Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19
Владельцы патента RU 2747653:
Государственное бюджетное учреждение Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к реаниматологии и инфектологии, и может быть использовано для диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19. В организме больного определяют не связанное с трансферрином железо (NTBI). После внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой. При ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа. Способ обеспечивает возможность диагностики нарушений обмена железа при COVID-19 за счет определения свободного железа в моче пациента, собираемой в течение суток, при введении больным дефероксамина, позволяющего выявить повышенную экскрецию железа с мочой. 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, в частности реаниматологии и инфектологии, и может применяться для диагностики нарушений обмена железа при COVID-19.
На необходимость диагностики нарушений обмена железа у больных с COVID-19 указывает ряд фактов:
1. Нарушение обмена железа при Covid-19 ассоциировано с тяжелым течением заболевания и высоким риском раннего летального исхода.
2. Высокие значения ферритина (депо железа в тканях) ассоциированы с тяжелым течением патологического процесса при Covid-19 сопровождающегося полиорганным поражением.
2. В развитии ОРДС при COVID-19 свободное железо может играть важную роль. Известно, что синдром острого респираторного дистресс-синдрома является редким,
но возможным осложнением тяжелого острого отравления железом, и его патогенез связывают с прямой и косвенной токсичностью железа.
3. Инициированная железом продукция активных форм кислорода может быть причиной повреждения микроциркуляторного русла при COVID-19, а поступление железа в кардиомиоциты через двухвалентные ионные каналы служить причиной нарушения процессов возбуждения и сокращения миокарда, приводя к серьезным сердечно-сосудистым осложнениям.
4. В настоящее время развитие тромбообразования признано ведущей причиной тяжелого течения и смертности при COVID-19. В связи с чем, важно отметить свойство железа модулировать реактивность компонентов клеток крови, в частности тромбоцитов. Доказано, что железо (Fe2+) дозозависимо индуцирует агрегацию тромбоцитов.
5. Известно, что ионы железа стимулируют репликацию РНК-вирусов, что может способствовать прогрессированию COVID-19.
В настоящее время для определения железа в сыворотке крови используется метод, рекомендованный Международным комитетом по стандартизации в гематологии (ICSH) в 1971 г. [Proposed recommendations for measurement of serumironin human blood. International-Committee for Standartdizationin Hematology. Brit.J.Haem. 1971, 20(4): 451-453]. По этому методу 2 мл сыворотки смешивают с 2 мл кислого рабочего раствора, содержащего трихлоруксусную, тиогликолевую и соляную кислоты и выдерживают при комнатной температуре; при этом железо высвобождается из железосвязывающих белков сыворотки крови и восстанавливается до двухвалентного состояния. Затем белки удаляются с помощью центрифугирования, а к супернатанту прибавляется раствор хромогена - динатриевой соли 4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфоновой кислоты (батофенантролина) в присутствии ацетата натрия для создания в реакционной смеси значения рН 4,5, оптимального для образования окрашенного комплекса, оптическая плотность которого определяется при 535 нм.
В 1990 году ICSH рекомендовал в качестве хромогена использовать мононатриевую соль 3-(2-пиридин)-5,6-дифенил-1,2,4-триазин-n, n1-дисульфокислоты (феррозин) [Revised recommendations for the measurements of the serumironin human blood. International Committee-for Standartdizationin Hematology. Brit.J.Haem. 1990, 75: 615-616]. Таким образом, в настоящее время для определения концентрации железа в сыворотке крови сначала железо освобождают из железосвязывающих белков, восстанавливают, а затем, после добавления хромогенно-го лиганда (феррозина) и буфера, измеряют оптическую плотность полученного устойчивого окрашенного железо-феррозинового комплекса. Из оптического поглощения комплекса вычитается холостая проба на сыворотку (оптическое поглощение образца до добавления феррозина), полученное значение пропорционально концентрации железа в крови.
Как видно из описания, данный метод позволяет определить только общую концентрацию железа крови, в том числе и железо, связанное с трансферрином, за счет предварительного высвобождения его из железосвязывающих белков. Но потенциально токсичным является свободное, несвязанное с трансферрином железо (NTBI, non-transferrin-bound iron), так как в связанном с белком состоянии железо неопасно. По этой причине определение концентрации NTBI представляется наиболее важным при COVID-19.
