Результат интеллектуальной деятельности: Способ диагностического прогнозирования уровня гамма-глутамилтрансферазы у лиц, контактирующих с винилхлоридом

Изобретение относится к области медицины, а именно профилактической медицине. Изобретение может быть использовано для диагностики уровня гамма-глутамилтрансферазы у работающих без признаков патологии при экспозиции винилхлоридом более 5 лет с целью проведения профилактики токсических гепатопатий.

В современном мире во многих отраслях промышленности и быта широко используются полимерные материалы на основе поливинилхлорида, который получают путем полимеризации из мономера - винилхлорида (ВХ). ВХ отнесен к веществам 1 класса опасности (чрезвычайно опасные) для организма человека. Он оказывает комплексное токсическое действие, вызывая поражения многих органов и систем, изменение иммунного ответа, оказывает канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие [1, 2, 3, 4, 5]. Одним из основным органов-мишеней для ВХ является печень, клетки которой (гепатоциты и синусоидальные) обладают восприимчивостью к данному токсиканту. Его воздействие может являться причиной развития нециррозной портальной гипертензии, ангиосаркомы печени, гепатоклеточной карциномы [6, 7, 8]. Частота и тяжесть последствий хорошо коррелируют с продолжительностью воздействия данного токсиканта на организм. При воздействии невысоких концентраций ВХ у работников, занятых в производстве винилхлорида и поливинилхлорда, часто возникают токсические гепатопатии, отличающиеся наличием нестойких, легко выраженных нарушений функционального состояния печени [9]. Хотя метаболизм ВХ осуществляется главным образом в печени, исследование ее ферментов в сыворотке крови (аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, щелочная фосфатаза) зачастую не выявляет каких-либо отклонений [10]. В то же время, существуют исследования, которые доказывают ассоциации уровня гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ) в сыворотке крови с уровнем экспозиции ВХ [11, 12, 13].

ГГТ - это микросомальный фермент, который участвует в обмене аминокислот. Встречается во многих паренхиматозных органах - почках, печени и поджелудочной железе. Оценка активности ГГТ в сыворотке крови имеет большое диагностическое значение при патологических состояниях печени (гепатиты различной этиологии, онкологические заболевания и др.) и гепатобилиарного тракта (механической желтухи, холангитов, холециститов). При данных состояниях уровень ГГТ в сыворотке крови значительно возрастает. Повышение активности данного фермента наблюдается при воздействии веществ, индуцирующих микросомальную окисляющую способность. Заболевания поджелудочной железы также приводят к росту содержания ГГТ в сыворотке крови. В последнее время клинико-диагностическое значение приобрело изучение участия ГГТ в механизмах развития аллергопатологий, толерантности к психоактивным токсикантам, системных заболеваний с дисплазией соединительной ткани [14]. Референсным уровнем для содержания ГГТ в сыворотке крови являются значения ниже 61 Е/мл.

Вместе с тем, помимо ферментов, свидетельствующих о состоянии целостности мембран гепатоцитов, существуют показатели, характеризующие синтетическую функцию печени. К ним, в том числе, относится уровень альбумина и липопротеидов высокой плотности в сыворотке крови.

Таким образом, наличие информации об увеличении концентрации ГГТ в совокупности с данными о состоянии показателей липидного и белкового обмена свидетельствуют о высоком риске развития токсических повреждений печени. Проведение прогнозируемого расчета концентрации ГГТ позволяет, с одной стороны, избежать дополнительных затрат на лабораторную диагностику, а с другой стороны, повысить диагностическую значимость результатов исследования ферментов печени, показателей липидного и белкового обмена и прогнозирования развития их нарушений.

Задачей данного изобретения является разработка способа, позволяющего прогнозировать концентрацию гамма-глутамилтрансферазы через 4-5 лет у работающих, имеющих в своей деятельности контакт с винилхлоридом. Полученный показатель в совокупности с показателями липидного и белкового обмена может быть использован врачами-профпатолагами и исследователями для прогноза риска развития токсических поражений печени у обследуемых работников и позволит разработать программу профилактических мероприятий.

Задача решается путем расчета прогнозируемой концентрации гамма-глутамилтрансферазы, на основе исходных данных концентрации ГГТ, альбумина и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП).

Способ осуществляется следующим образом: у пациента натощак производят забор крови из локтевой вены с помощью вакуумных систем с активатором свертывания крови (для получения сыворотки). Определяют уровень альбумина, ЛПВП и активность гамма-глутамилтрансферазы в сыворотке крови. Полученные результаты обследования пациента подставляют в уравнени:

У=620,9241+0,5718×ГГТ₁-16,832×АЛЬБ₁-0,5181×ЛПВП,+0,1195×АЛЬБ₁², где

У - прогнозируемое значение относительной концентрации ГГТ в сыворотке крови,

620,9241 - константа;

0,5718; -16,832; -0,5181; 0,1195 - коэффициенты предикторов;

ГГТ₁ - уровень ГГТ на момент обследования (Е/мл);

АЛЬБ₁ - содержание альбумина в сыворотке крови на момент обследования (%);

ЛПВП₁ - содержание ЛПВП в сыворотке крови на момент обследования (%).

