СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАТЯЖНОГО ТЕЧЕНИЯ ВНЕБОЛЬНИЧНОЙ ПНЕВМОНИИ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/68 

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для раннего прогнозирования медленно разрешающегося (затяжного) течения внебольничной пневмонии (далее ВП).

ВП - одно из наиболее широко распространенных инфекционных заболеваний человека с серьезным прогнозом, характеризуется развитием затяжного течения в 25-40% случаев и требует дополнительных расходов на обследование и лечение [Синопальников А.А. «Трудная» пневмония. 2010].

Современный уровень представлений о патогенезе внебольничной пневмонии определяет его как результирующую взаимодействия «инфект-хозяин» [Чучалин А.Г. Респираторная медицина. 2007]. В качестве особенностей пациента следует учитывать генетическую предрасположенность к различной реализации воспалительного ответа, которая может определять характер течения ВП [Симбирцев А.С., Громова А.Ю. Функциональный полиморфизм генов регуляторных молекул воспаления // Цитокины и воспаление. 2005. Т. 4, №1. С. 3-10. Сабитова О.Н., Совалкин В.И. Полиморфизм генов и продукция основных иммунорегуляторных цитокинов при внебольничной пневмонии // Омский научный вестник. 2009. №1 (84). С. 42-45]. В связи с этим при прогнозе длительности течения ВП должны быть интерпретированы результаты молекулярно-генетических исследований.

Определение в качестве гена-кандидата фактора некроза опухоли-α (далее ФНОα) обусловлено его участием в реакции воспаления. ФНОα - провоспалительный цитокин, который продуцируется активированными макрофагами при воспалительном ответе и регулирует иммунные реакции как в зоне воспаления, так и на системном уровне [Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. СПб: Фолиант, 2008, 552 с.]. Известно повышение уровня летальности у пациентов ВП при наличии аллеля А полиморфизма гена ФНОα в позиции G-238A [Wunderink R.G., Waterer G.W. Method ofdiagnosing and treating increased risk of death from community-acquired pneumonia associated with the a allele of the TNFα-238 polymorphism. 2000. Patent № US6294339] и при наличии аллеля А позиции G-308A [Wunderink R.G., Waterer G.W. Method for identifying increased risk of death from community acquired pneumonia. 2005. Patent № US 6866999 B2], а также повышение вероятности тяжелого течения ВП у пациентов с генотипами GA и АА ФНОα в локусе G-308A [Сабитова О.Н. Анализ клинико-иммунологических и молекулярно-генетических факторов тяжелой внебольничной пневмонии // Современная медицина: Теоретические и практические аспекты: материалы науч.-пр. конф. Новосибирск, 2012. С. 56-64]. Связь данного гена с длительностью течения заболевания не изучалась.

Известно несколько способов прогнозирования длительного (затяжного) течения внебольничной пневмонии (далее ВП).

Известны способы объективной регистрации уже развившегося затяжного течения заболевания, основанные на проведении рентгенологических исследований легких и выявлении очагов инфильтрации, сохранения признаков воспаления в виде кашля с мокротой, наличия субфебрильной температуры и т.д. спустя 2 недели. [Синопальников А.А. «Трудная» пневмония. 2010]. Недостатком является поздняя диагностика затяжного течения ВП.

Предлагаются способы прогнозирования риска развития затяжного течения ВП, основанные на определении факторов риска пациента (пожилой возраст, наличие сопутствующих заболеваний, курение, мультилобарность поражения) [Синопальников А.А. «Трудная» пневмония. 2010]. Однако данный способ не позволяет прогнозировать развитие затяжной ВП у пациентов, не относящихся к данным категориям.

Известно, что особенности возбудителя (вирулентность, антибиотикорезистентность) оказывают влияние на длительность течения пневмонии [Синопальников А.А. «Трудная» пневмония. 2010]. Недостатком данного способа прогнозирования является то, что результаты бактериологического исследования информативны только в 50-60% случаев и выполняются в течение 5-7 суток (поздняя диагностика).

Известен способ прогнозирования длительности течения пневмонии у детей до 3 лет на основании степени гипотрофии, коэффициента клеточно-фагоцитарной защиты и длительности периода лихорадки [Бойченко Т.А., Бабцева А.Ф., Романцова Е.Б. Способ прогнозирования длительность течения острой пневмонии // Заявка на патент: 2007106677/14, 2007]. Недостатком данного способа является невозможность его использования у взрослых пациентов.

