Введение к работе
Актуальность проблемы
Несмотря на достижения в изучении патофизиологических механизмов болезни, появление все новых генераций антибактериальных препаратов, устойчиво сохраняются высокие показатели летальности, возрастает число осложненных и затяжных форм пневмонии [Синопальников А.И., 2005; Чучалин А.Г. и соавт., 2006]. Заболеваемость острой внебольничной пневмонией (ВП) в России достигает 14-15, а общее число больных ежегодно превышает 1500000 человек. Но эти цифры не являются окончательными, поскольку у отдельных категорий обследуемых показатель заболеваемости ВП оказывается существенно выше. Так, по данным ежегодных отчетов медицинской службы Министерства обороны РФ, заболеваемость ВП у военнослужащих срочной службы в 2000-2003 гг. превышала 40 [Раков А.Л.и соавт, 2005]. Анализ российских данных свидетельствует, что в 2003 г. от пневмонии умерли 44438 человек, что составляет 31,0 случай на 100000 населения (данные Минздравсоцразвития России), наиболее высокая смертность от ВП регистрируется у мужчин трудоспособного возраста [Чучалин А.Г. и соавт., 2006; Torres a., Valencia M., Sellares J., 2006]. Пневмонии являются основной причиной летального исхода при инфекционных заболеваниях, и наиболее распространены среди нозокомиальных инфекций в отделениях анестезиологии-реаниматологии (ОАР) [Мороз В.В.,Григорьев Е.В., Чурляев Ю.А., 2006; Карпун Н.А.и соавт, 2007; Белобородов В.Б., 2009].
Особой проблемой стационаров является нозокомиальная пневмония (НП), которая занимает третье место в структуре всех нозокомиальных инфекций и составляет 20% всех пневмоний в ОАР, что удлиняет сроки лечения и ухудшает прогноз заболевания, а также существенно увеличивает материальные затраты лечебных учреждений [Голубев А.М., Цыганов С.В., Македонская И.В., 2004; Савельев В.С. и соавт 2005; Белобородова Н.В., 2008; Марченков Ю.В.и соавт, 2010; Сhiang W.C. et al. 2007; Magret M, et al, 2010]. В 2006 г в России было зарегистрировано 25582 случая НП. Наибольшие показатели летальности среди госпитальных инфекций также ассоциируется с НП, достигая от 30-60 до 80% [Хорошилов С.Е., 2009; Власенко А.В. и соавт, 2009; Rubinstein E., 2010; Dusemund F., 2010]. Впрочем, столь высокие цифры могут вводить в заблуждение, поскольку у большого числа пациентов с НП имеются тяжелые заболевания различных органов, и пневмония не является непосредственной причиной смерти, но всегда осложняет течение любого заболевания, утяжеляя его состояние и внося свой «вклад» в танатогенез в каждом конкретном случае. Согласно имеющимся данным, атрибутивная летальность у пациентов с НП колеблется в широких пределах – от 10 до 50% и более [Беляев Д.Л.и соавт, 2005; Chastre J., Fagon J., 2002].
Учитывая распространенность пневмонии и частоту развития жизнеугрожающих осложнений, вопросам ее диагностики и лечения посвящены многочисленные работы. Только за последний год было опубликовано 63662 статей. Накоплены обширные сведения о роли цитокинов в процессах реализации иммунной и воспалительной реактивности как при внебольничной, так и при развитии НП, в том числе, вентилятор-ассоциированной (ВАП) [Власенко А.В.и соавт., 2005; Гуманенко Е.К.и соавт., 2007; Чурляев Ю.А.и соавт., 2007; Manoel A.L., 2010]. Действуя в очаге воспаления и на территории реагирующих лимфоидных органов, цитокины ответственны за инициацию и разрешение процесса локального и системного воспаления [Павлов К.А., Дубова Е.А., Мишнев О.Д., Щеголев А.И., 2007]. Поэтому возникает необходимость анализа количественного и качественного состава цитокинов при патологии, отражающей локальный и системный характер воспаления.
