Способ раннего выявления риска развития и прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа Российский патент 2023 года по МПК G01N33/49 G01N33/68 G01N33/573 

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, клинической иммунологии, являясь способом раннего выявления риска развития и прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа.

Диабетическая ретинопатия (ДР) - одно из основных осложнений СД, которое приводит к необратимому снижению зрения и слепоте, в том числе среди лиц трудоспособного возраста (Нероев В.В., 2018). Данный факт определяет интерес к проблеме этого заболевания у исследователей по всему миру. Однако, патогенез ДР до сих пор не раскрыт до конца и требует дальнейшего изучения. Так, в последние несколько лет особое внимание уделяется процессам нейродегенерации сетчатки и их влиянию на течение и прогноз ДР (Кулыбышева В., 2020; Филиппов В., 2021; Gong X., 2021; Soni D., 2021). Роль факторов врожденного иммунитета, таких как микроглия и система цитокинов, в поддержании гомеостаза и жизнедеятельности нейронов сетчатки в физиологических и патологических условиях достаточно высока (Karlstetter М., 2014; Rashid K., 2019: Li X., 2021; Wu Н., 2021). Метаболические изменения, вызываемые СД, влияют на иммунную систему, как системно, так и местно (Тарабрина Ю., 2017; Berbudi А., 2020; Daryabor G., 2020). Эти факты определяют необходимость изучения процесса нейродегенерации сетчатки при ДР не только на морфофункциональном, но и на уровне анализа вклада факторов врожденного и адаптивного иммунитета в ее развитии.

Также следует отметить, что в настоящее время отсутствует какая-либо классификация нейродегенерации сетчатки при ДР, что затрудняет систематизацию и наблюдение за таким пациентами (Sun J., 2021). Все исследования в этой области акцентируют свое внимание на факте наличия или отсутствия нейродегенерации сетчатки, это можно объяснить тем, что для составления классификации требуется довольно большая выборка пациентов и длительный период наблюдения за ними.

Таким образом, поиск различных биомаркеров повреждения и предикторов этого осложнения является актуальным. Эти показатели могут помочь клиницистам диагностировать, классифицировать пациентов по риску и дать ориентиры, помогающие выяснить иммунные механизмы, лежащие в основе нейродегенерации сетчатки при ДР, что является важной перспективой создания различных препаратов, способных воздействовать на различные звенья патогенеза с целью профилактики или лечения. В литературе представленные разрозненные данные об участии в реализации факторов врожденного и адаптивного иммунитета, и как следствие, в формировании нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии, таких показателей как интерлейкины, в первую очередь интерлейкин 1β (IL-1β), система тканевого протеолиза, нейропептиды.

Из приведенных сведений следует, что отсутствуют однозначные и систематизированные данные о роли нарушений врожденного иммунитета в патогенезе нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии.

Наиболее близкими, принятыми за прототип, являются способы RU 2520826 С1 и RU 2478961 С1, заключающиеся в прогнозировании прогрессирования диабетической ретинопатии путем определения концентрации фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в слезной жидкости.

Недостатком данных способов является отсутствие комплексного лабораторного исследования, что снижает чувствительность методики, забор слезы у пациентов с сахарным диабетом может быть затруднен ввиду снижения слезопродукции, а также указанные способы игнорируют оценку прогрессирования нейродегенеративных процессов в сетчатке при диабетической ретинопатии.

Задача изобретения - создание раннего, более информативного и специфичного способа раннего выявления риска развития и прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа за счет углубленного анализа комплекса иммунологических показателей.

Для решения поставленной задачи в способе раннего выявления риска развития и прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа, согласно изобретению, проводится забор венозной крови у пациентов с сахарным диабетом 2 типа для лабораторного определения сывороточного уровня интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (TIMP-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF). При сывороточных значениях: IL-1β более 2,01 пг/мл; TIMP-2 более 122,5 нг/мл; S100B более 48,4 пг/мл; NGF более 12,3 пг/мл устанавливают неблагоприятный прогноз высокого риска развития нейродегенерации сетчатки.

