СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СЕПСИСА ИЛИ ПНЕВМОНИИ У БОЛЬНЫХ ОСТРЫМ МИЕЛОИДНЫМ ЛЕЙКОЗОМ Российский патент 2024 года по МПК G01N33/50 C12Q1/6806 C12Q1/6827 C12Q1/686 C12Q1/6876 C12Q1/6883 G16H50/30 

Изобретение относится к области медицины, в частности, к методам прогнозирования развития сепсиса или пневмонии у больных острым миелоидным лейкозом.

Совершенствование химиотерапевтических (ХТ) протоколов и алгоритмов сопроводительного лечения позволило повысить выживаемость больных острым миелоидным лейкозом (ОМЛ). Несмотря на эти достижения, большинство цитостатических препаратов, широко используемых при индукционной и консолидирующей терапии, помимо противоопухолевого эффекта также вызывают миелосупрессию и развитие гранулоцитопении [1-4], которая является одним из основных факторов, ассоциированных с развитием инфекционных осложнений у больных ОМЛ [1, 4, 5]. У 80% пациентов развивается фебрильная нейтропения, при которой этиологический фактор выявляется менее чем в 50 % случаев [6]. Нейтропения увеличивает риск тяжелых бактериальных инфекций и требует отсрочки применения ХТ лечения и/или снижения его дозы до восстановления числа нейтрофилов, что негативно влияет на общую выживаемость больных [5, 7]. Инфекционные осложнения у пациентов с ОМЛ имеют ряд особенностей, к которым относятся скудные клинические проявления, стремительное развитие и высокая летальность, особенно при неадекватной антимикробной терапии [5]. Основным принципом терапии инфекционных осложнений является эмпирический подход к назначению антимикробных препаратов, когда их применяют при первых признаках инфекции, при лихорадке, до идентификации возбудителей инфекции. В то же время этот принцип назначения антибиотиков является относительным, так как установлено, что у больных ОМЛ частота инфекционных осложнений высока вне зависимости от длительности гранулоцитопении и назначения антимикробной терапии [1, 5].

Согласно имеющимся данным, частота развития госпитальной пневмонии у больных с нейтропенией в онкогематологических отделениях составляет от 16 до 18 случаев на 1000 госпитализированных больных. По данным Российского многоцентрового исследования она встречается в более, чем 40% случаев после первого индукционного курса и у более половины больных, которым проводятся высокодозные курсы ХТ, приводящие к длительной миелосупрессии [8]. Несмотря на постоянное совершенствование методов диагностики, применение высокоэффективных антибактериальных препаратов, уровень смертности от пневмонии у больных ОМЛ и не только, остается высоким при развитии синдрома системного воспалительного ответа [9].

Нередко у больных развивается сепсис и септический шок, приводящие к смерти [4, 6, 10]. Эти состояния, по-прежнему представляет сложную проблему современной медицины, характеризуются неуклонной тенденцией к росту частоты встречаемости, высокой летальностью, большими финансовыми затратами на лечение. При сепсисе воспалительная реакция в ответ на инфекцию, которая в норме носит защитно-приспособительный характер, приобретает генерализованное, неконтролируемое течение, вместо защиты приводит к повреждению собственных тканей и органов, а нередко к летальному исходу [11-14].

Нередко гемобластозы манифестируют гнойно-воспалительными инфекциями кожи, подкожной клетчатки и развиваются в 13-20% случаев в дебюте заболевания и служат первым поводом для обращения за медицинской помощью. Проявления инфицирования тканей у таких пациентов часто атипичны и могут варьировать от небольшого воспалительного инфильтрата до угрожающего жизни септического состояния [15].

Поэтому важно выявлять пациентов с высоким риском тяжелых инфекций и применять индивидуальный подход при их профилактике и лечении [6]. Для развития инфекционных осложнений у больных ОМЛ одним из необходимых условий является наличие факторов риска со стороны макроорганизма. К одному из таких показателей, как указано выше, относится гранулоцитопения, к другим - ее глубина и продолжительность [1], пожилой возраст пациента [1, 6, 9], наличие у него сопутствующих заболеваний, анемии, тромбоцитопении, дисфункции глотания (важно в случаях развития пневмонии), нутритивный статус больного (кахексия, низкий уровень альбумина), наличие периферических или центральных внутривенных катетеров, эффективность иммунного ответа на инфекцию [6, 9, 10, 16].

Синдром системного воспалительного ответа (SIRS), который возникает при тяжелых инфекциях и развитии сепсиса, представляет собой тип цитокинового шторма с аномальной активацией различных цитокинов. SIRS может привести к септическому шоку, синдрому полиорганной дисфункции (MODS) и смерти пациента [14, 17, 18].

Иммунный ответ инициируется при активации врожденного иммунитета после распознавания макрофагами патогенов, их фагоцитирования и секреции медиаторов воспаления. Эффективность ответа зависит от распознавания патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMPs), которые позволяют отличать инфекционные агенты от факторов внутренней среды организма и различать патогены между собой. Распознавание инфекционных агентов осуществляется паттерн-распознающими рецепторами (PRRs, рattern recognition receptors) врожденного иммунитета [4, 6, 9, 10, 17, 19, 20, 21]. Наиболее изученным классом этих рецепторов являются толл-подобные (TLRs), которые определяют бактериальные, вирусные, грибковые молекулярные структуры или нуклеиновые кислоты и запускают системное воспаление [3, 9, 12, 16, 18, 20-22].

