Н.В. Зотова, Е.Ю. Гусев, В.А. Руднов

Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, Екатеринбург

Уральская государственная медицинская академия, г. Екатеринбург

Введение

Рассмотрение сепсиса с позиций синдрома системной воспалительной реакции (ССВР) и системного воспаления требует обоснованными попытки адаптации теории для клинической практики. Критерии ССВР при их несомненной значимости, неспецифичны и в должной мере не отражают патогенетические механизмы, определяющие необратимость процесса (без интенсивной терапии), развитие СПОН и септического шока (СШ) [1, 17]. Ранее мы уже излагали свою точку зрения о том, что ССВР следует рассматривать как одну из составляющих более интегрального процесса - системного воспаления (СВ), типового патологического процесса, развитие которого можно представить в виде смены определённых фаз [2, 3, 5, 10, 11].

Согласно выдвигаемой концепции, принципиальным отличием СВ от классического воспаления является генерализация базисных механизмов воспалительного процесса, ассоциированных с очагом воспаления и предназначенных для локального, но не системного действия. При этом суть различий заключается не в наличии или отсутствии СВР, а в различных качественных характеристиках СВР в том и другом случае.

Ключевая роль в развитии СВР отводится цитокинам, острофазным белкам и другим медиаторам воспалительного ответа. Гиперцитокинемия является характерной спутницей критических состояний септической и асептической природы [14]. Однако нестабильность уровней цитокинов в крови ограничивает их использование в качестве критериев СВР [15]. Данное обстоятельство подвело нас к необходимости использования интегративного подхода - оценке содержания нескольких ключевых цитокинов - ИЛ (интерлейкинов) - 6, 8, 10, ФНОa, а также С-реактивного белка (СРБ), с последующим расчётом уровней реактивности по интегральному показателю цитокинемии, представленному ранее [4, 6, 8, 9].

ЦЕЛЬЮ представленной работы стала апробация нового методологического подхода и характеристика интегральных показателей выраженности системной воспалительной реакции как критериев оценки тяжести состояния пациентов с сепсисом.

Материал и методы исследования

В исследование включено 89 больных сепсисом, с различной локализацией первичного инфекционного очага: у 33 в лёгких, 51 в брюшной полости. У 5 пациентов сепсис возник на фоне другой локализации инфекционного воспаления (флегмона кожи, инфекционный эндокардит, метроэндометрит). Возраст пациентов варьировал от 15 до 89 лет, составляя в среднем - 44,2±17,8 г. Диагноз сепсиса устанавливался по критериям ACCP\SCCM (1992). Согласно существующей классификации [12] выделяли группы: 1. "Сепсис" - (n=53); 2."Тяжёлый сепсис" (ТС) - (n=25); 3. "Септический шок" (СШ) - (n=11).

Констатацию факта развития органно-системной дисфункции и оценку её тяжести выполняли по шкале SOFA(J-L. Vincent et al. 1996). В результате прогрессирования полиорганной недостаточности погиб 21 пациент, таким образом, в группе обследованных больных летальность составила 23,6%. Все больные находились на лечении в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) следующих ЛПУ г. Екатеринбурга - ОКБ №1, ГКБ №7 и ГКБ №33 .

У 89 пациентов в первые двое суток пребывания в ОРИТ и у 25 из них на 5-7е сутки иммунохемилюминесцентным методом (автоматический анализатор "Immulite" фирмы Siemens Medical Solutions Diagnostics, США) определяли уровни СРБ, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10 и ФНОa.

Группы сравнения: 1) контроль-1 (К-1) - практически здоровые люди в возрасте 18-55 лет (n=50, 34,1±10,4 г., мужчин - 52%); 2) контроль-2 (К-2) - пожилые люди в возрасте 60-83 лет (n=22; 68,5±5,9 г.; мужчин - 59,1%). Все они в период забора крови не имели острых и обострений хронических воспалительных заболеваний, а также выраженных признаков хронической органной недостаточности.

