text

🎁 УЛЁТНЫЕ СКИДКИ 30%! Поймать »

Здравоохранение

Биомаркеры инфекционно-воспалительных заболеваний почек и мочевыводящих путей

  • 15 февраля 2013
  • 17

Инфекционно-воспалительные заболевания (ИВЗ) почек и мочевыводящих путей относятся к распространенным инфекционным заболеваниям, терапия которых требует значительных финансовых затрат. Предрасположенность к возникновению ИВЗ почек и мочевыводящих путей высока в детской популяции, у лиц старше 65 лет, реципиентов почечного трансплантата, пациентов после различных видов дренирования мочевыводящих путей, больных сахарным диабетом и др.. Особого внимания заслуживает тот факт, что, по данным отечественных авторов, более чем у 30% больных острым пиелонефритом выявляются гнойные формы заболевания. Немаловажно и то, что ИВЗ почек и мочевыводящих путей сопровождаются высоким риском рецидива. Примерно у 30-40% пациентов наблюдаются повторные эпизоды заболевания в течение одного года. Большинство пациентов имеют благоприятный прогноз, однако в 10-40% случаев пиелонефрит приводит к склерозированию ткани почки (особенно у детей), что, в свою очередь, может привести к развитию хронической почечной недостаточности  и инвалидности.

Важнейшая роль в изучении распространенности ИВЗ почек и мочевыводящих путей, выявлении и организации учета пациентов на ранних стадиях заболевания, а также повышении качества лечения принадлежит активному наблюдению. В настоящее время спектр методов активного наблюдения за течением ИВЗ почек и мочевыводящих путей значительно расширяется. Это обусловлено внедрением в лабораторную практику исследований белков - биомаркеров повреждения паренхимы почек.

Внимание! Для скачивания доступна новая книга:  «Молекулярно-биологические исследования» ,

Общепринятые лабораторные технологии исследования при ИВЗ почек и мочевыводящих путей:

  • общий анализ мочи по стандартной методике с определением физико-химических характеристик мочи (цвет, запах, рН, прозрачность, удельный вес, выявление и определение концентрации общего белка, билирубина, глюкозы и др.) и микроскопией осадка для обнаружения форменных элементов крови - лейкоцитов, эритроцитов и др. типов клеток, а также микроорганизмов;
  • пробы Каковского - Аддиса, Нечипоренко обеспечивают информацией о количестве форменных элементов крови в моче;
  • пробы Зимницкого, Реберга позволяют судить о концентрационной и выделительной функции почек;
  • бактериологические исследования - посев мочи на питательные среды позволяет выявить возбудителя заболевания, а также определить его чувствительность к антибиотикам.

Также в диагностике ИВЗ почек и мочевыводящих путей и их последствий широко используется определение концентрации мочевины, креатинина, электролитов в сыворотке крови и моче.

Развитие хронической почечной недостаточности - одно из серьезных осложнений хронического пиелонефрита. Для своевременной постановки диагноза используют один из наиболее известных традиционных показателей оценки функции почек - скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Определение СКФ проводят путем измерения концентрации креатинина в сыворотке крови и моче и расчета значений СКФ по специальным формулам (Кокрафта - Голта, MDRD и др.). Известны недостатки данного теста:

  • уровень креатинина варьирует в зависимости от возраста, пола, уровня метаболизма в мышечной ткани, принимаемых медикаментов;
  • в диапазоне СКФ от 40 до 90 мл/мин отсутствует связь между повышением концентрации креатинина и снижением СКФ ;
  • концентрация креатинина в моче может долго не изменяться, даже когда большая часть почечной ткани уже не функционирует;
  • при ухудшении клубочковой фильтрации происходит компенсаторное усиление канальцевой секреции креатинина, в результате чего возможна ошибочная оценка функции почек;
  • при острых нарушениях функции почек изменение содержания креатинина в сыворотке крови происходит спустя два-три дня после первоначального поражения.

Важным является и то, что повреждение канальцев способствует потере почечной функции еще при достаточной перфузии в клубочках, когда часть их поверхности сохраняет фильтрационную способность, или когда гипертрофия остаточных функционирующих нефронов компенсирует редукцию СКФ. Все это побуждает к поиску новых, альтернативных методов оценки почечной функции, стадии воспалительного и склеротического процессов.

