Способ прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки. Определяют индекс аутофлюоресценции кожи (ИАФ) с помощью анализатора конечных продуктов гликирования. Определяют соотношение коллагена I и III типа (CK) в гистологических препаратах кожи пациента. Генотипируют полиморфизм гена rs2009262 EFEMP1 в венозной крови методом ПЦР в режиме реального времени. Вычисляют величину риска развития грыжи Р по формуле Р=1/(1+е^-y), где е - математическая константа, равная 2,72, y=-5,419+3,715*ИАФ-0,685*CK-1,732*EFEMP1. При значении Р выше 71 % прогнозируют высокий риск развития грыжи передней брюшной стенки. Способ обеспечивает эффективное прогнозирование риска развития грыжи передней брюшной стенки за счет расчета вероятности наступления события с помощью бинарной логистической регрессии независимых переменных. 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу прогнозирования вероятности развития грыжи передней брюшной стенки.

Прогноз заболевания занимает ведущее место в медицине. Врачи используют характеристики пациента и заболевания для выбора тактики лечения пациента и прогнозирования результатов лечения пациента. Разработка прогностических моделей позволяет идентифицировать переменные, влияющие на прогнозирование риска развития заболевания, и использовать эти многочисленные факторы риска систематическим, воспроизводимым способом в соответствии с методами, основанными на фактических данных. Диагностика риска столь же необходима для профилактики, сколь диагностика болезни необходима для лечения. Главной задачей прогностической модели риска развития заболевания является предоставление количественных знаний о вероятности развития и исходов заболевания в определенной популяции пациентов. С помощью многофакторной модели данных, используя комбинации нескольких этиологических факторов пациента, возможно, спрогнозировать возникновение заболевания. Такие модели, с высокой достоверностью, разрабатываются на основе сочетания предварительных знаний о заболевании с обоснованным использованием статистических методов.

За прототип предлагаемого изобретения выбран известный способ прогнозирования риска развития сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с нейроциркуляторной дистонией с признаками дисплазии соединительной ткани (Патент РФ 2597797 МПК G01N 33/48 (2006.01) 2016 г.).

Основной недостаток прототипа заключается в том, что в венозной крови определяют уровень антител к коллагенам второго и третьего типа, затем вычисляют коэффициент прогнозирования вероятности развития заболеваний сердечно - сосудистой системы по формуле, не учитывая, идентификацию генетических факторов риска сердечно - сосудистой патологии.

В предлагаемом нами способе в качестве независимых переменных из всех исследуемых этиологических факторов грыж передней брюшной стенки нами выбраны не только, соотношение коллагенов, как в прототипе, а также индекс аутофлюоресценции кожи, отображающий содержание конечных продуктов гликирования в коже человека и максимально ассоциированный полиморфизм с грыжами передней брюшной стенки rs2009262 EFEMP1. В отличие от прототипа исследование соотношения коллагена вычислялось между I и III типом коллагена, у пациента выполнялась биопсия участка кожи на передней брюшной стенки, с последующим изготовлением гистологических препаратов, которые окрашивались пикросириусом красным и микроскопическим исследованием соотношения коллагена I и III типа в поляризационном свете. В разработанном способе в отличие от прототипа в венозной крови выделяли геномную ДНК стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции и выполняли генотипирование полиморфизма rs2009262 EFEMP1 методом ПЦР в режиме реального времени путем дискриминации аллелей с помощью TaqMan-зондов. В отличие от прототипа вероятность наступления события (Р), в процентах, рассчитывали в программе Statistica по фомулам Р=1/(1+е^-y), где е - математическая константа равная 2,72, y=b₁*x₁+b₂*x₂+…+b_n*x_n+a, где x_i - независимые переменные, b_i - коэффициенты, расчет которых является задачей бинарной логистической регрессии, а - некоторая константа, расчет которой также является задачей бинарной логистической регрессии. Процент риска интерпретировали при помощи шкалы нозологических рисков.

Техническим результатом изобретения является создание способа для прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки.

Технический результат достигается с помощью анализатора конечных продуктов гликирования, которым измеряли индекс аутофлюоресценции кожи у людей, затем выполняли забор биопсии кожи и венозной крови, участки кожи фиксировались в парафиновые блоки, из которых изготавливали гистологические препараты кожи пациентов, с окрашиванием их пикросириусом красным и микроскопическим исследованием соотношения коллагена I и III типа в поляризационном свете, в венозной крови выделяли геномную ДНК стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции и выполняли генотипирование полиморфизма rs2009262 EFEMP1 методом ПЦР в режиме реального времени путем дискриминации аллелей с помощью TaqMan-зондов, полученные значения независимых переменных, в программе Statistica, индекс аутофлюоресценции кожи, соотношение коллагена I и III типа, генотип полиморфизма rs2009262 EFEMP1, вставляли в разработанные формулы расчёта вероятности риска развития грыжи передней брюшной стенки (Р)

y = -5,419+ 3,715*ИАФ -0,685*CK -1,732*EFEMP1, где -5,419 - константа;

3,715- коэффициент ИАФ, ИАФ - индекс аутофлюоресценции кожи, -0,685 - коэффициент CK, СК - соотношение коллагена I и III типа, -1,732 - коэффициент EFEMP1, EFEMP1 - полиморфизм rs2009262 EFEMP1.

