СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ФИБРОЗА ПЕЧЕНИ У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА С ПОМОЩЬЮ ИНДЕКСА APRI

Изобретение относится к медицине, к актуальной проблеме современного здравоохранения, разделу педиатрии. Изобретение может быть использовано педиатрами, инфекционистами, гастроэнтерологами, детскими хирургами, неонатологами при оценке тяжести поражения гепато-билиарной системы у младенцев и детей раннего возраста и степени выраженности фиброза печени путем применения неинвазивного метода обследования. С помощью индекса APRI (соотношения фермента аспартатаминотрансферазы (АсАТ) к количеству тромбоцитов (Рl), определяемых в тот же период времени) можно выявлять прогрессирование тяжести заболевания, прогнозировать исходы, своевременно проводить адекватную лечебную тактику и контролировать результаты лечения.

Фиброз печени, как следствие хронического повреждения, может дебютировать не только у взрослых, но и у детей под влиянием разнообразных этиологических факторов [1, 2, 3, 4]. Мостовидный фиброз и регенерационные узлы считаются ярким проявлением этого процесса, где конечной стадией является цирроз. При циррозе печени молекулярный состав фиброзной ткани является уникальным, независимо от этиологии. Функции печени снижаются по мере того, как внеклеточный матрикс оседает в субэндотелиальном пространстве. Несмотря на наличие цирроза печени до 40% пациентов не имеют симптомов в течение многих лет. В этих случаях биопсия печени является наиболее надежным диагностическим методом. Оценка фиброза печени при хроническом заболевании печени имеет двойную цель: лечение и прогноз, что позволяет более точно определить степень терапевтического вмешательства и наблюдать прогрессирование фиброза. Известно, что фиброз в продвинутой стадии является предиктором отсутствия ответа на лечение. Наличие инфекции увеличивает вероятность хронического течения болезни с развитием фиброза либо цирроза печени. В настоящее время для определения стадии фиброза доступны различные способы диагностики. Эти методы определения стадии фиброза являются одномоментными и не отражают динамики процесса фиброзирования печени. Среди таких способов гепатобиопсия является «золотым стандартом» диагностики повреждения структуры печени. Процедура инвазивна, имеется множество ограничений в ее проведении, высока вероятность неблагоприятных последствий. Наиболее известные недостатки гепатобиопсии: боль, кровотечение, смерть, которая наступает в одном из 10000-12000 случаев манипуляций. Гистологический индекс склероза (ГИС) или фиброз оценивают по шкале Desmet: 1 степень (F1) - слабый, 2 степень (F2) - умеренный, 3 степень (F3) - тяжелый, 4 степень (F4) - цирроз печени.

В современных условиях ведутся поиски неинвазивных методов диагностики, которые могут иметь наиболее высокие перспективы быть общепризнанными, это: позитронно-эмиссионная томография, УЗИ и магнитно-резонансная томография. Было показано, что новый метод - эластография (FibroScan) может быть полезным для оценки фиброза печени у больных хроническими заболеваниями печени [1, 3]. Однако высокие затраты и ранний возраст ограничивают широкое применение этой технологии, где методы могут иметь низкую диагностическую ценность.

Также следует рассмотреть другие неинвазивные методы, как сывороточные маркеры [2, 4]. Среди них определяют ферменты, которые регулируют синтез и деградацию внеклеточного матрикса, а также продукты его деградации. Ни один из этих маркеров не является специфичным для печени и чувствительным для диагностики различных стадий фиброза. Анализы этих ферментов не настолько легко выполнимы, чтобы можно было проводить их в рутинной клинической практике, и тем более у детей раннего возраста. Сочетание сывороточных маркеров позволило рассматривать сложные показатели, такие как Фибротест у взрослых пациентов, который включает в себя определение комплекса показателей: α2-макроглобулина, α2-глобулина (гаптоглобин), γ-глутамил-транспептидазы (ГТТП), γ-глобулина, общего билирубина и аполипопротеина А1. Этот диагностический блок имеет хорошую корреляцию со стадией фиброза печени у взрослых, больных ХГС и пр. [2]. Однако сложный и дорогостоящий анализ ограничивает его использование в нашей стране, нет данных об эффективности применения данного метода у младенцев и детей раннего возраста (до трех лет жизни). Определение уровня гиалуроновой кислоты, коллагена 4, матриксных металлопротеиназ и пр. в настоящее время представляет научный интерес и не может применяться в практике здравоохранения.

