Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙТРОФИЛОВ И МОНОЦИТОВ КРОВИ НА РИСК РАЗВИТИЯ ЯЗВЕННОГО КОЛИТА И БОЛЕЗНИ КРОНА

Емельянова В.А. 1 Демидов А.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России
Цель: оценить риск развития язвенного колита и болезни Крона в зависимости от метаболической активности нейтрофилов и моноцитов периферической крови. У пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), находящихся на стационарном лечении, исследовалась активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) нейтрофилов и моноцитов. В зависимости от активности этих окислительно-восстановительных ферментов с помощью метода «дерево классификаций» прогнозировался риск развития язвенного колита (ЯК) и болезни Крона (БК). Была построена модель прогнозирования исхода недифференцированного колита в ЯК и БК. При активности СДГ ≥ 99,0, ЛДГ ≥ 90, Г-6-ФДГ ≥ 120 у.е. нейтрофилов и 50 < СДГ < 100, 40 < ЛДГ < 100, 50 < Г-6-ФДГ < 100 у.е. моноцитов риск развития ЯК составлял 97,9%, при активности 88 < СДГ < 99, 60 < ЛДГ < 90, 50 < Г-6-ФДГ < 120 у.е. нейтрофилов и СДГ ≥ 250, ЛДГ ≥ 250, Г-6-ФДГ≥ 250 у.е. моноцитов риск развития БК составлял 95,0%. Результаты исследования демонстрируют значимость определения метаболической активности нейтрофилов и моноцитов крови при прогнозировании вероятности развития ЯК или БК у пациентов с недифференцированным воспалительным заболеванием кишечника.
язвенный колит
болезнь Крона
нейтрофилы
моноциты
сукцинатдегидрогеназа
лактатдегидрогеназа
глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа
дерево классификаций
1. Owczarek D., Cibor D., Gtowacki M., Rodacki Т., Mach Т. Inflammatory bowel disease: epidemiology, pathology and risk factors for hypercoagulability .World J. Gastroenterol. 2014. vol. 20. no. 1. P. 33-63.
2. Орлинская Н.Ю., Широкова Н.Ю., Шумилова О.В., Давыдова Д.А., Давыденко Д.В., Соколова И.Л. Значение морфологических исследований при воспалительных заболеваниях кишечника у детей // Медицинский альманах. 2018. Т. 34. №3. С 31-35.
3. Сагынбаева В.Э., Лазебник Л.Б.Сывороточный кальпротектин является маркером для определения активности воспалительного процесса и эффективности терапии при воспалительных заболеваниях кишечника. // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. Т. 107. №7. С. 25-31.
4. Сагынбаева В.Э., Лазебник Л.Б. Антитела к Saccharomyces Cerevisiae как предиктор осложненного течения болезни Крона // Экспериментальная клиническая гастроэнтерология. 2013. № 3. С. 48-52.
5. Клюшникова О.А. Функциональная активность нейтрофилов периферической крови и воспалительная реакция в слизистой оболочке у больных язвенным колитом // Х итоговая научная конференция молодых учёных и студентов: тез. докл. Ставрополь, 2002. С. 204.
6. Заводовский Б.В. Клинико-патогенетическое значение исследования метаболизма иммунокомпетентных клеток периферической крови при воспалительных ревматических заболеваниях: дис. …докт. мед. наук. Волгоград, 2004. 322 с.
7. Черняев А.А., Демидов А.А., Чернышева Е.Н. Цитохимическая активность нейтрофилов и моноцитов крови у больных метаболическим синдромом // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. [Электронный ресурс]. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18201 (дата обращения: 27.02.2020).
8. Галимзянов Х.М., Алиева А.А., Буркин А.В., Горева О.Н. Динамика ферментативной активности фагоцитов крови у больных с хроническим вирусным гепатитом С в зависимости от генотипа // Астраханский медицинский журнал. 2014. Т. 9. № 7. С. 19-24.
9. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике: справочник. М.: Медицина, 1987. 368 с.
10. Емельянова В.А., Демидов А.А., Костенко Н.В., Чернышева Е.Н., Гребнева О.С. Значение определения активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у пациентов с язвенным колитом // Крымский терапевтический журнал. 2018. № 1. С. 45-48.

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), среди которых выделяют язвенный колит (ЯК) и болезнь Крона (БК), представляют собой хронические рецидивирующие аутоиммунные заболевания, в основе патогенеза которых лежат срыв иммунологической толерантности к собственной кишечной микробиоте и, как следствие, обильная инфильтрация стенки кишечника клетками специфического и неспецифического иммунитета, а также синтез аутоантител. Основным различием между ЯК и БК является характер поражения желудочно-кишечного тракта (ЖКТ): при ЯК воспаление поверхностное и охватывает только толстый кишечник, в то время как при БК воспаление трансмуральное и вовлекает любой отдел ЖКТ [1].

