Диагностические маркеры ранней фазы острого нарушения мозгового кровообращения у лиц с КТ-негативными данными инфаркта


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2020.3.27-32

Э.Ю. Соловьева, И.П. Амелина, О.А. Баранова, А.В. Чеканов

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, г. Москва
Цель исследования – изучение маркеров сосудистого воспаления у больных в острейшей фазе ишемических нарушений мозгового кровообращения для ранней диагностики и прогноза течения заболевания.
Материал и методы. В исследование включено 108 человек: 39 пациентов с впервые развившимся ишемическим инсультом (ИИ), 39 – c транзиторной ишемической атакой (ТИА) в острейшей фазе, 30 человек – группа контроля. Всем больным проводили количественное определение D-димера, нейтрофильного желатиназа-ассоциированного липокалина (NGAL), ИЛ-1, ФНО-α ИФА-методом и спектрофотометрическим методом с использованием реактивов фирмы «РЕНАМ» (плазминоген, антиплазмин, протеин С).
Результаты. Уровень D-димера был достоверное выше у пациентов с острым ИИ по сравнению с группой ТИА (p <0,05). У пациентов с ИИ по сравнению с группой контроля отмечено достоверное повышение D-димера (p <0,05), что свидетельствует о нарушении функции эндотелия, окислительном стрессе и воспалении. Однако достоверного изменения величин D-димера между группой с ТИА и группой контроля выявлено не было (p >0,05). Уровень NGAL был достоверно выше у пациентов с острым ИИ по сравнению с группой ТИА (p <0,05). В обеих группах исследования уровень NGAL был выше референсных его значений, что указывает на активацию нейтрофилов, прогрессирование окислительного стресса и воспаления. Показатели маркеров ИЛ-1, ФНО-α, плазминогена, антиплазмина, протеина С были сопоставимы с данными контрольной группы (p >0,05), что, по-видимому, свидетельствует об отсроченности маркирования процесса воспаления, а не отсутствии самой сосудистой воспалительной реакции.
Заключение. Уровень D-димера и NGAL плазмы крови достоверно выше у пациентов с ИИ по сравнению с группой ТИА, что позволяет расценивать эти показатели в качестве диагностических маркеров ранней фазы острого нарушения мозгового кровообращения с целью проведения дифференциального диагноза между ИИ и ТИА у лиц с КТ-негативными данными инфаркта мозга.

Несмотря на значительные достижения в области современной ангионеврологии, цереброваскулярные заболевания по-прежнему остаются основной причиной смертности и стойкой инвалидизации в мире. На сегодняшний день инсульт относится к важнейшим медико-социальным проблемам, что подтверждается эпидемиологическими данными: ежегодно в мире острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) переносит более 6 млн человек, в России частота заболеваемости ОНМК колеблется от 460 до 560 случаев на 100 тыс. человек [1]. Согласно многолетним статистическим данным, исключительно широкой распространенностью характеризуется ишемический инсульт (ИИ) – одна из наиболее тяжелых форм цереброваскулярных расстройств. Среди всех церебральных сосудистых катастроф на его долю приходится 70–85% случаев [2]. Наблюдаемая в последние десятилетия устойчивая тенденция к «омоложению» ИИ и его развитию в трудоспособном возрасте усиливает социально-экономическую значимость этой проблемы [3].

Несмотря на все более активное внедрение в клиническую практику современных методов нейровизуализации (КТ и МРТ высокого разрешения, перфузионно-взвешенная МРТ, диффузионно-взвешенное МРТ, функциональное МРТ, МР-трактография и др.), позволяющих оценить патоморфологические зоны головного мозга, определение причины развития инсульта по-прежнему затруднительно, и зачастую механизм его инициации остается неясным. При этом в острейшем периоде, особенно при невыраженных симптомах, дифференциальный диагноз между ИИ и другими неврологическими заболеваниями представляет собой особую сложность, что негативно сказывается на тактике ведения пациентов, оптимизации их лечения и профилактики. Все вышесказанное определяет необходимость поиска новых экспресс-диагностических тестов для выявления церебральной ишемии и дифференциации различных ее вариантов.

