Способ прогнозирования развития легочной гипертензии при эмпиеме плевры Российский патент 2024 года по МПК G01N33/50 C12Q1/6806 C12Q1/6827 C12Q1/686 C12Q1/6876 C12Q1/6883 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам прогнозирования развития инфекционно-воспалительного процесса с использованием нуклеиновых кислот, и может быть использовано в клинической практике для прогноза развития легочной гипертензии (ЛГ) при эмпиеме плевры (ЭП).

Актуальность.

ЭП - опасное заболевание легких, которое характеризуется скоплением гноя в плевральной полости и является неблагоприятным осложнением инфекции в легких, чаще всего - пневмонии. Наличие и длительное сохранение инфекционного очага в легких может приводить к снижению перфузии легочной ткани кислородом, что в свою очередь усиливает предрасположенность к прогрессированию инфекционно-воспалительного процесса. Недостаточный отток жидкости может приводить к развитию ЛГ, прогрессированию патологического процесса и способствовать тромбообразованию в легочных артериях. Показано, что наличие эмпиемы является существенным фактором развития ЛГ - состояния, характеризующегося повышением среднего давления в легочной артерии (СДЛА) и способствующего развитию жизнеугрожающей сердечной недостаточности с высокой вероятностью летального исхода.

Раннее выявление пациентов с ЭП и высоким риском развития ЛГ может способствовать определению целесообразности хирургического лечения эмпиемы в первый день госпитализации.

Уровень техники.

Из уровня техники к настоящему времени известен ряд прогностических биомаркеров, связанных с риском и прогнозом возникновения и развития легочной артериальной гипертензии.

К ним, частности, относится комбинация характеристик N-углеводной цепи IgG и ее применение, причем комбинация характеристик N-углеводной цепи IgG включает, по меньшей мере, два из H3N4F1, H5N4F1, H5N5F1, G0/G2, Gal -соотношение, агал, H4N4, H5N4 и фукозилирование (CN113702482). Данный способ обеспечивает применение реагента и/или прибора для обнаружения характеристической комбинации N-углеводной цепи IgG при диагностике хронической тромбоэмболической ЛГ, прогнозировании развития хронической тромбоэмболической ЛГ и оценке сердечно сосудистых показателей. Использование известного способа позволяет прогнозировать наличие только хронической тромбоэмболической ЛГ, редкого заболевания, ассоциированного с ТЭЛА, но не является маркером прогноза ЛГ при ЭП, в отличие от заявляемого способа.

Известен также маркер риска и прогноза возникновения легочной артериальной гипертензии и его применение (CN113533725). Данный маркер представляет собой PARP-1-сочлененный AIF. Установлено, что уровни PARP-1 и AIF в плазме положительно коррелируют с тяжестью легочной артериальной гипертензии и независимо коррелируют с диагнозом легочной артериальной гипертензии и с риском увеличения уровня смертности, в частности, обнаружено, что высокие уровни циркуляции PARP-1 и AIF влияют на частоту приступов и смертность от легочной артериальной гипертензии. В изобретении предложена стратегия прогнозирования риска возникновения и прогноза легочной артериальной гипертензии. Однако, авторы известного способа не исследовали выборку пациентов с ЭП. Следовательно, информативность данного способа для пациентов с ЭП остается неясной, в отличие от заявляемого способа, который позволяет прогнозировать развитие ЛГ при ЭП.

Известны биомаркеры для диагностики и прогнозирования легочной артериальной гипертензии, в частности, применение Bc1-xL и/или Bc1-xS или соотношений между ними в качестве биомаркеров легочной артериальной гипертензии (WO2020165583). Данное изобретение включает способы диагностики и прогнозирования легочной артериальной гипертензии с использованием биомаркеров и терапевтических вмешательств при легочной артериальной гипертензии. Однако, прогностическая ценность предлагаемого биомаркера для когорты пациентов с ЭП неизвестна.

