CC BY
10ВЕСТНИК ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ, 2016 Г., № 3 ИТ В ПЕДИАТРИИ
ПРЕСЕПСИН И МЕТАБОЛИТЫ ОКСИДА АЗОТА ПРИ ИНФЕКЦИОННЫХ ОСЛОЖНЕНИЯХ У ДЕТЕЙ С ОНКОПАТОЛОГИЕЙ
Е.Г. Головня, А.В. Сотников, В.Н. Байкова, О.П. Петина Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, Москва
Ранняя диагностика начала инфекционно-септических осложнений при комплексном лечении детей с онкопатологией является актуальной проблемой современной медицины. Использование современных методик определения значимых биомаркеров сепсиса позволяет проводить дифференцировку патологических состояний в зависимости от степени тяжести [начиная с синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) и заканчивая септическим шоком и полиорганной недостаточностью], что имеет важное прогностическое значение. В данной работе представлены данные о различиях в концентрациях пресепсина (ПСП) и метаболитов оксида азота II [суммарное содержание нитратов и нитритов, (NOJ] в двух группах пациентов детского возраста с онкопатологией в зависимости от исхода заболевания (р < 0,05). Не было выявлено значимой корреляционной зависимости между этими биомаркерами в обеих группах пациентов. Полученные данные свидетельствуют о том, что повышение концентрации ПСП и одновременное снижение концентрации NO^ соотносится с неблагоприятным исходом течения инфекционных осложнений.
• Ключевые слова: биомаркеры сепсиса, дети, онкология, пресепсин, оксид азота
Для корреспонденции: Сотников Анатолий Вячеславович — д.м.н., зав. отделением анестезиологии и реанимации НИИ детской онкологии и гематологии ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава РФ; e-mail: [email protected]
USE OF PRESEPSIN AND NITRIC OXIDE METABOLITES IN PEDIATRIC ONCOLOGY PATIENTS WITH INFECTIOUS COMPLICATIONS
E.G. Golovnya, A.V. Sotnikov, V.N. Baykova, O.P. Petina N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center, Moscow
Early diagnostics of infectious complications is an actual problem of modern medicine. Application of different methods of laboratory bio-markers of sepsis allows to differentiate between different pathological conditions by its severity (from SIRS to septic shock and multi-organ failure), that seems to be crucial in prognosis. Differences in concentration ofpresepsin (PSP) and nitric oxide metabolites (sum ofnitrates and nitrites) in two groups of pediatric patient with oncological diseases are presented in current research (p < 0.05). There was no statistically significant correlation between these biomarkers in both groups ofpatients. Our data showed evidence that growth of concentration of PSP and simultaneous drawdown ofconcentration of NO^ could be a factor ofpoor prognosis in patients with infectious complications.
• Keywords: biomarkers of sepsis, pediatric oncology, presepsin, nitric oxide.
For correspondence: Sotnikov Anatoly Bjacheslavovich — Ph.D, Senior Research Officer, Department of anesthesiology and reanimatology of N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center; e-mail: [email protected]
Сепсис — это системный воспалительный ответ, вызванный инфекцией, который может привести к полиорганной недостаточности у ребенка, а также повышает уровень смертности. Многие исследования за последнее десятилетие были нацелены на предотвращение и лечение сепсиса. Однако сепсис остается одной из основных причин смерти в ОРИТ [1]. Таким образом, необходимы дополнительные исследования, чтобы улучшить прогноз (или исходы) тяжелого сепсиса и септического шока посредством раннего начала лечения. Следовательно, одним из важнейших факторов для решения этой задачи становится быстрая и точная постановка диагноза и оценка тяжести состояния у таких пациентов. Недавние успехи в молекулярных и биологических технологиях значительно увеличили роль биомаркеров в ранней диаг-
ностике, стадировании заболевания, прогнозировании и оценке ответа на лечение сепсиса [2]. В настоящее время большое значение придается поиску информативных биохимических маркеров развития системной воспалительной реакции, поскольку нередко она может осложниться сепсисом [3]. В детской практике стали применяться такие маркеры сепсиса, как фактор некроза опухолей (ФНО), ин-терлейкины-6, 10 (ИЛ-6, ИЛ-10), прокальцитонин (ПКТ) и ^реактивный белок (ЦРБ). Однако эти биомаркеры обладают специфическими ограничениями в применении или низкой точностью. Например, ЦРБ очень чувствителен, но неспецифичен при диагностике сепсиса и не подходит для постановки диагноза. ПКТ обладает большей специфичностью, чем ЦРБ, но является маркером только бактериальных инфекций [4, 5]. Некоторые исследо-
вания показали, что ПКТ не может использоваться для дифференциальной диагностики сепсиса от ССВО, т. к., применяясь индивидуально, он обладает неадекватной диагностической эффективностью у пациентов с тяжелым сепсисом. Таким образом, необходимо комбинирование биомаркеров. Большинство биомаркеров требуют минимум 24 ч, чтобы проявить свою специфичность, таким образом, необходимо активизировать поиски новых биомаркеров для ранней диагностики сепсиса.