Важнейшими критериями дифференциальной диагностики ЯК и БК являются данные эндоскопических методов визуализации и гистологический материал. Сложность диагностики заключается в том, что не всегда возможно правильно интерпретировать морфологические изменения ввиду отсутствия в биоптате характерных клеточных маркеров [2]. В связи с этим вопросу диагностики ВЗК посвящено множество работ. Наиболее интересными нам представляются методы поиска диагностических маркеров в биологических субстратах: сывороточного и фекального кальпротектина, аутоантител крови (к перинуклеарным нейтрофильным антигенам (pANKA) и манановому полисахариду клеточной стенки Saccharomyces cerevisiae (ASCA)), антител к гликопротеину 2 (анти-GP2 IgA) в копроэкстрактах и т.д. [3, 4]. Однако обнаружение антител является дорогостоящим и недостаточно чувствительным методом, а определение уровня кальпротектина при относительной доступности и высокой чувствительности не позволяет дифференцировать ЯК и БК между собой.

Основой воспалительного инфильтрата кишечной стенки при ВЗК, помимо лимфоцитов, являются активированные нейтрофилы и макрофаги, продуцирующие провоспалительные интерлейкины, активные формы кислорода и свободные радикалы. Перспективно изучение цитохимической активности именно этих клеток у пациентов с ВЗК. Актуальность исследования метаболической активности нейтрофилов и моноцитов крови обусловлена немногочисленностью работ, посвященных этому вопросу [5, 6, 7].

Цель исследования: оценить риск развития язвенного колита и болезни Крона в зависимости от метаболической активности нейтрофилов и моноцитов периферической крови.

Материалы и методы исследования

В наше исследование были включены 69 пациентов с ВЗК гастроэнтерологического отделения ГБУЗ АО «Александро-Мариинская областная клиническая больница», из них 49 пациентов с ЯК и 20 – с БК. Средний возраст пациентов с ЯК и БК составил 44,4 года и 40,4 года соответственно. По половому признаку пациенты обеих групп распределились одинаково: 55% женщин и 45% мужчин.

Критерии включения в исследование: диагнозы «язвенный колит», «болезнь Крона», возраст от 20 до 65 лет.

Критерии исключения: злокачественные заболевания в анамнезе, декомпенсированные хронические заболевания, тяжелые гематологические заболевания, острые инфекционные заболевания, отказ испытуемых от участия в исследовании, возраст старше 65 лет.

Диагноз был выставлен на основании диагностических критериев, утвержденных в клинических рекомендациях Российской гастроэнтерологической ассоциации и ассоциации колопроктологов России.

Первичных пациентов с ЯК, не получавших ранее базисную противовоспалительную терапию (БПВП), при поступлении в стационар было 26 человек; 23 пациента с ЯК и все пациенты с БК уже получали соответствующую терапию (5-аминосалициловая кислота, иммуносупрессоры, глюкокортикостероиды).

В качестве контрольной группы выступили 35 здоровых доноров.

Распределение пациентов с ВЗК по локализации воспаления: у 79,6% пациентов с ЯК диагностирован левосторонний колит, у 20,4% – тотальный колит, терминальный илеит выявлен у 55,0% пациентов с БК, илеоколит – у 45%. У всех пациентов с БК и у большинства пациентов с ЯК (63,7%) течение заболевания расценивалось как хроническое рецидивирующее, у 4,3% пациентов с ЯК – как хроническое непрерывное и у 2,9% пациентов – как острое. Степень тяжести воспалительной атаки, установленная с помощью критерия Truelove-Witts, у 59,2% пациентов с ЯК была определена как средняя; легкая и тяжелая степени тяжести заболевания были определены у 20,4% пациентов. Тяжесть атаки БК устанавливалась согласно индексу Беста (баллы): у 55% пациентов установлена легкая степень тяжесть атаки (150–300 баллов), у 45% – среднетяжелая атака (301–450 баллов).

У 38,8% пациентов с ВЗК системные проявления не диагностированы, у 61,2% пациентов были выявлены: у всех – синдром эндотоксемии, метаболические расстройства – у 20,4%, артрит – у 18,4%, узловатая эритема – у 22,4%.

Метаболическая активность нейтрофилов и моноцитов исследовалась в день госпитализации в стационар и в день выписки. В венозной крови определялась активность следующих окислительно-восстановительных ферментов: сукцинатдегидрогеназы (СДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) [8]. Исследование активности нейтрофилов проводилось с использованием метода Р.П. Нарциссова (1970), выделение моноцитов осуществлялось по методике И.С. Фрейдлин (1978).