В экспериментальных и клинических работах изучены изменения в легких, происходящие при различных критических состояниях [Рябов Г.А., 1988; Ливанов Г. А. и соавт., 2005; Голубев А.М. и соавт., 2006; Полушин Ю.С., Храпов К.Н., Майская М.Ю., Дикарев К.В., 2010; Черняев А.Л. и соавт., 2010; Brander L., Slutsky A.S., 2006]. Тем не менее, патоморфоз пневмоний в зависимости от генеза изучен не достаточно.
В тоже время, стремительное накопление знаний о генетической основе патологических процессов обогащает представления об этиологии и патогенезе распространенных болезней человека, существенно повышает возможности их диагностики. В последнее десятилетие наметилась позитивная тенденция к поиску подходов ранней диагностики различных заболеваний, созданию прогностических моделей и верификации критериев эффективности лечения [Пузырев В.П., Фрейдин М.Б.,2009; Kim S.H. et al., 2010]. Наиболее активно в этой связи изучают социально значимые заболевания, характеризующиеся наибольшим процентом заболеваемости, летальности, инвалидизации из-за тяжелых последствий, с точки зрения неблагополучия генетических механизмов: онкологические заболевания различной локализации [Белицкий Г.А., Якубовская М.Г., ; McIlwain C. C., Townsend D. M., Tew K. D., 2006; Tripathi S.et al, 2008; Palli D, et al., 2010] атеросклероз и ишемическая болезнь сердца [Назаренко Г.И., Клейменова Е.Б., Гущина Н.Н., 2009], сахарный диабет [Araki A. et al, 2003], бронхиальная астма [Vercelli D., 2008], муковисцидоз [Капранов Н.И., Каширская Н.Ю., Толстова В.Д., 2008], туберкулез легких [Гра О.А.и соавт., 2010], алкоголизм [Марусин А.В. и соавт, ].
В настоящее время не вызывает сомнений тот факт, что индивидуальный ответ на течение и исход инфекционного процесса наследственно детерминирован [Waterer GW, Wunderink RG., 2003]. Общая устойчивость организма зависит от многих факторов, в частности, от активности генов детоксикации ксенобиотиков (ГДК) [Habdous M. et al., 2004; Xue B. et al., 2005; . et al., 2008]. Однако генетическая предрасположенность к острым инфекционным заболеваниям мало изучена, а в тех ассоциативных исследованиях, что проведены, круг изучаемых генов-кандидатов достаточно узок и ограничивается, в основном, генами цитокинов и хемокинов [Чердынцева Н. В. и соавт., 2006; Черкашина И.И. и соавт., 2009]. В последнем случае преобладают исследования, касающиеся изучения генетических характеристик возбудителей болезней, их геномов в формировании восприимчивости (устойчивости) человека к конкретной инфекции и клинического полиморфизма болезни. В тоже время, изучение генома самого человека, контактирующего с инфекцией, заболевшего или сохранившего здоровье, становится важной областью генетических исследований [Пузырев и др., 2002; Frodsham A. J., Hill A. S., 2004].
И лишь в последние годы появились исследования по изучению генов, связанных с пневмонией [Байгозина Е.А. и соавт. 2009; Sole-Violan J.et al., 2010]. Однако, в доступной нам литературе, мы не встретили данных о выявленных генах предрасположенности к риску возникновения пневмонии. Система ферментов метаболизма ксенобиотиков представляет собой сформировавшийся в процессе эволюции механизм адаптации организма к воздействию токсичных экзогенных и эндогенных веществ. Предполагается, что различия в скорости деградации различных субстратов ферментами метаболизма могут лежать в основе неодинаковой восприимчивости к ряду заболеваний [Ляхович В. В. и соавт., 2002]. Изучение полиморфизма генов, участвующих в различных процессах поддержания гомеостаза (ГДК, гены? Контролирующие иммунный ответ и др.) на предмет сопряженности с риском возникновения пневмонии позволит прогнозировать течение и исход данного заболевания.
Адекватная антибактериальная терапия – важный компонент лечения инфекционных заболеваний и нозокомиальных осложнений у пациентов ОАР [Shin J., Kayser S.R., Langaee T., 2009]. В последние годы в тактике антибиотикотерапии пневмонии наметилась отчетливая тенденция к более раннему назначению препаратов антимикробного действия. В тоже время, еще мало изучены механизмы индивидуальной чувствительности и переносимости лекарственных средств антимикробного действия. Особые надежды в решении этого вопроса возлагаются на изучение генетической детерминированности этих свойств.
