СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА У БОЛЬНЫХ РАКОМ ЯИЧНИКОВ Российский патент 2023 года по МПК G01N33/90 

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике, онкологии и может быть использовано для дифференциальной диагностики дефицита железа (функционального типа или абсолютного) у больных раком яичников.

Среди онкологических заболеваний органов женской репродуктивной системы распространённый рак яичников (РЯ) является первой по значимости причиной смертности, удельный вес составляет 5,5% (Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. Злокачественные новообразования в России в 2019 году (заболеваемость и смертность). М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. 2020. 252 с.). РЯ в 75% случаев диагностируется на III-IV стадиях, поэтому прогноз крайне неблагоприятен, и в странах Европейского Союза пятилетняя выживаемость составляет 30% (Рак яичников. http://www.oncology.ru/specialist/epidemiology/malignant/C56/.). Хотя эпидемиологические исследования выявили ассоциации между нарушением метаболизма железа и раком яичников (Zhang, C.; Liu, N. Ferroptosis, necroptosis, and pyroptosis in the occurrence and development of ovarian cancer. Front. Immunol. 2022, 13, 920059. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.920059/), дефицит железа без анемии всё ещё недооценивается при лечении и диагностики рака.

Однако, ранняя диагностика и последующее лечение дефицита железа важны, поскольку пониженный уровень железа ассоциируется с негативным клиническим исходом, например, повышенным риском заболеваемости, смертности. На момент постановки диагноза злокачественного заболевания часто наблюдается функциональный дефицит железа, при котором его общее количество может быть в норме или даже повышено вследствие нарушений транспорта и рециркуляции, которые ведут к накоплению ионов железа в депонирующем белке ферритине. Патогенез включает факторы, связанные с хронической активацией иммунного ответа при злокачественных процессах посредством супрессии цитокинами (TNF, IL-1, IL-6) эритропоэза с дальнейшим развитием анемии злокачественных новообразований (АЗН - анемия злокачественных новообразований; CRA, cancer related anemia). Ответ острой фазы воспаления усиливается по мере прогрессирования заболевания и сопровождается изменением продукции острофазных белков, к числу которых относятся белки метаболизма железа: ферритин и трансферрин. Необходимо четко разграничивать истинный (абсолютный, АДЖ) дефицит железа, связанный с истощением тканевых запасов железа, и функциональный дефицит железа (ФДЖ). На фоне АДЖ развивается железодефицитная анемия, в условиях ФДЖ - анемия злокачественных новообразований (АЗН). Общая частота АЗН при солидных опухолях сильно повышается в случае прогрессирования злокачественного процесса (рак III, IV стадий). В итальянском проспективном исследовании среди 178 женщин с диагнозом рак яичников анемия выявлена в 68% случаев. АЗН приводит к осложнениям проводимой комбинированной химиотерапии РЯ цитостатиками, часто сами цитостатики или их комбинация с радиотерапией индуцируют АЗН. Своевременное выявление ФДЖ у онкологических больных и профилактика АЗН имеет принципиальное значение для выбора рациональной терапии. В случае ФДЖ и АЗН рекомендовано назначение эритропоэзстимулирующих агентов одновременно с препаратами железа и противовоспалительными средствами, антагонистами гепсидина.

В клинических рекомендациях по диагностике и лечению рака яичников среди прочих предлагается выполнять развернутый общий (клинический) и биохимический общетерапевтический анализы крови всем пациенткам с диагнозом РЯ. Морфологические характеристики дефицита железа, такие как снижение уровня гематокрита, среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах (МСН и МСНС, соответственно), среднего объема эритроцитов (MCV), гипохромия эритроцитов и анизоцитоз со склонностью к микроцитозу предоставляют общую информацию о содержании железа в организме и не учитывают параметры, позволяющие отличить АДЖ от ФДЖ. В основе последнего лежит перераспределительный дефицит железа, связанный с наличием в организме опухоли.

В настоящее время существуют различные диагностические параметры для определения дефицита железа. Часто в зависимости от проведённых анализов пороговые значения одних и тех же параметров не совпадают. Единого надёжного и доступного биохимического маркёра функционального дефицита железа у первичных пациентов с диагнозом рак яичников нет (Kelly, A.U.; McSorley, S.T.; Patel, P.; Talwar, D. Interpreting iron studies. BMJ 2017, 357, j2513. https://doi.org/10.1136/bmj.j2513.).

Поиск маркёров, позволяющих дифференцировать ФДЖ и АДЖ среди белков острой фазы, актуальная задача.