К настоящему времени одним из приоритетных направлений исследований в области неврологии является использование биологических маркеров плазмы крови. В отечественной и зарубежной литературе этому вопросу посвящено множество исследований, но большинство результатов противоречиво и зачастую не подтверждаются в повторных исследованиях. На сегодня существует достаточно много различных показателей, рассматриваемых в качестве биомаркеров, но лишь немногие из них продемонстрировали практическое значение в диагностике и прогнозировании дальнейшего течения инсульта [4–6]. Среди них выделяются ферменты (фосфолипаза А2, связанная с липопротеинами, матриксная металлопротеиназа-9), нейроспецифические белки (основной белок миелина, мозговой нейротрофический фактор, нейрон-специфическая енолаза), острофазные белки (С-реактивный белок), ростовые и трофические факторы, а также антитела к ДНК1 [7, 8].

Современные представления о гетерогенности и мультифакториальности ИИ предусматривают детальное изучение всех звеньев патогенеза, способствующих развитию ОНМК. По этой причине один биомаркер, возможно, не может в достаточной степени отразить лежащую в основе развития инсульта патологию. Так, многочисленные литературные данные, описывающие изменения гемостаза и гемореологии в остром периоде ИИ, свидетельствуют о стойкой гемостатической активации, повышении уровня маркеров тромбообразования, усилении спонтанной агрегации тромбоцитов, повышении экспрессии маркеров эндотелиальной дисфункции. Кроме этого, установлено, что одной из главных причин развития как острого, так и отсроченного ишемического повреждения вещества мозга являются иммунологические изменения в виде активации микроглии, увеличения синтеза стрессовых белков, развития реакции воспаления [9]. Поскольку повышение концентрации провоспалительных медиаторов и маркеров эндотелиальной дисфункции выступает проявлением единого патологического процесса, в основе которого лежит сосудистое воспаление, тесно сопряженное с активацией системы гемостаза и повышенным риском тромбообразования [10], в нашем исследовании проводится их совместное изучение для выявления большей диагностической чувствительности.

Многолетние исследования в области патогенеза нарушения мозгового кровообращения позволили констатировать, что поражение мозга при инсульте – следствие процессов, связанных с ишемией, реперфузией и взаимодействием форменных элементов крови, плазмы, эндотелия, нейронов, глии и сосудистой стенки [11]. Эндогенными факторами, или «стерильными», т.е. неинфекционными стимулами, активирующими микроглию, служат молекулы, образующиеся в ходе нейродеструктивного процесса. По современным представлениям, развивающееся в головном мозге «стерильное» (асептическое) воспаление относится к факторам, в большой мере определяющим возможность разрешения или усугубления инсульта [12].

Так, процесс воспаления в центральной нервной системе (ЦНС) имеет как отрицательные, так и положительные последствия. Иммунные клетки, продуцируя ряд нейротоксических факторов (активные формы кислорода, металлопротеазы, интерлейкин-1β, оксид азота, фактор некроза опухолей-α) и обеспечивая рекрутирование циркулирующих лейкоцитов, также вовлечены в запуск и поддержание постишемического воспаления, вызывающего вторичные повреждения и гибель нейронов [13]. С другой стороны, воспалительная реакция при нейродегенерации связана с миграцией в очаг повреждения в первую очередь микроглии – специализированных иммунных клеток центральной нервной системы, участвующих в гомеостазе внеклеточной среды нейронов и действующих как «очистители» от поврежденных и погибших клеток в случае инфекции, воспаления, травмы или ишемии. Параллельно с этим происходит активация и миграция моноцитов/макрофагов и лимфоцитов крови к очагу повреждения через дефекты клеточных мембран эндотелия в составе гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) в ответ на выработку хемоаттрактантов, генерируемых астроцитами, нейронами и микроглией [14, 15]. В данном случае активация иммунных клеток в ЦНС необходима для удаления патогенов, остатков мертвых клеток и клеточного дебриса, а также запуска процессов репарации при повреждении [16, 17]. Тем не менее избыточная выраженность или персистенция воспалительного процесса оказывает негативный эффект на восстановление поврежденной нервной ткани [18].

