁹ клеток/л.

По данным газохроматографического анализа зафиксировано повышенное содержание каждой из исследуемых кислот в крови (см. таблицу 2, Фиг.2).

Назначено: Цефотаксим 1 грамм 3 раза в сутки.

10.07.12 г. на фоне начатой антибактериальной терапии отмечено снижение лейкоцитоза в крови до нормальных значений - 7,6×10⁹ клеток/л, снижение температуры тела до субфебрильных значений - 37.1°C. Однако сохранялась тахикардия до 115 в минуту, появилась одышка до 24 в минуту. К вечеру пациентка была переведена на ИВЛ. С целью поддержания адекватного перфузионного давления начата непрерывная инфузия норадреналина. По данным ЭКГ у пациентки были отмечены признаки нарушения кровоснабжения задней стенки левого желудочка. В крови отмечено повышение уровня тропонина Т до 0,8 мкг/л. Клинически ситуация была расценена как прогрессирование острой сердечно-сосудистой недостаточности на фоне нарастания ишемии миокарда.

11.07.12 г. состояние пациентки с резкой отрицательной динамикой в виде прогрессирования метаболических нарушений на фоне нарастания дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности. Лейкоцитоз в крови: 3.9×10⁹ клеток/л (лейкопения). Температура тела 37.6°C. По данным повторного газохроматографического анализа крови через 48 часов с момента начала антибактериальной терапии отмечено резкое нарастание концентрации всех исследуемых кислот и, соответственно, их суммарного количества в крови (Таблица 2, Фиг.2). В соответствии с формулой изобретения, антибактериальная терапия на данном этапе лечения расценена как не эффективная. Кроме того, "благополучие" по инфекционному статусу сутки назад было мнимым, в связи с чем тяжесть инфекционного процесса была недооценена.

Таблица 2 Динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной С-ва, 63 года, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л   09.07.2012 11.07.2012 ФМК 2,274 2,811 п-ГФУК 68,795 103,61 п-ГФМК 11,947 15,752 Сумма кислот 83,016 122,173

На следующие сутки, несмотря на изменение схемы антибактериальной терапии, в результате прогрессирования полиорганной недостаточности больная умерла.

Пример 3

Больной К-ев, 58 лет, поступил 23.07.12 г. в отделение анестезиологии-реаниматологии в тяжелом состоянии из операционной после экстренной операции: "Лапоротомия. Резекция сигмовидной кишки. Сигмостомия. Дренирование брюшной полости", с основным диагнозом: "Опухоль сигмовидной кишки. Перфорация средней трети сигмовидной кишки. Перитонит. Абдоминальный сепсис". Температура тела 37.0°C. На ИВЛ. Уровень сознания - медикаментозная седация. Гемодинамика стабильная. АД 118/70 мм рт. ст. Сердечные тоны приглушены, ритмичные. Пульс 68 в минуту.

В крови: лейкоцитоз 18.2×10⁹ клеток/л.

Назначено: Амоксициллин/сульбактам 1.5 грамма 3 раза в сутки, ванкомицин 1 грамм 2 раза в сутки.

По данным газохроматографического анализа зафиксировано повышенное содержание каждой из исследуемых кислот в крови (см. таблицу 3, Фиг.3). 24.07.12 отрицательная динамика в виде прогрессирования острой сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточности. Живот подвздут, доступен глубокой пальпации. Перистальтика вялая. Сигмостома функционирует. Температура тела 37.5°C. В крови лейкоцитоз: 14.1°C. По данным повторного газохроматографического анализа крови отмечено значительное увеличение концентрации одной из трех ФКК - п-ГФУК. При этом концентрация ФМК, п-ГФУК и п-ГФМК изменяются разнонаправлено. В соответствии с формулой изобретения антибактериальная терапия на данном этапе расценена как не эффективная. Произведена коррекция антибактериальной терапии.

Назначено: цефоперазон/сульбактам 2 грамма в сутки, ванкомицин 1 грамм 2 раза в сутки.

Таблица 3 Динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больного К-ев, 58 лет, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л   23.07.2012 24.07.2012 ФМК 0,963 1,037 п-ГФУК 7,326 11,379 п-ГФМК 3,704 3,436 Сумма кислот 11,993 15,852

В дальнейшем отмечена положительная динамика. На 7-е сутки больной переведен в хирургическое отделение.

