Цереброваскулярные нарушения являются распространенной и частой причиной смертности населения во всем мире [4]. Проявлением этих нарушений является атеросклеротическое поражение сосудистого русла. Доля смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в России достигает 56 % [1, 2]. Это свидетельствует о низкой выявляемости, поздней обращаемости пациентов и, как следствие, развитии стойких изменений в сосудистой стенке, приводящих к инвалидизации и смертности населения.
В связи с этим исследование механизмов развития поражения сосудистой стенки является важным этапом создания новых эффективных методов профилактики и лечения сосудистых нарушений [3, 7]. Актуальной становится задача поиска современных механизмов ранней диагностики сосудистых изменений, что значительно повысит показатели медицинской реабилитации, профилактики и качество жизни больных с сосудистой патологией.
В настоящее время в основу лабораторной диагностики поражений сосудистой стенки положено изменение маркеров дисли- попротеинемии, воспаления и эндотелиальной дисфункции. По данным литературы [8], изменения уровней липопротеинов не объясняют всех случаев риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ): 50 % всех коронарных приступов и инсультов происходят в отсутствии гиперхолестеринемии, а 20 % всех сердечно-сосудистых событий происходит при отсутствии какого-либо из основных факторов сердечно-сосудистых рисков [5].
В последние годы особое внимание уделяют исследованию диагностической эффективности определения уровня молекулярных маркеров, характеризующих функциональное состояние эндотелиаль- ной выстилки сосудистого русла. В связи с этим привлекают внимание моноцитарный хемоатрактант - 1 (МСР-1) и фактор роста эндотелия сосудов (ФРЭС), которые отражают взаимосвязанные, но разные стороны патологических процессов, происходящих при сосудистых нарушениях [6].
Целью исследования явилось определение диагностического значения уровня молекулярных маркеров в сыворотке крови при атеросклеротическом поражении сосудистого русла у больных с хронической ишемией 1-2 степени (ХИГМ 1-2 ст.) и сахарным диабетом 1-2 типа (СД 1-2 типа), осложненным диабетической ретинопатией (ДР).
Материалы и методы исследования
Проведено обследование 89 пациентов с ХИГМ 1-2 ст., в возрасте от 28 до 60 лет и 120 пациентов (240 глаз) с СД 1-2 типа, осложненным ДР в возрасте от 18 до 60 лет. Больные находились на обследовании и лечении в клиниках ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России.
Неврологический и эндокринологический статусы оценивались по общепринятой схеме.
Группу сравнения составили 18 лиц в возрасте от 18 до 60 лет без клинических проявлений сосудистой патологии.
Критериями включения в группе сравнения было: возраст от 18 до 60 лет, не имеющими СД 1-2 типа и его осложнения, с нормальными значениями артериального давления, а также добровольное согласие людей на участие в исследованиях.
Критерии исключения: возраст старше 60 лет, почечная и печеночная недостаточность, эндокринные нарушения, инфекционные заболевания, энцефалопатии несосудистого генеза, онкологические процессы, экзо-/эндогенная интоксикация, неврологические проявления остеохондроза позвоночника, церебральные жалобы, сосудистые заболевания в анамнезе, признаки хронической церебральной ишемии, нарушение толерантности к глюкозе, алкоголизм.
Исследование липидного профиля (холестерин - ХС, холестерин окисленный липопротеинов низкой плотности - ХС-оЛПНП, холестерин липопротеинов высокой плотности - ХС-ЛПВП, триацилглицериды - ТАГ), С - реактивный белок (СРБ) проводились в сыворотке крови с использованием наборов фирмы DiaSys Diagnostic Systems GmbH, Germany;
Исследование содержания цитокинов (ИЛ-6, МСР-1), эндотелиина-1, фактора роста эндотелия сосудов (ФРЕС) в сыворотке крови было проведено методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием тест-систем и реактивов фирм «Вектор-Бест», «Новосибирск» РФ, Biosource, Europe S.A на иммуноферментном анализаторе Stat- Fax - 2100;
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакетов компьютерных программ Statistica v6.0 (StatSoft Inc.), SPSS 13.0 for Windows Office Excel 2007. Закономерности изменения содержания молекулярных маркеров в биоматериале исследовали методами описательной статистики (непараметрическая статистика с расчетом медианы, квартильного размаха, уровня достоверности различия между группами обследованных по критерию Манна - Уитни).
