СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЕ Российский патент 2019 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к патофизиологии, иммунологии, лабораторной диагностике и используется для прогнозирования развития осложнения при черепно-мозговой травме у пострадавших в экстремальных условиях Арктики.

При любом стрессе иммунные реакции занимают одно из центральных мест. Лимфоциты способны изменять свои свойства в зависимости от природы действующего на организм экстремального фактора. Важно понимать и учитывать фоновые изменения параметров иммунного гомеостаза с учетом кооперации и координации активности различных фенотипов клеток, служащих предикторами развития вторичных экологически зависимых иммунодефицитов, формирования их клинических проявлений при адаптации человека к меняющимся условиям среды и возможного развития осложнений при патологии [Черешнев В.А., Юшков Б.Г., Климин В.Г., Лебедева Е.В. Иммунофизиология. Екатеринбург, 2002, 260 с.].

Начальные этапы иммунных реакций являются определяющими для формирования эффективной иммунной защиты или ответа с развитием последующих функциональных расстройств. Соотношение иммунокомпетентных клеток проявляется еще на этапе выбора направления их дифференцировки под влиянием значительного многообразия комплекса влияющих на человека факторов, и именно соотношение отдельных фенотипов клеток фона оказывается решающим - стимулировать или тормозить конкретный этап развития иммунной реакции, что в конечном итоге определяет основные факты, касающиеся физиологической регуляции иммунной системы не иммунных функций организма в меняющихся экстремальных условиях внутренней и окружающей среды. Циркулирующие в периферической крови и со временем мигрирующие в ткани иммунокомпетентные клетки отражают сложнейшие процессы их активизации, пролиферации и дифференцировки в процессе поддержания иммунного гомеостаза [Добродеева Л.К., Филиппова О.Е., Балашова С.Н.].

Соотношение содержания иммунокомпетентных клеток в регуляции иммунного статуса человека, проживающего на Севере // Вестн. Урал. мед. академ. науки. 2014. №2(48). С. 132-134; Филиппова О.Е. Соотношение фенотипов лимфоцитов периферической крови у людей в процессе физиологической регуляции иммунного ответа: автореф. дис. … канд. биол. наук. Архангельск, 2015, 18 с.].

До настоящего времени остается малоизученной проблемой роль иммунной системы в формировании клинических проявлений и возможных осложнений у пострадавших с ЧМТ [Старченко А.А. Клиническая нейроиммунология хирургических заболеваний головного мозга (часть 1). СПб., 2001, 328 с.].

Реакции адаптивного иммунитета и эксквизитные иммунные реакции в первые сутки после травмы представляют собой класс защитно-приспособительных явлений, которые развиваются только в экстремальных условиях, являются ответом на повреждение и не могут компенсировать неврологический ущерб. Лечение черепно-мозговой травмы (ЧМТ) в настоящее время является крайне актуальной проблемой современной медицины и имеет огромное социально-экономическое значение. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно частота ЧМТ увеличивается на 2%, при этом отмечается нарастание числа более тяжелых видов повреждений мозга. Частота ЧМТ в Российской Федерации варьирует в широких пределах (от 2,18 до 7,2 случая на 1000 населения в год). Ежегодно во все нейрохирургические стационары только г. Москвы госпитализируют около 15000 пациентов с ЧМТ, из них около 2000 (13,3%) нуждаются в хирургическом лечении. Смертность при ЧМТ составляет 30 человек на 100 тысяч населения в мире [Старченко А.А. Клиническая нейроиммунология хирургических заболеваний головного мозга (часть 2). СПб., 2001, 324 с.].

У 45-72% (в зависимости от степени тяжести травмы) пострадавших в дальнейшем развивается осложнение. Черепно-мозговые травмы имеют важное социальное значение, как правило, это мужчины трудоспособного возраста (20-50 лет), представители экстремальных профессий (например, оленеводы, вахтовики Арктического региона и др.). Общее количество инвалидов после перенесенной тяжелой ЧМТ достигает 57,8-85,5% от всех пострадавших. [Шевченко К.В. Механизмы дисфункции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и иммунной систем у мужчин при различных исходах острой тяжелой черепно-мозговой травмы: автореф. дис. … д-ра. мед. наук. Пермь, 2010. 45 с; Walter A. Hall, MD, Peter D. Kim Neurosurgical Infectious Disease: Surgical and Nonsurgical Management. P. 1 // Immunology of the Central Nervous System, Pragati Nigam and Maciej S. Lesniak. 2014. P. 3-16.; Egea-Guerrero J. J., Revuelto-Rey J., Murillo-Cabezas F., et al. Accuracy of the S100B protein as a marker of brain damage in traumatic brain injury // Brain Inj. 2012. Vol. 5. P. 76-82].