Трансферрин - традиционный биохимический показатель для диагностики гомеостаза железа в крови, будучи основным белком плазмы, транспортирующим железо, он, как и ферритин – белок острой фазы воспаления, но в отличие от последнего, является негативным реактантом. Его уровень снижен при воспалениях, злокачественных процессах, в частности при раке яичников, а также в случае перегрузки железом и повышен при абсолютном дефиците железа. Уровень трансферрина важно оценивать, т.к. он отражает активный метаболизм железа, транспортирующегося из источников поступления (разрушенные эритроциты, кишечник), в то время как железо в ферритине метаболически неактивно и не только недоступно для немедленного использования, но и вообще может быть труднодоступным в случае функционального дефицита железа. Показатель трансферрина полезен для корректировки данных по ферритину при определении вида дефицита железа у больных раком яичников. Так, при функциональном дефиците железа пониженные значения трансферрина (отрицательный реактант острой фазы) наблюдаются как наряду с повышенным ферритином, так и часто с нормальным уровнем ферритина. Стоимость определения трансферрина по сравнению с ферритином ниже.

Целью изобретения является возможность дифференциальной диагностики дефицита железа у больных раком яичников женщин при НТЖ менее или равном 20% в сочетании с концентрацией ферритина в разных диапазонах: низких (<70 мкг/л), нормальных (от 70 мкг/л до 250 мкг/л) и повышенных (>250 мкг/л) значений путём определения концентрации трансферрина.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения.

В настоящее время клиническая оценка статуса железа в значительной мере определяется по уровню сывороточного ферритина. Для диагностики абсолютного дефицита железа у взрослых лиц, страдающих воспалительными заболеваниями, принят порог ферритина ниже 70 мкг/л. Ферритин - позитивный белок острой фазы, возрастает на фоне злокачественных процессов и воспаления в отсутствие каких-либо изменений в общих запасах железа организма (https://apps.who.int/iris/handle/10665/331505.). Диапазон значений ферритина от 70 мкг/л до 250 мкг/л у онкологических пациентов может включать в себя как АДЖ, так и ФДЖ. Концентрация ферритина в сыворотке крови определяется с помощью иммунологических методов: иммуноферментный анализ (Шевченко Н.Г. "Лабораторная диагностика нарушений обмена железа." - Клиническая лабораторная диагностика. - 1997 г. - №4. - С. 25-32); иммунотурбидометрия (Beckman Coulter. Reagents AU, v. 1.2 05_2009. С.246); иммунопреципитация (US5552268(A)). Существенным ограничением ферритина, как биомаркёра дефицита железа, является вариабельность его нормальных значений в зависимости от пола, возраста. Так верхний порог для менструирующих женщин составляет 150 мкг/л, а для женщин в менопаузе – 200 мкг/л (https://apps.who.int/iris/handle/10665/331505). Ферритин повышен при перегрузке железом и у лиц с заболеваниями печени. Эти факторы существенно ограничивают использование показателя сывороточного ферритина в качестве самостоятельного маркера дефицита железа при злокачественных заболеваниях.

Известен способ измерения общего запаса железа в тканях организма (US 005552268A). Определяют общее количество железа в тканях с помощью измерения ферритина, насыщенного железом, по отношению к общему количеству ферритина, находящемуся в тканевых жидкостях, позволяя определять как негативный баланс, так и позитивный.

Недостатком способа является сложность и трудоёмкость определения ферритина, насыщенного железом. Еще больше усложняет проблему то, что многие женщины принимают железосодержащие добавки, и это дополнительное употребление железа увеличивает уровень ферритина и делает исследования нарушений метаболизма железа у пациенток с диагнозом рак яичников особенно сложными. Дополнительным ограничением является то, что при недостатке витамина С обнаружен ложный, несвязанный с истощением запасов железа, низкий уровень ферритина. Поэтому концентрация ферритина сама по себе не является маркёром функционального дефицита железа.

Известен способ измерения железа в сыворотке или плазме человека, основанный на колориметрическом фотометрическом количественном определении железа, связанного с трансферрином, на анализаторах Beckman Coulter серии AU (Beckman Coulter. Iron. OSR6186, OSR6286. 2007-09. с.136). В этом тесте измеряется железо, которое доставляется в клетки трансферрином.

Однако, определяемый уровень железа не даёт никакой информации о виде дефицита железа и запасах железа в организме. Кроме того, результат может быть не корректным в случае гемолиза эритроцитов во время взятия крови и контаминацией лекарственными препаратами.

Известны способы для дифференциальной диагностики железодефицитной анемии и анемии хронических заболеваний, основанные на определении уровня гепсидина в сыворотке крови с помощью иммуноферментного анализа. При увеличении его значения более 11,8 нг/мл диагностируют анемию хронических заболеваний, а при снижении его значения менее 4,33 нг/мл диагностируют железодефицитную анемию (RU 2566282 C1). У беременных женщин при уровне гепсидина более 250 мг/мл диагностируется анемия хронических болезней, при уровне гепсидина менее 230 мг/мл – железодефицитная анемия (RU 2407011 C1).

Однако, применение измерений гепсидина в клинической практике ограничено отсутствием доступных коммерческих тест-систем и стандартизации. Также существенными ограничениями обоих способов является отсутствие данных об уровне гепсидина у больных раком яичников с сопутствующим абсолютным или функциональным дефицитом железа. Использование только одного маркёра рискованно, так как у разных больных возможен дисгармоничный острофазный ответ, приводящий к разным уровням гепсидина.