Все исследования были проведены на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского» Минздравсоцразвития России.
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты исследований маркеров дис- липопротеинемии и воспаления в сыворотке крови больных с ХИГМ 1-2 ст. и СД 1-2 типа показали, что некоторые изучаемые показатели (ХС, ХС-оЛПНП, ИЛ-6) относительно группы сравнения изменяются незначительно, но не во всех обследованных группах.
Таблица 1. Динамика изучаемых показателей у больных с ХИГМ 1-2 ст. и СД 1-2 типа
|
Изучаемые показатели |
Референтные значения |
Группа сравнения |
Больные с СД 1-2 типа |
Больные с ХИГМ 1-2 ст. |
|
ХС (ммоль/л) |
3,0-5,5 |
5,44 ± 1,12 |
7,43 ± 2,357** |
4,7 ± 1,048 |
|
ТАГ(ммоль/л) |
0-1,71 |
1,75 ± 0,83 |
1,09 ± 0,67 |
1,69 ± 0,68 |
|
ХС-оЛПНП (ммоль/л) |
1,68-4,53 |
3,667 ± 1,075 |
5,56 ± 2,42** |
5,64 ± 1,74** |
|
ХС-ЛПВП (ммоль/л) |
0,8-2,2 |
1,31 ± 0,38 |
1,57 ± 0,38** |
1,07 ± 0,28 |
|
Эндотелин-1 (фмольмл) |
0,26-0,34 |
0,82 ± 0,95* |
5,68 ± 3,84** |
1,82 ± 0,66** |
|
СРБ (мг/мл) |
0-10 |
0,6 ± 0,37 |
4,41 ± 3,84** |
4,6 ± 0,52** |
|
ИЛ-6(пг/мл) |
0-10 |
2,8 ± 1,78 |
33,99 ± 24,21** |
2,63 ± 1,15 |
Максимальное увеличение показателей (ХС, ХС-оЛПНП, эндотелин-1, ИЛ-6), относительно референтных величин, отмечается в группе, которая представлена больными с СД, осложненным ДР. У больных с ХИГМ 1-2 ст. нарастает, по сравнению с нормальными значениями, только ХС-оЛПНП и эн- дотелин-1. Можно считать, что длительное воздействие на эндотелий повреждающих агентов (свободно-радикальное окисление липидов) ведет к изменению спектра выделяемых им веществ с усилением синтеза одних и торможением продукции других (табл. 1). Именно с активацией процессов перекисного окисления липидов, многие авторы связывают повышенное содержание в кровотоке ХС-оЛПНП [9]. В частности, наблюдаемое повышенние ХС-оЛПНП у всех обследованных больных приводит в последующем к развитию атеросклеротического поражения артерий сосудистого русла.
Примечание: результаты представлены в виде средних значений ± - стандартная ошибка; * - статистически значимое отличие (р < 0, ** - статистически значимое отличие (р < 0,01) по сравнению с референтными значениями; ** - статистически значимое отличие по сравнению со значениями показателей группы сравнения
Нами обнаружено выраженное увеличение содержания эндотелина - 1, (см. табл. 1) во всех обследованных группах, относительно референтных данных и группы сравнения. Увеличения содержания эндотелина-1 у лиц группы сравнения свидетельствует, по нашему мнению, о наличии у них нарушений в сосудистой стенке, протекающих без клинических проявлений. Других значимых изменений исследуемых лабораторных показателей в группе сравнения выявлено не было.
Из табл. 1 видно, что нарастание содержания СРБ у больных с ХИГМ 1-2 ст. и у больных СД 1-2 типа свидетельствует о наличии слабого воспалительного процесса (Verma, S. 2005).
Учитывая важную роль МСР-1 и ФРЭС в развитии ранних атеросклеротических изменений и в их прогрессировании, нами проведено исследование этих показателей для выявления их роли в формировании сосудистых расстройств (табл. 2).|
Таблица 2. Динамика МСР - 1 и ФРЭС у больных с ХИГМ 1-2 ст. и СД 1 и 2 типа
|
Примечание : результаты представлены в виде средних значений ± - стандартная ошибка; * - статистически значимое отличие (р < 0,05) по сравнению со значениями показателей группы сравнения.
