Способ персонифицированного прогнозирования развития осложнений у больных острыми заболеваниями живота Российский патент 2021 года по МПК G01N33/48 G01N33/68 

Изобретение относится к медицине, а именно к абдоминальной хирургии и реаниматологии, и может быть использовано для установления вероятности развития осложнений в раннем послеоперационном периоде у больных острыми заболеваниями живота.

В настоящее время уровень развития медицины, в том числе абдоминальной хирургии, позволяет производить персонифицированную оценку течения болезни и развития ее осложнений, в том числе при хирургических болезнях.

Как известно, любое оперативное вмешательство приводит к развитию синдрома системного воспалительного ответа. В наблюдениях, когда синдром системного воспалительного ответа регрессирует, то, как правило, наступает выздоровление, при его же нарастании могут развиться разного рода инфекционно-воспалительное процессы, полиорганная недостаточность и даже гибель пациента (RU 2642600, МПК G01N 33/48, опубл. 25.01.2018).

Существуют прогностические способы неблагоприятного исхода послеоперационного течения перитонита, основанные на лабораторных критериях и определении биологических маркеров. Один из них лейкоцитарный индекс интоксикации Я.Я. Кальф-Калифа, учитывающий ряд предпосылок, основанных на функциональной принадлежности различных групп клеток, входящих в лейкоцитарную формулу (Кальф-Калиф Я.Я. О лейкоцитарном индексе интоксикации и его практическом значении / Я.Я. Кальф-Калиф // Врачеб. Дело. – 1941. – №1. – С. 31-33). Показано, что высокий лейкоцитоз и повышение ЛИИ до 10-20 и более служит признаком септического шока. При стафилококковом и стрептококковом сепсисе уровень лейкоцитоза ниже 10 000 клеток в 1 мкл, смертность составляет 75-100 %, в то время как при количестве лейкоцитов 20000 – снижается до 50-60 % (Корюкина И.П. Лабораторная диагностика синдрома эндогенной интоксикации: метод. рекомендации / Сост.: В.М. Аксенова, В.Ф. Кузнецов, Ю.Н. Маслов, В.В. Щекотов, А.П. Щекотова. – Пермь: ПГМА, 2005. – 39 с.).

Однако способ отражает только один из фрагментов патофизиологических явлений, не касаясь других, не менее важных, а также не характеризует выраженность патологии на молекулярном уровне, что является основным в характеристике воспалительного процесса.

Разработан способ оценки выраженности воспалительного процесса при помощи определения таких биомаркеров, как С-реактивный белок (СРВ) и прокальцитонин (ПКТ), уровень которых возрастает при инфекционно-воспалительных процессах. Способ заключается в оценке изменения концентрации СРВ и/или ПКТ у больных с распространенным перитонитом и сепсисом (Faix, J.D. Biomarkers of sepsis. Crit Rev Clin Lab Sci. – 2013. – Vol. 50. – № 1. – P. 23-36). Установлено, что повышение уровня СРВ в течение первых 5 дней связано с высокой летальностью. При этом у пациентов со средним снижением концентрации СРВ на 10 % в день отмечено, что развития неблагоприятного исхода на 32 % меньше, по сравнению с пациентами без снижения СРВ (Povoa, P., C-reactive protein, an early marker of community-acquired sepsis resolution: a multi-center prospective observational study / P. Povoa, A.M. Teixeira-Pinto, A.N. Carneiro // Crit Care. – 2011. – Vol.15. – № 4. – P. 169-179).

Однако способ отражает состояние только одного из проявлений реакции организма на патологический процесс, не затрагивая другие. Кроме того, в настоящее время изменение концентрации ПКТ в большей степени используют в качестве маркера в дифференциальной диагностике синдрома системной воспалительной реакции септического и абактериального происхождения. Повышение ПКТ в плазме выше 2 нг/мл расценивают как критерий развития септического процесса (Гельфанд Б.Р. Интенсивная терапия. Национальное руководство в 2-х томах, том 2 / Б.Р. Гельфанд, А.И. Салтанов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 784 с.).

