Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования полиорганной недостаточности после операций на сердце, выполненных в условиях искусственного кровообращения

Изобретение относится к области медицины, в частности к анестезиологии и реаниматологии.

Развитие современной медицины определяется широким распространением инвазивных хирургических медицинских технологий. В частности, по данным Инициативы «Глобальная хирургия, 2030: доказательства и решения для достижения здоровья, благополучия и экономического развития» и комиссии журнала Lancet в составе международной группы из 25 экспертов определено, что: (1) потребности в инвестициях в организацию хирургической помощи и прежде всего в странах с низким и среднем уровнях доходов повышаются на 10-15% каждый год, (2) условия доступности хирургической помощи ведут к потере не менее 12,3 триллионов долларов за период 2015-2030 гг от невыполненных оперативных вмешательств, (3) вложение денег в инфраструктуру анестезиологического обеспечения и хирургической помощи экономически выгодно и прибыльно для инвестиций по сравнению с иными отраслями медицины. Эти положения определяют факт того, что хирургическая помощь вообще и высокоспециализированная хирургическая помощь в частности (к которой относится и хирургия сердца и сосудов) будет иметь максимальное развитие не только с медицинской и социальной точки зрения, но и с позиции прибыльности для всех участников системы здравоохранения (Meara JJ et al, 2015). Любая хирургическая агрессия есть сумма взаимно потенциирущих факторов и событий, способствующих адаптивной или дезадаптивной индивидуальной реакции на хирургию (Baue et al, 1999). Из факторов, предрасполагающих к персонифицированному ответу на хирургическую агрессию, могут быть названы генетические (генетика системного воспаления, генетика толл-подобных рецепторов, их экспрессии и реализации врожденного иммунитета, генетика остро-фазового ответа), возрастные (растущий организм и организм в стадии инволюции по разному реагируют ответом на стресс), тендерные (превалирование мужских половых гормонов способствует лучшей адаптации врожденного иммунитета). События, способствующие индивидуальному ответу организма -острая массивная кровопотеря периоперационно, острый синдром малого сердечного выброс, шок любого генеза.

Под действием стресса и иных патологических событий (гипоксия, ишемия и реперфузия) из клетки высвобождается множество специфических внутриклеточных компонентов, обладающих эффектов неспецифической стимуляции семейства так называемых паттерн-распознающих рецепторов -аларминов. Последние имеют своей целью активацию неспецифической реакции клеток врожденного иммунитета, прежде всего моноцитов для последующей активации иммунитета специфического. Среди аларминов одну из ведущих ролей играет митохондриальная ДНК (мтДНК) (Knez J. Et al, 2016). Митохондрии содержат несколько копий мтДНК, количество которых взаимосвязано с размером и количеством митохондрий, изменяющиеся в зависимости от потребности клетки в энергии, оксидативного стресса и от различных патологических состояний. мтДНК может повреждаться активными формами кислорода (АФК), что может приводить к дисфункции митохондрий, воспалению, старению клеток и др. (Bayeva M.et al, 2013). Высокий уровень циркулирующей мтДНК усиливает воспаление и приводит к повреждению органов ( М. Et al, 2012), уровень мтДНК увеличивается у всех

пациентов без разделения на группы после имплантации аортального клапана минимально-инвазивным путем (Estevez-Cid F., et al, 2019).

Митохондриальная ДНК как алармин через активацию паттерн-распознающих рецепторов принимает участие в реализации системной воспалительной реакции. Одним из основных механизмом запуска подобной иммунной реакции мтДНК является взаимодействие с TLR9 (Toll-like receptor 9) (Hemmi Н et al, 2005). После взаимодействия с мтДНК сигнал от TLR9 передается через цитозольный адаптерный белок MYD88 (myeloid differentiation primary response protein 88) к митоген активированной протеинкиназе (МАРК) и ядерному фактору κВ (NF-κВ) для инициирования воспалительной реакции и последующим хемотаксисом нейтрофилов (Zhang Q et al, 2006). Еще одним возможным механизмом, с помощью которого мтДНК вызывает иммунный ответ, является взаимодействие с протеиновыми комплексами - инфламмасомами, модулирующими воспалительные реакции путем активации каспазы-1 и секреции провоспалительных цитокинов (интерлейкина-1 (IL-1β) и интерлейкина-18 (IL-18) (Guo Н et al, 2008). Помимо этого было получены данные, что циркулирующие митохондриальные DAMP приводят к опосредованному нейтрофилами повреждению органов (Zhang Q et al, 2010). В случае потеря адаптивного характера системная воспалительная реакция (СВР) реализуется в виде полиорганной недостаточности (ПОН).

