Способ прогнозирования риска клинически значимого снижения контроля бронхиальной астмы в сезон с низкой температурой воздуха Российский патент 2023 года по МПК G01N33/58 C12Q1/6806 C12Q1/6827 C12Q1/686 C12Q1/6876 C12Q1/6883 A61B5/91 G16H50/30 

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для прогнозирования риска клинически значимого снижения контроля бронхиальной астмы (БА), вызванного сезонным снижением температуры воздуха до среднесуточного значения -20°C и ниже.

Наряду с влажностью, температура воздуха является одним из важнейших физических факторов окружающей среды, оказывающих влияние на клиническое течение БА. Ранее проведенные исследования убедительно продемонстрировали негативное влияние снижения температуры воздуха на течение БА. В частности, установлено, что похолодание сопровождается достоверным увеличением частоты обращаемости за медицинской помощью по поводу обострений БА и утратой контроля над заболеванием [1]. Негативное сезонное влияние климатических факторов на течение БА у части пациентов диктует необходимость заблаговременного пересмотра и коррекции базисной терапии для предотвращения снижения клинико-функциональных показателей. С целью заблаговременного выявления пациентов, имеющих высокий риск снижения контроля БА с наступлением холодного сезона года, и оптимизации проводимой фармакотерапии, был разработан предлагаемый способ, учитывающий, как клинико-функциональные, так и индивидуальные молекулярно-генетические особенности пациента.

В качестве ближайшего аналога выбран способ прогнозирования контроля течения БА [2]. При этом определяют объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) в % от должной величины, вычисляют изменение ОФВ1 в % от исходной величины в ответ на бронхопровокационную пробу с 3-минутной изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом (ИГХВ), с помощью компьютерной томографии легких проводят инспираторно-экспираторный тест и определяют коэффициент вариации между денситометрическими показателями шести зон легких в инспираторную фазу дыхания, а также рассчитывают суммарную разницу между денситометрическими показателями в средних зонах обоих легких на вдохе и выдохе к денситометрическому показателю на вдохе и выражают в процентах. Решают дискриминантное уравнение и осуществляют прогнозирование посредством сравнения расчетной величины дискриминантной функции (D) с граничным значением. При величине D ≥ 139,2 прогнозируют контролируемое течение БА на протяжении 12-14 месяцев, а при D < 139,2 прогнозируют отсутствие контроля над течением бронхиальной астмы.

Недостатки приведенного способа:

1. Способ не ориентирован на прогнозирование контроля БА в сезон года с низкой температурой воздуха.

2. Способ не принимает во внимание данные о полиморфизме гена холодовых рецепторов.

3. Способ не учитывает исходный уровень контроля БА.

4. Применение способа ограничено наличием противопоказаний к проведению пробы с ИГХВ. Например, базовое значение ОФВ1 у обследуемых пациентов должно составлять не менее 75% от должного. Кроме того, проведение бронхопровокационной пробы в ряде случаев ассоциировано с развитием тяжелого бронхоспазма, что предполагает необходимость наличия препаратов и присутствия среднего медицинского персонала для оказания неотложной помощи.

5. Способ подразумевает необходимость выполнения компьютерной томографии легких с целью определения денситометрических показателей, что будет неизбежно сопровождаться дополнительной лучевой нагрузкой на пациента.

Целью предлагаемого изобретения являлось создание способа, позволяющего прогнозировать клинически значимое снижение контроля БА с наступлением сезона года с низкой температурой воздуха и учитывающего факторы генетической предрасположенности, ассоциированные с индивидуальными особенностями холодовой рецепции.

Цель достигается за счет того, что для прогнозирования отрицательной динамики контроля БА проводят генотипирование полиморфизма TRPM8 rs7577262, измеряют значение ОФВ1 методом спирометрии, а также учитывают пол пациента и исходный уровень контроля БА в теплый сезон года согласно вопроснику «Asthma Control Test» ACT [3].

Способ осуществляют следующим образом:

1. Выполняют оценку контроля БА в баллах с помощью вопросника АСТ, состоящего из пяти вопросов, с оценкой каждого вопроса по пятибалльной шкале и суммированием результатов ответов.

