Способ прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом
Владельцы патента RU 2750024:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области медицины, в частности к отоларингологии и лабораторной диагностике, и предназначено для прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом. C помощью математической модели на основании трех достоверных информативных лабораторных показателей: IL-8, IL-17 и IL-18 осуществляют комплексную математическую оценку показателей по формуле y=0,05669×x1+0,2550×x2-0,0005×x3+0,0066, где у - наличие развития среднего отита у больных риносинуситом, х1 - IL-8, пг/мл, х2 - IL-17, пг/мл, х3 - IL-18, пг/мл. При значении у=0-0,49 прогнозируют отсутствие развития среднего отита у больных риносинуситом. При значениях y=0,5 и выше прогнозируют развитие среднего отита у больных риносинуситом. Изобретение обеспечивает создание эффективного и точного способа прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом, что позволяет более персонализировано подойти к терапии больных. 2 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к отоларингологии и лабораторной диагностике, и предназначено для прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом.
Риносинусит (РС) - это воспаление слизистой оболочки носа и околоносовых пазух, характеризующееся двумя или более симптомами. РС является одним из наиболее распространенных заболеваний верхних дыхательных путей, поражающий каждого восьмого пациента в год среди взрослого населения. В настоящее время признается существенная роль измененной иммунологической реактивности организма больного в патогенезе различных форм РС (Свистушкин В.М, Шевчик Е.А. Топическая антибактериальная терапия в практике отоларинголога. Медицинский совет, №8, 2019 г., с.10-17; Гукасян Е.Л. Новые возможности диагностики риносинусита. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, г. Москва, 2019 г., 25 с.). Вследствие этого, от характера иммунных нарушений зависит не только клиническое течение, но и длительность заболевания, а также возможность осложненного течения РС, в частности средним отитом.
Острый средний отит (ОСО) - это острый инфекционно-воспалительный процесс слизистой оболочки среднего уха (Свистушкин В.М., Морозова С.В., Волкова К.Б. Рациональное решение проблемы местного симптоматического лечения при остром среднем отите. Медицинский совет, №8, 2018, с.42-45). Средний отит является одним из самых распространенных заболеваний среди всех нозологий ЛОР-органов. В структуре оториноларингологической патологии доля острых воспалительных заболеваний среднего уха составляет до 20% (Еремеева К.В., Будейкина Л.С. Особенности топической терапии острого среднего отита. Медицинский совет, №8, 2017, с.84-86). В основе патогенеза ОСО лежит классический ответ иммунной системы на повреждение инородными агентами (бактерии, вирусы), которые, попадая на слизистую оболочку полости носа, глотки, устья слуховой трубы, запускают каскад последовательных реакций (Крюков А.И., Кунельская Н.Л., Ивойлов А.Ю., Гаров Е.В. Гарова Е.Е., Яновский В.В. Новые тенденции в лечении острого неосложненного среднего отита у взрослых с позиций доказательной медицины. Медицинский совет, №7 2013, с.36-40).
В последние годы доказана роль цитокинов в определении характера течения патологического процесса и развитии реакций иммунологической защиты в ответ на внедрение патогенов при гнойных инфекциях ЛОР-органов. Данные регуляторные молекулы осуществляют важную роль в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета, обеспечивают их взаимосвязь, контролируют воспаление и многие другие жизненно важные процессы (Орадова А.Ш., Устенова Г.О., Стабаева Г.С. Методы исследования цитокинов (обзорная статья). Medicine, №10, 2014 г., с.84-87; Байке Е.В., Уразова О.И. Цитокиновый профиль крови в зависимости от полиморфизма генов цитокинов у больных хроническим гнойным средним отитом. Бюллетень сибирской медицины. 2018; 17 (1); с.24-35).
Доказана ключевая роль интерлейкина-8 (IL-8), интерлейкина-17 (IL-17), интерлейкина-18 (IL-18) в патогенезе риносинуситов и средних отитов (Баранова Н.И., Шкурова Н.А., Федин А.В. Особенности микробного пейзажа, активности системы фагоцитоза и профиля ключевых цитокинов у больных с риноситами и средними отитами на фоне сахарного диабета 2 типа. Известия высших учебных заведений поволжский регион. 2020; №2(54), с.5-14).