Пристальное внимание исследователей направлено на изучение роли ферментативной системы метаболизма в биотрансформации лекарственных препаратов [Nebert D. W., Jorge-Nebert L., Vesell E. S., 2003]. Изучение полиморфизма генов этой системы в различных популяциях, обусловливающего существование индивидуальных особенностей метаболизма лекарственных препаратов, проявляющихся различиями в эффективности медикаментозной терапии, являются важными и перспективными в практическом применении.
Таким образом, изучение патоморфоза пнемоний, определение роли генетического полиморфизма в их возникновении актуально и предполагает исследование взаимосвязи аллельных вариантов генов-кандидатов с клиническими особенностями течения заболевания для понимания механизмов взаимодействия в процессе реализации наследственной информации. Выявление генотипов предрасположенности к риску возникновения внебольничной и нозокомиальной пневмонии, разработка принципов персонализированного подхода к назначению антибактериальной терапии с учетом индивидуальных, генетически обусловленных, особенностей поможет улучшить результаты лечения и снизить частоту развития осложнений.
Цель исследования
Улучшить результаты лечения больных внебольничной и нозокомиальной пневмонией на основании изучения патоморфоза заболевания, а также путем выявления групп повышенного риска с помощью молекулярно-генетических методов исследования и разработки принципов лечения с учетом индивидуальных генетических особенностей.
Задачи исследования
-
Выявить особенности патоморфоза внебольничной и нозокомиальной пневмонии.
-
Выявить генотипы предрасположенности к возникновению внебольничной пневмонии по следующим генам: гены детоксикации ксенобиотиков (CYP1A1 A4889G, CYP1A1 T606G, CYP1A1 T3801C, GSTM1 Ins/Del, GSTT1 Ins/Del, GSTP1 A313G); ген системы гемостаза – MTHFR C677T; ген ренин-ангиотензиновой системы – ACE Ins/Del, гены, контролирующие иммунный ответ (CCR5 Ins/Del, TNF- G308A, IL-6 G174C), ген трансмембранного P-гликопротеина - ABCB1 T3435C.
-
Изучить роль полиморфизма генов детоксикации ксенобиотиков (CYP1A1 T606G, GSTM1 Ins/Del, GSTT1 Ins/Del, GSTP1 A313G) и гена ренин-ангиотензиновой системы – ACE Ins/Del в развитии критических состояний (нозокомиальная пневмония, ОРДС, сепсис, органная недостаточность) у больных исследуемых групп.
-
Изучить взаимосвязь инсерционно-делеционного полиморфизма гена ACE Ins/Del с исходом при развитии критического состояния.
-
Выявить влияние генетического полиморфизма на эффективность антибактериальной терапии при лечении больных внебольничной пневмонией.
-
Определить протективные генотипы по изученным локусам в выборках больных исследуемых групп.
-
Изучить динамику содержания IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 и TNF- у больных внебольничной и нозокомиальной пневмонией в сыворотке венозной крови и бронхоальвеолярной лаважной жидкости в зависимости от генеза, течения и исхода заболевания во взаимосвязи с полиморфизмом генов TNF- G308A и IL-6 G174C.
-
Разработать рекомендации обследования и лечения больных с учетом риска развития пневмонии и особенностей ее течения в зависимости от полиморфизма исследованных генов.
Новизна исследования
Впервые развитие пневмонии изучено с позиции взаимосвязи клинико-морфологических, молекулярных и генетических механизмов.
Изучение патоморфоза внебольничной и нозокомиальной пневмонии выявило изменение структуры осложнений, повышение роли микробных ассоциаций в развитии критических состояний.
Впервые у больных пневмонией различного генеза проведен анализ аллелей десяти генов (12 сайтов), участвующих в регуляции различных систем гомеостаза: система детоксикации (CYP1A1 (три сайта: A4889G, T606G и T3801C), GSTM1 Ins/Del, GSTT1 Ins/Del, GSTP1 A313G); система гемостаза (MTHFR C677T); ренин-ангиотензиновая система (ACE Ins/Del), система иммуннитета (CCR5 Ins/Del, TNF- G308A, IL-6 G174C) и ген трансмембранного Р-гликопротеина (ABCB1 T3435C), ответственный за выброс эндо- и экзогенных соединений и их метаболитов через клеточную мембрану против градиента концентрации. Получены новые знания о роли изученных генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков в развитии внебольничной и нозокомиальной пневмонии
Впервые выявлена ассоциация аллелей полиморфных генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков (CYP1A1 T606G, GSTM1 Ins/Del) и гена АСЕ Ins/Del с риском возникновения внебольничной пневмонии и ее течением.
