Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования острого почечного повреждения у пациентов с экстренной урологической и хирургической патологией

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, нефрологии, абдоминальной хирургии и реаниматологии, и может быть использовано для оценки наличия острого почечного повреждения у пациентов на до- и послеоперационном периоде, у больных, которым необходим мониторинг состояния в первые часы после начала заболевания, когда оценить диурез нет возможности, а уровень сывороточного креатинина остается в пределах референсных значений.

Несмотря на значительные достижения во всех отраслях медицины, предложенные способы оценки острого почечного повреждения остаются не достаточно информативными. Оценка клинических проявлений, с использованием ряда биохимических показателей, является констатацией развившегося острого почечного повреждения. Кроме того, олигурия или анурия, концентрация калия, креатинина и других критериев, может быть обусловлена не «почечными» причинами (Смирнов А.В., Каюков И.Г., Дегтярева О.А., Добронравов В.А., Румянцев А.Ш., Раффари Т.Н., Зверьков Р.В. Проблемы диагностики и стратификации тяжести острого повреждения почек // Нефрология, 2009. – Т. 13. – № 3. –С. 9-18).

Диурез, как критерий, обладает низкой специфичностью, являясь отражением функционального состояния почек, обусловленных множеством корригируемых факторов. Таким образом, стадирование по креатинину и диурезу (классификации AKIN, RIFLE, KDIGO), не отражает остроты процесса и не дает прогноза при остром почечном повреждении (BellomoR, RoncoC, KellumJA, MehtaRL, PalevskyP.AcuteDialysisQualityInitiativeworkgroup.Acute renal failure – definition, outcome measures, animal models, fluid therapy and information technology needs // The Second International Consensus Conference of the Acute Dialysis Quality Initiative (ADQI) Group. CritCare 2004; 8(4): R204-212).

Несмотря на низкую информативность, сывороточный и уринарныйкреатинин являются важными диагностическими критериями. Большинство расчетных формул для определения скорости клубочковой фильтрации включают уровень сывороточного креатинина. Реабсорбциякреатинина из мочи может быть обусловлена значимым уменьшением диуреза, что уже свидетельствует об остром почечном повреждении. Кроме того, диагностическое значение креатинина снижено из-за «запаздывающего» повышения при наличии ряда изменений в почечной ткани (LeveyAS, StevensLA, SchmidCH, etal. fortheCKD-EPI (ChronicKidneyDiseaseEpidemiologyCollaboration).A New Equation to Estimate Glomerular Filtration Rate. Ann Intern Med. 2009 May 5; 150:604-612).

В основе патогенетических механизмов при ренальном и постренальном остром почечном повреждении лежит процесс ишемии, приводящей к активизации перекисного окисления липидов с деструкцией клеточных мембран многих органов. Тяжесть повреждений коррелирует со степенью воспалительного процесса, его длительностью, адекватностью проводимой терапии, наличия сопутствующей патологии и ранее перенесенных заболеваний почек (Соколов Д.В., Полушин Ю.С. Острое почечное повреждение в периоперационном периоде // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2018. – №1.URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ostroe-pochechnoe-povrezhdenie-v-perioperatsionnom-periode(дата обращения: 10.09.2019). Современные представления о липидном обмене, а в частности об обмене фосфолипидов, как о структурных компонентах клеточных мембран, позволяют судить о процессах повреждения почечной ткани до начала клинических проявлений и до повышения уровня сывороточного креатинина (Рязанцев В.Е., Власов А.П. Фосфолипидный обмен при остром повреждении почек на фоне острого перитонита // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 5.
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=29170 (дата обращения: 25.02.2020).

Роль маркеров острого почечного повреждения –цистатин С, интерлейкин 18, NGAL, L-FABP и КIМ-1, по результатам многочисленных наблюдений являясь информативными, все-таки не признаны, как идеальными, высокочувствительными и высокоспецифичными критериями, отражающими острое почечное повреждение (Мирошкина И.В., Грицкевич А.А., Байтман Т.П. с соавт. Роль маркеров острого повреждения почки в оценке функции почки при ее ишемии // Экспериментальная и клиническая урология. – 2018. – № 4. – С. 114-121).

