Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка и использование новых подходов к анализу лабораторно-биохимических исследований для дифференциальной диагностики заболеваний печени

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Разработка и использование новых подходов к анализу лабораторно-биохимических исследований для дифференциальной диагностики заболеваний печени"

На правах рукописи

(мг^

КРАВЧУК Илья Евгеньевич

Разработка и использование новых подходов к анализу лабораторно-биохимических исследований для дифференциальной диагностики заболеваний печени

03.00.04.-Биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Челябинск 2005

Работа выполнена на кафедре общей и биоорганической химии ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Рябинин Вячеслав Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Высокогорский Валерий Евгеньевич

Мещанинов Виктор Николаевич

Ведущее учреждение:

Башкирский государственный медицинский университет, г.Уфа

Защита диссертации состоится: « <9/ » ¿У 2005г. в /Г часов на заседании диссертационного совета Д 208.117.02. ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», по адресу: 454092, г.Челябинск, ул. Воровского, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «

гзг» 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор

Кривохижина Людмила Владимировна

ЫоЪ

Л/ У О Мб

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Одним из актуальных «опросов современной гспатологип является определение активности и характера эволюции патологического процесса при хронически* ззболевакнял печени Клинические и биохимические изменения организма только косвенно отражают активность патологического процесса и соответствующие молекулярно-клеточные нарушения в печени. В литературе достаточно полно описана !2висимос1ь часгогы обнаружения рила клинических симптомов от формы активности наныогического процесса, а сыворочзчные фермен!ные тесты, применяемые для диашослики шоолечании i еиаюбилиарной сис1емы, составляют основу клинической эичимсикяии [Карьищенко А.И , 1009; Кон Р.М, Рот К.С.,1986; Меньшиков В.В.,1982; X азанов А И , 1988] Тем не менее, вопрос о значении биохимических показателей при ггом ооаегся до сих пор дискуссионным. Приводятся доказательства, что такие биохимические тесты, как содержание в сыворотке крови билирубина, альбумина, активность трансаминаз и щелочной фосфатазы не всегда отражают степень повреждения печени [Ветшев П С..¡999, Цицнадзе B.B.,i98i; Cottone М., et al.,1994; Yawkins A., et.al.,1997] Введение в ьлиническую практику определений целого ряда других ферментов, включая альдолазу. изоцитратдегидрогеназу, сорбитдегидрогеназу, 5-нукясстидазу, малатдзгидрогеназу, аденозиндезаминазу и др. не разрешило всех трудностей диагностики и прогноза заболеваний печени. Клиническая ценность ферментных исследований и правильность интерпретации результатов лабораторных исследований по-прежнему зависит во многом от объема и качества клинических и инстручет^лькмх о5слелчп,"'чй бочьт-гч Диагностическое значение лабораторно-биочимических тестов существенно возрастает при затруднениях клинического рчзграничения заболеваний печени и ограниченной возможности использования ряда дополнительных методов обследования

Р?лрабо1ка и усовершенствование диагностик!' заболеваний печени с помощью нммунчоферм<чп-ны* методов анализа и ГТЦР-диагпостики способствовали решению проблемы выявления репликации вирусов и их распознавания. Однако такого "прорыва" tie произошло в области функциональных проб печени и до сиу пор рост числа больных с тяжелыми заболеваниями печени во многом связан с отсутствием современной и надежной диагностической информации, Все более сложными и ответственными становятся контроль за течением заболеваний печени и оценка полученных результатов. Pe:jv ль~агы исследования маркеров гепатодепрсссии и мсзенхимально-воспалитсльного синдромов (тесты первой необходимости;, несмотря на свою безусловную полезность, часто не оправдывают boj ioi аемых га них надежд. (Сак правило, решения в медицинских задачах зависят от большого количества неравнозначных факторов Поэтому, даже в тех «емиогих случаях, когда удается построить правила, связывающие условия поставленной задачи с решением, метод, чаще всего, хорошо работает только на той группе объектов, по которой о'! был получен Одной из важных проблем современной медицины в связи с этим стала разработка и в^едрс'^с информационных систем, позволяющих решать, в частности, плохо формализуемые задачи [Велик A,R,,<995, Давидофф Ф.,2002].

Все это подтверждает а*т}адъ-чость проведения соответствующих исследований и свидетельствует о необходимости поиска новых, более информативных биохимических тестов и разработки новы* критериев, способных отобразить особенности патогенеза и течения конкретных ночологч 'еских форм заболевани" " " 1ения

этих вопросов и составил цель данной работы.

Цель исследования

На основании изучения особенностей клинико-лабораторных показателей у больных с заболеваниями печени разработать и внедрить в клиническую практику новые подходы к дифференциальной диагностике заболевапий печени с использованием математических алгоритмов и компьютерной программы.

Задачи исследования

1. Изучить особенности клинико-биохимических проявлений у больных с хроническими заболеваниями печени.

2. Провести сравнительный анализ клинико-биохимических данных с помощью программы математических алгоритмов "Распознавание образов".

3. Разработать алгоритм дифференциальной диагностики заболеваний печени для компьютерной программы на основе использования индикаторных ферментов.

4. Изучить состояние процессов перекисного окисления липидов и уровня антиокислительной активности у больных с хроническими заболеваниями печени и установить возможность использования этих параметров для дифференциальной диагностики и динамики заболевания.

Научная новизна

Впервые показана возможность использования программы математических алгоритмов "Распознавание образов" для оценки клинико-биохимических показателей у больных с хроническими заболеваниями печени.

Получены новые данные об ограниченном наборе лабораторных показателей, определяющих максимальное качество распознавания различных нозологических форм заболеваний печени.