Толл-подобные рецепторы относятся к суперсемейству IL-1R/TLR (IL-1 receptor type / Toll-like receptor) и представляют собой трансмемебранные гликопротеины I типа, состоящие из внеклеточного лейцин-содержащего домена LRR (Leucine-Rich Repeat domain) контактирующего с лигандом, коротким трансмембранным участком и внутриклеточного компонента TIR (Toll-interleukin-1 receptor) - домена [11, 12, 16, 17, 20, 22]. Взаимодействие лигандов и этого сигнального комплекса приводит к активации факторов транскрипции NF-κB (nuclear factor kappa B), АР-1 (activator protein 1) и IRF (interferon response factor) -3 и -5 клетки. В результате чего, происходит связывание с промоторными участками генов молекул, активирующих и регулирующих продукцию основных цитокинов воспаления: IL-1β (IL, interleukin, интерлейкин), TNF-α (tumor necrosis factor, фактор некроза опухоли), IL-6, IL-10, TGF-β (transforming growth factor, трансформирующий фактор роста), интерферонов (IFN, interferon) I типа [6, 11-14, 17, 21, 23].

Толл-подобные рецепторы способны индуцировать различные реакции в дендритных клетках, что может влиять на дифференцировку Т-хелперов и тип иммунного ответа. Так, агонисты TLR4 способствуют секреции дендритными клетками Th1-индуцирующих цитокинов, IL-12 и IFN-γ индуцибельного белка (IP10). В отличие от этого, стимуляция TLR2 вызывает высвобождение IL-12 ингибиторного гомодимера p40, и индукцию IL-8, что ведет к развитию Th2-ответа. Другими словами, TLRs на антиген-презентирующих клетках регулируют механизмы не только врожденных, но и адаптивных иммунных реакций, влияют на дифференцировку Т-хелперных клеток, направляя иммунный ответ по клеточному или гуморальному типу в зависимости от характера PAMPs [5, 6, 10, 11, 17, 21, 24].

Цитокины, высвобождаемые иммунокомпетентными клетками, играют важную роль в воспалительном ответе на инфекцию. Первичные провоспалительные цитокины, такие как TNF-a и IL-1, индуцируют вторичные про- и противовоспалительные медиаторы: IL-6 и IL-10. Показано, что генетическая изменчивость этих цитокинов играет большую роль в определении восприимчивости и исхода сепсиса [13, 14, 23]. Индукция генов ответственных за синтез тех или иных медиаторов воспаления не одинаковы [11, 17, 21].

К настоящему времени широко известно, что геномные нарушения приводят не только к возникновению опухолевых клонов при ОМЛ. Определенные аберрации связаны с повреждением генов, ответственных за функционирование иммунной системы, вызывая иммунодефицитное состояние и развитие тяжелых инфекций у больных ОМЛ [1, 4].

Генетическая изменчивость в любом из генов системы распознавания патогенов может частично объяснить индивидуальные различия восприимчивости к инфекциям [4, 5, 9, 17, 19, 24, 25]. Однонуклеотидные замены (SNPs, single nucleotide polymorphism) в генах TLRs и цитокинов могут влиять на транскрипцию, синтез, транспорт, секрецию соответствующих белков, а, следовательно, на восприимчивость к ряду инфекции и их исход [2-5, 9, 11, 16, 17, 20, 22, 25].

Считается, что оценка связи генетического полиморфизма системы распознавания патогенов с инфекциями обещает предоставить новый инструмент для определения прогноза их развития, раннего и агрессивного вмешательства в лечение у лиц с высоким риском инфекций, а также избегать эскалации терапиии развития побочных эффектов при ее использовании у лиц с низким риском инфекционных осложнений [13, 20, 24].

В целом, ассоциация полиморфизма генов иммунного ответа с риском развития пневмонии, сепсиса изучена достаточно широко, однако, до сих пор нет единого мнениях об их взаимоотношениях. Считается, что различия в результатах молекулярно-генетических исследований связаны с различными сроками отбора образцов (при поступлении, на ранней стадии заболевания, в первый день после госпитализации, до начала лечения); субстратами, взятыми на исследование; методиками измерения и анализируемыми популяциями/географическими регионами проживания обследуемых [9, 10, 17, 19].

С риском развития пневмонии изучали связь полиморфизма генов TLR2 и TLR4 [9]. Наличие TLR4 Asp299Ile и TLR4 Thr399Ile у неродственных доноров связано с повышенным риском инвазивного аспергиллеза среди реципиентов трансплантатов гемопоэтических клеток [20].

Другое исследование показало, что распространение генотипов -174G/C гена IL6 аналогично у пациентов с внебольничной пневмонией и в группе здоровых лиц, т.е. этот полиморфизм 174G/C не связан с риском и исходом внебольничной пневмонии [13].

