Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования исходов операций коронарного шунтирования

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии, и может быть использовано для прогнозирования исходов операций коронарного шунтирования (КШ). Согласно литературным данным частота летальных исходов после КШ составляет 2-3%.

Одним из общепринятых маркеров неблагоприятных исходов операций КШ является уровень кардиального тропонина (TnI) [Thielmann М., Sharma V., Al-Attar N., Bulluck H., Bisleri G., Bunge J.J. H. et al. ESC Joint Working Groups on Cardiovascular Surgery and the Cellular Biology of the Heart Position Paper: Perioperative myocardial injury and infarction in patients undergoing coronary artery bypass graft surgery // Eur Heart J. 2017. Aug 14. T. 38, №31. P. 2392-2407]. Преимуществом данного маркера является его высокая специфичность и чувствительность.

Недостатком является тот факт, что пороговый уровень TnI и его прогностическое значение до сих пор точно не определены, а степень подъема его концентрации варьирует в широких пределах. Кроме того, интраоперационные значения концентрации TnI малоинформативны в прогнозировании летальных исходов, рекомендованный временной интервал для оценки TnI после КШ составляет 24 часа. Однако через 24 часа после очевидного и значимого повышения концентрации TnI некроз миокарда становится необратимым, что может значительно снизить эффективность лечения.

Техническим результатом заявленного изобретения является интраоперационное прогнозирование исходов КШ.

Заявленный технический результат достигается в способе прогнозирования исходов операций КШ, согласно которому интраоперационно сразу после завершения наложения шунтов у пациента берут кровь из периферической вены и определяют концентрацию активной миелопероксидазы (МРО), рассчитывают показатель Р по формуле

P=e^{-4,8498+0,0046×MPO}× 100%_,

где

МРО - концентрация активной МРО, нг/мл;

е - основание натурального логарифма, и при значении Р более 1,2% прогнозируют неблагоприятный исход операции коронарного шунтирования.

В заявленном способе концентрацию активной МРО в плазме крови оценивают интраоперационно после наложения всех шунтов, когда уровень TnI не позволяет достаточно точно дифференцировать закономерные ишемически-реперфузионные изменения миокарда и клиническое значимое повреждение. Впервые получены точные данные, позволяющие рассчитать риск неблагоприятного исхода в зависимости от концентрации активной МРО в крови пациента во время операций КШ. Это позволяет своевременно корректировать хирургическую тактику лечения раньше, чем проявятся очевидные признаки синдрома малого сердечного выброса.

Изобретение поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - кривая риска летального исхода в зависимости от концентрации активной МРО;

фиг. 2 - ROC-кривая регрессионной модели.

Способ был разработан в рамках проспективного нерандомизированного одноцентрового исследования в 2016-2019 гг. Выполнена оценка ишемически-реперфузионного повреждения (ИРП) миокарда, воспалительного ответа и риска летального исхода в зависимости от концентрации активной МРО в крови при плановых операциях КШ в трех группах наблюдения: группа 1 (n=177) - без искусственного кровообращения (ИК) на работающем сердце; группа 2 (n=128) - в условиях ИК с пережатием аорты с полной перфузией при температуре 32 С; группа 3 (n=33) - с ИК со вспомогательной нормотермической перфузией без пережатия аорты.

Критерии включения в исследование: возраст от 25 до 80 лет, наличие ишемической болезни сердца (стенокардия напряжения 3-4 ф. к.) с доказанным многососудистым поражением коронарных артерий. Критерии исключения: отказ пациента, наличие патологии клапанов сердца, острый коронарный синдром.

Пациенты во всех трех группах были сопоставимы по тяжести поражения коронарного русла и сопутствующей патологии. Исходные уровни TnI, С-реактивного белка (СРВ) и МРО были в норме: менее 0,05 нг/мл, менее 5 нг/мл и менее 50 нг/мл, соответственно, и не отличались по группам.