Прогрессивное снижение СКФ является результатом таких процессов как:

  • развитие интерстициального воспаления эпителиальных клеток проксимальных канальцев;
  • развитие тубулоинтерстициального фиброза вследствие интерстициального воспаления и ишемии.

В настоящее время идет активное изучение процессов патогенеза ИВЗ почек и мочевыводящих путей. Большой интерес вызывают исследования, в которых показано, что эпителиальная клетка реагирует на повреждающие воздействия изменениями на уровне генома. Активация транскрипционного фактора (NF-kB) сопровождается нарастанием мРНК, обеспечивающей подъем синтеза в клетках медиаторов воспаления - хемокинов, цитокинов и др. В результате последующие метаболические и морфологические изменения развиваются прежде всего на уровне мочевыводящих канальцев почки. В эпителиальных клетках происходит переход натрий/калий аденозинтрифосфатазы (Na/K-АТФ- азы) на апикальную поверхность с последующей активацией процессов перекисного окисления липидов, приводящих к некрозу и апоптозу. В результате жизнеспособные и нежизнеспособные клетки эпителия выходят в просвет канальцев. Накопление воспалительных медиаторов и повреждение канальцевого эпителия вызывает активацию нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов и образование в интерстициальной ткани почек воспалительных инфильтратов, с последующим развитием интерстициального воспаления и фиброза.

Таким образом, изменениям в эпителии мочевыводящих путей принадлежит ведущая роль в развитии повреждения почечной паренхимы при ИВЗ почек и мочевыводящих путей. В проведенных исследованиях показано, что острый пиелонефрит запускает каскад реакций в паренхиме почки, которые впоследствии приводят к возникновению хронического воспалительного процесса и развитию фиброзных изменений в тубулоинтерстиции почки и эндотелиальной дисфункции. Полагают, что увеличение числа обострений в процессе развития пиелонефрита формирует на уровне почечной паренхимы замкнутую патологическую систему, в которой участвуют тубулярный эпителий, нейтрофилы и макрофаги, а главной мишенью становится эндотелий. В данных процессах принимает участие большое количество биологических веществ, которые могут быть обнаружены в сыворотке крови и моче.

В настоящее время специалистами клинической химии выделено около 65 показателей мочи и сыворотки крови, которые предлагаются в качестве биомаркеров для оценки нарушения функции почек; часть из них может быть использована в качестве предикторов развития почечной недостаточности.

Многие из этих биомаркеров сгруппированы согласно их ассоциации с видом или механизмом повреждения почечной паренхимы (например, участники воспалительного процесса, окислительного стресса, канальцевого повреждения, тубулоинтерстициального фиброза и др.). Однако ни один из биомаркеров не отвечает критерию универсального показателя повреждения почек. Считается, что только комплексное исследование биомаркеров путем разработки и применения диагностических панелей поможет обнаружить повреждение почек на ранней стадии (доклинической фазе).

К наиболее перспективным маркерам почечного повреждения относят: ангиотензин, тромбоцитарный фактор роста, васкулоэндотелиаль- ный фактор роста, коллаген IV типа, моноцитарный хемоаттрактантный протеин, трансформирующий фактор роста, alpha-glutathion-S-transferase (alpha-GST), NGAL (lipocalin-2 или siderocalin), 25-kD белок, KIM-1, Cystatin C или 13-kD ингибитор протеазы цистеина, NHE3 (фрагмент Na/K АТФ-азы).

В качестве потенциально важных биомаркеров при воспалительных заболеваниях были также исследованы: прокальцитонин (доказана эффективность при диагностике пиелонефрита в детской популяции), интерлейкины (ИЛ-6, ИЛ-8, IL-1 в), другие провоспалительные цитокины.

Исследования маркеров воспаления и почечного повреждения могут быть использованы при дифференциальной диагностике заболеваний, выборе оперативной или консервативной тактики лечения, оценке эффективности лекарственных препаратов в клинических исследованиях. Полученная информация может быть полезна в качестве скринингового метода при выявлении скрытых форм воспалительного процесса, метода оценки эффективности лечения острого воспалительного процесса, одного из этапов в фундаментальных исследованиях при изучении механизмов повреждения почечной паренхимы.

