СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫРАЖЕННОСТИ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНОГО ФИБРОЗА ПОЧЕК ПРИ МИЕЛОМНОЙ НЕФРОПАТИИ Российский патент 2019 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к области медицины, в большей степени к гематологии, и может быть использовано для точной оценки площади интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии.

Миеломная нефропатия (синонимы: цилиндр-нефропатия, каст-нефропатия) - наиболее частый вариант поражения почек при множественной миеломе, обусловленный секрецией и экскрецией с мочой моноклональных легких цепей (белка Бенс-Джонса), характеризующийся образованием белковых цилиндров в дистальном отделе канальцев, развитием тубулоинтерстициального воспаления и интерстициального фиброза (ИФ). Определение точной площади выраженности ИФ позволяет прогнозировать обратимость почечного повреждения, что имеет значение в выборе тактики терапии.

Cor - биоптат почки представляет собой столбик ткани, полученный методом пункционной биопсии, длиной от 1-2 см, шириной 2-3 мм, в котором гистологически выделяют капсулу, корковое и мозговое вещество. Общепринятым методом оценки интерстициального фиброза в почках является полуколичественный анализ, основной недостаток которого - неточность результатов из-за субъективного (визуального) восприятия. Согласно Banff классификации, выделяют четыре степени ИФ, в зависимости от процента вовлечения коркового вещества: 0 стадия (отсутствие)≤5%, I стадия (легкая) 6-25%, 2 стадия (умеренная) 26-50%, 3 стадия (тяжелая)>50% [Solez K, Colvin RB, Racusen LC, et al. Banff 07 classification of renal allograft pathology: Updates and future directions. Am J Transplant 2008; 8: 753]. Очевидно, что большой диапазон значений (20-25%) в каждой градации предполагает лишь приблизительную оценку выраженности ИФ. Более точным и воспроизводимым методом количественной оценки ИФ является компьютерная морфометрия.

Наиболее близким техническим решением является цифровая методика, состоящая из нескольких этапов и подробно изложенная в свободном для доступа документе [Supplemental Digital Content, опубликовано 2011, найдено в Интернет 05.06.2018 по адресу: http://links.lww.com/TP/A493]. Предложенный авторами алгоритм количественной оценки ИФ основан на анализе цветного цифрового изображения, полученного при микроскопии. Для этого использовали готовые для световой микроскопии препараты, окрашенные трихромом по Массону, специализированную оптическую систему и программное обеспечение. С учетом различных модификаций используемой аппаратуры имеются сообщения о применении данной методики к на других окрасках, таких как PAS - реакция, Сириус красный, иммуногистохимическая окраска на коллаген III [Farris АВ, Alpers СЕ, What is the best way to measure renal fibrosis?: A pathologist's perspective. Kidney Int. Suppl. (2011). 2014 Nov; 4(1):9-15]. Однако приведенный авторами алгоритм количественного определения ИФ почек не использовали у пациентов с миеломной нефропатией.

Технический результат заявленного способа заключается в расширении технических средств для определения выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии с высокой точностью.

Технический результат достигается тем, что определение выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии проводят путем светового микроскопического исследования биоптатов почек, окрашенных трихромом по Массону, при этом осуществляют цифровую обработку и компьютерный морфометрический анализ оптического изображения коркового вещества биоптата почки, последовательно измеряют площадь коркового вещества почки (sКB), а также составляющие его следующие структуры: площадь всех клубочков, в том числе склерозированных (sКлуб), площадь просвета канальцев (sПКан), площадь цилиндров, в том числе и патологических в просветах канальцев (sЦил), затем рассчитывают площадь интерстиция (sИ) по формуле: sИ=sКB - (sКлуб+sПКан+sЦил) и вычисляют площадь фиброзной патологической ткани в интерстиции (вИФ) на всем протяжении коркового вещества биоптата почки, а индекс выраженности интерстициального фиброза (ИИФ) рассчитывают по формуле: ИИФ=sИФ/sИ*100

Способ осуществляется следующим образом.

