Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Сахарный диабет 2 типа и остеопороз: клинико – эпидемиологи-ческая характеристика 13
1.2. Особенности ремоделирования костной ткани у больных сахарным диабетом 17
1.3. Ожирение как модифицирующий фактор состояния костной ткани у больных сахарным диабетом 2 типа 27
1.4. Иммуногенетические факторы в развитии остеопороза у больных сахарным диабетом 2 типа 32
Глава 2. Материалы и методы исследования 41
2.1. Дизайн исследования 41
2.2. Клиническая характеристика обследованных 44
2.3. Методы исследования 49
2.4. Статистическая обработка материала 54
Глава 3. Результаты собственных исследований 57
3.1. Факторы, ассоциированные со снижением минеральной плотности костной ткани и развитием переломов у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе 57
3.2. Взаимосвязь композитного состава тела с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе 77
3.3.Взаимосвязь маркеров ремоделирования костной ткани с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе 85
3.4. Ассоциации полиморфизмов генов цитокинов и матриксных металлопротеиназ с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа, находящихся в постменопаузе 96
Обсуждение 109
Выводы 121
Практические рекомендации 123
Список сокращений 124
Список литературы 126
- Особенности ремоделирования костной ткани у больных сахарным диабетом
- Факторы, ассоциированные со снижением минеральной плотности костной ткани и развитием переломов у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе
- Взаимосвязь композитного состава тела с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе
- Ассоциации полиморфизмов генов цитокинов и матриксных металлопротеиназ с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа, находящихся в постменопаузе
Особенности ремоделирования костной ткани у больных сахарным диабетом
Роль гипергликемии и продуктов гликирования. При СД ухудшение архитектоники кости происходит преимущественно вследствие гликирования коллагена, а также за счет снижения чуствительности остеобластов к действию инсулина, нарушения производства остеогенных факторов роста, перепроизводства провоспалительных цитокинов и дислипидемии. Повышенный уровень глюкозы может увеличивать экскрецию кальция с мочой, что приводит к компенсаторному повышению синтеза паратиреоидного гормона (Мкртумян А.М., 2017). Паратгормон, в свою очередь, ингибирует активность остеобластов, продуцирующих остеокальцин (Wongdee K. и соавт., 2017). Имеются данные о повышении концентрации паратгормона у женщин с СД 2 типа в постменопаузе (Yamamoto M. и соавт., 2012).
Исследование in vitro показало, что высокие концентрации глюкозы изменяют процесс минерализации в остеобластах за счет уменьшения поглощения кальция (Balint E. и соавт., 2001). Кроме того, гипергликемия индуцирует окислительный стресс и образование конечных продуктов гликирования (AGEs), которые, в свою очередь, повышают жесткость сети коллагена и подавляют формирование кости (HamadaY. и соавт., 2009, Ziqing L. и соавт., 2016). Показано, что взаимодействие AGEs с рецептором на остеобластах приводит к подавлению антиоксидантных механизмов и увеличению синтеза свободных радикалов кислорода, что приводит к увеличению экспрессии лиганда активатора рецептора ядерного фактора Каппа-В (RANKL), способствует дифференциации и активации остеокластов и резорбции кости (Li Z. и соавт., 2016), а такжеиндуцирует апоптоз остеобластов (Alikhani M. и соавт., 2007). Кроме того, повышенные уровни AGEs ухудшают минерализацию и восстановление микроповреждений в костной ткани за счет образования сшивок в коллагене, который изменяет механику кости (dePaula F.J.A. и соавт., 2010; Hamann C. и соавт., 2012).
Роль инсулина и инсулинорезистентности. Инсулин, влияя на остеобласты, участвует в ремоделировании кости - индуцирует остеобластогенез и производство RANKL, ведущих к повышению костного обмена.
Чувствительность к инсулину реализуется в том числе и через ядерный рецептор активатора пролиферации пероксисом гамма (PPAR), который регулирует коммитирование мезенхимальных клеток по отношению к остеобластам и адипоцитам, а также активацию остеокластов из пула кроветворных клеток, т.е. регулирует дифференцировку остеобластов и остеокластов (Stechschulte L.A. и соавт., 2016).