Метод полуколичественной оценки Kaplow [9] с определением среднего цитохимического показателя (СЦП) использовался для объективной интерпретации результатов цитохимических реакций. Описание этого метода мы приводили в ранее опубликованной работе [10].

Обработку полученных результатов производили с использованием пакета программ Статистика 8. Достоверность полученных величин определяли с помощью критерия χ2. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Несмотря на ожидаемые различия в активности ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у первичных пациентов и пациентов, получающих БПВП, статистически значимых различий между ними не было выявлено, в связи с чем далее мы приводим усредненные показатели. Этот феномен можно объяснить непродолжительностью приема БПВП пациентами, находящимися на терапии до госпитализации (1–2 месяца).

Сравним степень активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови пациентов с ЯК и БК (табл. 1).

Таблица 1

Сравнительный анализ активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у пациентов с БК и ЯК до курса стационарного лечения

ВЗК

Ферменты нейтрофилов

Ферменты моноцитов

СДГ

ЛДГ

Г-6-ФДГ

СДГ

ЛДГ

Г-6-ФДГ

БК

(n=20)

95,0

[92,0; 99,0]* **

70,0

[65,0; 74,0]* **

73,0

[71,0; 78,0]* **

282,0

[277,0; 285,0]* **

279,0

[276,0; 285,0]* **

269,0

[266,0; 274,0]* **

ЯК

(n=49)

105,5

[101,0; 108,0]**

113,5

[110,0; 117,0]**

150,0

[146,0; 152,0]**

74

[68,0; 76,0]**

54,0

[48,0; 57,0]**

65,5

[60,0; 68,0]**

Контроль

(n=35)

15,07±0,35

20,25±0,80

34,97±0,33

15,04±0,02

14,98±0,38

15,15±0,51

Примечание: *р<0,05 – при сравнении пациентов с БК и ЯК.

**р<0,05 – при сравнении активности ферментов нейтрофилов и моноцитов крови пациентов обеих групп с активностью ферментов в норме.

Наблюдаются достоверные различия активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у пациентов с ЯК и БК. У пациентов с ЯК в большей степени возросла метаболическая активность нейтрофилов, а у пациентов с БК – моноцитов крови. Также отмечены достоверные различия активности ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у пациентов контрольной группы и пациентов с ЯК и БК. Так, активность окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов у пациентов с ЯК превышала аналогичные показатели пациентов контрольной группы в 7–10 раз, а моноцитов – в 3–4 раза. СЦП ферментов нейтрофилов был представлен клетками средней степени активности. Качественный состав реагирующих моноцитов по всем трем ферментам был представлен клетками низкой и средней степени активности.

У пациентов с БК метаболическая активность нейтрофилов превышала активность соответствующих клеток контрольной группы в 4–6 раз, моноцитов – в 17–18 раз. По всем трем ферментам нейтрофилов клетки были низкой степени активности. СЦП ферментов моноцитов был представлен клетками высокой степени активности.

В рамках нашего исследования обнаружено, что метаболическая активность нейтрофилов и моноцитов имеет средние и сильные корреляционные связи с клинико-лабораторной активностью ВЗК.

Сильная положительная корреляция наблюдалась между всеми ферментами как нейтрофилов, так и моноцитов пациентов с ЯК и частотой стула (в среднем r=0,8), температурой тела (в среднем r=0,72), уровнем СОЭ (в среднем r=0,75); сильная отрицательная – между соответствующими ферментами и показателем гемоглобина (в среднем r=–0,73).

У пациентов с БК определены положительная сильная корреляционная связь между метаболической активностью нейтрофилов и моноцитов крови и величиной индекса Беста (в среднем r=0,75), уровнем СОЭ (в среднем r=0,80), лейкоцитами (в среднем r=0,75), уровнем СРБ (в среднем r=0,81) и отрицательная корреляционная связь средней силы между вышеперечисленными ферментами и уровнем общего белка крови (в среднем r=–0,73).

Для оценки диагностической точности определения активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови у пациентов с ЯК и БК была произведена оценка абсолютных и относительных рисков с расчетом значимости каждого фактора с помощью критерия Хи-квадрат Пирсона (табл. 2).

Таблица 2

Оценка абсолютных и относительных рисков развития ЯК и БК в зависимости от активности окислительно-восстановительных ферментов нейтрофилов и моноцитов крови

 

Наличие ВЗК

 

 

 

Фактор (у.е.)