Усовершенствованы и разработаны новые алгоритмы дифференциальной диагностики заболеваний печени с использованием индикаторных ферментов, на основе которых создана компьютерная программа, позволяющая ускорить и повысить вероятность диагноза и прогноза.

Теоретическая и практическая значимость работы

Клинико-лабораторное обследование больных с использованием программы математических алгоритмов "Распознавание образов" и диагностической компьютерной программы расширило представление об особенностях течения хронических заболеваний печени и дало возможность более точно охарактеризовать метаболические нарушения, возникающие при этом.

Для улучшения дифференциальной диагностики заболеваний печени предложен опгимальный набор лабораторных показателей, обеспечивающих максимальное качество распознавания по каждой нозологической форме.

Результаты проведенных исследований показали, что для целенаправленного выбора патогенезической терапии у больных с хроническими заболеваниями печени и оценки прогноза течения заболевания представляется необходимым включить в схему обследования больных определение концентрации продуктов перекисного окисления липидов и общей антиокислительной активности в крови.

Полученные данные свидетельствуют о том, что с целью уточнения диагностики и прогноза заболеваний печени целесообразно использовать компьютерную программу, основанную на . разработанных алгоритмах изменения активности индикаторных фермеп/ав^.ОевоввИ" компьютерной программы дифференциальной диагностики в

клинической практике может способствовать повышению уровня знаний врачей в области патогенеза различных заболеваний печени

Своевременное использование предложенных алгоритмов может улучшить дифференциальную диагностику заболеваний печени, сделать более целенаправленным и эффективным лечение, уменьшить затраты на проведение клинико-лабораторных исследований.

Положения, выносимые на защиту

1 Показана возможность использования программы математических алгоритмов "Распознавание образов" для оценки степени функциональных нарушений при хронических заболеваниях печени,

2. Установлена возможность оптимального подбора ограниченного числа клянико-биохимическнх показателей для повышения качества распознавания некоторых нозологических форм заболеваний печени.

3. Разработаны алгоритмы и программа для дифференциальной диагностики заболеваний печени с использованием индикаторных ферментов, коюрые позволяют получить допо шитслыше данные, уточняющие диагноз и прогноз заболевания.

4. Установлены особенности и оишчия в состоянии процессов перекисного окисления липидов и уровне антиокислительной активности при хронических заболеваниях печени в зависимости от характера заболевания и его клинической динамики.

Внедрение результатов исследования в практику

Результаты исследований внедрены в практику Областного диагностического центра и гастроэнтероло! ического отделения Челябинской областной клинической Сольниць;. Материалы работы использ>ются в учебном процессе на кафедрах общей и биоорганической -"кмии, биохимии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Челябипская государственная медицинская академия Министерства Здравоохранения Российской Федерации"

Апробация работы и публикации

Основные положения работы доложены, обсуждены и опубликованы на Межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья (Челябинск, 1999); Российской конференции "Гепатология сегодня" (Москва, 2000); Российском конференции "Гепатология сегодня" (Москва, 2001); 3 Российской межрегиональной 'очферепцки "Повые технологии и фундаментальные исследования в медицине" СЧетябинс, 2002); Межрегиональной конференции биохимиков Урала. Западной Сибири и Поволжья (Оренбург, 2003); 9 Российской Гастроэнтерологической Неделе (Москва. 2003); 10 Российском съезде гастроэнтерологов (Москва, 2004); Научно-прахгичееком аишо (иуме "Прот рессивные аналитические технологии и доказательная лабораторная медицина" (Москва, 2004)

Апробация работы состоялась на совместном заседании кафедры общей и биооргапической ими и кафедры биохимии ЧелГМА в 2005 году.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на ¡64 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литерзгурк, Материалов и методов исследования, двух глав собственных исследований. заключения, рызо^оя. практических рекомендаций, списка использованной литера-уры, включающего 210 источников, из которых 82 зарубежных. Работа иллюстрирована 15 таблицами и !9 рисунками.

содержание работы

Материал и методы исследований

Работа основана на результатах анализа клинико-лабораторных показателей, полученных при обследовании больных с заболеваниями печени, находящихся на лечении в гастроэнтерологическом отделении Областной клинической больнице г.Челябинска. Все анализы были выполнены на базе Областного диагностического центра г.Челябинска и . кафедры общей и биоорганической химии ЧелГМА.

Средний возраст пациентов и их количество в группах представлены в таблице 1. Выделение в соответствующие группы проводилось с помощью стандарт ов (протоколов) диагностики и лечения больных с заболеваниями органов пищеварения по международной классификации болезней (МКБ-10) Среди обследованных пациентов преобладали мужчины (68,4%). Сыворотку венозной крови и плазму капиллярной крови получали обычным способом и использовали для анализа в течение суток после получения крови. От момента получения до анализа сыворотку хранили при температуге -

2-8 С.

Этиологическая связь с соответствующей вирусной инфекцией во всех случаях документирована на основании выявления HbsAg и/или HbeAg, а также НВсАв класса иммуноглобулинов М и /или общих НЪсАв, общих антител к вирусу гепатита С (НСУАв) Иная з геология заболевания исключалась при получении отрицательных результатов обследования на наличие антител к дельта-вирусу (5-Ав1£М), общих антител к вирусу гепатита Е (НЕУАв), антител к вирусу гепатита Л (НЛУАв1£\1) Эти исследования проводились в сыворотке крови с использованием иммуиоферментных методов.