Наличие инсулинорезистентности отрицательно сказывается на состоянии костной ткани (Srikanthan P. и соавт., 2014). Поперечное исследование, в которое были включены 3000 мужчин, показало, что у больных с метаболическим синдромом, имеющих инсулинорезистентность, процесс костеобразования был снижен по сравнению со здоровыми мужчинами контрольной группы. (Laurent M.R. и соавт., 2016).
Интеграция ремоделирования кости и энергетического обмена связывает анаболический эффект сигнального пути инсулина в остеобластах с ремоделированием костной ткани и регуляцией чувствительности к инсулину в периферических органах. В остеобластах передача сигналов инсулина регулирует производство остеокальцина. Кроме того, инсулин ускоряет остеокластогенез путем уменьшения экспрессии остеопротегерина, прямого конкурента RANKL. В результате, инсулин увеличивает ремоделирование костной ткани и выработку декарбоксилированного остеокальцина, который регулирует высвобождение инсулина из бета-клеток в поджелудочной железе и производство адипонектина в жировой ткани. Конечным результатом является увеличение чувствительности к инсулину и увеличение его секреции, но это в итоге приводит к увеличению костной резорбции (Lecka-Czernik B. и соавт., 2015).
В исследовании in vitro, гипергликемия и гиперинсулинемия вызывают дисфункцию остеобластов (Freude T. и соавт., 2012). В исследовании, проведенном на моноцитах, выделенных из костного мозга мышей линии C57BL, показано, что остеокластогенез подавляется в условиях гипергликемии и гиперинсулинемии, что частично объясняет замедление костного метаболизма у больных СД 2 типа (Xu F. и соавт., 2013).
Роль ожирения костного мозга. В костном мозге находится значительное количество жировой ткани, которая с одной стороны, является источником энергии для костного моделирования и ремоделирования, а с другой, ее избыточное содержание может приводить к ухудшению дифференцировки остеобластов. Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга обладают способностью дифференцироваться в различные типы клеток, в том числе в остеобласты и адипоциты (Chang J. и соавт., 2009). При ожирении, сопровождающемся гипергликемией, костное ремоделирование может регулироваться путем модуляции остеокластов - остеобластов и ускорением накопления жира в костном мозге (Poudyal H. и соавт., 2013). В исследовании на мышах показано, что дефицит катепсина S (цистеин-протеазы, которая контролирует дифференцировку адипоцитов) изменяет баланс дифференцировки в сторону адипоцитов, а не остеобластов, увеличивает костную резорбцию, а также приводит к изменению костной микроархитектуры (Rauner M., et al., 2014). Дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в адипоциты, а не в остеобласты является решающим моментом для ремоделирования костной ткани (Crane J.L. и соавт., 2014), приводя к увеличению риска переломов (Pagnotti G.M. и соавт., 2016; de Arajo I.M. и соавт., 2016). В исследовании на женщинах с ожирением и гиперинсулинемией (без СД и с нарушенной толерантностью к углеводам), показано существование обратной связи между МПК в поясничном отделе позвоночника и количеством жировой ткани костного мозга (de Paula F.J. и соавт., 2015).
Роль нарушений ангиогенеза. Костная ткань богато кровоснабжается. Хорошая васкуляризация необходима для доставки кислорода, питательных веществ, гормонов, нейромедиаторов и факторов роста в костные клетки, что является обязательным условием для надлежащего развития кости, регенерации и ремоделирования, а также для осуществления процесса кроветворения. Кровоснабжение скелета обеспечивается сетями кровеносных сосудов (артерий и артериол), которые развиваются в процессе ангиогенеза. Нарушения функционирования кровеносных сосудов приводят к возникновению ряда заболеваний костной ткани и системных патологических процессов в организме, таких как остеонекроз, остеопороз, атеросклероз (Filipowska J. и соавт., 2017). Васкуляризация обеспечивает не только поступление питательных веществ и факторов роста, но и миграцию прогениторных клеток и остеокластов, полученных из гемопоэтических предшественников, ускоряя процесс костного ремоделирования (Wallner С. и соавт., 2015).