В связи с этим особую актуальность приобретает разработка и применение диагностически информативных критериев, позволяющих объективно оценить состояние пациента и степень метаболических нарушений в процессе специального лечения.
Новый маркер сепсиса — растворимый субтип молекулы 0014 (80014-31), названный «пресепсин» (ПСП), — был предложен в 2005 г группой исследователей из Медицинского университета Иватэ (Япония) [6]. Было обнаружено, что его концентрация в крови пациентов с сепсисом резко повышена [7], что указывало на перспективность ПСП как маркера сепсиса.
В 90-е гг. прошлого века была показана роль оксида азота как регулятора целого ряда патологических и физиологических процессов в организме, включая и воспалительную реакцию. Открытие оксида азота позволило пересмотреть патофизиологию многих процессов, в том числе и сепсиса. В настоящее время показана важность и перспективность биохимических маркеров — ПСП и оксида азота — в диагностике системной воспалительной реакции и сепсиса [8-10].
Учитывая вышесказанное, мы провели предварительное изучение маркеров системного воспаления — пре-сепсина и конечных метаболитов оксида азота [ суммарное содержание нитратов и нитритов (1\Юх)] с целью определить возможность их применения у детей и подростков с онкопатологией.
Материалы и методы исследования. В исследование вошли 43 пациента, находившихся на лечении в НИИ детской онкологии и гематологии ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Бло-хина» Минздрава РФ в период с ноября 2014 г. по май 2016 г. Показаниями к включению в исследование были: возраст менее 18 лет, наличие онкологического заболевания, признаки системного воспалительного ответа (ССВО) или сепсиса. Сепсис определяли как состояние, характеризующееся ССВО, ассоциированным с инфекцией. ССВО предполагает наличие двух и более признаков из следующих критериев: температура менее 36,8 °С или более 38,8 °С, частота сердечных сокращений (ЧСС) более 90 уд./мин, частота дыхания (ЧД) более 20 вдохов в минуту или Ра(002) менее 4,3 кПа (32 мм рт. ст.), количество лейкоцитов более 12 * 109/л или менее 4 * 109/л или присутствие незрелых палочкоядерных форм более 10 % [11].
В данную группу были включены пациенты с различными нозологическими формами заболеваний: саркома Юинга, медуллобластома, острый миелоидный лейкоз, лимфома Ходжкина, неходжкинская лимфома, острый лимфобласт-ный лейкоз, рабдоидная опухоль (рецидив), примитивная
неироэктодермальная опухоль височнои кости слева, гисти-оцитоз из клеток Лангерганса, альвеолярная рабдомиосар-кома. Возраст пациентов колебался от 2 до 18 лет
В ходе исследования пациенты были разделены на две группы в зависимости от исхода. В группу выживших вошли 32 человека, группа с летальным исходом составила 11 человек.
Кровь пациентов собирали в вакуумные пробирки, после чего сразу же проводилось определение интересующих показателей. ПСП определяли на иммунохемилюми-нисцентном анализаторе «Pathfast» (Mitsubishi Chemical Medicine Corporation), используя стандартный набор реагентов. Нормальным содержанием пресепсина считали его концентрацию у группы здоровых добровольцев, определенную в исследовании T. Shozushima и соавт., которая составила: ПСП = 294,2 ± 121,4 пг/мл [7].
Концентрацию конечных метаболитов оксида азота [суммарное содержание нитратов и нитритов (NOx)] определяли по методике П.П. Голикова и Н.Ю. Николаевой. В основе определения лежит реакция восстановления нитратов в нитриты гранулами кадмия в присутствии ионов цинка и измерение суммарного содержания метаболитов оксида азота при длине волны 550 нм по азокрасителю, который образуется в реакции с реактивом Грисса [12]. За нормальное содержание оксида азота, т. е. его содержание в группе практически здоровых детей, использовали данные, полученные Х.М. Марковым [13], с помощью той же методики П.П. Голикова и Н.Ю. Николаевой — NOx = 24,09 ± 3,45 мкмоль/л.
