СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПЕРЕЛОМОВ ШЕЙКИ БЕДРА У ЖЕНЩИН С РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ Российский патент 2020 года по МПК A61B5/00 G01N33/68 G01N33/573 

Изобретение относится к области медицины, а именно к ревматологии, общей терапии, клинико-лабораторной диагностике, предназначено для не инструментальной оценки состояния костной ткани и может быть использовано для прогнозирования переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом (РА).

Сущность способа заключается в дополнительном исследовании в сыворотке крови больных РА уровня ангиопоэтин-подобного белка 3 типа (АППБ-3) и при уровне АППБ-3 более 445 нг/мл диагностируют высокий риск развития переломов шейки бедра, а при уровне АППБ-3 менее 248 нг/мл - низкий риск развития переломов.

Пациенты с РА подвержены повышенному риску потери костной массы и остеопоротических переломов, особенно в области шейки бедра, ввиду превалирующего снижения костной массы именно в этой области бедренной кости, что приводит к снижению качества жизни и увеличению расходов на здравоохранение.

Существует много причин высокой распространенности остеопороза (ОП) при РА (от 22% до 36%) [3, 4], включая как традиционные, так и специфические факторы риска, такие как возраст, низкое потребление кальция, дефицит витамина D, активность заболевания, серопозитивность, боль и потеря функции суставов, лекарственные препараты (кортикостероиды, метотрексат) и повышенные провоспалительные цитокины, являющиеся распространенными медиаторами как воспалительных процессов, так и механизмов ремоделирования костной ткани [7].

Определение минеральной плотности костной ткани (bone mineral density, BMD) является общепринятым стандартом для диагностирования ОП. BMD ниже, чем 2,5 стандартных отклонений от среднего значения для женщин, указывает на наличие ОП. У женщин в постменопаузе при наличии РА в 86% случаев отмечается снижение BMD, главным образом в позвоночнике и шейке бедра [6]. Оценка вероятности перелома (инструмент оценки риска FRAX) и риска (калькулятор риска Garvan) перелома, проведенная Pluskiewicz W. и соавт. у 770 женщин в постменопаузе в течение 4-летнего периода наблюдения, позволила выявить ряд клинических факторов риска, независимо связанных с повышенной частотой переломов. Так, ревматоидный артрит, наличие переломов в анамнезе и T-критерий шейки бедра были определены в качестве наиболее значимых факторов риска [8].

Проведенные ранее исследования состояния костной ткани у больных РА с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), являющейся на сегодняшний день «золотым стандартом» в неинвазивной диагностике ОП, также продемонстрировали наиболее выраженное снижение минеральной плотности костной ткани в зоне Варда (Wards) и шейке бедра - в участках, наиболее подверженных переломам.

Селективный скрининг в хорошо очерченных группах риска с использованием аппаратных (рентгенологические методы, костная ультрасонометрия, денситометрия) и лабораторных методов (биохимические, иммунологические, жидкостная хроматография и др.) является наиболее разумной стратегией при диагностике ОП.

Тем не менее, наличие множества факторов, оказывающих влияние на состояние метаболизма костной ткани у пациентов с РА, негативно сказывается на эффективности использования широкого спектра известных лабораторных маркеров синтеза и резорбции костной ткани (остеокальцин, общая и специфическая костная щелочная фосфатаза, карбокси- и аминотерминальные пропептиды; устойчивая к тартрату кислая фосфатаза, пиридинолин и дезоксипиридинолин, продукты деградации коллагена I типа - N- и С-телопептиды; кальций и гидроксипролин натощак, гликозиды гидроксилизина; спиралевидные участки α-цепи коллагена I типа и др.) у данной группы больных для диагностики ОП. Кроме того, если для прогнозирования риска переломов при постменопаузальном ОП и мониторинга резорбции кости при проведении антирезорбционной терапии динамическое определение ряда перечисленных маркеров имеет важное значение, то для прогнозирования переломов шейки бедра так и не был выделен эффективный маркер костеообразования [5].

Развитие и прогрессирование РА характеризуются существенными иммунологическими и метаболическими сдвигами с выраженными взаимосвязями между иммунной системой и костной тканью на анатомическом, сосудистом, клеточном и молекулярном уровнях. При РА кость также является мишенью воспаления - усиление продукции широкого спектра цитокинов, способных увеличивать костную резорбцию, приводит к костным эрозиям, перивоспалительной и системной потере костной ткани. Однако существующие методы определения маркеров синтеза и резорбции кости мало информативны для установления взаимосвязи иммунного воспаления и остеопоротических процессов в кости при РА.

В качестве индикаторов патологических процессов, связанных с ревматоидным воспалением, могут выступать ангиопоэтин-подобные белки (АППБ), относящиеся к семейству ангиогенных регулирующих секретируемых белков.

