CC BY
46
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАЗВИТИЮ САХАРНОГО ДИАБЕТА 1-ГО И 2-ГО ТИПОВ
М.Ю. Якушева, П.А. Сарапульцев, А.Н. Дмитриев, А.П. Сарапульцев, Н.Ю. Трельская
УрО РАН Институт иммунологии и физиологии ул. Первомайская, 106, Екатеринбург, Россия, 620049
Основной задачей проведенного исследования явилась разработка и апробация единой методики выявления критериев генетической предрасположенности к развитию сахарного диабета (СД) 1-го типа и СД 2-го типа, позволяющей дифференцировать эти типы сахарного диабета. Для выявления критериев предрасположенности к развитию сахарного диабета было обследовано методом дерматоглифики 63 больных СД 2-го типа и 38 больных СД 1-го типа. Для обработки материала был использован метод многофакторного анализа, основанный на теории распознавания образов.
В результате исследования выявлены особенности характера дерматоглифической картины у больных СД 1-го типа и СД 2-го типа, позволяющие осуществлять дифференциальную диагностику СД различных типов.
Ключевые слова: дерматоглифика, СД 1-го типа, СД 2-го типа, генетическая предрасположенность.
По данным ВОЗ сахарный диабет, в структуре которого 85—90% приходится на СД 2-го типа, представляет собой серьезную медико-социальную проблему в связи с широкой его распространенностью и системными осложнениями, приводящими к ранней инвалидизации и высокой смертности пациентов [1]. Поскольку риск развития сахарного диабета закладывается еще на этапе нарушения толерантности к глюкозе, представляется важным поиск не только их предикторов, но и маркеров предрасположенности к СД [4].
В настоящее время известно, что СД 1-го типа ассоциируется с определенными фенотипами HLA, но, по всей вероятности, он не является единой генетической группой, а представляет собой гетерогенное состояние. Ситуация в отношении диабета 2-го типа резко отличается. В этом случае не удается выявить связи между отдельными видами HLA и распространенностью заболевания, но в то же время часто встречаются семейные формы заболевания. Таким образом, генетические факторы играют важную роль в развитии всех форм диабета, но каждый клинический тип, по всей вероятности, характеризуется специфическим способом наследования. Тем не менее возможность развития СД 1-го типа в пожилом возрасте и наличие инсулинзависимых форм СД 2-го типа требуют точного разграничения этих типов сахарного диабета.
Повысить эффективность существующих методов медицинской профилактики сахарного диабета можно за счет формирования достаточно компактной группы «повышенного риска», что требует разработки критериев для такого отбора.
Основной задачей проведенного исследования явилась разработка и апробация биометрической методики выявления критериев генетической предрасположенности к развитию СД 1-го типа и СД 2-го типов, дающей возможность дифференцировать эти типы сахарного диабета.
Материал и методы. В качестве методики, позволяющей получить представления о генетической предрасположенности к развитию различных заболеваний, в том числе к наследственным [3], онкологическим [8], сахарному диабету [2, 7]), была выбрана дерматоглифика.
Обследовано 63 больных сахарным диабетом 2-го типа и 38 больных сахарным диабетом 1-го типа. У всех включенных в исследование лиц были получены дерматоглифические отпечатки.
Сбор отпечатков проводился по методу Т.Д. Гладковой [5] с помощью типографской краски. Расшифровка дерматоглифических признаков осуществлялась согласно Международной классификации [9, 10]. Была проведена оценка 61-го параметра, отражающего пальцевые (гребневой счет и тип узора на каждом пальце) и ладонные узоры (ладонный гребневой счет, наличие и расположение ладонных и осевых трирадиусов, направление главных ладонных линий А, В, С и D, величина угла а1ё, характер рисунков на тенаре и гипотенаре и в межпальцевых полях).
Решение поставленных в настоящей работе задач требовало комплексной оценки влияния большого числа дерматоглифических признаков на возникновение СД. Поэтому для обработки материала был использован математический аппарат многофакторного анализа, в частности методы, основанные на теории распознавания образов. Суть их состоит в следующем: из всего множества включенных в исследование наблюдений было выделено 20% для процедуры «экзамена». На основе остальных 80% наблюдений проводилось «обучение», в ходе которого вырабатывались соответствующие решающие правила. Критерием их качества служил процент правильного распознавания наблюдений «экзаменующей» выборки. Для оценки информативности каждого признака, мера которой интерпретировалась как сила влияния факторов на возникновение заболевания, использовался метод, основанный на определении расстояний между «эталонными» значениями признаков выделенных классов. Для установления характера влияния каждого признака использовалась процедура вычисления частот встречаемости значений признаков в сравниваемых классах. Обработка результатов проводилась с помощью пакета прикладных программ КВАЗАР [6], при участии канд. техн. наук В.С. Казанцева.