Таким образом, заподозрить развитие осложнений инфекционно-воспалительного характера в раннем послеоперационном периоде у больных, перенесших хирургические вмешательства на органах брюшной полости, затруднительно, так как клинико-инструментальные методы исследования не всегда достоверно указывают на наличие патологического процесса. Следует признать, что существует ряд способов, которые позволяют во многом решить задачу по своевременной диагностике осложнений инфекционно-воспалительного характера.

Наиболее близким решением к заявленному изобретению является способ прогнозирования течения послеоперационного периода у хирургических больных (Рябинин И.А., Макаршев И.М., Харьков О.А. Прогностический критерий в оценке течения послеоперационного периода / И.А. Рябинин, И.М. Макаршев, О.А. Харьков // Военно-медицинский журнал. – 1986. – № 1. – С. 52). Сущность способа состоит в том, что с целью определения критерия тяжести состояния больных в послеоперационном периоде и теста для ранней диагностики эндотоксикоза при осложненном послеоперационном течении в крови больных исследуют содержание средних молекул до операции и в первые 2 суток после нее и по повышению их уровня на 34 % по сравнению с исходным значением диагностируют состояние эндотоксикоза и прогнозируют развитие послеоперационных осложнений за 1 сутки до их клинического проявления. По нормализации содержания средних молекул прогнозируют благоприятное течение послеоперационного периода.

Однако способ оценивает только уровень токсических продуктов гидрофильной природы, не определяя степень выраженности процессов, которые лежат в основе развития осложнений в раннем послеоперационном периоде. Кроме того, по этому тесту могут быть ложноположительные результаты вследствие сохранения высокого уровня токсических продуктов вследствие основного заболевания даже после хирургического его лечения.

Отмеченные недостатки могут быть устранены в заявленном решении.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является повышение точности прогнозирования течения раннего послеоперационного периода у больных острыми заболеваниями живота за счет установления выраженности катаболических процессов, которые прежде всего являются ярким проявлением осложнений после операций – зарождающихся или уже развившихся гнойно-воспалительных процессов. В силу того, что проявлением катаболических процессов на молекулярном уровне являются мембранодеструктивные явления, то для прогнозирования осложнений приняты тесты по их оценке, в частности показатели уровня токсических продуктов (результат этих процессов) и активности перекисного окисления мембранных липидов и фосфолипаз (триггерные агенты этих процессов). Немаловажным является и то, что способ оценивает и генотип больного на основе полиморфизма генов антиоксидантной системы (одного из маркера липидных модификаций), что позволяет персонифицировать прогнозирование течения раннего послеоперационного периода.

Поэтому в качестве оценочных критериев гнойно-воспалительного процесса (тканевой деструкции) в раннем послеоперационном периоде выбраны индекс токсичности плазмы, уровень триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂, наличие полиморфизма гена митохондриальной супероксиддисмутазы. Исследованные показатели оценивали в крови, что упрощало выполнение предложенного способа.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе персонифицированного прогнозирования развития осложнений у больных острыми заболеваниями живота осуществляют забор и анализ венозной крови. У больных в раннем послеоперационном периоде на 2-4 сутки в динамике определяют индекс токсичности плазмы крови, количество триеновых коньюгатов и активность фосфолипазы А₂, один раз определяют наличие полиморфизма гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2 (SOD2), на основе полученных данных рассчитывают индекс прогнозирования развития осложнений по следующей формуле:

где IPRO – индекс прогнозирования развития осложнений,

IT₂ – индекс токсичности плазмы крови в текущий момент,

IT₁ – индекс токсичности плазмы крови на сутки ранее,

ТК₂ – уровень триеновых коньюгатов в текущий момент,

ТК₁ – уровень триеновых коньюгатов на сутки ранее,

FA2₂ – активность фосфолипазы А₂ в текущий момент,

FA2₁ – активность фосфолипазы А₂ на сутки ранее,

SOD2 – наличие/отсутствие (1/0) полиморфизма Ala16Val гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2.