Нами выявлено достоверное увеличение ФРЭС в образцах сывороток крови больных во всех обследованных группах, по отношению к группе сравнения. Аналогичные изменения обнаружены нами и с МСР-1.
Для выявления маркеров, с максимальной чувствительностью и специфичностью участвующих в формировании эндотели- альной дисфункции при изучаемой патологии, был проведен ROC-анализ.
ROC-анализ включает в себя построение характеристических кривых, на которых ось Y отражает чувствительность показателя, а ось X - 100 % специфичность (рис. 1). Диагностический маркер рассматривается как эффективный при нижней границе доверительного интервала площади > 0,5 значения достоверности р < 0,05 (нулевая гипотеза - площадь под кривой равна 0,5). ROC-анализ дает представление об интегральной диагностической эффективности, позволяя отобрать наиболее значимые маркеры и отсеять малоинформативные, кроме того, ROC-анализ количественного диагностического признака позволяет выбрать оптимальный диагностический уровень маркера, основанный на подборе чувствительности и специфичности.
Площадь под кривой к 1 не приближается, низкие показатели статистической достоверности (табл. 3), указывают на то, что эндотелин-1 диагностически не значим при изучаемой патологии. При определении диагностического уровня при патологии ХИГМ 1-2 ст. этот показатель дает относительно низкую чувствительность и специфичность (рис. 2).
ROC - кривая эндотелина - 1 при ХИГМ 1-2 степени
1- Специфичность
Рис. 1. Чувствительность и специфичность эндотелина-1 для диагностики ХИГМ 1-2 степени относительно группы сравнения
ROC-кривая эндотелина-1 при СД 1-2 типа, осложненном ДР
1 - Специфичность
Рис. 2. Чувствительность и специфичность эндотелина-1 для диагностики СД 1-2 типа, осложненного ДР
Анализ результатов, представленных в табл. 3 показал, что близкая к 1 площадь под кривой, а также высокие значения статистической достоверности, выявлены при СД 1-2 типа. Характеристики построенной кривой, позволили нам на следующем этапе обработки данных, выделить диагностический уровень этого показателя с высокими значениями чувствительности и специфичности.
Таблица 3
Доверительный интервал эндотелина - 1, ( %) при ХИГМ 1-2 степени и СД 1-2 типа, осложненном ДР
|
Показатель |
Площадь (AUC) |
р |
95 % доверительный интервал |
|
Эндотелин - 1 ХИГМ 1-2 ст. |
0,755 ± 0,077 |
< 0,009 |
0,64 - 0,95 |
|
Эндотелин-1 СД 1-2 типа |
0,94 ± 0,033 |
< 0,001 |
0,88 - 1,01 |
Анализ диагностической эффективности ФРЭС показал достоверную значимость изучаемого показателя у обследуемых нами больных (рис. 3, 4). В обоих случаях ФРЭС обладает высокими диагностическими характеристиками (табл. 4). Следовательно, можно предположить, что реконструкция эндотелия под влиянием фактора роста при данных патологиях является более специфичной, чем активация макрофагально-мо- ноцитарного звена и, следовательно, ФРЭС быстрее реагирует на сосудистую патологию, что положительно влияет на диагностическую чувствительность.
Рис. 3. Чувствительность и специфичность ФРЭС для диагностики ХИГМ 1-2 степени
Рис. 4. Чувствительность и специфичность ФРЭС для диагностики СД 1-2 типов, осложненного ДР
Таблица 4
Доверительный интервал ФРЭС и МСР ( %) при ХИГМ 1-2 типов и СД 1-2 типа, осложненном ДР
|
Показатель |
Площадь (AUC) |
Р |
95 %-й доверительный интервал |
|
ФРЭС ХИГМ 1-2 ст. |
0,991 ± 0,011 |
< 0,001 |
0,971-1,012 |
|
ФРЭС СД 1-2 типа |
0,98 ± 0,012 |
< 0,003 |
0,85-0,98 |
|
MCP-1 ХИГМ 1-2 ст. |
0,987 ± 0,038 |
< 0,014 |
0,96-1,014 |
|
МСР-1 СД 1-2 типа |
0,7 ± 0,01 |
< 0,09 |
0,51-0,89 |
При сравнении методом ROC-анализа уровней МСР-1 при ХИГМ 1-2 степени и СД 1-2 типов, осложненном ДР относительно группы сравнения, обнаружено, что наибольшими диагностическими характеристиками МСР-1 обладает при ХИГМ 1-2 степени (см. табл. 4).
