Email this article 
Antibodies to myelin basic protein as a diagnostic marker of primary open-angle glaucoma
- Authors: Cherednichenko N.L.1, Karpov S.M.1, Baturin V.A.1, Barbos Y.A.1
-
Affiliations:
- Stavropol State Medical University
- Issue: Vol 11, No 1 (2018)
- Pages: 19-24
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/ov/article/view/8645
- DOI: https://doi.org/10.17816/OV11119-24
- ID: 8645
Cite item
Full Text
Abstract
Recently, many authors resort to immunomolecular diagnostics of glaucoma. We found conflicting information about the concentration of antibodies to the myelin basic protein (AB to MBP) in primary open-angle glaucoma in the literature.
Aim: to determine the concentration of antibodies to the myelin basic protein in the serum of patients with primary open-angle glaucoma to assess the diagnostic significance of the test.
Materials and methods. We included 48 people aged from 42 to 79 years: fourteen people had the diagnosis of the first stage of primary open-angle glaucoma (POAG), 10 people had the second (advanced) stage of POAG, 8 people had the III (far-gone) stage of POAG, and 16 subjects made the control group. Exclusion criteria: mature or almost mature cataract, age-related macular degeneration, severe concomitant ophthalmologic, neurological pathology, oncological and autoimmune diseases, glucocorticoid or immunosuppressive therapy, exacerbation of any acute and subacute respiratory infection, chronic inflammatory processes and craniocerebral trauma. The serum level of AB to MBP was determined by enzyme immunoassay method (ELISA).
Results. The concentration of AB to MBP was significantly higher in patients with first and second stages of POAG (177.5 ± 63.93 μg/ml and 262.63 ± 34.78 μg/ml, respectively) than in the control group (38.69 ± 11.77 micron/ml, p < 0.05). To establish the diagnosis of POAG in at risk patients it is appropriate to use the level of IgG to MBP > 60 μg/ml; the sensitivity of the method is 78% and its specificity is 87%.
Full Text
Первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) является социально значимым заболеванием. Исследователи постоянно ведут поиск наиболее информативных маркеров данной патологии. В последнее время многие авторы прибегают к иммуномолекулярной диагностике глаукомы. Публикации посвящены поиску надёжных маркеров ранней диагностики или прогноза глаукомной оптической нейропатии и/или глаукомы, в том числе серологических [1, 3–6, 9, 13–15]. Основываясь на иммунологической диагностике нейродегенеративных заболеваний, мы провели собственные исследования по поиску взаимосвязи между стадией глаукомы и количественными показателями маркеров нейродегенеративных заболеваний в сыворотке крови. Были исследованы следующие показатели: нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), цилиарного нейротрофического фактора (CNTF), белка NF-200, белка S-100, глиального фибриллярного кислого белка (GFAP), моноцитарного хемоаттрактанта (МСР), фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), β-амилоида, тау-белка, антител (АТ) к основному белку миелина (ОБМ), родопсину, гликозаминогликанам, белкам теплового шока, нейронспецифической энолазе (NSE), глутатион S-трансферазе, α-фодрину, фосфатидилсерину [3, 6–8, 11, 13, 14, 16, 17]. Глаукома сопровождается иммунными реакциями с избыточным антителообразованием или, напротив, его дефицитом. Анализируя литературные данные, мы обнаружили противоречивые сведения о концентрации АТ к ОБМ [6–8].
Цель — определить концентрацию антител к общему белку миелина в сыворотке крови пациентов с первичной открытоугольной глаукомой для оценки диагностической значимости теста.
Материалы и методы
Проведено обследование 48 пациентов в возрасте от 42 до 79 лет. У всех участников исследования было получено информированное согласие. Критерии исключения составили: зрелая или почти зрелая катаракта, наличие возрастной макулярной дистрофии, тяжёлой сопутствующей офтальмологической, неврологической патологии, онкологических и аутоиммунных заболеваний, терапия глюкокортикоидами, иммуносупрессорами, острый и подострый периоды респираторных инфекций, хронических воспалительных процессов и черепно-мозговых травм.