При проведении клинических исследований необходим сравнительный и корреляционный анализ комбинаций биомаркеров в сыворотке крови и моче с другими факторами и клиническими проявлениями развития заболевания. В будущем этот аналитический процесс может также включать исследование в моче белковых фракций и генетических биомаркеров.

Исследование диагностического значения биомаркеров в диагностике заболеваний почек начато несколько лет назад в НИИ уронефрологии и ЦНИЛ ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России.

Для оценки перспективы диагностической панели биологических маркеров в сыворотке крови и моче при остром пиелонефрите авторами был обследован 21 пациент в возрасте от 23 до 63 лет с острым неосложненным пиелонефритом (женщины - 16 чел., мужчины - 5 чел.). Оценку активности и тяжести воспалительного процесса у больных проводили по результатам комплексного обследования, включавшего: изучение жалоб и сбор анамнеза; физикальное обследование пациента; ультразвуковое исследование; общий и биохимический анализ крови; обзорную рентгенографию почек и мочевых путей, экскреторную урографию. Кроме того, с этой целью в моче пациентов определяли общий белок, лейкоциты и эритроциты. Диагностическими критериями острого пиелонефрита у пациентов считали: наличие системных симптомов воспаления (фебрильная температура); местные проявления (боль в поясничной области); лейкоцитоз по данным общего анализа крови; лейкоцитурия по данным общего анализа мочи, присутствие патогенов более чем 10 х 5 КОЕ/мл (при посеве мочи). Пациенты с обструктивными уропатиями, доказанным иммунодефицитом, наличием онкоурологических заболеваний, любыми воспалительными заболеваниями иной локализации в стадии обострения в исследование не включались.

Контрольная группа была сформирована из 20 условно здоровых лиц в возрасте от 25 до 65 лет.

Для количественного анализа биомаркеров взятие крови у пациентов исследуемой и контрольной групп проводили натощак, в утренние часы, из кубитальной вены с использованием систем для забора крови Vacuette с активатором свертывания крови и разделительным гелем. Первую порцию утренней мочи в объеме не менее 100 мл собирали в специальные стаканы с крышками, в которые предварительно вносили 20 мкл раствора ProClin 300 (SUPELCO, США).

Концентрацию интерлейкинов (IL-ф, IL-6, IL-8, IL-10), рецепторного антагониста IL-1 (IL-1RA), фактора некроза опухолей альфа (TNF-a), С-реактивного белка (СРБ) в сыворотке крови и моче определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа, используя соответствующие наборы реагентов производства ЗАО “Вектор-Бест” (Новосибирск). Исследование всех биомаркеров у больных острым пиелонефритом проводили трехкратно: при поступлении в стационар до начала антибактериальной терапии (1-я точка), через 5-7 дней от начала курса лечения (2-я точка), через 1,5 месяца после завершения лечения (3-я точка).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета Statistica 6.1. В качестве критерия достоверности отличий между двумя независимыми группами использовали непараметрический критерий (U) Манна - Уитни. Во всех процедурах статистического анализа принимался уровень значимости р < 0,05. Для оценки диагностической чувствительности и специфичности анализа вышеперечисленных биомаркеров использовали ROC-анализ.

Процедура подготовки проб сыворотки крови для определения концентрации цитокинов достаточно хорошо отработана и не вызывает проблем в лабораториях. В то же время результаты количественного анализа этих маркеров в моче нередко имеют значимое расхождение. С целью стандартизации пробоподготовки было проведено исследование изменения уровня цитокинов в моче при добавлении консерванта ProClin 300, обладающего антимикробной активностью. В результате эксперимента показано, что в моче больных острым пиелонефритом, не содержащей консерванта, уже в течение 2 ч при комнатной температуре происходит резкое снижение концентрации цитокинов, причем содержание TNF-a, IL-8 и IL-10 падает более чем в 10 раз. Следует отметить, что через 6 ч хранения при комнатной температуре без консерванта уровни цитокинов в моче условно здоровых лиц снижаются максимально на 15%.

