СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИСХОДОВ ЗАБОЛЕВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМОЙ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 2023 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии и неврологии, и может быть использовано для определения прогноза исходов заболевания у больных с сотрясением головного мозга, ушибом головного мозга легкой, средней и тяжелой степени тяжести.

Согласно данным литературы, к прогностическим факторам исхода черепно-мозговых травм (ЧМТ) относят возраст пациента и тяжесть травмы, оцениваемой по шкале ком Глазго, а также выраженности патологических изменений мозга по данным компьютерной томографии (Лихтерман Л.Б. Черепно-мозговая травма. Диагностика и лечение. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2014. 488 с.). Однако учет этих критериев не позволяет проводить индивидуальный прогноз в силу низкой специфичности прогностических факторов.

На данный момент существует способ прогнозирования исходов черепно-мозговой травмы средней и тяжелой степени тяжести (RU 2456620 С1, 07.04.2011), основанный на оценке СВ34+СВ45+ гемопоэтических предшественников в периферической крови в 1-3 сутки после травмы.

Еще один способ лабораторной диагностики осложнений (Шевченко Кирилл Владимирович. Механизмы дисфункции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и иммунной систем у мужчин при различных исходах острой тяжелой черепно-мозговой травмы; Пермь, 2010. - 253 с.) основан на оценке выраженности маркеров системного воспалительного ответа в периферической крови путем измерения уровня прокальцитонина и IL-6. Их высокие пороговые значения означают неблагоприятный исход течения заболевания. При этом есть способ оценки уровня только IL-6 в 1-е сутки и 8-е от момента получения травмы, после чего измеряется разница этих значений. При положительном значении уровня IL-6 ожидают благоприятный исход заболевания, при отрицательном - неблагоприятный.

К недостаткам данного метода следует отнести:

- оценка возможна только для пациентов с ушибом средней и тяжелой степени тяжести;

- длительный мониторинг;

- увеличение затрат на повторные исследования;

- возможен прогноз только в группе с травмой головы тяжелой степени тяжести.

Также известен метод прогнозирования течения травматической болезни головного мозга у пациентов с тяжелой ЧМТ (RU 2426992 С1, 27.05.2010), состоящий в том, чтобы после поступления пациента с тяжелой ЧМТ больному вводят внутривенно рекомбинантный эритропоэтин человека (Эпокрин) в дозе 10000 ME. После введения эритропоэтина и спустя 24 часа после его введения определяют содержание в сыворотке крови цитокинов: ИЛ-6, ИЛ-10, определяют в эритроцитах крови содержание малонового диальдегида (МДА) и уровень супероксиддисмутазы (СОД). Затем для каждого из рассматриваемых показателей определяют относительное изменение его значения после введения эритропоэтина путем вычисления отношения разницы значений каждого из рассматриваемых показателей до и после введения эритропоэтина к значению соответствующего показателя до введения эритропоэтина. При повышении содержания ИЛ-6 на 35% и выше, ИЛ-10 на 20% и ниже, МДА эритроцитов - более чем на 30%, уровня СОД на 45% и менее прогнозируют неблагоприятное течение травматической болезни.

К недостаткам данного метода следует отнести:

- метод трудоемкий;

- требуется мониторинг с повторными исследованиями, использование эритропоэтина повышает затраты данного метода;

- возможен прогноз только в группе с травмой головы тяжелой степени тяжести.

Наиболее близким по сущности к заявляемой группе изобретений является способ прогноза исхода ЧМТ у больных с тяжелой травмой головного мозга (сдавлением головного мозга), основанный на оценке в периферической крови субпопуляций Т-лимфоцитов на основании коэкспрессии CD3, CD4 и CD95 методом непрямой флуоресценции (Кравец Л.Я., Шолкина М.Н., Лебедев М.Ю. Трофимов А.О., Кукарин А.Б. Способ прогнозирования исхода травматического сдавления головного мозга, патент №2276364, 01.11.2004).

К недостаткам данного метода следует отнести:

- метод трудоемкий;

- результаты полностью зависят от специалиста, владеющего этим методом;

- прогнозирования течения заболевания только у пациентов с тяжелой травмой головы.

