Способ прогнозирования прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей Российский патент 2024 года по МПК G01N33/49 

Изобретение относится к медицине, в частности - к клинической медицине (специальности: терапия, кардиология, ультразвуковая диагностика, клиническая иммунология и аллергология) и может быть использовано в практике врача-кардиолога, терапевта для прогнозирования краткосрочного прогрессирования субклинического атеросклероза периферических артерий.

В настоящее время прогрессирование субклинического атеросклероза периферических артерий рассматривается в качестве предиктора отдаленных неблагоприятных кардиоваскулярных событий. Так по результатам исследования The Chin-Shan Community Cardiovascular Cohort Study, проведенного в Тайване, было установлено, что появление новой атеросклеротической бляшки (АСБ) через 5 лет было связано с увеличением относительного риска (ОР) неблагоприятных сердечно-сосудистых событий через 13 лет: комбинированной конечной точки (инсульт и коронарные события) - в 2,26 раза (95% ДИ 1,51-3,38); инсульта - в 2,51 раза (95% ДИ 1,48-4,28); коронарных событий (коронарная смерть, нефатальный инфаркт миокарда, коронарная реваскуляризация) - в 1,95 раза (95% ДИ 1,07-3,55) [1]. В исследовании EY Lim et al. среди пациентов, перенесших инсульт или транзиторную ишемическую атаку (ТИА), прогрессирование каротидного атеросклероза за 35,0±22,6 месяцев наблюдения независимо ассоциировалось с увеличением ОР повторного инсульта в 3,8 раза (95% ДИ 1,1-13,1; р=0,034) [2]. Также в работе Mingming Lu et al. за период наблюдения 55,1±13,6 месяцев ежегодное увеличение объема стенки сонной артерии по данным магнитно-резонансного сканирования было значимо связано с риском повторных цереброваскулярных событий как до (ОР 1,14 на 10 мм³; 95% доверительный интервал 1,02-1,27; р=0,019), так и после (ОР 1,19 на 10 мм³; 95% доверительный интервал 1,03-1,37; р=0,022) наступления ТИА/инсульта [3].

Важнейшим механизмом развития и прогрессирования атеросклероза является хроническое стерильное неразрешающееся воспаление. В клинических исследованиях и, в перспективе, в клинической практике исследование циркулирующих иммунных клеток и сывороточных биомаркеров является наиболее удобным и актуальным направлением мониторинга прогрессирования атеросклероза и оценки риска сердечнососудистых событий [4, 5]. Результаты ряда исследований позволили установить, что при атеросклерозе наблюдается увеличение количества циркулирующих CD16⁺ моноцитов, т.е. промежуточных и неклассических моноцитов. На сегодняшний день именно промежуточные моноциты рассматриваются как "воспалительные моноциты", а экспрессия TLR, в т.ч. TLR4, на них максимальная в сравнении с другими субпопуляциями моноцитов. Промежуточные моноциты обладают наибольшей способностью к продукции активных форм кислорода, провоспалительных цитокинов и активации пролиферации CD4⁺ клеток [6].

Применяемые в настоящее время инструменты прогнозирования сердечно-сосудистых событий демонстрируют ограниченную точность на индивидуальном уровне. Оценка воспаления, интегрирующего негативные эффекты традиционных факторов риска, являющихся upstream-триггерами сосудистого воспаления, является перспективным инструментом персонификации кардиоваскулярной профилактики.

В связи с вышеизложенным, нами предложена модель прогнозирования прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей, включающая в себя оценку помимо традиционных факторов кардиоваскулярного риска, количества циркулирующих моноцитов крови. В исследование были включены 101 пациент в возрасте старше 40 лет. В качестве критериев прогрессирования субклинического атеросклероза артерий нижних конечностей использовали: 1) появление новой АСБ в артериях нижних конечностей; 2) увеличение степени стенозирования ранее имеющегося стеноза ≥10%. Для отнесения пациента в категорию прогрессоров было необходимым наличие ≥1 критерия. Медиана временного интервала между первым и повторным дуплексным сканированием периферических артерий составляла 13,0 (12,1; 17,9) месяцев. Прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей было зарегистрировано у 35 (34,6%) пациентов.