В моделях мышей с СД 2 типа (db-/db-) и дикого типа (WT) с помощью гистоморфометрии исследован ангиогенез, образование костной мозоли и состояние костной ткани на ранних, средних и поздних временных точках с момента свершившегося перелома бедра. У мышей db/db выявлены существенные нарушения ангиогенеза, остеогенеза и костного ремоделирования, и как следствие, существенное замедление регенерации кости (Wallner C. и соавт., 2015). У пациентов с СД 2 типа, имеющих микрососудистые осложнения, отмечалось более выраженное снижение МПК, уменьшение толщины кортикального слоя, была выше порозность костной ткани, чем у больных, не имеющих микрососудистых осложнений (Shanbhogue V.V. и соавт., 2015). Эти данные прямо или косвенно свидетельствуют о роли нарушений ангиогенеза в развитии остеопороза на фоне СД 2 типа.
Факторы, ассоциированные со снижением минеральной плотности костной ткани и развитием переломов у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе
Всем 319-ти женщинам с СД 2 типа в постменопаузе, включенным в исследование, выполнена DXA, проведена оценка факторов риска возникновения переломов. На основании Т-критерия обследованные разделены на 3 группы: с нормальной МПК - 116 (36,3%) женщин, остеопенией - 145 (45,5%), остеопорозом - 58 (18,2%). Результаты денситометрии у пациенток выделенных групп представлены в табл. 3.1.1.
У пациенток с остеопенией снижение костной массы (Т-критерий менее -1, но более -2,5 SD) преобладало в области шейки бедра и поясничного отдела позвоночника: у 119-ти (82%) и 62 (42,8%) соответственно. В группе остеопороза диагностически значимые показатели Т-критерия (-2,5 SD и менее) чаще встречались в предплечье недоминантной руки и поясничном отделе позвоночника: у 29 (9,1%) женщин в обоих случаях, а также в области шейки бедра: у 19-ти (6%) обследованных. Изолированный остеопороз в одной зоне встречался в 42-х случаях (72,4% от числа женщин в группе остеопороза), остеопороз в двух зонах - в 14-ти (24,1%) больных. По одной пациентке имели остеопороз в трех и четырех зонах.
Данные о снижении МПК в различных областях представлены в табл. 3.1.2. Нормальная МПК чаще встречалась в проксимальных отделах бедра (общий показатель), остеопения - в области шейки бедра, остеопороз - в предплечье недоминантной руки и поясничном отделе позвоночника.
Клиническая характеристика больных.
Средний возраст всех обследованных женщин с СД составил 63 (59; 67)41 года, продолжительность менопаузы 13 (8; 19) лет. Длительность СД 2 типа варьировала от 5 до 42-х лет, составляя в среднем 14 (9; 19) лет. Клинические данные больных по группам представлены в табл. 3.1.3. Женщины с остеопенией и остеопорозом были старше (при этом возраст в группе остеопороза был больше, чем в группе остеопении), имели большую длительность постменопаузы. Не было выявлено различий между группами по длительности СД 2 типа и возрастом наступления менопаузы.
По сравнению с группой женщин, имеющих нормальную МПК, пациентки с низкой МПК были ниже ростом (при этом в группе остеопороза рост ниже, чем в группе остеопении), имели меньшую массу тела (в группе остеопороза масса тела так же была меньше, чем в группе остеопении), а также меньший ИМТ (табл. 3.1.4). Достоверных отличий по длине ОТ, ОБ, отношению ОТ/ОБ между группами не выявлено.
Большая часть обследованных женщин имела ожирение различной степени (n=241), реже встречались избыточная и нормальная массы тела (n=68 и n=10 соответственно). В группе больных с нормальной (2=9,49; р=0,002) и низкой МПК (2=3,64; р=0,05) по сравнению с группой остеопороза, преобладали больные с ожирением 2 степени (табл. 3.1.5), а в группе остеопении чаще встречалась избыточная масса тела по сравнению с женщинами с нормальной МПК (2=3,88; р=0,05).
