Способ оценки риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии (болезни мелких сосудов)
METHOD FOR EVALUATING RISK OF DEVELOPING AND PROGRESSING CEREBRAL MICROANGIOPATHY (SMALL VESSEL ISCHEMIC DISEASE)

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии, и может быть использовано для прогнозирования риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии.
Церебральная микроангиопатия (ЦМА) / болезнь мелких сосудов (англ. - cerebral microangiopathy / small vessel disease), ассоциированная с возрастом и сосудистыми факторами риска, - синдромокомплекс клинических, нейровизуализационных и морфологических проявлений, обусловленный повреждением мелких церебральных сосудов (артериол, капилляров и венул) (Pantoni, L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges / L. Pantoni // The Lancet Neurology. - 2010. - V. 9. - №. 7. - P. 689-701). ЦМА является одной из основных причин ишемических инсультов, значительной части кровоизлияний в мозг, сосудистых когнитивных расстройств и смешанных форм с болезнью Альцгеймера (Azarpazhooh, М.R. Concomitant vascular and neurodegenerative pathologies double the risk of dementia / M.R. Azarpazhooh et al. // Alzheimer's & Dementia. - 2018. - V. 14. - №. 2. - P. 148-156).
К настоящему времени механизмы развития и прогрессирования заболевания активно изучаются и окончательно не определены. Многие десятилетия артериальная гипертензия (АГ) считалась единственным фактором риска развития ЦМА.
В настоящее время установлено, что в значительной части случаев спорадическая ЦМА не соответствует тяжести АГ, а успехи в лечения АГ не привели к снижению доли ЦМА в популяции (Williamson, J.D. Effect of intensive vs standard blood pressure control on probable dementia: a randomized clinical trial / J.D. Williamson et al. // JAMA: The Journal of the American Medical Association. - 2019. - V. 321. - №. 6. - P. 553-561).
Таким образом, появляется обоснование для поиска иных факторов риска в развитии ЦМА. Одним из них может быть нарушение гомеостаза натрия. Данное предположение обосновывается связью повышенного потребления соли с риском сердечно-сосудистых осложнений, независимым от АГ (World Health Organization. Guideline: Sodium intake for adults and children. / World Health Organization et al. - Geneva (ZW): the World Health Organization Document Production Services, 2012 (Reprinted, 2014). - 52 p.); ускоренным развитием ЦМА у спонтанно-гипертензивных крыс предрасположенных к инсульту (Bailey, E.L. Cerebral small vessel endothelial structural changes predate hypertension in stroke-prone spontaneously hypertensive rats: a blinded,
controlled immunohistochemical study of 5-to 21-week-old rats / E.L. Bailey et al. // Neuropathology and applied neurobiology. - 2011. - V. 37. - №. 7. - P. 711-726); увеличением объема гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ) и других МРТ-признаков ЦМА - лакун, микрокровоизлияний при поправке на возраст и АГ (Heye, А.K. Blood pressure and sodium: association with MRI markers in cerebral small vessel disease / A.K. Heye et al. // Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. - 2016. - V. 36. - №. 1. - P. 264-274; Makin, S. D. J. Small vessel disease and dietary salt intake: cross-sectional study and systematic review / S. D. J. Makin et al. //Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. - 2017. - V. 26. - №. 12. - P. 3020-3028).
Известно также для оценки риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии использование мультимодальных МРТ исследований, в качестве маркера повреждения мелких сосудов, что позволяет установить закономерности прогрессирования заболевания и их связь с клиническими проявлениями.(Е.В. Гнедовская, Л.А. Добрынина, М.В. Кротенкова, А.Н. Сергеева МРТ в оценки прогрессирования церебральной микроангиопатии., 2018, т. 12, №1, с. 61-67). При этом имеются значительные сложности в изучении патологии обусловленные техническими ограничениями в прижизненной оценке сосудов данного калибра.