Дальнейшая постишемическая нейровоспалительная реакция приводит к динамическим изменениям в проницаемости ГЭБ и, как следствие, отеку мозга и гибели нейронов [19]. Поэтому именно детальное изучение центральных молекулярных механизмов, лежащих в основе деградации и перераспределения различных белковых компонентов ГЭБ в соответствии с типом, тяжестью и продолжительностью мозговых ишемических инсультов, дает ключ к пониманию основы гемостаза нормальной функции мозга в виде передачи сигналов между различными клетками нейронального и глиального типа, а также сосудистыми компартментами. И наоборот, дисфункциональная передача сигналов внутри сосудисто-нервного блока способствует развитию болезни.

Цель исследования – изучение маркеров сосудистого воспаления у больных в острейшей фазе ишемических нарушений мозгового кровообращения для ранней диагностики и прогноза течения заболевания.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Клиническая часть работы выполнялась на кафедре неврологии ФДПО Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И. Пирогова на базе Городской клинической больницы № 13 г. Москвы в период с 2015 по 2019 г.

В исследование было включено 108 человек. Две основные группы составили 78 пациентов (38 мужчин (49%) и 40 женщин (51%), средний возраст 62 года) с ОНМК, проходивших лечение в нейрореанимационном отделении Городской клинической больницы № 13, чье состояние анализировалось в первые 24 ч от начала развития заболевания:

  • 39 пациентов с впервые развившимся ИИ (23 мужчины (59%) и 16 женщин (41%), средний возраст 68 лет);
  • 39 с транзиторной ишемической атакой в острейшей фазе (15 мужчин (38%) и 24 женщины (62%), средний возраст 62 года).

В группу контроля вошли 30 практически здоровых донора-добровольца в возрасте от 18–35 лет, из них 15 (50%) мужчин и 15 (50%) женщин.

Тяжесть состояния больных с диагнозом «инфаркт головного мозга» оценивалась в соответствии со шкалой тяжести инсульта Национального института здоровья США (National Institutes of Health Stroke Scale – NIHSS). Всем больным наряду с клиническим обследованием проводили оценку маркеров сосудистого воспаления ИФА-методом с использованием прибора Multiskan (D-димер, нейтрофильный желатиназа-ассоциированный липокалин (NGAL), ИЛ-1, фактор некроза опухоли α (ФНО-α)) и спектрофотометрическим методом с использованием реактивов фирмы РЕНАМ (плазминоген, антиплазмин, протеин С). Статистическая обработка проводилась с помощью программы STATISTICA (StatSoft, USA), версия 6.

Критериями невключения в исследование были геморрагический инсульт, подтвержденный методами нейровизуализации (КТ или МРТ головного мозга); инфаркт головного мозга с геморрагическим пропитыванием, ОНМК в анамнезе; инфаркт миокарда в анамнезе давностью менее 1 года; фибрилляция предсердий; эпилепсия; системные заболевания соединительной ткани; наличие в анамнезе онкологических заболеваний, иммунодепрессивных состояний, туберкулеза, алкогольной или наркотической зависимости; острые инфекционные заболевания (грипп, ОРВИ и др.), менее чем за 4 нед до исследования; воспалительные заболевания суставов, внутренних органов; интоксикации; противопоказания для проведения КТ и МРТ головного мозга; участие в других клинических исследованиях.

Всем больным проводилась терапия, не включающая препараты, влияющие на сосудисто-тромбоцитарный гемостаз.

Забор крови у больных, включенных в исследование (первые 24 ч от начала заболевания), а также у лиц контрольной группы производили утром натощак (спустя 12–14 ч после приема пищи) из кубитальной вены. Плазму отделяли путем центрифугирования при 2500 об./мин в течение 15 мин не позднее 2 ч после забора крови. Кровь забирали в силиконовые пробирки, содержащие стабилизатор, в качестве которого использовались 3,8% раствор цитрата натрия и Li-гепарина, и немедленно перемешивали. Соотношение крови и стабилизатора составляло 9,0:1,0. Исследования проводили либо непосредственно из свежеприготовленной плазмы, либо замораживали и хранили при температуре –52 °С.

Полученные результаты представлены в виде медианы и интерквартильных размахов (Ме [Q1; Q3]). В качестве критерия достоверности использовали статистический критерий Манна–Уитни для двух несвязанных групп, Краскелла–Уоллиса ANOVA для трех и более несвязанных групп, а также корреляционный критерий Тау Кендалла. За достоверные принимались значения при р <0,05. Анализ сопряженности был проведен с применением критерия χ2 Пирсона.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

При выполнении нейровизуализационного исследования подтверждался ишемический характер инсульта, и наряду с методами лабораторных, инструментальных, клинических исследований проводилось определение патогенетического подтипа инсульта в соответствие с критериями TOAST. По TOAST атеротромботический вариант был диагностирован у всех 39 пациентов с ИИ. На основании шкалы NIHSS среди них классифицировано 25 пациентов с неврологическими нарушениями легкой степени (3–8 баллов), 11 – средней тяжести (9–12 баллов), 3 – крайней степени тяжести (13–15 баллов).