Известен способ дифференциальной диагностики железодефицитной анемии и анемии хронических заболеваний (RU 2316007 C2), заключающийся в двукратном определении сывороточного железа в крови: до и через три часа после приема внутрь 20 мг железа с последующим вычислением его прироста относительно исходного уровня. При увеличении от исходного уровня свыше 30% диагностируют железодефицитную анемию, а при увеличении от 0 до 30% диагностируют анемию хронических заболеваний.

Недостатком способа является длительность выполнения исследования. Способ имеет ограниченное применение.

Известен способ дифференциальной диагностики анемического синдрома при сахарном диабете 1 и 2 типа (RU 2770744 С1), который определяется на основе двух показателей: железо в сыворотке менее 12,5 мкмоль/л в сочетании с концентрацией ферритина в крови ≥30 нг/мл, дополнительно определяют СОЭ, количество лейкоцитов, уровень микроальбуминурии (МАУ), концентрацию растворимого рецептора трансферрина (рТфР), рассчитывают индекс рТфР/logФерритин. При повышении СОЭ(≥26,5 мм/час), количества лейкоцитов крови (≥7,5×10⁹/л), МАУ(≥29,5 мг/л) диагностируют анемию хронических заболеваний (АХЗ); при повышении концентрации рТфР (≥1,42 нг/мл) и индекса рТфР/logФерритин (≥1,48) диагностируют железодефицитную анемию (ЖДА); при расхождении результатов дополнительных маркеров и получении данных в пользу как АХЗ, так и ЖДА диагностируют анемию сложного генеза (ЖДА+АХЗ).

Однако, ограничением способа является высокая стоимость, трудоёмкость, обнаруженные маркёры не исследовались у онкопациентов, уровень железа в сыворотке зависит от качества взятия образца крови.

Известен способ дифференциации видов дефицита железа у больных с онкологическими заболеваниями (Griffiths E, Roy V, Alwan L, al. Ne. NCCN Guidelines Version 1.2022. Hematopoietic Growth Faktors. Management of Cancer- and Chemotherapy-Induced Anemia: National Comprehensive Cancer Network (NCCN); 2021. Version 1.2022. https:// www. nccn. org/ profe ssion als/physi cian_ gls/ pdf/ growt hfact ors. pdf. Accessed 30 Aug 2022). Ориентируясь на два показателя: сывороточный ферритин и коэффициент НТЖ, диагностируют абсолютный дефицит железа (сывороточный ферритин < 30 мкг/л и НТЖ < 20%), функциональный (сывороточный ферритин 30-500 мкг/л и НТЖ < 50% или возможный функциональный дефицит железа (сывороточный ферритин >500-800 мкг/л и НТЖ < 50%).

Однако, основным ограничением метода являются высокие значения верхнего предела НТЖ, где диапазон от 40% до 50% для женщин свидетельствует о перегрузке доступного железа, а не о функциональном дефиците железа. Известно, что критерием перегрузки железом для менструирующих женщин являются значения НТЖ выше 40% и выше 45% для женщин в менопаузе. Дополнительным ограничением способа является то, что диапазон концентраций ферритина от 30 мкг/л до 70 мкг/л у онкологических больных, в отличие от практически здоровых лиц, сопряжён с АДЖ, а не ФДЖ.

Наиболее близким (прототипом) к заявленному изобретению является способ дифференциальной диагностики абсолютного и функционального дефицита железа у онкологических больных на основе комбинации двух показателей: сывороточного ферритина и коэффициента насыщения трансферрина железом(НТЖ) (Ludwig H, Evstatiev R, Kornek G, Aapro M, Bauernhofer T, Buxhofer-Ausch V, Fridrik M, Geissler D, Geissler K, Gisslinger H, Koller E, Kopetzky G, Lang A, Rumpold H, Steurer M, Kamali H, Link H. Iron metabolism and iron supplementation in cancer patients. Wien Klin Wochenschr. 2015 Dec;127(23-24):907-19. doi: 10.1007/s00508-015-0842-3). При НТЖ меньше 20% в случае абсолютного дефицита железа показатель сывороточного ферритина ниже 100 мкг/л, а при функциональном дефиците железа - показатель сывороточного ферритина выше 100 мкг/л.