Задачей изобретения является разработка способа определения выраженности проявления фиброза печени у детей раннего возраста с помощью неинвазивного диагностического теста.

Для оценки степени фиброза печени у взрослых пациентов, страдающих в частности ХГС, был разработан диагностический индекс, не требующий высоких и дорогостоящих технологий обследования, проведения биопсии больному, не выказывающего желания ее проводить. Речь идет о применении обычных доступных лабораторных анализов с вычислением соотношения фермента аспартатаминотрансферазы (АсАТ) к количеству тромбоцитов (Рl), определяемых в тот же период времени - индекса АРМ [5]. В исследованиях было показано, что для мостовидного фиброза и цирроза печени предлагаемые предельные значения индекса APRI находятся в интервале 1,5 и 2,0 соответственно, а статистически площадь под кривой операционной характеристики (ROC-кривая) составляет 0,80 и 0,89.

Технический результат заключается в том, что заявляемый способ в отличие от ближайшего аналога позволяет вычислять индекс АРМ у детей раннего возраста, с помощью которого можно неинвазивным способом без проведения биопсии печени максимально точно, доступно и недорого мониторировать прогрессирование фиброза, прогнозировать исходы, своевременно назначать лечение и контролировать результаты терапии.

Сущность способа оценки выраженности фиброза печени у детей раннего возраста с помощью индекса АРМ состоит в том, что у обследуемого ребенка утром натощак из периферической вены берут кровь с целью определения уровня фермента АсАТ и количества тромбоцитов. Далее вычисляют индекс APRI по формуле (1), при этом уже известен показатель верхнего нормального значения АсАТ у детей раннего возраста, который составляет 43,88 ед/л. В клинических исследованиях методом дискриминантного анализа было установлено, что показатель индекса APRI достоверно коррелирует с высокой степенью фиброза (F3) у детей первого года жизни, которым была проведена гепатобиопсия под наркозом, которая расценивается как диагностическое оперативное вмешательство. Было установлено также, что показатель индекса APRI у младенцев с циррозом печени (F4) принимал достоверно высокие значения более 2,0, точнее 2,45 (95% ДИ: 2,15-2,75). У детей же без цирроза печени индекс APRI составил 1,24 (95% ДИ: 1,03-1,45), т.е. имел значения менее 1,5.

Таким образом, малоинвазивным и общедоступным методом забора крови для анализов с последующим вычислением показателя индекса APRI у детей раннего возраста можно прогнозировать и мониторировать выраженность прогрессирования фиброза печени до стадии цирроза, избегая проведения чрезкожной пункционной биопсии печени у младенцев.

На Фиг. 1 представлен сравнительный анализ распределения фиброза в группах (* - критерий р<0,05).

На Фиг. 2 представлены степень фиброза и индекс APRI у детей с циррозом печени и при отсутствии цирроза печени (* - критерий р<0,05).

Изобретение осуществляется следующим образом [5]. Расчет индекса APRI производят по следующей формуле (1):

, где

APRI - индекс соотношения АсАТ к количеству тромбоцитов.

AST level - уровень АсАТ обследуемого.

ULN - верхний нормальный уровень АсАТ (43,88 ед/л).

Platelet counst - количество тромбоцитов обследуемого.

В нашем исследовании показатель верхнего нормального уровня АсАТ вычисляли в результате следующих наблюдений: у детей контрольной группы на первом году жизни проводили мониторинг уровня АсАТ и тромбоцитов до двух и после шести месяцев. Для определения максимально нормального уровня АсАТ делали следующие вычисления.