При оценке состояния углеводного обмена обращает на себя внимание снижение концентрации HbA1c в группе женщин с остеопорозом (р=0,02) по сравнению с обследованными, имеющими нормальную МПК (табл. 3.1.6).
Достоверных отличий между группами по средним значениям постпрандиальной гликемии и гликемии натощак не выявлено.
Не выявлено клинически значимых различий между группами больных с различной МПК по основным биохимическим показателям (табл. 3.1.7). Уровень гемоглобина и эритроцитов также не показал различий между группами.
Сахароснижающая терапия.
Все пациентки получали сахароснижающие препараты. Метформин принимали 95 (81,9%) женщин в группе нормальной МПК, 98 (67,6%) в группе остеопении, 42 (72,4%) в группе остеопороза. Лечение ПСМ проводилось у 38 (32,7%) женщин в группе нормальной МПК, у 35-ти (24,1%) в группе остеопении, и чаще, чем в группах с нормальной МПК (2=18,64; р 0,0001) и остеопенией (2=33,23; р 0,0001) терапия ПСМ назначалась в группе остеопороза – 39-ти (67,2%) пациенткам.
На инсулинотерапии находились 92 (79,3%) женщины из группы нормальной МПК, 115 (79,3%) из группы остеопении, 38 (65,5%) из группы остеопороза. У части обследованных, имеющих противопоказания или непереносимость метформина, инсулин назначался в виде монотерапии (табл. 3.1.8). При этом монотерапия инсулином в группе остеопении встречалась чаще, чем в группе с нормальной МПК (2=6,58; р=0,01). Лечение инсулином в сочетании с метформином чаще встречалось в группе остеопороза, чем в группах нормальной МПК и остеопенией (2=5,3; р=0,02 и 2=3,69; р=0,05 соответственно).
Суточная доза инсулина была меньше у женщин с остеопорозом по сравнению с больными, имеющими нормальную МПК и остеопению (табл. 3.1.9). Длительность инсулинотерапии в группе остеопороза была больше в сравнении с женщинами с остеопенией (р=0,05).
Хронические осложнения СД 2 типа и коморбидность.
У всех женщин с СД 2 типа в постменопаузе, включенных в исследование, выявлены хронические осложнения СД (таблица 3.1.10). Наиболее распространенными являлись диабетическая ретинопатия, нефропатия, макроангиопатия (атеросклероз артерий нижних конечностей, сосудов шеи, коронарных артерий). Диабетическая нефропатия чаще встречалась у женщин с нормальной МПК по сравнению с женщинами, имеющими остеопению и остеопороз (2=4,56; р=0,03 и 2=4,75; р=0,03 соответственно). Различий по частоте встречаемости диабетической ретинопатии и макроангиопатии в группах с различной МПК не выявлено.
Взаимосвязь композитного состава тела с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе
Исследование КСТ выполнено выбранным случайным образом 117-ти больным из 319-ти женщин основной группы с СД 2 типа в постменопаузе. Обследованы пациентки в возрасте от 50 до 70 лет (медиана 63 года). Нормальную массу тела имели 3 пациентки, избыточную массу тела – 32, ожирение – 82 (из них ожирение 1 степени – 40; ожирение 2 степени – 29; ожирение 3 степени – 13). Значения ИМТ варьировали от 21,7 до 45,1 кг/м2 (медиана – 32,5 кг/м2). Все женщины находились в постменопаузе, длительность которой составила от одного года до 39 лет (медиана – 15 лет). Длительность СД 2 типа с момента диагноза варьировала от 5-ти лет до 42-х лет (медиана 15 лет).
Большая часть больных, включенных в исследование, получала инсулинотерапию (n=101). В дополнение к инсулину, 52 больных принимали метформин, 4 – ПСМ, 13 – комбинацию метформина и ПСМ. Девять пациенток находились на монотерапии метформином, одна принимала ПСМ, 6 принимали метформин в сочетании с ПСМ. Уровень HbA1c находился в пределах 4,9–15,8% (медиана 8,9%).