Недостатком способа является использование сывороточного ферритина для определения вида дефицита железа. Существенным ограничением ферритина как биомаркёра дефицита железа является вариабельность его нормальных значений в зависимости от пола, возраста. Ферритин повышен при перегрузке железом и у лиц с заболеваниями печени. Согласно предложенному способу, значения ферритина менее 100 мкг/л у онкологических больных соответствует абсолютному дефициту железа. Однако, при функциональном дефиците железа ферритин может быть в норме, т.е. значения от 70 мкг/л до 200 мкг/л, или выше. Поэтому ограничением способа является необходимость использования дополнительных биомаркёров для верификации вида дефицита железа: при абсолютном дефиците железа – концентрация растворимого рецептора трансферрина (рТфР), при функциональном дефиците железа – С реактивный белок (СРБ). Основным лимитирующим фактором является то, что повышение уровня сывороточного "ферритина" происходит как при перегрузке железа, так и без связи с запасами железа при воспалительных заболеваниях, метаболическом синдроме, диабете, хроническом алкоголизме, цитолизе, гемохроматозе, обусловленном в основном полиморфизмами гена HFE (High Fe 2+) (Cys282Tyr rs 1800562 and His63Asp rs 1799945) и у людей с заболеваниями печени. Кроме этого, у разных больных острофазный ответ выражен уникально, что приводит к разной динамике уровней ферритина и С реактивного белка. Известно, что СРБ на индивидуальном уровне подвержен значительным колебаниям в короткий период времени (около 2,5 недель), особенно при его высоких значениях. В связи с этим рекомендованы повторные измерения для верификации первоначальных данных. Уровень циркулирующего СРБ повышается с возрастом, у курящих лиц, с увеличением индекса массы тела и у индивидов с недостаточной физической активностью. Концентрации СРБ выше у женщин, которые используют оральные контрацептивы или заместительную гормональную терапию. Помимо вариаций, обусловленных возрастом, полом и образом жизни, уровни CРБ варьируют в различных этнических группах. Ограничения, связанные с использованием растворимого рецептора к трансферрину, были описаны выше.

Таким образом, все известные способы имеют недостатки, так как далеко не всегда позволяют объективно оценить вид нарушения метаболизма железа и причину его развития, что затрудняет назначение адекватной терапии дефицита железа и анемии.

Описание изобретения.

Технической задачей изобретения является разработка способа диагностики видов дефицита железа у пациенток с диагнозом рак яичников, основанный на измерении дополнительного параметра - концентрации трансферрина сыворотки крови.

Техническим решением является то, что также как и в известном способе (прототипе) выполняют диагностику абсолютного и функционального дефицита железа на основе показателей: сывороточного ферритина и коэффициента насыщения трансферрина железом (НТЖ).

Особенностью заявляемого способа является то, что при НТЖ менее или равном 20% в сочетании с концентрацией ферритина дополнительно измеряют концентрацию трансферрина сыворотки, и если:

- концентрация ферритина меньше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина более 2,1 г/л, то диагностируют абсолютный дефицит железа (АДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина меньше или равно 2,1 г/л, то диагностируют функциональный дефицит железа (ФДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина сыворотки более 2,1 г/л, то вероятность ФДЖ рассчитывают по формуле логистической регрессии с учётом концентраций трансферрина и ферритина:

P=1/(1-e^(-Y)), где: P - вероятность ФДЖ;

Y= 18,34 + 0,0496 × ФЕР – 11,01 × ТФ, при этом 18,34 - константа; 0,049 и 11,01 – коэффициенты уравнения регрессии; ФЕР – концентрация ферритина; ТФ – концентрация трансферрина; e – основание натуральных логарифмов 2,71 - число Эйлера.

Изобретение поясняется подробным описанием, примерами и иллюстрациями, на которых изображено:

Фиг. 1 – ROC-кривые оценки прогноза ФДЖ по трансферрину и ферритину у пациенток с диагнозом РЯ и сопутствующим дефицитом железа (НТЖ ≤ 20%). Для трансферрина AUC=0,965, Р<0,0001; для ферритина - AUC=0,928, Р<0,0001. По оси ординат – чувствительность (доля истинно положительных случаев), по оси Х – доля ложноположительных случаев.

Фиг. 2 – Схема: модифицированный алгоритм дифференциальной диагностики ФДЖ и АДЖ у пациенток с диагнозом рак яичников при НТЖ ≤ 20% (ФДЖ – функциональный дефицит железа, АДЖ – абсолютный дефицит железа, ФЕР – ферритин, ТФ – трансферрин, Y- стандартное уравнение регрессии; 18,34- константа; 0,049 – коэффициент уравнения регрессии, показывает характер влияния ФЕР в оценке прогноза ФДЖ; -11,01 – коэффициент уравнения регрессии, показывает характер влияния ТФ в оценке прогноза ФДЖ).

Способ осуществляют следующим образом.

У пациенток с диагнозом рак яичников в сочетании с дефицитом железа (НТЖ≤20%) проводят диагностику функционального или абсолютного дефицита железа на основе измерения концентраций сывороточного трансферрина и ферритина.