Индекс токсичности плазмы крови рассчитывают по формуле где

ОКА – общая концентрация альбумина,

ЭКА – эффективная концентрация альбумина.

Значение индекса прогнозирования развития осложнений менее 2,0 свидетельствует об отсутствии вероятности развития осложнений, значение индекса от 2,1 до 3,4 констатирует низкую степень вероятности развития осложнений, значение индекса от 3,5 и более констатирует высокую степень вероятности развития осложнений.

В табл. 1 представлен IPRO, в табл. 2 показаны значения в динамике индекса прогнозирования развития осложнений больного К. перфоративной язвой двенадцатиперстной кишки, осложненной перитонитом в раннем послеоперационном периоде, в табл. 3 – значения в динамике индекса прогнозирования развития осложнений больного С. острой кишечной непроходимостью, осложненной перитонитом, в табл. 4 – значения в динамике индекса прогнозирования развития осложнений больного Р. опухолью сигмовидной кишки, осложненной перфорацией и перитонитом.

Новизна способа:

1. По рутинным показателям (содержание токсинов в крови) оценивается не только признаки возможного развития гнойно-воспалительного процесса, но и по ряду показателей (уровень триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂) определяется выраженность мембранодеструктивных процессов, сопутствующих гнойному воспалению, а также предрасположенность к ним (полиморфизм гена митохондриальной супероксиддисмутазы).

2. Проводится не статическая оценка исследованных показателей, а их изменения в различные сроки наблюдения за больными в раннем послеоперационном периоде, что позволяет в динамике дать интегральную количественную характеристику течения послеоперационного периода.

3. В конечном итоге при расчете индекса прогнозирования течения раннего послеоперационного периода апеллируют на абсолютными данными, которые зависят от многих обстоятельств, связанных и с техническими нюансами каждой лаборатории, а относительными, что в целом позволяет исключить вероятность ошибочного прогноза, то есть исследованные показатели могут быть не стандартизованы.

Способ осуществляют следующим образом.

Полиморфизм гена митохондриальной супероксиддисмутазы определяется один раз. Определение индекса токсичности плазмы крови, уровень триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂ у больных производят в динамике раннего послеоперационного периода. Это обусловлено тем, что при острых заболеваниях живота течение раннего послеоперационного периода может быть различным и персонифицированным. Поэтому наиболее объективной оценка может быть тогда, когда указанный индекс рассчитывается в динамике. Своевременная диагностика, и, что более важно, прогнозирование возможных осложнений при острых заболеваниях живота весьма значимы для назначения адекватной терапии по их своевременной коррекции или профилактике прогрессирования. Далее производят расчет по следующей формуле:

где IPRO – индекс прогнозирования развития осложнений,

IT₂ – индекс токсичности плазмы крови в текущий момент,

IT₁ – индекс токсичности плазмы крови на сутки ранее,

ТК₂ – уровень триеновых коньюгатов в текущий момент,

ТК₁ – уровень триеновых коньюгатов на сутки ранее,

FA2₂ – активность фосфолипазы А₂ в текущий момент,

FA2₁ – активность фосфолипазы А₂ на сутки ранее,

SOD2 – наличие/отсутствие (1/0) полиморфизма Ala16Val гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2.

В сыворотке крови определяют эффективную (ЭКА) и общую (ОКА) концентрацию альбумина флуоресцентным методом на анализаторе АКЛ-01 «Зонд». Затем рассчитывают индекс токсичности плазмы по формуле: ИТ=ОКА/ЭКА-1 (Грызунов Ю.А., Добрецов Г.Е., 1994).

Определение уровня триеновых коньюгатов спектрофотометрический методом с учетом того, что они имеют максимум поглощения при длине волны 275 нм (Ганстон Ф.Д., 1986).