Известен способ прогнозирования развития осложненного системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом. Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии, и может быть Способ используют для прогнозирования развития системного воспалительного ответа у больных с инфекционным эндокардитом. Для этого в предоперационном периоде в крови пациентов определяют уровень интерлейкинов 1(3, 4, 10. При одновременных значениях интерлейкина 1(3 более 2,0 пг/мл, интерлейкина 4 более 0,5 пг/мл и интерлейкина 10 менее 25 пг/мл прогнозируют развитие системного воспалительного ответа. Использование данного метода позволяет прогнозировать осложнения в раннем послеоперационном периоде у пациентов с инфекционным эндокардитом, оперированных в условиях искусственного кровообращения («Способ прогнозирования развития осложненного системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом», патент РФ 2520753, заявл. 07.02.2013, опубл. 27.06.2014).

Недостатком способа является невозможность использования данного метода в качестве прикроватного, что требует взятия крови, проведения заморозки коллекции сыворотки и проведения исследования методов иммуноферментного анализа.

Известен способ прогнозирования развития полиорганной недостаточности в послеоперационном периоде у кардиохирургических больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения. Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии. Определяют возраст больного, длительность и минимальную температуру перфузии, объем введенных коллоидов, объем перелитых отмытых аутоэритроцитов, объем перелитой аутокрови, объем мочи за время перфузии, кровопотерю в первые 12 часов послеоперационного периода, рассчитывают коэффициенты К1 и К2 по оригинальным формулам и при величине К1 менее К2 прогнозируют полиорганную недостаточность. Способ позволяет предсказать развитие полиорганной недостаточности в послеоперационном периоде для проведения патогенетической терапии («Способ прогнозирования развития полиорганной недостаточности в послеоперационном периоде у кардиологических больных, оперированных у условиях искусственного кровообращения» патент РФ 2343845, заявл. 28.06.2007, опубл. 20.01.2009).

Недостатком способа является лимитирование использования данного способа при развитии острой массивной кровопотери и прогнозирования осложнений, в частности полиорганной недостаточности именно при данном варианте критического состояния.

Известен способ прогнозирования течения полиорганной недостаточности при проведении экстракорпоральной терапии. Изобретение относится к медицине, в частности к хирургии и реаниматологии. Предложен способ прогнозирования течения полиорганной недостаточности при проведении экстракорпоральной терапии, включающий исследование системы гемостаза больного, при этом исследование проводят до и после лечебного воздействия, определяют диаметр тромбоцитов и количество активированных тромбоцитов, и при уменьшении среднего значения диаметра тромбоцитов на 10-12% от показателей до воздействия при одновременном снижении количества активированных тромбоцитов не менее чем на 10% прогнозируют благоприятный исход полиорганной недостаточности, а при увеличении среднего значения диаметра тромбоцитов на 10-20%) при одновременном увеличении количества активированных тромбоцитов не менее чем на 15% прогнозируют необратимое развитие полиорганной недостаточности. Изобретение позволяет снизить летальность, сократить сроки пребывания больного в отделении реанимации и интенсивной терапии и может рассматриваться как критерий эффективности экстракорпоральной детоксикации («Способ прогнозирования течения полиорганной недостаточности при проведении экстракорпоральной терапии» патент РФ 2377566, заявл. 20.08.2008, опубл. 27.12.2009). Недостатком способа является отказ от включения в расчетные системы по данному способу возможности прогнозирования до момента проведения сеанса экстракорпоральной терапии (прогнозирование возможно только в ходе уже начавшегося сеанса).