Наиболее близким техническим решение оценки влияния нарушений гомеостаза натрия на риск развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии (болезни мелких сосудов) является исследование самостоятельной роли гипернатриемии в повреждении церебральных сосудов и мозга (Makin, S. D. J. Small vessel disease and dietary salt intake: cross-sectional study and systematic review / S. D. J. Makin et al. //Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. - 2017. - V. 26. - №. 12. - P. 3020-3028). Способ заключался в измерении соотношения натрия и креатинина в моче. Установлено, что высокое содержание соли в пище приводит к прогрессирующему нарастанию признаков ЦМА - гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ), лакун и микрокровоизлияний. Однако данный метод не обладает высокой точностью в отношении оценки риска развития церебральной микроангиопатии.
Использование эритроцитов для определения индивидуальной чувствительности к нарушениям гомеостаза натрия обосновано сходством функциональных свойств их клеточных мембран с эндотелием, в том числе натриевых транспортеров.
Обоснованность выбора эритроцитов для изучения патогенеза цереброваскулярной патологии нашло подтверждение при изучении модели ЦМА - спонтанно-гипертензивных крыс, предрасположенных к инсульту. При патоморфологических исследованиях выявлено, что на начальной стадии заболевания у данной линии экспериментальных
животных происходит скопление эритроцитов в капиллярах и артериолах, что ведет к нарушению проницаемости ГЭБ и развитию микрокровоизлияний (Schreiber, S. The pathologic cascade of cerebrovascular lesions in SHR-SP: is erythrocyte accumulation an early phase? / S. Schreiber et al. // Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. - 2012. - V. 32. - №. 2. - P. 278-290).
В конце 90-х годов 20-го столетия свойства эритроцитов изучались у больных с различными стадиями хронической гипертонической энцефалопатии сотрудниками лаборатории патоморфологии ФГБНУ «Научный центр неврологии» (ранее НИИ неврологии АМН), где было показано, что эритроциты имели тенденцию к изменению морфофункциональных характеристик - увеличению ригидности мембран (Ганнушкина, И.В. Гипертоническая энцефалопатия. // И.В. Ганнушкина, Н.В. Лебедева - Москва: Медицина, 1987. - 224 с.; Ибрагимова, Л.А. Изменение морфофункциональных свойств эритроцитов у больных с нарушением мозгового кровообращения: дисс. канд. мед. наук. 14.00.13 / Л.А. Ибрагимова-Москва, 1984. - 181 с.).
Показатели гомеостаза натрия, ассоциированные с развитием ЦМА и ее клинических проявлений, не изучены и нуждаются в уточнении. Учитывая важность натрия для многочисленных биологических реакций, универсальные рекомендации об ограничении его приема не безопасны. Определение индивидуальных реакций организма на высокое потребление пищевой соли позволит стратифицировать риски развития и прогрессирования ЦМА и применять рациональные диетические рекомендации у определенной группы населения.
Оценка осморезистентности у пациентов с ЦМА ранее не проводилась.
Технический результат заключается в простоте исследования с высокой достоверностью и точностью оценки риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии.
Технический результат достигается тем, что оценку риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии проводят путем оценки осмотической резистентности эритроцитов обследуемого к лизису в гипотонических растворах со снижающими концентрациями, при этом определяют выраженность гемолиза на фотоэлектроколориметре по интенсивности поглощения света при длине волны 500-560 нм, причем начало гемолиза при концентрации хлорида натрия 0,50-0,45%, принимают за минимальную осморезистентность и по показателю минимальной осморезистентности превышающей 0,62 ед.аб, оценивают риск развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии как повышенный.
Способ осуществляется следующим образом.
Осмотическая резистентность (осморезистентность) - способность эритроцитов противостоять гемолизу в гипотонических растворах.
Для определения осморезистентности был использован способ, предложенный Меньшиковым В. В. (1987), основанный на оценке устойчивости эритроцитов к лизису в гипотонических растворах со снижающимися концентрациями.