Пациентам проводилось комплексное обследование для подтверждения диагноза, включающее визометрию, тонометрию, тонографию, офтальмоскопию, биомикроскопию, гониоскопию, рефрактометрию, стандартную автоматическую периметрию (SAP), пахиметрию, оптическую когерентную томографию (прибор Topcon 3D OCT-2000 FA). Обследование проводилось на базе офтальмологического диспансера и офтальмологического отделения ГБУЗ СК «Ставропольская краевая клиническая больница».
Для определения антител к ОБМ использовалась сыворотка крови, полученная путём пункции периферических вен (1–2 мл). Забор биологического материала осуществлялся в условиях процедурных кабинетов Клиники микрохирургии глаза СтГМУ и офтальмологического отделения ГБУЗ СК «СККБ» в одноразовые пробирки Vacutainer с красной крышкой, затем образцы крови центрифугировали, отбирали плазму крови с помощью одноразовых канюль в пробирки типа Эппендорф 2 мл и, до проведения, измерений замораживали при температуре –18,0 °С, хранили не более 30 суток. Антитела к ОБМ в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) в лаборатории Центра клинической фармакологии и фармакотерапии (Ставрополь) с использованием тестового набора для научных исследований фирмы «Иммунотэкс» (производство Россия) — набора реагентов для полуколичественного иммуноферментного определения IgG-аутоантител к основному белку миелина человека в сыворотке крови.
Статистический анализ и оценка получаемых результатов проводились с помощью программы Statistica 10.0 и Microsoft Exсel 2010. Для характеристики рядов данных рассчитывали средние значения и стандартное отклонение. Поскольку исследуемый параметр имел ненормальное распределение, при обработке данных пользовались непараметрической статистикой. При сравнении двух независимых групп по количественному признаку использовали U-критерий Манна – Уитни. Статистически достоверными принимались значения p < 0,05. Диагностическая ценность метода оценивалась с помощью ROC-анализа (receiver operating characteristic analysis).
Результаты
Средний возраст пациентов составил 60,8 ± 8,8 года. Все исследуемые были разделены на четыре группы: 1-я группа контрольная — пациенты без патологии органа зрения, 16 человек (33,3 %); 2-я группа — пациенты с диагнозом ПОУГ I стадии, 14 человек (29,2 %); 3-я группа — пациенты с ПОУГ II (развитой) стадии, 10 человек (20,8 %); 4-я группа — пациенты с III (далекозашедшей) стадией ПОУГ, 8 человек (16,6 %). Разделение ПОУГ по стадиям производилось согласно Национальному руководству по глаукоме [2].
Данные о концентрации антител IgG к ОБМ в сыворотке крови по группам представлены в таблице 1.
Таблица 1. Уровень IgG к основному белку миелина (мкг/мл) в сыворотке крови у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой и группы контроля (M ± m)
Table 1. The serum level of IgG to MBP (μg/ml) in patients with primary open-angle glaucoma and in the control group (M ± m)
Группа | Концентрация IgG к основному белку миелина (мкг/мл), M ± m | Изменение по сравнению с контрольной группой |
I стадия ПОУГ | 177,5 ± 63,93* | ↑↑ |
II стадия ПОУГ | 55,0 ± 16,8 | N или ↑незначительно |
III стадия ПОУГ | 262,63 ± 34,78* | ↑↑↑ |
Контрольная | 38,69 ± 11,77 | N |
Примечание: * статистически значимое отличие от контрольной группы (p < 0,05) | ||
Как видно из представленных данных, на I стадии глаукомного процесса имеет место выброс антител к ОБМ, вследствие чего подвергаются агрессии миелинизированные отростки периферической нервной системы (регулирующие секрецию внутриглазной жидкости отростками цилиарного тела, вызывая повышение внутриглазного давления) и аксоны ганглиозных клеток (запуская апоптоз).