Клетки

Группа

Фактор: нет

Частота

(абс. риск)

Фактор: есть

Частота

(абс. риск)

Изменение риск

(95% ДИ)

Уровень Р

(df=1)

Хи-квадрат

СДГ ≥ 99,0

нейтрофилы

Язвенный колит

2 (4,8%)

47 (97,9%)

93,2

<0,0001

78,3

ЛДГ ≥ 90,0

2 (4,8%)

47 (97,9%)

93,2

<0,0001

78,3

Г-6-ФДГ ≥ 120,0

2 (4,8%)

47 (97,9%)

93,2

<0,0001

78,3

50 < СДГ < 100

моноциты

1 (2,4%)

48 (98%)

95,5

<0,0001

82,1

40 < ЛДГ < 100

1 (2,4%)

48 (98%)

95,5

<0,0001

82,1

50 < Г-6-ФДГ < 100

2 (4,8 %)

47 (97,9%)

93,2

<0,0001

78,3

88 < СДГ < 99

нейтрофилы

Болезнь

Крона

1 (5,0%)

19 (95%)

90,0

<0,0001

32,4

60 < ЛДГ < 90

1 (5,0%)

19 (95%)

90,0

<0,0001

32,4

50 < Г-6-ФДГ < 120

1 (5,0%)

19(95%)

90,0

<0,0001

32,4

СДГ ≥ 250,0

моноциты

1 (5,0%)

19(95%)

90,0

<0,0001

32,4

ЛДГ ≥ 250,0

1 (5,0%)

19 (95%)

90,0

<0,0001

32,4

Г-6-ФДГ ≥ 250,0

1 (5.0%)

19 (95%)

90,0

<0,0001

32,4

 

Исходя из полученных данных все изученные нами ферменты как нейтрофилов, так и моноцитов являются значимыми для диагностики ЯК и БК.

Далее мы использовали метод «дерево классификации» для прогнозирования вероятности ЯК или БК по активности ЛДГ, СДГ и Г-6-ФДГ нейтрофилов и моноцитов крови. Данный метод позволяет предсказать принадлежность наблюдений (объектов) в зависимости от значений одной или нескольких предикторных переменных к тому или иному классу зависимой категориальной переменной. Этот метод удобен для нашего исследования, поскольку благодаря ему возможно изучить эффект влияния отдельных переменных последовательно, а также выполнить одномерное ветвление для анализа вклада этих переменных (табл. 3).

Таблица 3

Результаты построения дерева решений

Правило

Клетки

Объем группы

Риск

1

ЯК и СДГ ≥ 99,0

нейтрофилы

49

97,9%

2

ЯК и ЛДГ ≥ 90

49

97,9%

3

ЯК и Г-6-ФДГ ≥ 120

49

97,9%

4

ЯК и 50 < СДГ < 100

моноциты

49

97,9%

5

ЯК и 40 < ЛДГ < 100

49

97,9%

6

ЯК и 50 < Г-6-ФДГ < 100

49

97,9%

7

БК и 88 < СДГ < 99

нейтрофилы

20

95%

8

БК и 60 < ЛДГ < 90

20

95%

9

БК и 50 < Г-6-ФДГ < 120

20

95%

10

БК и СДГ ≥ 250

моноциты

20

95%

11

БК и ЛДГ ≥ 250

20

95%

12

БК и Г-6-ФДГ ≥ 250

20

95%

 

Если активность СДГ, ЛДГ или Г-6-ФДГ как нейтрофилов, так и моноцитов крови у пациентов с ЯК и БК выходила за указанные в таблице 3 границы, вероятность развития соответствующего заболевания составляла не более 5%.

Для показателя «ВЗК» смоделировано дерево решений и составлен диагностический алгоритм (рисунок). Предложенная модель получилась достаточно удачной: AuROC=0,98, эффективность=97% (чувствительность 95,7%, специфичность 98,3%), это означает, что более 95% всех случаев идентифицированы верно.

 Алгоритм дифференциальной диагностики ЯК и БК

Заключение

Таким образом, мы построили достаточно адекватную модель, благодаря которой можно прогнозировать исход недифференцированного колита в ЯК или БК. Это даст возможность в максимально ранние сроки подобрать специфическую терапию для таких пациентов, тем самым снизив процент инвалидности и улучшив качество жизни пациентов.


Библиографическая ссылка

Емельянова В.А., Демидов А.А. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙТРОФИЛОВ И МОНОЦИТОВ КРОВИ НА РИСК РАЗВИТИЯ ЯЗВЕННОГО КОЛИТА И БОЛЕЗНИ КРОНА // Современные проблемы науки и образования. – 2020. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29745 (дата обращения: 17.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074