Способ предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких Российский патент 2024 года по МПК A61B5/08 C12Q1/6827 

Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии и медицинской генетике, и может быть использовано для ранней диагностики хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

ХОБЛ одно из наиболее распространенных и социально значимых заболеваний, наносящих огромный экономический ущерб государству. Однако диагностика на ранних стадиях заболевания, когда профилактика и лечение наиболее эффективны практически отсутствует и диагноз осуществляется, как правило тогда, когда лечение малоэффективно.

Существуют способы диагностики ХОБЛ, способствующие ее ранней диагностики и основанные на выявлении полиморфизмов (ПМ) генов, причастных к развитию ХОБЛ и. что еще более важно, определяющих ее развитие. К таким генам относятся, например, те, которые участвуют в протеолизе и антипротеолизе, метаболизме токсических веществ [1-5]. Однако все они имеют отношение к гуморальному и клеточному звеньям местной защиты легких, обеспечивающим лишь 10-20% клиренса легких от ингалированных экзогенных и эндогенных патогенных веществ и, относясь по сути к генам-модификаторам, не являются определяющими (главными) в патогенезе данного заболевания [6].

Более принципиальные гены в этом плане это те, которые касаются ведущего и наиболее раннего защитного механизма легких - функции мукоцилиарной системы или мукоцилиарного клиренса (МЦК), ответственного за 80-90 их клиренса. К ним относятся гены, кодирующие белок динеин, являющийся двигательной основой, «мотором» цилиарного аппарата бронхов - ведущего звена мукоцилиарной системы. Именно за счет продуцирования энергии, происходящего благодаря АТФазе линейна, обеспечивается функционирование ресничек, способствующее продвижению слизи, покрывающей его, и очищение легких. Детекция в них значимых ПМ позволяет повысить точность предиктивной диагностики ХОБЛ, особенно у лиц с наличием факторов риска и косвенных признаков воспалительного процесса в дыхательных путях, не укладывающихся в понятие хронического бронхита в соответствии с общепринятыми критериями США, и отсутствием первичной цилиарной дискинезии. Это позволяет выявить возможную предрасположенность к ХОБЛ и диагностировать его на ранних стадиях развития патологического процесса. При этом увеличивается возможность проведения предиктивной профилактики и лечения ХОБЛ, что, в свою очередь, значительно снижает экономические затраты на лечебный процесс.Для этого используя стандартную полимеразную цепную реакцию с помощью, например, аллель-специфических праймеров, проводят идентификация в динеине дефектов, причастных к развитию ХОБЛ и при их наличии диагностируют предрасположенность к ней. Данный способ диагностики был взять за прототип [7].

Однако, не всегда наличие ПМ, предрасполагающих к тому или иному патологическому процессу, может вести к его развитию при мультифакториальных заболеваниях, так как в этом случае,согласно имеющимся канонам, требуется комплекс генетических дефектов, без наличия которого не всегда может реализоваться это развитие [8]. Поэтому принципиальным является идентификация эффекта «дефект гена - нарушенная функция», которая во многом определяет значимость выявленного ПМ. И с этих позиций весьма важным представляется определение функции мукоцилиарной системы (МЦС), объективно отражающей функциональную значимость ПМ в ее ведущем звене, а, следовательно, и его весомость. Исследования регионарного МЦК радиоаэрозольным методом, проведенные в двух группах взрослых больных, хронического бронхита (ХБ) (n=15) и ХОБЛ (n=36) в фазе ремиссии, показали существенные различия. Так, нарушения данной функции имели место практически у всех больных ХОБЛ и быливподавляющем числе наблюдений (f=0,86) выраженными, тогда как у больных ХБ мукоцилиарная недостаточность отсутствовала или была лишь умеренной и только у половины больных. При этом характерным также было то, что мукоцилиарная недостаточность у больных ХОБЛ, в отличие от пациентов с ХБ, у которых она отмечалась только в центральных регионах легких, носила генерализированный характер, имея место как в центральных (f=0,82)* (* - f - частота признака), таки в периферических (f=0,91) регионах легких [9]. То есть, состояние мукоцилиарной системы может во многом являться дифференциально-диагностическим маркером этих заболеваний, особенно на ранних стадиях развития патологического процесса, когда интерпретация клинических данных испытывает затруднения. Естественно, что само наличие мукоцилиарной недостаточности свидетельствует о том, что процесс влияния ПМ и развития его эквивалента имеет место и риск возникновения заболевания растет [10].

