PREDICTING THE OUTCOME OF NECROTIZING ENTEROCOLITIS IN NEWBORN INFANTS

Full Text

Язвенно-некротический энтероколит (ЯНЭК) - ными предикторами для ЯНЭК считаются недоношен-тяжелое заболевание желудочно-кишечного тракта ность и раннее начало энтерального питания у недо-(ЖКТ) у новорожденных детей, возникающее вслед- ношенных детей, ведущее к нарушениям кишечной ствие незрелости физиологической регуляции кишеч- гемодинамики [2, 5]. ного кровообращения, сопровождается нарушением Считается, что различные медиаторы воспаления, бактериальной колонизации кишечника, развитием включая фактор некроза опухоли, интерлейкины-1, -6, перфораций ЖКТ, перитонитом, сепсисом с развити- -8, -10, -18, фактор активации тромбоцитов, оксид азо-ем синдрома полиорганной недостаточности. Этио- та, вовлечены в патогенез ЯНЭК, но их роль в патоге-логия и патогенез осложнений ЯНЭК до настоящего незе осложнений и исходов заболевания остается не-времени являются предметом обсуждения. Доказан- достаточно изученной [3]. Среди большой группы мо- 106--Выпуск 3 (47). 2013 ©згшірСа ©ШгС лекулярных прогностических факторов особое место занимает система матриксных металлопротеиназ и фекальный кальпротектин [1, 4]. Однако значение указанных биомаркеров в патогенезе осложнений ЯНЭК и их прогностическая значимость в качестве предикторов исходов ЯНЭК не изучались. Поскольку патогенез осложнений ЯНЭК имеет многофакторный генез, мы полагаем, что адекватная математическая модель, включающая клинические данные, лабораторные и иммунологические показатели, позволит выявить зависимости между гипотезами и количественными данными с целью прогнозирования исходов и разработки новых подходов к диагностике и лечению ЯНЭК у новорожденных детей. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Создать математическую модель для прогнозирования исходов ЯНЭК у новорожденных детей. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ В исследование вошли 43 новорожденных с клиническими проявлениями ЯНЭК на разных стадиях (по классификации Walsh и Kliegman, 1986) в возрасте 1 до 28 дней, проходивших лечение в реанимационном и хирургическом отделениях Клинической больницы скорой медицинской помощи № 7 Волгограда и Волгоградском областном перинатальном центре № 2. В динамике оценивались клинические, и лабораторные показатели. Концентрации эластаз (ММП-9, ММП-2) и их ингибитора (ТИМП-2) определяли в плазме крови условно здоровых новорожденных детей (референтная группа), а также при появлении первых клинических и лабораторных симптомов подозреваемого ЯНЭК, в первые часы от поступления в реанимационное отделение у детей с явными и прогрессирующими стадиями заболевания и через 7 дней после оперативного лечения (основная группа или группа наблюдения). Образцы хранили при -20 °С, размораживали 1 раз для исследования уровня ферментов с использованием коммерческих наборов для твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA) (Human Human ММР-2 Quantikine ELISA Kit, Human Human ММР-9 Quantikine ELISA Kit Human Human Т!МР-4 Quantikine ELISA Kit, R&D Systems, USA) на ИФА-анализаторе ANTHOS 2020 (Австрия). Образцы кала хранили в пластиковых контейнерах однократного применения (без наполнителя) при температуре -18-20 °С. Концентрацию фекального каль-протектина (ФК) определяли иммуноферментным методом c помощью набора для ИФА (Buhlmann Laboratories AG, EK-CAL ELISA Kit.). Статистическая обработка результатов исследований проведена с помощью программы SPSS 13.0 for Windows с применением методов линейного корреляционного, кластерного анализов. Математическое моделирование исходов ЯНЭК проводили методом множественного линейного дискриминантного анализа Фи шера. Для отбора информативных признаков выполнялась процедура пошагового включения переменных. Рассчитывали значение Wiiks’Lambda, оценивали полученную сумму классификационных уравнений и адекватность полученной модели. Достоверность различий в группах оценивалась с помощью непараметрических тестов: Вилкоксона-Манна-Уитни, для категорийных переменных методом Мак-Немара (хи-квадрат). Связь между непрерывными переменными изучали с использованием ранговой корреляции Спирмена. Величины менее 0,05 считали статистически значимыми. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ При сравнении изученных параметров в динамике развития осложнений ЯНЭК были обнаружены значимые различия у больных с дохирургическими стадиями и течением заболевания, осложненным перфорацией ЖКТ (рис. 1). 0,00- =@= I дохирургические перфорація іІП-2 ММП-9 ТШМП-4 ММБ2 ММП-9 ТИМП4 ММШ ММП--9 ИИМП4 Здесь и далее: ФК - фекальный кальпротектин ММП-2- матричная металлопротеиназа -2; ММП-9 - матричная металлопротеиназа -9, ТИМП-4 - тканевой ингибитор матричных металлопротеиназ -2; ЯНЭК - язвенно-некротический энтероколит. Рис. 1 Средние концентрации фекального кальпротектина (мкг/г), ММП-2 (нг/мл), ММП-9 (нг/мл), ТИМП-4 (нг/мл) у больных ЯНЭК Появление перфорации сопровождалось значимым (р < 0,01) увеличением ФК в 46 раз по сравнению с контролем и в 12 раз в сравнении с больными с клиническими проявлениями ЯНЭК без перфорации. Средние концентрации ММП-2 увеличивались (р < 0,01) в 8 и 1,6 раза, ТИМП-4 в 5,8 и 1,2 раза соответственно. Средние значения ММП-9 у больных без перфораций и с перфорациями ЖКТ также увеличивались, однако, без достоверных отличий между группами. Развитие септического процесса сопровождалось увеличением продукции ММР-9 и ТИМП-4 в 2,3 раза (р < 0,01) по сравнению с их уровнями у больных без признаков сепсиса (рис. 2). Выпуск 3 (47). 2013 107 Рис. 1 Средние концентрации фекального кальпротектина (мкг/г), ММП-2 (нг/мл), ММП-9 (нг/мл), ТИМП-4 (нг/мл) у больных ЯНЭК У пациентов с сепсисом была обнаружена тесная положительная зависимость между концентрациями ФК и ММП-2 (г = 0,87; р < 0,01), менее сильные, но значимые связи были выявлены также между ТИМП-4 и ММП-2 (г = 0,50; р < 0,01), ММП-9 (г = 0,48; р < 0,01), ФК (г = 0,48 р < 0,01). Обнаружено, что случаи гибели пациентов с признаками септического процесса сопровождались значительным (р < 0,01) увеличением средних концентраций ТИМП-4 (2085 нг/мл) и ММР-9 (1032 нг/мл). У пациентов без признаков сепсиса и летальным исходом средние концентрации ТИМП-4 и ММР-9 составили 1306 и 668 нг/мл (увеличивались в 1,6 и 1,5 раза соответственно). В динамике лечения у выздоровевших пациентов отмечалось снижение средних концентраций ФК в 2,3 раза (р < 0,01), ММП-2 в 1,5 раза (р < 0,01) и ТИМП-4 в 1,5 раза (р < 0,05), которое, однако, оставалось значительно выше контрольных значений. Несмотря на незначительное повышение средних концентраций ММП-9, была выявлена значимая обратная корреляция (г = -0,55; р < 0,05) между значениями ММП-9 до и через 7 дней после начала лечения. Проведенный регрессионный анализ для определения анализируемых параметров, которые могут быть использованы для прогнозирования исходов течения ЯНЭК у больных с сепсисом, показал, что площади под кривыми как предикторы смертности были следующими: каль-протектин (AUC = 0,92, 95% ДИ = 0,84 до 0,92; р < 0,001), TIMP-4 (AUC = 0,74, 95% ДИ = 0,62 до 0,97; р < 0,001), ММП-2 (AUC = 0,95, 95% ДИ = 0,9 до 0,99; р < 0,001), ММР-9 (AUC = 0,68, 95% ДИ = 0,52 до 0,84; р < 0,003). Обнаруженные закономерности доказывают возможность использования фекального кальпротектина, ММП-2, -9 и ТИМП-4 в качестве критериев прогнозирования исходов ЯНЭК у новорожденных детей для выбора индивидуальной тактики лечения. Оптимальные значения для каждого предиктора летальности составили: ФК > 816 мкг/г, ММП-2 > 503 нг/мл, ММП-9 > 812 нг/мл, ТИМП-4 > 1404 нг/мл. Чувствительность теста составила 94 %, специфичность 87 %, что характеризует высокое качества предлагаемого нами спосо ба определения исхода ЯНЭК. Отличное качество характеристической кривой установлено для уровней ФК и ММП-2, хорошее-для