Синдромологический анализ наших наблюдений обнаружил, что в двух основных группах исследования в 68% случаев (53 человек) в процесс был вовлечен каротидный бассейн, в 32% (25 человек) – вертебробазилярный. При этом в группе больных ИИ каротидный бассейн вовлекался в патологический процесс в 79% случаев, вертебробазилярный – в 21%; в группе больных с транзиторной ишемической атакой (ТИА) регистрация по данной локализации процесса составила 56 и 44% соответственно.

Был проведен анализ анамнестических данных исследуемых групп пациентов. В результате было выявлено значительное количество коморбидных состояний, свидетельствующих о системном поражении сердечно-сосудистой системы. Наиболее часто встречающимися фоновыми заболеваниями были артериальная гипертензия 3 степени (92%) и атеросклероз брахиоцефальных артерий различной степени выраженности (65%). Сопутствующими заболеваниями являлись ИБС (46%), ИБС: постинфарктный кардиосклероз (4%).

При определении содержания D-димера его уровень у пациентов с острым ИИ был достоверно выше по сравнению с группой ТИА (Me=130 [LQ=30; UQ=550], Me=50 [LQ=23; UQ=128], p=0,02) и по сравнению с группой контроля (Me=130 [LQ=30; UQ=550], Me=50 [LQ=16; UQ=80], p=0,04); это косвенно свидетельствует о нарушении функции эндотелия, окислительном стрессе и воспалении. Достоверного различия величин D-димера между группой с ТИА и группой контроля не выявлено (Me=50 [LQ=23; UQ=128], Me=50 [LQ=16; UQ=80], p=0,5) (рис. 1).

31-1.jpg (91 KB)

При определении содержания NGAL его уровень был достоверно выше у пациентов с острым ИИ по сравнению с группой ТИА (Me=135 [LQ=70; UQ=220], Me=110 [LQ=68; UQ=145], p=0,04) (рис. 2). Уровень NGAL в обеих группах исследования был выше референсных его значений (37–106 нг/мл), что отражает активацию нейтрофилов, прогрессирование окислительного стресса и наличие иммунного воспаления.

Показатели маркеров интерлейкина-1 (ИЛ-1), ФНО-α, плазминогена, антиплазмина, протеина С были сопоставимы с данными контрольной группы (p >0,05), что, по-видимому, свидетельствует об отсроченности маркирования процесса воспаления, а не об отсутствии самой сосудистой воспалительной реакции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, совокупность полученных в работе результатов свидетельствует о достоверном повышении уровня D-димера и NGAL плазмы крови у пациентов с ИИ по сравнению с группой ТИА. Указанные показатели могут рассматриваться в качестве диагностических маркеров ранней фазы острого нарушения мозгового кровообращения у лиц с КТ-негативными данными инфаркта мозга в первые 48 ч, а также применяться для дифференциальной диагностики ТИА и инфаркта мозга.


Литература



  1. Живолупов С.А., Самарцев И.Н., Бутакова Ю.С. Современные критерии рациональной диагностики и лечения цереброваскулярных заболеваний. Невроньюс. 2017; 36(10): 8–9.

  2. Муравьева В.Н., Карпова Е.Н. Современные представления о факторах риска и профилактики ОНМК (обзор литературы). Международный журнал экспериментального образования. 2014; 3–2: 59–64.

  3. Ермолаева Т.И., Фомина Р.В. Инсульты у лиц молодого возраста. Здравоохранение Чувашии. 2017; 4: 5–8.

  4. Нетесова Е.С., Нетесов Е.В. Нейрональные биомаркеры у пациентов с острой симптоматикой инсульта. Медицина и образование в Сибири. 2016; 2: 4.