Техническим результатом изобретения является превентивная терапия с целью профилактики развития ПОН (полиорганная недостаточность). На основании уровня концентрации мтДНК в сыворотке крови пациентов, определяемых сразу же после операции и на основании совокупности пяти клинических событий и факторов, выбранных из группы: операция по поводу мультифокального атеросклероза, сочетанный характер операции, острая кровопотеря во время операции, снижение АД и артериальная гипотония, комбинированная вазопрессорная и инотропная поддержка повышение уровня мтДНК в первые сутки после операции, острый инфаркт миокарда, экстренная операция, имплантация устройства для механической поддержки кровообращения до операции, послеоперационный синдром малого сердечного выброса.

Задача данного изобретения состоит в определении показаний применения экстракорпоральной коррекции гомеостаза для предупреждения формирования ПОН (полиорганная недостаточность) после КХО (кардиохирургических операций).

Поставленная задача достигается тем, что у пациентов, направляемых на кардиохирургическое оперативное вмешательство в условиях искусственного кровообращения, выявляют набор событий и факторов, способствующих развитию ПОН (полиорганная недостаточность), до операции, во время операции и после операции:

1. На основании совокупности пяти клинических событий и факторов, выявляющихся у пациента до операции, определяют вероятность развития ПОН (полиорганная недостаточность) (таблицы 1, 2, 3).

2. Выбор показателей, указанных в составе шкалы, основан на максимальном вкладе, который вносят приведенные пять клинических события и факторы в генез ПОН (полиорганная недостаточность).

3. Каждому значению из таблицы соответствует один балл.

4. Состав диагностического алгоритма расширяют за счет добавления показателя митохондриальной ДНК (мтДНК) как одной из ведущих молекулярных паттернов, отвечающего за инициацию системного воспаления в условиях операций с искусственным кровообращением (ИК).

5. При наличии оценки состояния 5 баллов суммарно и выше на любом из этапов и повышения уровня мтДНК выше 10 отн. Ед. прогнозируют вероятности развития ПОН (полиорганная недостаточность).

6. На основании событий и фактов, выявляющихся у пациента до операции в сочетании с уровнем мтДНК определяют вероятность развития ПОН (полиорганная недостаточность) (таблицы 1, 2, 3) и устанавливают показания к использованию методов очищения крови.

7. Показанием для использования методов очищения крови являются:

- при определении показаний для очищения крови на операции - не менее 5 баллов по суммарным событиям и факторам на предоперационном и интраоперационном этапах - уровень мтДНК на операции более 10 отн. Ед., - при определении показаний для очищения крови после операции - не менее 5 баллов по суммарным событиям и факторам на предоперационном, интраоперационном и послеоперационном этапах - уровень мтДНК на операции или после операции более 10 отн. Ед.

8. Методы очищения крови могут быть применены к пациенту или в ходе операции (интраоперационно) или сразу же после операции (послеоперационно).

9. Митохондриальная ДНК (мтДНК) используется как кандидатный как параметр, который является решающим для обоснования применения методов лечения.

10. Оценка уровня мтДНК осуществляется в два последовательных этапа (до процедуры очищения крови и после) и на основании динамики показателя может быть оценена эффективность процедуры очищения крови.

Полученные результаты показали, что на основании пяти клинических событий и факторов, не способных в своем изолированном применении полноценно предсказать вероятность развития дезадаптивной системной воспалительной реакции и вероятности развития ПОН (полиорганная недостаточность) и уровня ведущего алармина - митохондриальной ДНК в ближайшие часы и/или в первые сутки послеоперационного периода может быть прогнозировано развитие ПОН (полиорганная недостаточность) с целью проведения превентивной терапии именно в момент инициации критического состояния, то есть на первые сутки, когда наблюдается максимальная вероятность выброса аларминов с формированием патофизиологической иммунобиохимической стадии ПОН (полиорганная недостаточность). Данный способ обладает рядом преимуществ:

- оценка состояния больного проводится на совокупности факторов и событий (острая кровопотеря, шок, длительная ишемия вследствие пережатия аорты и реперфузионные повреждения органов), которые способны привести к выбросу аларминов, СВР (системная воспалительная реакция) и ПОН (полиорганная недостаточность),

- есть когорта пациентов, у которых не развивается ПОН (полиорганная недостаточность), не смотря на наличие значимых клинических факторов и событий,

- данная когорта требует более прецизионного метода исследования и прогнозирования,

- использование «первичных» или инициирующих или проксимальных молекул -аларминов как кандидатных маркеров вероятности развития СВР (системная воспалительная реакция) и ПОН (полиорганная недостаточность) позволяет провести прогнозирование и, следовательно, использовать целенаправленную терапию по их удалению в первые сутки с момента реализации критического состояния, что делает подобную терапию превентивной.