Остальные методы оценки основаны на клиническом исследовании с учетом оценки возраста больных, срока госпитализации, температуры тела, наличия рвоты, типа дыхания, артериального давления, состояние сознания, нистагма, реакцию зрачков на свет, парезы конечностей, судорожный синдром, ригидность затылочных мышц.

Согласно современным представлениям ЧМТ характеризуется полиэтиологическим и патогенетически разнородным клиническим синдромом (Cuda, СМ.; Rhodes, J., 2015). Нейровоспаление (в мозге) является одним из основных компонентов патофизиологии ЧМТ и вносит свой вклад как в формирование вторичных повреждений, так и в механизмы восстановления (Мамытова Э.М., 2013). Воспалительный ответ, возникающий на первичное структурное повреждение мозга, сопровождается высвобождением большого числа регуляторных пептидов. Многими авторами показана связь нарушений иммунной системы, проявляющаяся снижением общего иммунного статуса и развитием клеточно-гуморальной нейросенсибилизации с проградиентным исходом первичной ЧМТ. Исследованиями авторов показана связь между нейровоспалением и системными иммунными реакциями (в кровяном русле). В сыворотке крови пациентов с инсультом наблюдалось повышение уровня провоспалительных цитокинов, активацией и последующем перераспределением субпопуляций Т-хелперов, способствующих развитию и поддержанию воспаления в головном мозге. Таким образом, воздействие любого повреждающего фактора (в том числе - эндогенного) запускает активацию иммунного ответа как в мозге, так и на периферии.

Заявляемые способы разработаны на основании обследования больных с ЧМТ, проходивших лечение в нейрохирургическом Городской больницы №29 г. Санкт- Петербург и сопоставимых по возрасту и полу здоровых доноров. Авторами экспериментально доказано, что количество субпопуляций Т-хелперов 2 типа (Тh2) и Т-хелперов 17 типа (Тh17), наивные Т-хелперов (naive Th) мобилизующихся в периферическую кровь при сотрясение головного мозга, ушибе головного мозга легкой, средней и тяжелой степени тяжести, а также основной белок миелина (ОБМ) цереброспинальной жидкости, как маркер димиелинизации, обладает прогностическим значением, а оптимальными сроками прогнозирования являются первые сутки после травмы. При этом подсчет возможен по 2 формулам, в зависимости от иммунологических параметров, которые будут взяты. Способ позволяет прогнозировать благоприятный и неблагоприятный исход стационарного лечения у пациентов с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести.

Использование способа (его вариантов) позволяет с высокой точностью осуществлять прогноз исхода травмы головы независимо от степени тяжести и производить выбор или корректировку проводимой интенсивной терапии. Преимуществом данного метода является то, что его применение независимо от применения определенных тест-систем, тем самым расширяя возможности способа.

Согласно заявляемому изобретению, первый вариант способа прогнозирования исходов заболевания у пациентов с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести включает оценку в периферической крови субпопуляций Т-лимфоцитов. В качестве Т-лимфоцитов используют Т-хелперы 2 типа (Th2), оценивают концентрации основного белка миелина (ОБМ) в цереброспинальной жидкости после проведения люмбальной пункции в течение 1 суток с момента травмы у пациентов с легкой, средней и тяжелой черепно-мозговой травмой, а прогноз исхода заболевания делают на основании значения показателя Р, который рассчитывают по «Формуле №1»:

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818-математическая константа (основание натурального логарифма), 3,734 - регрессионная константа, 0.126 - коэффициент при показателе основного белка миелина (ОБМ), 0.247 - коэффициент при показателе Т-хелперов 2 типа. Результат измерения основного белка миелина выражают в единицах [нг/мл]. Результат измерения уровня Т-хелперов 2 типа выражают в единицах [кл/мкл]. При этом если р больше или равно 0.50, прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.