Ближайшим к заявляемому является способ определения NTBI с использованием нитрилотриуксусной кислоты, NTA, которая связывает все низкомолекулярное железо сыворотки [SSingh 1, RCHider, JBPorter. A direct method for quantification of non-transferrin-bound iron Anal Biochem. 1990 May 1; 186(2): 320-3]. Комплекс Fe-NTA, присутствующий в ультрафильтрате сыворотки, затем определяется количественно с использованием автоматизированной процедуры ВЭЖХ, где происходит дериватизация на колонке с хелатором железа с высоким сродством (3-гидрокси-1-пропил-2-метилпиридин-4-он).
Недостаток способа, выбранного в качестве прототипа, состоит в том, что он недоступен для использования в клинической практике, так как для прямого количественного определения NTBI необходима высокоэффективная жидкостная хроматография со специализированной колонкой, которой располагают только специализированные научные лаборатории.
Задачей настоящего изобретения является упрощение способа.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в способе диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19, заключающемся в определении в организме больного не связанного с трансферрином железа (NTBI), после внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой и при ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа.
Повышенная экскреция железа с мочой после введения дефероксамина наблюдается при различных заболеваниях и состояниях, сопровождающихся нарушением обмена железа - талассемия, гемохроматоз, хронические заболевания печени и т.д. В норме суточная экскреция железа с мочой составляет менее 1 мг/сут (менее 18 мкмоль/л), при нарушении обмена железа она 1 мг/сут и больше.
Упрощение способа диагностики обеспечивается, преимущественно, доступностью оборудования - масс-спектрометрическими анализаторами, которые определяют железо в моче, оснащены многие специализированные лаборатории.
Способ осуществляется следующим образом. Больным с диагнозом «COVID-19, двусторонняя полисегментарная вирусная пневмония» с объемом поражения легких более 25% и с повышением ферритина крови внутримышечно вводится 500 мг дефероксамина. После введения дефероксамина моча собирается в течение 24 часов в чистую емкость, перемешивается, и 50 мл отливается в стерильный пластиковый контейнер с закручивающейся крышкой. Концентрация железа в моче определяется методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. При концентрации железа в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа у больного.
Пример 1. Больной Г., 1964 г.р., с 19.10.2020 г. находился на стационарном лечении в СПб ГБУЗ городская больница №38 с диагнозом «COVID-19 (U 07.2), тяжелое течение. Внебольничная двухсторонняя полисегментарная пневмония, ДН II, КТ 3». При компьютерном томографическом исследовании легких - признаки двухсторонней полисегментарной вирусной пневмонии тяжелой степени (КТ 3). Объем поражения легких до 70%. 26.10.2020 г. у больного выявлено повышение уровня ферритина - 550 нг/мл (норма 20-350 нг/мл). 27.10.2020 больному проведена диагностика нарушений обмена железа заявляемым способом. В моче обнаружено железо в концентрации 1532 мг/л (норма 60-1000 мг/л). У больного с COVID-19 диагностировано тяжелое нарушение обмена железа. 30.10.2020 г. больной умер.
Пример 2. Больная Р. 1952 г.р., с 31.10.2020 г. находилась на стационарном лечении в СПб ГБУЗ городская больница №38 с диагнозом «COVID-19 (U 07.2), тяжелое течение. Внебольничная двухсторонняя полисегментарная вирусная пневмония, ДН 0, КТ 4». При компьютерном томографическом исследовании легких - признаки двухсторонней полисегментарной вирусной пневмонии с признаками отека (КТ 4). При визуализации объем поражения легких более 75%. 10.11.2020 г. у больной выявлено повышение уровня ферритина - 550 нг/мл (норма 10-150 нг/мл). 10.11.2020 больной проведена диагностика нарушений обмена железа заявляемым способом. В моче обнаружено железо в концентрации 793 мг/л. У больной не диагностировано тяжелое нарушение обмена железа. 25.11.2020 г. больная, в связи с улучшением состояния, переведена на отделение.
Заявляемый способ диагностики нарушений обмена железа доступен для применения в клинической практике, безопасен и прост в применении.
Проведение диагностики по предложенному способу позволяет своевременно диагностировать тяжелое нарушения обмена железа у больных с COVID-19 и начать комплекс лечебных мероприятий, направленных на коррекцию выявленных нарушений.
Способ диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19, заключающийся в определении в организме больного не связанного с трансферрином железа (NTBI), отличающийся тем, что после внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой и при ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа.
