Способ диагностики хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к способам исследования биологических жидкостей (кровь, моча) с помощью физических и химических методов, и может использоваться для ранней диагностики хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа.

Последние годы во всех странах мира отмечается стремительный рост больных сахарным диабетом (СД) и хронической болезнью почек (ХБП). Эти две большие медицинские проблемы тесно связаны между собой, поскольку диабет занял лидирующие позиции среди причин развития почечной патологии. По данным литературы, риск развития ХПН у больных СД в 25 раз выше по сравнению с лицами без диабета (Шестакова М.В. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек: современная диагностика и лечение. Вестник РАМН, 2012; 1: 45-49). Своевременное выявление ХБП у больных СД 2 типа является крайне важным для проведения эффективного лечения и возможно снижения темпов прогрессирования поражений почек у данной категории больных.

Современные скрининговые тесты позволяют выявлять диабетическую нефропатию только с 1-й клинической стадии - стадии микроальбуминурии (МАУ), пропуская при этом начальные структурные и функциональные нарушения почек, которые развиваются задолго до повышения экскреции альбумина. Альбуминурия является признаком уже развившейся нефропатии, что делает альбумин недостаточно эффективным прогностическим биомаркером. Появление МАУ уже свидетельствует о наличии склероза не менее 20-25% нефронов, а прогрессирование до стадии протеинурии - о потере 50-70% клубочков, что указывает на необратимое поражение почек, когда эффективность проводимой терапии крайне ограничена (Шестакова М.В, Дедов И.И. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2009. - 482 с.). С развитием макроальбуминурии, при отсутствии адекватной терапии, фильтрационная функция почек прогрессивно снижается со скоростью 10-12 мл/мин/год, что в конечном итоге, приводит к развитию хронической почечной недостаточности (ХПН) (Parving Н-Н., Lewis J.B., Beauvieux М.С., Rigalleau V. DEMAND investigators. Prevalence and risk factors for microalbuminuria in a referred cohort of type II diabetic patients: a global prespective // Kidney Int. - 2006. - Vol. 69. - №11. P. 2057-2063). Ежегодное a global prespective // Kidney Int. - 2006. - Vol. 69. - №11. P. 2057-2063). Ежегодное прогрессирование к каждой последующей стадии поражения почек: нормоальбуминурия → микроальбуминурия → протеинурия → ХПН наблюдается в среднем в 2-3% случаев в год (Jermendy G., Ruggenenti P. Preventing microalbuminuria in patients with type 2 diabetes // Diabetes/Metabolism. - 2007. - Vol. 23. - №2. - P. 100-110).

Анализируя информационные ресурсы ФИПС, бал найден способ экспресс-диагностики стадий диабетической нефропатии (патент РФ №2423696, МПК G01N 33/48, опубл. от 10.07.2011), включающий выявление структуры почки, заключается в том, что на стеклянную пластину размером 12×6 см в виде ряда дорожек длиной 4-5 мм каждая в шахматном порядке наносят по 0,01-0,02 мл биологической тест-системы, состоящей из 0,2% водного раствора аминокислот: глютаминовая, валин, тирозин, серии, триптофан, лейцин, аргинин, взятых в равных пропорциях; 0,25% раствора натриевой соли ДНК; 25% водного раствора сернокислой магнезии в соотношении 2:1:2, пластину помещают в зону проекции почки вдоль позвоночника между XII грудным и III поясничным позвонками, выдерживают 4-5 минут, затем препарат сушат при температуре 18-20°C на протяжении 2-3 минут, исследуют под микроскопом в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и при наличии в структуре пробы единичных крупнозернистых ячеек и/или мелкозернистых ячеек, разряженных субпараллельных агрегатов со спиралевидными включениями определяют I стадию диабетической нефропатии, при наличии мелкозернистых ячеек, округлых агрегатов с кристаллоидными включениями, разреженных субпараллельных агрегатов с реликтовыми спиралевидными включениями диагностируют II стадию диабетической нефропатии, при присутствии недифференцируемых участков разрежения и реликтов спиралевидных агрегатов определяет III стадию диабетической нефропатии.

Однако известный способ имеет ряд недостатков:

- во-первых, способ требует специальной, трудоемкой подготовки образцов для анализа;

- во-вторых, известный способ диагностики диабетической нефропатии применялась только у пациентов с сахарным диабетом 1 типа;

- в-третьих, ознакомившись с результатами приведенными в патенте речи о ранней диагностики не идет, так как структурные изменения в почках как правило происходят на более поздних стадиях, когда уже альбумин экскретируется с мочой;

- в-четвертых, вызывает также сомнение наличие сертификатов и других разрешающих документов на использование данного способа в клинической практике.