Для оценки вклада различных факторов в прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей была построена модель логистической регрессии. На первом этапе из традиционных сердечно-сосудистых факторов риска и биохимических показателей были отобраны параметры, значимо ассоциированые с увеличением относительного риска прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей в однофакторном регрессионном анализе Кокса. На втором этапе, к прогностической модели, содержащей отобранные ранее параметры, был добавлен параметр «количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов крови». Таким образом, установленное прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей выступало зависимой переменной, независимыми предикторами выступали «пол», «возраст», «курение», «количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов крови». Модель была построена с помощью базового функционала языка программирования R (v4.1.2). Перед построением модели была выполнена стандартизация значения данных с помощью функции scale из базового функционала языка R. Вычисление метрики ROC-AUC проводилось с помощью пакета verification (v1.42) для языка R (фигура 1, фигура 2).

Статистически значимые коэффициенты определились для признаков пола (Sex) и уровня TLR4-позитивных промежуточных моноцитов крови (Monocytes). Качество и значимость модели определялись с помощью метрики ROC-AUC (фиг. 1): AUC=0,726, 95% CI: 0,6211-0,83, p.value=0,0001.

Таким образом предложенный способ прогнозирования прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей предполагает выполнение следующей последовательности действий:

1) Получают сведения о половой принадлежности и возрасте пациента;

2) Получают сведения о статусе курения пациента;

3) Забирают кровь пациента после как минимум 8 часов голодания в пробирки с антикоагулянтом К2 ЭДТА.

4) Доставляют кровь в лабораторию в течение 1 часа после забора.

5) Подготавливают смесь моноклональных антител против соответствующих мембранных CD-рецепторов в объемах, указанных на пробирках производителем (CD14, CD16, CD284).

6) Добавляют к смеси антител 50 мкл крови пациента, вортексируют, инкубируют в течение 15 минут при комнатной температуре в темноте.

7) Добавляют к ранее приготовленной смеси 500 мкл лизирующего раствора, инкубируют в течение 15 минут при комнатной температуре в темноте.

8) Определяют количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов методом проточной цитометрии на аппарате Navios 6/2 (Beckman Coulter, США) с детекцией не менее 30000 событий. Последовательная стратегия гейтирования для идентификации промежуточных TLR4-позитивных моноцитов: гейтирование моноцитов на основании параметров прямого и бокового светорассеяния; гейтирование синглет; определение классических, промежуточных и неклассических моноцитов на основании экспрессии CD14 и CD16; определение количества TLR4-позитивных классических моноцитов, определение количества TLR4-позитивных промежуточных моноцитов, определение количества TLR4-позитивных неклассических моноцитов.

9) Используют полученные данные (пол, возраст, статус курение, абсолютное количество ТLR4-позитивных промежуточных моноцитов) в формуле вычисления вероятности (Р) прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей

10) Р=1/(1+е^(-а)),

где а= -1.1590+(sex*1.0512)-(0.1473*smoking)+(0.3747*age)+(0.6647*mono),

sex - пол, 1 – мужской или 0 – женский;

smoking - статус курения, 1 - есть или 0 – нет;

age - возраст, ((возраст в годах) - 50.41584)/6.47961;

monocytes (mono) - количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов, кл/мкл, (моноциты - 380.495)/166.9361

и при Р более 0,5 прогнозируют прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей, а при Р менее 0,5 прогнозируют отсутствие прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей.

Ниже представлены примеры конкретного осуществления использования модели:

Пример №1

Мужчина 41 год, курит, уровень TLR4-позитивных промежуточных моноцитов 818 кл/мкл:

е⁽_-^а)=0,39

р=0,719

р>0,5, что позволяет отнести пациента в категорию прогрессоров.

При УЗИ контроле - подтверждено прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей.

Пример №2

Мужчина 40 лет, не курит, уровень TLR4-позитивных промежуточных моноцитов 499 кл/мкл:

а= -1.1590+(1*1.0512)-(0.1473*0)+(0.3747*-1,6075)+(0.6647*0,7098)=-0,3856

e(^-a)=1,269

р=0,441

р<0,5, что не позволяет отнести пациента в категорию прогрессоров.