После получения результатов определения содержания в крови цитокинов вычисляли индекс, коэффициент и уровень реактивности. Метод расчета Коэффициента и Уровня Реактивности (КР и УР) был изложен нами ранее [4, 6].

vДля пяти медиаторов СВР: ИЛ-6, 8, 10, ФНОa и СРБ, исходя из характера количественного распределения и биологической значимости каждого из них, выделяли по 5 (6 - для ИЛ-10) сопоставимых по диагностической значимости диапазонов их концентраций в крови. Каждому диапазону концентраций показателя присваивали определённое значение индивидуального индекса реактивности (ИР): от 0 до 5, для ИЛ-10 - до 6 (табл. 1). Затем, суммируя наибольшие значения ИР трех показателей из пяти, определённых в каждом конкретном случае, определяли значения интегральных коэффициентов реактивности (КР), выраженных в баллах от 0 до 16.

Таблица 1

 Диапазоны абсолютных значений и соответствующие им значения индексов реактивности (ИР) каждого показателя

В последующем, исходя из величины КР, для анализа выраженности СВР у конкретного больного получили качественные уровни реактивности (УР), оцениваемые в баллах от 0 до 5. Формулировка подобного подхода связана с предположением, что для клинико-лабораторного заключения, более удобна полуколичественная оценка принципиального уровня СВР, позволяющего идентифицировать феномен флогогенного удара, характерного для развития СВ (УР-4-5), а также пограничные для развития острого СВ уровни СВР (УР-1-2) и зону неопределённости - УР-3 (рис. 1).

 

Статистический анализ проводили с использованием пакетов программ "Statistica 6.0" и MS Excel 2000. Достоверность отличий во всех нижеприведённых методах учитывали при p<0,01. Анализ множественных межгрупповых различий проводили с помощью критерия Дункана. Сравнение трех и более независимых групп по одному признаку (частоты в группах) проводили с помощью критерия c2. Для оценки диагностической значимости, специфичности, чувствительности, прогностической ценности исследуемых показателей и разработанных коэффициентов использовали общепринятые формулы [7].

ROC-анализ проводили с помощью специальных формул и программы "SPSS 15.0". Получали графические изображения характеристических кривых (ROC-curves, Receiver-Operator Characteristic curve) и площадь под кривой - AUC (Area Under Curve). Качество модели (диагностическая эффективность показателя) оценивалась по общепринятой экспертной шкале для значений AUC [13, 18]:
 

 

Результаты исследования и обсуждение

Как и предполагалось, мы встретились с большим разбросом концентраций цитокинов и СРБ у пациентов исследуемых групп и, в целом, ненормальность статистического распределения. Максимальные значения медиаторов превышали минимальные в десятки - сотни и даже тысячи раз. Так, уровень ИЛ-6 в группе септических больных на 1-2 сутки варьирует от 10,2 до 16842 пг/мл, ИЛ-8 и ИЛ-10 от уровня нормы (<5 пг/мл) до 7500 и 2100 пг/мл соответственно, ФНОa - от <4 до 3145 пг/мл, а уровень СРБ от 0,23 до 168 мг/дл (в таблице не представлены). Введение индивидуальных индексов реактивности (ИР) для каждого показателя нормализовало распределения, что делало анализ данных более удобным и информативным, а установление и обоснование определенных диапазонов концентраций медиаторов могут дать дополнительную полезную информацию для практикующего врача.

Кроме того, использование разработанных коэффициентов - ИР, КР и УР, по нашему мнению, позволяет дифференцировать группы септических больных, как по степени тяжести, так и по срокам наблюдений, по сравнению с абсолютными значениями цитокинов и СРБ (табл. 2). Это особенно справедливо в отношении ИРИЛ-6, ИРИЛ-8, ИРИЛ-10 и КР.

Для оценки выраженности СВР у конкретного больного, по нашему мнению, целесообразно применять УР, поскольку КР более пригоден для статистического анализа выборки и групп больных. Результаты частотного анализа распределения УР в исследуемых группах (табл. 3) позволяет объединить группы в следующие кластеры: [К] / [сепсис] / [ТС, СШ, летальные исходы].

Смещение частот УР в сторону высоких значений соответствует нарастанию степени тяжести больных и отражает выраженность СВР, характерную для фаз развития острого системного воспаления (СВ): преобладание УР - 4-5 (развитие СПОН и СШ на 1-2 сут.) характеризует фазу первичного, а УР - 4 фазу вторичного (СПОН на 5-7 сут.) флогогенных ударов. Развитие этих фаз и депрессивной фазы острого СВ (при УР-3) обуславливает высокую летальность [3], что подтверждается соответствием частот выявления УР - 3-5 в группах пациентов с критическими осложнениями и летальных исходов.