Основной причиной значительного снижения концентрации цитокинов в моче больных острым пиелонефритом, очевидно, может быть контаминация ее микроорганизмами, которые в процессе жизнедеятельности секретируют большое количество различных, в т. ч. протеолитических, ферментов, способных вызвать инактивацию или деструкцию указанных биомаркеров. Это, с одной стороны, объясняет низкую сходимость результатов анализа цитокинов в моче, получаемых разными авторами, а с другой - подчеркивает особую важность стандартизации преаналитического этапа лабораторных исследований. Полученные результаты дают основание утверждать, что для определения биомаркеров в моче необходимо использовать консервант с противомикробной активностью, например ProClin 300, который позволяет предотвратить раннюю деструкцию провоспалительных цитокинов в моче и может быть рекомендован в качестве одного из методов стандартизации.

Концентрация провоспалительных цитокинов в сыворотке крови и моче у больных острым пиелонефритом представлена в табл. 1.

Таблица 1

Концентрация цитокинов в сыворотке крови и моче пациентов с острым пиелонефритом

Медиана концентрации биомаркера / диапазон квартальных отклонений (25-75%)

Условно здоровые

Больные острым пиелонефритом

п = 21

Биомаркер

лица

(контроль), п = 20

1-я точка

2-я точка

3-я точка

сыворотка

моча

сыворотка

моча

сыво

ротка

моча

сыворотка

моча

IL-1(3, пг/мл

3,7

1,7-7,3

2,2

1,8-3,2

1,0

0,9-1,1

5,1*

3,2-8,9

1,0

0,9-1,1

1,0

0,9-3,0

1,0

1,0-1,0

1,0

1,0-1,8

IL-6, пг/мл

2,4

1,6-3,1

2,9

2,1-3,9

22,0*

14,5-59,9

131,0*

61,3-591,5

0,5

0,5-2,2

6,4*

5,5-9,7

0,5

0,5-1,4

4,8* 3,9-6,8

IL-8, пг/мл

6,1

5,0-8,9

0,4

0,0-12,1

8,9*

7,9-10,8

414,5*

94,3-1065,6

2,0

1,8-2,1

24,8*

14,5-52,3

10,9*

8,6-12,6

32,5*

20,6-45,5

TNF-a, пг/мл

2,3

1,4-3,2

2,4

1,9-2,9

3,8*

3,1-4,6

214,7*

2,0-352,3

2,0

2,0-2,8

2,6

2,0-3,8

2,6

2,2-3,5

3,2

2,8-3,5

IL-10, пг/мл

2,2

1,6-3,4

3,5

3,1-4,9

1,0

1,0-2,1

1,5

1,0-6,0

1,0

1,0-1,2

1,0

1,0-1,2

20,9*

16,8-24,5

3,4

3,1-3,5

IL-1RA,пг/мл

230

170-300

1150

990-1260

480*

390-650

6510*

4680-8580

640*

470-720

2340*

2250-3080

2580*

1030-4020

6110*

5860-6780

CRP, мкг/мл

1,2

0,90-1,50

0,63

0,29-1,08

1,6

0,60-3,30

6,50*

2,30-18,40

4,3*

2,60-11,40

5,15*

1,90-12,20

2,7*

2,00-3,50

0,12

0,09-0,15

Таблица 2

Диагностически значимые уровни биомаркеров в сыворотке крови, рекомендуемые для выявления воспалительных заболеваний мочевыводящих путей