2. Оценивают ОФВ1 по данным кривой "поток-объем" форсированного выдоха, полученной при выполнении стандартного спирометрического исследования.

3. Учитывают биологический пол пациента.

4. Производят генотипирование полиморфизма TRPM8 rs7577262. Выделяют геномную ДНК и с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) осуществляют амплификацию целевого участка гена TRPM8, содержащего полиморфный сайт. Смесь для ПЦР должна включать: ДНК – 50 нг, буфер для ПЦР 1х, MgCl₂ – 2,5 мМ, дезоксинуклеозидтрифосфаты – 0,25 мМ, прямой праймер – 0,02 мкМ, обратный праймер – 0,5 мкМ, флуоресцентный зонд – 0,5 мкМ, Hot-Start Taq-полимераза – 1 ЕД, вода – до 25 мкл. Последовательность олигонуклеотидов, используемых в реакции: праймер прямой 5`-CCTCAAAAGCCCAGTTCCCCTAACCTCA-3`, обратный 5`-GTAAAGAATCAGTAAATGTGAACCACT-3`, зонд 5`-FAM-CTCCGAATGCAGTTTCCTCTCGGAG-BHQ1-3`. Амплификацию проводят в следующем температурном режиме: первоначальная денатурация при 95°С/1,5 мин.; первые 25 циклов – денатурация при 95°С/1 сек., отжиг/элонгация при 65°С/15 сек.; последующие 45 циклов – денатурация при 95°С/1 сек., отжиг/элонгация при 62°С/15 сек.; финальная элонгация при 72°С/5 мин. Непосредственно после амплификации проводят анализ плавления олигонуклеотидного зонда, для этого выполняют предварительную денатурацию при 95°С/3 мин., гибридизацию при 30°С/3 мин., а затем увеличивают температуру от 30°С до 70°С с шагом 0,5°С/5 сек. Используя программное обеспечение амплификатора, на каждом шаге регистрируют уровень флуоресцентного сигнала на канале FAM. Получаемые при этом кривые плавления, отражающие зависимость производной уровня флуоресценции от температуры, позволяют идентифицировать конкретные генотипы. Одиночные пики плавления на 47°С и 39°С соответствуют генотипам GG и AA, а одновременное присутствие двух пиков – гетерозиготному генотипу GA.

5. Используя полученные данные, вычисляют F по формуле:

где ОФВ1 – объем форсированного выдоха за 1 секунду, измеренный спирометрически в теплый сезон года, в % от должного,

ACT – показатель контроля БА в теплый сезон, принимающий зна-чение 1 в случае, если значение контроля в баллах, полученное с помощью вопросника ACT, меньше 20 (неконтролируемое течение БА), или 0 – если значение ACT составляет 20 и более баллов (частично- и полностью контролируемое течение БА),

Пол – переменная, принимающая значение 1, если пол пациента мужской, или 0 – если женский,

rs7577262 – переменная, принимающая значение 1 в случае носительства пациентом генотипов AA или GA по полиморфизму rs7577262 гена TRPM8, или значение 0 при носительстве генотипа GG по данному полиморфизму.

6. Определяют вероятность сезонного снижения контроля (P) по формуле:

P = 1 / (1 + e^-F),

где e – математическая константа, основание натурального логарифма, равное 2,718;

F – результат решения уравнения логистической регрессии (1).

Полученную вероятность P сравнивают с граничным значением 0,58. В случае P > 0,58, прогнозируют снижение контроля БА на 5 и более баллов от исходного, согласно вопроснику ACT, с наступлением сезона года с низкой температурой воздуха. При P ≤ 0,58 больного относят в группу низкого риска по снижению уровня контроля заболевания в сезон низкой температурой воздуха.