Согласно второму варианту, способ прогнозирования исходов заболевания у пациентов с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести также включает оценку в периферической крови субпопуляций Т-лимфоцитов. В качестве Т-лимфоцитов используют Т-хелперы 17 типа (ТЫ 7), «наивные» Т-хелперы (Naive Th), в течение 1 суток с момента травмы у пациентов с легкой, средней и тяжелой черепно-мозговой травмой, а прогноз исхода заболевания делают на основании значения показателя Р, который рассчитывают по «Формуле №2»:

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818 - математическая константа (основание натурального логарифма), 3,522 - регрессионная константа, 0.1114- коэффициент при показателе Т-хелперов 17 типа, 0.007 -коэффициент при показателе наивных Т-хелперов. Результат измерения уровня Т-хелперов 17 типа и наивных Т-хелперов выражают в единицах [кл/мкл]. При этом если р больше или равно 0.50, прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.

В исследованиях авторов были использованы клинико-неврологическое обследование, нейровизуализационный (компьютерная томография), иммунологический и статистический методы исследования. После установлении у больного диагноза ЧМТ (в т.ч. сотрясение головного мозга, ушиб головного мозга легкой, средней и тяжелой степени тяжести) проводят иммунологическое исследование в периферической крови с оценкой субпопуляций Т-хелперов ((Т-хелперов 2 типа (Th2) и Т-хелперов 17 типа (Th17), наивных Т-хелперов (naive Th)) и ОБМ в цереброспинальной жидкости в течение 1 суток с момента травмы. Подготовку образцов периферической крови и настройку проточного цитофлуориметра проводили в соответствии с рекомендациями, изложенными Байдун и соавторами (Стандартизованная технология «исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» (проект) // Медицинская иммунология. - 2012. - Т. 14, №3.- С. 255-268). Для выявления Th использовали антитела против CD3 (клон UCHT1) и CD4 (клон 13 В8.2), для разделения CD3+CD4+ лимфоцитов на отдельные субпопуляции использовали антитела против CD45RA (клон 2H4LDH11LDB9 (2Н4)) и CD62L (клон DREG56) с использованием описанной ранее «тактики гейтирования» основных субпопуляций (6). Субпопуляция «наивных» (N) Th обладала фенотипом CD45RA+CD62L+. На всех указанных выше субпопуляциях Th, находившихся на разных стадиях дифференцировки, при помощи моноклональных антител анализировали уровень экспрессии следующих хемокиновых рецепторов: CCR4 (CD 194, клон L291H4), CCR6 (CD196, клон G034E3), CXCR3 (CD183, клон G025H7) и CXCR5 (CD185, клон J252D4). Окраску антителами производили в соответствии с рекомендациями производителей. Определение уровня ОБМ в цереброспинальной жидкости проводили методом ИФА и оценивали в нг/мл. Тяжесть состояния пациентов при поступлении оценивалась по шкале ком Глазго, а по окончанию госпитализации тяжесть состояния по расширенной шкале Глазго.

Способ осуществляют следующим образом.

При поступлении в клинику в первые сутки посттравматического периода проводят клинико-неврологического обследование пациентов и оценку содержания субпопопуляционного состава лимфоцитов путем забора крови из вены для иммунологического обследования и оценку концентрации ОБМ в цереброспинальной жидкости после проведения люмбальной пункции. Затем в периферической крови определяют иммунологические параметры: результат содержания Т-хелперов 2 типа, Т-хелперов 17 типа, наивные Т-хелперы [кл/мкл], а в цереброспинальной жидкости: результат измерения уровня ОБМ [нг/мл].

Количественные значения иммунологических показателей используют в экспериментально полученных формулах для вычисления вероятности благоприятного течения раннего посттравматического периода:

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818 - математическая константа (основание натурального логарифма), 0.126 - коэффициент при показателе основного белка миелина (ОБМ), 0.247 - коэффициент при показателе Т-хелперов 2 типа. Результат измерения основного белка миелина выражают в единицах [нг/мл]. Результат измерения уровня Т-хелперов 2 типа выражают в единицах [кл/мкл]. При этом если р>0.50 - прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818-математическая константа (основание натурального логарифма), 3,522 - регрессионная константа, 0.1114 - коэффициент при при показателе Т-хелперов 17 типа, 0.007 - коэффициент при показателе наивных Т-хелперов. Результат измерения уровня Т-хелперов 17 типа и наивных Т-хелперов выражают в единицах [кл/мкл]. При этом если р>0.50 - прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.