Сепсис - сложный клинический синдром, возникающий в результате системной воспалительной реакции на бактерии и/или бактериальные продукты. Предыдущие исследования показали, что функционирование врожденной иммунной системы является важной частью развития и тяжестью течения сепсиса [10, 18]. TLR и связанные с ними их нижестоящие регуляторы функций иммунных клеток играют решающую роль во врожденном иммунитете как первой линии защиты от патогенных микроорганизмов. При наличии наиболее частых полиморфизмов гена TLR4: Asp299Gly (rs4986790) и TLR4 Thr399Ile (rs4986791) наблюдалось более тяжелое течение сепсиса. Установлено, что мутация Asp299Gly была способна прерывать опосредованную TLR4 передачу сигналов LPS. Возможно, что аллели Asp299Gly и Thr399I1e проявляют косегрегацию [5, 10, 13, 17, 20, 21]. Полиморфизм гена TLR2Arg753Gln (rs5743708) приводил к функциональному дефициту гетеродимеризации TLR2 с TLR6, и, следовательно, к ослаблению активации внутриклеточного сигнального пути. Наличие SNP Arg753Gln в гене TLR2 связано с повышенным риском грамположительных бактериальных и вирусных инфекций (вызванных цитомегаловирусом и вирусом гепатита С), а также с более высокой вероятностью развития сепсиса. Это может частично объясняться неудачной активацией ядерного фактора-κB из-за нарушения распознавания патогена с измененной TLR2-зависимой нисходящей передачей сигнала [5, 10, 13, 17, 18, 21]. Наличие полиморфизма TLR2 Arg753Gln в значительной степени связано с высоким риском грамотрицательного сепсиса у европейцев, грамположительным септическим шоком, но не с повышением смертности [18, 21]. Полиморфизм гена TLR1 (rs5743551), характерный для выраженной гиперреактивности организма при сепсисе с органной дисфункцией, связан с риском летального исхода вследствие острого повреждения легких [19]. При исследовании ассоциации SNP и гаплотипов промотора TNFα с экспрессией гена, оцениваемой по уровню мРНК, с исходом тяжелого сепсиса выявлено тенденция к продукции больше мРНК TNFα в 1 день у пациентов, гомозиготных по аллелю G в положении -308, чем у носителей аллеля А. Кроме того, пациенты, гомозиготные по аллелю А в позиции -308 чаще умирали от тяжелого сепсиса, чем носители аллеля G. При сепсисе наблюдается чрезмерная секреция IL-6, которая тесно коррелирует с его тяжестью, а также повышенным риском возникновения септического шока у таких пациентов. Однако показано, что частота генотипов и аллелей существенно не отличались у пациентов с сепсисом, без такового и у здоровых лиц. Таким образом, средние системные уровни IL-6 у пациентов с сепсисом тесно коррелировали с исходом, но не были связаны с генотипами промотора IL6. Полиморфизм промотора IL6-174G/С не влияет на частоту развития септических состояний. Однако, гомозиготный генотип GG в значительной степени связан с улучшением выживаемости при этом заболевании [13, 14].

Экспрессия провоспалительных медиаторов также является одним из определяющих факторов клинического течения сепсиса. Исследования продемонстрировали множество SNPs, тесно связанных с развитием этого осложнения. Наиболее значимыми среди этих полиморфизмов являются TNFα-308G/A, TNFβ-252G/A, IL1α-899C/T, IL1β-1470C/G, IL1β-511T/C, IL1β-31T/C, IL4-589С/Т, IL6-572G/С, IL8-251А/Т, IL10-1082G/А, IL10-592G/А и IFNγ-874A/T. Показана четкая корреляция между увеличением смертности, связанной с сепсисом и с присутствием мутантных аллелей IL10-592C, IL10-734G, IL10-3367G, а также с однонуклеотидным полиморфизмом IL10-1082G/А. Кроме того, установили, что мутации в генах IL10-819 и TLR2 отражают провоспалительный статус, высокую чувствительность к инфекциям, и, таким образом, может использоваться для прогнозирования, оценки и мониторинга пациентов с сепсисом [14].

SNP в цитоплазматическом домене TLR2 - Pro631His, три полиморфизма: R80T, S248N, S602I в TLR1 с выраженной дисфункцией рецептора TLR1 и снижением цитокинового ответа связаны с высокой частотой воспалительных процессов в коже и подкожной клетчатке [21].

В доступной литературе найдено небольшое число работ, представляющих изучение участия полиморфизма генов PRRs и членов их сигнальных путей, участвующих в иммунных и воспалительных реакциях при развитии инфекций, особенно тяжелого течения, у больных ОМЛ. Так, продемонстрировано, что функционально релевантные полиморфизмы генов TLR2 (Arg753Gln - rs5743708, генотип AG и аллель А) и TLR4 (Asp299Gly - rs4986790, генотип CT и C аллель; Thr399Ile - rs4986791, генотип AG и аллель A) статистически значимо чаще встречались при сепсисе и пневмонии у пациентов с ОМЛ на фоне индукционной ХТ [2, 4, 5, 14, 25].

Исследование у пациентов с ОМЛ показало сильную связь между присутствием полиморфизма гена TLR2 Arg753Gln и повышенной частотой возникновения пневмонии [14].

Рецептор TLR3 отвечает за распознавание вирусной dsRNA в клеточных эндосомах и активация TLR3 ведет к продукции повышенного количества интерферона I типа и гибели инфицированных клеток. SNP в гене TLR3 rs5743305 может привести к сбоям в его работе по распознаванию патогена и значительному увеличению числа клеток, восприимчивых к вирусным инфекциям. Показана значительная статистическая связь между генотипом TLR3 rs5743305 AA и повышенной частотой вирусных инфекций, поэтому в этой группе следует проводить усиленную противовирусную профилактику осложнений, которые могут привести к смерти больного [6].