Таблица 2

Сравнительная характеристика содержания отдельных цитокинов в плазме крови и их индексов реактивности у пациентов с сепсисом

Примечание: "+" - различия достоверны (p<0,01), "-" - отсутствие достоверных отличий (p<0,01). К - группы контроля (К-1 и К-2) объединены, ввиду идентичности результатов межгруппового сравнения, С1-2 - группа "сепсис" на 1-2 сут., С5-7 - "сепсис" на 5-7 сут., ТС - группа "тяжелый сепсис", СШ - группа "септический шок"; С/ТС и С/СШ - анализировались различия между группами с сопоставимыми сроками наблюдения.

Таблица 3

Частотное распределение уровней воспалительной реактивности в группах контроля и септических больных

Примечание: * - отличия групп достоверны по соответствующим УР (c2, p<0,01); анализировались различия между группами: К-1 / К-2, С/ ТС и С/ СШ с сопоставимыми сроками наблюдения.

Полученные нами частотные распределения УР по группам пациентов, особенно в соответствии с тяжестью состояния больного, можно использовать не только с целью описания групп, но и в качестве относительного прогностического критерия. В этом случае мы полагаем возможным использовать полученные данные не просто как относительные, а как вероятностные значения. Так, например, риск смерти отсутствует при УР-1-2 и постепенно нарастает от 10,4% при УР-3 до 60% в случае УР-5 (табл. 4).

Таблица 4

Частота встречаемости различных уровней воспалительной реактивности пациентов с сепсисом и летальность

Вместе с тем, индивидуальные индексы реактивности по отдельным цитокинам, также могут служить подспорьем в прогнозе и мониторинге состояния больных в процессе интенсивной терапии.

Так, частота определения критических значений ИРИЛ-6 и ИРИЛ-10 (4-5) была максимальной в группах пациентов с СПОН и летальных исходов, по сравнению с таковыми групп без СПОН и выживших соответственно, что также свидетельствует о диагностической ценности данных ИР (табл. 5).

Таблица 5

Частота критических значений индексов реактивности (ИР) цитокинов 84 баллов и уровня реактивности - 4-5 баллов в группах септических больных (%)

Примечание: ИР - индекс реактивности индивидуального показателя, УР - уровень реактивности.

Всё вышесказанное приобретает большую значимость при более подробном рассмотрении летальности в исследуемых группах. Основной причиной летальности при сепсисе является прогрессирование СПОН. Так в группах с СПОН (тяжелый сепсис в оба периода и СШ) погиб 21 человек из 44-х с (47,7%). При этом у пациентов с СШ из 11 человек погибли 7 (63,6%). В группе сепсиса без СПОН умерла только одна больная 89 лет с УР-2 на 1-2 сутки. Поскольку летальный исход в этом случае не был связан с СПОН, эта пациентка была исключёна из окончательного анализа выживаемости.

Одним из методов оценки диагностической ценности теста (показателя) является построение характеристической кривой (ROC-кривой) и сравнение площадей ROC-кривых.

Сравнительная оценка информационной ценности содержания отдельных цитокинов, уровня реактивности и шкалы SOFA для прогрессирования ПОН и развития неблагоприятного исхода посредством ROC-анализа представлена в таблице 6.

Таблица 6

Сравнительная оценка информационной ценности содержания отдельных цитокинов, уровня реактивности и шкалы SOFA для прогрессирования ПОН и развития неблагоприятного исхода

Примечание: жирным шрифтом выделены значения площадей ROC-кривых, дифференцирующих группы как "очень хорошо" и "отлично" (80,8).

Результаты ROC-анализа для шкалы SOFA, УР и эмпирических значений медиаторов (кроме, СРБ и ФНОa) дают основание утверждать о их высокой предиктивной способности формирования и дальнейшего прогрессирования ПОН, а также риска летального исхода при сепсисе. Тем не менее, информационная ценность интегрального показателя УР была сравнимой с содержанием ИЛ-6, 8,10 и шкалой SOFA на обоих этапах исследования.