Сопутствующая патология включала артериальную гипертензию (n=114), ИБС (n=53). У 33-х больных диагностирована ХБП стадии 3А, стадии 3Б – у 10-ти. На основании наименьшего Т-критерия, большинство обследованных пациенток имели остеопению (n=56, 47,9%), реже встречалась нормальная МПК (n=38, 32,5%) и остеопороз (n=23, 19,6%). Пациентки с остеопорозом в целом были старше и имели меньший ИМТ по сравнению с больными с нормальной МПК (табл. 3.2.1). В группе женщин с остеопенией были меньше такие антропометрические показатели как ОТ и ОБ, у женщин с остеопорозом индекс талия/бедро был ниже, чем у обследованных в группах остеопении и нормальной МПК.
Уровень СКФ достоверно не отличался между группами (табл. 3.2.2). Концентрация HbA1c была ниже в группах остеопении (р=0,004) и остеопороза (р=0,007) по сравнению с группой нормальной МПК. Десятилетний риск основных низкоэнергетических переломов и переломов шейки бедра, согласно FRAX, ожидаемо оказался выше в группах больных с остеопорозом и остеопенией (р 0,001) .
У 15-ти обследованных (12,8%) в анамнезе зарегистрированы низкоэнергетические переломы (предплечье) – у 4-х женщин в группе нормальной МПК, у 3-х в группе остеопороза и у 8-ми в группе остеопении. Кроме переломов предплечья, в группе остеопении 2 женщины сообщили о переломе нижних конечностей, и у двух пациенток перелом лучевых костей случался дважды.
При анализе КСТ у больных с нормальной МПК зафиксированы более высокие показатели массы жировой ткани, большая масса туловищного жира, в сравнении с пациентками с остеопорозом и остеопенией (табл. 3.2.3). У больных в группе остеопороза, по сравнению с женщинами, имеющими нормальную МПК, отмечалось снижение массы жировой ткани в области живота и бедер, а также более выраженное, чем в группе остеопении, снижение массы мягких нежировых тканей. Не отмечено различий по соотношению массы жира в центральной области живота и на бедрах между обследованными с различной МПК.
Установлены положительные корреляции между МПК во всех исследованных отделах скелета с массой жировой ткани (табл. 3.2.4). Масса жира в центральной области живота положительно коррелировала с МПК в проксимальных отделах и шейке бедра, поясничном отделе позвоночника. Масса жира на бедрах продемонстрировала положительную взаимосвязь только с МПК предплечья недоминантной руки. Соотношение массы жира в центральной области живота и на бедрах (android/gynoid fat) не показало какой-либо взаимосвязи с МПК.
Не было выявлено взаимосвязей (табл. 3.2.5) между параметрами КСТ и длительностью СД и постменопаузы, длительностью инсулинотерапии и дозой инсулина, показателями HbA1c, СКФ, креатинина, гемоглобина, липидного спектра. Отмечалась слабая связь между суточной дозой инсулина и «тощей массой» (r=0,29; р=0,002).
В однофакторном пошаговом регрессионном анализе масса жировой ткани на туловище оказалась наиболее значимым предиктором МПК поясничного отдела позвоночника (=0,29, R2=0,08, р 0,005), проксимальных отделов (=0,32, R2=0,1, р 0,005) и шейки бедра (=-0,24, R2=0,06, р=0,005).
В многофакторном пошаговом регрессионном анализе при включении в качестве независимых детерминант возраста, ИМТ, длительности постменопаузы, длительности СД, HbA1c, СКФ и показателей КСТ, наиболее значимыми предикторами МПК поясничного отдела позвоночника (R2=0,27, р 0,005) и проксимальных отделов бедра (R2=0,22, р 0,005) являлись возраст (=-0,29 и =-0,23 соответственно), масса жира на туловище (=0,98 и =0,63 соответственно) и в области живота (=-0,66 и =-0,45 соответственно). На МПК шейки бедра туловищный жир также оказывал влияние (R2=0,13, р=0,0003, =-0,25). Для МПК предплечья недоминантной руки (параметры модели R2=0,47, р 0,005) наиболее значимыми факторами являлись возраст (=-0,52), общая масса жировой ткани (=1,62) и ИМТ (=-0,86). В моделях пошагового дискриминантного анализа возраст, масса жировой ткани на туловище и в области живота оказались наиболее значимыми факторами, ассоциированными с остеопорозом (параметры модели: р 0,0001; F=10,2; точность распознавания 68%).