Известен способ оценки болезни почек с помощью новых биомаркеров (РФ патент №2559569, МПК G01N 33/50 опубликовано 10.08.2015 Бюл.22). Способ основан на количественной оценки примерно 320 метаболитов из плазмы и 300 метаболитов из мочи, включая классы аминокислот, биогенных аминов, полиаминов, ацилкарнитинов, фосфатидилхолинов, восстанавливающих моно- и олигосахаридов, сфингомиелинов, эйкозаноидов, желчных кислот и промежуточных продуктов энергетического метаболизма, в присутствии изотопно-меченных внутренних стандартов и осуществляли определение с помощью ИФА и ЖХВР в сочетании с тандемной масс-спектрометрией в режиме мониторинга нескольких реакций (MRM), используя устройство Sciex 4000 QTrap с ионизацией электроспреем. Кроме того, осуществляли количественную оценку 160 жирных кислот в плазме с помощью ЖХ-МС/МС. По мнению авторов, данное изобретение делает возможным осуществлять прогнозирование и диагностирование болезни почек улучшенным образом и на ранней стадии заболевания и позволяет выявлять с большей чувствительностью патологические изменения в почке. Фактически биомаркеры, предлагаемые в изобретении, легко выявлять в крови и/или моче, их уровни в значительной степени связаны со степенью заболевания/повреждения почки и их уровни изменяются. Кроме того, биомаркеры, предлагаемые в изобретении, ценны также для решения фундаментальной задачи, поскольку с их помощью можно правильно оценивать нефротоксичность либо на созданных на животных моделях, либо на фазе I клинических исследований.

Недостатками данного изобретения, является следующее:

1. Определение достаточно большого количества маркеров в крови и моче делает предложенный авторами способ весьма затратным и никак не подойдет для скрининга ХБП в общей популяции.

2. Нет сведений о специфичности метода для пациентов именно с сахарным диабетом 2 типа.

3. Для практического здравоохранения неприменимо, так как экономически невыгодно и очень трудоемко определять около 620 метаболитов из плазмы, мочи.

4. В данном изобретении не представлены конкретные наборы новых биомаркеров для ранней диагностики ХБП у больных СД.

За прототип предлагаемого изобретения выбран известный способ диагностики хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа, включающий общеклиническое обследование, определение уровня микро- и макроальбуминурии, содержания цистатина C (CysC) в сыворотке крови и расчет скорости клубочковой фильтрации по креатинину и цистатину C (см. Н.А. Яркова, Н.Н. Боровков, О.В. Занозина, В.П. Носов Цистатин С в диагностике хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа. Современные технологии в медицине. - 2013. Т. 5, - №4. - С. 89-93. Изд-во НижГМА).

Известный способ осуществляют следующим образом. Больному проводят общеклинический и лабораторно-инструментальнные исследования. Дополнительно определяют цистатин C(CysC) в сыворотке крови иммунотурбидиметрическим тестом с помощью диагностического набора DiaSys (Германия). Значения нормы составляют 0,58-1,01 мг/мл. С целью оценки фильтрационной функции почек рассчитывают скорость клубочковой фильтрации (СКФ) по формуле Hoek et al. 2003 г.: СКФ [мл/мин/1,73 м²] = (80,35/цистатин C [мг/мл]) - 4,32. Одновременно СКФ также рассчитывают с помощью стандартных формул Cockcroft-Gault и М DRD. Для верификации диагноза диабетической нефропатии исследуют суточную мочу на микроальбуминурию (МАУ) турбометрическим методом на автоматическом анализаторе «Chem Well» с использованием диагностического набора «Microalbumin», США. Нормой считают показатель ниже 30 мг/сутки. Как микроальбуминурию расценивают результат от 30 до 300 мг/сутки. В случае отрицательного результата МАУ определяют макроальбуминурию (содержание белка в суточной моче). Анализируют полученные результаты и диагностируют ХБП у больных СД 2 типа.

Известный способ позволяет осуществить диагностику ХБП у больных СД 2 типа за счет таких признаков, как содержание цистатина C и проведение расчета скорости клубочковой фильтрации (СКФ) по цистатину C, который является более точным показателем чем расчет по креатинину, что позволяет диагностировать ХБП при нормальной экскреции альбумина с мочой. Кроме того, маркер цистатин C является более чувствительным маркером ХБП, независящим от антропометрических показателей и возраста пациента в отличие от креатинина. Цистатин C точный и надежный маркер клинических стадий ХБП у пациентов СД 2 типа.