Таблица 1

Группы пациентов, их количество и средний возраст

№ п/п Группы пациентов Кол-во Средний возраст

1. Хронический вирусный гепатит В (ХВГ-В) 63 38,6 i 5,6

2. Хронический вирусный гепатит С (ХВГ-С) 96 43,0 ± 4,2

3. Хронический гепатит неясной этиологии (ХГНЭ) 54 46,6 ± 4,4

4. Токсический гепатит (ТПП) 14 50,2 ± 3,8

5. Первичный билиарный цирроз (ПБЦП) 23 47,4 ± 2,4

6. Криптогенный цирроз (КЦП) 20 66,6 ± 2,6

Морфологическое обследование заключалось в проведении пункционной биопсии печени и последующем микроскопическом исследовании гистологических препаратов, которые окрашивались гематоксилином и эозином Оцепка структурных изменений >

печеночной ткани проводилась полуколичественным методом с использованием шкалы Knodell и вычислением индекса гистологической активности, на основе чего определялась степень активности заболевания и степень фиброза Оценка степени активности патологического процесса у больных с гепатитами проводилась также с помощью <

измерения уровня активности ферментов AJ1T и ACT. Основной контингент исследуемы/ больных с HBV-инфекцией характеризовался повышением активности AJTT и ACT более

чем в 10 раз, чго свидеиельств.",ч'ию о нысокой активности процесса и степени поражения геггтоцчгов Группе больных с HCV-инфскцисй имела превмшение активности трансамииаз v 4-6 р.п по сравнению с нормальными показателями и характеризовалось в соответствии с этим умеренной активностью патологического процесса. Вольные с циррозом печени по прогностическим критериям Чайльда-Пью были отнесены к классам А, В и С При поступлении ботьным проводили также диагностические обследования, включающие УЗИ opi гнов брюшной полости с допплерографией и фибротастроскопию. Помимо общекли«ических исследований у больных проводилась оценка стандартных биохимических проб пссни. Определение активности индикаторных ферментов астргз;змино1рчисфер-Т!Ы (ACT) (Кф 2 6.1.1), алангшамипотрансферазы (AJIT) (КФ. 2 6 12), шелочиой фосфаты |ЩФ) ((КФ 3 13 1), лактачдегичрогеназы (ЛДГ) ((КФ 1.1 1.27). гамма-глутамитгрансфсразы (ГГТП) (К.Ф 2.3 2.2), креатинкиназы (КК) (К.Ф. 2 7 3 21 проведши согласно рекомендациям TFCC (Международной федерации по к.ъшичсской химик'* с помощью реагентов фирмы «HUMAN« (Германия).

Концентрацию альбумина, билирубина, глюкозы, мочевины, мочевой кислоты, креатинина, общего белка, триглиперилов и холестерина определяли с помощью наборов фирмы "HUf>M4f (Германия). Тимоловую пробу осуществляли с помощью наборов <'Х.шниТесг-Т 1000» (Санкт-Петербург). Концентрацию ионов на1рия и калия измеряли с помощью ионоселективных электродов по стандартным методам в Челябинском Областном диагностическом центре.

Интенсивность процессов ПОЛ в крови оценивали по накоплению в них (.ервич'сых реповые конънчаты гидроперекисей), вторичных (кетодиепы и сопряжённые i рнешл) и одно) о из конечных продуктов липидной пероксидации - малонового Т^альдегида. Содержание первичных и вторичных Продуктов пероксидации липидов определяли меюдом Волчетрского И.А. и соавт. [Волчеюрский И А.,1989]. Концентрацию малонового диальдегида (МДА) в образцах крови определяли ■«■¡одом, основанным на реакции МДА с тиобарбитуровой кислотой (ТБК). Определение ак генное";! дятиокислительной системы (АОА) в сыворотке крови г.роводслось с помощью меюда, основанного на способности гомогенатов тканей и сыворотки крови ингибировать процесс образования ТБК-положительных продуктов в реакция с тиобарбитуровой кислотой [Волчегорский И.А., 1989]. Общий анализ крови проьода.ся к соответствии со стандартными методами в Областном диагностическом цонтре Иссзедование коагулет (ионного гемоста?а проводили с помощью теста пго1робед"М'сте ."ремеак.

Исс [едуечие биохимичест не и клинические показатели больных, объединённых в группы по заболеваниям (МКБ-Ю) были подвергнута статистической обработке с использованием ьакега программ «S7 ATISTIC'A® for Windows». Meiоды статистическои обработки чанных чключалч' проверку характера распределения данных, вычисление для J- а'/чдого вариационного эяда средней арифметической и показателей вариации-дисперсии, среднего кяадра/нческого отклонения Данные представлены в виде средней зри&мч-7и"еск-0й и е--- смитарпк»» ошибки (М±т). Различия между средними величинами считались достоверными при Р<0,05. Эти же показатели были взяты в качестве возможных критериев (факторов) классификации патологий печени с использованием матсматичс-ких алгоюпмов - «Распознавание образов»- алгоритм «Идеальный эталон» |Белих А.В ,1992]

Исгользовг.нме общепринятых ферментативных методов позволило разработать ц:котс.рЫ£ алгоритмы дифференциальной диагностики заболеваний печени и провести дифференцирование заболеваний в зависимости от типа пораженной ткани с составлением соответствующих алгоритмов и созданием компьютерной программы.

Результаты и обсуждение

Анализ клинических ч биохимических показателей больных с различными формами хронического гепатита и циррозом печени показал, что несмотря на разнородность этих групп заболеваний, гопух' свуютцие им клинико-биохимичео- че сдвиги в крови имеют не только много различии, но и общих черт. Так, в обеих группах наблюдается резкое увеличение активности фермешов ACT и АЛТ (рис.1) Как известно, эти ферменты являются чувствительными индикаторами повреждения клеток печени и их активность повышается пропорционально степени повреждения этого органа При этом величина коэффициента АСТ'АЛТ у больных с гепатитами различной этиологии в среднем была около 0,7, а у больных с циррозами 1,4. что свидетельствует о преимущественном повышении уровня ACT у больных с циррозами и связано с нарушением структурно-функциональных свойств гепатоцксов с последующим выходом этого фермента из митохондрий и цитозоль, а в последующем - в кровь

Активность ACT и АЛТ у больных с хроническими гепатитами и циррозами 1}ечени

_А£1_

АЛТ

□ Нормальные значения Q Гепатиты Б Циррозы

* - достоверные отличия по сравнению с нормальными значениями

Рис.1. Активность ACT и АЛТ больные е ироническими 1епа1шами и циррозами печени.