Семейство ангиопоэтин-подобных белков помимо ангиогенеза участвует во многих физиологических и патофизиологических процессах, таких как липидный обмен, метаболизм глюкозы, развитии воспалительных и злокачественных процессов.

Ангиопоэтин-подобный белок 3 типа (АППБ-3) - белок плазмы крови из семейства ангиопоэтин-подобных белков, продуцируется клетками печени, включает C-терминальный фибриноген-подобный домен, N-терминальный спиральный домен, отличительную сигнальную последовательность и короткий линкер. N-терминальный спиральный домен двойной цепи дает возможность образовывать димерные и тримерные двойные спиральные структуры. Отличительный аминокислотный домен, влияет на уровень триглицеридов в плазме через обратное ингибирование активности липопротеинлипазы и эндотелиальной липазы. Короткий линкер, находящийся между N- и С-концами, действует подобно ферменту фурин (фурин накапливается в аппарате Гольджи, где его функцией является расщепление других белков, при этом они превращаются в зрелые/активные формы). АППБ-3, связываясь через С-терминальный фибриноген-подобный домен с рецептором интегрина-αvβ3, способен активировать процессы ангиогенеза [2] и резорбции кости [9].

Данных о содержании АППБ-3 в сыворотке крови у больных РА с патологическими переломами костей на фоне РА, а также сведений о связи данного маркера с риском развития переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом в доступной литературе нет.

Новая техническая задача: повышение эффективности прогнозирования риска переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе прогнозирования переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом, отличающемся тем, что исследуют сывороточную концентрацию ангиопоэтин-подобного белка 3 типа - АППБ-3, и при уровне менее 248 нг/мл диагностируют низкий риск развития переломов, при уровне более 445 нг/мл - высокий риск развития переломов, а при значениях АППБ-3 в диапазоне 248-445 нг/мл пациента включают в группу биохимического мониторинга для дальнейшего наблюдения - не реже 1 раза в 3 месяца, по поводу риска развития переломов шейки бедра.

Предлагаемые критерии подобраны на основании интерпретации результатов клинических наблюдений.

Способ осуществляют следующим образом.

Для исследования производили забор венозной крови в количестве 5-7 мл из локтевой вены в утренние часы (с 8:00 до 9:30 утра) натощак, чтобы избежать влияния циркадных вариаций. После центрифугирования образца на лабораторной центрифуге (3000 оборотов/минуту в течение 15 минут) отбирали сыворотку и помещали ее в аликвотах по 0,5 мл в пластиковые микроцетрифужные пробирки типа Eppendorf. До момента анализа по определению АППБ-3 не исключена возможность хранения образцов сыворотки крови при -24°С (повторного размораживания и замораживания образцов не допускается).

Содержание АППБ-3 в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с использованием коммерческой тест-системы «Human Angiopoietin-like Protein 3 ELISA» (производства «Bio Vendor», Cat. No.: RD 191092200 R) согласно прилагаемой к набору инструкции. Регистрацию результатов анализов осуществляли на спектрофотометре при длине волны 450 нм на иммуноферментном анализаторе «Multiskan» (Финляндия) с последующим построением калибровочных кривых с помощью специальной компьютерной программы.

Под наблюдением находились 88 женщин с достоверным диагнозом ревматоидного артрита, подтвержденным в соответствии с критериями ACR [1]. Средний возраст больных составил 54,19±11,97 года, длительность заболевания - 11,21±8,65 лет. На момент исследования 42 (48%) человека были трудоспособны, а 46 (52%) имели группу инвалидности. Средний рабочий стаж составил 28,01±10,44 лет. Большинство пациенток (96,6%) являлись жителями городов и состояли в браке (63,6%).

Активность заболевания по DAS28: ремиссия - у 19 (21,6%), минимальная степень - у 10 (11,4%), средняя - у 52 (59,1%), высокая - 7 (7,9%) человек. Рентген-стадия: 1 - 6 (6,8%), 2 - 33 (37,5%), 3 - 45 (51,2%), 4 - 4 (4,5%) человека. Функциональная недостаточность: 0 - 1 (1,1%), 1 - 22 (25%), 2 - 58 (65,9%), 3 - 7 (8%) пациенток.

Серопозитивны по наличию ревматоидного фактора в сыворотке крови были 64 человека (72,7%), по уровню антител к циклическому цитруллинированному пептиду (АЦЦП) - 59 (67%) человек.

Средние показатели индекса массы тела (ИМТ) составили 28,71±6,27. Основными коморбидными состояниями у данной группы пациенток являлись заболевания щитовидной железы (35%) и поражения желудочно-кишечного тракта (29,7%). Число женщин с историей овариэктомии или гистерэктомии в возрасте до 45 лет было очень низким (1,6%).