При УЗИ контроле - критериев прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей не установлено.

Список источников/литературы

1. Chen PC, Jeng JS, Hsu HC, Su TC, Chien KL, Lee YT. Carotid Atherosclerosis Progression and Risk of Cardiovascular Events in a Community in Taiwan. Sci Rep.2016 May 12;6:25733. doi: 10.1038/srep25733.

2. Lim EY, Cho AH. Dynamic Changes of Carotid Atherosclerosis and Their Relation with Stroke Recurrence in Patients with Stroke or Transient Ischemic Attack. Curr Neurovasc Res. 2022;19(3):303-310. doi: 10.2174/1567202619666220822141804.

3. Lu M, Peng P, Cui Y, Qiao H, Li D, Cai J, Zhao X. Association of Progression of Carotid Artery Wall Volume and Recurrent Transient Ischemic Attack or Stroke: A Magnetic Resonance Imaging Study. Stroke. 2018Mar;49(3):614-620. doi: 10.1161/STROKEAHA. 117.019422

4. Baumer Y, Gutierrez-Huerta CA, Saxena A, Dagur PK, Langerman SD, Tamura K, Ceasar JN, Andrews MR, Mitchell V, Collins BS, Yu Q, Teague HL, Playford MP, Bleck CKE, Mehta NN, McCoy JP, Powell-Wiley TM. Immune cell phenotyping in low blood volumes for assessment of cardiovascular disease risk, development, and progression: a pilot study. J TranslMed. 2020 Jan 17;18(1):29. doi: 10.1186/sl2967-020-02207-0.

5. Lee S, Bartlett B, Dwivedi G. Adaptive Immune Responses in Human Atherosclerosis. Int J Mol Sci. 2020 Dec 7; 21(23):9322. doi: 10.3390/ijms21239322.

6. Ozanska A, Szymczak D, Rybka J. Pattern of human monocyte subpopulations in health and disease. Scand J Immunol. 2020 Jul; 92(1):el2883. doi: 10.1111/sji.12883.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, кардиологии, клинической иммунологии и аллергологии, и может быть использовано для прогнозирования прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей. Осуществляют оценку клинических параметров пациента: пол, возраст, статус курения, и иммунологического маркера - определение количества TLR4-позитивных промежуточных моноцитов в крови пациента. Для вычисления Р - вероятности прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей используют формулу: Р=1/(1+е^(-а)), где а=-1,1590+(sex⋅1,0512)-(0,1473⋅smoking)+(0,3747⋅age)+(0,6647⋅mono); sex - пол: 1 - мужской или 0 – женский; smoking - статус курения: 1 - есть или 0 - нет; age - возраст, ((возраст в годах) – 50,41584)/6,47961; monocytes (mono) - количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов, кл/мкл, (моноциты – 380,495)/166,9361. При P более 0,5 прогнозируют прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей. При P менее 0,5 прогнозируют отсутствие прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей. Способ обеспечивает возможность прогнозирования прогрессирования субклинического атеросклероза артерий нижних конечностей за счет оценки помимо традиционных факторов кардиоваскулярного риска: пола, возраста, статуса курения, также количества циркулирующих моноцитов крови. 2 ил., 2 пр.

Способ прогнозирования прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей, включающий оценку клинических параметров пациента: пол, возраст, статус курения, и иммунологического маркера - определение количества TLR4-позитивных промежуточных моноцитов в крови пациента, характеризующийся тем, что для вычисления Р - вероятности прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей используют формулу:

Р=1/(1+е^(-а)),

где а=-1,1590+(sex⋅1,0512)-(0,1473⋅smoking)+(0,3747⋅age)+(0,6647⋅mono);

sex - пол: 1 - мужской или 0 – женский;

smoking - статус курения: 1 - есть или 0 - нет;

age - возраст, ((возраст в годах) – 50,41584)/6,47961;

monocytes (mono) - количество TLR4-позитивных промежуточных моноцитов, кл/мкл, (моноциты – 380,495)/166,9361,

и при P более 0,5 прогнозируют прогрессирование атеросклероза артерий нижних конечностей, а при P менее 0,5 прогнозируют отсутствие прогрессирования атеросклероза артерий нижних конечностей.