Однако известный способ имеет следующие недостатки.

Известный способ является недостаточно точным, так как определение только одного маркера - цистатина C и расчет по нему СКФ по одной формуле Hoek et al. 2003 г. не отражает в полной мере состояние почек при СД 2 типа. Известный способ не обеспечивает возможности диагностики ХБП у больных СД 2 типа на доклинической стации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа диагностики хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа, лишенного недостатков прототипа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение ранней диагностики ХБП у больных СД 2 типа на доклинической стадии. Способ позволяет повысить точность, надежность и достоверность определения доклинической стадии ХБП.

Технический результат достигается тем, что в известном способе диагностики хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа, включающем общеклиническое обследование, определение уровня микро- и макроальбуминурии, содержания цистатина C (CysC) в сыворотке крови и расчет скорости клубочковой фильтрации по креатинину и цистатину C в плазме крови определяют васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF-А), эндотелин-1 (ЭТ-1), в моче определяют содержание нефрина и при значении васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF-A) 1000-1549 пг/мл, эндотелина-1 (ЭТ-1) 1,48-2,0 фмоль/мл, нефрина 20-50 нг/мл и цистатина C (CysC) 1,02-1,05 мг/мл диагностируют доклиническую стадию хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа.

Предлагаемый способ отвечает критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень», так как при проведении патентно-информационных исследований по материалам научно-технической и патентной литературы не выявлено решений, подвергающих сомнению новизну предложенного способа, равно как и технических решений с существенными признаками данного способа.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности ранней диагностики ХБП у больных СД 2 типа на доклинической стадии, способ обеспечивает точную диагностику поражения почек при сахарном диабете 2 типа. Этот технический результат получен за счет новых специфических биомаркеров в сыворотке крови, плазме и моче. Преимуществами предлагаемого способа является высокая точность диагностики, простота исследования, использование стандартной аппаратуры для иммуноферментного анализа. Способ может быть применен на базе клинико-диагностического подразделения любой лаборатории медицинского учреждения, которые оснащены оборудованием. для иммуноферментного и иммунотурбидиметрического анализов. Для врача-лаборанта, проводящего исследование предлагаемым способом, не требует специальной подготовки.

Технический результат подтверждается проведенными исследованиями.

Предлагаемым способом было обследовано 92 человека с СД 2 типа, верифицированным общепринятыми диагностическими методами. Все пациенты были сопоставимы по полу, возрасту, индексу массы тела и длительности диабета. Диагноз ставился путем изучения анамнеза заболевания, клинического и лабораторно-инструментального обследования, которое включало определение гликозилированного гемоглобина, глюкозы крови, креатинина, расчет СКФ по креатинину, определение микроальбумина в суточной моче, общий анализ крови и мочи и др. Значения нормы и краткое описание специфичных биомаркеров для диагностики ранней доклинической стадии ХБП представлены в таблице 1.