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием пакетов стандартных прикладных программ. Оценка связи между количественными признаками (при распределении близком к нормальному) осуществлялась с использованием коэффициента корреляции Пирсона (r), между порядковыми и количественными признаками - с использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена (r_s). Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез 0,05.

На первом этапе исследования были установлены нормативные показатели содержания АППБ-3 в сыворотке крови у здоровой категории женщин (контрольная группа, n=33), отобранных по следующим критериям: возраст от 34 до 78 лет, отсутствие аутоиммунной патологии, острых воспалительных заболеваний, тяжелых заболеваний сердца, печени, почек, иммунодефицита, лейкопении, хронических инфекций, беременности, медикаментозного лечения за 10 дней до взятия образцов крови, а также наличие письменного информированного согласия пациента на участие в исследовании.

При анализе полученных результатов не было выявлено статистически значимых зависимостей между уровнем АППБ-3 и возрастом (p>0,1). 94% значений концентрации АППБ-3 у здоровых доноров в сыворотке крови находилось в диапазоне от 141,2 нг/мл до 413,7 нг/мл. За верхнюю границу нормы было принято значение 445 нг/мл, определяемое как среднее + два средних квадратических отклонения (М+2δ). Следовательно, при определении в сыворотке исследуемой крови уровня АППБ-3 выше 445 нг/мл тест считался положительным.

На втором этапе были проведены исследования, направленные на установление взаимосвязи между уровнем АППБ-3 в сыворотке крови, минеральной плотностью костной ткани и наличием патологических переломов костей при РА.

Дескриптивные статистики исходных показателей уровня АППБ-3 у здоровых лиц и больных РА представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание АППБ-3 в сыворотке крови здоровых лиц (n=33) и больных РА (n=88), в нг/мл

АППБ-3 M δ Me Min. Max. Здоровые лица 248,3 98,27 217,0 53,3 617,4 Больные РА 701,8 263,1 714,3 207 1421,5

Примечание: М - среднее значение, δ - стандартное отклонение, Ме - медиана, Min. - минимальное значение, Max. - максимальное значение

Повышенные значения АППБ-3 (более 445 нг/мл) выявлены у 71 (80,7%) пациентки с РА.

При обработке полученных демографических и клинических данных были установлены достоверные положительные корреляционные связи между АППБ-3 и функциональным классом РА (r=0,214, p=0,046), наличием ишемической болезни сердца (r_s=0,239, p=0,025), наличием остеопороза (r_s=0,36, р=0,039) (подтвержденный клинический диагноз на момент исследования), и отрицательная связь с возрастом пациенток (r=-0,83, p=0,006), продолжительностью трудового стажа (r=-0,84, p=0,004), количеством времени (в часах), проведенного вне помещения (прогулка на улице) в день (r=-0,72, p=0,027) и в неделю (r=-0,79, p=0,011).

Не было отмечено достоверной связи АППБ-3 с активностью РА по индексу DAS-28 (p=0,135), уровнем АЦЦП (p=0,063), длительностью РА (p=0,718), менопаузой (p=0,528), частотой приема и дозой глюкокортикостероидов (p=0,652, p=0,991, соответственно).

При изучении лабораторных показателей была выявлена положительная корреляция АППБ-3 с уровнем С-реактивного белка (r=0,23, р=0,035), глюкозы в сыворотке крови (r=0,37, р<0,001), а также отрицательная корреляция слабой силы с уровнями картилапс (Urine CartiLaps) (r=-0,24, р=0,042) и креатинина в моче (r=-0,28, р=0,033).

При денситометрическом исследовании отклонений в минеральной плотности костной ткани (BMD) получены данные о тесной связи АППБ-3 и остеопоротическими изменениями в шейке беда (особенно в зоне Wards): с BMD Total r=-0,33 (p=0,042), BMD Troch r=-0,36 (p=0,038) и BMD Wards r=-0,44 (p=0,009). Не было отмечено достоверных связей между уровнем АППБ-3 и снижением BMD в позвоночнике (L1-L4) (p>0,05).

Уровень АППБ-3 у больных РА с подтвержденным клиническим диагнозом ОП на момент исследования (остопоротические изменения в позвоночнике и шейке бедра) (n=36) составил 747±266,3 нг/мл, а без признаков ОП (n=52) - 670,5±258,8 нг/мл (р=0,181). Тем не менее было выявлено, что у пациенток с повышенным уровнем АППБ-3 (более 445 нг/мл) остеопоретические переломы в области шейки бедра происходили в 33,8% случаев, а при пониженном уровне (менее 248 нг/мл) в 5,9% (различие статистически достоверно, χ²=5,257, р=0,022).

