Способ прогнозирования развития новообразований толстой кишки

Изобретение относится к медицине и касается способа прогнозирования развития новообразований толстой кишки у пациентов с гастроэнтерологическими патологиями, характеризующегося тем, что исследуют состояние пристеночного муцина слизистой толстой кишки путем верификации индикаторных микроорганизмов, а именно бактерий рода бифидобактерий, энтеробактерий, стафилококков, клостридий и грибов рода кандида, и при обнаружении замещения бифидобактерий энтеробактериями в концентрации 10⁶ КОЕ/г биоптата и более в пристеночном муцине слизистой толстой кишки прогнозируют высокий риск онкотрансформации, при выявлении повышенного содержания бифидобактерий в концентрации 10⁸ КОЕ/г биоптата и выше с одновременным присутствием стафилококков в концентрации 10⁴ КОЕ/г биоптата и более прогнозируют высокий риск полипоза, при выявлении замещения бифидобактерий энтеробактериями, клостридиями и кандидами в концентрации 10⁴ КОЕ/г биоптата и выше прогнозируют высокий риск развития воспалительной реакции слизистой толстой кишки. Изобретение обеспечивает формирование адекватной тактики ведения пациентов с установленными показателями качественного и количественного состояния индикаторных микроорганизмов микробиоты желудочно-кишечного тракта, урогенитального тракта и ротоглотки с целью персонализации лечения и профилактики соматических заболеваний. 10 пр.

 

Изобретение относится к медицине и касается способа прогнозирования соматической патологии инфекционного и неинфекционного генеза человека.

Известен способ прогнозирования инфекционных заболеваний и оценки состояния здоровья с помощью иммунологического исследования крови методом проточной цитофлюорометрии (патент РФ №2646503), при котором определяют процентное содержание Th17-лимфоцитов и на основании критерия соответствия возрастной норме индивидуального уровня Th17-лимфоцитов в периферической крови выявляют среди лиц с неизвестным анамнезом и неясными клиническими проявлениями группу здоровых лиц и группу больных лиц.

Патент РФ №2051386 описывает способ прогнозирования инфекционных заболеваний у новорожденных, при котором в сыворотке пуповинной крови новорожденного определяют активность лизоцима и при значении этого показателя ниже 40% прогнозируют риск инфекционных заболеваний в первые 7 дней жизни.

Патент РФ №2413147, посвященный способу прогнозирования частоты развития у детей острых инфекционных заболеваний на первом году жизни, связан с определением на первые и пятые сутки после рождения показателей иммунного статуса: абсолютного числа лимфоцитов, носителей маркеров дифференцировки CD3, CD4, CD8, CD 19, CD56, CD95, показателя спонтанного теста с нитросиним тетразолием (НСТсп), уровня фагоцитарного показателя (ФП), концентрации в сыворотке крови иммуноглобулинов классов А, М, G (IgA, IgM, IgG) и далее определением индекса прогнозирования (Ипр) с использованием определенного уравнения множественной линейной регрессии, если Ипр не превышает значение 3,2, судят о вероятности перенесения на первом году жизни не более одного острого инфекционного заболевания; если Ипр - в диапазоне 3,2-3,7, вероятно возникновение от 2-х до 5-ти острых инфекционных заболеваний на первом году жизни; если Ипр превышает значение 3,7, судят о вероятности возникновения более 5-ти острых инфекционных заболеваний на первом году жизни.

В патенте РФ №2595863 сущность оценки состояния здоровья человека состоит в том, что при прогнозировании течения инфекционного заболевания оценивают показатели микробиотопа слизистых открытых полостей и на их основе определяют степень нарушения микробиотопа слизистых полостей как показатель степени нарушения микробиоценоза биотопа слизистых открытых полостей, в зависимости от полученного результата судят о состоянии здоровья человека и прогнозируют течение инфекционного заболевания.

В патенте РФ №2556958 оценивают состояние мукозального иммунитета слизистых открытых полостей при прогнозировании течения инфекционно-воспалительных процессов, где при установленном патогенетическом факторе проводят регистрацию степеней нарушения микробиоценоза конкретного биотопа с использованием комплекса методов оценки уровней факторов колонизационной резистентности, а именно нормальной микрофлоры, условно-патогенной микрофлоры, иммуноглобулинов - G, М, А, секреторного иммуноглобулина А и sc компонента; и в зависимости от степени нарушения микробиоценоза оценивают состояние мукозального иммунитета и прогнозируют благоприятный исход с эрадикацией возбудителя или хронизацию с персистированием возбудителя.