Таким образом, вопрос ранней диагностики острого почечного повреждения обусловлен необходимостью начала нефропротекторной или заместительной терапии. Существующие способы оценки острого почечного повреждения невозможно назвать идеальными, что предполагает продолжение поиска прогностически эффективного, органотропного, патофизиологически обоснованного маркера болезни.

Наиболее близок к заявленному изобретению, является способ оценки функционального состояния почек с использованием современных маркеров различных групп (NGAL, цистатин С, интерлейкин 18). Способ забора материала – малоинвазивный (перечисленные маркеры определяются в крови). Однако для этой группы критериев существуют некорригируемые факторы, определяющие концентрацию маркера в крови. Например, концентрация в крови цистатина С коррелирует с возрастом, ИМТ, курением, уровнем гормонов щитовидной железы и прочими критериями, что влияет на СКФ.ИЛ-18 относится к «провоспалительным» интерлейкинам и может быть повышен при колите, воспалении суставов, поражении других паренхиматозных органов. Значение NGAL меняется от наличия ранее существующих заболеваний почек, повреждения эндотелия сосудов при гипертонической болезни, воспалительных заболеваний, уже возникшемострымпочечным повреждением со снижением диуреза.

Недостатком перечисленных способов оценки почечного повреждения являются общие воспалительные заболевания, поражение сосудов и суставов, наличие отягощающих факторов – гипертоническая болезнь, хронический колит и прочее. Истинность концентрации маркеров может быть понижена у курящих пациентов, перенесших хирургические вмешательства и ряда других непрогнозируемых факторов. Учитывая, что не выявлено маркеров с высокой чувствительностью и специфичностью, предложен способ оценки наличия субклинической и ранней формы острого почечного повреждения с использованием липидных компонентов, определяемых в крови больных с острымпочечным повреждением.

Технический результат заключается в точной и адекватной оценке степени наличия острогопочечного повреждения, возможности многократного использования заявленного способа в разные промежутки времени течения болезни, позволяя оценивать состояние больного с различной этиологией.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе прогнозирования острого почечного повреждения у пациентов с экстренной урологической и хирургической патологиейосуществляютзабор и анализ венозной крови, оценивают значение уровня липидных компонентов (фосфатидил-инозита, фосфатидил-серина, моноацил-глицерола, холестерола), без учета низкоинформативныхэкстраренальных критериев, по следующей формуле:

где Y – индекс прогнозирования острого почечного повреждения,

ФИ – уровень фосфатидил-инозита,

ФС – уровень фосфатидил-серина,

МАГ – уровень моноацил-глицерола,

ХОЛ – уровень холестерола,

при этом при значении Y≤ 3,4 отсутствует острое почечное повреждение, а при Y≥ 3,5 регистрируют наличие острого почечного повреждения.

В табл. 1 представлен индекс прогнозирования (Y) острого почечного повреждения (ОПП), в табл. 2 показаны значения в динамике индекс прогнозирования (Y) острого почечного повреждения (ОПП) в раннем послеоперационном периоде.

В обобщенном виде, в основу расчета взяты достоверные статистически значимые показатели липидного обмена, отражающие начальный период деструкции клеточных мембран почечной ткани. С целью повышения эффективности прогнозируемой модели, не был использован уровень сывороточного креатинина и диурез, во многом зависящий от экстраренальных факторов.

Многочисленными исследованиями установлено, что изменения содержания фракции фосфолипидов в тканях почки сопряжены с таковыми в плазме крови. Поэтому по содержанию фракции фосфолипидов в плазме крови представляется возможным, с достаточной степенью достоверности, объективно судить о выраженности мембранодеструктивных процессов в тканях почки, сигнализирующие об остром почечном повреждении. Итак, все исследованные показатели оценивали в крови, что упрощало расчеты.