Существенное нарушение функциональных свойств печени при циррозах манифестируется также более частым и значительным повышением активности фермента ГГТПиЩФ (рис.2).

Активность ГТТП и ЩФ у больных с хроническими гепатитами и циррозами печени

Е/л 800- ^

600

400

□ Нормальные значения И Гепатиты В Циррозы

* - достоверные отличия по сравнению с нормальными значениями ** - достоверные отличия го сравнению с хроническими гепатитами

Рис,2. Акпячость гамиа-г лчч нчил грансферазы и щелочной фосфатазы у больных с хроническими гепгтитами и циррозом печени.

Характерная для заболеваний чечени гипербилирубинемия оказалась более выраженной у больных с циррсюм печем, что свидетельствует о более существенном поражении печени и тя/селом течении забо твания

Наибольшее диагностическое значение имеет тот факт, что при циррозах происходит увеличение бо 1се чем в 5 раз фракции прямою (коньюгированного) билирубина в то время как содержание непрямого практически не отличается от нормы. Это может объясняться как уменьшением его 'жскреции, так и обратным попаданием пигмента и; 1епатоциюв в кроль всле/е• «ие нарушения проницаемости плазматической избраны.

Определенное внимание привлекают к себе данные о достоверном различии в ктыяеитрацля хочес<еп;ша и альбумина, которые хотя и не пттмчаются существенно от чорм,пь>ш\ лот» мтел^й яо азидгте г,отвуют о более выраженной тенденции нарушения чуочецоп жс.<рсчии холестерин® и белкгтосл"~'"зиру>01пей функции гепатоцитов гтри циррозах Ботее 1чпкг"' лг>к;""мети прлтоомбиноного индекса у больных с циррозами не 1р 'и г ¡..же уьшыиак;! из би >Ы1 уо выраженнос1ь некротических и)менений печени и печеночно-клеточной нсзостаточчостч. Хэрактершй для циррозов гилерстенизм, достаточно ¡с«') "оч1 ?срд|* 'ся •-'р'цн' исследованиях и харак!еркзовался снижением в крове общего числа лейкоцитоз и тромбоцитов. Определенное снижение количества .-ригроцитов I" содержания гемоглобина при этом характеризует развитие анемий, а яейтрофитс-: - наличие воспалительного процесса и/или некроз гепатонитов.

Для стысканчя небольшого количества тестовых параметров, характеризующих принципиальные отличия зтих дв>х изучаемых патологий, была проведена магматическая ооргбогка данных г использованием алгоритмов "Распознавание образов'' Результаты изучения качества распознавания и веса факторов при диагностике хронических гепатитов и циррозов печени представлены в таблице 2 , из которой видно,

что качесгно распознавания приближайся к 95% если использовать 7 лишностических параметров одновременно При этом исключение люб<«'о из данных факторов приводит к уменьшению качества распознавания, а включение допоинше >ьно нового дру.ого из анализт!р>с.гыу биох1гмчческих и клинических показателей не приисс к увстч.-чшга качества распознавания

Таблица 2

Качество распознавания и вес факторов по классам: хронические гепатиты (класс I; п=213) и цирроз печепи (класс II; п=43).

Фактор распознавания Вес фак юра (класс I) 1 Вес фактора (класс И)

Гемоглобин (г/л) 0,25 ! -0,43

Нейтрофилы сегментоядерные (%) -0,12 ■ -0,01

Общий белок (г/л) 0,82 1 1,32 1

Альбумин (г/л) 1,49 ! 1,76

АЛТ (Е/л) -1,2 1 0,02

ЩФ (Е/л) 1,26 0,86

СОЭ (мм/час) -0,07 0,5

Качес 1 во распо шавания (%) 92,5 I 95.12 1

При выборе других факторов, например, только форменных злементон крови, качество распознавания составляло около 85° j, использование одних биохимических показателей лишь в небольшой степени присолило к улучшению качества распознавания (85-88%) Сравнительная оценка гематологических ч биохимических показателей у тре\ групп больных: ХВГ-В + ХВГ-С (I), хронический гепатит неясной этиологии (ХГНЭ-Н), токсическое поражение печени с хроническим перемет ирующим гепа1итом(ГП) свидетельствовала о возможности использований таких параметров как активность ферментов А.ЛТ, ACT, ЩФ, ГГТП, уровень билирубина в крови для дифференциалыюй диагностики этих патологий. В то же время изучение качества распознавания и веса различных определяемых факторов показало необходимость определения кроме билирубина еще шести параметров: 1емоглобина, лейкоцитов, лимфоцитов, альбумина, холестерина и протромбинового индекса При этом наиболее высоким явилось качество распознавания ХГНЭ - 93,3% (табл 3)

Использование в качестве весовых факторов только показателей форменных элементов крови приводило к уменьшению качества распознавания класса II до 80% Однако необходимо отмети 1ь, что при выборе такого сочетания факторов, как гемоглобин, лейкоциты, альбумин, прямой и непрямой бяпирубин. холестерин и протромбиновый индекс качество раснознаизчня класса ТТТ выросло до 100% Югда как качество распозн 1Вония класса I и класса И было 72 ч и 66," % соответственно