Операции КШ выполняли в плановом порядке по стандартной методике. Аппарат искусственного кровообращения Maquet HL-20, оксигенатор Affinity. Подключение экстракорпорального контура ИК производили по схеме аорта-правое предсердие (одна двухсекционная канюля). Заполнение аппарата: маннитол 15% -200 мл, гелофузин - 500 мл, стерофундин - 500 мл, NaHCO3 5% - 50 мл, транексам - 20 мл, антибиотик 2 г, гепарин 2 мл, инсулин - 10 Ед, дексаметазон 24 мг. Полная перфузия выполнялась с пережатием аорты при температуре 32 С, вспомогательная - без пережатия аорты - в нормотермических условиях (36,6 С). Кардиоплегия: раствор глюкозы 5% - 250 мл, MgSO4 25% - 20 мл, KCl 10% - 30 мл, лидокаин 10% - 2 мл. Режим перфузии сердца кардиоплегией: антеградно в корень аорты (2/3) и ретроградно (1/3) - каждые 15 минут, после наложения дистальных анастомозов - дополнительно по шунтам.

Операции без ИК выполняли через срединную стернотомию, при наложении шунтов использовали стабилизирующее устройство Octopus tissue stabilizer (Medtronic). Вне зависимости от типа КШ у всех пациентов, включенных в исследование, выполняли маммаро-коронарный анастомоз на переднюю межжелудочковую артерию.

Инструментальные исследования.

Электрокардиография (ЭКГ) до и после операции каждые 3-5 дней или чаще в зависимости от клинической ситуации. Критерии ишемии или инфаркта миокарда: вновь выявленное повышение сегмента ST в 2-х смежных отведениях или более, наличие нового зубца Q или впервые выявленная блокада левой ножки пучка Гиса.

Эхокардиография (ЭхоКГ) выполнялась всем пациентам до и после операции в соответствии с актуальными рекомендациями. Критерии ишемии или инфаркта миокарда: новые зоны гипокинезии или акинезии. Коронаро-шунтография выполнялась при прогрессировании нестабильности гемодинамики, рефрактерной к вазопрессорной и инотропной поддержке.

Лабораторные исследования.

Уровень TnI определяли до операции, к концу операции, а также на 1, 2, 3, 4, 5-7 сутки после КШ. Концентрацию активной МРО в плазме крови определяли до и к концу операции после завершения наложения шунтов. Концентрацию TnI определяли на аппарате Pathfast Compact immuno-analyzer, МРО - методом иммуно-ферментного анализа, включающим стадию флуориметрического определения на аппарате CLARIOstar", BMG LABTECH, по известной методике [Соколов А.В., Костевич В.А., Горбунов Н.П., Григорьева Д.В., Горудко И.В., Васильев В.Б. et al. Связь между активной миелопероксидазой и хлорированным церулоплазмином в плазме крови пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. // Медицинская иммунология 2018. 2018. Т. 20, №5. Р. 699-710; Панасенко О.М., Михальчик Е.В., Горудко И.В., Григорьева Д.В., Соколов А.В., Костевич В.А. et al. Влияние антиоксидантов и скавенджеров гипогалоидных кислот на активацию нейтрофилов липопротеинами низкой плотности, модифицированными гипохлоритом. // Биофизика. 2016. Т. 61, №3. Р. 500-509].

Расчетная формула получена в результате построения логистической регрессионной модели летальные исходы = концентрация активной МРО (фиг. 1) на основании наблюдения 336 пациентов в трех группах. Длительность послеоперационного наблюдения составила 30 дней с момента операции КШ. За период наблюдения из 336 пациентов 325 выжило, 11 умерло. Статистическая обработка данных выполнялась в программе SAS Enterprise Guide 9.4.

Логистическая регрессия концентрации активной МРО и исходов наблюдаемых пациентов позволила получить формулу

P=e^{-4,8498+0,0046×MPO}× 100%

где -4,8498 - свободный член, 0,0046 - коэффициент, полученные в результате построения логистической регрессии.