Известен способ прогноза оценки затяжной пневмонии у пожилых на основании нарастания ФНОα и ИЛ-8 в бронхо-альвеолярной лаважной жидкости к 10-14 суткам от начала лечения [Соколова Т.Ф., Совалкин В.И., Панева М.А. Клинико-иммунологические маркеры затяжной внебольничной пневмонии у пожилых больных // Клиническая геронтология. 2010. №7. С. 9-13]. Недостатком данного способа является инвазивность метода (не подходит пациентам с декомпенсацией сопутствующей патологии). Данный способ исследован только у пациентов пожилого возраста (не подходит для лиц моложе 60 лет), необходимо проведение исследования в динамике (поздняя диагностика).

Существует способ прогнозирования длительности течения внебольничных пневмоний на основании изучения полиморфизма гена ИЛ-8 Т-251А и уровня ИЛ-8 в сыворотке крови у пациентов с тяжелой пневмоний. Обнаружение ИЛ-8<80 пг/мл, в сочетании с уровнем NK-лимфоцитов <10% [Азнабаева Л.Ф., Никуличева В.И., Козырева Л.С. Способ прогнозирования затяжного течения у больных с тяжелой формой внебольничной пневмонии // Патент №2407007, 2009], а также наличие «низкопродуцирующего» варианта гена ИЛ-8 - 251 (генотип АА) [Азнабаева Л.Ф., Козырева Л.С., Викторова Т.В., Никуличева В.И. Хемотаксический фактор ИЛ-8 у больных внебольничной пневмонией и особенности полиморфизма его гена (мутация в локусе 251 Т/А // Медицинская иммунология. 2010. Том 12, №4-5. С. 355-360] позволяют прогнозировать затяжное течение в первые сутки обращения к врачу. Недостатком определения сывороточного ИЛ-8 и уровня NK-лимфоцитов является невозможность прогноза у пациентов с нетяжелой пневмонией, так как в последнем случае низкий уровень указанных показателей будет являться нормой. Недостатком молекулярно-генетического исследования (наличие генотипа АА ИЛ-8 Т-251А) также является отсутствие связи с затяжным течением у больных нетяжелой ВП.

Сущность нашего способа заключается в том, что определяют наличие хронической обструктивной болезни легких, мультилобарного поражения легких и осложненного течения заболевания, а также определяют наличие полиморфизма G-308A гена фактора некроза опухоли-α (ФНОα), после чего полученные данные включают в функцию LOGIT(u), где

LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u)/(exp(u)+1);

u=-3,601+1,520×Осл+1,337×ХОБЛ+1,342×Мл+0,968×ФНО,

Мл: наличие мультилобарного поражения легких - 1, его отсутствие - 0;

Осл: наличие осложнений в виде плеврального выпота и деструкции легких - 1, их отсутствие - 0;

ХОБЛ: наличие хронической обструктивной болезни легких - 1, ее отсутствие - 0;

ФНО: носительство генотипа GA или АА ФНО-α G-308A - 1, генотипа GG ФНОα G - 308А - 0,

и после чего вероятность развития затяжного течения внебольничной пневмонии определяют по формуле 1-LOGIT(u).

Использование изобретения позволяет осуществить ранний точный прогноз затяжного течения заболевания.

Техническая задача изобретения - повысить точность раннего прогнозирования затяжного течения ВП на основании клинических и молекулярно-генетических признаков. Поставленная задача решается тем, что на основании проведенного проспективного исследования была вычислена формула логистической регрессии для прогнозирования развития затяжного течения ВП с учетом таких факторов, как ХОБЛ, многодолевое поражение легких, осложнения в виде плеврального выпота и легочной деструкции, полиморфизм гена ФНОα G-308А.