Результаты исследования и их обсуждение. На первом этапе математической обработки решался главный вопрос — является ли комплексная информация о 61-м дерматоглифическом признаке достаточной для описания различий между группой больных сахарным диабетом 1-го типа и сахарным диабетом 2-го типа. Наиболее надежные решающие правила, обеспечивающие на процедуре «экзамена» высокие результаты распознавания (83,3% правильных ответов по группе «больные СД 1-го типа» и 100% по группе «больные СД 2-го типа», были получены при учете 15 наиболее информативных признаков с помощью алгоритма,
основанного на принципах потенциальных функций. Тот факт, что для надежного распознавания потребовалась относительно небольшая их часть (15 из 61 исходного), свидетельствует о существовании значительных отличий в характере папиллярных узоров у лиц, заболевших СД 1-го типа и заболевших СД 2-го типа. Столь же высокие результаты распознавания были достигнуты и при использовании алгоритмов, основанных на принципах комитетов старшинства и комитетов большинства, что свидетельствует о различиях в дерматоглифическом фенотипе у больных СД 1-го и 2-го типа. Полученные результаты подтверждают наличие различий в генетической предрасположенности к этим типам сахарного диабета.
На втором этапе математической обработки проводилась оценка информативности каждого признака. В табл. 1 приведены данные о 15 наиболее важных из них.
Таблица 1
Наиболее информативные дерматоглифические признаки для дифференциальной оценки генетической предрасположенности к сахарному диабету 1-го или 2-го типа
Ранговое место Наименование признака Информативность в отн. ед.
1 Направление главной ладонной линии D ПР 1,00
2 Количество ладонных линий ЛР 0,74
3 Количество ладонных линий ПР 0,67
4 Направление главной ладонной линии D ЛР 0,61
5 Направление главной ладонной линии В ПР 0,61
6 Характер рисунка на гипотенаре ПР 0,58
7 Характер рисунка в зоне между 2 и 3 пальцами ЛР 0,55
8 Направление главной ладонной линии В ЛР 0,50
9 Характер рисунка на гипотенаре ЛР 0,49
10 Направление главной ладонной линии С ЛР 0,45
11 Гребневой счет на 1 пальце ПР 0,44
12 Характер рисунка в зоне между 3 и 4 пальцами ПР 0,42
13 Ладонный гребневой счет cd ЛР 0,42
14 Направление главной ладонной линии С ПР 0,41
15 Ладонный гребневой счет cd ПР 0,40
Примечание: ПР — правая рука; ЛР — левая рука.
Далее был исследован характер связи каждого дерматоглифического признака и заболевания СД 1 или СД 2. При оценке направленности действия признаков выявлено, что у больных СД 2 увеличивается количество ладонных линий — более 5 и их ширина — более 1 мм, главная ладонная линия D оканчивается в 7 и 9 ладонном поле, ладонная линия В в 4 и 5 ладонном поле, отсутствует рисунок в ладонной зоне между 2 и 3 пальцами, а наличие любых типов рисунка на гипотенаре повышает риск развития СД 2. Следует отметить увеличение общего гребневого счета пальцев правой руки более 63, суммарного гребневого счета (обеих рук) более 163, что согласуется с данными других исследователей [2], ладонного гребневого счета Ьс от18 до 39, величина ладонного гребневого
счета ab от 31 до 40 и от 47 до 53, cd до 39. Величина пальцевого гребневого счета составила — на 1-м пальце более 25, на 2-м — более 8, на 3-м — более 20, на 4-м — до 13 и более 22, величина ладонного угла atd более 40°. Риск развития СД2 увеличивается при положении осевого трирадиуса промежуточном ^ и боковом ^б положении осевого трирадиуса, при редукции ладонного трирадиуса С, при I типе расположения ладонных линий, отсутствии рисунка в ладонной зоне между 1-м и 2-м пальцами, при наличии петли с дополнительным трирадиу-сом в зоне между 3-м и 4-м пальцами, при наличии петли или петли с дополнительным трирадиусом в зоне между 4-м и 5-м пальцами, наличии завитка или ульнарной петли на 1-м пальце, радиальной или двойной петли на 2-м пальце, ульнарной петли на 3-м и 4-м пальцах, и арки или двойной петли на 5-м пальце.