Факторами неблагоприятного исхода ЧМТ являются дефицит массы тела, наличие хронического заболевания, в том числе сердечно-сосудистой недостаточности, наличие алкогольной и/или наркотической зависимости, возраст старше 60 лет и др. Кроме того, при ЧМТ тяжелой степени факторами высокой степени риска неблагоприятного исхода являются угнетение уровня бодрствования менее 7 баллов по ШКГ, грубая степень компрессии базальных цистерн, кровоизлияние в ствол мозга и др.

Известны способы определения резервных возможностей иммунного гомеостаза при черепно-мозговых травмах у мужчин-северян трудоспособного возраста и у практически здоровых лиц разных возрастных групп приполярного региона, выбранные за прототип [Поповская Е.В., Щеголева Л.С., Шашкова Е.Ю., Порохин В.Г. Иммунные реакции при черепно-мозговых травмах у мужчин-северян трудоспособного возраста // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Медико-биологические науки. 2016. №1. С. 102-109. Щеголева Л.С., Сергеева Т.Б., Шашкова Е.Ю., Филиппова О.Е., Поповская Е.В. Особенность иммунологической активности периферической крови у лиц разных возрастных групп приполярного региона // Экология человека, 2016. №8. С. 15-20.; Щеголева Л.С. Резервные возможности иммунного гомеостаза у человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 207 с.].

Способ включает забор 6 мл крови из вены, определение соотношения отдельных фенотипов иммунокомпетентных клеток периферической крови, определение дефицита активности иммунокомпетентных клеток и суждение о снижении эффективности защиты в экстремальных условиях Севера или лечебных мероприятий. Выявлено, что иммунные реакции, сопровождающие состояние пострадавшего при черепно-мозговой травме, включают увеличение содержания активированных лимфоцитов (CD25+, CD71+, HLA-DR+), нормальных киллеров (CD16), повышение концентраций цитокинов (ИЛ2, ИЛ4, ИЛ6, ИЛ10) и цитотоксических лимфоцитов (CD8+); уровни выраженности указанных реакций зависят от уровня содержания в крови провоспалительных цитокинов, степени тяжести травмы или стажа работы в экстремальных климатических и профессиональных условиях. Однако необходимость сопровождения данного способа сопряжена с многочисленными исследованиями, что в значительной степени повышает трудоемкость, временной период и экономические затраты описываемого аналога изобретения. Кроме того, указанный способ не содержит конкретного соотношения иммунокомпетентных клеток с цитокинами и иммуноглобулинами периферической крови для суждения о риске развития осложнения при черепно-мозговой травме.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего определить минимальное число иммунологических параметров, позволяющих в течение первых суток быстро выявить пострадавших, имеющих риск осложнения после полученной травмы головного мозга, связанный с изменением концентрации цитокина ИЛ2 и иммуноглобулина Е в экстремальных условиях Арктического региона, а также с целью профилактики осложнений при ушибах головного мозга.

Технический результат состоит в том, что способ позволяет проводить быструю скрининговую диагностику, сократить время и упростить методику прогнозирования риска формирования осложнения после полученной травмы в первые сутки с момента ее получения.

Технический результат достигается тем, что способ прогнозирования развития осложнения при черепно-мозговой травме, включающий забор крови из вены, определение отдельных фенотипов иммунокомпетентных клеток периферической крови, определение активности иммунокомпетентных клеток и суждение о снижении эффективности защиты в экстремальных условиях Арктики, согласно изобретению суждение о дефиците активности иммунокомпетентных клеток и прогноз развития посттравматических осложнений осуществляют у пострадавших в первые сутки с момента получения черепно-мозговой травмы, в сыворотке периферической венозной крови у пострадавших лиц определяют содержание цитокина интерлейкин - 2 (ИЛ 2) и концентрацию иммуноглобулина IgE, при содержании ИЛ 2 более 50,00 пк/мл и IgE более 100,00 МЕ/мл прогнозируют высокую вероятность риска развития осложнения.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Кровь для исследования берется из локтевой вены в минимальном объеме 1-3 мл до 10 ч утра, натощак. Для количественного определения ИЛ2 и иммуноглобулина Е используется сыворотка или плазма крови, анализируемая иммуноферментным методом с применением диагностического набора для ИФА. Результаты реакции определяются по оптической плотности ячеек микропланшета согласно инструкции производителя.