Способы прогнозирования уровня гамма-глутамилтрансферазы через 4-5 лет у стажированных работающих в условиях экспозиции винилхлорида в научно-медицинской и патентной литературе не обнаружены, таким образом, предлагаемый способ соответствует критериям изобретения «Новизна».

Использование математического метода, совокупности таких показателей как концентрация гамма-глутамилтрансферазы, альбумина, липопротеидов высокой плотности позволила получить новый результат, который явным образом не следует из известного уровня техники. Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию «Изобретательский уровень».

Предлагаемый способ был разработан в ходе 2-кратного с интервалом 4-5 лет обследования стажированных работников, экспонированных на своем рабочем месте винилхлоридом. Всего обследовано 101 человек, которые были разделены на группы в зависимости от стажа на момент обследования: I - 5-9 лет, II - 10-15 лет, III - 15 и более лет. У всех лиц были изучены уровни гамма-глутамилтрансферазы, альбумина и ЛПВП в сыворотке крови на момент обследования. Гамма-глутамилтрансфераза определялась кинетическим колориметрическим методом по Persijin & van der Slik, стандартизованным относительно метода, рекомендованного IFCC при помощи тест-набора («Human», Германия) на биохимическом фотометре («Cormay multy», Польша). Липопротеиды высокой плотности и альбумин определяли путем электрофоретического разделения белковых и ЛП фракций сыворотки крови на агарозном геле «Gel protein 100» и «Hydrogel Lipo+Lp(a)K20» («Cormay») на оборудовании той же фирмы. Измерение и расчет процентного содержания фракций проводили на денситометре DS-2 («Cormay»). Установлено, что статистически значимые различия в когортных исследованиях у лиц, экспонированных винилхлоридом, отмечаются при интервале между обследованиями не менее 4-5 лет.

С помощью множественной нелинейной регрессии с прямой пошаговой процедурой включения признаков получили уравнение, выражающее связь переменной (предсказываемая концентрация гамма-глутамилтрансферазы) с показателями, рассматриваемыми в качестве предикторов: концентрация гамма-глутамилтрансферазы в сыворотке крови на момент обследования, концентрация альбумина в сыворотке крови на момент обследования, концентрация ЛПВП в сыворотке крови на момент обследования в условиях экспозиции винилхлоридом.

Расчет прогнозируемых значений относительного содержания концентрации ГГТ в сыворотке крови через 4-5 лет от исходного момента производили по формуле:

У=620,9241+0,5718×ГГТ₁-16,832×АЛЬБ₁-0,5181×ЛПВП₁+0,1195×АЛЬБ₁², где

У - прогнозируемое значение относительной концентрации ГГТ в сыворотке крови,

620,9241 - константа;

0,5718; -16,832; -0,5181; 0,1195 - коэффициенты предикторов;

ГГТ₁ - уровень ГГТ на момент обследования (Е/мл);

АЛЬБ₁ - содержание альбумина в сыворотке крови на момент обследования (%);

ЛПВП₁ - содержание ЛПВП в сыворотке крови на момент обследования (%).

Статистические характеристики изучаемых групп представлены в таблице 1, которая включает следующие данные по лабораторным показателям: медиану (Me), 25-й и 75-й процентили (Q25-Q75).

Оценка эффективности диагностики

Пример 1. Пациент Д. (мужчина, 35 лет), стаж работы в контакте с винилхлоридом 13 лет. На момент обследования содержание ГГТ в сыворотке крови - 42,5 Е/л, альбумина - 66,3%, ЛПВП - 13,5%.

Рассчитываем прогнозируемое содержание ГГТ через 4 года

У=620,9+0,5718×42,5-16,832×66,3-0,5181×13,5+0,1195×66,3²=47,3 Е/мл (47,531)

Измеренная концентрация гамма-глутамилтрансферазы в сыворотке крови через 4 года составила 50,0 Е/мл. Отклонение прогнозируемого уровня гамма-глутамилтрансферазы от фактического составило 5%.

Заключение. Через 4 года уровень гамма-глутамилтрансферазы будет повышаться, но не превышать референсные значения (61 Е/мл). Тем не менее, учитывая рост данного показателя, необходим контроль состояния печени и проведение профилактических мероприятий, направленных на снижение токсической нагрузки.

Пример 2. Пациент Л. (мужчина 50 лет), стаж работы в контакте с винилхлоридом 8 лет. На момент обследования содержание ГГТ в сыворотке крови - 20,5 Е/л, альбумина - 72,1%, ЛПВП - 32,2%.