Практически невозможно на основании кишико-биохямических показателей провести дифференциальную диагностику хронических гепатитов R и С В работе представлены данные, которые свидетельствуют об отсутствии значимых отличий по многим исследуемым показателям между двумя изучаемыми группами больных Обращает на себя внимание, тем не менее, более низкий протромбиновый индекс (на уровне нижней границы нормы) и более высокая активность ГГТП у больных с ХВГ-В Основной контингент исследуемых нами больных с HBV-ннфекггией характеризовался

увеличением акшвиосгч АГГ АТГ бс—ее ч»м в 10 раз, что свидетельствует о высокой активности пров.чж.' ч пира«сечни гепатоцитпв. Активность ЩФ и 11ТП была увеличена по сра'-.И"! •'«) " чормоА в 15и 2,2 ряза соответственно по сравнению с нормальными пска'.ателямк, a ;«v; содг-ржадас билирубина (особенго прямою) может свидетельствовать о зсчможчсотч почдм-иия нгоосй чолчы желтухи. Использование лабораторных показателей лзспьния печени в »гот период заболевания особенно актуально, так :пк клинические пр.-талгмя, как показывает практика, часто не соответствуют тяжести порлжеиия качена

Таблица 3

Качеств распознавания и иес факторов по классам: хронический вирусный гепчпг. В Gej 6-а«гигека и хронический вирусный гепатиг С (класс I; п=51), хро/гическии гепатит леченой этиологии (класс II; п=15) и токсический гепатит (класс HI; п-4).

Фахтор распознавали.? Вес фактора (класс') Вес фактора (класс II) Вес футора (класс Ш)

! ем.чдо(I'Vj) 1,54 1,63 0,7

."'^-.ГлДн Ов ЧИСЛО ■ 1». С/УКл) 0,58 1,15 1,7

Лимфоциты (%) 2,04 1,92 1,19

\ шбу^ин (г'ч) -0,07 0,25 0,45

Би. трубин прямей (кгемочь, л) 0,36 0,14 0,37

Балирмбик непрямой (ьошо ш/л) 0,72 0,36 10?

Об2ШЙ ХО-.'.ХТСрИН (ммоль/i) 0,66 0,08 0,98

Протромбчновый ИНЦС** {%) о,и 0,31 0,91

Ki'-eciBO |ГХ.) 72,6 93,3 75

Изучите качества распознавания веса факторов при анализе лабораторных пека »1 елей пациентов с ХВ1 показало, что Наилучшие показатели выявляются при ссчетоЕии 1ак.!Х »уапиро« пэспошачэния как лимфоциты, общий белок, альбумин, оплируб.'н, гнмоленая чроби ямииность ЩФ и чротромбиновый индекс (табл.4), хотя ка'^тво распознавания я г«.- превышаем

■ 1'>лучснныс рез 1Ь!.иы шьвочям1 очеудить некоторые особенности лабораторных показателен у ботьзшх с хроническими 1 епатитами Гак, установлено, что а»'ирнооь у бо.'ь^ыч с чалинисл только аирусной инфекции более чем в 2-3 раза чъиис, чем у пациентоз с хроническим гепатитом неясной этнологии и токсическим т ражени"к печ-пк с хроническим персистирующим гепатитом. Это соответственно (■•!раяса :о;ь на ведьч^ме ы)-;ффи1,иемга де Ритиса Обращает на себя внимание также тот либеральные юкг-.чгохли группы больных с ХГНЭ имеют определенные о 1лн'Ы'л 01 больных с ТИП Эю касайся, пр«лдс всего, концентрации билирубина, количества палочкиядерпых нейтросЬюгов и тромбоцитов, активности измеряемых Ферментов Досхс'Верныс отлнччя обнаружились при анализе содержания мочевой кислоты и креагинкна Гочце ■"";'а:;ня мочевой кислоты у больныл с ХГНЭ была увеиичепа болаа яем в 2 ргза по сравнению с больными ТПП и значительно отличалась от группы больных с ХВГ.

Сравнение качества распознавания и веса факторов при анализе лабораторных показателей больных с ХВГ и ХТСП позволило выбрсгь оптимальные критерии (факторы распознавания), представленные в таблице 5 При этом качество распознавания ХГНЭ было 93,3%.

Таблица 4

Качество распознавания и вес факторов по классам: хронический вирусный гепатит В без 5-антигеиа (класс I; п=21) и хронический вирусный гепатит С (класс II; п-ТТ).

Фактор тспознанания Всс факто)и (класс 1) Всс фактора <класс П)

Лимфоциты (%) 1,3В 1.9

Общий белок (г/л) 0,36 0,4

Альбумин (г/л) 0,14 0,41

Билирубин прямой (мкмоль/л) -0,71 0 48

Тимоловая проба (>сл ад.) 1,01 1,1

Щглочная фосфатаза (Р/л) ' 51 0,54

Протромбиновый индекс (%) 1,06 1,15

Качество распознавания (%) 85,7 85,2

Таблица 5

Качество распознавания и вес факторов по классам: хронический вирусный гепатит В без ¿»-антигена, хронический вирусный гепатит С (класс I; п=51) и хронический гелают неясной этиологии (класс П; п--!5).