IL-8 является основным хемоаттрактантом для нейтрофилов, которые первыми появляются в очаге воспаления и отвечают за элиминацию микроорганизмов. Именно поэтому, пристальное внимание исследователей привлекает изучение роли данного цитокина, прежде всего в регуляции развития местного воспалительного процесса, а затем и регенерации тканей. В большинстве работ указывается на повышенное содержание цитокина IL-8 в очаге воспаления, в т. ч. при ЛОР-патологии (Варюшина Е.А. Провоспалительные цитокины в регуляции процессов воспаления и репарации. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, г. Санкт-Петербург, 2012 г., 256 с; Начаров П.В., Клячко Л.Л., Янов Ю.К. Цитокины в патогенезе средних отитов. Ж. Цитокины и воспаление. 2016 г. т. 15. № 1. с. 5-11.).
Кроме того, важными регуляторными молекулами являются цитокины, которые вырабатываются как эффекторными, так и регуляторными клетками, включая субпопуляцию Т-хелперы-17 (Th17). Было показано, что IL-17 обладают провоспалительной активностью, а его повышенный уровень свидетельствует о проявлении имеющейся воспалительной активности у пациентов с ЛОР-патологией (Содержание IL-8, IL-17, IL-22 и IFN-γ в назальном секрете детей с хроническим аденоидитом и рецидивирующим кариесом. Климов А.В., Климов В.В., Шустова В.А., Тазин И.Д. Медицинская Иммунология. 2015 г., т.15, с.213).
IL-18 является одним из ключевых цитокинов в формировании врожденного и адаптивного иммунного ответа. За счет того, что IL-18 стимулирует продукцию гамма-интерферона, данный цитокин играет важную роль в формировании эффективного противоинфекционного ответа (Якушенко Е.В. Интерлейкин-8: биологические эффекты и перспективы клинического применения. Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, г. Новосибирск, 2011 г., 210 с.)
Однако, несмотря на имеющиеся современные методы обследования и лечения, широкий арсенал современных антибактериальных препаратов, заболеваемость риносинуситом и средним отитом, и частота связанных с ними осложнений не только не снижается, а неуклонно растет (Гуров А.В. Особенности антибактериальной терапии острого гнойного синусита и острого гнойного среднего отита. Медицинский совет, №6, 2018, с.78-82).
Кроме того, известные стандарты лечения больных риносинуситами не отражают иммуннокоррегирующую терапию, хотя доказано, что иммунные изменения играют важную роль в патогенезе ЛОР - заболеваний (Приказ Минздрава России от 20 декабря 2012 г. № 1201н., приказ Минздрава России от 24 декабря 2012 г. № 1395н.).
Проведенными исследованиями по научно-медицинской и патентной литературе найдены различные способы прогнозирования осложнений у больных средними отитами и риносинуситами.
Известен способ определения предрасположенности пациентов к развитию экссудативного среднего отита, который заключается в определении экспрессии Toll-подобных рецепторов на моноцитах крови - TLR2, TLR4 иммунофлюоресцентным методом, и при значениях экспрессии 56,1<TLR2<71,8 и 16,2<TLR4<23,7 определяют предрасположенность пациента к развитию экссудативного среднего отита (патент РФ №2698910, МПК 01N 33/53).
Недостатком данного способа является трудоемкость метода, заключающаяся в предварительном выделение моноцитов и дальнейшем проведении анализа, а не работой с цельной кровью. Во-вторых, для интерпретации результата отсутствует математическое уравнение, с помощью которого можно было бы делать более точный прогноз.
Известен способ прогнозирования риска развития рецидива полипозного риносинусита, сущность которого заключается в определении концентрации калия в носовом секрете турбодиметрическим методом. При значении показателя концентрации калия более 11,6 ммоль/л, авторы прогнозируют высокий риск развития рецидива полипозного риносинусита и назначают превентивную терапию (патент РФ №2338205, МПК G01N 33/84).
Недостатком данного способа является не специфичность и малоинформативность, так как не осуществляется прогноз развития других ЛОР-патологий у пациентов с риносинуситом.
Известен способ прогнозирования формирования развернутой астматической триады у больных полипозным риносинуситом, отличающийся тем, что с помощью биолюминисцентного метода в крови определяют активности ферментов НАДФ-глутаматдегидрогеназы (НАДФ-ГДГ) и НАДН-лактатдегидрогеназы (НАДН-ЛДГ), и вычисляют показатель, равный соотношению активностей исследуемых ферментов НАДФ-ГДГγНАДН-ЛДГ. При значении показателя, равном или более 5,4 прогнозируют формирование развернутой астматической триады у больных полипозным риносинуситом (патент РФ №2679414, МПК G01N 33/48).