Еще в середине 90-х годов было установлено, что характеристики микробиома человека находятся под подавляющим контролем паратипических факторов, ведущим из которых является состав питательного субстрата, образованного нутриентами и метаболитами. Возникающие в организме человека генетические и биохимические изменения проявляются аномальными метаболитами. Такие изменения возникают задолго до клинически выраженных симптомов заболевания. Микробном, как динамическая система, практически мгновенно реагирует на изменение питательного субстрата. Это означает, что качественные и количественные характеристики микробиома можно использовать как интегральный индикатор состояния макроорганизма, его метаболических процессов, реактивности и восприятия различных факторов и условий среды обитания без вычленения конкретных генов, метаболитов или продуктов биосинтеза. Современная концепция отечественного здравоохранения основана на принципе «4П». Это подразумевает, что мы должны предвидеть возможность развития патологического процесса или диагностировать патологию на самом раннем, практически донозологическом этапе; по возможности, предупредить или пресечь болезнь в самом начале ее развития; все лечебно-профилактические мероприятия должны быть основаны на индивидуальных особенностях пациента, желательно, ориентированных на уникальные генетические стигматы. Переход к новой парадигме здравоохранения стал возможен благодаря революционным научно-техническим достижениям XXI века - omics-технологиям, или технологиям высокого уровня организации. Эти технологии основаны на оценке информации больших массивов данных о генах, белках, метаболитах и т.д.; предполагают вычленение не только высокоспецифичных биомаркеров, но и разработку новых интегральных критериев диагностики. Составными частями omics-технологии являются метагеномика, протеомика, метаболомика. Несмотря на внедрение данных технологий существует немаловажная проблема их реализации. Прочтение результата и вычленение конкретного биомаркера из бесчисленного их многообразия требует тщательной верификции полученных данных и «привязки» к конкретным патологическим состояниям. При этом результат все равно будет носить вероятностный характер и определять лишь риск возникновения того или иного события (Микробиоценозы и здоровье человека / Под ред. В.А. Алешкина, С.С. Афанасьева, А.В. Караулова. М.: Династия, 2015).

Известен способ прогнозирования дестабилизации микробиоценоза организма млекопитающего, включающий добавление жидкого образца внутренней среды организма или внешней среды в культуру ассоциации микроорганизмов в жидкой среде культивирования, содержащей бактерии родов Bifidobacterium, Lactobacterium, Enterococcus и Escherichia coli, взятых в соотношении 1011:1010:1010:1010 КОЕ/л; отсутствие дестабилизации микробиоценоза организма млекопитающего под влиянием внутренней среды организма или внешней среды соответственно при отсутствии снижения не менее, чем в 100 раз концентрации одного из компонентов ассоциации микроорганизмов, (патент РФ №2377311).

Однако известный способ не касается прогнозирования донозологических проявлений соматических заболеваний инфекционного и неинфекционного генеза. Кроме того, в нем отсутствует персонализированный подход к прогнозированию.

В качестве прототипа выбрано пособие Пристеночный микробиоценоз желудочно-кишечного тракта человека (Е.А. Богданова, Ю.В. Несвижский, В.В. Зверев Пристеночный микробиоценоз желудочно-кишечного тракта человека (учебное пособие). - М.: Издательский дом «Русский врач». - 2009), содержащее сведения информативного характера только о видах микроорганизмов, выявляемых в биотопах пристеночного муцина толстой кишки при дивертикулезе и полипозе, опухоли, воспалении. Также не содержатся сведения по индивидуальному подходу к диагностике перечисленных выше патологий толстого кишечника по уровням содержания индикаторных штаммов в очагах развития патологических изменений на донозологическом уровне.

Технической проблемой, решаемой при создании изобретения, является разработка способа прогнозирования соматической патологии инфекционного и неинфекционного генеза, который позволит обнаружить отклонения в состоянии здоровья человека на раннем или донозологическом этапе и тем самым предупредить возникновение или ухудшение течения заболевания, снижение жизне- и работоспособности.