Метод диагностики и прогноза ЛГ также относится к диагностическим и прогностическим тестам и наборам для лечения ЛГ и ее видов (US2012295797). Изобретение включает определение уровня экспрессии маркеров, связанных с ЛГ, для диагностики, прогноза или лечения ЛГ. Однако, известный способ относится к клинически гетерогенной когорте пациентов, что может снижать точность прогноза развития ЛГ, в отличие от заявляемого способа, который позволяет прогнозировать ЛГ в более однородной когорте - у пациентов с ЭП.

Известен также способ определения прогноза у лиц с диагнозом ЛГ, включающий отбор пациентов с диагнозом ЛГ для персонализированной терапии на основе комбинации данных, полученных после постановки диагноза, и особенностей его генома (ES 2683921). Совпадающими существенными признаками данного метода с заявляемым способом является выявление взаимосвязи генетических вариантов с прогнозом клинического прогрессирования заболевания. Однако, данный метод также ориентирован на выявление предрасположенности среди чрезвычайно гетерогенной по заболеваемости группе пациентов, и его информативность для пациентов с ЭП неизвестна.

В настоящее время в качестве предикторов исхода эмпиемы используется интегральная шкала оценки RAPID, основанная на учете состояния функции почек, возраста пациента, наличии гноя, характеристики источника инфекции, факторов питания, а также установление полимикробной этиологии развития эмпиемы (Yamazaki A, Ito А, Ishida Т, Washio Y. Polymicrobial etiology as a prognostic factor for empyema in addition to the renal, age, purulence, infection source, and dietary factors score. Respir Investig. 2019 Nov;57(6):574-581. doi: 10.1016/j.resinv.2019.06.008. Epub 2019 Aug 16. PMID: 31427269)Ю. Однако информативность таких маркеров пока недостаточна для раннего выявления пациентов с высоким риском ЛГ как факторов, способствующих летальному исходу при эмпиеме.

В изученной авторами заявляемого способа научно-медицинской и доступной патентной литературе не обнаружено способа прогнозирования вероятности развития ЛГ при ЭП.

Раскрытие сущности изобретения

Сущность заявляемого способа заключается в том, что на основании определения генотипа AQP4 rs 1058427 для пациентов с ЭП становится возможным в первый день госпитализации выявлять пациентов с высоким риском развития ЛГ.

AQP4 - белок, образующий водные каналы в мембране клетки, экспрессирующийся в различных тканях организма, включая мозг, почки, легкие и иммунную систему. Экспрессия AQP4 способствует образованию отека мозга, миграции иммунных клеток, поддержанию гематоэнцефалического барьера и миграции Т-лимфоцитов. Генетические варианты AQP4 rs 1058427 могут быть прогностическими кандидатными биомаркерами, ассоциированными с исходом, в частности, после черепно-мозговой травмы, и увеличением отека мозга у пациентов с геморрагическим инсультом.

Сущность изобретения заключается в том, что особенности генома пациентов, а именно - однонуклеотидный полиморфизм генов, кодирующих белки, осуществляющие транспорт воды в клетки стенок сосудов и способствующие формированию и продолжительности отека в пристеночной области, является источником ранних, высокоинформативных биомаркеров риска развития ЛГ при ЭП. Авторами заявляемого способа эмпирически установлено, что минорные генотипы AQP4 rs 1058427 GT, или ТТ ассоциированы с повышенной вероятностью развития ЛГ при ЭП.

Авторами заявляемого способа проведено в клинических условиях обследование 129 пациентов с установленным диагнозом ЭП, у которых было определено СДЛА и TRJV методом эхокардиографии. Осуществляли генотипирование всех пациентов по вариантам однонуклеотидной замены AQP4 rs 1058427.

Приводимые статистически обработанные результаты исследований подтверждают прогностическую значимость указанного маркера. Определение генотипа AQP4 rs 1058427 прогнозировало развитие ЛГ, осложняющей течение ЭП, а именно: наличие минорного аллеля Т AQP4 rs 105 8427 связано с развитием ЛГ у пациентов с ЭП. В норме значение СДЛА ≤35 мм.рт.ст., a TRJV ≤2,8 м/с.У 40% пациентов нащей выборки значение СДЛА было ≥36 мм.рт.ст., a TRJV ≥2,9 м/с. У носителей генотипов AQP4 rs 1058427 GT, или ТТ ЛГ развилась в 80% случаев, у носителей мажорного генотипа GG развитие ЛГ было зафиксировано в 18% (отношение шансов 25,8 (95% ДИ: 9,3-71,8), Р=0,0052, точный метод Фишера, n=129).