Шаг первый. Определили сумму среднего значения АсАТ (М) и его стандартного отклонения (σ) у детей контрольной группы:

Шаг второй. Вычислили 75% уровень МКИ для показателя АсАТ:

Шаг третий. Определили сумму среднего значения (М) и 95%ДИ:

Шаг четвертый. Верхний нормальный уровень АсАТ был определен как среднее значение от суммы показателей:

Клинико-морфологические исследования и сопоставления были проведены у 55 детей в возрасте от трех до четырнадцати месяцев жизни, проходивших обследование и лечение в отделении детей раннего возраста. Критерием отбора пациентов для хирургического вмешательства стали случаи неонатального криптогенного гепатита у младенцев с клиническими маркерами холестической желтухи и ахолии, врожденных гепатитов В, С, герпесвирусных инфекций с риском формирования хронического гепатита, атрезии желчевыводящих путей и цирроза печени (ЦП). В гистологическом заключении использовали полуколичественную оценку степени активности по Knodell и фиброза по Desmet [6, 7]. Пункционную биопсию печени сделали 15 младенцам с криптогенными гепатитами (КГ) - группа 0, 15 детям с врожденными вирусными гепатитами (ВГ) - группа 2, 25 больным герпесвирусными гепатитами (ГГ) - группа 3. Мальчиков наблюдали соответственно в 66,7% (10 из 15), 46,7% (7 из 15) и 56,0% (14 из 25) случаев, р>0,05.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Excel, Statistica 6,0, Квазар. Пакет прикладных программ по прогнозированию на базе стандартных методов распознавания образов «Квазар» был создан профессором Вл. Д. Мазуровым с соавторами УрО РАН и зарегистрирован в государственном фонде алгоритмов и программ РФФИ в 1983 г., № П-006903. С помощью критериев Шапиро-Уилка и Колмогорова-Смирнова определяли распределение переменных по признаку нормальности. Применяли методы описательной статистики с вычислением медианы (Me), межквартильного интервала (МКИ), среднего арифметического (М), стандартного отклонения (σ), ошибки среднего (m) и 95% доверительного интервала (95% ДИ). Сравнительный анализ качественных и количественных признаков в двух независимых группах проводили с помощью критерия хи-квадрат (χ²) с поправкой Иейтса и двухвыборочного t-критерия соответственно, в случае ненормального распределения применяли непараметрический критерий Манна-Уитни (U). Применяли метод комитетов линейных неравенств (консилиумов). Проверка гипотезы в исследовании проходила через определение нулевой и альтернативной гипотез, различия считались достоверными при р<0,05.

По результатам гепатобиопсии нарушения долькового строения печени легкой степени достоверно чаще выявляли в группе ВГ 80,0%, где р_0-2=0,025 и Р_2-3=0,000. Преимущественно умеренная степень нарушения долькового строения печени была установлена у детей с КГ и ГГ, она составила соответственно 2,0 (1,0; 2,0) и 2,0 (2,0; 3,0) балла в сравнении с ВГ 1,0 (1,0; 1,0), где р_0-2=0,008 и р_2-3=0,000. У больных врожденным гепатитом В и С не зарегистрирован ни один случай тяжелого нарушения долькового строения печени, что отличает их от группы КГ и ГГ. Слабый фиброз (F1) достоверно чаще выявляли при ВГ в 66,7% случаев, чем при КГ 33,3% и ГГ 32,0% (р=0,023). Фиброз был выраженным (F3) при КГ 2,0 (1,0; 3,0) и ГГ 3,0 (1,0; 3,0) в сравнении с ВГ 1,0 (1,0; 2,0) степени, р_0-2=0,003 и р_3-2=0,004. Цирроз печени (F4) на первом году жизни по материалам гепатобиопсии был выявлен при КГ - 1 случай из 15, при ГГ - 2 из 25 (Фиг. 1).

В совокупности умеренный фиброз (F1-F2) отмечали при ВГ - 100,0% случаев, соответственно при КГ - 53,3%, ГГ - 44,0%. Выраженный фиброз (F3-F4) наблюдали исключительно у пациентов группы 0 и группы 3, р_0-2=0,006 и Р_3-2<0,000.

Нами был проведен сравнительный анализ течения гепатитов у 11 детей первого года жизни с исходом в цирроз печени (ЦП+) и 44 детей без исхода в цирроз печени (ЦП-) с целью определения у младенцев прогностических клинико-морфологических и этиологических маркеров трансформации гепатитов в цирроз печени. За период наблюдения с 2005 по 2013 годы были отмечены неблагополучные исходы, как цирроз печени и летальность, обусловленная печеночной недостаточностью: при герпесвирусном гепатите CMV- и EBV-этиологии - 2,2% случаев, криптогенном гепатите - 0,3%. Двум детям с циррозом цитомегаловирусной этиологии была проведена трансплантация печени от доноров по родственной линии в ФГУ «НИИ трансплантологии и искусственных органов Росмедтехнологий» имени В.И. Шумакова. У одного ребенка ЦП был диагностирован на первом году жизни без летального исхода.