Техническим результатом настоящего изобретения является тот факт, что:

- заявляемый способ прогнозирования соматической патологии инфекционного и неинфекционного генеза позволяет проводить прогнозирование на донозологическом этапе;

- оценить эффективность проводимой терапии;

- осуществлять мониторинг адаптационных возможностей макроорганизма, прогнозирование сохранения жизне- и работоспособности в экологически неблагоприятных и критических условиях;

- выявлять и регистрировать недокументированные эффекты химических соединений медицинского, бытового и хозяйственного назначения;

- формировать адекватную тактику ведения пациентов с установленными показателями качественного и количественного состояния индикаторных микроорганизмов микробиоты желудочно-кишечного тракта, урогенитального тракта и ротоглотки с целью персонализации лечения и профилактики соматических заболеваний.

Сущность изобретения заключается в том, что у пациентов исследуют состояние микробиоты слизистых открытых полостей путем верификации качественных и количественных характеристик индикаторных штаммов микроорганизмов, ответственных за молекулярно-генетические отклонения в состоянии макроорганизма. Отклонения от критических значений уровней качественных и количественных показателей присутствующих индикаторных штаммов микроорганизмов пациента указывают на вероятность риска развития того или иного патологического состояния.

Человеческий организм представляет собой сложный филогенетически и онтогенетически сложившийся симбиоз «макроорганизм-микроб» с определенными взаимоотношениями. Ранее было установлено, что характеристики микробиома человека находятся под подавляющим контролем паратипических факторов, ведущим из которых является состав питательного субстрата, образованного нутриентами и метаболитами. Это означает, что микробном является динамической системой, и его характеристики можно использовать как универсальный интегральный индикатор состояния макроорганизма, его метаболических процессов, реактивности и восприятия различных факторов и условий среды обитания без вычленения конкретных генов, метаболитов или продуктов биосинтеза. В организме человека в результате нелетальной мутации в «читаемой» области или активации репрессированных генов, а также начала биосинтеза аномальной изоформы белка или определенных нарушений в цепи биохимических превращений под воздействием факторов различной природы, в т.ч. лекарственных препаратов или токсикантов, появляются аномальные метаболиты, которые выделяются в просвет или секрет слизистых полых органов. Метаболические изменения возникают задолго до клинически выраженных проявлений заболевания. Населяющая просвет и пристеночный муцин слизистых полых органов микробиота реагирует на появление атипичных для конкретного человека метаболитов изменением своих качественных и количественных характеристик: появлением или исчезновением своих типичных представителей или выраженным изменением их содержания. Качественные и количественные изменения микробиоты человека являются индикаторами неблагополучия состояния организма человека на донозологическом этапе и указывают на вероятность развития определенных заболеваний и состояний.

В связи с этим необходима разработка интегральных индикаторов молекулярно-генетических сдвигов в организме человека, которые бы позволили обнаружить отклонения в состоянии здоровья человека на раннем или донозологическом этапе, а также адаптационных возможностях его организма, и тем самым предупредить возникновение или ухудшение течения заболевания, снижение жизне- и работоспособности.

Принятая концепция позволила по-новому взглянуть на результаты микробиологических исследований пациентов и выделить кандидатные биомаркеры отдельных состояний. Приводимые далее примеры хорошо иллюстрируют наш тезис:

- при исследовании пристеночного муцина слизистой толстой кишки пациентов с гастроэнтерологическими патологиями в зоне онкотрансформации бифидобактерии замещаются энтеробактериями (в концентрации 10³ КОЕ/г и выше биоптата); в зоне полипа регистрируется повышенное содержание бифидобактерий 10⁸ КОЕ/г и выше биоптата и стафилококков 10³ КОЕ/г и выше биоптата; в зоне воспаления бифидобактерии (не высеваются) замещаются энтеробактериями, клостридиями и кандидами в концентрации во всех случаях 10³ КОЕ/г и выше биоптата;

- по результатам исследования микробиоты фекалий при подостром хроническом эндокардите регистрируется присутствие лактозонегативных Escherichia coli и Staphyloccus aureus - оба в концентрации 10³ КОЕ/г и выше;