Рассчитываем прогнозируемое содержание ГГТ через 4 года

У=620,9+0,5718×20,5-16,832×72,1-0,5181×32,2+0,1195×72,1²=23,3 Е/мл (23,56).

Измеренная концентрация гамма-глутамилтрансферазы в сыворотке крови через 4 года составила 22,0 Е/мл. Отклонение прогнозируемого уровня гамма-глутамилтрансферазы от фактического составило 6%.

Заключение. Через 4 года уровень гамма-глутамилтрансферазы не будет изменяться, находясь в пределах установленных значений.

Пример 3. Пациент П. (мужчина, 37 лет), стаж работы в контакте с винилхлоридом 5 лет. На момент обследования содержание ГГТ в сыворотке крови - 122,8 Е/л, альбумина - 65,9%, ЛПВП - 26,8%.

Рассчитываем прогнозируемое содержание ГГТ через 4 года

У=620,9+0,5718×122,8-16,832×65,9-0,5181×26,8+0,1195×65,9²=86,8 Е/мл (86,969).

Измеренная концентрация гамма-глутамилтрансферазы в сыворотке крови через 4 года составила 79,0 Е/мл. Отклонение прогнозируемого уровня гамма-глутамилтрансферазы от фактического составило 9%.

Заключение: Через 4 года уровень гаммаглутамилтрансферазы снизится, но будет превышать референсные значения (61 Е/мл). Необходимо проведение лечебных мероприятий.

Литература

1. Антонюженко В.А. Винилхлоридная болезнь - углеводородный нейротоксикоз. - Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1980. - 183 с.

2. Kielhorn J., Melber С., Wahnschaffe U. et al. Vinyl chloride: still a cause for concern // Environ. Health Perspect. - 2000. - Vol. 108, N 7. - P. 579-586.

3. Токсико-гигиенические аспекты влияния условий труда на здоровье работающих в производстве винилхлорида и поливинилхлорида. / Н.М. Мещакова [и др.]; под общей ред. С.Ф. Шаяхметова. - Иркутск: НЦРВХ СО РАМН, 2014. - 166 с.

4. Дорогова В.Б., Шаяхметов С.Ф., Журба О.М. Влияние винилхлорида на состояние здоровья работающих. // Фундаментальные исследования. - 2014. - №7. - С. 616-620.

5. Катаманова Е.В., Шевченко О.И., Лахман О.Л., Ещина И.М. Состояние здоровья работающих, подвергающихся длительному воздействию винилхлорида // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). - 2014. - №7. - С. 109-112.

6. Sherman М. Vinyl chloride and the liver // J. of Hepatology. - 2009. - Vol. 51. - P. 1074-1081.

7. Collins J.J., Jammer В., Sladeczek F.M., Bodnar С.М., Salomon S.S. Surveillance for angiosarcoma of the liver among vinyl chloride workers // J. Occup. Environ. Med. - 2014. Vol. 56 (11). - P. 1207-1209.

8. Дьякович О.А. Роль системы биотрансформации ксенобиотиков в развитии поражений печени при производственном воздействии винилхлорида. // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2013. - №3 (91). - Ч.1. - С. 164-168.

9. Cheng T.J., Huang M.L., You N.C., Du C.L., Chau T.T. Abnormal liver function in workers exposed to low levels of ethylene dichloride and vinyl chloride monomer // J. Occup. Environ. Med. - 1999. - Vol. 41 (12). - P. 1128-1133.

10. Maroni M., Fanetti A.C. Liver function assessment in workers exposed to vinyl chloride // Int. Arch. Occup. Environ. Health. - 2006. - Vol. 79 (1). - P. 57-65.

11. Кудаева И.В., Демидова М.П., Бударина Л.А., Маснавиева Л.Б. Состояние желудочно-кишечного тракта у лиц, контактирующих с хлорированными углеводородами. // Экология человека. - 2009. - №3. - С. 9-12.

12. Кудаева И.В., Бударина Л.А., Дьякович О.А. Изменение уровня ферментов печени в ходе динамического обследования лиц, экспонированных винилхлоридом. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. - 2015. - Т. 25. - №5. - С. 46-52.

13. Santella R.M., Wu Н.С. Environmental exposures and hepatocellular carcinoma // J. Clin. Transl. Hepatol. - 2013. - Vol. 1 (2). - P. 138-143.

14. Чернобровкина T.B., Кершенгольц Б.М. Роль гамма-глутамилтрансферазы в адаптациогенезе и общей резистентности организма человека, реализуемая посредством участия в нейромедиаторном балансе и структурно-регуляторных функциях соединительной ткани (часть 1). // Наука и образование. - 2015. - №1. - С. 100-109.