Для проведения компьютерной морфометрии нами использовалась установка Leica Microsystems Ltd, включающей микроскоп Leica DM 1000LED, камеру Leica DFC 450 (формат захвата камеры 2560×1920 full frame HD, оптическое увеличение НС PLAN 10х и HI PLAN 10х при суммарном увеличении x100), а также дополнительный модуль Leica Application Suite (LAS) version 4.11.0 [Build:87], установленный на персональный компьютер ASUS с операционной системой Windows 7 Professional.

Количественное определение индекса выраженности ИФ почек при миеломной нефропатии, проводят путем светового микроскопического исследования биоптатов почек, окрашенных трихромом по Массону, при этом осуществляют цифровую обработку и компьютерный морфометрический анализ получаемого оптического изображения.

С помощью инструментального набора технических возможностей программы компьютерной морфометрии на первом этапе визуально выделяют зону коркового вещества почки (т.к. только эта область участвует в дальнейшем исследовании) и высчитывают ее площадь. Зона коркового вещества представлена тубуло-интерстициальным пространством, состоящим из интерстиция и многочисленных плотно прилежащих друг к другу срезов канальцев, клубочков и сосудов среднего и малого калибра.

Далее последовательно механически измеряют площадь коркового вещества почки (sКB), а также составляющие его следующие крупные структуры: площадь всех клубочков, в том числе склерозированных (sКлуб.), площадь просвета канальцев (sПКан), площадь цилиндров в просветах канальцев (как патологических, так и встречающихся в норме) (sЦил). Эти показатели складываются в формулу точного расчета площади интерстиция (sИ): sИ=sКB - (sКлуб+sПКан+sЦил).

Следующим этапом вычисляют площадь только фиброзной патологической ткани (sИФ) на всем протяжении коркового вещества биоптата почки. Это осуществляется с помощью выделения области сине-голубого окрашивания, соответствующего коллагену. Далее рассчитывают индекс выраженности ИФ по следующей формуле: ИИФ=sИФ/sИ*100.

Именно отношение площади фиброзной патологической ткани (sИФ) на всем протяжении коркового вещества биоптата почки к площади интерстиция (sИ) почки в дальнейшем определяют, как выраженность ИИФ почек при миеломной нефропатии.

Было проведено на группе из 10 пациентов с миеломной нефропатией сравнение полуколичественной оценки и цифровой методики, описанной в ближайшем аналоге. При этом мы столкнулись с очевидным несоответствием полученных результатов с визуальной (полуколичественной) оценкой, то есть у 60% больных отмечались заниженные значения по степеням ИФ (см. таблица 1).

Примечание: жирным шрифтом указано несоответствие результатов при двух сравниваемых методах исследования.

Анализ причин несоответствия сравниваемых методов показал, что при миеломной нефропатии именно канальцы выглядят значительно расширенными из-за внутриканальцевой обструкции патологическими цилиндрами, а также атрофии канальцевого эпителия [Jennette, J. Charles; Olson, Jean L.; Schwartz, Melvin M; Silva, Fred G. Pathology of the Kidney, 6th Edition, Hepinstall's, 2007], которые в ближайшем аналоге не учитываются для определения степени и индекса интерстициального фиброза

Знание выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии обеспечивает возможность осуществить прогноз в отношении восстановления функции почек и позволяет определиться с тактикой лечения пациента.

Расширенные просветы канальцев при миеломной нефропатии занимают значительную площадь, за счет чего искусственно увеличивается площадь коркового вещества и, соответственно, уменьшается выраженность ИФ. Нами была измерена площадь просвета канальцев и вычислено отношение площади просвета канальцев к площади коркового вещества в норме и при миеломной нефропатии (см. таблица 2 и фигура 1а и б и 2а и б).

Примечание: p1 - достоверность различий между площадью просвета канальцев почек у больных миеломной нефропатией и здоровыми лицами; р2 - достоверность различий отношения площади просвета канальцев к площади корковой зоны у больных миеломной нефропатией и здоровыми лицами; t1 и t2 - критерий Стьюдента.