Снижение количества антител на II стадии ПОУГ может быть обусловлено связыванием АТ в иммунные комплексы, возможно, здесь заканчивается «терапевтическое окно» или так называемый «пластический период» [15]. Таким образом, процесс, переходя в III стадию, носит прогрессирующий характер (то есть иммунная система на III стадии пытается восстановить антиапоптотическую активность, но оказывается неэффективной).
На III стадии пик антител к ОБМ совпадает с падением центрального зрения и потерей значительной части полей зрения, возможно, вследствие деструкции миелинизированных аксонов зрительного нерва.
При межгрупповом анализе не выявлено статистически значимых отличий при сравнении группы со II стадией ПОУГ и контрольной, а также групп с I и III стадиями ПОУГ (табл. 2).
Таблица 2. Оценка достоверности результатов по U-критерию Манна – Уитни
Table 2. Estimation of the test validity according to Mann-Whitney U-criterion
Группы сравнения | U-критерий | U критический для p = 0,05 | Достоверность |
I стадия — контроль | 0 | 64 | Статистически значимы (p < 0,05) |
II стадия — контроль | 119,5 | 42 | Статистически незначимы (p > 0,05) |
III стадия — контроль | 0 | 31 | Статистически значимы (p < 0,05) |
I стадия — II стадия | 2 | 36 | Статистически значимы (p < 0,05) |
I стадия — III стадия | 90 | 26 | Статистически незначимы (p > 0,05) |
II стадия — III стадия | 0 | 17 | Статистически значимы (p < 0,05) |
Для оценки диагностической ценности проведён ROC-анализ (Receiver Operator Characteristics) с оценкой специфичности и чувствительности метода и выбором оптимального порога (вычисления приведены в таблице 3). Частота встречаемости маркера антител к ОБМ в сыворотке крови у испытуемых отражена на рисунке 1. По результатам вычислений строили ROC-кривую (рис. 2), которая показывает зависимость количества верно классифицированных положительных примеров от количества неверно классифицированных отрицательных примеров [10, 12]. Чем ближе кривая к верхнему левому углу, тем выше предсказательная способность модели [10, 12].
Таблица 3. Вычисления при ROC-анализе
Table 3. Calculations in ROC-analysis
Интервал, мкг/мл | Контроль | Первичная открытоугольная глаукома | Чувствительность Se | Специфичность Sp | Расстояние до точки (0,1) | ||
% | доля | % | доля | ||||
0–30 | 5 | 31 | 0 | 0 | 1 | 0,31 | 0,69 |
31–60 | 9 | 56 | 7 | 22 | 0,78 | 0,87 | 0,26 |
61–90 | 2 | 13 | 3 | 9 | 0,69 | 1 | 0,31 |
91–120 | 0 | 0 | 5 | 16 | 0,53 | 1 | 0,47 |
121–150 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0,5 | 1 | 0,5 |
151–180 | 0 | 0 | 2 | 6 | 0,44 | 1 | 0,56 |
181–210 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0,41 | 1 | 0,59 |
211–240 | 0 | 0 | 5 | 16 | 0,25 | 1 | 0,75 |
241–270 | 0 | 0 | 4 | 13 | 0,12 | 1 | 0,88 |
271–300 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,12 | 1 | 0,88 |
301–330 | 0 | 0 | 3 | 9 | 0,03 | 1 | 0,97 |
331–360 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0 | 1 | 1 |
Рис. 1. Частота встречаемости интервалов значений титра антител к основному белку миелина у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой и контрольной группы
Рис. 2. ROC-кривая для антител к основному белку миелина (AUC — Area Under Curve — площадь под ROC-кривой)
Из таблицы 3 и рисунка 2 видно, что наименьшее расстояние до точки (0,1) равно 0,26, значит, оптимальное пороговое значение маркера титра антител IgG к ОБМ равно 60 мкг/мл. Выбор данного порога позволяет правильно дифференцировать 78 % больных и 87 % здоровых лиц (чувствительность — 78 %, специфичность — 87 %). AUC — интегральный показатель прогностической эффективности маркера — показывает вероятность того, что значение признака-маркера у случайно выбранного больного больше, чем у случайно выбранного здорового [10, 12]. По результатам анализа AUC для АТ к ОБМ равен 0,87 (то есть AUC > 0,8) — отличный маркер.