  5. Saengen A.K., Christenson R.N. Stroke biomarkers: progress and challenges for diagnosis, prognosis, differentiation and treatment. Clin Chem. 2010; 56(1): 21–33. doi: https://doi.org/10.1373/clinchem.2009.133801.

  6. Sotgiu S., Zanda B., Marchetti B. et al. Inflammatory biomarkers in blood of patients with acute brain ischemia. Eur J Neurol. 2006; 13(5): 505–13. doi: https://doi.org/10.1111/j.1468-1331.2006.01280.x.

  7. Qin C., Fan W.H., Liu Q. et al. Fingolimod protects against ischemic white matter damage by modulating microglia toward M2 polarization via STAT3 pathway. Stroke. 2017; 48(12): 3336–46. doi: https://doi.org/10.1161/strokeaha.117.018505

  8. Chamorro A., Meisel A., Planas A.M. et al. The immunology of acute stroke. Nat Rev Neurol. 2012; 8: 401–10. doi: https://doi.org/10.1038/nrneurol.2012.98.

  9. Franklin T., Krueger-Naug A., Clarke D. The role of heat shock proteins Hsp70 and Hsp27 in cellular protection of the central nervous system. Int. J. of Hyperthermia. 2005; 30(5): 379–92.

  10. Баркаган З.С., Костюченко Г.И., Котовщикова Е.Ф. Гипергомоцистеинемия как самостоятельный фактор риска поражения и тромбирования кровеносных сосудов. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2002; 1: 65–71.

  11. Heiss W.D. The ischemic penumbra: how does tissue injury evolve? Ann N Y Acad Sci. 2012; 1268: 26–34. doi: 10.1111/j.1749-6632.2012.06668.x.

  12. Chen G.Y., Nunez G. Sterile inflammation: sensing and reacting to damage. Nat Rev Immunol. 2010; 10(12): 826–37. doi: 10.1038/nri2873

  13. Skaper S., Facci L., Zusso M., Giusti P. Neuroinflammation, mast cells, and glia: dangerous liaisons. Neuroscientist. 2017; 23(5): 478–98. doi: 10.1177/1073858416687249.

  14. Guillemin G.J., Brew B.J. Microglia, macrophages, perivascular macrophages, and pericytes: a review of function and identification. J Leukoc Biol. 2004; 5(3): 388–97.

  15. Whitton P.S. Inflammation as a causative factor in the aetiology of Parkinson’s disease. Br J Pharmacol. 2007; 150(8): 963–76.

  16. Mracsko E., Javidi E., Na S.Y. et al. Leukocyte invasion of the brain after experimental intracerebral hemorrhage in mice. Stroke. 2014; 45(7): 2107–14. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.005801.

  17. Almolda B., Gonzalez B., Castellano B. Are microglial cells the regulators of lymphocyte responses in the CNS? Front Cell Neurosci. 2015; 9: 440. doi: 10.3389/fncel.2015.00440.

  18. Hu X., Leak R.K., Shi J. et al. Microglial and macrophage polarization-new prospects for brain repair. Nat Rev Neurol. 2015; 11(1): 56–64. doi: 10.1038/nrneurol.2014.207.

  19. Клюшник Т.П., Андросова Л.В., Зозуля С.А. с соавт. Сравнительный анализ воспалительных маркеров при эндогенных и непсихотических психических расстройствах. Сибирский вестник психиатрии и наркологии.


Об авторах / Для корреспонденции


Элла Юрьевна Соловьева, д.м.н., профессор кафедры неврологии ФДПО ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (903) 549-05-18. E-mail: ellasolovieva@yandex.ru. ORCID ID: 0000-0003-1256-2695
Инна Павловна Амелина, ассистент кафедры неврологии ФДПО ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (926) 409-13-83. E-mail: inna.filatova03@mail.ru. ORCID ID: 0000-0001-7434-1623
Ольга Александровна Баранова, к.б.н., ст. н. с. лаборатории биомедицинских исследований кафедры неврологии ФДПО ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (905) 769-66-47. E-mail: oabaranova@yandex.ru. ORCID ID: 0000-0001-9022-0426
Андрей Васильевич Чеканов, к.б.н., ст. н. с. лаборатории биомедицинских исследований кафедры неврологии ФДПО ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (968) 791-51-79. E-mail: avchekanov71@yandex.ru. ORCID ID: 0000-0001-7737-835X


Похожие статьи


Бионика Медиа