При этом, если:

- концентрация ферритина меньше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина более 2,1 г/л, то диагностируют абсолютный дефицит железа (АДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина меньше или равно 2,1 г/л, то диагностируют функциональный дефицит железа (ФДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина сыворотки более 2,1 г/л, то вероятность ФДЖ рассчитывают по формуле логистической регрессии с учётом концентраций трансферрина и ферритина:

где:

P - вероятность функционального дефицита железа (ФДЖ);

Y= 18,34 + 0,0496xФЕР – 11,01xТФ (уравнение регрессии с двумя параметрами (y=b₀+b₁x₁+b₂x₂)); при этом 18,34 - константа; 0,049 – коэффициент уравнения регрессии (характер влияния ферритина (ФЕР) в оценке прогноза ФДЖ)); 11,01 – коэффициент уравнения регрессии (характер влияния трансферрина (ТФ) в оценке прогноза ФДЖ);

e – основание натуральных логарифмов 2,71 (число Эйлера).

Изобретение поясняется экспериментальными исследованиями.

Были обследованы 121 пациентка с диагнозом рак яичников в возрасте от 17 до 75 лет. Из всех злокачественных новообразований яичников 94 % составляли опухоли эпителиального генеза, среди которых в подавляющем большинстве случаев диагностирована серозная аденокарцинома высокой степени злокачественности. У большинства пациенток (76%) диагностированы III и IV стадии заболевания по FIGO классификации. Выявлено 89 пациенток с дефицитом железа, у которых НТЖ был ниже или равен 20%, а уровень ферритина в пределах от 13 мкг/л до 783 мкг/л.

С целью установления новых дифференциально-диагностических маркёров функционального дефицита железа у больных раком яичников женщин в сыворотке крови определялись традиционные показатели метаболизма железа (железо, ОЖСС, НТЖ), дополнительно к ферритину исследовался уровень трансферрина, выведена формула логистической регрессии, позволяющая оценивать вероятность функционального дефицита железа на основе показателя трансферрина у пациенток с НТЖ равным или менее 20%.

Параметры метаболизма железа в сыворотке определялись автоматически на анализаторе Beckman Coulter серии AU. Было проведено количественное определение трансферрина и ферритина методом иммунотурбидиметрии с помощью реагентов OSR6152 и OSR61203 соответственно. Принцип определения трансферрина основан на реакции с поликлональными козьими антителами к трансферрину с образованием нерастворимых комплексов. Абсорбция реакционной смеси при длине волны 380 нм пропорциональна концентрации трансферрина в пробе, аналитические пределы анализа – 0,75-7,5 г/л. Интервал нормы – 2-3,6 г/л.

Принцип определения ферритина основан на реакции с кроличьими поликлональными ферритиновыми антителами, которыми покрыты латексные частицы одинакового размера. При перемешивании с сывороткой, содержащей ферритин, происходит реакция агглютинации. Образовавшиеся иммунные комплексы рассеивают свет пропорционально своему размеру и концентрации, которая определяется спектрофотометрически на анализаторе Beckman Coulter серии AU. Нормальный интервал – 10-200 мкг/л.

Принцип определения сывороточного железа основан на использовании хромогена 2,4,6-Три-(2-пиридил)-5-триазин (далее - ТПТЗ). В кислой среде железо, связанное с трансферрином, диссоциирует на апо-трансферрин и свободные ионы железа. Соляная кислота и аскорбат натрия восстанавливают Fe3+ до Fe2+. Ионы Fe2+ реагируют с ТПТЗ с образованием голубого комплекса, абсорбция которого измеряется бихроматически при 590 нм. Увеличение значений абсорбции прямо пропорционально количеству железа в пробе, связанного с трансферрином. Интервал нормы – 10,7-32,2 мкмоль/л.

Обычно только одна треть железосвязывающих участков трансферрина занимается Fe(III), трансферрин в сыворотке имеет значительную резервную железосвязывающую способность. Она называется ненасыщенной или латентной железосвязывающей способностью сыворотки (далее - ЛЖСС). Для определения общей железосвязывающей способности, т.е. максимальной концентрации железа, которую могут связать сывороточные белки, основной из которых трансферрин, измеряют ЛЖСС, концентрацию железа и суммируют их. Принцип определения ЛЖСС основан на реакции ионов Fe2+ с нитрозо-ПСАП с образованием ярко зеленого комплекса. В щелочной среде ионы Fe, добавленные к сыворотке, специфически связываются с трансферрином в свободных местах для присоединения железа. И таким образом не способны реагировать с нитрозо-ПСАП. Разность между значениями абсорбции при добавлении сыворотки и без неё эквивалентна количеству ненасыщенных мест для связывания железа в трансферрине. Это и есть ЛЖСС. Интервал нормы ОЖСС – 45,3-77,1 мкмоль/л.

Коэффициент НТЖ рассчитывался как отношение железа сыворотки к ОЖСС (Железо/ОЖСС) х 100% (Румянцев АГ, Масчан АА, Жуковская ЕВ, editors. Детская гематология. Клинические рекомендации. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2015.)