Точность и специфичность рассчитаны с использованием индекса Юдена на основании ROC-анализа, выполненного по результатам построения логистической регрессии.

Точность способа определена по площади под ROC-кривой (фиг. 2) и составила 0,72.

Чувствительность и специфичность способа для выбранного порогового значения расчетного показателя Р более 1,2% составили 1,0 и 0,4 соответственно.

Способ осуществляют, например, следующим образом.

Сразу после завершения наложения шунтов у пациента в операционной берут кровь из периферической вены.

На первой стадии анализа проводят сорбцию МПО из образца плазмы крови на твердую фазу полистирольного планшета, поверхность которого предварительно покрыта специфическими антителами против МПО. На второй стадии при промывке планшета удаляют балластные, в том числе антиоксидантные компоненты плазмы. На третьей стадии проводят катализируемую МПО реакцию образования бромноватистой кислоты с одновременной модификацией чувствительного маркера, приводящей к образованию флуоресцирующего продукта, что в итоге позволяет сократить число стадий ИФА до следующих: внесение анализируемого образца или стандарта МПО, промывка, внесение смеси для выявления активной МПО, считывание флуоресценции; а также сократить время анализа до 1,5 часов (при условии предварительной сорбции антител против МПО на поверхности планшета) и повысить специфичность и чувствительность определения активной МПО.

В качестве чувствительного маркера образования бромноватистой кислоты используют 10-ацетил-3,7-дигидроксифеноксазин (Ampliflu™ Red, Sigma-Aldrich, США), который превращается в резоруфин, флуоресцирующий в диапазоне длин волн 580-620 нм при возбуждении светом в диапазоне длин волн 535-555 нм [Панасенко О.М., Михальчик Е.В., Горудко И.В., Григорьева Д.В., Соколов А.В., Костевич В.А., Васильев В.Б., Черенкевич С.Н. (2016) Влияние антиоксидантов и скавенджеров гипогалоидных кислот на активацию нейтрофилов липопротеинами низкой плотности, модифицированными гипохлоритом. Биофизика. 61 (3), 500-509].

Для достижения наилучшей воспроизводимости результатов ИФА при сорбции МПО из образца применяются моноклональные антитела против МПО человека, полученные из асцитной жидкости мышей после инокуляции гибридомой, продуцирующей данные антитела. Гибридому получают по методу Милыптейна-Келера [ Milstein С. (1975) Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature, 256 (5517), 495-497] путем слияния в присутствии полиэтиленгликоля клеток миеломы и лимфоцитов мыши, иммунизированной препаратом очищенной МПО человека. Селекцию гибридомы проводят на основе способности к продукции антител, связывающих МПО при проведении ИФА. Применяемый для иммунизации мышей препарат очищенной МПО человека получают в соответствии с описанным ранее методом хроматографии с использованием гепарин-агарозы, фенил-агарозы и Сефакрила S-200 HR [Sokolov A.V., Kostevich V.A., Zakharova Е.Т., Samygina V.R., Panasenko O.M., Vasilyev V.B. (2015) Interaction of ceruloplasmin with eosinophil peroxidase as compared to its interplay with myeloperoxidase: Reciprocal effect on enzymatic properties. Free Radic. Res. 49(6), 800-811.]

Активность МПО в образцах оценивают по флуоресценции резоруфина, вычисляют концентрацию активной МПО в образцах с учетом разведения образца и выражают ее в нг/мл.

Рассчитывают показатель Р по формуле P=e^{-4,8498+0,0046×MPO}× 100%, и при значении Р более 1,2% прогнозируют неблагоприятный исход операции коронарного шунтирования.

Способ подтверждается следующими клиническими примерами.