В целом, полученные данные свидетельствуют о возможности использования коэффициентов в качестве дополнительных критериев в оценке и прогнозе состояния септических больных, а также для определения лечебной стратегии их ведения.

По нашему мнению, определение УР может быть полезным дополнительным критерием при мониторировании пациентов в процессе интенсивной терапии и формирования их популяций при проведении контролируемых исследований или выбора показаний для назначения адъювантной терапии, в частности направленной на ограничение гипервоспаления.

Так, УР-1-2, указывающий на развитие СВР и отражающий фазу пред-СВ, можно считать уровнем, благоприятным в плане глобального прогноза течения болезни.

УР-3 - является зоной неопределённости, отражающей несколько вариантов фаз и межфазовых переходов: 1) межфазовый переход в фазу разрешения с более высокого уровня - благоприятный вариант; 2) гиперреактивный вариант классического воспаления - в целом, не критический вариант СВР; 3) депрессивная (гиперэргическая) фаза СВ - неблагоприятный вариант СВР, характеризуется СПОН, высокой вероятностью летального исхода, подтверждается другими, независимыми от КР/УР, критериями СВ [8].

УР-4 и, особенно, УР-5 - диагностируют фазы первичного и вторичного флогогенного ударов, которые являются типичным проявлением СВ. Поэтому УР - 4-5 характеризуют высокий риск развития критического состояния и возможности неблагоприятного исхода патологического процесса (табл. 4).

Мы полагаем, что расчёт КР отражает индивидуальные особенности организма и интегральный уровень цитокинового ответа, в значительной мере определяющий развитие и выраженность системной воспалительной реакции. В сравнительном аспекте система КР/УР позволяет не только интегрально, но и более объективно (учитывая высокую динамику изменений частных показателей цитокинемии при развитии СВР) определять принципиальный уровень СВР у конкретного больного (прежде всего по УР) и проводить более качественный статистический анализ при групповом обследовании (преимущественно - КР). При необходимости для решения конкретных клинических задач система может быть переведена ещё на более высокий уровень обобщений (УР*): 1) УР*-0 - уровень нормы (УР-0), 2) УР*-1 - некритический уровень (УР-1-2), 3) УР*-2 - переходный (УР-3), 3) УР*-3 - критический (УР-4-5).

В отдельных случаях диагностическая система может включать и более частные критерии, например ИРИЛ-6 и ИРИЛ-10, в качестве отдельных критериев, использование которых при мониторировании больных направлено на понижение затрат клинико-лабораторных исследований. Кроме того, в этих целях количество показателей, формирующих КР/УР, в отдельных случаях, может быль сокращено с 5 до 3-4 без существенного ущерба для решения диагностической задачи.

В то же время КР/УР регистрирует наличие причинного фактора патогенеза, лежащего в основе возникновения критического состояния. По этой причине КР/УР нельзя рассматривать как признаки или критерии СПОН напрямую, подобно шкалам СПОН. Адаптация представленных интегральных показателей выраженности СВР к конкретному заболеванию, а применительно к септическому процессу - уточнение особенностей СВР и формирующих показатели элементов в зависимости от очага локализации и этиологического фактора процесса, перспективное направление в развитии теории и методологии СВ и клинической практики.

Выводы

1. Интегральные показатели коэффициент реактивности (КР - 0-16 баллов) и уровень реактивности (УР - 0-5 баллов), основанные на определении в плазме крови четырёх цитокинов: ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНОa и острофазного С-реактивного белка являются объективными критериями оценки развития системной воспалительной реакции.

2. Шкала коэффициента реактивности (КР) позволяет, аргументировано разделять группы септических больных по степени риска развития критичных для жизни осложнений, а шкала уровня реактивности (УР) - регистрировать критические уровни системной воспалительной реакции у конкретного больного.

3. Индексы реактивности отдельных показателей, формирующих систему коэффициента и уровня реактивности (КР/УР), в частности, индексы реактивности ИЛ-6, ИЛ-8 и ИЛ-10, могут использоваться в качестве самостоятельных критериев при мониторировании течения сепсиса.