При проведении статистического анализа использовались пакеты программ «WinSTAT 2003.1» и Med Calc 14.8.1. Для оценки прогностической эффективности трансферрина и ферритина применяли анализ характеристической кривой (receiver-operating-characteristic curve-ROC) с вычислением площади под кривой операционной характеристики (AUC, Area Under Curve). Значение 0,5 демонстрирует непригодность потенциального маркёра. С целью выяснения взаимосвязей между функциональным дефицитом железа и параметрами метаболизма железа выполнялся анализ логистической регрессии.

Было обнаружено, что параметры метаболизма железа значимо отличались между пациентками с ФДЖ и АДЖ (Таблица 1). У пациенток с функциональным дефицитом железа наблюдались значимо пониженные уровни трансферрина сыворотки (медиана 1,82 г/л; разброс значений - 1,18 г/л - 2,79 г/л), железа (медиана 4,9 мкмоль/л, разброс значений 2,2 мкмоль/л – 9,9 мкмоль/л), ОЖСС (медиана 43,1 мкмоль/л; разброс 25,9 мкмоль/л – 60,8 мкмоль/л) и значимо повышенный уровень ферритина (медиана 213 мкг/л; разброс значений – 79,7 мкг/л – 783,7 мкг/л).

Таблица 1.

Клинико-морфологические показатели и параметры метаболизма железа у больных раком яичников женщин в зависимости от наличия и вида дефицита железа

Показатель НТЖ≤20% НТЖ>20% Функциональный дефицит железа
51 человек АДЖ
38 человек 32 человека Возраст, лет 59*
38-72 50,5
17-68 53
20-75 Индекс массы тела 28,68
20,5-43 26,38
17,97-42,55 26,7
18-37 Сывороточное железо, мкмоль/л 4,9*
2,2-9,9 7,05
2,2-16,5 13,9
8,2-37,3 ОЖСС, мкмоль/л 43,1*
25,9-60,8 58,4
47,3-86 53,5
33,8-76,4 Трансферрин, г/л 1,82*
1,18-2,79 2,69
2,15-4,02 2,32
1,33-3,45 Ферритин, мкг/л 213*
79,7-783,7 72,1
13,8-212,8 128,64
23,8-762,9 Гемоглобин, г,л 125
90-153 117,7
100-154 130
74-149

*уровень значимости <0,0001 между двумя видами дефицита железа

С помощью ROC анализа были вычислены прогностические показатели для диагностики функционального дефицита железа у лиц с НТЖ ≤ 20% для параметров метаболизма железа.

Трансферрин показал самую высокую эффективность (AUC=0,965, Р<0,0001; 95% доверительный интервал [0,902-0,992], в точке отсечения ≤2,1 г/л чувствительность и специфичность теста равны 88,24 % и 100% соответственно.

Ферритин тоже классифицируется как эффективный маркёр ФДЖ (AUC=0,928; Р<0,0001; 95% доверительный интервал [0,853-0,972], в точке отсечения >128,28 мкг/л чувствительность и специфичность теста равны 84,31% и 89,47% соответственно.

В таблице 2 приведено распределение пациенток относительно точки отсечения концентрации трансферрина (≤2,1 г/л) в группах с тремя различными уровнями ферритина (НТЖ ≤ 20%): <70 мкг/л (АДЖ), 70-250 мкг/л, (АДЖ и ФДЖ) и >250 мкг/л (ФДЖ и возможный ФДЖ). Как видно, лица с низкими значениями трансферрина распределены не одинаково (р<0,0001). Самая высокая частота (86%) наблюдалась в группе с уровнем ферритина большим 250 мкг/л, у которых определен ФДЖ. Среди лиц с АДЖ (ферритин <70 мкг/л) пониженных значений трансферрина не выявлено, напротив, у многих пациенток наблюдались повышенные значения ТФ, превышающие верхний порог нормы 3,6 г/л. Средняя группа включает пациенток с АДЖ и ФДЖ примерно в равных долях. Определение концентрации ТФ у них позволит дифференциально диагностировать вид дефицита железа: ≤2,1 г/л – ФДЖ и >2,1 г/л – АДЖ.

Таблица 2.

Распределение лиц относительно точки отсечения концентрации трансферрина (≤2,1 г/л) среди индивидов

с различным уровнем ферритина (НТЖ ≤ 20%)

Трансферрин Ферритин <70 мкг/л
АДЖ 70-250 мкг/л
АДЖ, ФДЖ >250 мкг/л
ФДЖ ≤2,1 г/л, число лиц (%) 0 25 (51) 18 (86) >2,1 г/л, число лиц (%) 19 (100) 24 (49) 3 (14)

Для верификации оценки вида дефицита железа, когда концентрация трансферрина больше 2,1 мг/л, а уровень ферритина превышает 70 мкг/л, выведено уравнение логистической регрессии с двумя параметрами: концентрации трансферрина и ферритина, позволяющее рассчитать вероятность наличия функционального дефицита железа. Результаты анализа логистической регрессии представлены в таблице 3. По величине AUC (0,992) тест имеет высокую прогностическую ценность, превышающую таковую для каждого отдельно взятого параметра (Таблица 3).