Ассоциации полиморфизмов генов цитокинов и матриксных металлопротеиназ с минеральной плотностью костной ткани у женщин с сахарным диабетом 2 типа, находящихся в постменопаузе
Молекулярно-генетические исследования выполнены у 197 женщин с СД 2 типа, среди которых 73 имели нормальную МПК, 90 - остеопению и 34 -остеопороз. Клинические характеристики групп пациенток с разной МПК представлены в табл. 3.4.1, демонстрирующей, что данная выборка была репрезентативна по отношению к общей когорте обследованных больных. Как и во всей группе обследованных, в данной подгруппе женщины, имеющие остеопороз, в сравнении с женщинами с нормальной МПК, были старше, ниже ростом, имели меньшую массу тела и большую длительность постменопаузы.
Уровень HbA1c оказался ниже у женщин с остеопорозом в сравнении с пациентками с нормальной МПК. Не выявлено достоверных отличий между группами по соотношению ОТ/ОБ, длительности СД 2 типа, уровню липидов, СКФ. Показатели FRAX ожидаемо оказались выше у лиц с остеопенией и остеопорозом (табл. 3.4.2.).
Всем пациенткам проведено исследование полиморфизмов в промоторах генов: ФНО- TNFА: -238 A/G (rs361525), TNFA -308 G/A (rs1800629), TNFA -863 C/A (rs1800630), IL-1, -4, -6, -10: IL1B -31 T/C (rs1143627), IL4 -590 C/T (rs 2243250), IL6 -174 G/C (rs1800795), IL10 -592 C/A (rs1800872), IL10 -1082 A/G (rs1800896), фактора роста эндотелия сосудов: VEGFA -2578 А/C (rs699947), VEGFA +936 С/T (rs3025039), и ММPs 2, 3 и 9 типа: MMP2 -1306 Т/C (rs243865), MMP3 -1171 5A/6A (rs35068180), MMP9 -1562 С/T (rs34016235). Признаки, относящиеся к статусу заболевания (остеопороз) были разделены на качественные и количественные. В качестве основного показателя заболевания был выбран наименьший Т-критерий (количественный признак) и статус заболевания (наличие остеопороза, качественный признак). Анализ ассоциаций проводился с помощью регрессионного анализа. Для количественных признаков использовали многомерную линейную регрессию, для анализа качественных признаков -логистическую регрессию. Статистический анализ и визуализация проводились в среде для статистической обработки R.
В однофакторном регрессионном анализе значимую ассоциацию с МПК показали возраст (р 0,0001), рост (р 0,0001), масса тела (р 0,0001), ИМТ (р=0,002), длительность постменопаузы (р=0,0001). В многофакторной модели наиболее значимо с МПК были ассоциированы возраст (р 0,0001), рост (р=0,0002), ИМТ (p=0,003), которые в сумме объясняли 21,6% общей дисперсии Т-критерия и далее использовались как ковариаты для анализа ассоциаций с генотипами.
Результаты анализа ассоциаций полиморфизмов генов цитокинов и ММPs с Т-критерием представлены в табл. 3.4.3. В аддитивной модели установлена связь аллеля С и гомозиготного генотипа СС в позиции -1562 гена MMP9 с низкой МПК (ОШ 2,16, 95% ДИ 1,29-3,6, р=0,0007 и ОШ 2,02, 95% ДИ 1,08-3,79, р=0,0008 соответственно). При использовании клинических параметров в качестве ковариатов и аддитивной модели наследования, показана достоверная ассоциация полиморфизма в гене MMP9 -1562 C/T (p 0,001) с МПК, объясняющая дополнительно 4% общей дисперсии Т-критерия.
Мы исследовали также неаддитивные модели наследования (рецессивная, доминантная и сверхдоминантная), однако анализ не выявил дополнительных значимых сигналов. Результаты анализа взаимодействия генов по исследованным полиморфизмам представлены в табл. 3.4.4.