Интерлейкин-10 является мощным противовоспалительным цитокином, поскольку он подавляет продукцию провоспалительных цитокинов и хемокинов, секретируемых активированными моноцитами, полиморфноядерными лейкоцитами и эозинофилами, предотвращает активацию антигенспецифических Т-клеток, ингибирует экспансию Т-клеток и усиливает высвобождение модулятора воспаления IL-1ra. IL-10 играет роль в патогенезе тяжелого сепсиса. Показано, что уровень ИЛ-10 коррелирует, как с тяжестью, так и с исходом сепсиса. Обнаружили, что у пациентов с тяжелым сепсисом в генотипах значительно чаще встречался аллель дикого типа IL10-1082 по сравнению с контролем. Однако частоты аллелей и генотипическое распределение полиморфизма IL10-1082 не отличалась между выжившими и умершими пациентами. Не найдено существенных различий в распределении генотипов и частоты аллелей полиморфизмов IL10-592 и IL10-819 у больных с тяжелым сепсисом и здоровыми лицами, а также между выжившими и умершими пациентами. Однако в другом исследовании субъекты с генотипами C/T или T/T IL10-819 связаны с более высоким риском прогрессирования тяжелого сепсиса по сравнению с носителями гомозигот С/С. В этой работе не обнаружено различий в сывороточных уровнях IL-10 между субъектами с разными генотипами. У лиц с генотипами IL-10 819C/T или T/T вероятность развития тяжелого сепсиса выше, чем у лиц с обычным гомозиготным генотипом C/С [13].

IL-1β представляет собой мощный провоспалительный цитокин, высвобождаемый макрофагами, участвующими в системном воспалительном ответе. ИЛ-1β способен вызывать симптомы септического шока и рассматривается как первичный медиатор SIRS. Генотипирование у пациентов с тяжелым сепсисом не выявило связи с возникновением или исходом заболевания [13].

Показана статистически значимая ассоциация полиморфизма гена CD14-159C/Т, -1145G/А, -260C/Т с высокой частотой возникновения сепсиса, а также с увеличением его летальности [14].

Понимание иммунопатогенеза тяжелых инфекционных осложнений у больных ОМЛ, поиск новых биомаркеров и стратегий лечения, является актуальной задачей.

Все вышеупомянутые работы, касающиеся прогнозирования развития тяжелых инфекционных осложнений у больных ОМЛ, направлены на изучение влияния отдельных генов образ-распознающих рецепторов и цитокинов, связаны с их экспрессией, без учета структурных особенностей, функциональности и сложных комплексных взаимосвязей компонентов врожденного иммунитета между собой.

Таким образом, практически не представлено работ, касающихся обнаружения мутационного статуса генов-кандидатов предрасположенности к развитию тяжелых инфекционных осложнений у пациентов с ОМЛ на фоне проведения индукционной и консолидирующей терапии.

Принимая во внимание все вышеизложенное, стоит отметить, что прогнозирование возникновения пневмонии и сепсиса у больных ОМЛ при проведении курсов индукционной и консолидационной терапии в настоящее время часто требует индивидуального подхода с применением дополнительных лабораторных, в том числе иммуногенетических исследований, результаты которых адаптированы к специфическим характеристикам инфекционного процесса. Генетические изменения и паттерны мутаций в локусах иммунного ответа не только позволят лучше охарактеризовать прогноз развития ИО, но и могут стать определяющими факторами в эмпирическом подходе к назначению антимикробных препаратов при ОМЛ, что благоприятно скажется на качестве и продолжительности жизни этих пациентов, снизив их частоту и смертность от пневмонии и сепсиса.

Таким образом, предлагаемый способ прогнозирования пневмонии и сепсиса у пациентов с ОМЛ, получающих индукционную и консолидирующую терапию, на основании мультифакториального анализа однонуклеотидного полиморфизма генов иммунного ответа, особенностей гемограммы и биохимического анализа крови не имеет прототипов. Поэтому данный способ обладает критерием «новизна» и по совокупности отличительных действий от аналогов в нем присутствует критерий «существенные отличия».

Технический результат изобретения - разработка способа прогнозирования развития тяжелых инфекционных осложнений у больных острым миелоидным лейкозом.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ включает в себя определение с помощью автоматических гематологических и биохимических анализаторов у больных острым миелоидным лейкозом перед прохождением курса химиотерапии абсолютного содержание лейкоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов, активности лактатдегидрогеназы и концентрации альбумина в периферической крови, а также определение мутационного статуса регуляторных SNPs в генах TLR3, IL1β, IL2, IL10 и CD14 в три этапа методом полимеразной цепной реакции с аллель-специфичными праймерами и с электрофоретической детекцией продуктов реакции в 3 % агарозном геле;

затем, на основании полученных генотипов определяют принадлежность пациента к одному из двух кластеров, отражающих восприимчивость к развитию тяжелых инфекционных осложнений, с помощью расчета манхэттэновской дистанции по количеству минорных аллелей в локусе от генотипов TLR3 1234СС x IL1β-511TC x IL1β-1473GG x IL2-330TG x IL10-1082GA x CD14-159CC и TLR3 1234СG x IL1β-511TC x IL1β-1473GC x IL2-330TG x IL10-1082GA x CD14-159CT, при большей близости первой точки, определяется принадлежность к первому кластеру, при большей близости второй - ко второму;

после этого, с помощью абсолютного количества лейкоцитов, нейтрофилов, тромбоцитов, активности лактатдегидрогена, концентрации альбумина и принадлежности к кластеру рассчитывают с использованием модели градиентного бустинга вероятность развития сепсиса и пневмонии, при вероятности менее 0,5 определяется низкий риск развития сепсиса и пневмонии, более 0,5 - высокий риск.