Выводы
- Оценка уровня IgG к ОБМ позволяет судить о состоянии анабиоза клеток сетчатки во время перехода I стадии глаукомного процесса во II стадию, оставляя возможность для их «реанимации» посредством нейропротекции (наличие «терапевтического окна нейропротекции»).
- Для диагностики ПОУГ у пациентов группы риска целесообразно использовать значение IgG к ОБМ > 60 мкг/мл, чувствительность метода составляет 78 %, специфичность — 87 %.
Дополнительная информация
Конфликт интересов отсутствует.
Авторы не получали финансирования при проведении исследования и написании статьи.
About the authors
Nina L. Cherednichenko
Stavropol State Medical University
Author for correspondence.
Email: r6hn@bk.ru
MD, PhD, Assistant Professor, Head of Department. Ophthalmology Department with Additional Professional Education Course
Russian Federation, StavropolSergey M. Karpov
Stavropol State Medical University
Email: karpov25@rambler.ru
MD, PhD, DMedSc, Professor, Head of Department. Neurology, Neurosurgery and Medical Genetics Department
Russian Federation, StavropolVladimir A. Baturin
Stavropol State Medical University
Email: prof.baturin@gmail.com
MD, PhD, DMedSc, Professor, Head of Department. Clinical Pharmacology Department with Additional Professional Education Course
Russian Federation, StavropolYuliana A. Barbos
Stavropol State Medical University
Email: juliana_alex-na@mail.ru
SPIN-code: 4430-2577
MD, aspirant. Ophthalmology Department with Additional Professional Education Course
Russian Federation, StavropolReferences
- Белецкая И.С., Астахов С.Ю. Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе глаукомы // Офтальмологические ведомости. – 2015. – Т. 8. – № 3. – С. 28–43. [Beletskaya IS, Astakhov SY. The role of matrix metalloproteinases in glaucoma pathogenesis. Ophthalmology journal. 2015;8(3):28-43. (In Russ.)]. doi: 10.17816/OV2015328-43.
- Национальное руководство по глаукоме: для практикующих врачей / Под ред. Е.А. Егорова, Ю.С. Астахова, В.П. Еричева – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. [Egorov EA, Astakhov YS, Erichev VP, editors. National glaucoma guidelines: for medical practitioners. Moscow: GEOTAR-Media; 2015. (In Russ.)]
- Еричев В.П., Панюшкина Л.А., Дань Цзинь. Неконкурентные антагонисты NMDA-рецепторов в стабилизации глаукомной оптической нейропатии // Национальный журнал глаукома. – 2013. – № 3–1. – С. 30–34. [Erichev VP, Panyushkina LA, Dan’ Tszin’. Non-competitive antagonists of NMDA receptors in the stabilization of glaucomatous optic neuropathy. Russian journal of glaucoma. 2013;(3-1):30-34. (In Russ.)]
- Еричев В.П., Туманов В.П., Панюшкина Л.А. Глаукома и нейродегенеративные заболевания // Национальный журнал глаукома. – 2012. – № 1. – С. 62–68. [Erichev VP, Tumanov VP, Panyushkina LA. Glaucoma and nuerodegererative diseases. Russian journal of glaucoma. 2012;(1):62-68. (In Russ.)]
- Зуева М.В. Динамика гибели ганглиозных клеток сетчатки при глаукоме и её функциональные маркеры // Национальный журнал глаукома. – 2016. – № 1. – С. 70–85. [Zueva MV. Dynamics of retinal ganglion cell death in glaucoma and its functional markers. Russian journal of glaucoma. 2016;(1):70-85. (In Russ.)]
- Каменских Т.Г., Колбенев И.О., Каменских И.Д., и др. Исследование молекулярных механизмов регуляции апоптоза ганглиозных клеток сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме // РМЖ. Клиническая офтальмология. – 2013. – № 2. – С. 46–49. [Kamenskikh TG, Kolbenev IO, Kamenskikh ID, et al. Investigation of molecular mechanisms of retinal ganglion cells apoptosis regulation in primary open-angle glaucoma. RMZh. Klinicheskaya oftal’mologiya. 2013;(2):46-49. (In Russ.)]