Фактор распознавания Вех; факт* >ря < класс I) Вйс фактор (класс 11)

Эозинофилы (%) 0,5Э 0,63

Нгйгрофилы сегментояцсрные (%) 0,95 1.28

Билирубин прямой (МКМОи1ь/л) 1,65 1.45

Билирубин непрямой (мкмоль/л) 0,7! 0..4

Общий холестерин (ммопь/л) 0,59 0,42

Тимоловая проба, (усл. ед.) 1,41 1,48

Протромбиновый индекс ("-л) 0,43 0.42

Качество распознавания (%) 42,4 93,3

Изучение клшшко-биохимических показателей крови больных с диагнозами первичный билиарный цирроз печени и криптогенный цирроз печени продемонстрировало, что наиболее характерный симптом билиарного цирроза -

гипербилирубинемия паб по цсе<сч 9^% больных Содержание пи1 мента в сыворотке прсчшает норму богсе тем к 3 ра-'а. н достоверно отличается от его уровня у больных с КЦГ1 (преимущественно ча счет коныогированного билирубина). Также существенно повышены показатели холеста>а - активность ЩФ, ГТТГ1 и уровень холестерина. Достоверные отличия сравниваемых групп отмечены также по таким показателям, как содержание гемотлобина, эритроцитов, тромбоцитов, палочкоядерных нейгрофилов, СОЭ, н креатинин При отборе наиболее оптимальных факторов распознавания (тромбоциты, лейкоциты палочко?дерныс. билиоубип, ЩФ) качество распознавания ПБЦП и КЦГ1 было 100%.

Апатиз достоверных изменений различных биохимических параметров при изучаемых заболеваниях печени и сравнение их с оптимальными факторами распознавания привел к заключению о некотором их несовпадении Так. если рассматривать активное1". фер-лентов, то прак1ически единственным параметром, входящим наиболее часто в Факторы распознавания, оказался уровень активности ЩФ. Изучение таких противоречий привело к заключению о необходимости создания комбинированных показателей чувствительности и специфичности тестов, которые отражали бы степень достоверности как положительных, так и отрицательных резулыатов. Для повышения достоверности наших предположений лучшим вариантом является комбинирование иссоднои степени достоверности, основанной на внешней, подученной из иных - не евдзанныу с данным исследованием - информации, полученной из литературных источчикоь, с доказательствами, полученными в ходе данного исследования в соответствии с байесовскими принципами [Давидофф Ф., 2002]. Анализ собственных и некоторых литературных данных об уровне активности индикаторных ферментов при различных заболеваниях печени позволил определить некоторые тенденции в изменении эти" ко>,а;ат?лей. Учет этих факторов, а также результаты плчученнчх данных позволяй рзтработатъ неьоюрые алгоритмы дифференциальной диагностики заболеваний печени, основапные на использовании общепринятых ферментативных методо« Ие-тилюование этих методов позволяет прежде всего провести дифференцирование -забооеваштй в зависимости от типа пораженной ткани и более детально провести дифференциальную диагностику заболеваний печени с учеюм коэффициента АСТ/АЛГ (рис.3 и рис.4).

В некоторых случаях дополнительную информацию и повышение вероятности прогнои табол^ва-шя можно -пучить при помощи дополнительных (подтверждающих) тсстов, основанных на использовании коэффициентов отношения активности различных ферментов (ТТТП/АОТ; | АСТ+- \ЛТ],ТДП Определение активности ферментов в сызоротке крови чзлясся наиботес информативным с точки зрения определения их повышенного содержания, оГусловлешюго повреждением клеток печени Из приведенных схем видно, что количественные анализы некоторых ферментов дают специфичные для определенных повреждений печени сведения, а их интерпретация, как правило, тесно связана е клиническими наблюдениями Выбор биохимических тестов дифференииа тьнои диагност ики зависит от клинических проявлений, однако одно и то же заболевание может иметь различные клинические проявления и в то же время разные по этиологи:! заболевания печечн могут давать сходные биохимические параметры. В этом случае значительную помощь могут оказать разработанные схемы дифференциальной диагностики запотеваний печени, по которым были составлены соответствующие алгоритмы и создана компьютерная программа (рис.5-7).

Спмя для явфферепировашг чзУ-йлекяштй печени арш поющтеле к Ратае <)>3 - 0,7

ДСТ АЛТ

лдг

ЩФ

ггтп

ГлДГ

гзг^1

даШИйИ

I "1

рИ 1р£? ЯХ&, И' IV, ^ЙНи^'АГ-Ч^!

—тт;

тшч, Ц£>де, шшЯ вйрусяйй г,.яг-т-7

......-ЩЯГШ-1

, нируси«» А'1. 1 > I .............«У 1 Мкш я»д.У

мог ^гдекс^ямйи?! . «И» ] {'^''вШЩ......

-^-

; (Аишу зиял

А

¡ггтпмст><-з| [ гття/аст^м] [<аст»аду)/х-дд>ум| [(ас^+алгкОу^}

Рис. 3. Схема для дифференцирования забл ^чяний печет; при показателе до Ритис 0,3-0,7

Схема для дифферскшфоишши ~,або.,чб&«кй иеч?Ш' при показателе д® Ритис - 2,0

АСТ АЛТ ХЭ

ГГТП

> Ш.К/л

X

«¿ВД Р/д ] "чямгйГйфггч. Не» ?, Г«м :»г .4

~гво К,

Ш I Г -«гин^» "1

ГПТГ/А<Л>«

Рис.4. Схема для дифференцирования заболевании печени при пока» геле де Ритис 1,5-2,0

Рис.5. Фрагмент алгоритма дифференциальной диагностики с использованием направления поиска "активность ферментов -^заболевание".

Рис. 6 Фрагмип диагностическою дреда при зиачепии АСТ/АЛТ=0,3.