Р=1/(1+е^-y), где е - математическая константа равная 2,72.

Полученную величину риска развития грыжи интерпретировали с помощью шкалы нозологических рисков, при значении выше 71% считали высокий риск развития грыжи передней брюшной стенки.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЛСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

В группу исследования вошел 61 пациент, находившийся на лечении в клинике кафедры хирургических болезней № 1 на базе отделения общей хирургии Курской областной многопрофильной клинической больницы. 30 пациентов с грыжами передней брюшной стенки и 31 пациент без грыж передней брюшной стенки и признаков дисплазии соединительной ткани. У всех пациентов в исследуемые переменные (этиологические факторы) были включены: пол, возраст, индекс массы тела, наличие грыжи в анамнезе, наличие грыжи у близких родственников, соотношение коллагена I и III типа, индекс аутофлюоресценции кожи и два максимально ассоциированых с грыжами передней брюшной стенки полиморфизма генов регуляторов гомеостаза соединительной ткани rs2009262 EFEMP1 и rs3809060 WT1. Индекс массы тела (I) рассчитывался стандартно по формуле I = m/h², где m - масса тела в килограммах, h - рост в метрах. Для подсчета соотношения коллагена I и III типа, каждому пациенту выполнялась биопсия кожи передней брюшной стенки, участки кожи фиксировались в парафиновые блоки, из которых изготавливали гистологические препараты, с окрашиванием их пикросириусом красным, изображения препаратов, которые выполнялись цифровой окулярной камерой на микроскопе, обрабатывали с помощью программы для анализа и обработки изображений ImageJ. Соотношение коллагена I и III типа определялось соотношением красного и зеленого цветов, которые в поляризационном свете означают коллагена I (красный цвет) и III (зеленый цвет) типа. Индекс аутофлюоресценции кожи у пациентов измеряют с помощью анализатора конечных продуктов гликирования (производства компании DiagnOptics, Netherlands), метод основан на измерении интенсивности эндогенной флуоресценции некоторых модифицированных в результате гликирования белков кожи (коллагена, эластина). Индекс рассчитывался анализатором автоматически и результат выводился на дисплей анализатора. Для получения более точного результата индекса аутофлюоресценции кожи, исследование осуществлялось на неповрежденном участке кожи внутренней поверхности предплечья, шесть раз (каждые 15 сек), после чего считался средний показатель. Для определения полиморфизмов rs2009262 EFEMP1 и rs3809060 WT1 у пациентов осуществлялся забор венозной крови. Геномную ДНК выделяли стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции. Генотипирование полиморфизмов rs2009262 EFEMP1 и rs3809060 WT1 проводилось методом ПЦР в режиме реального времени путем дискриминации аллелей с помощью TaqMan-зондов на амплификаторе CFX96 Bio-Rad (США) с использованием праймеров и зондов, синтезированных компанией Синтол (Москва). Структура праймеров и зондов и условия генотипирования представлены в таблице 1. При выявлении генотипа ТТ гена rs2009262 EFEMP1, который являлся рисковым для развития грыжи передней брюшной стенки считали это значение за 1, а генотип СС и гетерозиготы гена rs2009262 EFEMP1 за 0.

Для определения значимых переменных вначале проводился корреляционный анализ исследуемых переменных. Интерпретация коэффициента корреляции была осуществлена исходя из уровня силы связи: r>0,01≤0,29 - слабая положительная связь, r>0,30≤0,5 - умеренная положительная связь, r>0,5≤0,7 - связь значительная, r>0,70≤1,00 - сильная положительная связь, r>-0,01≤-0,29 - слабая отрицательная связь, r>-0,30≤-0,5 - умеренная отрицательная связь, r>-0,5≤-0,7 - связь значительная, r>-0,70≤-1,00 - сильная отрицательная связь. Также важна была и интерпретация p-уровня коэффициента корреляции, p-уровень корреляции дифференцируется на три уровня: - p≤0,05>0,01 - низкая статистическая значимость, - p≤0,01>0,001 - средней силы статистическая значимость, - p≤0,001 - высокая статистическая значимость. В исследуемых переменных наблюдалась значительна связь диагноза грыжа с полиморфизмом rs2009262 EFEMP1 и индексом аутофлюоресценции кожи, умеренная отрицательная связь с диагнозом грыжа и соотношением коллагена I и III, во всех связях переменных отмечалась высокая статистическая значимость таблица 2. Остальные исследуемые переменные в исследуемой выборке имели слабые связи с диагнозом грыжа передней брюшной стенки.