- Лихванцева В.Г., Габибов А.Г., Соломатина М.В., и др. Роль иммунных реакций в патогенезе оптической нейропатии при нормотензивной глаукоме // Национальный журнал глаукома. – 2014. – Т. 13. – № 2. – С. 17–28. [Likhvantseva VG, Gabibov AG, Solomatina MV, et al. The role of immune reactions in the pathogenesis of optic neuropathy in normal tension glaucoma. National journal of glaucoma. 2014;13(2):17-28. (In Russ.)]
- Лихванцева В.Г., Ковеленова И.В., Соломатина М.В., и др. Серологическое картирование антител при первичной открытоугольной глаукоме // Практическая медицина. – 2016. – № 2–1. – С. 60–64. [Likhvantseva VG, Kovelenova IV, Solomatina MV, et al. Serological mapping of antibodies in primary open-angle glaucoma. Prakticheskaya Meditsina. 2016;(2-1):60-64. (In Russ.)]
- Рукина Д.А., Догадова Л.П., Маркелова Е.В., и др. Иммунологические аспекты патогенеза первичной открытоугольной глаукомы // РМЖ. Клиническая офтальмология. – 2011. – Т. 12. – № 4. – С. 162–165. [Rukina DA, Dogadova LP, Markelova EV, et al. Immunological aspects of the pathogenesis of primary open-angle glaucoma. RMZh. Klinicheskaya oftal’mologiya. 2011;12(4):162-165. (In Russ.)]
- Рубанович А.В., Хромов-Борисов Н.Н. Теоретический анализ показателей предсказательной эффективности бинарных генетических тестов // Экологическая генетика. – 2013. – Т. 11. – № 1. – С. 77–90. [Rubanovich AV, Khromov-Borisov NN. Theoretical analysis of the predictability indices of the binary genetic tests. Ecological genetics. 2013;11(1):77-90. (In Russ.)]. doi: 10.17816/ecogen11177-90.
- Слепова О.С., Фролов М.А., Морозова Н.С., и др. Маркеры FAS-опосредованного апоптоза при первичной открытоугольной глаукоме и возможности их фармакологической коррекции // Вестник офтальмологии. – 2012. – Т. 128. – № 4. – С. 27–31. [Slepova OS, Frolov MA, Morozova NS, et al. Markers of Fas-mediated apoptosis in primary open-angle glaucoma and opportunities of their pharmacological correction. Annals of ophthalmology. 2012;128(4):27-31. (In Russ.)]
- Fawcett T. An introduction to ROC analysis. Pattern Recognit Lett. 2006;27(8):861-874. doi: 10.1016/j.patrec.2005.10.010.
- Grus FH, Joachim SC, Bruns K, et al. Serum autoantibodies to alpha-fodrin are present in glaucoma patients from Germany and the United States. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2006;47(3):968-976. doi: 10.1167/iovs.05-0685.
- Ikeda Y, Maruyama I, Nakazawa M, Ohguro H. Clinical significance of serum antibody against neuron-specific enolase in glaucoma patients. Jpn J Ophthalmol. 2002;46(1):13-17.
- Porciatti V, Ventura LM. Retinal ganglion cell functional plasticity and optic neuropathy: a comprehensive model. J Neuroophthalmol. 2012;32(4):354-358. doi: 10.1097/WNO.0b013e3182745600.
- Tezel G, Hernandez R, Wax MB. Immunostaining of heat shock proteins in the retina and optic nerve head of normal and glaucomatous eyes. Arch Ophthalmol. 2000;118(4):511-518. doi: 10.1001/archopht.118.4.511.
- Yang J, Tezel G, Patil RV, et al. Serum autoantibody against glutathione S-transferase in patients with glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2001;42(6):1273-1276.
Supplementary files