В экспериментальных исследованиях у беспородных половозрелых собак, моделировался острый серозно-гнойный перитонит (по методу проф. Власова А.П.). В контрольные сроки (1-е, 3-и, 5-е сутки) проводился забор крови, мочи, образцов тканей почки (корковое и мозговое вещество). Лабораторные изменения (липидные компоненты, креатинин, скорость клубочковой фильтрации) свидетельствовали о наличии острого почечного повреждения. По общепринятым методикам, выполненные экспериментальные исследования, позволили определитьдинамику фосфолипидов (лизофосфолипиды, сфингомиелин, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозит, фосфатидилэтаноламин) при остром почечном повреждении. Определение концентрации фракций липидов осуществляли этапно: экстракцию липидов тканей проводили модифицированным методом Bligh, Dyer; разделение фосфолипидов по классам осуществляли методом двумерной микротонкослойной хроматографии; количественный анализ отдельных классов фосфолипидов проводили по методу Vaskovsky; разделение липидов почек по фракциям осуществляли методом одномерной хроматографии. Концентрация липидов выражена в «%» от общего содержания липидов.

С целью определения возможности использования липидных компонентов в построении статистической модели, описывающей наличие повреждения почечной ткани, выполняли линейный регрессионный анализ, позволивший из всего перечня компонентов выбрать те значения, для которых уровень значимости превышал 0,05 и последующей экстраполяцией результатов на больных с острым почечным повреждением различной этиологии.

Математический анализ проведен с использованием программ MicrosoftExcel 2010 (MicrosoftCorporation, USA) и SPSS 16.0 (SPSS Inc., USA). Так, некоторые компоненты липидного обмена демонстрируют возможность ранней диагностики деструктивных процессов, а часть липидов отражает степень тяжести возникших изменений. В группу «деструктивных» критериев включенымоноацил-глицерол,фосфатидил-инозит, фосфатидил-этаноламин, лизофосфо-липиды. В группу «стадирования» причислены сфинго-миелин, фосфатидил-холин, фосфатидил-серин, холестерол.

Таким образом,моноацил-глицерол (p=0,05), фосфатидил-инозит (p=0,03), фосфатидил-серин(p=0,001), холестерол (p=0,001) были взяты, как основные критерии для построения математической модели прогноза. Остальные критерии были исключены на основании недостаточной информативности при построении математической модели. Поскольку выбранные с использованием статанализа данные относились к разным прогностическим группам, то для построения модели применен дисперсный анализ. Расчетные значения исключали наличие общей константы (p=0,001). Для используемых липидных компонентов дисперсионным анализом установлены коэффициенты:

(- 0,438) для моноацил-глицерола (МАГ) (p=0,05);

(0,189) для фосфатидил-инозита (ФИ)(p=0,03);

(0,193) для фосфатидил-серина (ФС)(p=0,001);

(- 0,116) для холестерола(ХОЛ) (p=0,001).

Ценность полученной модели проверена дисперсионным анализом, при сумме квадратов 3447,5, степеней свободы 11,среднего квадрата регрессии 313,415 и p=0,0001. Поскольку итоговая сумма квадратов не корректировалась на константу, то итоговое значение модели приобрело вид:

где Y – индекс прогнозирования острого почечного повреждения,

ФИ – уровень фосфатидил-инозита,

ФС – уровень фосфатидил-серина,

МАГ – уровень моноацил-глицерола,

ХОЛ – уровень холестерола,

при этом при значении Y≤ 3,4 отсутствует острое почечное повреждение, а при Y≥ 3,5 регистрируют наличие острого почечного повреждения.

Новизна заявленного способа:

1. Оценены в динамике показатели липидного обмена, отражающие наличие и степень деструкции клеточных мембран.

2. Произведена статистическая обработка массива данных различных биохимических показателей, отражающих активность воспалительно-деструктивных мембранообразующих компонентов.