Активность фосфолипазы А₂ оценивают в среде, содержащей 10 ммоль трис-HCL-буфер (pH 8,0), 150 ммоль тритон Х-100, 10 ммоль CaCl₂ и субстрат (1,2 ммоль). В качестве субстрата используют фосфатидилхолины яичного желтка. Регистрацию каталитической деятельности фермента проводят на установке, состоящей из иономера ЭВ-74, электродной системы (электрод сравнения ЭВЛ-IМ, измерительный электрод ЭСЛ-43-07), ультра-термостата и микробюретки. Активность Фл А₂ оценивают титрометрическим методом с помощью нейтрализации 0,02 М NaOH карбоксильных групп, выделяющихся свободных жирных кислот. Расчет проводят по калибровочной кривой, построенной по пальмитиновой кислоте и выражают в мкмоль/с/г белка (Трофимов В. А., 1999).

Молекулярно-генетическое тестирование полиморфизма гена митохондриальной супероксиддисмутазы при помощи лабораторного метода кПЦР, основанного на полимеразной цепной реакции в реальном времени (CFX96 Touch™ Real-Time, США). Процедура кПЦР проведена после получения образцов ДНК, выделенных из венозной крови с помощью специфического набора реагентов «ДНК-Экстран-1» (компания Синтол, Москва).

На основе полученных лабораторных данных рассчитывают IPRO.

Значение IPRO до 2,0 свидетельствует о об отсутствии вероятности развития осложнений, что в целом указывает на адекватность проводимой терапии.

Значение IPRO от 2,1 до 3,4 констатирует низкую степень вероятности развития осложнений и определяет высокую степень настороженности.

Значение IPRO от 3,5 и выше указывает на высокую степень вероятности развития осложнений и является основанием для кардинального пересмотра схем терапии вплоть до применения эфферентных методов детоксикации или повторных хирургических вмешательств (табл. 1).

Таким образом, определение IPRO при острых заболеваниях живота позволяет персонифицировано судить о вероятности развития в раннем послеоперационном периоде разного рода осложнений и эффективность проводимой терапии.

Значения IPRO определены опытным путем в результате клинико-лабораторного анализа более 80 больных различной ургентной патологией живота.

Отметим, что в геномах больных исследована частота встречаемости патологических аллелей ряда генов антиоксидантной системы: митохондреальной супероксиддисмутазы, каталазы и глутатион-S-трансферазы. Оказалось, что наиболее демонстративно особенности антиоксидантного статуса отражает полиморфизма гена митохондреальной супероксиддисмутазы. Это и явилось основой для учета этого признака в расчетах предложенного IPRO.

Пример 1. Больной К., 37 лет, госпитализирован в отделение хирургии РКБ № 3 07.04.2017 г. с диагнозом: прободная язва двенадцатиперстной кишки, перитонит. Из анамнеза: болен в течение 30 ч. Пациенту проведена предоперационная подготовка в течение 2,5 ч, после которой выполнена операция. Интраоперационно диагностировано прободение язвы передней стенки двенадцатиперстной кишки, общий серозно-фибринозный перитонит. Выполнено ушивание прободного отверстия двенадцатиперстной кишки, санация и дренирование брюшной полости. Назоинтестинальная интубация.

В течение первых 4-х суток раннего послеоперационного периода произведен мониторинг исследованных показателей в динамике (за исключением генетических исследований, которые выполнялись один раз, указав отсутствие патологических аллелей исследованных генов антиоксидантной системы). Установлено, что через двое суток после операции IPRO составил 2,2, что соответствует низкой вероятности развития осложнений, в последующие периоды трое и четверо суток – он составил 1,8 и 1,5 соответственно, что свидетельствовало об отсутствии вероятности развития осложнений. В целом ранний послеоперационный период протекал гладко, без осложнений. Больной выписан из стационара 17.04.2017 г. с выздоровлением.

В табл. 2 приведены данные исследованных показателей: индекса токсичности плазмы, количества триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂, наличие полиморфизма Ala16Val (одно исследование) и индекса IPRO в динамике лечения пациента.

