Способ раннего прогнозирования риска острого повреждения почек у пациентов с ишемической болезнью сердца после реваскуляризации миокарда методом аортокоронарного шунтирования

Изобретение относится к медицине, а именно к области медицинской диагностики, может быть использовано для прогнозирования риска развития острого повреждения почек (ОПП) у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) после аортокоронарного шунтирования (АКШ).

Основной причиной развития ОПП с исходом в острую почечную недостаточность (ОПН) принято считать синдром системного воспалительного ответа и активацию системы свертывания крови, что зачастую наблюдается при сепсисе и травм [6]. Выброс большого количества цитокинов ассоциируется с субклиническим повреждением почек, в первую очередь, с блокированием фильтрации в почечных клубочках. Этиологические факторы включают хирургическую травму, реперфузионные повреждения, длительный контакт синтетических поверхностей аппарата искусственного кровообращения (ИК) с кровью.

Определение концентрации в крови маркеров воспаления, которые могли бы отражать активность воспалительного процесса, важно для прогнозирования и выбора метода лечения, а также для выявления предикторов тяжелого течения с возможностью начала ранней заместительной почечной терапии (ЗПТ) после госпитализации.

В настоящее время открыты и исследуются более десятка ранних биомаркеров ОПП в моче и плазме: ИЛ 18, цистатин С, молекулы повреждения почек - KIM 1 и человеческий липокалин, ассоциированный с желатинозой нейтрофилов - NGAL [1, 2, 5]. В ряде работ NGAL был более точным в диагностике ОПП, предсказывал продолжительность и тяжесть заболевания, являлся наиболее точным предиктором смерти [7]. ИЛ-18, как и NGAL, специфичен для проксимальных почечных канальцев, его уровень в сыворотке крови и моче резко повышается при развитии ОПП [8]. Но, к сожалению, применение вышеперечисленных биомаркеров в рутинной практике не осуществляется ввиду низкой диагностической значимости и высокой стоимости исследования [1].

В последнее время большое внимание авторов направлено на изучение роли матриксных металлопротеиназ (ММР) и их тканевых ингибиторов (TIMP) в прогнозировании развития ОПП у пациентов с ишемической болезнью сердца. Предполагается, что повышение активности и выработки ММР сопряжено с различными патологическими процессами такими как, атеросклероз, нефрит и фиброз [3, 4].

Существует изобретение наиболее близкое к заявленному (NephroCheck® тест WO 2011075744), где выявлено повышение уровня в моче тканевого ингибитора металлопротеиназ 2 (TIMP-2) и белка 7, связывающего инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-7) через 12 часов после искусственного кровообращения, что можно расценивать как ранний прогностический признак развития ОПП у больных перенесших операции на сердце [9]. Недостатком данного способа является то, что в нем используется показатель, обладающий невысокой специфичностью, а также отсутствие возможности использования в РФ.

Задача изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка способа раннего прогнозирования возникновения острого повреждения почек у пациентов с ИБС после АКШ, позволяющих выявлять наиболее достоверные критерии риска возникновения этих осложнений и в короткие сроки определять клинический прогноз.

Для решения поставленной задачи в способе раннего прогнозирования риска возникновения почечных осложнений у пациентов с ишемической болезнью сердца после реваскуляризации миокарда методом АКШ, определяют уровень ММП-8, ТИМП-1 в сыворотке крови с помощью твердофазного иммуноферментного анализа.

Технический результат

Технический результат использования изобретения - выявлены достоверные критерии риска возникновения острого повреждения почек у пациентов с ИБС после АКШ, а именно: повышение уровня ММП-8 и снижение ТИМП-1 в сыворотке крови перед проведением АКШ, и затем на первые сутки после вмешательства. Это позволяет в короткие сроки после операции прогнозировать риск почечных осложнений, и принять необходимую стратегию терапии данного патологического состояния.

Для разработки заявляемого способа на клинической базе ФГАОУ ДВФУ медицинского центра были проведены соответствующие исследования. В исследовании приняло участие 120 пациентов с ИБС, которые планировались на кардиохирургические операции, в возрасте 44-75 лет, средний возраст 62,0±0,7 года, среди них - 68 мужчин и 37 женщин. Все пациенты оформляли договор о личном согласии на прохождение всех этапов исследования.

Выполнена комплексная оценка биохимических, показателей межклеточного матрикса у пациентов с зарегистрированными почечными осложнениями в послеоперационном периоде и в группе со стабильным течением после АКШ. Выявлены наиболее ценные для риска возникновения острого повреждения почек маркеры (иммуногенетические показатели крови) и установлен их достоверный уровень для определения раннего прогнозирования риска возникновения острого повреждения почек.