Показатели

IL-6

IL-8

TNF-a

IL-1RA

VEGF

СРБ

Площадь под кривой

0,852

0,719

0,809

0,901

0,981

0,578

Значение cut off*

8,000

8,000

4,200

388,00

104,000

1,800

Специфичность

0,990

0,650

0,850

0,880

0,920

0,930

Чувствительность

0,800

0,680

0,430

0,730

0,940

0,450

До начала антибактериальной терапии отмечались более высокие значения уровней IL-6, IL-8, IL-1RA, TNF-a, CРБ в сыворотке крови больных острым пиелонефритом по сравнению с показателями, полученными в группе условно здоровых лиц. Повышение концентрации этих же веществ в моче было значительно выше, чем в сыворотке крови. Это дает основание считать, что цитокины IL-6, IL-8, TNF-a, IL-1RA, определяемые в сыворотке крови, и IL-6, IL-8, TNF-a, IL-1RA и СРБ, определяемые в моче, могут рассматриваться как критерии локального воспалительного процесса, развивающегося на уровне паренхимы почек. Через 5-7 суток после начала лечения (2-я точка) содержание провоспалительных цитокинов в сыворотке крови и моче больных существенно снижалось. При этом уровни IL-ф, IL-6, IL-8, TNF-a в сыворотке крови соответствовали нормальным значениям, а в моче - превышали их лишь незначительно. Концентрация IL-1RA и СРБ в сыворотке крови несмотря на проводимое лечение продолжала нарастать, но их содержание в моче заметно снижалось, хотя все еще оставалось выше нормы.

Через 1,5 месяца после проведенного лечения (3-я точка) уровни изучаемых биомаркеров изменялись разнонаправленно. Содержание IL-1^ и TNF-a в сыворотке крови и моче стабилизировалось, оставаясь в пределах нормы, а СРБ - снижалось, но при этом превышало соответствующие значения у здоровых лиц. Концентрация IL-8 и IL-1RA существенно увеличилась как в сыворотке крови, так и в моче, а IL-10 - только в сыворотке крови, но значительно - в 10 раз.

Таким образом, высокие уровни провоспалительных цитокинов в моче, по всей вероятности, являются одним из важных индикаторов воспаления в мочевыводящих путях и включения в этот процесс эпителиальной выстилки. Повреждение стенки мочевыводящих путей и внедрение патогенных микроорганизмов приводит к развитию локального иммунного ответа и сопровождается усилением продукции провоспалительных цитокинов, которые стимулируют инфильтрацию тканевых структур, окружающих мочевыводящие пути, лейкоцитами, макрофагами и нейтрофилами. Следствием этого может быть развитие локального, а затем и хронического тубулоинтерстициального воспаления.

Диагностическое значение исследования содержания провоспалительных цитокинов в моче при обострении острого пиелонефрита по анализу чувствительности и специфичности оценивалось с помощью построения характеристической кривой (ROC-анализ). Информативность каждого из провоспалительных цитокинов в моче оценивалась по величине площади под кривой. Диагональ (50% площади квадрата) свидетельствовала об отсутствии значимых различий изменения показателя в двух сравниваемых группах. На характеристических кривых выбраны диагностические пороги (точки разделения), которым соответствуют максимально возможные чувствительность и специфичность выявления активности воспалительного процесса в ткани почки для исследуемого показателя. Для оценки диагностической значимости концентрации цитокинов и СРБ в сыворотке крови и моче при обострении хронического пиелонефрита использовали ROC-анализ и построение характеристической кривой зависимости чувствительности от вероятности ложноположительных результатов. Информативность каждого из исследуемых биомаркеров определяли по величине площади под характеристической кривой. Выбор точек отсечения (cut off) проводили так, чтобы им соответствовали максимально возможные показатели чувствительности и специфичности анализируемых маркеров в выявлении активности воспалительного процесса в ткани почки.

Мы полагаем, что результаты исследования образцов мочи пациентов имеют большую диагностическую значимость. С одной стороны, они позволяют использовать в качестве показателей локального воспаления, развивающегося на уровне паренхимы почек, семь вместо пяти биомаркеров (IL-1 в и СРБ дополнительно), с другой - для всех маркеров характерна более высокая чувствительность и специфичность, чем при оценке таковых в сыворотке крови.

Полученные данные свидетельствуют о целесообразности определения уровня цитокинов в моче для оценки тяжести воспалительных изменений паренхимы почки и при мониторинге эффективности противовоспалительной терапии. Неинвазивный метод определения концентрации цитокинов и СРБ в моче может быть широко использован в клинико-диагностических лабораториях для оценки выраженности воспалительных процессов в мочевыводящих путях.

Рекомендации по теме

Мероприятия

Мероприятия

Повышаем квалификацию

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Зарегистрироваться
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Зарегистрироваться
×
Журнал
Гость, Ваш бесплатный доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ» сгорает через

Гость, вам предоставлен VIP-доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»:
возможность скачивать шаблоны • доступ к видеотренингам • книги для КДЛ
Активировать доступ  
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.