Пример 2. Больная С., 54 года, госпитализирована в отделение хирургии РКБ № 3 17.07.2018 г. с диагнозом: острая кишечная непроходимость, осложненная перитонитом. Из анамнеза: больна в течение 3-х суток. После провенПроведена предоперационной подготовки в течение 3-х ч, затем произведено хирургическое вмешательство. Интраоперационно диагностирован общий серозно-фибринозный перитонит, острая спаечная кишечная непроходимость. Выполнено устранение непроходимости подвздошной кишки (адгезиолизис). В петлях кишечника выраженные воспалительные явления. Произведено санирование и дренирование брюшной полости. Назоинтестинальная интубация.

При анализе лабораторных данных установлена следующая динамика IPRO. Через двое суток после операции IPRO составил 2,9, что соответствует низкой степени вероятности развития осложнений, через трое и четверо суток – 3,8 и 4,7 соответственно, что свидетельствовало о высокой вероятности развития осложнений. Отметим, что у больной имелись патологические аллели гена митохондреальной супероксиддисмутазы (Ala16Val гена SOD2). Ранний послеоперационный период в первые сутки протекал обычно. Однако через трое суток повысилась температура тела до фибрильных цифр. На 4-е сутки диагностированы клинические и по данным УЗИ признаки гнойно-воспалительного процесса в тканях послеоперационной раны. Выполнено вскрытие и дренирование гнойника. Осложнений больше не было. Через двое суток операции IPRO составил 3,3 (низкая степень вероятности развития осложнений), через трое и четверо суток после повторной операции IPRO составил соответственно 3,1 (низкая вероятность развития осложнений) и 1,9 (отсутствие вероятности развития осложнений). Больная выписана из стационара 02.08.2018 г. с выздоровлением.

В табл. 3 приведены данные исследованных показателей: индекса токсичности плазмы, количества триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂, наличие полиморфизма Ala16Val (одно исследование) и индекса IPRO в динамике лечения пациента.

Пример 3. Больной Р., 87 лет, госпитализирован в отделение хирургии РКБ № 3 11.11.2018 г. с диагнозом: перитонит неясной этиологии. Давность болезни 3-е суток. После проведения предоперационной подготовки в течение 4 ч пациент оперирован. Интраоперационно диагностирован рак сигмовидной кишки, осложненный перфорацией и каловым перитонитом. Операция типа Гартмана (резекция сигмовидной кишки с опухолью, наложение противоестественного заднего прохода), назоинтестинальное зондирование, санирование и дренирование брюшной полости. В раннем послеоперационном периоде состояние больного прогрессивно ухудшалось. IPRO составил через 2-е суток 3,8 (высокая степень развития осложнений), через 3-е суток – 4,1 (высокая степень развития осложнений), через 4-о суток – 4,2 (высокая степень развития осложнений), через 5 суток – 4,8 (высокая степень развития осложнений). Несмотря на проводимы комплекс лечебных мероприятий, в том числе экстракорпоральных методов детоксикации, 16.11.2018 г. наступила смерть больного. На аутопсии выявлены признаки вялотекущего перитонита. Отметим, что у больного имелись патологические аллели гена митохондреальной супероксиддисмутазы (Ala16Val гена SOD2).

В табл. 4 приведены данные исследованных показателей: индекса токсичности плазмы, количества триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂, наличие полиморфизма Ala16Val (одно исследование) и индекса IPRO в динамике лечения пациента.

По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет у больных острыми заболеваниями живота в раннем послеоперационном периоде устанавливать вероятность развития осложнений. Основой этому является то, что рутинным показателям (содержание токсинов в крови) устанавливаются не только признаки возможного развития гнойно-воспалительного процесса, но и по ряду показателей, таких как уровень триеновых коньюгатов, активность фосфолипазы А₂ определяется выраженность мембранодеструктивных процессов, сопутствующих гнойному воспалению. Во внимание принимаются и признаки предрасположенности к избыточному мембранодеструктивному процессу – полиморфизм гена митохондриальной супероксиддисмутазы.

Безусловную базу для объективизации и адекватности оценки по прогнозированию развития осложнений у больных различными острыми заболеваниями живота в раннем послеоперационном периоде придает и то, что оценка производится ни в один какой-то момент (этап послеоперационного периода), а в динамике. Указанное в значительной степени повышает вероятность безошибочного прогноза. Этот вывод подтверждается еще и тем, что развитие осложнений может быть не только в самые ранние сроки после операции, но и позже.