Недостатком данного способа является малодоступность и сложность исследования, как метода диагностики в клинической практике.
Существует способ определения степени тяжести риносинусита, который заключается в том, что в крови методом иммуноферментного анализа определяют цитокины интерлейкин - 1β (IL-1β) и интерлейкина - 10 (IL-10), вычисляют соотношение IL-1β/IL-10, и при значении соотношения менее 1,3 определяют легкую степень тяжести риносинусита; при значении от 1,3 до 5,5 включительно - среднюю степень тяжести риносинусита; при значении более 5,5 - тяжелую степень риносинусита (Патент РФ №2611389, МПК G01N 33/53).
Недостатком данного способа является ограниченность метода, так как определяется степень тяжести риносинусита, а не прогнозируется риск развития других патологий ЛОР-органов.
Задачей нашего изобретения является создание эффективного и точного способа прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом, что позволяет более персонализировано подойти к терапии больных.
Технический результат достигается путем создания математической модели, включающий три достоверных лабораторных показателя: IL-8, IL-17, IL-18 в сыворотке крови Установлено, что эти показатели являются высоко значимыми критериями для прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом. Способ является простым, быстровыполнимым, недорогим методом диагностики. Построенная математическая модель позволяет осуществлять прогноз развития среднего отита у больных риносинуситом, что позволит, персонализировано подходить к назначению обоснованной патогенетической терапии.
Способ реализуется следующим образом.
Забор крови в объёме 5 мл осуществляют у пациентов натощак, из кубитальной вены в вакуумные пробирки с активатором свертывания, например «Vacuette». В сыворотке крови больного методом иммуноферментного анализа определяют уровни цитокинов IL-8, IL-17, IL-18 с использованием, например, наборов реактивов ЗАО «Вектор-Бест» (Россия, Новосибирск). Приготовление растворов стандартных образцов, конъюгатов, промывочного и рабочего буфера проводят согласно инструкции к набору. Концентрацию цитокинов измеряют, например, на иммуноферментном анализаторе «Stat Fax» 3200 и выражают в пг/мл. Для прогноза развития среднего отита у больных риносинуситом, полученные значения цитокинов подставляют в математическую модель, которая имеет вид:
где у - код группы (наличие развития среднего отита у больных риносинуситом: 0 - без развития среднего отита, 1 - с развитием среднего отита), х1 - IL-8, х2 - IL-17, х3 - IL-18.
При значении: у = 0-0,49 прогнозируют отсутствие развития среднего отита у больных риносинуситом, y = 0,5 и выше - прогнозируют развитие среднего отита у больных риносинуситом.
Для разработки заявленного способа было проведено обследование 110 пациентов с риносинуситами и средними отитами на базе оториноларингологического отделения Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи имени Г.А. Захарьина» (Пенза, Россия). Далее были сформированы 2 группы: 65 больных с риносинуситом и 45 больных с риносинуситом, осложненным средним отитом.
В двух группах больных в сыворотке крови определяли уровни цитокинов IL-8, IL-17, IL-18 с использованием, наборов реактивов ЗАО «Вектор-Бест» (Россия, Новосибирск) иммуноферментным методом. Концентрацию цитокинов измеряли на иммуноферментном анализаторе «Stat Fax» 3200 и выражали в пг/мл. Статистический анализ полученных результатов исследования проводился с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA 6.0» (StatSoft Inc., США).
Математическая модель, которая позволяет прогнозировать развитие среднего отита у больных риносинуситом построена с помощью статистической обработки данных, в результате многофакторного анализа. Для решения поставленной задачи первым этапом многофакторного анализа стала оценка корреляционной связи независимых факторов-предикторов с развитием среднего отита у больных риносинуситом. Для построения модели прогноза развития среднего отита у пациентов с риносинуситом параметр, обозначающий принадлежность пациента к той или иной группе, условно был закодирован: больные риносинуситом с развитием среднего отита получили код группы «1», без развития среднего отита - «0».
В таблице 1 приведены результаты корреляционного анализа, позволяющего оценить взаимосвязь анализируемых параметров с кодом группы, а также между собой.