Апробация способа проведена на 82 пациентах с персистирующей БА, обследованных в динамике в теплый (летний) и холодный (зимний) сезоны. Полиморфизм TRPM8 rs7577262 оказывал значимое влияние на динамику контроля заболевания. Среди носителей генотипов AA и GA с наступлением холодного сезона контроль БА достоверно снижался с 19,0 (15,0-21,0) до 12,0 (8,0-13,0) баллов (p=0,03), тогда как у больных с генотипом GG значимых изменений контроля не происходило. Кроме того, носители A аллеля составляли 35,7% больных БА со снижением ACT на 5 и более баллов с наступлением холодного сезона, в то время как среди пациентов, у которых ухудшение контроля было менее выражено, их было 10,2% (p=0,03). Ассоциация динамики контроля с полиморфизмом оставалась значимой после коррекции на пол и возраст (ОШ 9,7 95%ДИ (1,48-62,9), p=0,02). Использование разработанного уравнения, включающего в качестве предикторов переменных генотипа по полиморфизму TRPM8 rs7577262, значения ОФВ1, контроля БА согласно вопроснику ACT и пола, показало следующие прогностические характеристики: чувствительность – 85%, специфичность – 77%, точность – 79%.

Примеры использования заявляемого способа:

1. Пациентка О., 48 лет. Диагноз: Бронхиальная астма, смешанная форма, легкое персистирующее, частично контролируемое течение. ДН 0 ст. Обратилась в клинику в июне 2021 года. Результаты обследования: определен генотип GG по полиморфизму TRPM8 rs7577262; по данным спирометрии ОФВ1 103%; АСТ – 22 балла.

F = -8,79178 + 0,08537 × ОФВ1 - 1,49217 × ACT + 1,93829 × Пол + 1,91540 × rs7577262 = -8,79178 + 0,08537 × 103 - 1,49217 × 0 + 1,93829 × 0 + 1,91540 × 0 = 0,00133

P = 1 / (1 + e^-F) = 1 / (1 + 2,718^-0,00133) = 0,5

Полученное значение вероятности P не превышает 0,58, следовательно, риск снижения контроля БА на 5 и более баллов от исходного по вопроснику ACT, в холодный сезон года может расцениваться как низкий. Во время контрольного визита в клинику в декабре 2021 года результат АСТ составил 20 баллов, что соответствует частично-контролируемому течению БА. Таким образом, существенного ухудшения контроля над заболеванием не зафиксировано.

2. Пациент Н., 52 года. Диагноз: Бронхиальная астма, смешанная форма, средней степени тяжести, неконтролируемое течение. ДН 0 ст. Обратился в клинику в июле 2021 года. Результаты обследования: определен генотип GA по полиморфизму TRPM8 rs7577262; по данным спирометрии ОФВ1 81%; АСТ – 19 баллов.

F = -8,79178 + 0,08537 × ОФВ1 - 1,49217 × ACT + 1,93829 × Пол + 1,91540 × rs7577262 = -8,79178 + 0,08537 × 81 - 1,49217 × 1 + 1,93829 × 1 + 1,91540 × 1 = 0,48471

P = 1 / (1 + e^-F) = 1 / (1 + 2,718 ^-0,48471) = 0,619

Полученное значение вероятности P превышает 0,58, следовательно, риск снижения контроля БА на 5 и более баллов от исходного согласно вопроснику ACT с наступлением холодного сезона года может расцениваться как высокий. При контрольном визите в клинику в декабре 2021 года АСТ составил 14 баллов, что соответствует неконтролируемому течению БА.

3. Пациентка С., 60 лет. Диагноз: Бронхиальная астма, смешанная форма, легкое персистирующее, частично контролируемое течение. ДН 0 ст. Обратилась в клинику в мае 2021 года. Результаты обследования: определен генотип AA по полиморфизму TRPM8 rs7577262; по данным спирометрии ОФВ1 100%; АСТ – 20 баллов.

F = -8,79178 + 0,08537 × ОФВ1 - 1,49217 × ACT + 1,93829 × Пол + 1,91540 × rs7577262 = -8,79178 + 0,08537 × 100 - 1,49217 × 0 + 1,93829 × 0 + 1,91540 × 1 = 1,66062

P = 1 / (1 + e^-F) = 1 / (1 + 2,718^-1,66062) = 0,84

Полученное значение вероятности P превышает 0,58, следовательно, риск снижения контроля БА согласно вопроснику ACT на 5 и более баллов от исходного с наступлением холодного сезона года можро расценивать как высокий. При контрольном визите в клинику в декабре 2021 года результат АСТ составил 13 баллов, что соответствует неконтролируемому течению БА.