Особенностью разработанной методики является выбор исходного результата лабораторного анализа, определяющего направление поиска (АСТ/АЛТ) и показателей, верифицирующих диагностическую версию (АСТ+АЛТ/ГДГ или ГГТП/АСТ) и являющихся заключительным этапом построения диагностического древа (конечной "веточкой")

Разработанная дифференциальная диагностика заболеваний печени с использованием ферментативных методов позволяет определить наличие некоторых нозологических форм и может использоваться в клинической практике для уточнения диагноза. Апробация метода была проведена на 20 больных с разными заболеваниями печени в гастроэнтерологическом отделении Челябинской областной клиничгской больницы. Сравнение результатов компьютерной ферментативной диагноешки и клинических диагнозов показало их полное совпадение (100%) при выделении таких нозологических форм, как первичный билиарный цирроз, крипгмеяный цирроз, хронические вирусные гепагиты, тохсичесхие гепатиты. Да.гьнейшее усовершенствование разработанной программы и включение в нее дополни¡ельных морфо-ф>икционапьных критериев может позволить осуществить более четкую дифференциацию забо еваний печени и контроль за эффективностью лечения.

Рис.7. Внесение данных в программу и постановка ди&1 ноза.

{

С целью расширения в.г;м.. :.-.-нос-!''К дифференциальной диагностики заболеваний чечен» было изучен»- состояние системы ПОЛ и антиокислительной активности плазмы гровн у больных t. шболевгниям'л печени, а также динамика этих показателей при обычной консернскивной терагш' IViyiMdiu проведенных исследований покупали, что заболевания печени сопровождаю *ся усиленным образованием продуктов ПОЛ. У всех больниц зареч". фировл» высокий уровень первичных продуктов иерекисного окисления липидоз в ti.ia.iMe, в среднем превышающий чорму в 1 5-2 раза В ходе лечения во всех исследуемых ipynnax (кроме ¡руппы с очаговыми поражениями печени) наблюдалось незначительно., уменьшений »1Срвдчных и достоверное - вторичных продуктов ПОЛ (на 3 и 1S% соо|вегственчо). В этой группе, наоборо!, было обнаружено незначительное увечичение первичных продуктов ПОЛ (на 4%) и более существенное - вторичных (на 10%) с одновременным снижением на 40% АОА. Уменьшение уровня АОА на 4 % наблюдалось также в группе больных с циррозом и портальной гипертензией и на 26% в группе ôojjihkx с жеичекаменной болезнью и механической желтухой У больных с циррозом без портальной гипертензии и с опухолью панкреат о-дуоденальной зоны (при наличии механической желтухи) АО\ возрастает на 8%, а у больных с хроническим ппатитом - lia 25% Содержание малопового диальдегида как правило менялось сооткетственно изменению содержания продуктов ПОЛ. Полученные данные свидетельствуют о том, что в ходе лечения значения ПОЛ и АОА в группах больных с патологией печени, выделенньл» по типу заболевания, изменяются неоднозначно. Исключение вставляет группа больных с очаговыми поражениями печени, где наблюдается отчетливое сьотчстстчие между изменением показателей ПОЛ и АОА, причем наблюдаемые изменения достоверны и хорошо согласуются с клиническим состоянием больных

Изучение динамики течения рассматриваемых заболеваний позволило выделить три группы бсьных- с положит етьдой динамикой течения заболевания, отрицательной динамикой и беъ существенного изменения к.шнической картины В первых двух группах прослеживается четкое соотношение между изменением значений продуктов ПОЛ и обшей АОА (рис.8-10). Так. в первой группе наряду со снижением в плазме продуктов ПОЛ наблюдается возрастание общей АОА. Проводимое при этом лечение, дающее выраженный клинический эффею, достоверно снижает уровень ПОЛ и повышает АОА. В группе больных с отрицательной клинической динамикой в течение исследуемого периода вре«е™ наблюдалось увеличение содержания продуктов ПОЛ и снижение общей АОА, что свидетельствует о недостаточной эффективности проводимого лечения. В группе больных без существенного изменения клинической картины значения наблюдаемых пара метров в ходе лечения изменяются недостоверно

Динамика содержания первичных продуктов ПОЛ у больных с заболеваниями печени

□ до лечения О после лечения

Рис.8. Динамика содержания первичных продуктов ПОЛ у больных с заболеваниями печени.

Динамика содержания вторичных первичных продуктов ПОЛ у больных с заболеваниями печени

Шдо лечения а после лечения

Рис.9. Динамика содержания вторичных продуктов НОЛ у больных с чабочеваниями печени.

Динамика содержания конечных ТБК-завиеимых продуктов ПОЛ у больных с заболеваниями печени

В! до лечения □ после лечения

РисЛО. Динамика содержания конечны* ТБК-зависимых продуктов ПОЛ у больных с мболеваниямн печени.

Таким образом, из полученных результатов видно, что клиническая картина течения заболевания у больных с патологией печени согласуется с показателями процесса ПОЛ и значениями АОА плазмы крови, что свидетельствует о возможности использования этих критериев в качестве дополнительных тестов при дифференциальной диагностике хронических заболеваний печени.

выводы

1. Использование программы математических алгоритмов "Распознавание образов" позволило оценить характер функциональных нарушений при хронических заболеваниях печени и определить минимум лабораторных показателей для дифференциальной диагностики каждой нозологической формы.

2 Показана возможность использования 7 лабораторных показателей (гемоглобин, СОЭ, лейкоциты, общий белок, альбумин, АЛТ. ЩФ) для дифференциации хронических гепатитов и циррозов с качеством распознавания 92,5% и 95,1% соответственно.

3. Оптимальное использование 8 лабораторных показателей (гемоглобин, лейкоциты, лимфоциты, альбумин, общий белок, билирубин, холестерин, протромбиновый индекс) для дифференциальной диагностики ХВГ-В, ХВГ-С и ХГНЭ определяет качество распознавания 72,6%, 93,3% и 75% соответственно.