- при ревматизме - регистрируется присутствие Е. coli со сниженной ферментативной активностью в концентрации 10³ КОЕ/г и выше и отсутствие непатогенных стафилококков (не высеваются);

- при хронической почечной недостаточности - регистрируется присутствие лактозонегативных Е. coli и Е. coli с гемолитической активностью - оба в концентрации 10³ КОЕ/г и выше;

- при исследовании фекального биотопа пациентов с сахарным диабетом высев дрожжеподобного гриба Saccharomyces cerevisae в концентрации 10³ КОЕ/г и выше у лиц моложе 50 лет (особенно без кандидоза в анамнезе) свидетельствует о нарушении углеводного обмена и, чаще всего, о сахарном диабете 2 типа; у пациентов со стажем заболевания более 5 лет - о высоком риске развития поздних осложнений сахарного диабета;

- при комплексном исследовании микробиоты беременных у пациенток с компенсированной угрозой прерывания беременности в фекалиях верифицируются клостридии в концентрации 10⁷ КОЕ/г и выше, а в ротоглотке - пептострептококки в концентрации 10⁴ КОЕ/г и выше; в случае невозможности компенсации угрозы выкидыша в ротоглотке - S. aureus в концентрации 10⁴ КОЕ/г и выше, а во влагалище - пептострептококки и коагулазоотрицательные стафилококки оба в концентрации 10⁴ КОЕ/г и выше.

Во всех случаях дискриминирующая эффективность индикаторных биомаркеров достигала 75%.

Заявляемый способ прогнозирования соматической патологии инфекционного и неинфекционного генеза является новым и в литературе не описан.

В качестве доказательств возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.

Клинический пример 1

Пациентка А., беременность 8-9 недель. В ходе посещения гинеколога женской консультации у пациентки стерильной щеточкой взяты мазки-соскобы со слизистой влагалища, ротоглотки, а также из просвета прямой кишки и проведено микробиологическое исследование. В мазке-соскобе со слизистой ротоглотки обнаружены пептострептококки в концентрации 10⁵ КОЕ/г, в фекалиях - клостридии в концентрации 10⁸ КОЕ/г.

Предположили возможность развития самопроизвольного прерывания беременности, которое можно компенсировать медикаментозными средствами.

На сроке 11-12 недель у пациентки возникла угроза самопроизвольного прерывания беременности. Назначено лечение.

Исход: угроза самопроизвольного прерывания беременности компенсирована, лечение эффективно, срочные неосложненные роды.

Клинический пример 2

Пациентка Б., беременность 10-12 недель. В ходе посещения гинеколога женской консультации у пациентки стерильной щеточкой взяты мазки-соскобы со слизистой влагалища, ротоглотки, а также из просвета прямой кишки и проведено микробиологическое исследование. В мазке-соскобе со слизистой ротоглотки обнаружены Staphylococcus aureus в концентрации 10⁵ КОЕ/г, со стенок влагалища выделены пептострептококки и коагулазоотрицательные стафилококки, оба в концентрации 10⁴ КОЕ/г.

Предположили возможность развития инкурабельного самопроизвольного прерывания беременности.

На сроке 13-14 недель у пациентки возникла угроза самопроизвольного прерывания беременности. Назначено лечение.

Исход: угрозу самопроизвольного прерывания беременности компенсировать не удалось, самопроизвольное прерывание беременности на сроке 14-15 недель.

Клинический пример 3

Пациент В., 32 года. При периодическом медицинском осмотре жалоб на самочувствие не предъявляет. Эпизоды кандидоза в анамнезе отрицает.

Результаты биохимического анализа крови в пределах нормы.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого высеян дрожжеподобный гриб Saccharomyces cerevisae в концентрации 10⁴ КОЕ/г.

Предположили возможность развития у пациента нарушения углеводного обмена.

При очередном периодическом медицинском осмотре через 1 год пациент предъявляет жалобы на повышенное потоотделение, увеличение веса, повышенную жажду, тревожный сон, повышенную утомляемость.

Уровень глюкозы (сахара) натощак -7,1.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого - продолжает высеваться дрожжеподобный гриб Saccharomyces cerevisae в концентрации 10^3-5 КОЕ/г.