Исходя из проведенного анализа, можно предложить точки отсечения (cuf of) для эн- дотелина-1, ФРЭС и МСР-1.
В табл. 5 приведены выбранные диагностические уровни молекулярных маркеров с указанием соответствующих им показателей диагностической значимости (чувствительности и специфичности по отношению к группе сравнения).
Таблица 5
Диагностический порог, чувствительность и специфичность молекулярных маркеров при сосудистой патологии
|
Показатель |
Величина cut off (диагностический уровень) |
Чувствительность |
Специфичность |
|||
|
ХИГМ 1-2 ст. |
СД 1-2 типа |
ХИГМ 1-2 ст. |
СД 1-2 типа |
ХИГМ 1-2 ст. |
СД 1-2 типа |
|
|
Эндотелин-1 |
0,89 фмольмл |
1,15 фмольмл |
68 % |
90 % |
77 % |
92 % |
|
ФРЭС |
92,3 пг/мл |
123,4пг/мл |
98 % |
99 % |
92 % |
97 % |
|
МСР-1 |
123,9 пг/мл |
64,5 пг/мл |
96 % |
40 % |
87 % |
93 % |
Рис. 5. Чувствительность и специфичность МСР-1 для диагностики ХИГМ 1-2 степени, относительно группы сравнения
Анализ полученных нами результатов позволяет сделать вывод о том, что изучаемые нами молекулярные маркеры могут использоваться для определения степени тяжести повреждения сосудистой стенки. Особого внимания заслуживает ФРЭС, так как именно он реагирует наиболее максимально при определении диагностических уровней у больных с сосудистой патологией.
Интересным оказался факт изменения МСР-1, при СД 1 и 2 типов, осложненного ДР. МСР-1 показал высокий уровень специфичности в сыворотке крови на фоне низкой чувствительности при незначительном нарастании этого хемокина в крови. По-видимому, у больных СД 1 и 2 типов воспалительный процесс на сосудах сетчатки глаза приводит к активации моноцитарно-макрофагальной системы и подъему МСР-1. Именно здесь, в сосудах сетчатки глаза, МСР-1 играет роль клеточного посредника контроля активации и миграции различных клеток крови (моноцитов, нейтрофилов, В-лимфоцитов) к очагу воспаления. Возможно, это один из универсальных механизмов ответной реакции сосудистой стенки.
В связи с этим при исследовании уровня МСР-1 в биологической жидкости глаз: слезной жидкости, стекловидном теле, он будет иметь очень высокую чувствительность и специфичность.
1 - Специфичность 1 - Специфичность
Рис. 6. Чувствительность и специфичность ФРЭС для диагностики СД 1-2 типов, осложненного ДР
Высокие значения диагностических уровней эндотелина-1 свидетельствуют о признаках нарушения функционального состояния эндотелия, а также его дисфункции как при ХИГМ 1-2 степени, так и при СД 1-2 типа, что подтверждается повышением уровня ФРЭС.
ФРЭС оказался наиболее чувствительным и специфичным фактором, концентрация которого в крови увеличивается при наличии воспалительного процесса, сопровождающегося повышенной пролиферацией и реорганизацией микроциркуляторного русла.
Выводы
- ФРЭС является значимым маркером для оценки сосудистой патологии.
- Уровень эндотелина-1 служит дополнительным показателем сосудистой патологии и должен использоваться совместно с более специфичными маркерами, а в частности с ФРЭС.
- МСР-1 можно использовать только как дополнение с более специфичными маркерами.
Рецензенты:
- Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, зам. директора по научной работе ФГУ «СарНИ- ИТО», г. Саратов;
- Бородулин В.Б., д.м.н., профессор, зав. кафедрой биохимии ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрав- соцразвития России.
Работа поступила в редакцию 09.06.2011.