Статистический анализ. Для статистической обработки результатов исследования использовались процедуры математической статистики, реализованные в программе SPSS 21.0 (SPSS Inc., США). Исследуемые показатели обладали распределением, отличавшимся от нормального, и были представлены в виде медианы, минимального и максимального значений. Проверку распределения на нормальность осуществляли графическим методом в программе SPSS 21.0 (график нормальной вероятности типа «квантиль-квантиль»). Непараметрические данные были проанализированы с использованием теста Манна—Уитни для сравнения групп. Также был проведен корреляционный анализ Спирмена между исследуемыми показателями. Значения p < 0,05 считались статистически значимыми.
Результаты исследования и их обсуждение. При обработке полученных данных были рассчитаны медианы, минимальные и максимальные значения концентрации каждого из биомаркеров: ПСП и NOx, результаты представлены в табл. 1.
У пациентов 1-й группы, оставшихся в живых, медиана концентрации ПСП составила 581 пг/мл (минимальное значение составило 61,9, максимальное — 2330 пг/мл), что в среднем в 2 раза превышает его нормальную концентрацию. Медиана концентрации ПСП у пациентов 2-й группы, умерших, составила 2433 пг/мл (минимальное значение составило 146, максимальное — 20 000 пг/мл), здесь наблюдалось значительное превышение нормальных по-
Таблица 1
Концентрация пресепсина и оксида азота у детей и подростков с онкопатологией
Показатель Норма Группа 1 п = 32 (медиана, мин.; макс.) Группа 2 п = 11 (медиана, мин.; макс.) Достоверность между группами 1 и 2 (тест Манна—Уитни для независимых выборок)
ПСП, пг/мл 294,2+121,4 581 (61,9; 2847) 2433 (146; 20 000) р < 0,05
N0 , мкмоль/л х' 24,09+ 3,45 28 (2; 120) 13 (3; 63) р < 0,05
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена ПСП/ ^х -0,097 (корреляция отсутствует) -0,27 (корреляция незначима — р = 0,07)
казателей. Как следует из представленных данных, различия между 1-й и 2-й группами статистически достоверны: р = 0,0000 (тест Манна—Уитни для независимых выборок).
При наблюдении пациентов (п = 43), поступивших в ОРИТ, нами были отмечены определенные различия в показателях ПСП, особенно в 1-й группе. Было установлено, что системной воспалительной реакции соответствовала концентрация ПСП более 360 пг/мл; локальной инфекции — более 790 пг/мл; сепсису — более 900 пг/мл; тяжелому сепсису — более 2000 пг/мл.
Пациенты с инфекционными осложнениями имели уровень ПСП, достоверно повышенный по сравнению с пациентами, не имевшими инфекций (р < 0,05, тест Манна—Уитни для независимых выборок).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что ПСП может использоваться не только как маркер сепсиса, но и как прогностически значимый маркер: если его концентрация возрастает, не реагируя на проводимую терапию, то не исключено, что пациента ждет неблагоприятный исход. На это также необходимо обращать внимание как на маркер неэффективности проводимой терапии. ПСП надежно отражает реальную динамику тяжести процесса, быстро и адекватно изменяется в зависимости от эффективности терапии, прогнозирует рецидивы сепсиса после ремиссии [14].
Не менее значимы полученные данные по метаболитам оксида азота (И0х). В 1-й группе выживших детей медиана содержания N0 составила 28 мкмоль/л (мини-
мальное значение составило 2, максимальное — 120 мкмоль/л), что приблизительно, в среднем, в 1,5-2 раза выше нормальных значений. Во 2-й группе, умерших пациентов содержание N0x составило 13 мкмоль/л, (минимальное значение составило 3, максимальное — 63 мкмоль/л), что значительно ниже нормальных значений. Различие в уровнях N0x между группами 1 и 2: р = 0,0000 (р < 0,05, тест Манна—Уитни для независимых выборок). Не установлено наличия статистически достоверных корреляционных связей уровня ПСП и содержания N0x в крови обследованных пациентов (рис. 1 и 2). Была выявлена отрицательная корреляционная зависимость во 2-й группе, умерших, между концентрациями N0x и ПСП, но она оказалась статистически незначимой (коэффициент ранговой корреляции Спирмена г = -0,27, р = 0,07). В 1-й группе, выживших, корреляционной зависимости между концентрациями N0x и ПСП не было выявлено (коэффициент ранговой корреляции Спирмена г = -0,097, р = 0,47).