Способ осуществляется следующим образом. При госпитализации в стационар с диагнозом ОМЛ для осуществления химиотерапии (ХТ) и при возникновении тяжелых инфекционных осложнений на фоне курсов индукционной и консолидационной терапии у больных проводили взятие венозной крови в объеме 10 мл (4 мл в вакуумную пластиковую (полиэтилентерфталат) пробирку, содержащую 7,2 мг К₂ЭДТА для общеклинического анализа крови, 2 мл - с 3,6 мг К₂ЭДТА для молекулярно-генетических исследований и 4 мл - с активатором свертывания (диоксид кремния, кремнезём, SiO₂) и инертным олефиновым разделительным гелем (олефинолигомер) для биохимического анализа).

Общий клинический и биохимический анализы крови осуществляли с использованием автоматических анализаторов "Sysmex ХТ-4000i" ("Sysmex Corporation", Япония) и "Roche Cobas c 311" ("Roche Diagnostics GmbH", Германия) соответственно.

Молекулярно-генетическое исследование проводили согласно инструкции производителя к комплекту реагентов "SNP-экспресс" (НПФ "Литех", г. Москва) для выявления 6 полиморфизмов 5 генов TLR3, IL1β, IL2, IL10 и CD14 в три этапа методом полимеразной цепной реакции с аллель-специфичными праймерами на амплификаторе "Терцик" (ООО "ДНК технология", г. Москва) и с электрофоретической детекцией продуктов реакции в 3% агарозном геле. Материалом для генотипирования SNPs служила тотальная ДНК, выделенная из аспиратов костного мозга с использованием набора реагентов "АмплиТест РИБО-преп" (ФБГУ "ЦСП" ФМБА России, г. Москва).

Разработанный способ прогнозирования развития тяжелых инфекционных осложнений оценен у 83 пациентов острым миелоидным лейкозом, прошедших 376 курсов химиотерапии в клинике ФГБУН КНИИГиПК ФМБА России в 2019 - 2022 гг. Обследовано 40 (48,2%) женщин и 43 (51,8%) мужчин. Медиана возраста больных в дебюте заболевания составила 58 лет (диапазон колебаний: 18-74 года). Сепсис и пневмония наблюдались у 48 (57,8%) пациентов.

Поставленная задача представляет собой решение проблемы стратификациии пациентов на группы высокого и низкого риска возникновения сепсиса и пневмонии с помощью выбранных предикторов.

Способ прогнозирования сформирован с помощью ансамблевого алгоритма машинного обучения eXtreme Gradient Boosting на основе деревьев классификации, описанный в работе (XGBoost: A Scalable Tree Boosting System. / Tianqi Chen, Carlos Guestrin. // In Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD '16). Association for Computing Machinery, 2016. New York, NY, USA, 785- 794. https://doi.org/10.1145/2939672.2939785). Конечная модель представляет из себя набор слабых регрессоров. Общая последовательность действий включает построение простого регрессионного дерева, определение его ошибок и построение следующего дерева, минимизирующего ошибки первого, затем, строится еще одно дерево, минимизирующее ошибки второго и т.д. Алгоритм завершает работу, когда из ошибок одной из итераций невозможно выделить паттерн, либо при достижении максимально допустимой глубины. С помощью такой последовательности действий достигается высокая точность построенной модели. Общей целью алгоритма является минимизация следующей функции

При прохождении итерации t целью является минимизация функции

где

Модель строится на ретроспективно собранной базе данных, содержащей вышеперечисленные предикторы, информацию о развившихся инфекционных осложнениях с целью формирования заключения о вероятности развития тяжелой инфекции у конкретного пациента.

Клинические и лабораторные предикторы отбирались на основании наибольшей информативности при построении модели. Генетические предикторы отбирались на основании однофакторной логистической регрессии с порогом p<0,1 с последующей процедурой кластеризации на 2 кластера алгоритмом C-means с манхэттэновской дистанцией. Частота развития тяжелых инфекционных осложнений различалась между кластерами (46,3% против 86,7%, p<0,01).

Принадлежность к кластеру отражает индивидуальную восприимчивость пациента с ОМЛ к развитию тяжелых инфекционных заболеваний.

Исходные данные разделялись на обучающую и тестовую выборку в соотношении 80% к 20%, соответственно. Модель обучалась со следующими параметрами: максимальная глубина дерева = 3, кривая обучения = 0,3, максимальное количество итераций 50.

В итоге получена модель, включающая активность лактатдегидрогеназы, содержание альбумина в крови, абсолютное число тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов, генотипы локусов TLR3 1234C>G, IL1β-511C>T, -1473G>C, IL2-330G>T, IL10-1082G>A и CD14-159С>T.

Способ прогнозирования развития сепсиса и пневмонии у больных ОМЛ, получающих индукционную и консолидационную терапию, обладает точностью 91%, чувствительностью 79%, специфичностью 97% при пороге вероятности 0,5. Указанная модель имеет кaппа-коэффициент 0,308, максимальную глубину дерева - 3, количество бустинговых итераций 50.