Технический результат - разработан новый способ оценки прогноза у пациентов с сахарным диабетом 2 типа, позволяющий на доклинической и ранней стадии диабетической ретинопатии оценить риск развития нейродегенерации сетчатки путем определения и анализа сывороточного уровня интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (TIMP-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF).

Заявляемый способ разработан на базе ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России и апробирован на базе диагностического отделения ООО «Приморский центр микрохирургии глаза». В исследование были включены, согласно критериям включения и с учетом критериев исключения, 80 человек мужского и женского пола от 44 до 74 лет с подтвержденным у эндокринолога диагнозом сахарный диабет 2 типа, и 30 относительно здоровых добровольца (группа контроля).

Всем пациентам проведено стандартное офтальмологическое обследование, а также ОКТ на приборе RTVue-100 компании «Optovue» (США). На основании результатов ОКТ пациенты были разделены на группы:

1. Группа 1 (22 пациента): пациенты без ОКТ-признаков нейродегенерации сетчатки. Пациенты, у которых объем фокальных потерь ГКС (FLV) был менее 1% и был сопоставим с контрольной группой.

2. Группа 2 (58 пациентов): пациенты с ОКТ-признаками нейродегенерации сетчатки. Пациенты, у которых объем фокальных потерь ГКС (FLV) был более 1%.

Пациенты 1 и 2 группы мало отличались по возрасту, полу, «стажу» СД и его компенсации, а также наличию сосудистых симптомов ДР. Все пациенты оформляли договор о личном согласии на прохождение всех этапов исследования.

Впервые проведена комплексная оценка системы цитокинов, металлопротеиназ, их ингибиторов и нейроспецифических белков, сопутствующих факторов риска с анализом их взаимосвязи у пациентов с нейродегенерацией сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа:

- оценены общеклинические данные у пациентов с нейродегенерацией сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа;

- выявлены наиболее ценные для прогноза маркеры развития нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии;

- определены сывороточные содержания интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (TIMP-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF) методом сэндвич - варианта твердофазного ИФА с использованием реактивов фирмы R&D Systems (USA).

По результатам исследований при разработке заявляемого способа были выявлены иммунологические маркеры раннего выявления риска развития и прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа.

Для выявления маркеров риска развития послеоперационной когнитивной дисфункцией выполняют следующее:

1. Осуществляют забор венозной крови у пациентов с сахарным диабетом 2 типа для лабораторного определения сывороточного уровня интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (TIMP-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF).

2. Осуществляют комплексное обследование пациентов с СД 2 типа при первичном осмотре и в динамике через 6 месяцев.

3. Проводят оптическую когерентную томографию на приборе RTVue-100 компании «Optovue» (США) при первичном осмотре и в динамике через 6 месяцев.

При сывороточных значениях: IL-1β более 2,01 пг/мл; TIMP-2 более 122,5 нг/мл; S100B более 48,4 пг/мл; NGF более 12,3 пг/мл устанавливают неблагоприятный прогноз высокого риска развития нейродегенерации сетчатки.

Способ осуществляют следующим образом.

У пациента, подвергшегося операции аортокоронарное шунтирование, берут венозную кровь для лабораторного определения сывороточного уровня интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (TIMP-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF).

Содержание IL-1β оценивают в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА специфическими реактивами R&D Systems, (США). Содержание интерлейкина 1 бета выражают в пикограммах на миллилитр (пг/мл), чувствительность применяемых методов составила 1 пг/мл. За контрольные значения принимают результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Забор крови проводят непосредственно при первичном осмотре и через 6 месяцев.

Содержание TIMP-2 оценивают в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА специфическими реактивами R&D Systems, (США). Содержание TIMP-2 выражают в нанограммах на миллилитр (нг/мл), чувствительность применяемых методов составила 1 пг/мл. За контрольные значения принимают результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Забор крови проводили при первичном осмотре и через 6 месяцев.