Пример 4

Больная С-ва, 54 года, поступила в отделение анестезиологии и реаниматологии 07.12.2011 г. с диагнозом: "Флегмона левой голени с переходом на нижнюю треть бедра. Сахарный диабет 2-го типа, ср. степени тяжести; метаболический синдром". После операции: "Ампутация нижней левой конечности на уровне нижней трети бедра. Вскрытие флегмоны мягких тканей левого бедра".

До операции 07.12.2011 г.: лейкоцитов в крови 18,6×10⁹ кл./л, температура тела 38,8°C, гликемия 20,1 ммоль/л.

При поступлении в отделение анестезиологии-реаниматологии: лейкоцитов в крови 14,6×10⁹ кл./л, температура тела 37,0°C, гликемия 15,1 ммоль/л. Гемодинамика стабильная. Дыхание самостоятельное. Сумма концентраций исследуемых кислот - 9.788 мкмоль/л (см. таблицу 4, Фиг.4).

Назначено: цефтриаксон 2 грамма в сутки.

По данным газовой хроматографии 8.12.2011 г. (через 24 часа) отмечено снижение суммарной концентрации исследуемых кислот более, чем в 2 раза, однако концентрация п-ГФУК повысилась по сравнению с исходным уровнем. Т.к. не выполняются все условия формулы изобретения, антибактериальная терапия признана не эффективной. 9.12.2011 отмечен рост температуры до 37.7°C, сохранение лейкоцитоза в крови до 15,0×10⁹ кл./л. Была произведена смена антибактериальной терапии.

Таблица 4 Динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной С-ва, 54 года, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л   п-ГФУК ФМК п-ГФМК Сумма кислот 7.12.2011 0,646 2,735 6,407 9,788 08.12.2011 1,223 0,929 2,048 4,2

Итог лечения: пациентка переведена в хирургическое отделение на 5 сутки.

Таким образом, способ по изобретению позволяет своевременно и объективно оценить эффективность антибактериальной терапии.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной Ш-ва, 79 лет, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л (Пример 1). Точные численные значения концентраций ФКК приведены в таблице 1.

Фиг.2 - динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной С-ва, 63 года, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л (Пример 2). Точные численные значения концентраций ФКК приведены в таблице 2.

Фиг.3 - динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной К-ев, 58 лет, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л (Пример 3). Точные численные значения концентраций ФКК приведены в таблице 3.

Фиг.4 - динамика определяемых фенилкарбоновых кислот в крови больной С-ва, 54 года, по данным газовой хроматографии, мкмоль/л (Пример 4). Точные численные значения концентраций ФКК приведены в таблице 4.

Изобретение относится к области лабораторной диагностики и может быть использовано в клинической практике для оценки эффективности антибактериальной терапии у больных с бактериальной инфекцией, в том числе с бактериальным сепсисом. Предложенный способ заключается в том, что в крови пациентов одновременно определяют концентрации пара-гидроксифенилуксусной, фенилмолочной и пара-гидроксифенилмолочной кислот. Если в течение 24-48 часов при повторном анализе крови суммарная концентрация трех измеряемых кислот снижается в 2 и более раз, а концентрации всех трех кислот раздельно имеют направленность к снижению, то антибактериальную терапию расценивают как эффективную. Способ может применяться для пациентов всех возрастных групп и позволяет уменьшить смертность от инфекционных заболеваний и осложнений. 4 ил., 4 табл., 4 пр.

Способ лабораторной оценки эффективности антибактериальной терапии, заключающийся в том, что в крови пациентов одновременно определяют концентрации пара-гидроксифенилмолочной кислоты (п-ГФМК), фенилмолочной кислоты (ФМК), пара-гидроксифенилуксусной кислоты (п-ГФУК), и антибактериальную терапию расценивают как эффективную, если в течение 24-48 часов при повторном анализе крови суммарная концентрация трех измеряемых кислот снижается в 2 и более раз, при этом раздельно концентрации всех трех кислот имеют направленность к снижению.