Проанализировав полученные данные в ходе исследования мы распределили биомаркеры в зависимости от стадии альбуминурии у больных СД 2 типа. Содержание биомаркеров в зависимости от выраженности альбуминурии представлено в таблице 2.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сначала проводят общеклиническое обследование, включающее проведение общего анализа крови, уровень мочевины, мочевой кислоты, липидов крови, креатинина и определение скорости клубочковой фильтрации по креатинину. Также проводят УЗИ почек и УЗДГ почечных сосудов для исключения органической патологии почек. Выявляют микро- и макроальбуминурию. Для этого каждому пациенту проводят: общий анализ мочи, определяют содержание микроальбумина в суточной моче, макроальбуминурии в суточной моче. При получении отрицательных результатов на микро- и макроальбуминурию пациент у больного сахарным диабетом 2 типа производят забор биообразцов: венозной крови, взятой натощак утром; асептически собранную утреннюю порцию мочи (средняя струя) непосредственно в стерильный контейнер. Полученные биообразцы центрифугируют 10 минут при 3000 об/мин. Полученные образцы плазмы крови и мочи анализируют немедленно иммуноферментным способом в микропланшетном формате на автоматическом приборе EVOLIS Twin Plus Bio-Rad (Франция). В плазме крови определяют: васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF-A), эндотелии-1 (ЭТ-1), в моче - нефрин. Результаты ИФА регистрируют с помощью спектрофотометра, измеряя оптическую плотность в двухволновом режиме: основной фильтр - 450 нм, референс-фильтр - в диапазоне 620-650 нм. Допустимая регистрация результатов только с фильтром 450 нм. В полученном образце сыворотки крови определяют уровень цистатина C иммунотурбидиметрическим методом с помощью диагностического набора DiaSys (Германия). Метод иммунотурбидиметрии не требует специального оборудования (в отличие от ИФА), и применим для биохимических анализаторов (автоматов или полуавтоматов с возможностью построения мультистандартной калибровочной кривой). Принцип действия тест-системы основан на иммунологическом анализе частиц дисперсной фазы в золе. Система содержит частицы коллоидного золота, покрытые специфичными поликлональными антителами против цистатина C. Реакция между коллоидными частицами и цистатином C приводит к образованию комплекса антиген-антитело, изменению оптической плотности и уровня поглощения. Изменение уровня поглощения измеряется в течение 5 минут при длинах волн 660 нм (вторичная длина волны) и 540 нм (первичная длина волны). Для определения концентрации цистатина C в исследуемых образцах, полученные значения оптической плотности сравниваются с калибровочным графиком. С целью оценки фильтрационной функции почек рассчитывают скорость клубочковой фильтрации (СКФ) по цистатину C:

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула Hoek)=(80,35/цистатин C [мг/мл])-4,32

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула CKD-EPI, 2012):

Если цистатин C≤0,8, то используется формула 133×(CysC/0,8)^-0,499×0,996^{возраст}(×0,932 для женщин); Если цистатин C>0,8, то формула 133×(CysC/0,8)^-1,328×0,996^{возраст}(×0,932 для женщин).

Интернет ресурсы: http://www.touchcalc.com/e_gfr; http://nefrosovet.ru/ru/main/948/scf-calc/; http://fr.slideshare.net/SumaneePrakobsuk/kdigo-ckd-2012

При значении васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF-A) 1000-1549 пг/мл, эндотелина-1 (ЭТ-1) 1,48-2,0 фмоль/мл, нефрина 20-50 нг/мл и цистатина С (CysC) 1,02-1,05 мг/мл диагностируют доклиническую стадию хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа.

Примеры конкретного использования предлагаемого способа

Пример 1

Больная П. с сахарным диабетом 2 типа, 56 лет.

Беспокоят: сухость во рту, жажда, онемение и боли в ногах, преимущественно в ночное время.

Данные анамнеза: СД 2 типа в течение 4 лет, патологии почек и сердечно-сосудистой системы по данным медицинской документации не обнаружено. ИМТ 29 кг/м². АД 140/90 мм рт.ст.

Предварительный диагноз: Сахарный диабет 2 типа, осложненный диабетической полинейропатией нижних конечностей, диабетической нефропатией, ХБП? Целевой уровень гликозилированного гемоглобина (НвА1с) менее 7,0%.

Данные дообследования:

Общий анализ крови: Hb - 139 г/л; Er - 4,29*10¹²/л; МСН - 32,4, MCV - 95,7, Le - 7,21*10⁹/л; Mo - 5,84%, Li - 29,1%, Эоз - 2,06%, Tr - 222*10⁹ /л; СОЭ - 17 мм/ч;

Биохимия: Гликозилированный гемоглобин (HbA1c) - 8,0%. Мочевина крови - 5,8 ммоль/л, креатинин крови - 58 мкмоль/л, мочевая кислота 321 мкмоль/л, СКФ по формуле Кокрофту-Голту 115,58 мл/мин. СКФ по формуле MDRD 93,4 мл/мин/1,73 м².

Липиды: общий холестерин - 6,7 ммоль/л, ТГ - 5,46 ммоль/л; L-хол 3,1 ммоль/л, Н-хол 1,1 ммоль/л, ЛПОНП - 2,5 ммоль/л, атерогенный индекс 5,09.

УЗИ почек: с четкими контурами, паренхима 18 мм, структура паренхимы не изменена, ЧЛС не расширена. Конкрементов не выявлено. УЗДГ почечных сосудов с цветным допплеровским картированием. Закл.: эхографически - нарушение внутрипочечного кровотока и перфузии почек не выявлено.

Окулист: ангиопатия сетчатки обоих глаз.

Невролог: Диабетическая дистальная сенсорная полинейропатия нижних конечностей.