Содержание S100B оценивалось в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА специфическими реактивами R&D Systems, (США). Содержание белка S100B выражали в нанограммах на миллилитр (нг/мл), чувствительность применяемых методов составляла 1 пг/мл. За контрольные значения принимались результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Забор крови проводили при первичном осмотре и через 6 месяцев.

Содержание NGF оценивалось в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА специфическими реактивами R&D Systems, (США). Содержание фактора роста нервов выражали в пикограммах на миллилитр (пг/мл), чувствительность применяемых методов составляла 1 пг/мл. За контрольные значения принимались результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Забор крови проводили через 24 часа после операции.

На основании полученных результатов комплексного исследования делают прогностический вывод. При сывороточных значениях: IL-1β более 2,01 пг/мл; TIMP-2 более 122,5 нг/мл; S100B более 48,4 пг/мл; NGF более 12,3 пг/мл устанавливают неблагоприятный прогноз высокого риска развития нейродегенерации сетчатки.

Работоспособность заявляемого способа подтверждается следующим клиническим примером.

Пример: Пациентка Т. 61 год обратилась к врачу-офтальмологу 24.08.2020 по направлению врача-эндокринолога с направительным диагнозом сахарный диабет 2 типа, компенсированный HbA1c 7,2%.

Жалоб активно не предъявляет. При осмотре: острота зрения обоих глаз 1,0; тонометрия 19/18 мм рт.ст. Оптические среды прозрачные. Диски зрительных нервов бледно-розовые, контуры четкие, экскавация физиологическая. На сетчатке визуализируются единичные точечные интраретинальные геморрагии. Объем фокальных потерь ганглиозных клеток сетчатки по ОКТ равен 1,23%/1,25%. По результатам микропериметрии средняя светочувствительность сетчатки равна 26,9 дБ.

Лабораторные показатели (24.08.2020): IL-1β 2,58 пг/мл, TIMP-2 143 нг/мл, S100B 68 пг/мл, NGF 16,7 пг/мл.

Диагноз: Непролиферативная диабетическая ретинопатия обоих глаз.

Пациентке рекомендовано дальнейшее лечение и наблюдение у эндокринолога, плановый офтальмологический осмотр через 6 месяцев.

Осмотр от 28.02.2021. Жалоб нет. При осмотре: острота зрения обоих глаз 1,0; тонометрия 18/18 мм рт.ст. Оптические среды прозрачные. Диски зрительных нервов бледно-розовые, контуры четкие, экскавация физиологическая. На сетчатке визуализируются единичные точечные интраретинальные геморрагии. Объем фокальных потерь ганглиозных клеток сетчатки по ОКТ равен 1,43%/1,49%. По результатам микропериметрии средняя светочувствительность сетчатки равна 26,7 дБ.

Лабораторные показатели (24.08.2020): IL-1β 2,54 пг/мл, TIMP-2 136 нг/мл, S100 В 71 пг/мл, NGF 15,8 пг/мл.

Таким образом, не смотря на отсутствие жалоб, высокую остроту зрения и отсутствие прогрессирования сосудистых симптомов диабетической ретинопатии, у пациентки за 6 месяцев увеличился объем фокальных потерь ГКС и снизилась средняя светочувствительность сетчатки на обоих глазах. Так как сывороточные уровни IL-1β, TIMP-2, S100B и NGF у пациентки остаются стабильно высокими, риск прогрессирования нейродегенеративного процесса в сетчатке оценивается как высокий. Пациентка нуждается в дальнейшем наблюдении, выбрана более активная тактика ведения с назначением курса нейропротекторной терапии.

Список литературы:

1. Berbudi, А. Туре 2 diabetes and its impact on the immune system / A. Berbudi, N. Rahmadika, A. Tjahjadi [et al] // Current diabetes reviews. - 2019. - Vol.16. - №5. - P. 442-449.

2. Daryabor, G. The effects of type 2 diabetes mellitus on organ metabolism and the immune system / G. Daryabor, M. Ateshzar, D. Kabelitz [et al.] // Frontiers in immunology. - 2020. - Vol.11. - P. 1582.