Таким образом, на основании проведенных исследований установлены критерии выявления риска развития низкоэнергетических переломов шейки бедра у женщин с подтвержденным диагнозом РА по сывороточной концентрации АППБ-3 по следующей градации: при значении показателя уровня АППБ-3 равном 445 нг/мл и выше диагностируется высокий риск развития переломов шейки бедра, а при значении показателя уровня АППБ-3 равном 248 нг/мл и ниже диагностируется низкий риск развития переломов шейки бедра.

Включение в программу стандартного обследования предлагаемого способа прогнозирования дает возможность с высокой достоверностью оценить вероятность возникновения остеопоротических переломов шейки бедра у женщин с РА, оценить активность резорбтивных процессов в костной ткани, не прибегая к дорогостоящим денситометрическим исследованиям, и выделить лиц, которым угрожает развитие переломов, что делает возможным проведение ранних индивидуальных лечебно-профилактических мероприятий данного вида осложнений ОП. Определение предложенного показателя проводится на стандартном оборудовании иммуно-биохимической лаборатории и может быть выполнено в большинстве лечебных учреждений.

Список литературы

1. Aletaha, D. 2010 Rheumatoid arthritis classification criteria: an American College of Rheumatology / D. Aletaha, T. Neogi, A.J. Silman, et al. // European League Against Rheumatism collaborative initiative. - Ann Rheum Dis. - 2010. - Vol. 69. - p. 1580-88. - doi: 10.1136/ard.2010.138461corr1.

2. Camenisch, G. ANGPTL3 Stimulates Endothelial Cell Adhesion and Migration via Integrin αvβ3 and Induces Blood Vessel Formation in Vivo / G. Camenisch // The Journal of Biological Chemistry. - 2002. - №277. - С. 17281-17290.

3. Gonzalez-Lopez L, Gamez-Nava JI, Vega-Lopez A, et al. Performance of risk indices for identifying low bone mineral density and osteoporosis in Mexican Mestizo women with rheumatoid arthritis. J Rheumatol. 2012; 34: 247-53.

4. Heberlein I, Demary W, Bloching H, et al. Prophylaxis and treatment of osteoporosis in patients with rheumatoid arthritis (ORA study) Z Rheumatol. 2011; 70: 793-8.

5. Ivaska K.K., Gerdhem P., Vaananen H.K. et al. Bone Turnover markers and prediction of fracture: a prospective follow-up study of 1040 elderly women for a mean of 9 years // JBMR. 2010; 25: 393-403.

6. Macovei L., C., Belibou C., Chirieac R. [Bone mineral density in patients with rheumatoid arthritis]. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2011; 115(3): 723-30.

7. Mobini M, Kashi Z, Ghobadifar A. Prevalence and associated factors of osteoporosis in female patients with rheumatoid arthritis. Caspian J Intern Med. 2012; 3(3): 447-450.

8. Pluskiewicz W., Adamczyk P., A., Grzeszczak W., Drozdzowska B. High fracture probability predicts fractures in a 4-year follow-up in women from the RAC-OST-POL study. Osteoporos Int. 2015; 26(12): 2811-20. doi: 10.1007/s00198-015-3196-9

9. Walton, H.L. Hypoxia induces differential expression of the integrin receptors alpha(vbeta3) and alpha(vbeta5) in cultured human endothelial cells / H.L. Walton // J. Cell. Biochem. - 2000. - №78. - С. 674-680.

Изобретение относится к медицине, а именно к ревматологии, и может быть использовано для прогнозирования переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом. Исследуют сывороточную концентрацию ангиопоэтин-подобного белка 3 типа - АППБ-3. При уровне менее 248 нг/мл диагностируют низкий риск развития переломов. При уровне более 445 нг/мл - высокий риск развития переломов. При значениях АППБ-3 в диапазоне 248 - 445 нг/мл пациента включают в группу биохимического мониторинга для дальнейшего наблюдения – не реже 1 раза в 3 месяца, по поводу риска развития переломов шейки бедра. Способ обеспечивает повышение эффективности прогнозирования риска переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом за счет исследования АППБ-3 – одного из ангиопоэтин-подобных белков, относящихся к семейству ангиогенных регулирующих секретируемых белков, которые могут выступать индикаторами патологических процессов, связанных с ревматоидным воспалением. 1 табл.

Способ прогнозирования переломов шейки бедра у женщин с ревматоидным артритом, отличающийся тем, что исследуют сывороточную концентрацию ангиопоэтин-подобного белка 3 типа - АППБ-3 и при уровне менее 248 нг/мл диагностируют низкий риск развития переломов, при уровне более 445 нг/мл - высокий риск развития переломов, а при значениях АППБ-3 в диапазоне 248 - 445 нг/мл пациента включают в группу биохимического мониторинга для дальнейшего наблюдения - не реже 1 раза в 3 месяца, по поводу риска развития переломов шейки бедра.