Выбранные предикторы позволяют качественно и количественно охарактеризовать функционирование иммунной системы пациента, его предрасположенность к возникновению тяжелых инфекционных осложнений и патогенетически обоснованы.

Таким образом, достигаемым с помощью изобретения техническим результатом, является разработка способа, позволяющего при поступлении пациента с ОМЛ в стационар для осуществления индукционного и консолидационного лечения, при прогнозировании развития тяжелых инфекционных осложнений принимать информированное врачебное решение, обладающего высокой точностью.

Предлагаемый способ позволяет врачу-гематологу без специализированных знаний в области статистики и машинного обучения использовать модель в практической деятельности с целью прогнозирования развития тяжелых инфекционных осложнений у больных ОМЛ на фоне индукционной и консолидационной терапии.

Пример 1. Больная А. 1956 года рождения. Поступила впервые 14.03.2022 г. в клинику ФГБУН КНИИГиПК ФМБА России. Установлен диагноз - острый миеломоноцитарный лейкоз, М4 вариант, впервые выявленный, острый период. Рекомендовано проведение ХТ, включающей азацитидин, митоксантрон и цитозар. При поступлении: гемоглобин 70 г/л, число лейкоцитов 12,8x10⁹/л, нейтрофилов 0,24x10⁹/л, эритроцитов 2,0x10¹²/л, тромбоцитов 83x10⁹/л, содержание альбумина 43,7 г/л, активность лактатдегидрогеназы 449 Ед/л. Определен генотип: TLR3 1234СС x IL1β-511TC x IL1β-1473GC x IL2-330TG x IL10-1082GA x CD14-159CT. При прогнозировании с помощью полученной модели определен высокий риск развития сепсиса и пневмонии. При проведении курса индукционной терапии ХТ прервана на 15 сутки в связи с развитием фебрильной нейтропении. Несмотря на проведение антибактериальной терапии на 21 сутки на фоне фебрильной нейтропении в крови микробиологически выделены Klebsiella pneumoniae и Staphylococcus hominis. Диагностировано развитие сепсиса.

Больной В. 1954 года рождения. В январе 2019 г. установлен диагноз - острый миеломоноцитарный лейкоз, М4 вариант, трисомия 13 хромосомы, высокий риск. При поступлении в общем анализе крови: лейкоцитов 3,71x10⁹/л, эритроцитов 2,9x10¹²/л, нейтрофилов 2,03x10⁹/л, тромбоцитов 275x10⁹/л, показатель гемоглобина 89 г/л. В биохимическом анализе крови концентрация альбумина 46,2 г/л, активность лактатдегидрогеназы 238 Ед/л. При генотипировании установлен генотип: TLR3 1234CC x IL1β-511TT x IL1β-1473GG x IL2-330TT x IL10-1082AA x CD14-159TT. Вероятность развития тяжелых инфекций согласно полученной модели определена как низкая. За весь период наблюдения и лечения больного таковых осложнений не наблюдалось.

Пациент К. 1970 года рождения. Диагноз Острый миелоидный лейкоз М-0 вариант. Ранний костно-мозговой рецидив-1 от 01.21г., острый период. Поступил в клинику для прохождения химиотерапии. При поступлении в общем анализе крови: лейкоцитов 2,48х10⁹/л, эритроцитов 3,63x10¹²/л, нейтрофилов 0,22x10⁹/л, тромбоцитов 39x10⁹, концентрация гемоглобина 130 г/л, концентрация альбумина 49 г/л, активность лактатдегидрогеназы 280 Ед/л. Определен генотип TLR3 1234CC x IL1β-511TС x IL1β-1473GG x IL2-330TT x IL10-1082AA x CD14-159СС. Вероятность развития сепсиса и пневмонии согласно модели определена как высокая. На 24 сутки госпитализации по результатам компьютерной томографии диагностировано развитие пневмонии, предположительно грибковой этиологии. Список литературы

1. Инфекционные осложнения у больных острыми лейкозами в зависимости от длительности гранулоцитопении / В.А. Охмат, Г.А. Клясова, Е.Н. Паровичникова, В.Н. Двирнык, В.В. Троицкая, Е.О. Грибанова, В.Г. Савченко // Онкогематология. - 2018. - Т. 13, № 3. - С. 55- 62. doi: 10.17650/1818-8346-2018-13-3-55-62.

2. Polymorphisms of Dectin-1 and TLR2 predispose to invasive fungal disease in patients with acute myeloid leukemia / M. Fischer, B. Spies-Weisshart, K. Schrenk, B. Gruhn, S. Wittig, A. Glaser, A. Hochhaus, S. Scholl, U. Schnetzke // PLoS ONE. - 2016. - Vol. 11, №3. - P. e0150632. doi: 10.1371/journal.pone.0150632.

3. Genetic sequence variants in TLR4, MBL or IL-1 receptor antagonist is not associated to increased risk for febrile neutropenia in children with ALL / M. Wahlund, M.L. Appell, I.H. Myrberg, A. Berggren, A. Nilsson // Children. - 2020. -Vol. 7. - P. 296. doi: 10.3390/children7120296.

4. Clinical implication of Toll-like receptors (TLR2 and TLR4) in acute myeloid leukemia patients / S. Aref, A.S.A. Elmaksoud, S.A. Elaziz, M. Mabed, M. Ayed // Asian Pac. J. Cancer. Prev. - 2020. - Vol. 21, № 11. - P. 3177-3183. doi: 10.31557/APJCP.2020.21.11.3177.