Таблица 1 - Результаты корреляционного анализа
| Пара переменных | Ранговые корреляции Спирмена ПД попарно удалены Отмеченные корреляции значимы на уровне p <0,05000 |
|||
| Число наблюдений | Спирмена R | t(N-2) | p-уровень | |
| Группа & IL-8 | 110 | 0,7947 | 7,0493 | 0,0000 |
| Группа & IL-17 | 110 | 0,7231 | 5,5389 | 0,0000 |
| Группа & IL-18 | 110 | -0,6070 | -4,1838 | 0,0002 |
| IL-8 & IL-17 | 110 | 0,5247 | 3,2619 | 0,0029 |
| IL-8 & IL-18 | 110 | -0,4369 | -2,6159 | 0,0140 |
| IL-17 & IL-18 | 110 | -0,5537 | -3,5183 | 0,0015 |
Корреляционный анализ показал наличие сильной прямой достоверной связи между группами пациентов риносинуситом с развитием среднего отита и без развития среднего отита и факторами IL-8 (R = 0,7947, p = 0,0000) и IL-17 (R = 0,7231, p = 0,0000) и наличие обратной связи средней силы с показателем IL-18 (R = -0,6070, p = 0,0002).
В связи с этим в модель было принято решение включить все факторы-предикторы IL-8, IL-17 и IL-18.
Следующим этапом стало построение непосредственно модели для прогноза развития среднего отита у пациентов риносинуситом методом пошагового регрессионного анализа.
Модель для прогноза развития среднего отита у пациентов с риносинуситом имеет вид:
где у - код группы (наличие развития среднего отита у больных риносинуситом: 0 - без развития среднего отита, 1 - с развитием среднего отита), х1 - IL-8, х2 - IL-17, х3 - IL-18.
В таблице 2 приведены данные дисперсионного анализа полученной регрессионной модели и оценки ее информативности. Вклад факторов, включенных в модель (Регресс. = 5,3850), составляет 71,80% от общей суммы квадратичных отклонений параметра у, а часть вклада (28,20%) вносят неучтенные (случайные) факторы (Остатки = 2,1150), что свидетельствует о степени информационной способности модели. По величине F-критерия, F = 22,0664 с уровнем значимости p=0,0000 модель можно считать значимой и достоверной.
Таблица 2 - Результаты дисперсионного анализа
| Сумма квадратов | Степень свободы | Среднее квадратичное | F | p-уровень | |
| Регресс. | 5,3850 | 3 | 1,7950 | 22,0664 | 0,0000 |
| Остатки | 2,1150 | 26 | 0,0813 | ||
| Итого | 7,5000 |
Полученная модель для прогноза развития среднего отита у пациентов с риносинуситом позволяет путем подстановки в указанную формулу значений показателей IL-8, IL-17 и IL-18 получить критерий принадлежности больных риносинустом к группе с развитием среднего отита или без развития среднего отита.
При значении: у = 0-0,49 прогнозируют отсутствие развития среднего отита у больных риносинуситом, y = 0,5 и выше - прогнозируют развитие среднего отита у больных риносинуситом.
Модель дифференциации пациентов по характеру течения заболевания имеет высокую информационную значимость (коэффициент детерминации R2=0,71800228) и статистическую ценность (F(3,26)= 22,0664 p<0,0000).
Для подтверждения этой гипотезы мы провели обследование 75 пациентов, обратившихся в оториноларингологическое отделение Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи имени Г.А. Захарьина» (Пенза, Россия). Правильный прогноз у пациентов был подтвержден в 96% случаев.
Реализация предложенного способа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Пациентка А., 65 лет, поступила в отоларингологическое отделение с жалобами на заложенность носа. Основной диагноз: острый риносинусит. Из анамнеза заболевания выяснено, что пациентка А. больна 2 недели, данные жалобы возникли после ОРВИ, применялось симптоматическое лечение. Из анамнеза жизни, известно, что пациентка А. страдает инсулинозависимым сахарным диабетом с 1987 г., были проведены оперативные вмешательства - тонзиллэктомия, имеет аллергию на анальгин. Пациентке А., была проведена эндоскопия полости носа и носоглотки, отоскопия и фарингоскопия. Объективная картина: температура тела 36,7, носовое дыхание затруднено. Пальпация и перкуссия чувствительна в области проекции левой верхнечелюстной и лобной пазухах слева. Слизистая полости носа отечна, гиперемирована, скудное гнойное отделяемое в среднем носовом ходе слева. Пальпация, перкуссия сосцевидного отростка, козелка безболезненна. Барабанная перепонка правого и левого уха серая, блестящая, опознавательные контуры выражены.