Анализ проведенных исследований МЦК прямым не инвазивным радиоаэрозольным методом у больных ХОБЛ с наличием статистически значимого ПМ (A/G 12682V), выявленного способом-прототипом [7, 10] свидетельствовал, что показатели МЦК в подавляющем числе наблюдений (f=0,75) попадали в диапазон выраженных его нарушений во всех регионах легких, а нормальные отсутствовали. Наряду с этим в случаях, когда, например, был идентифицированы ПМ, не достигавшие статистически значимой разницы, например, Т/С V4134A. данные показатели находились в диапазоне, соответствующем менее выраженным нарушениям данной функции, но нормальные также отсутствовали. Таким образом имела место определенная корреляция между наличием данного ПМ и возможным проявлениемего его функционального эквивалента в виде мукоцилиарной недостаточности, характерной по всем признакам для ХОБЛ. При этом, естественно, что выраженность нарушений МЦК будет указывать на наличие и степень вероятности данной патологии [11].

Пример 1. Пациент А. 35 лет отмечал жалобы на незначительный периодический кашель, главным образом по утрам, с скудно отделяемой мокротой слизистого характера, которые имели место менее двух месяцев подряд в году на протяжении около трех лет. В анамнезе на какие-либо заболевания не указывает. Наследственность не отягощена. Курит более 15 лет около 1 пачке сигарет в день. По данным объективного осмотра, спирографического и рентгенологического исследования, общего анализа крови и мочи патологические признаки не выявлялись. В связи с этим он был отнесен в группу лиц без пульмонологической патологии. При проведении у него ПЦР-диагностики был выявлен ПМ A/G 12682V. Исследование регионарного клиренса легких радиоаэрозольным методом выявило у него выраженные нарушения МЦК. Результирующий диагноз: хроническая обструктивная болезнь легких. Исключение курения, ингаляции 7% раствором хлорида натрия, лечебный массаж и ЛФК обусловили стойкий положительный эффект в состоянии здоровья.

Пример 2. Пациент X., 30 лет, отмечал жалобы на незначительный периодический кашель, главным образом по утрам, с скудно отделяемой мокротой слизистого характера, которые имели место менее двух месяцев подряд в году на протяжении около трех лет. В анамнезе на какие-либо заболевания не указывает. Наследственность не отягощена. Курит около 10 лет по 8-10 сигарет в день. По данным объективного осмотра, спирографического и рентгенологического исследования, общего анализа крови и мочи какие-либо патологические признаки не были выявлены. В связи с тем, что клиническая картина в соответствии с имеющимися критериями и наряду с данными исследования не укладывались полностью в понятие хронический бронхит, пациент был отнесен к лицам без пульмонологической патологии. Однако при проведении у него ПЦР-диагностики был выявлен ПМ A/G 12682V. Проведено исследование МЦК, выявлена умеренная степень мукоцилиарной недостаточности. Диагностирована предрасположенность к ХОБЛ. Пациенту предоставлена информация об этом, а также, базируясь на полученных данных, о возможных последствиях курения. Профилактическое лечение, которое на фоне отказа от курения включало ингаляции 7%-ного раствора хлорида натрия, лечебный массаж и ЛФК, принесло стойкий положительный эффект.

Литература:

1. Sandford AJ, Joos L, Paré PD. Genetic risk factors for chronic obstructive pulmonary disease. Curr Opin Pulm Med. 2002 Mar; 8(2): 87-94. doi: 10.1097/00063198-200203000-00002. PMID: 11845002.