Пример №1

Пациент П., 65 лет, диагноз: ИБС (ишемическая болезнь сердца). Стенокардия напряжения, ФК 2 (функциональный класс 2). ХСН II (хроническая сердечная недостаточность II) функционального класса. В анамнезе проведенная операция аортокоронарного шунтирования по поводу хронической ИБС (ишемическая болезнь сердца) в 2008 году. Установлен мультифокальный атеросклероз (по данным цветного дуплексного сканирования брахиоцефальных сосудов выявлен стеноз правой внутренней сонной артерии до 70%). Определены показания для выполнения сочетанной операции: аортокоронарное шунтирование и каротидная эндартерэктомия справа. В ходе операции у пациента произошла острая кровопотеря не менее 1000 мл. В послеоперационном периоде пациент для стабилизации гемодинамики (артериальная гипотония вследствие послеоперационного синдрома малого сердечного выброса, подтвержденного данными катетеризации легочной артерии катетером Свана-Ганц) потребовалась комбинированная инотропная и вазопрессорная поддержка. Прогнозируемая ПОН (полиорганная недостаточность) (наличие пяти факторов и событий - операция по поводу мультифокального атеросклероза, сочетанный характер операции, острая кровопотеря во время операции, снижение АД (артериальное давление) и артериальная гипотония, комбинированная вазопрессорная и инотропная поддержка и повышение уровня мтДНК в первые сутки после операции) реализовалась, что подтверждается данными объективной оценки тяжести и выраженности ПОН (полиорганная недостаточность) по SOFA и динамикой показателя мтДНК (Таблица 4).

Пример №2

Пациент П., 65 лет, диагноз: ИБС (ишемическая болезнь сердца). Острый коронарный синдром. Инфаркт миокарда без подъема сегмента ST. Острая сердечная недостаточность по классификации Killip III. Проведена экстренная коронароангиография, на которой определены гемодинамические значимы стенозы коронарных артерий. С учетом тяжести состояния пациента перед операцией установлен внутриаортальный баллонный контрапульсатор. Определены показания для выполнения экстренной операции: аортокоронарное шунтирование. В ходе операции у пациента произошла острая кровопотеря более 1000 мл на фоне приема антитромбоцитарных препаратов с последующей гемотрансфузией. В послеоперационном периоде пациент для стабилизации гемодинамики (артериальная гипотония вследствие послеоперационного синдрома малого сердечного выброса, подтвержденного данными катетеризации легочной артерии катетером Свана-Ганц) потребовалась комбинированная инотропная и вазопрессорная поддержка.

Прогнозируемая ПОН (полиорганная недостаточность) (наличие пяти факторов и событий - острый инфаркт миокарда, экстренная операция, имплантация устройства для механической поддержки кровообращения до операции, острая кровопотеря на операции, послеоперационный синдром малого сердечного выброса и повышение уровня мтДНК после операции) реализовалась, что подтверждается показателями ПОН (полиорганная недостаточность) SOFA и динамикой показателя мтДНК (Таблица 5). С целью очищений крови, коррекции водно-электролитного баланса на фоне проявлений системной воспалительной реакции в первые часы после операции принято решение о начале гемодиафильтрации как способа экстракорпорального очищения крови, что позволило стабилизировать и далее улучшить состояние пациента (подтверждается снижением показателя SOFA до 2 баллов на третьи сутки после операции).

Способ прогнозирования полиорганной недостаточности после операций на сердце, выполненных в условиях искусственного кровообращения

Способ прогнозирования полиорганной недостаточности после операций на сердце, выполненных в условиях искусственного кровообращения

Способ прогнозирования полиорганной недостаточности после операций на сердце, выполненных в условиях искусственного кровообращения

Способ прогнозирования полиорганной недостаточности после операций на сердце, выполненных в условиях искусственного кровообращения