1. - Пациент Б., 61 год. Поступил с диагнозом ИБС. Стенокардия напряжения 3 ф.к. для оперативного лечения ИБС. Подтверждено многососудистое поражение коронарного русла, определены показания к операции КШ с ИК. Исходная тяжесть состояния пациента: Syntax Score II 33,1, Euroscore II 1,02, Index Charlson/Deyo 5. Выполнена операция маммарокоронарное шунтирование передней межжелудочковой ветви, аорто-коронарное шунтирование задней межжелудочковой ветви от правой коронарной артерии и ветви тупого края с ИК, время пережатия аорты 80 минут, время ИК 110 минут. Интраоперационная концентрация активной МРО 27,9 нг/мл, расчетный показатель Р=0,9% не указывает на неблагоприятный исход операции. Длительность нахождения в реанимации 2 дня, длительность послеоперационной госпитализации 13 дней. Пациент благополучно выписан в удовлетворительном состоянии.

2. Пациент В., 55 лет. Поступил с диагнозом ИБС. Стенокардия напряжения 3 ф.к. для оперативного лечения ИБС. Подтверждено многососудистое поражение коронарного русла, определены показания к операции КШ с ИК. Исходная тяжесть состояния пациента: Syntax Score II 27,9, Euroscore II 1,68, Index Charlson/Deyo 3.

Выполнена операция маммарокоронарное шунтирование передней межжелудочковой ветви, аорто-коронарное шунтирование задней межжелудочковой и заднебоковой ветви от правой коронарной на работающем сердце. Интраоперационная концентрация активной МРО 180,0 нг/мл, расчетный показатель Р=1,8%, что говорит о прогнозе неблагоприятного исхода операции. После возвращения сердца в исходное положение отмечено падение гемодинамики, остановка сердечной деятельности - гипосистолия с переходом в фибрилляцию желудочков, начат прямой массаж сердца, многократная электроимпульсная терапия - без эффекта. Выполнена конверсия, наложены кисеты на восходящую аорту и правое предсердие. Начато параллельное ИК. Восстановлен самостоятельный ритм. Отмечены изменения на ЭКГ в отведениях, характеризующих переднюю стенку ЛЖ. Операция успешно завершена. Длительность ИК 182 минуты, время пережатия аорты 0 минут.

Длительность нахождения в реанимации 4 дня, длительность послеоперационной госпитализации 23 дня. Послеоперационный период осложнился стернальной инфекцией, на фоне консервативного лечения благополучное купирование инфекции. Пациент выписан в удовлетворительном состоянии.

Своевременная конверсия позволила обеспечить стабилизацию гемодинамики и успешно завершить операцию, однако повышенная концентрация TnI и изменения на ЭКГ не позволяют исключить инфаркт миокарда 5 типа.

3. Пациент А., 62 года. Поступил с диагнозом ИБС. Стенокардия напряжения 3 ф.к. для оперативного лечения ИБС. Подтверждено многососудистое поражение коронарного русла, определены показания к операции КШ с ИК. Исходная тяжесть состояния пациента: Syntax Score II 31,8, Euroscore II 1,42, Index Charlson/Deyo 5. Выполнена операция маммарокоронарное шунтирование передней межжелудочковой ветви, аорто-коронарное шунтирование промежуточной и огибающей артерий с ИК, время пережатия аорты 70 минут, время ИК 116 минут. Интраоперационная концентрация активной МРО 199 нг/мл, расчетный показатель Р=2%, что говорит о неблагоприятном исходе операции, однако, после ИК наблюдалась стабильная гемодинамика, отсутствовали ишемические изменения на ЭКГ, в связи с чем, изменение стандартного хода операции не выполнялось.

Однако уровень TnI, определенный в реанимации после операции, составил 6,51 нг/мл, что свидетельствовало о значительном повреждении миокарда. Летальный исход на 2 сутки после операции. На вскрытии шунты проходимы. Причина смерти: острый инфаркт миокарда давностью менее 24 часов.

Способ позволяет интраоперационно прогнозировать исход операции КШ за счет интраоперационного определения концентрации активной МРО, являющейся маркером ишемически-реперфузионного изменения миокарда при операциях КШ. Это позволяет своевременно корректировать хирургическую тактику лечения раньше, чем проявятся очевидные признаки синдрома малого сердечного выброса.