Технический результат - прогнозирование высокой вероятности развития затяжного течения ВП в ранние сроки госпитализации на основе функции логистического распределения при наличии таких факторов, как ХОБЛ, многодолевое поражение легких, осложнения в виде плеврального выпота и легочной деструкции, генотипов GA и АА полиморфизма гена ФНОα G-308А. Использование указанных клинико-генетических данных позволяет достоверно прогнозировать развитие затяжного течения пневмонии и оптимизировать тактику ведения больных. Применение данного способа обеспечивает раннее выявление больных с высоким риском развития затяжного течения ВП, требующих более агрессивного медикаментозного лечения с целью предупреждения персистенции воспалительного процесса, что позволит сократить длительность пребывания пациентов в стационаре, сроки временной нетрудоспособности и, тем самым, уменьшить затраты на медицинскую помощь.

На фигуре 1 представлена ROC-кривая чувствительность - 1-специфичность для модели по прогнозированию затяжного течения ВП.

Способ осуществляют следующим образом.

Под наблюдением находились больные ВП (n=95), находившиеся на стационарном лечении в пульмонологическом отделении Областной клинической больницы (г. Омск) в 2008-2010 гг., в том числе с затяжным течением заболевания - 37 пациентов.

Определение полиморфизма гена ФНОα G-308A осуществляют следующим образом.

Производят забор венозной крови из локтевой вены в объеме 4 мл с ЭДТА. Проводят определение генотипа методом полимеразной цепной реакции независимо от сроков обращения к врачу. Преимуществом молекулярно-генетического исследования является то, что при известном генотипе у данного пациента повторный анализ не проводится. Локус G-308A данного гена был выбран, так как по данным литературы он оказывает наибольшее влияние на количество продуцируемого цитокина [Ривзанова Ф.Ф., Пикуза О.И. Генетическая диагностика: полиморфизм генов цитокинов // Практическая медицина. 2010. №45. С. 41-43].

Достоверность отличий оценивают при попарном сравнении частот выявляемых критериев в группах с затяжным и незатяжным течением ВП, используя критерий χ² или точный критерий Фишера для таблиц сопряженности 2×2. Вероятность развития затяжного течения внебольничной пневмонии оценивают с помощью расчета отношения шансов с определением доверительного интервала - ОШ (95% ДИ). Значения статистических критериев определяют в составе пакета ((Statistic for Windows 6.0», для выделения наиболее информативных признаков вычисляют формулу логистической регрессии с построением РОС-кривых в программе «SPSS 11.0».

В качестве переменных, по которым осуществляют прогноз, были выбраны следующие признаки: пол, возраст (годы), гемоглобин (г/л), лейкоциты (×10⁹/л) скорость оседания эритроцитов (мм/час), частота сердечных сокращений (в мин), температура тела (°C), ассоциированная флора, хроническая обструктивная болезнь легких, мультилобарность поражения легких, осложнения в виде плеврального выпота и легочной деструкции, полиморфизм гена ФНОα G-308A.

Выбранные числовые выражения качественных переменных представлены в таблице 1.

При использовании метода логистической регрессии с пошаговым исключением незначимых переменных получена модель прогнозирования затяжного течения ВП.

Статистически незначимыми для прогнозирования оказались пол, возраст, гемоглобин, лейкоциты, скорость оседания эритроцитов, частота сердечных сокращений, температура тела, ассоциированная флора. Статистически значимые коэффициенты логистической регрессии для модели представлены в таблице 2, где σ - стандартное отклонение, p - уровень значимости нулевой статистической гипотезы.

Наиболее информативными для прогнозирования затяжного течения ВП являются: наличие ХОБЛ, мультилобарного поражения легких, развитие осложнений в виде плеврального выпота и легочной деструкции и носительство генотипов GA и АА ФНОα в локусе G-308A. Прогностическая точность модели расценена как очень хорошая, поскольку коэффициент площади под кривой равен 0,812 (ДИ 95% 0,742-0,856).

Ниже представлена функция логистического распределения для модели по прогнозированию затяжного течения ВП.

Вероятность затяжной пневмонии = 1-LOGIT(u), где

LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u)/(exp(u)+l);

u=-3,601+1,520×Осл+1,337×ХОБЛ+1,342×Мл+0,968×ФНО;

Мл: наличие мультилобарного поражения легких - 1, его отсутствие - 0;

Осл: наличие осложнений в виде плеврального выпота и деструкции легких - 1, их отсутствие - 0;

ХОБЛ: наличие хронической обструктивной болезни легких - 1, ее отсутствие - 0;

ФНО: носительство генотипа GA или АА ФНО-α G-308A - 1, генотипа GG ФНОα G - 308А - 0.