Указанным способом были обследованы 180 мужчин в возрасте 20-60 лет с ЧМТ легкой (81 человек), средней (62 человека) и тяжелой степени (37 человек), проходящих лечение на базе Первой городской клинической больницы им. Е.Е. Волосевич и проживающих на территории г. Архангельска в период 2014-2017 гг. Обследование проводили с соблюдением основных норм биомедицинской этики. Результаты обработаны с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 6.0. Тип исследования ретроспективный. Выборки случайные, одномоментные. Генеральная совокупность - жители севера Европейской территории России. Распределение содержания ИЛ2, IgE отличалось от нормального, поэтому представлено в виде медианы нижнего и верхнего квартилей. Достоверность различия между группами оценивали с помощью параметрического t-критерия Стьюдента для независимых выборок и непараметрического критерия Уилкоксона. Статистическая достоверность присваивалась при значении р<0,001.

Установлено, что у пострадавших с легкой, средней и тяжелой степенью общее содержание интерлейкина 2 в пк/мл (67,81±0,01; 110,41±0,02; 740,22±0,07^**, соответственно, р<0,001) и иммуноглобулина Е в МЕ/мл (74,18±0,09; 100,71±0,02; 154,06±0,04 соответственно, р<0,001) значительно повышается в зависимости от тяжести травмы. Частота распространения повышенных концентраций иммунокомпетентных клеток, цитокинов и иммуноглобулинов (р<0,01) выявлена среди лиц со средней степенью до 66,7% (IgE, IL-2, IL-6); среди лиц с тяжелой степенью ЧМТ - до 100,0% (CD8⁺, CD16⁺, CD71⁺, CD95⁺, CD25⁺, IL-6, IL-10, IgE, IgM, HLA- DR⁺), при этом в адаптивный иммунный ответ вовлекается более широкий спектр показателей. Установлено, что в чрезвычайных ситуациях в ответ на повреждающее действие активируется механизм иммунологической компенсации путем увеличения рецепторно-антигенного аппарата лимфоидных популяций, замещения синтеза одних иммуноглобулинов другими. Выраженная иммуносупрессия, лимфопролиферация, апоптоз и цитокиновая активность встречаются от 20,0 до 80,0% случаев в зависимости от показателя и степени тяжести травмы. Важно подчеркнуть, что с возрастанием степени тяжести травмы значимо увеличивается цитокиновая активность со стороны IL-2, IL-6, IL-10. Основными продуцентами IL-2 являются Т-хелперы. Около 20,0% цитотоксических Т-клеток также способны к продукции данного цитокина. По результатам нашего исследования, именно у лиц с тяжелой степенью ЧМТ отмечается увеличение концентраций как клеток с рецепторами CD4⁺, так и цитотоксических клеток CD8⁺(р<0,01). IL-2 активирует продукцию белков острой фазы воспаления, участвуя в иммунной защите организма, а также участвует в пролиферации и дифференцировке В- и Т-клеток. Важно отметить, что в первые сутки после получения травмы повышение значений цитокиновой и цитотоксической активности (CD8) свидетельствует о выраженном напряжении в системе иммунитета, подобная адаптивная и приспособительная реакция в дальнейшем способствует сокращению резервных возможностей иммунного гомеостаза у пострадавших и формированию вторичных экологически зависимых иммунных дисбалансов, способствующих развитию осложнений [Поповская Е.В., Щеголева Л.С, Шашкова Е.Ю., Порохин В.Г. Иммунные реакции при черепно-мозговых травмах у мужчин-северян трудоспособного возраста // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Медико-биологические науки. 2016. №1. С. 102-109].

Комплексное иммунологическое обследование пострадавших, проведенное в первые сутки после травмы в период с 2014 по 2017 гг., позволило определить параметры, которые помогут прогнозировать характер возможных осложнений, снизить удельный вес инвалидизации.