Проведено обследование пациентки А. по предложенному способу, в результате которого получены следующие показатели: IL-8 составил 7,6 пг/мл, IL-17 - 2,6 пг/мл, IL-18 - 280,5 пг/мл.
Так как полученное значение выше 0,5 прогнозируют развитие среднего отита.
Пациентке А., было назначено лечение, согласно стандартам. Но, несмотря на проведенные лечебно-профилактические мероприятия, у пациентки А., развился средний отит, что подтвердило достоверность предлагаемого нами способа.
Пример 2.
Пациентка Н., 63 года, поступила в отоларингологическое отделение с жалобами на заложенность носа, боль в проекции верхнечелюстной и лобной пазухах слева, снижение слуха в левом ухе. Основной диагноз: хронический риносинусит без полипоза носа. Из анамнеза известно, что болеет длительное время, отмечает частые обострения. Настоящее ухудшение в течение нескольких дней. Амбулаторно не лечилась. Пациентке Н., была проведена эндоскопия полости носа и носоглотки, отоскопия и фарингоскопия. Объективная картина: температура тела 36,6, носовое дыхание затруднено, пальпация, перкуссия чувствительна в области проекции верхнечелюстных пазух, слизистая полости носа отечна, гиперемирована, скудное гнойное отделяемое в среднем носовом ходе слева, пальпация, перкуссия сосцевидного отростка, козелка безболезненна. Барабанная перепонка правого и левого уха серая, блестящая, опознавательные контуры выражены.
Проведено обследование пациентки Н. по предложенному способу, в результате которого получены следующие показатели: IL-8 составил 11,3 пг/мл, IL-17 - 2,5 пг/мл, IL-18 - 145 пг/мл.
Так как полученное значение выше 0,5 прогнозируют развитие среднего отита.
Пациентке Н., было назначено лечение, согласно стандартам. Но, несмотря на проведенные лечебно-профилактические мероприятия, у пациентки Н., развился средний отит, что подтвердило достоверность предлагаемого нами способа.
Пример 3.
Пациентка Ш., 54 года, поступила в отоларингологическое отделение с жалобами заложенность носа, гнойные выделения из носа. Основной диагноз: острый риносинусит. Из анамнеза известно, что болеет непродолжительное время, применялось симптоматическое лечение. Из сопутствующих заболеваний имеется сахарный диабет 2 типа. Пациентке Ш., была проведена эндоскопия полости носа и носоглотки, отоскопия и фарингоскопия. Объективная картина: температура тела 37,1, носовое дыхание затруднено. Пальпация, перкуссия проекций ОНП безболезненна. Слизистая полости носа отечна, гиперемирована, гнойное отделяемое в средних носовых ходах. Пальпация, перкуссия сосцевидного отростка, козелка безболезненна. Барабанная перепонка правого и левого уха серая, блестящая, опознавательные контуры выражены. Проведено обследование пациентки Н. по предложенному способу, в результате которого получены следующие показатели: IL-8 составил 0,8 пг/мл, IL-17 - 0 пг/мл, IL-18 – 307,1 пг/мл.
Так как полученное значение меньше 0,5 не прогнозируют развитие среднего отита.
Пациентке Ш., было назначено лечение, согласно стандартам. Развития среднего отита не наблюдалось.
Таким образом, предложенный способ объективен, достоверен и может быть использован для прогноза развития среднего отита у больных риносинуситом, что позволяет, персонализировано подходить к терапии пациентов. Поэтому назначение пациентам дополнительно к стандартной терапии иммунотерапии будет способствовать повышению эффективности лечения, а также минимизировать риск развития осложнений у больных риносинуситом.
Способ прогнозирования развития среднего отита у больных риносинуситом, включающий обследование больных, отличающийся тем, что с помощью математической модели на основании трех достоверных информативных лабораторных показателей: интерлейкина-8 (IL-8), интерлейкина-17 (IL-17) и интерлейкина-18 (IL-18) осуществляют комплексную математическую оценку показателей по формуле: y=0,05669×x1+0,2550×x2-0,0005×x3+0,0066, где у – наличие развития среднего отита у больных риносинуситом, х1 – IL-8, пг/мл; х2 – IL-17, пг/мл; х3 – IL-18, пг/мл, причем при значении у = 0-0,49 прогнозируют отсутствие развития среднего отита у больных риносинуситом, а при значениях y = 0,5 и выше прогнозируют развитие среднего отита у больных риносинуситом.