2. Turino GM, Barker AF, Brantly ML, Cohen AB, Connelly RP, Crystal RG, Eden E, Schluchter MD, Stoller JK. Clinical features of individuals with PI*SZ phenotype of alpha 1-antitrypsin deficiency. Alpha 1-Antitrypsin Deficiency Registry Study Group. Am J Respir Crit Care Med. 1996 Dec; 154 (6 Pt 1): 1718-25. doi: 10.1164/ajrccm.154.6.8970361. PMID: 8970361.

3. Baranova, H., Perriot, J., Albuisson, E. et al. Peculiarities of the GSTM1 0/0 genotype in French heavy smokers with various types of chronic bronchitis. Hum Genet 99, 822-826 (1997). https://doi.org/l 0.1007/s004390050455.

4. Cantlay AM, Smith CA, Wallace WA, Yap PL, Lamb D, Harrison DJ. Heterogeneous expression and polymorphic genotype of glutathione S-transferases in human lung. Thorax. 1994 Oct; 49(10): 1010-4. doi: 10.1136/thx.49.10.1010. PMID: 7974294; PMCID: PMC475239.

5. Segura-Valdez L, Pardo A, Gaxiola M, Uhal BD, Becerril C, Selman M. Upregulation of gelatinases A and B, collagenases 1 and 2, and increased parenchymal cell death in COPD. Chest. 2000 Mar; 117(3): 684-94. doi: 10.1378/chest.117.3.684. PMID: 10712992.

6. Баранов B.C., Баранова E.B., Иващенко Т.Э., Асеев M.B. Геном человека и гены предрасположенности. Введение в предиктивную медицину. - СПб.: Интермедика, 2000. - 263 с.

7. Кобылянский В.И. Способ предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких. Патент №2421729. 2009.

8. Фогель Ф., Мотульски Ф. Генетика человека. Пер. с англ. Под ред. Ю.П. Алтухова и В.М. Гиндилса. М.: Мир. 1989. Т I (312 с); ,II(378 с): ,III (366 с.); 1990.

9. Кобылянский В.И. Отложение ингалированных веществ и регионарный мукоцилиарный клиренс при болезнях органов дыхания. Автореф. дис. … д-ра мед. наук. СПб. 1995.

10. Kobylyansy V., Ivanov I., Gamal E., Babajanova G. Study of some molecular aspects of mucociliary system in COPD // Eur. Respir. J. Stockholm. 2007. Vol. 30. Suppl. 51. P. 512s.

11. Fassad M.R., Shoemark A., Legendre M. Et al.Mutations in Outer Dynein Arm Heavy Chain DNAH9 Cause Motile Cilia Defects and Situs Inversus. Am J Hum Genet. 2018; 103(6): 984-994. doi: 10.1016/j.ajhg.2018.10.016.

Изобретение относится области медицины, а именно к пульмонологии и медицинской генетике, и может быть использовано для предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких. При выявлении дефектов в аксонемальном динеине, проводят исследование функции мукоцилиарной системы. При наличии сочетания генерализованной и выраженной мукоцилиарной недостаточности диагностируют хроническую обструктивную болезнь легких, а при сочетании генерализованной и умеренной мукоцилиарной недостаточности диагностируют предрасположенность к развитию данной патологии. Способ позволяет осуществить предиктивную профилактику и лечение ХОБЛ за счет возможности выявления предрасположенности к данному заболеванию или диагностирования заболевания на ранней стадии за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 2 пр.

Способ предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких, включающий идентификацию в аксонемальном динеине дефектов, причастных к развитию заболевания, отличающийся тем, что при их выявлении проводят исследование функции мукоцилиарной системы и при наличии сочетания генерализованной и выраженной мукоцилиарной недостаточности диагностируют хроническую обструктивную болезнь легких, а при наличии сочетания генерализованной и умеренной мукоцилиарной недостаточности диагностируют предрасположенность к развитию данной патологии.