Определение уровня ММП-8, ТИМП-1 было выполнено с помощью постановки реакций со специфическими реактивами фирмы «R&D Diagnostic. Inc» (США), методом сэндвич - варианта твердофазного иммуноферментного анализа. Содержание металлопротеиназы и ее тканевого ингибитора выражали в нанограммах на миллилитр (нг/мл), чувствительность применяемых методов составляла 0,1 нг/мл. За контрольные значения принимались результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ «SPPSS v.16». Данные представляли в виде медианы и двух квартилей (Me, Q₂₅, Q₇₅). Межгрупповые (между группой с ОПП и без) различия оценивали с помощью критерия Манна-Уитни.

Для проверки взаимосвязи или независимости между величинами определяли критерий χ². Для выявления чувствительности и специфичности изменения выбранных параметров использовали метод линейной регрессии с построением ROC-кривых в программе MedCalc. Уровень доверительной вероятности был задан равным 95%, т.е. нулевые гипотезы отвергались в том случае, когда достигнутый уровень значимости Р используемого статистического критерия принимал значения менее 5%.

Для выявления предикторов развития острого повреждения почек в послеоперационном периоде выполняли следующее: осуществляли забор венозной крови у пациентов с ишемической болезнью сердца - до операции, на первые, вторые и седьмые сутки после вмешательства для лабораторного определения сывороточного уровня металлопротеиназы-8 (ММП-8), его тканевого ингибитора-1 (ТИМП-1). Временной промежуток забора крови обусловлен доказанными периодами максимального воспалительного ответа и экспрессии цитокинов в этот период (Иммунология: Учебник / Под ред. В.А. Черешнева и Б.Г. Юшкова. - Центр стратегического партнерства НП, 2014. - 608 с.; 519 с).

Полученные результаты приведены в таблице 1.

По результатам исследований при разработке заявляемого способа были выявлены предикторы развития острого повреждения почек в послеоперационном периоде.

Вывод о риске возникновения острого повреждения почек у пациентов с ИБС после АКШ делают в случае выявления раннего и чрезмерного (до операции и в 1-е после АКШ) увеличения уровней (табл. 1):

- ММП-8 выше 1,4 нг/мл перед операцией и 1,1 нг/мл после АКШ.

- ТИМП-1 ниже 221,1 нг/мл перед операцией и 230,3 нг/мл после АКШ.

Таким образом, предложен новый достоверный способ раннего прогнозирования риска возникновения острого повреждения почек у пациентов с ИБС после реваскуляризации миокарда методом АКШ.

Отличительные признаки не известны в научно-медицинской и патентной литературе. Таким образом, предложенный способ соответствует критерию «новизна».

Новизна и изобретательский уровень заключается в том, что из уровня техники не известен способ раннего прогнозирования риска возникновения острого повреждения почек у пациентов с ИБС после операции АКШ по наличию ранней и чрезмерной повышения концентрации ММП-8 и снижении концентрации показателя ТИМП-1 до операции. Для проверки взаимосвязи или независимости между предлагаемыми показателями, выполнена оценка χ², выявлена достоверная связь между уровнем ММР-8 и риском возникновения ОПП (χ2=3,86; d.f=1, р<0,005). ММР-8 можно расценивать как дополнительный биомаркер ОПП.

Качество и специфичность метода предложенной модели подтверждены методом ROC-анализа. В описании приведены графики проведенного ROC-анализа ММП-8 (рис. 1, 2).

Проведенный ROC-анализ подтвердил, что гиперпродукция ММП-8 до и после АКШ (AUC=0,8 и AUC=0,85) у пациентов с ИБС имеют высокую вероятность предлагаемого диагностического признака - риска возникновения ОПП.

Таким образом, у пациента был установлен риск возникновения острого повреждения почек после АКШ, что позволило безотлагательно начать коррекцию влияния данных предикторов и это оказалось своевременным.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность и эффективность диагностики острого повреждения почек на ранних стадиях заболевания, что будет способствовать более своевременному назначению лечебно-профилактических мероприятий.

Пример 1.