5. Перианальные инфекционные поражения, как проявления гемобластоза и апластической анемии / С.В. Штыркова, С.Р. Карагюлян, Э.Г. Гемджян, К.И. Данишян // Колопроктология. - 2019. - Т. 18, № 4 (70). - С. 116-129.

6. Polymorphisms in the genes coding for TLRs, NLRs and RLRs are associated with clinical parameters of patients with acute myeloid leukemia / K. Wicherska-Pawłowska, K. Bogunia-Kubik, B. Kuszczak, , M. Dratwa, B. Jazwiec, T. Wróbel, J. Rybka // Int. J. Mol.Sci. - 2022. - Vol. 23. - P. 9593. https://doi.org/10.3390/ijms23179593.

7. Association of polymorphisms in the TLR4 gene with the risk of developing neutropeniain children with leukemia / K.G.E. Miedema, E.M. te Poele, W.J.E. Tissing, D.S. Postma, G.H. Koppelman, A.P. de Pagter, W.A. Kamps, B.Z. Alizadeh, H.M. Boezen, E.S.J.M. de Bont // Leukemia. - 2011. - Vol. 25. - P. 995- 1000. doi: 10.1038/leu.2011.27.

8. Торопова И.Ю. Клинический мониторинг инфекционных осложнений у больных гемобластозами на фоне программной химиотерапии: дисс. ... канд. мед. наук. М., 2015. - 89 с.

9. Риск развития пневмонии и полиморфизм генов TLR2 и TLR4: мета-анализ / С.В. Смирнова, Л.Е. Сальникова // Общая реаниматология. - 2015. - Т. 11, №6. - С. 6-18. doi:10.15360/1813-9779-2015-6-6-18.

10. Investigation of TLR2 and TLR4 polymorphisms and sepsis susceptibility: computational and experimental approaches / M.Y. Behairy, A.A. Abdelrahman, E.A. Toraih, E.E.A. Ibrahim, M.M. Azab, A.A. Sayed, H.R. Hashem // Int. J. Mol.Sci. - 2022. - Vol. 23. - P. 10982. https://doi.org/10.3390/ijms231810982.

11. Клиническая значимость экспрессии TLR2, TLR4 на клетках миелоидного ряда и сывороточного уровня цитокинов у пациентов с сепсисом / В.А. Лазанович, Е.В. Маркелова, А.В. Караулов // Иммунопатология, аллергология, инфектология. - 2015. - №2. - С. 71-76. doi: 10.14427/jipai.2015.2.71.

12. The expression of Toll-like receptors and development of severe sepsis in patients with acute myeloid leukemias after induction chemotherapy / J. Rybka, A. Butrym, T. Wrobel, B. Jazwiec, E. Stefanko, O. Dobrzyn'ka, R. Poreba, K. Kuliczkowski // Med. Oncol. - 2014. - Vol. 31. - P. 319. doi: 10.1007/s12032-014-0319-7.

13. Contribution of genes polymorphism to susceptibility and outcome of sepsis / H. Tumangger, K.F. Jamil // The Egyptian Journal of Medical Human Genetics. - 2010. - Vol. 11. - P. 97-103. doi: 10.1016/j.ejmhg.2010.10.001.

14. Early prediction of sepsis incidence in critically ill patients using specific genetic polymorphisms / V.L. David, M.F. Ercisli, A.F. Rogobete, E.S. Boia, R. Horhat, R. Nitu, M.M. Diaconu, L. Pirtea, I. Ciuca, D. Horhat, F.G. Horhat, M. Licker, S.E. Popovici, S. Tanasescu, C. Tataru // Biochem. Genet. - 2017. - Vol. 55. - P. 193- 203. doi: 10.1007/s10528-016-9785-2.

15. Polymorphisms of Toll-like receptors (TLR2 and TLR4) are associated with the risk of infectious complications in acute myeloid leukemia / U. Schnetzke, B. Spies-Weisshart, O. Yomade, M. Fischer, T. Rachow, K. Schrenk, A. Glaser, M. von Lilienfeld-Toal, A. Hochhaus, S. Scholl // Genes Immun. - 2015. -Vol. 16, №1. - P. 83-88. doi: 10.1038/gene.2014.67.

16. Dectin-1 rs3901533 and rs7309123 polymorphisms increase susceptibility to pulmonary invasive fungal disease in patients with acute myeloid leukemia from a Chinese Han population / M. Chen, R. Hu, X. Jiang, Y. Wu, Z. He, J. Chen, L. Zhan // Current Medical Science. - 2019. - Vol. 39, № 6. - P.906-912. doi: 10.1007/s11596-019-2122-3.

17. Research Influence of genetic variations in TLR4 and TIRAP/Mal on the course of sepsis and pneumonia and cytokine release: an observational study in three cohorts / O. Kumpf, E.J. Giamarellos-Bourboulis, A. Koch, L. Hamann, M. Mouktaroudi, D.-Y. Oh, E. Latz, E. Lorenz, D.A. Schwartz, B. Ferwerda, C. Routsi, C. Skalioti, B.-J. Kullberg, J.W.M. van der Meer, P.M. Schlag, M.G. Netea, K. Zacharowski, R.R. Schumann // Critical Care. - 2010. - Vol. 14. - P. R103. http://ccforum.com/content/14/3/R103.