Таким образом, ПСП — это чувствительный и специфичный маркер сепсиса, отражающий его динамику, тяжесть состояния пациентов и прогнозирующий исходы. Хотя и не было найдено достоверной корреляционной зависимости ПСП и N0^ концентрация метаболитов оксида азота достоверно различалась в группе умерших и выживших пациентов (см. табл. 1).
Обсуждение. В последнее время особую актуальность приобретают исследования по лабораторной, биохимиче-
120 100
5 80
.с ц
о
И 60
§ 40 20 0
г = -0,097, р = 0,47
ч1
500 1000 1500 2000 2500 3000 ПСП, пг/мг
70
60
.5 50
ц
о 40
о" 30
г
20
10
0
г = -0,27, р = 0,07
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 ПСП, пг/мг
РИС. 1. Корреляционная зависимость между пресепсином и NOx в группе выживших
РИС. 2. Корреляционная зависимость между пресепсином и NOx в группе умерших
0
ской диагностике сепсиса, поиску новых значимых, прогностических маркеров. Особую важность и значимость эти исследования приобретают в детской онкологии, когда пациенты получают сложное комбинированное лечение, включающее расширенные операции, высокодозную и сопроводительную терапию. К сожалению, перечень применяемых в настоящее время биохимических маркеров сепсиса невелик и они не всегда дают объективную картину состояния пациента, не являются специфическими, прогностическими и порой не могут использоваться для суждения об эффективности лечения. Поэтому в данной работе рассматривается роль 1\Юх, открытого в конце ХХ в., и ПСП, который начали применять в первое десятилетие XXI в. Оба эти маркера по путям образования (ПСП, оксид азота) и их циркулирующим концентрациям отражают: факт активации фагоцитоза, его интенсивность, выраженность ССВО. В результате исследования нами получены обратные слабые корреляции между ними только в группе умерших пациентов. Полученные данные свидетельствуют о том, что ПСП и 1\Юх могут использоваться не только как маркеры сепсиса, но и как прогностически значимые маркеры: если концентрация ПСП возрастает, не реагируя на проводимую терапию, а 1\Юх значительно снижается то не исключено, что пациента ждет неблагоприятный исход. ПСП надежно отражает реальную динамику тяжести процесса, быстро и адекватно изменяется в зависимости от эффективности терапии, прогнозирует рецидивы сепсиса после ремиссии. 1\Юх — более тонкий маркер сепсиса, для него необходимо учитывать проводимую терапию: если пациент получает глюкокортикоиды, или другие лекарственные препараты, которые влияют на активность индуцибельной ЫО-синтазы, т. е. будут ее ингибировать [15], то концентрация 1\Юх будет значительно снижаться, что также станет плохим фактором прогноза. Именно поэтому нами была получена отрицательная значимая корреляция между ПСП и ЫОх в группе 2, умерших пациентов (коэффициент ранговой корреляции Спирмена г = -0,27, но корреляция статистически незначима — p = 0,07).
Таким образом, мониторинг уровня ПСП и ЫОх в сыворотке может облегчить наше понимание прогрессиро-вания критических состояний и может быть использован для оценки их тяжести.
Выводы
1. Найдены достоверные различия в концентрациях пре-сепсина и метаболитов оксида азота между группой выживших и группой пациентов с летальным исходом.
2. Не было выявлено корреляционной зависимости между пресепсином и суммарным содержанием метаболитов оксида азота в исследуемых группах пациентов.
Конфликт интересов. Авторы подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.
Вклад авторов. Головня Е.Г. — определение исследуемых показателей (NOx, ПСП), статистическая обработка данных, написание обзора литературы, разработка дизайна исследования; Сотников А.В. — набор групп пациентов, лечение пациентов; Лебедева А.В. — определение исследуемых показателей (NOx, ПСП); Байкова В.Н. — написание обзора литературы.