2 мл крови получают при кубитальной венопункции натощак в утренние часы в пробирки-вакутейнеры с антикоагулянтом КЗ ЭДТА. Затем раскапывают по 20 мкл цельной крови в 14 центрифужных пробирок. В каждую пробирку добавляют 5 мл раствора хлорида натрия с концентраций от 1% до 0,10%, в соответствие со схемой, представленной в таблице 1.
Полученные смеси крови с растворами хлорида натрия оставляют для экспозиции на 30 минут при комнатной температуре, после чего центрифугируют в течение 5 минут со скоростью 2000 об/мин. В надосадочной жидкости каждой из 14 центрифужных пробирок оценивают выраженность гемолиза на фотоэлектроколориметре по интенсивности поглощения (абсорбции) света при длине волны 500-560 нм (зеленый светофильтр).
Поглощение (абсорбцию) света определяют по потере энергии световой волной, проходящей через вещество, а именно рассчитывают по отношению интенсивности света,
прошедшего через среду, к интенсивности падающего света на данную среду и измеряют в единицах поглощения (абсорбции) - ед.аб.
Начало гемолиза, которое у обследуемых отмечалось при концентрации хлорида натрия 0,50-0,45%, принимают за минимальную осморезистентность (мин. осморезистентность). А по показателю минимальной осморезистентности превышающей 0,62 ед.аб, оценивают риск развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии как повышенный.
Расчет оценочного показателя проведен по результатам тестов.
Полный гемолиз эритроцитов в 0,1% растворе хлорида натрия принимают за максимальную осморезистентность (макс, осморезистентность). По результатам тестов вычисляют коэффициент осморезистентности (коэф. осморезистентности) по отношению минимальной осморезистентности к максимальной осморезистентности.
Данные показатели сопоставлялись с выраженностью МРТ-признаков ЦМА и риском развития заболевания.
В работе был использован дизайн одномоментного сплошного исследования. Больные тщательно отбирались на основании наличия типичных клинических проявлений и изменений в веществе головного мозга, соответствующих МРТ стандартам исследования ЦМА при старении и нейродегенерации.
В основную группу исследования были включены 73 больных (48 женщин, средний возраст - 60,1±6,5 лет), группу контроля составили 19 добровольцев (14 женщин, средний возраст 56,9±6,4 лет) без клинических и нейровизуализационных признаков патологии головного мозга, сопоставимых по возрасту и полу с основной группой. Все испытуемые подписали информированное согласие на проведение обследования. Протокол исследования был одобрен локальным Этическим комитетом ФГБНУ НЦН.
Нейровизуализационное обследование проводилось на магнитно-резонансном томографе Siemens MAGNETOM Verio 3 Тл и включало в себя исследование головного мозга в режимах Т2-спиновое эхо в аксиальной проекции для оценки вещества мозга (время повторения (TR - timerepetition) 4000 мсек, время эхо (ТЕ - timeecho) 118 мсек, толщина среза 5 мм, межсрезовый интервал 1,5 мм; продолжительность 2 мин 2 сек); Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции для получения данных функциональной МРТ (TR 3000 мсек, ТЕ 30 мсек; толщина среза 3.0 мм; продолжительность 4 мин 08 сек); 3D Т1-mpr в сагиттальной проекции для получения изотропных анатомических данных с целью последующего наложения на них функциональных данных (TR 1900 мс, ТЕ 2,5 мс; толщина среза 1.0 мм; межсрезовый интервал 1 мм; продолжительность 4 мин 16 сек). Проводилась качественная и количественная оценка МРТ-признаков ЦМА: ГИБВ, лакун,
микрокровоизлияний, периваскулярных пространств. ГИБВ определялась на Т2-взвешеных и FLAIR изображениях. Ее выраженность оценивалась по шкале Fazekas (F): F0 (контроль) - отсутствие ГИБВ, F1 - единичные очаги, F2 - наличие как единичных, так и частично сливных очагов, F3 - сливные очаги. Лакуны определялись на Т1-взвешенных и FLAIR изображениях. Уточнялось их наличие в проекции подкорковых структур, белом веществе полушарий большого мозга, стволе и мозжечке. Периваскулярные пространства определялись на Т1 -взвешенных и FLAIR изображениях в области семиовальных центров полушарий и проекции подкорковых структур головного мозга. Микрокровоизлияния оценивались в режиме SWI. Уточнялось их наличие в проекции подкорковых структур и в полушариях головного мозга.
Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения SPSS Statistics 23.0 IBM SPSS 23.0 (IBM SPSS Statistics, version 23.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA) и R 3.4.3 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria).
Количественные показатели сравнивались при помощи одномерного дисперсионного анализа с последующим попарным сравнением по методу наименьшей значимой разницы.
Для оценки взаимосвязи показателей использовался корреляционный анализ Пирсона. Для оценки предсказательной способности отдельных показателей в развитии ожидаемых исходов использовали ROC-анализ (Receiver Operator Characteristic) по предсказанным показателями вероятностям (бинарного исхода) с определением чувствительности, специфичности и площади под кривой. Пороговое значение отдельного теста осморезистентности составило 0,615 ≈ 0,62 ед.аб. (чувствительность - 52%, специфичность - 90%) (см. таблица 2).
Показатели минимальной осморезистентности и коэффициента осморезистентности показали статистически значимые более высокие значения у пациентов с ЦМА в сравнении с контролем (р=0,007 и р=0,004, соответственно). Значимых различий по максимальной осморезистентности получено не было.
Из проведенных лабораторных тестов на осморезистентность при прогнозировании развития ЦМА наибольшей площадью под кривой обладала минимальная осморезистентность (AUC (95% CI): 0.708 (0.574; 0.836)) по сравнению с максимальной осморезистентностью (AUC (95% CI): 0.607 (0.455; 0.759)) и коэффициентом осморезистентности (AUC (95% CI): 0.686 (0.562; 0.811)), что свидетельствует о наибольшей предсказательной способности первого теста в меньшем разведении. С помощью последующего ROC-анализа были выделены пороговые значения минимальной осморезистентности. Согласно полученным результатам, пациентов с показателями осморезистентности >0,615 ≈ 0,62 ед.аб. следует относить к группе риска развития ЦМА с чувствительностью 52% и специфичностью 90%.
Проводился сопоставительный анализ показателей минимальной осморезистентности с различной выраженностью ГИБВ по стадиям Fazekas и контролем, а также выраженностью когнитивных и психоэмоциональных нарушений у пациентов с ЦМА.
Результаты минимальной осморезистентности имели статистически значимые различия для выраженности ГИБВ по стадиям Fazekas, главного нейровизуализационного маркера ЦМА (р, ANOVA=0,004). Для оценки влияния минимальной осморезистентности на выраженность когнитивных и психоэмоцинальных нарушений у пациентов с ЦМА, были использованы полученные пороговые значения минимальной осморезистентности. Показана взаимосвязь осморезистентности с когнитивными нарушениями (R-0,243) и депрессией (R=0,250).
Таким образом, были получены доказательства того, что минимальная осморезистентности связана с риском развития ЦМА и показано, что превышение порога минимальной осморезистентности >0,62 ед.аб. связано с когнитивными и психоэмоциональными нарушениями, что опосредуется нарастанием выраженности основного диагностического признака ЦМА - гиперинтенсивности белого вещества.
Примеры клинического использования
Пример 1.
Пациентка В., 50 лет, находилась на обследовании и лечении в 3 неврологическом отделении Научного центра неврологии с диагнозом «Прогрессирующая сосудистая лейкоэнцефалопатия. Последствия множественных лакунарных инфарктов и
микрокровоизлияний в обоих полушариях головного мозга различной степени давности. Когнитивные нарушения. Лобная диспраксия ходьбы. Вестибуло-мозжечковый синдром. Тазовые нарушения. Артериальная гипертензия 3 степени».
Жалобы при поступлении: на неустойчивость и шаткость при ходьбе, головокружение, головные боли, снижение памяти и внимания, повышенную утомляемость, учащенное мочеиспускание, боли в шее и пояснице, судороги в ногах.