Обнаружено, что ассоциированый с остеопорозом полиморфизм в гене MMP9 (-1562 C T) значимо связан с уровнем паратгормона (p=0,006), при этом концентрация паратгормона в группе женщин с генотипом ТТ была достоверно выше (табл. 3.4.6.), чем у женщин с генотипами СС и СТ (р=0,02 и р=0,04 соответственно). Другие полиморфизмы не показали взаимосвязи с параметрами ремоделирования костей.
При биоинформационном анализе выявлено 12 комбинаций генотипов, положительно ассоциированных с низкой МПК с вероятностью р 0,005 (табл. 3.4.7.). В составе этих комбинаций наиболее часто встречался гомозиготный генотип CC в позиции -1562 гена MMP9 (7 комбинаций), генотип СС в позиции -863 гена TNFА (5 комбинаций), генотип GG в позиции -308 гена TNFА (4 комбинации) и генотип AA в позиции -1082 гена IL10 (3 комбинации). Особенностью выделенных комбинированных признаков являлась высокая специфичность ассоциации с изучаемой патологией: они практически не встречались в группе больных с нормальной МПК.
При биоинформационном анализе выявлено 9 комбинаций генотипов, наиболее часто встречающихся у пациенток с остеопорозом с вероятностью р 0,005 (табл. 3.4.8).
На следующем этапе были оценены композитные биоинформационные показатели, включающие выделенные ранее клинические и генетические факторы риска остеопороза с использованием неоднородной последовательной процедуры распознавания образов. В качестве базовой модели вероятностного прогнозирования, было решено использовать неоднородную последовательную процедуру распознавания образов, разработанную Генкиным А.А. и Гублером Е.В., основанную на формуле Байеса (теорема об обратной вероятности или теорема гипотез) и методе последовательного статистического анализа Вальда. Преимущество данного метода перед бинарной логистической регрессией, заключается в том, что данный метод способен работать как с элементарными, так и объемными предикторами. Кроме того, процедура распознавания не требует знания законов, которым подчинены эмпирические распределения и пригодна при любой форме распределения. Она, позволяя формулировать простое решающее правило, близка к врачебному мышлению в своей логической основе. Процедура допускает пропуски в обследовании больного и обеспечивает минимизацию числа шагов процедуры распознания и, следовательно, существенное упрощение числа признаков, необходимых для диагноза с заданным уровнем надежности, что повышает качество обычной врачебной диагностики.
Несмотря на все свои достоинства, метод неоднородной последовательной процедуры распознавания очень требователен к количеству и качеству отбираемых предикторов, на основе которых идет процедура распознавания. Для минимизации влияния информационного «шума» мы проводили отбор комплексов клинических, лабораторных и генетических признаков, пригодных для индивидуального прогнозирования эффективности терапии, на основе значений четырех статистических критериев: двусторонний вариант точного метода Фишера; отношения шансов и вхождение его значения в 95%-й доверительный интервал; информационная мера Кульбака и диагностический (прогностический) коэффициент.
Для повышения степени выраженности взаимосвязи между количественными лабораторными показателями с развитием остеопороза или его отсутствием применяли критерий Колмогорова – Смирнова. С помощью данного критерия определяли точку максимального расхождения между выборками, которая может использоваться как критическая при разделении всех испытуемых на тех, у кого «есть остеопороз», и тех, у кого «нет остеопороза». Параметры, включенные в модель, представлены в табл. 3.4.9. При построении модели были получены отрезные точки для клинических параметров: возраста, ИМТ и возраста наступления менопаузы, с учетом их ассоциированности с остеопорозом.
В ходе биоинформационного анализа выделены композитные биомаркеры, включающие клинические и генетические признаки, ассоциированные с наличием остеопороза (табл. 3.4.10). Особенностью этих композитных биомаркеров является высокая специфичность ассоциаций, а также высокая величина диагностического коэффициента, при значениях которого более 12,8 можно с 95%-ной вероятностью прогнозировать развитие остеопороза.