Кроме того, в предложенном способе анализируется и генотип пациента. Указанное позволяет персонифицировать диагностический алгоритм, чему в настоящее время в медицине уделяется значение.

Таблица 1

Показатель Вероятность развития осложнений в раннем послеоперационном периоде Отсутствие
вероятности Низкая
степень Высокая степень Индекс прогнозирования развития осложнений 2,0 и ниже 2,1 – 3,4 3,5 и выше

Таблица 2

Показатель 2 сутки 3 сутки 4 сутки Индекс прогнозирования развития осложнений (вероятность развития) 2,2
(низкая) 1,6
(отсутствие) 0,8
(отсутствие)

Таблица 3

Показатель 2 суток 3 суток 4 суток 6 суток
(2 суток после второй операции) 7 суток
(3 суток после второй операции) 8 суток
(4 суток после второй операции) Индекс прогнозирования развития осложнений (вероятность развития) 2,9
(низкая) 3,8
(высокая) 4,7
(высокая) 3,3
(низкая) 2,1
(низкая) 1,6
(отсутствие)

Таблица 4

Показатель 2 сутки 3 сутки 4 сутки 5 сутки Индекс прогнозирования развития осложнений (вероятность развития) 3,8
(высокая) 4,1
(высокая) 4,7
(высокая) 5,5
(высокая)

Изобретение относится к области медицины, в частности к абдоминальной хирургии и реаниматологии, и предназначено для персонифицированного прогнозирования развития осложнений у больных острыми заболеваниями живота. У больных в раннем послеоперационном периоде на 2-4 сутки в динамике определяют индекс токсичности плазмы крови, количество триеновых конъюгатов и активность фосфолипазы А₂. Один раз определяют наличие полиморфизма гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2 (SOD2). Рассчитывают индекс прогнозирования развития осложнений по формуле при этом значение IPRO менее 2,0 свидетельствует об отсутствии вероятности развития осложнений. Значение IPRO от 2,1 до 3,4 констатирует низкую степень вероятности развития осложнений. Значение IPRO от 3,5 и более констатирует высокую степень вероятности развития осложнений. Изобретение обеспечивает повышение точности прогнозирования течения раннего послеоперационного периода у больных острыми заболеваниями живота. 4 табл., 3 пр.

Способ персонифицированного прогнозирования развития осложнений у больных острыми заболеваниями живота, заключающийся в исследовании венозной крови с оценкой в ней уровня токсических продуктов, отличающийся тем, что у больных в раннем послеоперационном периоде на 2-4 сутки в динамике определяют индекс токсичности плазмы крови, количество триеновых конъюгатов и активность фосфолипазы А₂, один раз определяют наличие полиморфизма гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2 (SOD2), на основе полученных данных рассчитывают индекс прогнозирования развития осложнений по следующей формуле:

где IPRO – индекс прогнозирования развития осложнений,

IT₂ – индекс токсичности плазмы крови в текущий момент,

IT₁ – индекс токсичности плазмы крови на сутки ранее,

ТК₂ – уровень триеновых конъюгатов в текущий момент,

ТК₁ – уровень триеновых конъюгатов на сутки ранее,

FA2₂ – активность фосфолипазы А₂ в текущий момент,

FA2₁ – активность фосфолипазы А₂ на сутки ранее,

SOD2 – наличие/отсутствие (1/0) полиморфизма Ala16Val гена митохондриальной супероксиддисмутазы 2,

при этом индекс токсичности плазмы крови рассчитывают по формуле: где

ОКА – общая концентрация альбумина,

ЭКА – эффективная концентрация альбумина,

при этом значение индекса прогнозирования развития осложнений менее 2,0 свидетельствует об отсутствии вероятности развития осложнений, значение индекса от 2,1 до 3,4 констатирует низкую степень вероятности развития осложнений, значение индекса от 3,5 и более констатирует высокую степень вероятности развития осложнений.