Заключение: OAK, уровень мочевой кислоты, мочевины, креатинина в норме.

Общий анализ мочи: отн. пл.: 1018; белок - отр., сахар - отр. ммоль/л, ацетон - отр., эпителий 0-1 в п/зр., лейкоциты 0-1 в п/зр., эритроциты 0.

Анализ мочи на микроальбумин 17,5 мг/сутки (норма). Общий белок в суточной моче не проводили, так как у пациента протеинурии нет по данным ОАМ и микроальбумин в норме.

Определение показателей биомаркеров почечной дисфункции по предлагаемому способу.

VEGF-A 1200 пг/мл(повышен), ЭТ-1 - 1,98 фмоль/мл (повышен), нефрин - 32 нг/мл (повышен), CystC - 1,0 мг/мл (верхняя границы нормы).

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула Hoek): 76,07.

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула CKD-EPI, 2012): 73,64.

Повторное определение через 3 мес.: VEGF-А 1540 пг/мл (повышен), ЭТ-1 2,06 фмоль/мл (повышен), нефрин 48 нг/мл (повышен в 2 раза), CystC 1,01 мг/мл (верхняя границы нормы).

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула Hoek): 76,07.

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула CKD-EPI, 2012): 73,64.

Дополнительно определили: креатинин крови 69 мкмоль/л (норма), анализ мочи на микроальбумин 20,8 мг/сутки (норма).

СКФ по формуле Кокрофту-Голту 97,15 мл/мин. СКФ по формуле MDRD 86,44 мл/мин/1,73 м².

Диагноз после дообследования: Сахарный диабет 2 типа, осложненный диабетической дистальной сенсорной полинейропатией нижних конечностей, диабетической нефропатией, ХБП С2А1. Целевой уровень гликозилированного гемоглобина (НвА1с) менее 7,0%.

Пример 2

Больной В., 49 лет. Беспокоят иногда сухость во рту, зуд при мочеиспускании. Данные анамнеза: нарушенная гликемия натощак в течение 3 лет, патологии почек и сердечно-сосудистой системы по данным медицинской документации не обнаружено. ИМТ 29,5 кг/м².

Предварительный диагноз: Сахарный диабет 2 типа впервые выявленный?

Исследования OAK, уровень мочевой кислоты, липидов крови, мочевины, креатинина в норме. По данным УЗИ почек и УЗДГ почечных сосудов патологии не выявлено.

Гликозилированный гемоглобин (HbA1c) 7,1%. креатинин крови 62 мкмоль/л, СКФ по формуле Кокрофту-Голту 44,43 мл/мин. СКФ по формуле MDRD 119,75 мл/мин/1,73 м².

Общий анализ мочи: отн. пл.: 1016; белок - отр., сахар - отр. ммоль/л, билирубин полож., ацетон - отр., эпителий 0-1 в п/зр., лейкоциты 0-1 в п/зр., эритроциты 0-1 в п/зр.

Анализ мочи на микроальбумин 18,9 мг/сутки (норма). Общий белок в суточной моче не проводили, так как у пациента протеинурии нет по данным ОАМ и микроальбумин в норме.

Определение показателей биомаркеров почечной дисфункции по предлагаемому способу.

VEGF-A 1189 пг/мл(повышен), ЭТ-1 1,62 фмоль/мл (повышен), нефрин 35 нг/мл (повышен), CystC 0,98 мг/мл (верхняя границы нормы).

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула Hoek): 76,04.

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула CKD-EPI, 2012): 81,26.

Повторное определение через 3 мес.: VEGF - А 1556 пг/мл (повышен), ЭТ-1 2,08 фмоль/мл (повышен), нефрин 68 нг/мл (повышен в 3 раза), CystC 1,08 мг/мл (незначительно повышен).

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула Hoek): 70,08.

СКФ по CysC, мл/мин/1,73 м² (формула CKD-EPI, 2012): 73,37.

Дополнительно определили: креатинин крови 82 мкмоль/л (норма), анализ мочи на микроальбумин 31,8 мг/сутки (повышен). СКФ по формуле Кокрофту-Голту 109,2 мл/мин. СКФ по формуле MDRD 86,73 мл/мин/1,73 м².

Диагноз: Сахарный диабет 2 типа, первые выявленный, осложненный диабетической нефропатией (стадия микрольбуминурии), ХБП С2А2. Целевой уровень гликозилированного гемоглобина (НвА1с) менее 7,0%.