На фиг. 1а показана площадь просвета канальцев почек у пациентов с миеломной нефропатией, а на фиг. 1б - у здоровых лиц, (мкм²), р<0,05. На фиг. 2а показано отношение площади (%) просвета канальцев к площади коркового вещества биоптатов почек при миеломной нефропатии, а на фиг. 2б - в норме, р<0,05.

Таким образом, площадь просвета канальцев почек при миеломной нефропатии в среднем в 2,5-3 раза больше, чем у здоровых лиц (соответственно 644980+125261 мкм 2 и 241660+44327 мкм2; р=0,007). При миеломной нефропатии площадь просвета канальцев занимает 18,2+2,2% от площади коры, что в 2 раза больше, чем в норме (9,1+1,12%; р=0,002). Полученные данные подтверждают тот факт, что существенная ошибка в оценке степени ИФ возникает именно в результате значительного расширения канальцев при миеломной нефропатии. В предложенном способе ближайшего аналога не учитывается площадь просветов канальцев, которую не вычитают из площади коркового вещества. При миеломной нефропатии подобный метод приводит к большой ошибке и недостоверности получаемых результатов. Таким образом, ранее применяемая методика не может быть использована для оценки индекса ИФ при миеломной нефропатии.

По модифицированному нами методу были определены степень и индекс выраженности ИФ и сопоставлены полученные данные с визуальной полуколичественной оценкой (см. таблица 3). Полученные результаты оказались достоверно значимыми (р<0,05).

Таким образом, оценка индекса ИФ (%) почек у пациентов с миеломной нефропатией по модифицированному нами методу компьютерной морфометрии совпадает с полуколичественной (визуальной) оценкой степени ИФ (р<0,05), и может быть применена для дальнейшего точного расчета выраженности ИФ и определения его прогностического значения.

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Пациент П., 70 лет. Множественная миелома у данного пациента дебютировала с развития острого почечного повреждения (креатинин крови 960 мкмоль/л, олигурия 300 мл/сут, СКФ <5 мл/мин), в связи с чем пациенту был начат экстренный гемодиализ. С диагностической целью выполнена биопсия почки, по результатам которой выявлена миеломная нефропатия. Клинический диагноз: Множественная миелома, протекающая с парапротеинемией B-J-каппа, III стадия по R-ISS. Миеломная нефропатия. Острое почечное повреждение стадия L (по классификации RIFLE); Сопутствующее заболевание: Ишемическая болезнь сердца: постинфарктный кардиосклероз. Пароксизмальная форма мерцательной аритмии. Недостаточность кровообращения IIА стадии. При полуколичественном морфологическом исследовании степень выраженности ИФ была определена как II степень. При проведении количественного определения выраженности ИФ с помощью заявленной компьютерной морфометрии выявлено индекс ИФ составил 36%. Нами проведено лечение по стандартной 3-х компонентной схеме XT (бортезомиб, циклофосфамид, дексаметазон), без редукции доз препаратов. Лечение осложнилось развитием двусторонней пневмонии, рецидивирующим нарушением ритма. В результате терапии после 2-х курсов получен гематологический ответ. Через 1,5 месяца от начала лечения функция почек улучшилась, и удалось полностью отказаться от заместительной почечной терапии.

Таким образом, точная оценка степени выраженности ИФ позволила дать определенный прогноз в возможности достижения почечного ответа, что повлияло на выбор терапии. Восстановление функции почек и прекращение гемодиализа оправдывает выбор тактики интенсивной терапии, несмотря на развитие тяжелых осложнений у пациента пожилого возраста с тяжелой сопутствующей патологией.