Степень нарушения долькового строения печени в группе цирроза печени (ЦП+) достигла 3,00 (95% ДИ: 2,25-3,75), в группе без цирроза (ЦП-) - 1,58 (1,34; 1,82) балла, р<0,000 (Фиг. 2).

Первая степень нарушения долькового строения печени была в группе ЦП - у 46,5% детей (р=0,004), четвертая степень - в группе ЦП+ у 54,5% пациентов (р<0,000). При этом индекс APRI у больных с ЦП+ был высоким 2,45 (95% ДИ: 2,15-2,75); у детей без ЦП - показатель APRI составил 1,24 (1,03; 1,45), где р=0,020.

При выборе отличительных клинико-морфологических признаков, характерных для каждой нозологической формы гепатита у детей раннего возраста, и с целью выявления корреляционных связей был использован метод дискриминантного анализа.

Приоритетные признаки, определяющие клинико-морфологические взаимосвязи в группе вирусных либо не вирусных гепатитов

Уровень значимости (р) отличий группы 2 (вирусных гепатитов) от групп 3-0 (не вирусных гепатитов) по совокупности клинико-морфологических признаков (Xi): Y2, Y17, Y45, Y46, Y48, Y57_1, Y82_3 составил р=0,0008. Коэффициенты относительной информативности (Ki) дискриминантной функции по расчетам были равны:

Коэффициенты решающего правила (Ai) прогноза исхода по расчетам

составили:

CONSTANT=1,92037

Алгоритм идентификации рассчитывали по формуле (2):

, где

при D>0 пациент принадлежит группе 2 (вирусных гепатитов), если D<0 - к группе 3 или 0 (не вирусных гепатитов). Чувствительность алгоритма либо вероятность правильной идентификации элементов группы 2 составила 91,7%. Специфичность или вероятность правильной идентификации элементов групп 3-0 - 86,1%. Эффективность - 87,5%.

Определение степени тяжести гепатита по совокупности приоритетных клинико-морфологических признаков

Вводная информация: у пациента N. фиброз печени был оценен как 1, 2 или 3 степени. Известны значения признаков:

Y2 - степень нарушения долькового строения печени

Y4 - инфильтрация внутридольковой стромы

Y10 - степень некробиотических изменений

Y13 - признаки дуктулопении

Y38 - уровень АлАТ (фермент цитолиза)

Y57_1 - индекс APRI

Y62 - размеры левой доли печени (ЛД) по УЗИ

Y81 - индекс гистологической активности (ИГА).

Цель. Построить алгоритм распознавания степени тяжести гепатитов у детей раннего возраста по совокупности приоритетных клинико-морфологических признаков.

Задача решается в два шага.

Шаг первый: определяем принадлежность пациента к группе гепатитов 1 степени тяжести (H1). Выбраны наиболее информативные показатели: Y2, Y4, Y10, Y13, Y57_1. Уровень существенных отличий равен р=0,0001.

Относительная информативность признаков по расчетам составляет:

Коэффициенты решающего правила распознавания тяжести гепатита составили:

CONSTANT=-3,03803

Центры группирования равны значениям:

Алгоритм распознавания тяжести гепатита вычисляли по формуле (2), где

при D<-0,28 у пациента определен гепатит 1 степени тяжести (H1),

при D>0,32 у пациента гепатит 2 (Н2) либо 3 (Н3) степени тяжести.

Если -0,28<D<0,32, то пациент относится к группе риска перехода от H1 к более высокой степени тяжести. Чувствительность распознавания у пациентов 1 ст. тяжести составила 95,6%. Специфичность определения у пациентов 2-3 ст. тяжести - 92,6%. Эффективность алгоритма распознавания 1 ст. тяжести гепатита - 94,0%.