Литература

1. Бочоришвили В.Г. Новая иммунологическая концепция сепсиса и её клиническое значение. В.Г. Бочоришвили, Т.В. Бочоришвили Int. J. Immunorehabilitation. 1997; № 6: С. 20 - 26.

2. Гусев Е.Ю. Иммунология системного воспаления. Иммунология Урала 2001; № 1: C. 4 - 8.

3. Гусев Е.Ю., Черешнев В.А., Юрченко Л.Н. Системное воспаление с позиции теории типового патологического процесса. Цитокины и воспаление 2007; Т. 6, № 4: С. 9 - 21.

4. Заявка 2005108368 Российская Федерация, МПК7 G01N 33/49. Способ определения интегрального индекса развития системной воспалительной реакции при критических состояниях человека / Черешнев В.А., Гусев Е.Ю., Юрченко Л.Н., Зотова Н.В., Дронишинец Н.Н.; заявитель Институт иммунологии и физиологии УрО РАН; пат. поверенный Мурзакаева В.З. - № 2005108368/15; заявл. 24.03.05 ; опубл. 10.09.06, Бюл. № 25. - 1 с.

5. Заявка 2006124894 Российская Федерация, МПК7 G01N 33/53. Способ диагностики и прогноза системного воспаления с верификацией фаз и стадий/ Гусев Е.Ю., Юрченко Л.Н., Черешнев В.А., Зотова Н.В., Копалова Ю.А. ; заявитель Институт иммунологии и физиологии УрО РАН ; пат. поверенный Мурзакаева В.З. - №2006124894/14 ; заявл. 11.07.06 ; опубл. 20.01.08, Бюл. № 2. - 5 с.

6. Зотова Н.В., Гусев Е.Ю. Оценка эффективности интегрального показателя системной воспалительной реакции - шкалы УР для прогноза критических состояний при сепсисе. Вестн. РАМН. - 2008. - №6 (прил.): С. 161.

7. Клинический диагноз - лабораторные основы / под ред. В.В. Меньшикова, при участии И.И. Дедова, В.И. Маколкина, Н.А. Мухина. - М.: Лабинформ, 1997. - 320 с.

8. Гусев Е.Ю., Юрченко Л.Н., Черешнев В.А., Зотова Н.В. Методология изучения системного воспаления. Цитокины и воспаление 2008; T. 7, № 1: С .15-23.

9. Патогенетическое значение определенных уровней системной воспалительной реакции при сепсисе / Н.В. Зотова, Е.Ю. Гусев, Л.Н. Юрченко, Н.И. Потанин, Ю.А. Копалова. Вестн. Урал. мед. академ. науки. - 2006. - №3 (1). - С. 71-74.

10. Черешнев В.А.. Гусев Е.Ю., Юрченко Л.Н. Системное воспаление - миф или реальность? Вестник РАН 2004; Т. 74, № 3: C. 219 - 227.

11. Черешнев В.А., Гусев Е.Ю. Системное воспаление как иммунопатобиологический феномен. Цитокины и воспаление 2002; Т. 1, № 2: C. 17.

12. Bone R.C., Grodzin C.J., Balk R.A. Sepsis: A New hypothesis for Pathogenesis of the Disease Process. Chest 1997; № 1: 235 - 243.

13. Hanley J.A. The meaning and use of the area under a receiver operating characteristic (ROC) curve. Radiology 1989; V. 143, № 1: 29 - 36.

14. Marshall J.C. Immune response in the critically Ill / J.C. Marshall, J. Coehn. - Softcover ed. Germany (Berlin Hiedelberg): Springer-Verlag, 2002.

15. Marshall J.C. Measuring organ dysfunction in the intensive care unit: why and how? Canadian J Anesthesia 2005; V. 52: 224 - 230.

16. Bone R.C. Toward a theory regarding the pathogenesis of the systemic inflammatory response syndrome: what we do and do not know about cytokine regulation Crit Care Med 1996; V. 24, № 1: 163-170.

17. Vincent J.L. Dear SIRS, I'm sorry to say that I don't like you . Crit Care Med 1998; V. 26: 178 - 179.

18. Zweig M.H. Receiver-operating characteristic (ROC) plots: A fundamental evaluation tool in clinical medicine. Clin Chem 1993; V. 39, № 4: 561 - 577.