Для определения переменных, в наибольшей степени предопределяющих развитие неблагоприятного исхода, проведен многофакторный логистический регрессионный анализ. Отбор предикторов осуществлялся по принципу пошагового исключения на основании статистики Вальда. Получено две двухфакторные логистические регрессионные модели («формула №1 и №2»), сопоставимые по качеству и информативности.

«Формула №1» используется для прогнозирования возможности развития неблагоприятного исхода заболевания в остром периоде черепно-мозговой травмы. Формула прогноза является статистически значимой (Хи-квадрат Вальда р=0,003), имеет удовлетворительную информативность (Нэйджелкерка R²=56%) и точность прогноза на уровне 88,2%. Определено пороговое значение показателя прогностической модели неблагоприятного исхода черепно-мозговой травмы, равное 0,5. При данном значении чувствительность метода - 78,2%, специфичность-87,8%. Для оценки прогностической значимости показателя модели неблагоприятного черепно-мозговой травмы (Р) был использован анализ ROC-кривых с вычислением площади под ROC-кривой (AUC). AUC составила 0.836, соответствуя очень хорошему качеству прогноза.

При наличии противопоказаний для проведения люмбальной пункции используется «Формуле №2» для прогнозирования возможности развития неблагоприятного исхода заболевания в остром периоде. Формула прогноза является статистически значимой (Хи-квадрат Вальда р=0,003), имеет удовлетворительную информативность (Нэйджелкерка R²=52%) и точность прогноза на уровне 83,6%. Определено пороговое значение показателя прогностической модели неблагоприятного исхода черепно-мозговой травмы, равное 0,5. При данном значении чувствительность метода - 73,5%, специфичность- 87,5%. Для оценки прогностической значимости показателя модели неблагоприятного черепно-мозговой травмы (Р) был использован анализ ROC-кривых с вычислением площади под ROC-кривой (AUC). AUC составила 0.882, соответствуя очень хорошему качеству прогноза.

Выбор формулы зависит от возможностей проведения люмбальной пункции и последующей лабораторной оценки ОБМ в цереброспинальной жидкости. В случае наличия противопоказаний к проведению люмбальной пункции проводим расчет по «Формуле №1», т.е. расчет только по показателям Т-хелперов периферической крови. В случае возможности проведения люмбальной пункции производим расчет прогноза исхода по «Формуле №2», имеющей более высокую чувствительность и специфичность.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая его по существу. В качестве иллюстрации приведены два клинических примера пациентов с ЧМТ разных нозологических групп.

Клинический пример №1

Пациент В. Диагноз: ЗЧМТ. Ушиб головного мозга. Субарахноидальное кровоизлияние. Перелом костей основания черепа.

Степень тяжести соответствовала средней степени тяжести, по ШКГ 11 баллов (глубокое оглушение).

При поступлении в клинику в первые сутки произведен забор крови и люмбальная пункция для иммунологического обследования и расчета по «Формуле№1», так как отсутствуют противопоказания к проведению люмбальной пункции:

- уровень ОБМ - 20 нг/мл

- уровень Т-хелперов 2 типа - 10,08 кл/мкл.

Вероятность благоприятной/неблагоприятной динамики течения посттравматического периода, рассчитанная в соответствии с приведенной формулой, составила: Р равно 0,78. Вычисленное значение вероятности больше 0,50; т.е. для данной пациентки прогнозируется неблагоприятный исход раннего посттравматического периода.

Данные клинического обследования по окончанию госпитализации: по расширенной шкале Глазго составил 4 балла, что соответствует грубому неврологическому дефекту, требующего посторонней помощи и ухода.

Клинические данные находятся в хорошем соответствии с прогнозом, вычисленным по приведенной формуле.

Клинический пример №2

Пациент В. Диагноз: ЗЧМТ. Ушиб головного мозга. Острая субдуральная пластинчатая гематома.

Степень тяжести соответствовала средней степени тяжести, по ШКГ 12 баллов (глубокое оглушение).