Таблица 3.

Результаты применения логистической регрессии для выявления вероятности прогноза функционального дефицита железа по двум параметрам: концентрации трансферрина и ферритина

Предиктор Коэффициенты Константа AUC
95%
ДИ Корректное предсказание Уровень значимости для предиктора Уровень значимости для модели Концентрация трансферрина (ТФ) -11,01 18,34 0,992
0,945-1,000 97,75% 0,002 0,006 Концентрация ферритина (ФЕР) 0,0496 0,005

Примечание: ДИ – доверительный интервал; AUC - Area Under Curve.

Формула для расчёта вероятности функционального дефицита железа:

где Y= 18,34 + 0,0496xФЕР – 11,01 x ТФ.

Способ иллюстрируется клиническими примерами.

Клинический пример 1.

Пациентка А, 57 лет, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников IVb ст. T3cN0M1b.

Гистологическое заключение: в яичниках, большом сальнике инвазивный рост серозной аденокарциномы high grade.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 95 г/л; железо сыворотки крови 7,7 мкмоль/л; ОЖСС 45,6 мкмоль/л; НТЖ 16,86%; трансферрин 1,6 г/л; ферритин 476,6 мкг/л. Обнаруженные параметры свидетельствуют об анемии злокачественных новообразований, развившейся на фоне функционального дефицита железа, т.к установлено понижение трансферрина менее 2,1 г/л. Расчёт вероятности функционального дефицита железа по формуле, выведенной на основе логистической регрессии с использованием двух параметров – концентрации ферритина (ФЕР) и трансферрина (ТФ), определил вероятность функционального дефицита железа более 99%.

Y= 18,34 + 0,0496x476,6 – 11,01x1,60 = 24,36

Был диагностирован функциональный дефицит железа.

Клинический пример 2:

Пациентка Б, 62 лет, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников III ст. T3cN0M0.

Гистологическое заключение: в обоих яичниках инвазивный рост серозной аденокарциномы high grade.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 123 г/л; железо сыворотки крови 5,4 мкмоль/л; ОЖСС 45,3 мкмоль/л; НТЖ 11,9%; трансферрин 1,83 г/л; ферритин 91,8 мкг/л. На основании показателя ферритина и НТЖ трудно дифференцировать функциональный дефицит железа от абсолютного. Использование дополнительного диагностического параметра – уровня трансферрина – установило понижение его концентрации <2,1 г/л и, следовательно, позволило диагностировать ФДЖ. Расчёт вероятности функционального дефицита железа по формуле, выведенной на основе логистической регрессии с использованием двух параметров – концентрации ферритина (ФЕР) и трансферрина (ТФ), определил значение P=0,94.

Y= 18,34 + 0,0496x91,8 – 11,01x1,83 = 2,74

Вероятность функционального дефицита железа у данной пациентки равна 94%. С учётом полученных результатов был диагностирован функциональный дефицит железа.

Клинический пример 3.

Пациентка В, 52 года, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников III ст. T3N0M0.

Гистологическое заключение: в обоих яичниках инвазивный рост серозной аденокарциномы high grade.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 129 г/л; железо сыворотки крови 6,9 мкмоль/л; ОЖСС 56,1 мкмоль/л; НТЖ 12,3%; трансферрин 2,75 г/л; ферритин 120,1 мкг/л. Значение ТФ выше 2,1 г/л и ферритин – выше 100 мкг/л. Производим расчёт вероятности ФДЖ по формуле:

Y= 18,34 + 0,0496x120,1 – 11,01x2,75 = – 5,98

Вероятность ФДЖ меньше 1%, диагностируем АДЖ.

Клинический пример 4.

Пациентка Г, 59 лет, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников IV ст. T3cN0M1.

Гистологическое заключение: в яичниках инвазивный рост серозной аденокарциномы high grade.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 121 г/л; железо сыворотки крови 5,9 мкмоль/л; ОЖСС 50,3 мкмоль/л; НТЖ 11,73%; трансферрин 2,35 г/л; ферритин 224,02 мкг/л. Значение ТФ выше 2,1 г/л и ферритин – выше 200 мкг/л. Производим расчёт вероятности ФДЖ по формуле:

Y= 18,34 + 0,0496x224,02 – 11,01x2,35 = 3,58

Вероятность ФДЖ – 97%.

Клинический пример 5.

Пациентка Е. 61 года, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников IV стадии. T3cN0M1a.

Гистологическое заключение: серозная аденокарцинома.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 122 г/л; железо сыворотки крови 3,2 мкмоль/л; ОЖСС 46,6 мкмоль/л; НТЖ 6,87%; трансферрин 2,03 г/л; ферритин 90,89 мкг/л. На основании уровня ферритина больше 70 мкг/л, но меньше 100 мкг/л трудно определить вид дефицита железа. Уровень ТФ (дополнительный диагностический параметр ФДЖ) меньше 2,1 г/л. Предполагаем наличие ФДЖ. Расчёт вероятности ФДЖ определил значение Р=0,63, т.е. вероятность функционального дефицита железа 63%.