Пример 2

Пациентка М., 58 лет. На фоне развития тяжелого острого почечного повреждения (креатинин крови 1500 мкмоль/л, СКФ <5 мл/мин) был экстренно начат гемодиализ. С диагностической целью была выполнена биопсия почки, установлен диагноз миеломной нефропатии. В последующем диагноз множественной миеломы был подтвержден. При морфологическом полуколичественном исследовании степень выраженности ИФ соответствовала 2 степени, т.е. неопределенному для прогноза обратимости почечного повреждения интервалу.

При количественном определении распространенности ИФ с помощью заявленного способа компьютерной морфометрии выявлено, что индекс выраженности ИФ составил 54%, то есть третьей степени. По нашим данным, при таком значении, даже при быстром и эффективном химиотерапевтическом воздействии почечное повреждение необратимо.

Гемодиализ проводился через временный сосудистый доступ - центральный венозный катетер (ЦВК) правой яремной вены. В процессе химиотерапии развилась катетер-ассоциированная инфекция, что потребовало удаления ЦВК, назначения антибиотической терапии. ЦВК был установлен повторно в левую яремную вену. После 1-го курса химиотерапии диагностирована частичная ремиссия заболевания. Учитывая неблагоприятный прогноз в отношении восстановления функции почек после первого курса терапии был сформирован постоянный сосудистый доступ для проведения программного гемодиализа - нативная артерио-венозная фистула. Достаточно быстро был удален ЦВК, что в последующем позволило избежать повторных инфекционных осложнений. Через 2 месяца от начала химиотерапии диагностирована полная гематологическая ремиссия, почечного ответа не было. Продолжается программный гемодиализ.

Следовательно, точная оценка индекса выраженности ИФ позволила на ранних этапах сформировать постоянный сосудистый доступ для проведения программного гемодиализа, тем самым избежать инфекционных осложнений.

Таким образом, заявленный способ количественного определения выраженности ИФ почек у пациентов с миеломной нефропатией обеспечивает высокую точность за счет обязательного исключения из корковой зоны почек площадей не только клубочков, но и просветов всех канальцев, в том числе с патологическими цилиндрами.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ определения индекса выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии, включающий световое микроскопическое исследование биоптатов почек, окрашенных трихромом по Массону, отличающийся тем, что осуществляют цифровую обработку и компьютерный морфометрический анализ оптического изображения коркового вещества биоптата почки, при этом последовательно измеряют площадь коркового вещества почки (sКВ), а также составляющие его следующие структуры: площадь всех клубочков, в том числе склерозированных (sКлуб), площадь просвета канальцев (sПКан), площадь цилиндров, в том числе и патологических в просветах канальцев (sЦил), затем рассчитывают площадь интерстиция (sИ) по формуле: sИ=sКВ-(sКлуб+sПКан+sЦил) и вычисляют площадь фиброзной патологической ткани в интерстиции (sИФ) на всем протяжении коркового вещества биоптата почки, а индекс выраженности интерстициального фиброза (ИИФ) рассчитывают по формуле: выраженность ИИФ=sИФ/sИ*100. Изобретение обеспечивает расширение технических средств для определения выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии с высокой точностью. 2 ил., 3 табл., 2 пр.

Способ определения индекса выраженности интерстициального фиброза почек при миеломной нефропатии, включающий световое микроскопическое исследование биоптатов почек, окрашенных трихромом по Массону, отличающийся тем, что осуществляют цифровую обработку и компьютерный морфометрический анализ оптического изображения коркового вещества биоптата почки, при этом последовательно измеряют площадь коркового вещества почки (sКВ), а также составляющие его следующие структуры: площадь всех клубочков, в том числе склерозированных (sКлуб), площадь просвета канальцев (sПКан), площадь цилиндров, в том числе и патологических в просветах канальцев (sЦил), затем рассчитывают площадь интерстиция (sИ) по формуле: sИ=sКВ-(sКлуб+sПКан+sЦил) и вычисляют площадь фиброзной патологической ткани в интерстиции (sИФ) на всем протяжении коркового вещества биоптата почки, а индекс выраженности интерстициального фиброза (ИИФ) рассчитывают по формуле: выраженность ИИФ=sИФ/sИ*100.