3. Gong, X. Association between retinal function and retinal neurodegeneration in Chinese patients with type 2 diabetes mellitus / X. Gong, W. Wang, W. Li [et al.] // Annals of translational medicine. - 2021. - Vol. 9. - №7. - P. 560-560.

4. Li, X. Retinal microglia polarization in diabetic retinopathy / X. Li, Z. Yu, H. Li [et al.] // Visual neuroscience. - 2021. - Vol. 38. - P. e006.

5. Rashid, K. Microglia in retinal degeneration / K. Rashid, I. Akhtar-Schaefer, T. Langmann [et al.] // Frontiers in immunology. - 2019. - Vol. 10. - P. 1975.

6. Soni, D. Diabetic retinal neurodegeneration as a form of diabetic retinopathy / D. Soni, P. Sagar, B. Takkar // International ophthalmology. - 2021. - Vol. 41. - №9. - P. 3223-3248.

7. Sun, J. Updating the staging system for diabetic retinal disease / J. Sun, L. Aiello, M. Abramoff [et al.] // Ophthalmology. - 2021. - Vol. 128. - №4. - P. 490-493.

8. Wu, H. The metaflammatory and immunometabolic role of macrophages and microglia in diabetic retinopathy / H. Wu, M. Wang, X. Li // Human cell. - 2021. - Vol. 34. - №6. - P. 1617-1628.

9. Кулыбышева B.C. Нейродегенеративные изменения сетчатки у пациентов с сахарным диабетом / B.C. Кулыбышева, И.А. Ронзина, А.А Гамидов // Вестник офтальмологии. - 2019. - Т. 135. - №5. - С. 37-31.

10. Нероев В.В. Заболеваемость диабетической ретинопатией в Российской Федерации, по данным федеральной статистики / В.В. Нероев, О.В. Зайцева, Л.А. Михайлова // Российский офтальмологический журнал. - 2018. - №11. - С. 5-9.

11. Патент RU 2478961 С1, РФ.

12. Патент RU 2520826 С1, РФ.

13. Тарабрина, О.Ю. Функциональное состояние нейтрофилов периферической крови при сахарном диабете 2 типа / Ю.О. Тарабрина, О.Л. Колесников, А.А. Колесникова, Ю.С. Шишкова // Весник новых медицинских технологий. - 2017. - Т. 24. - №3. - С. 83-88.

14. Филиппов, В.М. Роль биомаркеров нейродегенерации при диабетической ретинопатии / Ф.М. Филиппов, Д.В. Петрачков, М.В. Будзинская, А.Г. Матющенко // Вестник офтальмологии. - 2021. - Т. 137. - №5. - С. 314-322.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, клинической иммунологии, и может быть использовано для раннего выявления риска прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа. Проводят определение в сыворотке крови показателей врожденного иммунитета интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (ΤΙΜΡ-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF). При сывороточных значениях: IL-1β более 2,01 пг/мл; TIMP-2 более 122,5 нг/мл; S100B более 48,4 пг/мл; NGF более 12,3 пг/мл устанавливают высокий риск прогрессирования нейродегенерации сетчатки. Способ обеспечивает возможность оценки прогноза у пациентов с сахарным диабетом 2 типа, позволяющий на доклинической и ранней стадии диабетической ретинопатии оценить риск развития нейродегенерации сетчатки, за счет определения в крови пациента комплекса иммунологических показателей: IL-1β, TIMP-2, S100B и NGF. 1 пр.

Способ раннего выявления риска прогрессирования нейродегенерации сетчатки при диабетической ретинопатии на фоне сахарного диабета 2 типа, включающий определение в сыворотке крови показателей врожденного иммунитета интерлейкина 1β (IL-1β), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 2 типа (ΤΙΜΡ-2), белка S100B (S100B), фактора роста нервов (NGF), характеризующийся тем, что при сывороточных значениях: IL-1β более 2,01 пг/мл; TIMP-2 более 122,5 нг/мл; S100B более 48,4 пг/мл; NGF более 12,3 пг/мл устанавливают высокий риск прогрессирования нейродегенерации сетчатки.