У пациентов с сахарным диабетом 1-го типа наблюдается уменьшение величины ладонного угла atd менее 39°, величина суммарного гребневого счета (обеих рук) от 49 до 163, величина пальцевого гребневого счета составила — на 1-м пальце до 18, на 2-м — менее 8, на 4-м — от 13 до 22. Величина ладонного гребневого счета ab — до 31 и более 42, ладонного гребневого счета ^ — до 20 и более 38, cd — более 38. Риск развития СД 1 увеличивается при малом количестве ладонных линий — менее 5, меньшей их ширине — менее 1 мм, окончании главной ладонной линии D в 11 поле, линии С в 9 поле, линии В в поле 5' и 7, линии А в поле 5' и 11. Риск увеличивается при карпальном положении осевого трирадиу-са, при наличии следов рисунка на тенаре и отсутствии рисунков на гипотенаре, при отсутствии редукции ладонных трирадиусов, при II и V типе расположения ладонных линий, при наличии рисунка в ладонной зоне между 1-м и 2-м пальцами, при наличии простой петли в зоне между 3-м и 4-м пальцами, при наличии петли с дополнительным трирадиусом или сложного рисунка в зоне между 4-м и 5-м пальцами, наличии завитка или ульнарной петли на 1-м пальце, ульнарной петли на 2-м пальце, арки или завитка на 3-м и 4-м пальцах, и петли или завитка на 5-м пальце. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о наличии выраженных особенностей в характере дерматоглифической картины у лиц, заболевших СД 1-го типа и заболевших СД 2-го типа.
Выводы.
1. Выявленные особенности в характере дерматоглифической картины у больных СД 1-го типа и СД 2-го типа свидетельствуют о различиях в генетической предрасположенности к этим видам патологии.
2. Разработанная биометрическая методика выявления критериев генетической предрасположенности к развитию СД 1-го или 2-го типа, основанная на анализе дерматоглифической картины, позволяет осуществлять дифференциальную диагностику СД различных типов.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Аметов А. С., Мельник А.В. Инсулин гларгин (Лантус) в управлении сахарным диабетом 2 типа // РМЖ. — 2005. — Т. 13. — № 28. — С. 1918—1923.
[2] Боднар П.Н., Бортничук С.И. Дерматоглифика при сахарном диабете // Врач. дело. — 1977. — № 12. — С. 78—79.
[3] Бочков Н.П., Буланов А.Г., Бураковский Г.Г. Количественный дерматоглифический метод диагностики болезни Дауна // Вопр. охраны матер. и детства. — 1972. — № 6. — С. 8—12.
[4] Дедов И.И., Шестакова М.В. Эпидемиология сахарного диабета. Сахарный диабет // Руководство для врачей. — М.: Универсум Паблишинг, 2003 — С. 75—93.
[5] Гладкова Т.Д. Кожные узоры кисти и стопы обезьян и человека // М.: Наука, 1966. — 151 с.
[6] Казанцев В.С. Задачи классификации и их программное обеспечение / пакет КВАЗАР. — М.: Наука, 1990. — 136 с.
[7] Хамраева Ф.А., Хамраева Н.А. Дерматоглифика при ювенильном сахарном диабете // Педиатрия. — 1985. — № 2. — С. 12—15.
[8] Ciovirnache M., Dimitriu L., Mogos I. et al. Dermatoglyphics in thyroid cancer // Rev. Roum. Med. — Endocrinol. — 1986. — V. 24. — № 3. — P. 171—183.
[9] Cummins H., Midlo Ch. Finger prints, palm and soles. An introduction to dermatoglyphics. Philadelphia. 1943. 1961. Dover Publications, Inc. 307 p.
[10] Penrose L.S. Memorandum on dermatoglyphic nomenclature // Birth defects: Orig. Article Series. — 1968. — V. 4. — № 3. — P. 1—13.
THE DIFFERENTIAL DIAGNOSTIC OF INDIVIDUAL PREDISPOSITION TO THE DEVELOPMENT OF TYPE 1 AND TYPE 2 DIABETES
M.U. Yakusheva, P.A. Sarapultsev, A.N. Dmitriev, A.P. Sarapultsev, N.U. Trelskaya
Research institute of Immunology and Physiology Russian Academy of Science Ural Branch
Pervomayskaya str., 106, Ekaterinburg, Russia, 620049
The primary goal of the conducted research was working out and approbation of a uniform technique of revealing criteria of genetic predisposition to the development and clinical differentiation of type1 and type 2 diabetes. For revealing of criteria of predisposition to the development of diabetes, 63 patients with type 2 diabetes and 38 patients with type 1 diabetes have been surveyed by a method of dermatogliphics. For material processing the method of the multifactorial analysis based on the theory of recognition of images has been used.
As a result of research features of character dermatogliphic pictures at patients with type 1 and type 2 diabetes were revealed, allowing to carry out differential diagnostics of various types of diabetes.
Keywords: dermatogliphics, diabetes, genetic predisposition.