Вероятность наступления события (Р), в нашем случае грыжа передней брюшной стенки, рассчитывали с помощью бинарной логистической регрессии независимых переменных, выбранных программой. Все расчеты проводили в программе Statistica Ultimate Academic 13. В результате работы программы из всего списка этиологических факторов (пол, возраст, индекс массы тела, наличие грыжи в анамнезе, наличие грыжи у близких родственников, соотношение коллагена I и III типа, индекс аутофлюоресценции кожи и два полиморфизма генов регуляторов гомеостаза соединительной ткани rs2009262 EFEMP1 и rs3809060 WT1), которые ей были предложены, программа отобрала три независимых переменных, как и в корреляции, ими оказались: индекс аутофлюоресценции кожи, соотношение коллагена I и III типа и полиморфизм rs2009262 EFEMP1. Остальные переменные в нашей выборке влияли на исход не значительно. По формулам, y = -5,419 + 3,715*ИАФ -0,685*CK -1,732*EFEMP 1, где -5,419 - константа; 3,715- коэффициент ИАФ, ИАФ - индекс аутофлюоресценции кожи; -0,685 - коэффициент CK, СК - соотношение коллагена I и III типа; -1,732 - коэффициент EFEMP 1, EFEMP1 - полиморфизм rs2009262 EFEMP1. Р=1/(1+е^-y), где е - математическая константа равная 2,72, вычисляли величину риска развития грыжи (P), которую интерпретировали с помощью шкалы нозологических рисков (таблица 2) при значении выше 71% считали высокий риск развития грыжи передней брюшной стенки.

Клинический пример 1

Больная К. 39 лет поступила в отделение общей хирургии в плановом порядке с диагнозом Невправимая пупочная грыжа. Из сопутствующих заболеваний у пациентки: Хроническое заболевание вен. Варикозная болезнь нижних конечностей, стадия декомпенсации без трофических расстройств обеих нижних конечностей. Пациентке выполнено исследование аутофлюоресценции кожи анализатором конечных продуктов гликирования, среднее значение индекса равнялось 3,07, после 6 измерений. Соотношение коллагена I и III типа в коже пациентки было 0,2. У пациентки выявлен генотип ТТ гена rs2009262 EFEMP1. Применив полученные коэффициенты независимых переменных в программе Statistica рассчитана вероятность риска развития грыжи передней брюшной стенки y = -5,419 + 3,715*ИАФ - 0,685*CK - 1,732*EFEMP1, P =1/(1+е^-y) (P= 98,4 %). Данный показатель по шкале нозологических рисков относился к манифестации заболевания, что означало очень высокий риск рецидива грыжи. Пациентке выполнено грыжесечение с эндопротезированием передней брюшной стенки методом sublay. С целью профилактики рецидива грыжи и коллагенстимуляции пациентке в послеоперационном периоде назначена аскорбиновая кислота в таблетках 200 мг х 3 р/д на 1 мес. Так же рекомендовано в весенний период повторять терапию аскорбиновой кислотой с такой же дозировкой и длительностью применения. Послеоперационный период протекал без осложнений. В раннем и позднем послеоперационном периоде экссудативных образований области эндопротезирования передней брюшной стенки не наблюдалось. У пациентки на протяжении 7 летнего наблюдения образования других грыж передней брюшной стенки и рецидива пупочной грыжи не наблюдалось. Проходя ежегодно опрос качества жизни после операции, пациентка отмечала высокие показатели качества жизни.

Клинический пример 2

Больная З. 56 лет поступила в отделение общей хирургии в плановом порядке с диагнозом Вправимая пупочная грыжа. Из сопутствующих заболеваний у пациентки: Гипертоническая болезнь II ст. Пациентке выполнено исследование аутофлюоресценции кожи анализатором конечных продуктов гликирования, среднее значение индекса равнялось 1,63 , после 6 измерений. Соотношение коллагена I и III типа в коже пациентки было 0,7. У пациентки выявлено наличие генотипа СС гена rs2009262 EFEMP1. Применив полученные коэффициенты независимых переменных в программе Statistica рассчитана вероятность риска развития грыжи передней брюшной стенки y = -5,419 + 3,715*ИАФ - 0,685*CK - 1,732*EFEMP1, P =1/(1+е-^y) (P= 53,9 %) . Данный показатель по шкале нозологических рисков относился к актуальному риску заболевания, что означало невысокий риск рецидива грыжи. Пациентке выполнено грыжесечение с эндопротезированием передней брюшной стенки методом sublay. Учитывая степень риска профилактики рецидива грыжи не назначалась. Послеоперационный период протекал без осложнений. В раннем и позднем послеоперационном периоде экссудативных образований области эндопротезирования передней брюшной стенки не наблюдалось. В течение 5 летнего наблюдения пациентки образования других грыж передней брюшной стенки и рецидива пупочной грыжи не наблюдалось. Ежегодный опрос качества жизни пациента после операции, показал высокий уровень качества жизни.