4. Установлена возможность качества распознавания ХВГ-В и ХВГ-С (85,7 и 85,2% соответственно) при использовании 7 показателей: лимфоциты, общий белок, альбумин, прямой билирубин, тимоловая проба, ЩФ, протромбиновый индекс.

5. Отбор наиболее оптимальных факторов распознавания (тромбоциты, нейтрофилы палочкоядерные, СОЭ, общий билирубин, ЩФ"» позволяет достичь 100% качества распознавания при дифференциалыюй диагностике первичпого билиарного и криптогенного цирроза печетти.

6. Разработаны алгоритмы и компьютерная программа для дифференциальной диагностики заболеваний печени с использованием индикаторных ферментов, позволяющие получить дополнительную информацию о характере повреждения и повысить вероятность диагноза и прогноза.

7. Получены данные о различной интенсивности процессов ПОЛ и уровне АОА при хронических заболеваниях печени в ?ависимости от характера заболевания и его клинической динамики, что свидетельствует о возможности использования тшх критериев в качестве дополнительных тестов при дифференциальной диагностике.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для целенаправленного выбора патогенетической тераттии у больных с хроническими заболеваниями печени и оценки прогноза течения заболевания представляется необходимым включигь в схему обследования больных определение концентрации продуктов перекисного окисления липидов и общей ангиокислительной активности в крови.

2. Для улучшения дифференциальной диагностики заболеваний печени рекомендовать оптимальный набор лабораторных показателей, обеспечивающих максимальное качество распознавания, по каждой нозологической форме.

3. С целью уточнения диагностики и прогноза заболеваний печени рекомендуется использовать компьнлерную программу, основанную на разработанных алгоритмах изменения активности индикаторных ферментов.

4. Освоение компьютерной программы дифференциальной диагностики в клинической практике может способствовать повышению уровня знаний врачей в области патогенеза различных заболеваний печени.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Полевщикова Е.Е.Состояние и динамика перекисного окисления липидов у больных с заболеваниями печени при традиционных методах лечения /Полевщикова Е.Е., Гарбузенко Д.В., Суханова Л.Ю.. Рябинин В.Е., Кравчук И.Е. V Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии' Материалы конференции.-Челябинск, 1999.-С.72-77.

2. Полевщикова Е.Е Процесс перекисного окисления липидов у больных с заболеваниями печени / Полевщикова Е.Е., Гарбузенко Д.В., Кравчук И.Е., Рябинин В.Е. // Росс ж. гастро')нтерол.гепатол.колопроктол.-2000.-№1.-приложение 9.-С.28.

3. Рябинин В.Е. Экстракорпоральный метод использования фракций печени для временного замещения нарушений обменных процессов / Рябинин В.Е., Гробовой С.И., Ткачев С.И., Кравчук И.Е. // Росс. Журн. гастоэнтсрол.гепатол.колопроктол.-2001 -Хя 1.-С 33.

4. Рябшшн В.Е. Исследование свойств цитозоля печени и эффективности способа его использования в аппарате "биологическая вспомогательная печень" /Рябинин

B.Е, Гробовой С.И., Ткачев С.И., Кравчук И.Е.'/ Вестник АМН.-2002.-№ 3.-С.21 -24.

5. Кравчук И.Е. Особетгости процессов перекисного окисления липидов у больных с хроническими заболеваниями печени / Кравчук И Е, Полевщикова Е.Е., Гарбузенко В.Д., Рябинин В.Е.// Росс. журн. 1ас1риэнтерол. гепатол. колопрокгол,-2003. -N5. -приложение № 21.-С.8.

6. Рябинин В.Е Оценка безопасности и эффективности использования цитозоля печени свиней в аппарате "Биоискусственная печень" / Рябинин В.Е., Гробовой

C.И., Кравчук И Е // Биохимия' от исследования молекулярных механизмов - до внедрения в клиническую практику и производство. Материалы межрегион, конф. биохимиков Урала, Западпой Сибири и Поволжья -Оренбург, 2003.-С.501-503

7. Кравчук И.Е. Состояние нерекисного ог исления липидов у больных с хроническими заболеваниями печени / Кравчук И К, Полевщикова Е.Е., Гарбузенко В Д., Рябинин В Е., Гробовой С.И. // Биохимия: от исследования молекулярньтх механизмов - до чнедрстчг в клиническую практику и производство: Материалы межрегиоя. конф. биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья.-Оренбург, 2003-С.491-492.

8. Рябшшн В.Е. Разработка и использование новых подходов к анализу лабораторно-биохимических исследований для дифференциальной диагностики заболеваний печени /Рябинин В.Е., Кравчук И.Е., Гробовой С.И., Василенко З.Г 7 Росс. журн. гастроэнтерол. гепатол. колопрокюл -2004.

9. Кравчук И.Е. Новые иодходы к анализу кликико-биохимических исследований при дифференциальной диагностике заболеваний печени' Кравчук И.Е., Рябинин В.Е., Гробовой С.И., Василенко З.Г.// Прогрессивные аналитические технологии и доказательная лабораторная медицина: Научно-практический симпозиум -Москва, 2004.

На правах рукописи

КРАВЧУК Илья Евгеньевич

Разработка и использование новых подходов к анализу лабораторно-биохимических исследований для дифференциальной диагностики заболеваний печени

03.00.04. - Биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Челябинск 2005

JIP № 065446 от 18.12.2000

отпечатано в типографии Челябинского Государственного Университета Подписано в печать 25.05.2005 г. Усл. печ. л. 1,03. Формат 30x42/4. Печать «RISO». Бумага офсетная, 65 мг/м2. Тираж 100 экз. Заказ 343.

№12086

РНБ Русский фонд

2006-4 5603