ORCID авторов
Головня Е.Г. — 000-0003-3446-9176
Сотников А.В. — 0000-0001-7240-8273
Лебедева А.В. — 0000-0001-5881-1795
Байкова В.Н. — 0000-0001-5338-9265
Литература/References
1. MayrF.B., Yende S., Angus D.C. Epidemiology of severe sepsis. Virulence. 2014; 5(1): 4-11. doi: 10.4161/viru.27372. Epub 2013 Dec 11.
2. Samraj R.S., Zingarelli B, Wong H.R. Role of biomarkers in sepsis care. Shock. 2013; 40(5): 358-365. doi: 10.1097/ SHK.0b013e3182a66bd6.
3. Колесниченко А.П., Мосякин Н.А., Распопин Ю.С., Кондра-шов М.А. Информативность различных биохимических маркеров сепсиса: литературные и собственные данные. Сибирское медицинское обозрение. 2015; 4: 11-17. [Kole-snichenko A.P., Mosyakin N.A., Raspopin Yu.S, Kondrashov M.A. Informativnost' razlichnyh biohimicheskih markerov sepsi-sa: literaturnye i sobstvennye dannye. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie. 2015; 4: 11-17. (In Russ)]
4. Vincent J.L., Donadello K, SchmitX. Biomarkers in the critically ill patient: C-reactive protein. Crit. Care Clin. 2011; 27: 241-251. doi: 10.1016/j.ccc.2010.12.010.
5. Reinhart K, Meisner M. Biomarkers in the critically ill patient: procalcitonin. Crit. Care Clin. 2011; 27: 253-263. doi: 10.1016/j. ccc.2011.01.002.
6. Yaegashi Y, Shirakawa K, Sato N. et al. Evaluation of a newly identified soluble CD14 subtype as a marker for sepsis. J. Infect. Chemother. 2005; 11: 234-238. doi: 10.1007/s10156-005-0400-4.
7. Shozushima T, Takahashi G, Matsumoto N. et al. Usefulness of presepsin (sCD14-ST) measurements as a marker for the diagnosis and severity of sepsis that satisfied diagnostic criteria of systemic inflammatory response syndrome. J. Infect. Chemother. 2011; 17: 764-769. doi: 10.1007/s10156-011-0254-x. Epub 2011 May 12.
8. Lupp C., Baasner S., Ince C. et al. Differentiated control of deranged nitric oxide metabolism: a therapeutic option in sepsis? Crit. Care. 2013; 17(3): 311. doi: 10.1186/cc12538.
9. Endo S, Suzuki Y., Takahashi G. et al. Presepsin as a powerful monitoring tool for the prognosis and treatment of sepsis: A multicenter prospective study. J. Infect. Chemother. 2013;18(6): 891-897. doi: 10.1007/s10156-012-0435-2.
10. Liu B, Chen Y.X., Yin Q. et al. Diagnostic value and prognostic evaluation of Presepsin for sepsis in an emergency department. Crit. Care. 2013; 17(5): R244. doi: 10.1186/cc13070.
11. Levy M.M., Fink M.P., Marshall J.C. et al. 2001 SCCM/ES-ICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference. Crit. Care Med. 2003; 31: 1250-1256. doi: 10.1097/01. CCM.0000050454.01978.3B
12. Голиков П.П., Николаева Н.Ю. Метод определения нитрита/ нитрата (NOx) в сыворотке крови. Биомедицинская химия. 2004; 50(1): 79-85. [GolikovP.P., Nikolaeva N.Yu. Metod opre-deleniya nitrita/nitrata (NOx) v syvorotke krovi. Biomeditsinskaya himiya. 2004; 50(1): 79-855. (In Russ)]
13. Марков Х.М. Роль оксида азота в патогенезе болезней детского возраста. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2000; 4: 43-47. [Markov H.M. Pol' oksida azota v pato-geneze boleznej detskogo vozrasta. Rossijskij vestnik perina-tologii i pediatrii. 2000; 4: 43-47. (In Russ)]
14. Sargentini V., Ceccarelli G., D'Alessandro M. et al. Presepsin as a potential marker for bacterial infection relapse in critical care patients. A preliminary study. Clin. Chem. Lab. Med. 2014; 53(4): 567-573. doi: 10.1515/cclm-2014-0119.
15. Shears L.L., Kawaharada N., Tzeng E. et al. Inducible nitric oxide synthase suppresses the development of allograft arteriosclerosis. J. Clin. Invest. 1997; 100(8): 2035-2042. doi: 10.1172/JCI119736
Поступила 06.03.2016