Впервые выявлена сопряженность гена биотрансформации ксенобиотиков GSTP1 A313G с риском возникновения нозокомиальной пневмонии у больных с перитонитом, тяжелой сочетанной травмой и гнойно-воспалительными заболеваниями различной локализации.
Впервые выявлена ассоциация инсерционно-делеционного полиморфизма гена ACE с исходом при развитии таких критических состояний как ОРДС, сепсис и органная недостаточность у больных внебольничной и нозокомиальной пневмонией.
Впервые анализ частот генотипов изученных локусов и их комбинаций позволил выявить те из них, которые определяют протективные свойства организма относительно развития пневмонии.
Впервые показана связь полиморфного варианта 313A>G гена GSTP1 и 3435 T>C гена ABCB1 с эффективностью антибактериальной терапии при лечении внебольничной пневмонии.
При изучении цитокинового профиля у больных внебольничной и нозокомиальной пневмонией выявлены различия динамики уровня содержания цитокинов в сыворотке крови и БАЛЖ в зависимости от генеза, течения и исхода заболевания. Доказано, что маркерами неблагоприятного исхода заболевания являются TNF-, IL-6 и IL-1 .
Практическая значимость
Проведенное исследование показывает, что для более эффективного лечения больных пневмонией различного генеза следует использовать новые технологии – медико-генетические исследования. Полученные результаты исследования могут быть положены в основу разработки скрининговых программ по выявлению лиц с повышенным риском развития пневмонии.
Выявленные генотипы предрасположенности позволяют определить людей с высоким риском возникновения внебольничной и нозокомиальной пневмонии, а также осложненного течения заболевания, что способствует своевременной госпитализации больных, определения необходимого объема медицинской помощи.
Объективно подтверждена в настоящем исследовании высокая эффективность назначения антибактериальной терапии на основе результатов генотипирования по изученным генам. Это позволяет проводить лечение внебольничной пневмонии с учетом индивидуальных особенностей, что существенно снижает частоту развития осложнений, сокращает сроки госпитализации, уменьшает материальные и финансовые затраты лечебных учреждений на лечение больных данной нозологии.
Результаты исследования можно использовать для прогнозирования риска возникновения внебольничной пневмонии и особенностей ее течения.
Результаты исследования показали ассоциацию инсерционно-делеционного полиморфизма гена ACE с исходом при развитии критических состояний, таких как острый респираторный дистресс-синдром, сепсис, органная недостаточность у больных внебольничной и нозокомиальной пневмонией.
Сведения о связи полиморфных вариантов генов ферментов метаболизма ксенобиотиков с результатами антибактериальной терапии могут быть учтены при лечении данной категории больных с целью улучшения ее эффективности.
Результаты изучения патоморфоза легких показывают изменение структуры осложнений при пневмонии, высокую распространенность острого респираторного дистресс-синдрома как при нозокомиальной, так и внебольничной пневмонии, повышение роли микробных ассоциаций в развитии критических состояний, что необходимо учитывать в клинической практике. Выявленные морфологические изменения в легких у больных пневмонией различного генеза поволяют глубже понять патофизиологические механизмы различных стадий острого респираторного дистресс-синдрома.
Материалы работы могут быть использованы в учебно-методическом процессе на медицинских и биологических факультетах ВУЗов, а также на курсах последипломного образования врачей. Полученная информация о полиморфизме изученных генов может быть использована при проведении генетико-эпидемиологических исследований широко распространенных заболеваний.
Положения, выносимые на защиту
-
Изучение потоморфоза внебольничной и нозокомиальной пневмоний выявило изменение структуры осложнеий, показало значение микробных ассоциаций в развитии критических состояний у больных с рахличной ннозологией. Результаты клинико-морфологического исследования свидетельствуют, что пневмония может быть как причиной, так и следствием критического состояния.