Способ осуществляют следующим образом.

Способ прогнозирования течения гнойных заболеваний легких включает: забор венозной крови при поступлении в ГКБ и определение генотипов AQP4 rs 1058427. Для выделения геномной ДНК используют 200 мкл цельной крови, аллельные варианты AQP4 rs 1058427 определяют с помощью тетрапраймерной полимеразной цепной реакции с последующим электрофоретическим разделением и идентификацией окрашенных продуктов в геле. Для полимеразной цепной реакции используют следующие праймеры:

Клинические примеры.

Пример №1. Пациент, 61 лет находился в ГКБ с основном диагнозом внебольничная пневмония, впоследствии был переведен в специализированное отделение с диагнозом эмпиема плевры со свищем. Согласно Эхо-КГ: СДЛА составило СДЛА 40 мм.рт.ст., TRJV -3,1 м/с, что свидетельствовало о легочной гипертензии. У пациента был определен генотип AQP4 rs 1058427 GT. Видеоторакоскопическая санация (ВТС) плевральной полости была произведена на 3 сутки госпитализации. Через 12 дней пациент переведен в ОРИТ, через сутки наступила смерть.

Пример № 2. Пациент, 71 лет проходил лечение с основным диагнозом новая коронавирусная инфекция, затем поступил к ГКБ с диагнозом эмпиема плевры со свищом.

Согласно Эхо-КГ: СДЛА составило СДЛА 20 мм.рт.ст., TRJV - 2,0 м/с, таким образом, не была обнаружена легочная гипертензии. У пациента был определен генотип AQP4 rs 1058427 GG. BTC плевральной полости была произведена на 3 сутки госпитализации. Через 7 суток госпитализации был выписан с оценкой по шкале SOFA - 0.

Пример № 3. Пациент, 56 лет проходил лечение с основным диагнозом внебольничная пневмония, затем поступил в ГКБ с диагнозом эмпиема плевры без свища. Согласно Эхо-КГ: СДЛА составило СДЛА 36 мм.рт.ст., TRJV - 3,0 м/с, была диагностировала легочная гипертензия. У пациента был определен генотип AQP4 rs 1058427 ТТ. На 1-е сутки госпитализации была произведена ВТС плевральной полости, начата антибиотикотерапия с последующей коррекцией на основе микробиологического исследования, назначена антикоагулянтная терапия в послеоперационном периоде, инфузионно-корригирующая и симптоматическая терапии. Через 23 суток госпитализации был выписан с оценкой по шкале SOFA - 0.

Таким образом, на основании определения генотипа AQP4 rs 1058427 для пациентов с ЭП становится возможным в первый день госпитализации выявлять пациентов с высоким риском развития ЛГ. Такие сведения могут быть полезны при назначении врачом персонифицированного лечения, включая определение первоочередности хирургических операций

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано для прогнозирования риска развития легочной гипертензии у пациента с эмпиемой плевры. Из периферической венозной крови выделяют ДНК. Определяют варианты гена AQP4 rs1058427. При выявлении генотипов GT или TT AQP4 rs1058427 у пациента с эмпиемой плевры прогнозируют высокий риск развития легочной гипертензии. Способ обеспечивает возможность прогнозирования риска развития легочной гипертензии у пациента с эмпиемой плевры в первый день госпитализации за счет определения генотипов GT или TT гена AQP4 rs1058427. 3 пр.

Способ прогнозирования риска развития легочной гипертензии у пациента с эмпиемой плевры, включающий выделение ДНК из периферической венозной крови, определение вариантов гена AQP4 rs1058427, где при выявлении вариантов минорных генотипов AQP4 rs1058427 GT или TT у пациента с эмпиемой плевры прогнозируют высокий риск развития легочной гипертензии.