Пациент Б., 66 лет, поступил с жалобами на приступы давящих болей за грудиной с ощущением нехватки воздуха, возникающими при ходьбе в гору и быстрой ходьбе по ровной поверхности, заставляющие останавливаться, купирующиеся в покое приемом нитратов, повышения АД до 190 и 100 мм рт ст максимально, одышка при физнагрузке. Артериальная гипертензия (АГ) фиксируется с 2001 лет. В 2001 году диагностирован инфаркт миокарда (ИМ). После выписки из стационара оставались приступы стенокардии, с того времени пользуется нитратами. В 2004, 2007, в январе 2017 г. диагностированы инфаркты миокарда. В марте 2018 года последняя госпитализация по поводу нестабильной стенокардии. В 2018 г. Выполнена коротароангиография (КАТ), выявлена окклюзия передней межжелудочковой ветви (ПМЖВ), окклюзия огибающей коронарной артерии (ОВ), окклюзия правой коронарной артерии (ПКА). Выставлен диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения III ф. класс. Постинфарктный кардиосклероз (ИМ 2001, 2004, 2007. 2017 гг.) Гипертоническая болезнь III ст., АГ I ст., IV ст.риска. ХСН ПА ст., II ф. класс. Выполнена операция аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения. Перед подачей в операционную у пациента был выполнен забор венозной крови для определения дооперационного содержания уровня ММП-8 и Т1МП-1. На первые, вторые и седьмые сутки также был произведен забор венозной крови. По данным лабораторных исследований: ММП-8 до операции - 3,1 нг/мл и ММП-8 на 1-е сутки после операции 2,9 нг/мл, Т1МП-1 до операции - 188,4 нг/мл и ТIМП-1 на 1-й сутки после вмешательства 203,4 нг/мл. Таким образом, у данного пациента был установлен неблагоприятный прогноз течения заболевания, что позволило безотлагательно начать коррекцию терапии. Как выяснилось впоследствии, это оказалось достаточно своевременным. Пример 2.

Пациентка К., 70 лет, поступила с жалобами на приступы давящих болей в области сердца с ощущением нехватки воздуха при небольшой физнагрузке, заставляющие останавливаться, купирующиеся приемом нитратов, повышение АД до 180 и 100 мм рт ст максимально, одышку при физнагрузке. Анамнез заболевания. АГ фиксируется с 33 лет. Гипотензивные препараты принимает постоянно. Приступы загрудинной боли с 2012 года. В 2012 году дважды, в 2013 году и в апреле 2017 года диагностирован ИМ. Выполнена коронарография, где выявлена окклюзия ПМЖВ, стеноз ПКА 90%. Выставлен диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения III ф. класс. Гипертоническая болезнь III ст., риск IV. ХСН ПА ст., II ф. кл. Выполнена операция аортокоронарное шунтирование в условиях искусственного кровообращения. Перед подачей в операционную у пациента был выполнен забор венозной крови из вены для определения дооперационного содержания уровня ММП-8 и ТIМП-1. На первые, вторые и седьмые сутки также был произведен забор венозной крови. По данным лабораторных исследований: ММП-8 до операции - 3,6 нг/мл и ММП-8 на 1-е сутки после операции 2,7 нг/мл, Т1МП-1 до операции - 210,6 нг/мл и ТIМП-1 на 1-й сутки после вмешательства 178,6 нг/мл. Таким образом, у данной пациентки был установлен неблагоприятный прогноз течения заболевания, что позволило безотлагательно начать коррекцию влияния данных предикторов. Как выяснилось впоследствии, это оказалось достаточно своевременным.

Список литературы:

1. Табакьян Е.А, Партигулов С.А. Биомаркеры ишемии и острого повреждения почек после операций на сердце с искусственным кровообращением // Анестезиология, реаниматология, перфузиология. - 2013. - №4. - С. 30-33

2. Ботнарь Ю.М. Клинико-экономические и организационные основы оказания кардиохирургической помощи пациентам с сердечно-сосудистыми заболеваниями // автореф. дис. д-ра мед. наук - М., 2009. - 48 с.

3. Хохлова А.С., Маркелова Е.В., и др. Роль системы матриксных металлопротеиназ в прогрессировании первичной открытоугольной глаукомы // ТМЖ. - 2017. - №2. - С. 32-34.

4. Е.В. Маркелова, В.В. Здор и др. Матриксные металлопротеиназы их взаимосвязь с системой цитокинов, диагностический и прогностический потенциал // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2016. №2. - С. 11-22.

5. Алексеев А.В., Гильман А.Ж. Современные биомаркеры острого повреждения почек // Практическая медицина. - 2014. - №3. С. 22-27.

6. Турмова Е.П., Григорюк А.А., Маркелова Е.В., Коцюрбий Е.А. и др. Мониторинг показателей структурно-функционального повреждения сосудов при экспериментальном атеросклерозе. Вестник медицинских технологий. 2012; Т. XIX (2): 276.

7. Грязнова М.А., Хамнуева Л.Ю. Скорость клубочковой фильтрации и уровень интерлейкина 8 у пациентов с болезнью Грейвса // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. - 2013. - №4. - С. 46-51.

8. С.Ю. Волкова, В.А. Шуплецова, Е.М. Меженов, М.А. Пушникова, С.В. Шалаев Значение N-концевого фрагмента мозгового натрийуретического пропептида и ряда провоспалительных цитокинов для прогноза сердечно-сосудистой смерти у больных ишемической болезнью сердца. Кардиология №9(49), сентябрь 2008 г. С. 20-24.

9. O'Neal J.B., Shaw A.D. Acute kidney injury following cardiac surgery: current understanding and future directions // Critical Care. - 2016. - P. - 187.