Список используемой литературы:

1. Lam H.C. et al. The short-term association between asthma hospitalisations, ambient temperature, other meteorological factors and air pollutants in Hong Kong: a time-series study // Thorax. 2016. Vol. 71, №12. P.1097–1109.

2. RU 2476150 C1, Перельман Ю.М. и др. «Способ прогнозирования контроля течения бронхиальной астмы», 2013.02.27.

3. Schatz M. et al. Asthma Control Test: reliability, validity, and responsiveness in patients not previously followed by asthma specialists // J. Allergy Clin. Immunol. 2006. Vol. 117. P.549–556.

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для прогнозирования риска клинически значимого снижения контроля бронхиальной астмы (БА), вызванного сезонным снижением температуры воздуха до среднесуточного значения -20°C и ниже. В теплый сезон года генотипируют однонуклеотидный полиморфизм rs7577262 гена TRPM8. Измеряют объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1). Учитывают пол обследуемого и результат балльной оценки контроля БА согласно вопроснику Asthma Control Test (ACT). Вычисляют значение F по формуле (1): F = -8,79178 + 0,08537 × ОФВ1 - 1,49217 × ACT + 1,93829 × Пол + 1,91540 × rs7577262. Рассчитывают вероятность риска клинически значимого снижения контроля БА по формуле: P = 1 / (1 + е^-F), где F – значение, полученное вычислением по формуле (1). При P>0,58 прогнозируют снижение контроля БА на 5 и более баллов от исходного согласно вопроснику ACT в сезон со среднесуточной температурой воздуха -20°C и ниже. При P≤0,58 прогнозируют низкий риск снижения контроля БА на 5 и более баллов от исходного согласно вопроснику ACT. Способ обеспечивает возможность прогнозирования клинически значимого снижения контроля БА с наступлением сезона года с низкой температурой воздуха за счет использования оригинальной расчетной формулы, учитывающей данные генотипирования, значения ОФВ1, пол пациента и исходный уровень контроля БА в теплый сезон года согласно вопроснику ACT. 3 пр.

Способ прогнозирования риска клинически значимого снижения контроля бронхиальной астмы (БА), вызванного сезонным снижением температуры воздуха до среднесуточного значения -20°C и ниже, отличающийся тем, что в теплый сезон года генотипируют однонуклеотидный полиморфизм rs7577262 гена TRPM8, измеряют объем форсированного выдоха за 1 секунду, учитывают пол обследуемого, результат балльной оценки контроля БА согласно вопроснику Asthma Control Test (ACT) и вычисляют значение F по формуле (1):

F = -8,79178 + 0,08537 × ОФВ1 - 1,49217 × ACT + 1,93829 × Пол + 1,91540 × rs7577262,

где ОФВ1 – объем форсированного выдоха за 1 секунду, измеренный спирометрически в теплый сезон года, в % от должного;

ACT – показатель контроля БА в теплый сезон, принимающий значение 1 в случае, если значение контроля в баллах, полученное с помощью вопросника ACT, меньше 20, или 0 – если значение ACT составляет 20 и более баллов;

Пол – переменная, принимающая значение 1, если пол пациента мужской, или 0 – если женский;

rs7577262 – переменная, принимающая значение 1 в случае носительства пациентом генотипов AA или GA по полиморфизму rs7577262 гена TRPM8 или значение 0 при носительстве генотипа GG по данному полиморфизму; рассчитывают вероятность (P) риска клинически значимого снижения контроля БА по формуле:

P = 1 / (1 + е^-F),

где e – основание натурального логарифма, равное 2,718;

F – значение, полученное вычислением по формуле (1);

при P>0,58 прогнозируют снижение контроля БА на 5 и более баллов от исходного согласно вопроснику ACT в сезон со среднесуточной температурой воздуха -20°C и ниже, а при P≤0,58 прогнозируют низкий риск снижения контроля БА на 5 и более баллов от исходного согласно вопроснику ACT в сезон со среднесуточной температурой воздуха -20°C и ниже.