Частные примеры применения способа.

Пример 1. Больной О., 27 лет, пол мужской.

Диагноз: ЗЧМТ. Ушиб головного мозга легкой степени тяжести. Контузионный очаг в левой височной доле.

Место проживания: Крайний Север.

В первые сутки после получения травмы при лабораторном исследовании сыворотки (плазмы) периферической венозной крови: уровень IL-2 составил 82,91 пг/мл;

IgE - 100,90 МЕ/мл.

Сделано заключение о возможном риске развития посттравматического осложнения - постконтузионный синдром.

В динамике предположение подтверждено. Прогноз верен.

Пример 2. Больной Ю., 31 год, пол мужской.

Диагноз: ЗЧМТ. Ушиб головного мозга легкой степени тяжести. Острая листовидная субдуральная гематома слева.

Место проживания: местность, приравненная к району Крайнего Севера.

В первые сутки после получения травмы при лабораторном исследовании сыворотки (плазмы) периферической венозной крови: уровень IL-2 составил 79,92 пг/мл;

IgE - 120,01 МЕ/мл.

Сделано заключение о высоком риске развития посттравматических осложнений.

На фоне лечения больной продолжал жаловаться на головную боль, головокружение, сохранялась неврологическая симптоматика. Диагностирована посттравматическая энцефалопатия. Прогноз верен.

Пример 3. Больной А., пол мужской, 49 лет.

Диагноз: ТЧМТ. Ушиб головного мозга тяжелой степени. Контузионный очаг в правой лобно-височной области. Острая правосторонняя субдуральная гематома. Левосторонняя гемиплегия. Отек головного мозга. Дислокационный синдром.

Место проживания: Приарктический регион.

В первые сутки после получения травмы при лабораторном исследовании сыворотки (плазмы) периферической венозной крови: уровень IL-2 составил 100,91 пг/мл;

IgE - 1009,00 МЕ/мл.

Сделано заключение о риске развития осложнений. На третьи сутки развился диэнцефальный синдром, полиорганная недостаточность, летальный исход. Прогноз верен.

Пример 4. Больной И., пол мужской, 54 года.

Диагноз: ОЧМТ. Ушиб головного мозга средней степени. Линейный перелом левой височной кости с переходом на СЧЯ. Контузионный очаг правой височной доли. Ликворея AS.

Место проживания: Приарктический регион.

В первые сутки после получения травмы при лабораторном исследовании сыворотки (плазмы) периферической венозной крови: уровень IL-2 составил 24,01 пг/мл.

IgE - 19,00 МЕ/мл.

Сделано заключение о минимальном риске развития посттравматических осложнений. При рекомендованном наблюдении у специалиста в течение 1 года не было выявлено осложнений. Прогноз верен.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и может быть использовано для прогнозирования развития осложнения при черепно-мозговой травме у пострадавших в экстремальных условиях Арктики. Для этого в первые сутки с момента получения черепно-мозговой травмы в сыворотке периферической венозной крови у пострадавших лиц определяют содержание цитокина интерлейкин-2 (ИЛ 2) и концентрацию иммуноглобулина IgE. При содержании ИЛ 2 более 50,00 пк/мл и IgE более 100,00 МЕ/мл прогнозируют высокую вероятность риска развития осложнения. Использование данного изобретения позволяет проводить быструю скрининговую диагностику и прогнозирование риска формирования осложнений после полученной травмы в первые сутки с момента ее получения. 4 пр.

Способ прогнозирования развития осложнения при черепно-мозговой травме, включающий забор крови из вены, определение отдельных фенотипов иммунокомпетентных клеток периферической крови, определение активности иммунокомпетентных клеток и суждение о снижении эффективности защиты в экстремальных условиях Арктики, отличающийся тем, что суждение о дефиците активности иммунокомпетентных клеток и прогноз развития посттравматических осложнений осуществляют у пострадавших в первые сутки с момента получения черепно-мозговой травмы, в сыворотке периферической венозной крови у пострадавших лиц определяют содержание цитокина интерлейкин-2 (ИЛ 2) и концентрацию иммуноглобулина IgE, при содержании ИЛ 2 более 50,00 пк/мл и IgE более 100,00 МЕ/мл прогнозируют высокую вероятность риска развития осложнения.