Шаг второй: определяется принадлежность пациента к группе гепатитов 2 (Н2) либо 3 степени тяжести (Н3). Выбраны информативные показатели: Y2, Y10, Y57_1, Y38, Y62, Y81. Уровень существенных отличий равна р=0,020.

Относительная информативность признаков по расчетам составляет:

Коэффициенты решающего правила при определении степени тяжести

гепатита равны:

CONSTANT=-7,7718

Центры группирования равны значениям:

Алгоритм распознавания тяжести гепатита вычисляли по формуле (2), где при D<-0,57 - у пациента определяли гепатит 2 степени тяжести (Н2),

при D>0 - у пациента был гепатит 3 степени тяжести (Н3).

Если -0,57<D<0 - пациент был отнесен к группе риска перехода от Н2 к Н3 степени тяжести гепатита. Чувствительность распознавания у пациентов 2 ст. тяжести составила 100,0%. Специфичность определения у пациентов 3 ст. тяжести была равна 90,0%. Эффективность алгоритма распознавания степени тяжести по совокупности клинико-морфологических признаков составила 92,0%.

Таким образом, достоверно высокий показатель индекса APRI при КГ 1,07 (95% ДИ: 0,67-1,47) и ГГ 2,20 (1,43; 2,97) по сравнению с группой ВГ 0,47 (0,40; 0,55) может стать объективным критерием выражения интенсивности поражения гепато-билиарной системы у детей раннего возраста. Индекс APRI был высоким у больных циррозом печени 2,45 (95% ДИ: 2,15-2,75) в сравнении с группой детей без формирования ЦП 1,24 (1,03; 1,45). Индекс APRI стал одним из немногих признаков, включенных в перечень ведущих маркеров при комплексной оценке формирования тяжелой формы поражения ГБС у детей раннего возраста и выраженного фиброза 3 степени (F3). Для сравнения, в группе контроля у 81 обследованных здоровых детей индекс APRI составил 0,26 (95% ДИ: 0,22-0,31).

Описание клинических случаев

Пример 1. Врожденный гепатит С.

Девочка Т. родилась доношенной в 40 недель, роды были самостоятельные, безводный период длился шесть часов, оценка по Апгар 9/10 баллов. Девочка родилась с массой 4370 грамм, длина 56 см, получала искусственное вскармливание с момента рождения, т.к. у матери были обнаружены маркеры гепатита С и ВИЧ-инфекции. Женщина получила во время беременности антиретровирусную терапию. Девочка принимала ретровир шесть недель, наблюдалась с диагнозом контакт по ВИЧ, была снята с учета через 1,5 года. В возрасте 12 месяцев весила 13 кг 450 г, рост 74 см. Девочка получила лечение гепатита С по протоколу в возрасте от 17 до 35 месяцев. Динамика клинико-лабораторных показателей, маркеры представлены в таблице 1. При гистологическом исследовании гепатобиоптата №172Д/10 наблюдали морфологическую картину хронического гепатита минимальной активности и F1, индекс APRI составил 0,22.

Пример 2. Врожденный гепатит В.

Ребенок Ш. родился в 40 недель, безводный период длился 10 ч 20 мин, оценка по Апгар 7/8 баллов. Мать является хроническим носителем HBsAg, ВИЧ-негативная. Мальчик родился с массой 4180 грамм, длина 53 см, вскармливание естественное проводили до пяти месяцев. Ребенок в роддоме был вакцинирован от гепатита В, далее - в возрасте один и три месяца жизни. В возрасте 12 месяцев мальчик весил 10 кг 400 г при росте 80 см. Противовирусную терапию гепатита проводили в возрасте трех лет. Динамика клинико-лабораторных показателей, маркеры вируса представлены в таблице 2.

При гистологическом исследовании гепатобиоптата №145Д/10 наблюдали гистологическую картину хронического гепатита минимальной активности, с очаговой гидропической дистрофией гепатоцитов, нарушением долькового строения в виде сближения портальных трактов и формирования порто-портальных септ, диагностировали фиброз F1. При ИГХ-исследовании гепатобиоптата обнаружили ядерный антиген HBV - HBcorAg, индекс APRI составил 0,39.

Пример 3. Цирроз печени. Врожденный микст-герпесвирусный гепатит.