Y= 18,34 + 0,0496x90,89 – 11,01x2,03 = 0,5

Клинический пример 6.

Пациентка Ж. 46 лет, находилась на лечении в гинекологическом отделении МРНЦ им. А.Ф. Цыба - Филиал ФГБУ "НМИЦ Радиологии" Минздрава России с диагнозом: Рак яичников III стадии. T3cN0M0.

Гистологическое заключение: коллоидный рак.

При обследовании выявлены следующие показатели: уровень гемоглобина 108 г/л; железо сыворотки крови 5 мкмоль/л; ОЖСС 72,2 мкмоль/л; НТЖ 6,93%; трансферрин 3,2 г/л; ферритин 90,89 мкг/л. На основании показателей ферритина и НТЖ трудно определить вид дефицита железа, требуется использование иного маркёра. Уровень трансферрина выше 2,1 г/л. Расчёт вероятности ФДЖ определил значение Р<0,01, т.е. вероятность ФДЖ меньше 1%.

Y= 18,34 + 0,0496x90,89 – 11,01x3,2 = – 12,38

С учётом полученных результатов диагностирован абсолютный дефицит железа.

В примерах 5 и 6 при низких показателях НТЖ, железа, уровень ферритина одинаков у обеих пациенток и равен 90,89 мкг/л, но уровни трансферрина существенно различаются у этих двух пациенток. Трансферрин острофазный белок, значения которого снижаются при воспалении и повышены при абсолютном дефиците железа. Концентрация 2,03 г/л (<2,1 г/л) (пример 5) указывает на наличие воспаления, следовательно на функциональный дефицит железа, при котором ферритин может иметь нормальные значения. В примере 6 уровень трансферрина значительно выше (3,2 г/л) и близок к верхнему пределу, что указывает на АДЖ. Расчёты по формуле, выведенной на основе логистической регрессии с использованием двух параметров – концентрации ферритина (ФЕР) и трансферрина (ТФ), подтвердили наше предположение.

Изобретение позволяет эффективно и быстро дифференциально диагностировать функциональный и абсолютный дефицит железа у больных раком яичников женщин, что необходимо для назначения адекватной терапии и повышения эффективности лечения, приводящий к улучшению качества жизни больной женщины.

Изобретение может быть использовано для индивидуализации и выбора оптимальной тактики лечения на основе идентификации биомаркёра, представляющего предикативную ценность в определении эффективности проводимого лечения.

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике, онкологии и может быть использовано для дифференциальной диагностики дефицита железа у больных раком яичников. При коэффициенте насыщения трансферрина железа (НТЖ) менее или равном 20% в сочетании с концентрацией ферритина дополнительно измеряют концентрацию трансферрина сыворотки, и при концентрация ферритина меньше 70 мкг/л, концентрации трансферрина более 2,1 г/л, диагностируют абсолютный дефицит железа. При концентрации ферритина больше 70 мкг/л и концентрации трансферрина меньше или равной 2,1 г/л диагностируют функциональный дефицит железа (ФДЖ). Если концентрация ферритина больше 70 мкг/л и концентрация трансферрина сыворотки более 2,1 г/л, то вероятность ФДЖ рассчитывают по формуле логистической регрессии с учётом концентраций трансферрина и ферритина. Способ позволяет повысить эффективность лечения абсолютного и функционального дефицита железа путем проведения объективной дифференциальной диагностики за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 2 ил., 3 табл., 6 пр.

Способ дифференциальной диагностики дефицита железа у больных раком яичников женщин, включающий диагностику абсолютного и функционального дефицита железа на основе комбинации двух показателей: сывороточного ферритина и коэффициента насыщения трансферрина железом (НТЖ), отличающийся тем, что при НТЖ менее или равном 20% в сочетании с концентрацией ферритина дополнительно измеряют концентрацию трансферрина сыворотки, и если:

- концентрация ферритина меньше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина более 2,1 г/л, то диагностируют абсолютный дефицит железа (АДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина меньше или равна 2,1 г/л, то диагностируют функциональный дефицит железа (ФДЖ);

- концентрация ферритина больше 70 мкг/л, а концентрация трансферрина сыворотки более 2,1 г/л, то вероятность ФДЖ рассчитывают по формуле логистической регрессии с учётом концентраций трансферрина и ферритина:

P=1/(1-e^(-Y)), где: P - вероятность ФДЖ;

Y= 18,34 + 0,0496 × ФЕР – 11,01 × ТФ, при этом 18,34 - константа; 0,049 и 11,01 – коэффициенты уравнения регрессии; ФЕР – концентрация ферритина; ТФ – концентрация трансферрина; e – основание натуральных логарифмов 2,71 - число Эйлера.