ТИМП-4, среднее-для ММП-9. При построении дискриминантной модели с учетом полученных данных была сформирована выборка, включающая новорожденных детей с известным исходом заболевания, определенным как зависимая переменная (1 - выздоровление, 2- гибель). В качестве независимых переменных были использованы клинические показатели, данные лабораторных и иммунологических тестов. При проведении дискриминантного анализа с пошаговым добавлением показателей, улучшающих качество модели, просматривали 76 переменных с определением наиболее значимых, влияющих на различия между совокупностями. После этого включали значимую переменную в модель и переходили к следующему этапу анализа. В итоге использование этого варианта дискриминантного анализа позволило осуществить редукцию переменных до шести. Получена модель с канонической корреляцией 0,859 и значимым (р < 0,0001) различием дискриминантных функций, что указывает на высокую статистическую значимость комплексного влияния выбранных переменных на вероятность исхода заболевания (Wilks’ Lambda: -0,263; F = 50,758 при р < 0,0001). Прогноз исхода ЯНЭК у новорожденных до начала лечения вычисляли по следующей формуле: d = -7,148 + X1 *(0,915) + X2* - 0,292 + X3*0,005 + X4*0,002 + Х5*0,001 + Х6*0,201, где X1 - характеристика лейкоцитарной формулы (регенераторный сдвиг, лейкопения, нормопения), Х2 -наличие или отсутствие сопутствующего поражения дыхательной системы, Х3 - сывороточный уровень ММП-2 (нг/мл), Х4 -концентрация фекального кальпротектина (мкг/г), Х5 - сывороточный уровень ТИМП-4 (нг/мл), Х6 - значение шкалы оценки тяжести полиор-ганных нарушений SOFA (в баллах). Опираясь на распределение значений дискриминантной функции, при значениях групповых центроидов в диапазоне от 0 до -1,258, больного можно отнести к группе выживших, а при величинах групповых центроидов в диапазоне от 0 до 2,124 больного можно отнести к группе с высокой вероятностью неблагоприятного исхода. Точность корректного прогноза предлагаемой модели составила 93% (табл.). Классификационная таблица предсказанных и наблюдаемых исходов ЯНЭК у новорожденных детей Фактически Прогнозируемый исход Процент корректных предсказаний гибель выживание итого % Гибель 25 2 27 92,7 Выживание 1 15 16 93,8 Итого 26 16 43 100 Общий процент 93 108 Выпуск 3 (47). 2013 Высокая специфичность метода, предназначенного для прогноза исходов ЯНЭК у новорожденных детей, дает возможность использовать его для выявления факторов, определяющих высокий риск в периопе-рационном периоде и непосредственно предрасполагающих к формированию неблагоприятного прогноза. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Фекальный кальпротектин может быть использован в клинической практике как маркер прогрессирующего течения ЯНЭК у новорожденных. Увеличение концентраций ФК выше 700 мкг/г сопровождается высоким риском развития перфорации кишечника. Прогрессирующее течение ЯНЭК с развитием сепсиса сопровождается увеличением сывороточных концентраций ММП-9, ММП-2 и ТИМП-4. 2. Статистически значимыми предикторами неудовлетворительных исходов ЯНЭК можно считать увеличение концентраций ФК > 816 мкг/г, ММП-2 > 503 нг/мл, ММП-9 > 812 нг/мл, ТИМП-4 > 1404 нг/мл. Предлагаемый метод определения исходов ЯНЭК у новорожденных характеризуется фвысокой чувствительностью (94 %), специфичностью (87 %). 3. Использование метода математического моделирования прогноза ЯНЭК позволяет на его ранних эта пах комплексно выявлять изменения состояния больных детей с учетом выраженности полиорганных нарушений, своевременно использовать эффективные стратегии лечения для предотвращения развития патологического процесса и выбора оптимальных сроков качественной предоперационной подготовки.

About the authors

I. N. Khvorostov

Email: IKhvorostov@gmail.com

O. N. Damirov

I. E. Smirnov

A. G. Kucherenko

V. N. Shramko

A. G. Sinitcin

D. A. Andreev

O. I. Verbin

O. V. Fursik

References

Supplementary files