3. Выявлены с высокой достоверностью наиболее показательные критерии (моноацил-глицерол, фосфатидил-инозит, фосфатидил-серин, холестерол) и рассчитана математическая модель, описывающая наличие острого почечного повреждения.

4. Оценена информативность и возможность использования предложенной модели, для диагностики острого почечного повреждения при сумме показателей 3,5 и более.

5. При итоговой сумме формулы модели 3,4 и менее, нет данных о наличии острого почечного повреждения.

Полученные результаты экстраполировали на больных с различными хирургическими и урологическими заболеваниями и диагностированным у них острым почечным повреждением. Значения индексов определены опытным путем в результате клинико-лабораторного анализа более 120 больных различной ургентной патологией живота и забрюшинного пространства.

Пример 1

Больной А., 52 лет госпитализирован в отделение урологии ГБУЗ РМ «РКБ им. С. В. Каткова»13.10.2019 г. с диагнозом: МКБ. Камни почек. Рентгенпозитивный камень средней трети правого мочеточника. Рентгенпозитивный камень нижней трети левого мочеточника. Постренальная анурия. Вторичный хронический пиелонефрит, ремиссия. КУЛТ средней трети справа. КУЛТ нижней трети слева. Учитывая отсутствие диуреза был переведен в отделении реанимации.

Длительность анурии менее 6 часов. Урологического анамнеза нет. Пациент доставлен из дома, на догоспитальном этапе специфической терапии не получал. Через 13 часов выполнена КУЛТ средней трети справа. КУЛТ нижней трети слева. На дооперационном периоде диурез составлял 0 мл. Сывороточный креатинин 0,112мкмоль/л (СКФ по CKD-EPI = 64,73 мл/мин/1,73 м²), что свидетельствует о «начальном снижении СКФ». Были определены липидные компоненты (МАГ=5,091, ФИ = 19,181, ФС = 15,334, ХОЛ = 31,711) и произведен расчет модели, выявивший Y=4,355, что демонстрирует наличие острого почечного поврежденияпри нормальной СКФ.В подтверждение были определены концентрации сывороточного креатинина через 24 часаи СКФ, где были отмечены значительные превышения от референсных значений (Креатинин=0,218, СКФ 28,94 – «выраженное снижение СКФ»).

Таким образом, полученная модель позволила выявить почечное повреждение в первые часы наличия критического состояния. В послеоперационном периоде, несмотря на отсутствие нарушение уродинамики из верхних мочевых путей, диурез не превышал 500 мл, что требовало продолжения лечения в реанимационном отделении.

Пример 2

Больная Ф., 64 лет госпитализирована в отделение урологии ГБУЗ РМ «РКБ им. С. В. Каткова» 26.02.2019 г. с диагнозом: МКБ. Камни почек. Вторичный хронический пиелонефрит, обострение.

Длительность периода, сопровождающегося наличием жалоб, гипертермии, отсутствием лечения при сохраненном диурезе составляла 3-4 суток. В анамнезе МКБ. Камни почек и Хронический пиелонефрит, с периодами обострения 2-3 раза в год.Креатинин сыворотки крови, по данным амбулаторной карты, не снижался ниже 125,0 – 140,0 мкмоль/л (СКФ по CKD-EPI = 39,13 – 34,12 мл/мин/1,73 м²), что свидетельствует об «умеренном снижении СКФ». Были определены липидные компоненты (МАГ=5,625, ФИ = 12,000, ФС = 12,001, ХОЛ = 25,076) и произведен расчет модели, выявивший Y=2,120, что демонстрирует отсутствие острого почечного повреждения на фоне хронической болезни почек.

Таким образом, полученная модель позволила выявить отсутствие острого почечного повреждения даже на 3-4 сутки течения болезни и проводить стандартную консервативную терапию, только с учетом СКФ, в урологическом отделении.

По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет точно и адекватно оценить степень наличия острого почечного повреждения, а также позволяет многократно использовать способ в разные промежутки времени течения болезни, позволяя оценивать состояние больного с различной этиологией.

Таблица 1

Таблица 2

* Значения показателей в динамике