Таким образом, подставив в формулу логистической регрессии значения переменных пациента, получают возможность прогнозирования затяжного течения ВП у данного больного.

В таблице 3 даны значения положительной и отрицательной прогностической ценности моделей, а также точность моделей при значениях вероятности 0,5, рассчитанной в соответствии с функцией логистического распределения.

Клинический пример 1

Больная Г., 50 лет, в декабре 2008 года перенесла внебольничную пневмонию с локализацией в 5 сегменте средней доли правого легкого. Из сопутствующих заболеваний - гипертоническая болезнь 2 стадии, риск 2. У данной больной длительно сохранялись признаки клинической нестабильности. На фоне лечения нормализация температуры тела достигнута на 8 сутки, разрешение инфильтрации легочной ткани на 13 сутки. Проведено молекулярно-генетическое исследование, выявлено наличие генотипа GG-308 ФНОα. В таблице 4 представлены значения переменных для больной Г.

Вероятность развития затяжного течения 26,6%.

Клинический пример 2

Больной Ж., 49 лет, находился на стационарном лечении в октябре 2009 года с двусторонней нижнедолевой внебольничной пневмонией, осложненной двусторонним плевральным выпотом. Из сопутствующих заболеваний - хроническая обструктивная болезнь легких средней степени тяжести (обострение). Молекулярно-генетическое исследование у данного больного выявило полиморфизм гена ФНОα G-308A (генотип АА). На фоне проведенного лечения быстро достигнуто клиническое улучшение, температура тела нормализовалась на 2-й день, инфильтрация легочной ткани сохранялась 29 дней. В таблице 5 представлены значения переменных для больного Ж.

Вероятность развития затяжного течения заболевания 92,6%.

Информативность определения полиморфизма гена ФНОα G-308A в прогнозе затяжного течения ВП доказывается тем, что среди пациентов с затяжным течением выявляемость генотипов GA и АА составила 45,9% против 25,9% и 16,2% против 3,5% соответственно в группе с обычным течением заболевания (ОШ=2,44 (1,02-5,84); p=0,043; χ²=4,08 и ОШ=5,42 (1,03-28,49); p=0,44).

Изобретение относится к области медицины, в частности к пульмонологии, и предназначено для прогнозирования медленно разрешающегося (затяжного) течения внебольничной пневмонии. У пациента определяют наличие хронической обструктивной болезни легких, мультилобарного поражения легких и осложненного течения заболевания, а также наличие полиморфизма G-308A гена фактора некроза опухоли-α (ФНОα). Полученные данные включают в функцию логистического распределения и вероятность развития затяжного течения внебольничной пневмонии определяют по формуле 1-LOGIT(u). Изобретение обеспечивает раннее выявление больных с высоким риском развития затяжного течения внебольничной пневмонии, требующих более агрессивного медикаментозного лечения, что позволит сократить длительность пребывания пациентов в стационаре и сроки их временной нетрудоспособности. 1 ил., 5 табл., 2 пр.

Способ прогнозирования медленно разрешающегося (затяжного) течения внебольничной пневмонии, включающий определение наличия хронической обструктивной болезни легких, мультилобарного поражения легких и осложненного течения заболевания, а также определение наличия полиморфизма G-308A гена фактора некроза опухоли-α (ФНОα), после чего полученные данные включают в функцию LOGIT(u), где
LOGIT(u) - функция логистического распределения: exp(u)/(exp(u)+l);
u=-3,601+1,520×Осл+1,337×ХОБЛ+1,342×Мл+0,968×ФНО,
Мл: наличие мультилобарного поражения легких - 1, его отсутствие - 0;
Осл: наличие осложнений в виде плеврального выпота и деструкции легких - 1, их отсутствие - 0;
ХОБЛ: наличие хронической обструктивной болезни легких - 1, ее отсутствие - 0;
ФНО: носительство генотипа GA или АА ФНО-α G-308A - 1, генотипа GG ФНОα G-308А - 0,
и после чего вероятность развития затяжного течения внебольничной пневмонии определяют по формуле 1-LOGIT(u).