Диагноз: сахарный диабет 2 типа. Назначено лечение.

Клинический пример 4

Пациентка Г., 52 года. Сахарный диабет 2 типа в течение 9 лет.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого высеян дрожжеподобный гриб Saccharomyces cerevisae в концентрации 10⁴ КОЕ/г.

Заключение: высокий риск развития поздних осложнений сахарного диабета.

Исход: в течение 3 лет развилась диабетическая нефропатия. Назначено лечение.

Клинический пример 5

Пациентка Д., 67 лет. При медицинском обследовании в стационаре жалобы на неустойчивый стул. Для исключения патологии толстого кишечника предложено пройти колоноскопическое исследование.

При колоноскопии взята биопсия слизистой. Со слизистой биоптата сделан посев. В ходе микробиологического исследования обнаружено повышенное содержание бифидобактерий в концентрации 10⁹ КОЕ/г биоптата и стафилококков в концентрации 10⁶ КОЕ/г биоптата.

Предположили возможность развития полипоза толстой кишки.

При повторном медицинском обследовании через 1 год жалобы на неустойчивый стул, периодические кровянистые выделения из прямой кишки.

При колоноскопии обнаружен полип, взята биопсия. Проведено гистологическое исследование.

Диагноз: аденоматозный полип. Назначено лечение.

Клинический пример 6

Пациентка Д., 42 года. При периодическом медицинском осмотре жалоб на самочувствие не предъявляет. В анамнезе - у матери полип толстой кишки. Рекомендована колоноскопия.

При колоноскопии взята биопсия слизистой. Со слизистой биоптата сделан посев. В ходе микробиологического исследования обнаружено полное отсутствие бифидобактерий, энтеробактерии содержались в концентрации 10⁶ КОЕ/г биоптата.

Подозрение на возможность развития неопластического процесса.

При повторном медицинском обследовании через 1 год появились жалобы на неустойчивый стул, периодические кровянистые выделения из прямой кишки. Назначена колоноскопия.

При колоноскопии обнаружен подозрительный на неопластический процесс участок размером до 2 см, взята биопсия. Проведено гистологическое исследование.

Диагноз: Гистологическое подтверждение - колоректальный рак TisN0M0. Назначено лечение.

Клинический пример 7

Пациентка Ж., 35 лет. При периодическом медицинском осмотре жалоб на самочувствие не предъявляет. В анамнезе - у матери колоректальный рак. Рекомендована колоноскопия.

При колоноскопии взята биопсия слизистой. Со слизистой биоптата сделан посев. В ходе микробиологического исследования обнаружено полное отсутствие бифидобактерий, энтеробактерии содержались в концентрации 10⁷ КОЕ/г биоптата, клостридии и кандиды - 10⁴ КОЕ/г биоптата.

Подозрение на возможность развития воспалительной реакции.

При повторном медицинском обследовании через 1 год появились жалобы на неустойчивый стул, периодические кровянистые выделения из прямой кишки. Назначена колоноскопия.

При колоноскопии обнаружены обширные участки воспаленной слизистой, взята биопсия. Проведено гистологическое исследование.

Диагноз: Неязвенный колит. Назначено лечение.

Клинический пример 8

Пациент И., 27 лет. При периодическом медицинском осмотре жалобы на легкую утомляемость, слабость, периодическую тошноту и незначительный подъем темпетратуры тела до субфебрильных значений.

Результаты биохимического анализа крови в пределах нормы, при физикальном обследовании признаков патологии не выявлено.

Для исключения кишечного дисбиоза назначено микробиологическое исследование.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого высеяна лактозонегативная кишечная палочка в концентрации 10⁴ КОЕ/г и золотистый стафилококк в концентрации 10⁵ КОЕ/г.

Предположили возможность развития у пациента инфекционного эндокардита.

В течение 6 мес. у пациента появились неприятные ощущения в области сердца, устойчивый субфебрилитет с периодическими резкими подъемами температуры до 38,6-39,0°С, потливость, слабость, мышечные боли. Осмотр кожных покровов - петехиальная сыпь.

Подозрение на подострый инфекционный эндокардит. Произведена госпитализация.

Обследование в стационаре:

Электрокардиография - неустойчивость сердечного ритма.