18. Association between the TLR2 Arg753Glnpolymorphism and the risk of sepsis: a meta-analysis / J. Gao, A. Zhang, X. Wang, Z. Li, J. Yang, L. Zeng, W. Gu, J. Jiang // Critical Care. - 2015. - Vol. 19. - P. 416. doi: 10.1186/s13054-015-1130-3.

19. Variation in the TLR10/TLR1/TLR6 locus is the major genetic determinant of inter-individual difference in TLR1/2-mediated responses / C. Mikacenic, A.P. Reiner, T.D. Holden, D.A. Nickerson, M.M. Wurfel // Genes Immun. - 2013. - Vol. 14, №1. - P. 52- 57. doi:10.1038/gene.2012.53.

20. Single nucleotide polymorphisms of Toll-like receptors and susceptibility to infectious diseases / C. Skevaki, M. Pararas, K. Kostelidou, A. Tsakris, J.G. Routsias // Clinical and Experimental Immunology. - 2015. - Vol. 180. - P. 165- 177. doi:10.1111/cei.12578.

21. Association of TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, and TIRAP polymorphisms with disease susceptibility / M. Noreen, M. Arshad // Immunol. Res.- 2015. - Vol. 62. - P. 234- 252. doi: 10.1007/s12026-015-8640-6.

22. Relevance of single-nucleotide polymorphisms in human TLR genes to infectious and inflammatory diseases and cancer / A. Trejo-de la O, P. Hernandez-Sancen, C. Maldonado-Bernal // Genes and Immunity. - 2014. - Vol. 15. - P. 199- 209. doi: 10.1038/gene.2014.10.

23. The interleukin-1 (IL-1) superfamily cytokines and their single nucleotide polymorphisms (SNPs) / P. Behzadi, A.S. Sameer, S. Nissar, M.Z. Banday, M. Gajdács, H.A. García-Perdomo, K. Akhtar, M. Pinheiro, P. Magnusson, M. Sarshar, C. Ambrosi // Journal of Immunology Research. - 2022. - Vol. 2022. - P. 2054431. https://doi.org/10.1155/2022/2054431.

24. Incorporating the detection of single nucleotide polymorphisms associated with invasive aspergillosis into the clinic / P.L. White, J.S. Price // Front. Cell. Infect. Microbiol. - 2022. - Vol. 12. - P. 860779. doi: 10.3389/fcimb.2022.860779.

25. Allelic variants of immune response genes in children with infectious complications during the treatment of acute leukemia / M.A. Avdonina, I.S. Abramov, Y.I. Ammour, T.V. Nasedkina // Molecular Biology. - 2017. - Vol. 51, № 2 - P. 263- 268. doi: 10.1134/S0026893317020042.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкогематологии, и может быть использовано для прогнозирования риска развития сепсиса или пневмонии у больных острым миелоидным лейкозом. С помощью автоматических гематологических и биохимических анализаторов перед прохождением курса химиотерапии у больных острым миелоидным лейкозом определяют абсолютное содержание лейкоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов, активность лактатдегидрогеназы и концентрацию альбумина в периферической крови. Методом полимеразной цепной реакции определяют полиморфизмы генов TLR3 C1234G, ILlβ Т-511С, ILlβ G-1473C, IL2 T-330G, IL10 G-1082A, CD14 C159T. Полученные значения вносят в модель градиентного бустинга, которая формирует индивидуальный прогноз развития сепсиса или пневмонии. При вероятности менее 0,5 определяют низкий риск развития сепсиса или пневмонии, при более 0,5 определяют высокий риск развития сепсиса или пневмонии. Способ обеспечивает возможность прогнозирования развития тяжелых инфекционных осложнений у больных острым миелоидным лейкозом за счет мультифакторного анализа однонуклеотидных полиморфизмов генов иммунного ответа, особенностей гемограммы и биохимического анализа крови. 3 пр.

Способ прогнозирования риска развития сепсиса или пневмонии у больных острым миелоидным лейкозом, включающий определение с помощью автоматических гематологических и биохимических анализаторов перед прохождением курса химиотерапии у больных острым миелоидным лейкозом абсолютного содержания лейкоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов, активности лактатдегидрогеназы и концентрации альбумина в периферической крови, также определяют мутационный статус регуляторных SNPs в генах TLR3, IL1β, IL2, IL10 и CD14 методом полимеразной цепной реакции с аллель-специфичными праймерами и с электрофоретической детекцией продуктов реакции в 3% агарозном геле,

затем на основании полученных генотипов определяют принадлежность пациента к одному из двух кластеров, отражающих восприимчивость к развитию тяжелых инфекционных осложнений, с помощью расчета манхэттенской дистанции по количеству минорных аллелей в локусе от генотипов TLR3 1234СС x IL1β-511TC x IL1β-1473GG x IL2-330TG x IL10-1082GA x CD14-159CC и TLR3 1234СG x IL1β-511TC x IL1β-1473GC x IL2-330TG x IL10-1082GA x CD14-159CT, при большей близости первой точки определяется принадлежность к первому кластеру, при большей близости второй определяется принадлежность ко второму кластеру,

после этого с помощью модели градиентного бустинга рассчитывают вероятность развития сепсиса или пневмонии, при вероятности менее 0,5 определяется низкий риск развития сепсиса или пневмонии, более 0,5 определяется высокий риск развития сепсиса или пневмонии.