В неврологическом статусе Сознание ясное. Ориентирована правильно. Менингеальных знаков нет. Глазные щели, зрачки OD=OS. Движение глазных яблок в полном объеме. Мелкоразмашистый горизонтальный нистагм при взгляде в стороны. Чувствительность на лице не изменена. Лицо симметрично. Мягкое небо симметричное, при фонации сокращается удовлетворительно. Речь, фонация, глотание не нарушены. Язык по средней линии. Симптом Маринеску-Радовичи с двух сторон. Мышечная сила в руках и ногах не снижена. Мышечный тонус без значимых изменений. Глубокие рефлексы с рук и ног повышены, с акцентов слева. Кистевой аналог рефлекса Россолимо с двух сторон. Патологических стопных знаков нет. Расстройств чувствительности не выявлено. Координаторные пробы выполняет с легкой дисметрией с двух сторон. В пробе Ромберга пошатывается. Походка атаксическая. Лобная диспраксия ходьбы (ходит мелкими шажками на широкой базе). Функции тазовых органов нарушены по типу учащенного мочеиспускания.
Монреальская шкала оценки когнитивных нарушений (МоСА) - 20 баллов, умеренные когнитивные нарушения.
Госпитальная шкала тревоги и депрессии (ГШТД): тревога - 14 баллов, клинически выраженная; депрессия -16 баллов, клинически выраженная.
При МРТ головного мозга: в субкортикальном и глубоком белом веществе обоих полушарий большого мозга, подкорковых структурах, варолиевом мост определяются диффузно-очаговые изменения сосудистого генеза с наличием множественных лакунарных инфарктов, микрокровоизлияний, расширенных периваскулярных пространств, а также отмечается диффузное повышение MP-сигнала от перивентрикулярного белого вещества, лейкоареоз, слабое расширение субарахноидального пространства лобных и теменных долей обоих полушарий большого мозга.
Минимальная осморезистентность 0,66 ед.аб. (норма <0,62 ед.аб.), что свидетельствует о высокой вероятности развития ЦМА.
В дальнейшем исходя из полученных данных у пациентки с высоким значением осморезистентности определяются выраженные изменения вещества головного мозга по
данным нейровизуализации, в том числе лейкоареоз, а также развернутая клиническая картина с выраженными когнитивными нарушениями и психоэмоциональными нарушениями, такими как клинически выраженные тревога и депрессия, типичные для ЦМА.
Пример 2.
Пациент Г., 59 лет, проходил обследование в научно-консультативном отделении ФГБНУ Научного Центра Неврологии по поводу с диагнозом «Остеохондроз шейного отдела позвоночника, болевой мышечно-тонический синдром. Артериальная гипертензия 1 степени».
Жалобы при осмотре: на боли в шее.
В неврологическом статусе без очаговой неврологической симптоматики. Монреальская шкала оценки когнитивных нарушений (МоСА) - 28 баллов, норма. Госпитальная шкала тревоги и депрессии (ГШТД): тревога - 3 баллов, норма; депрессия -3 баллов, норма
При МРТ головного мозга патологических изменений интенсивности MP-сигнала в веществе головного мозга не выявлено. Желудочки мозга обычных размеров, все отделы ликворосодержащего пространства в пределах возрастной нормы.
Минимальная осморезистентность 0,45 ед.аб. (норма <0,62 ед.аб.), что свидетельствует о низкой вероятности развития ЦМА.
В дальнейшем исходя из полученных данных у больного с низким значением осморезистентности несмотря на наличие артериальной гипертензии, отсутствуют нейровизуализационные и клинические проявления ЦМА.
Таким образом, заявленный способ оценки риска развития и прогрессирования церебральной микроангиопатии (болезни мелких сосудов) по показателю минимальной осморезистентности превышающей 0,62 ед.аб, прост в исполнении и обеспечивает оценку риска с чувствительностью 52% и специфичностью 90%,