Рентгенография - увеличение границ сердца.

Общий и биохимический анализы крови: цветовой показатель крови - 0,75, уровень эритроцитов - 3,5×10¹² кл/л крови, уровень лейкоцитов - 10¹⁰ кл/л, СОЭ - 62 мм/ч, увеличение количества гамма-глобулинов и альфа₂-глобулинов плазмы крови.

Бактериологическое исследование крови на пике лихорадки - высеян золотистый стафилококк.

Диагноз: подострый инфекционный эндокардит. Назначено лечение.

Клинический пример 9

Пациентка К., 39 лет. При периодическом медицинском осмотре жалобы на легкую утомляемость, слабость, периодическую тошноту и незначительный подъем темпетратуры тела до субфебрильных значений.

Результаты биохимического анализа крови в пределах нормы, при физикальном обследовании признаков патологии не выявлено.

Для исключения кишечного дисбиоза назначено микробиологическое исследование.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого высеяна кишечная палочка со сниженной ферментативной активностью в концентрации 10⁴ КОЕ/г, полностью отсутствуют непатогенные стафилококки.

Предположили возможность развития у пациентки ревматизма.

В течение 8 мес. у пациентки появились неприятные ощущения в области сердца, устойчивый субфебрилитет с периодическими резкими подъемами температуры до 38,6-39,0°С, потливость, слабость, мышечные боли, ломота в суставах. Осмотр кожных покровов - бледные, петехиальная сыпь.

Подозрение на острый ревматизм. Произведена госпитализация.

Обследование в стационаре:

Электрокардиография - неустойчивость сердечного ритма.

Рентгенография - увеличение границ сердца.

Общий и биохимический анализы крови: уровень нейтрофилов - 2×10¹⁰ кл/л, СОЭ - 62 мм/ч, увеличение количества гамма-глобулинов, альфа₂-глобулинов и фибриногена плазмы крови, титр антистрептолизина-О - 2500 ед., СРБ - 4,2 мг/л, ревматоидный фактор - 28 МЕ/л.

Диагноз: острый ревматизм. Назначено лечение.

Клинический пример 10

Пациентка Л., 55 лет. Мочекаменная болезнь в течение 7 лет.

При микробиологическом исследовании фекального содержимого высеяна кишечная палочка с гемолитической активностью и лактозонегативная кишечная палочка - обе в концентрации 10⁴ КОЕ/г.

Предположили возможность развития хронической почечной недостаточности.

Исход: в течение 2 лет развилась клинико-лабораторные признаки хронической почечной недостаточности.

Предложенный способ прогнозирования развития отклонений в состоянии здоровья человека на раннем или донозологическом этапе путем определения интегральных индикаторов молекулярно-генетических сдвигов в организме человека, а также алгоритм ведения пациентов с донозологическими патологическими проявлениями заболеваний, определяющий выбор адекватных лечебных и профилактических мероприятий в зависимости от верификации и состояния индикаторной микрофлоры микробиоты слизистых открытых полостей организма и выраженности продромальных симптомов являются современными направлениями отечественной медицины в предупреждении возникновения или ухудшения течения заболевания, снижения жизне- и работоспособности.

Способ прогнозирования развития новообразований толстой кишки у пациентов с гастроэнтерологическими патологиями, характеризующийся тем, что исследуют состояние пристеночного муцина слизистой толстой кишки путем верификации индикаторных микроорганизмов, а именно бактерий рода бифидобактерий, энтеробактерий, стафилококков, клостридий и грибов рода кандида, и при обнаружении замещения бифидобактерий энтеробактериями в концентрации 10⁶ КОЕ/г биоптата и более в пристеночном муцине слизистой толстой кишки прогнозируют высокий риск онкотрансформации; при выявлении повышенного содержания бифидобактерий в концентрации 10⁸ КОЕ/г биоптата и выше с одновременным присутствием стафилококков в концентрации 10⁴ КОЕ/г биоптата и более прогнозируют высокий риск полипоза; при выявлении замещения бифидобактерий энтеробактериями, клостридиями и кандидами в концентрации 10⁴ КОЕ/г биоптата и выше прогнозируют высокий риск развития воспалительной реакции слизистой толстой кишки.