Мальчик Е. родился доношенным в 39-40 недель с массой 3370 грамм, длиной 50 см, оценка по шкале Апгар 8/9 баллов. У матери во время беременности отмечали проявления гестоза, два эпизода ОРЗ, отеки нижних конечностей в 37-39 недель беременности, носительство цитомегаловируса. Безводный период длился 7 ч 45 м. В роддоме ребенок был иммунизирован вакциной БЦЖ-М и гепатита В, выписан на пятые сутки с показателем общего билирубина 216,0 мкмоль/л. Мальчик находился на естественном вскармливании до трех месяцев, часто срыгивал. Ахолию отметили в 2,5 месяца, в тот же период наблюдали ухудшение состояния ребенка: появились рвота, адинамия, геморрагический синдром в виде кровотечений из мест инъекции, нарастали гепато-спленомегалия, проявления холестаза и гиперферментемии, регистрировали анемию и тромбоцитопению. При обследовании в ОДКБ №1 г. Екатеринбурга выявили синдром портальной гипертензии и расширение вен пищевода, ПП ЦНС смешанного генеза, гипертензионный синдром и дилатацию наружных ликворных пространств, синдром вегето-висцеральных нарушений, двустороннюю пирамидную недостаточность, правостороннюю паховую грыжу, ФОО. Динамика клинико-лабораторных показателей представлена в таблице 3.

В возрасте 6,5 месяцев ребенок был госпитализирован в ФГУ «НИИ трансплантологии и искусственных органов» им. В.И. Шумакова, г. Москва, с диагнозом: цирроз печени в исходе билиарной атрезии с синдромом портальной гипертензии (спленомегалия, асцит, варикозное расширение вен пищевода 1 ст.), печеночно-клеточная недостаточность.

В возрасте 7 месяцев больному по жизненным показаниям была выполнена гепатэктомия с сохранением нижней полой вены, ортотопическая трансплантация левого латерального сектора печени от живого родственного донора (отца). При гистологическом исследовании материалов биопсии печени №1314Д/09, проведенной больному Е. в возрасте 3,5 мес, были выявлены признаки смешанного цирроза печени со стромальной и паренхиматозной активностью на фоне холестатического гепатита, при окрашивании препарата по Ван Гизону определяли «ложные» дольки моно- и мультилобулярного строения. Исследование гепатобиоптатов методом ИГХ-анализа позволило обнаружить положительные реакции с экспрессией антигенов ЦМВ-инфекции - белка CMV рр65 и вируса Эпштейна-Барр - белка EBV LMP-1. Индекс APRI составил 3,62.

Источники информации

1. Павлов Ч.С., Коновалова О.Н., Ивашкин В.Т. Ультразвуковое ангиологическое исследование и эластометрия - перспективные направления неинвазивной диагностики фиброза печени // Консилиум медикум. Приложение: Гастроэнтерология. 2008. №2. С. 23-6.

2. Павлов Ч.С., Коновалова О.Н., Глушенков Д.В., Ивашкин В.Т., Золотаревский В.Б. Фибротест в диагностике ранних стадий фиброза печени у пациентов с хроническим гепатитом В (ХГВ) // Матер. Четырнадцатой Российской конф.: Гепатология сегодня, 16-18 марта 2009. Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. 2009. T. XIX, №1 (прил. №33). С. 43.

3. Детская гепатология / Каганов Б.С. (ред.). Москва. Издат.«Династия». 2009.

4. Чуелов С.Б. Циррозы печени инфекционной природы у детей: автореф. Дис.… д-ра мед.наук. Москва. 2009. 38 с.

5. Loaeza-del-Castillo A, Paz-Pineda F, Oviedo-Cardenas Е, Sanchez-Avila F, Vargas-Vorackova F. AST to platelet ratio index (APRI) for the noninvasive evaluation of liver fibrosis // Annals of Hepatology. 2008; 7(4):October-December: 350-7.

6. Knodell R.S, Ishak K.G, Black W.C. et al. Formulation and application of a numerical scoring system for assessing histological activity in asymptomatic active hepatitis // JAMA. 1985. P. 627.

7. Desmet V.J, Cerber M, Hoofnagle J.H. et al. Classification of chronic hepatitis: diagnosis, grading and stading // Hepatology. 1994. №19. P. 1513.