Клинический пример 3

Больной С. 32 лет поступил в отделение общей хирургии в плановом порядке с диагнозом Невправимая грыжа белой линии живота. Сопутствующих заболеваний у пациента не выявлено. Пациенту выполнено исследование аутофлюоресценции кожи анализатором конечных продуктов гликирования, среднее значение индекса равнялось 1,41, после 6 измерений. Соотношение коллагена I и III типа в коже пациента было 3,2. У пациента выявлено наличие генотипа СС гена rs2009262 EFEMP1. Применив полученные коэффициенты независимых переменных, в программе Statistica рассчитана вероятность риска развития грыжи передней брюшной стенки y = -5,419 + 3,715*ИАФ - 0,685*CK - 1,732*EFEMP1, P =1/(1+е-^y) (P= 6,6 %) . Данный показатель по шкале нозологических рисков относился к исходному риску заболевания. Этот показатель означал очень низкий риск рецидива и образования грыжи. Пациенту выполнено грыжесечение с аутопластикой местными тканями. Послеоперационный период протекал без осложнений. В течение 10 летнего наблюдения образования других грыж передней брюшной стенки и рецидива грыжи белой линии не наблюдалось. При ежегодном опросе у пациента качества жизни после операции, отмечались высокие показатели качества жизни.

Таблица 1
Переменная		Диагноз грыжа
EFEMP 1	Коэффициент корреляции	0,542**
	Знч. (2-сторон)	,000
N	61
ИАФ	Коэффициент корреляции	0,603**
	Знч. (2-сторон)	,000
N	61
CK	Коэффициент корреляции	-0,421**
	Знч. (2-сторон)	,000
N	61

** -Корреляция значима на уровне 0.01 (2-сторонняя).

Таблица 2
Величина риска(%)	Интерпретация величины риска
91-100	Манифестация
81-90	Летентные процессы
71-80	Высокие риски
51-70	Актуальные риски
31-50	Низкие риски
0-30	Исходные риски

Таким образом, предлагаемым способом достигается:

- возможность прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки;

- ранняя диагностика рецидива грыжи;

- первичная профилактика развития грыжи передней брюшной стенки с назначением коллагенстимуляторов, как при дисплазии соединительной ткани;

- персонализированный подход к оперативному лечению пациентов: превентивное эндопротезирование передней брюшной стенки пациентам, которым выполняется лапаротомия, использование герниоимплантатов с коллагенстимулирующим покрытием при грыжесечении.

Предлагаемый способ рекомендуется использовать в медицинских учреждениях для прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки, их ранней диагностики и профилактики.

Способ прогнозирования риска развития грыжи передней брюшной стенки, включающий забор венозной крови у пациента, отличающийся тем, что вначале определяют индекс аутофлюоресценции кожи с помощью анализатора конечных продуктов гликирования, затем определяют соотношение коллагена I и III типа в гистологических препаратах кожи пациента, окрашенных пикросириусом красным, с помощью микроскопии в поляризационном свете, далее генотипируют полиморфизм гена rs2009262 EFEMP1 в венозной крови методом ПЦР в режиме реального времени путем дискриминации аллелей с помощью TaqMan-зондов, по формулам бинарной логистической регрессии выявленных независимых переменных Y=-5,419+3,715*ИАФ-0,685*CK-1,732*EFEMP1, где -5,419 - константа, 3,715 - коэффициент ИАФ, ИАФ - индекс аутофлюоресценции кожи, рассчитанный как средний показатель аутофлюоресценции кожи в шести последовательных измерениях каждые 15 с, -0,685 - коэффициент CK, СК - соотношение коллагена I и III типа, -1,732 - коэффициент EFEMP1, EFEMP1 - полиморфизм rs2009262 EFEMP1, генотипу ТТ присваивают значение 1, а генотипу СС и гетерозиготам гена rs2009262 EFEMP1 присваивают значение 0, вычисляют величину риска развития грыжи Р по формуле: Р=1/(1+е^-y), где е - математическая константа, равная 2,72, полученную величину риска развития грыжи Р интерпретируют с помощью шкалы нозологических рисков и при значении Р выше 71 % прогнозируют высокий риск развития грыжи передней брюшной стенки.