При поступлении в клинику в первые сутки произведен забор крови для иммунологического обследования и расчета по «Формуле №2», так как имеются противопоказания к проведению люмбальной пункции:

- уровень Т-хелперов 17 типа - 40,42 кл/мкл

- уровень наивных Т-хелперов - 88,3 кл/мкл.

Вероятность благоприятной/неблагоприятной динамики течения посттравматического периода, рассчитанная в соответствии с приведенной формулой, составила: Р равно 0,613. Вычисленное значение вероятности больше 0,50; т.е. для данной пациентки прогнозируется неблагоприятное исход раннего посттравматического периода.

Данные клинического обследования по окончанию госпитализации: по расширенной шкале Глазго составил 3 балла, что нейромышечной несостоятельности (пациент в сознании, однако сохраняется тяжелая неврологическая симптоматика).

Результаты обследования других пациентов сведены в таблицу.

Ниже приведена таблица соответствия прогноза течения заболевания, вычисленного по формуле прогноза (Р) (по данным иммунологического обследования в 1-е сутки заболевания) и исходам заболевания по окончанию госпитализации по расширенной шкале Глазго.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к нейрохирургии и неврологии, и может быть использована для определения прогноза исходов заболевания у больных с сотрясением головного мозга, ушибом головного мозга легкой, средней и тяжелой степени тяжести. Оценивают в периферической крови концентрацию субпопуляций Т-хелперов 2 типа (Th2) и концентрацию основного белка миелина (ОБМ) в цереброспинальной жидкости после проведения люмбальной пункции или концентрацию в периферической крови субпопуляций Т-хелперов 17 типа (Th17) и «наивных» Т-хелперов (Naive Th) в течение 1 суток с момента травмы у пациентов с легкой, средней и тяжелой черепно-мозговой травмой с последующим прогнозом исхода заболевания, который рассчитывают по формуле. Группа изобретений обеспечивает осуществление с более высокой точностью прогноза исхода травмы головы независимо от степени тяжести и возможность выбора или корректировки проводимой интенсивной терапии за счёт определения нейровоспаления в головном мозге, снижения общего иммунного статуса и развития клеточно-гуморальной нейросенсибилизации за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

1. Способ прогнозирования исходов заболевания у пациентов с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести, включающий оценку в периферической крови субпопуляций Т-лимфоцитов, отличающийся тем, что в качестве Т-лимфоцитов используют Т-хелперы 2 типа (Th2), оценивают концентрации основного белка миелина (ОБМ) в цереброспинальной жидкости после проведения люмбальной пункции в течение 1 суток с момента травмы у пациентов с легкой, средней и тяжелой черепно-мозговой травмой, а прогноз исхода заболевания делают на основании значения показателя Р, который рассчитывают по формуле:

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818-математическая константа (основание натурального логарифма), 3,734 - регрессионная константа, 0.126 - коэффициент при показателе основного белка миелина (ОБМ), 0.247 - коэффициент при показателе Т-хелперов 2 типа, результат измерения основного белка миелина выражают в единицах [нг/мл], результат измерения уровня Т-хелперов 2 типа выражают в единицах [кл/мкл], при этом, если значение р больше или равно 0.50, прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.

2. Способ прогнозирования исходов заболевания у пациентов с черепно-мозговой травмой различной степени тяжести, включающий оценку в периферической крови субпопуляций Т-лимфоцитов, отличающийся тем, что в качестве Т-лимфоцитов используют Т-хелперы 17 типа (Th17), «наивные» Т-хелперы (Naive Th), в течение 1 суток с момента травмы у пациентов с легкой, средней и тяжелой черепно-мозговой травмой, а прогноз исхода заболевания делают на основании значения показателя Р, который рассчитывают по формуле:

где Р - показатель прогностической модели неблагоприятного исхода; е=2.7182818 - математическая константа (основание натурального логарифма), 3,522 - регрессионная константа, 0.1114 - коэффициент при показателе Т-хелперов 17 типа, 0.007 - коэффициент при показателе наивных Т-хелперов, результат измерения уровня Т-хелперов 17 типа и наивных Т-хелперов выражают в единицах [кл/мкл], при этом, если р больше или равно 0.50, прогнозируют неблагоприятный исход черепно-мозговой травмы.