-
Генетическими маркерами предрасположенности к риску возникновения внебольничной пневмонии являются аллельные варианты генов: CYP1A1 T606G, GSTM1 Ins/Del и АСE Ins/Del.
-
Функциональный полиморфизм гена GSTP1 A313G сопряжен с риском ризвития нозокомиальной пневмонии.
-
Полиморфные варианты генов CYP1A1 T606G, GSTM1 Ins/Del и АСЕ Ins/Del ассоциированы с развитием осложненного течения внебольничной пневмонии.
-
Инсерционно-делеционный полиморфизм гена ACE Ins/Del сопряжен с исходом критических состояний (ОРДС, сепсис, органная недостаточность).
-
Аллельные варианты генов GSTP1 A313G и ABCB1 T3435C могут служить критерием выбора антибактериального средства при лечении внебольничной пневмонии, так как сопряжены с эффективностью терапии.
-
Использование медико-генетических тестов позволяет выделить людей высокого риска возникновения внебольничной и нозокомиальной пневмонии, своевременно, с учетом индивидуальной чувствительности проводить лечение.
-
Динамика цитокинов IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 и TNF- в различных биологических средах (сыворотка венозной крови, бронхоальвеолярная жидкость) отражает характер течения пневмонии и ее исход.
Апробация работы
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского РАМН. Результаты работы были представлены на открытом заседании Ученого совета Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского РАМН 04 апреля 2010г., а также на международных симпозиумах: «Клиника, диагностика и лечение ОРДС, пневмонии» (Греция, Солоники, 2005г), Симпозиуме «Диагностика, лечение острого повреждения легких» (Словакия, Пиештяны, 2006г), «Острое повреждение легких, респираторный дистресс-синдром, пневмония» (Прага, 2007г) «Острая дыхательная недостаточность» (Будапешт, 2008г); «Критические состояния: патогенез, диагностика, лечение» (Черногория, Будва, 2010г), Всероссийском Съезде анестезиологов и реаниматологов (Санкт-Петербург, 2007 и 2008гг), 16 конгрессе анестезиологов и врачей интенсивной терапии Словакии с международным участием (Словакия, Пиештяны, 2009г), Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2008, 2009 и 2010 гг.), Научно-практической конференции «Технологии жизнеобеспечения при критических состояниях» (Москва, 2010г), XII съезде анестезиологов и реаниматологов России (Москва, 2010г), Российско-испанском инновационном бизнес-форуме (Мадрид, 2011), VI съезде Межрегиональной Ассоциации общественных объединений анестезиологов и реаниматологов Северо-Запада совместно с медицинскими сестрами-анестезистами (Санкт-Петербург, 2011г), Четвертом Беломорском симпозиуме анестезиологов и реаниматологов с международным участием (Архангельск, 2011г); Poster presentations на международном конгрессе «Евроанестезия» (Милан, 2009г) и 30-м Международном симпозиуме по интенсивной терапии (Брюссель, 2010г).
Внедрение
Результаты выполненного исследования внедрены в практическую работу НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского РАМН, МГМСУ, Главного военного клинического госпиталя внутренних войск МВД у больных внебольничной пневмонией, пострадавших с ТСТ и раненых в критических состояниях, при развитии нозокомиальной пневмонии. Основные положения исследования включены в курсы лекций сертификационных циклов усовершенствования врачей, проводимых в НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского РАМН и МГМСУ.
Публикации
Материалы проведенных исследований представлены в 32 научных работах (статьи, тезисы), в том числе 16 из них опубликованы в журналах, входящих в перечень, рекомендуемый ВАК.
Структура и объем диссертации
Диссертация представляет собой том машинописного текста объемом 265 страниц, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований и их анализа, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 96 отечественных и 187 зарубежных источников, иллюстрирована 21 фотографиями, 28 рисунками и 20 таблицами.
![Особенности диагностики, клиники и лечения пневмоний при острых отравлениях психофармакологическими препаратами [Электронный ресурс]](/i/i/4359/199638.png "Особенности диагностики, клиники и лечения пневмоний при острых отравлениях психофармакологическими препаратами [Электронный ресурс] Евграфов Семен Юрьевич")
