СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА ФОРМИРОВАНИЯ АТОПИЧЕСКОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ У ДЕТЕЙ С АЛЛЕРГИЧЕСКИМ РИНИТОМ
METHOD FOR PREDICTING THE RISK OF ATOPIC BRONCHIAL ASTHMA GENERATION IN CHILDREN WITH ALLERGIC RHINITIS

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, пульмонологии и аллергологии, и может быть использовано для прогнозирования развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом.
Многочисленные эпидемиологические исследования доказали тесную взаимосвязь аллергического ринита (АР) и бронхиальной астмы (БА). Доказано, что 30-40% больных АР имеют БА. Пациенты с АР в три раза чаще заболевают БА, чем пациенты, не имеющие АР, при этом БА носит более тяжелое и плохо поддающееся терапии течение. Поэтому актуальным становится проведение профилактических мероприятий у больных с АР.
Существует способ (аналог) прогнозирования формирования бронхиальной астмы (БА) как психосоматического расстройства у детей младшего школьного возраста (патент RU 2373865, 2009). Определяют факторы риска развития бронхиальной астмы, а именно: пол ребенка (x1); наличие: ОРВИ (х2), иммунодефицитных состояний (х3), искусственного вскармливания (х4), наследственной отягощенности по аллергическим заболеваниям (х5), неудовлетворительных бытовых условий (х6); посещения детского дошкольного учреждения (ДДУ) (х7); нарушения вербально-мнестической деятельности (х8). Присваивают им числовые значения, а именно: фактору риска XI в случае мужского пола присваивают 1, а в случае женского пола - 2, для х2-х8 в случае отсутствия фактора риска - 1, а в случае наличия фактора риска - 2, и расчете прогностического коэффициента у по формуле:
значение у>0,5 свидетельствует о благоприятном прогнозе, вероятность возникновения бронхиальной астмы у детей низка. Недостатком данного способа является использование лишь анамнестических данных в качестве риска реализации психосоматических нарушений без учета функциональных возможностей организма больного и атопического фона. Возможности метода ограничены возрастными рамками (младший школьный возраст) и фенотипическими особенностями заболевания (БА как психосоматическое расстройство).
Существует способ (аналог) прогнозирования развития аспириновой бронхиальной астмы у детей (патент 2001121741, 2003) путем сбора анамнеза. Предварительно определяют присутствие признаков аспириновой бронхиальной астмы хотя бы у одного родственника первой степени родства, затем ребенку выполняют пероральный провокационный тест с аспирином и антипириновый тест с определением периода полувыведения и клиренса антипирина, при этом если показатель периода полувыведения антипирина увеличен, а клиренс снижен на 30% и более относительно показателя практически здоровых лиц прогнозируют риск развития аспириновой астмы, а при сочетании этих условий с положительным аспириновым тестом прогнозируют высокую степень риска развития аспириновой астмы у ребенка.
Описанный выше способ прогнозирования формирования БА у детей лимитирован единственным фенотипом заболевания (аспириновая) и анализом анамнестических данных. Кроме того, используют инвазивные методики.
Существует способ (аналог) прогнозирования БА, при котором выделяют ДНК из периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции. Кровь набирают в пробирку с консервантом, содержащим 0,48% лимонной кислоты, 1,32% лимоннокислого натрия, 1,47% глюкозы, в соотношении 6:1, тщательно перемешивают и хранят при температуре 40°C не более одной недели. Для выделения ДНК к 8 мл крови добавляют 32 мл лизирующего буфера, содержащего 320 мМ сахарозы, 1% тритон Х-100, 5 мМ MgCl2, 10 мМ трис-HCl, pH 7,6. Полученную смесь перемешивают и центрифугируют при 4°C, 4000 об/мин в течение 20 минут. Надосадочную жидкость сливают, к осадку повторно приливают 20 мл лизирующего буфера и центрифугируют при тех же условиях в течение 10 мин. К полученному осадку добавляют 400 мкл буфера Soline ЭДТА (25 мМ ЭДТА, pH 8,0 и 75 мМ NaCl), 40 мкл 10% SDS, 30-40 мкл протеиназы К (10 мг/мл) и инкубируют при 37°C в течение 16 часов. После этого из лизата последовательно в три этапа проводят экстракцию ДНК равными объемами забуференного фенола (200 мкл меркаптоэтанола на 50 мл фенола - Трис-HCl, pH 7,8), смесью фенол-хлороформа (1:1) и хлороформа с центрифугированием при 10000 об/мин в течение 10 минут и отбором водной фазы после каждого этапа. ДНК осаждают двумя объемами 96% этанола. Осадок промывают 70% этанолом, подсушивают на воздухе, растворяют в дистиллированной воде и хранят при -20°C. Выделенная ДНК используется для проведения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК (ПЦР).
α
ν
α
4
2
4
2
Амплификацию изученных ДНК-локусов (-590С>Т полиморфизма гена IL4 и Ile50Val полиморфизма гена IL4R) проводят методом ПЦР синтеза ДНК в 25 мкл общего объема смеси, содержащей 2,5 мкл 10×Taq-буфера (67 мМ трис-HCl (pH 8,8), 16,6 мМ (NH)SO, 1,5 мМ MgCl, 0,01% Tween-20), 0,1 мкг геномной ДНК, смесь dNTP (dATP, dGTP, dCTP, dTTP по 200 мкМ каждого), 1 ед. ДНК-полимеразы Termus aquaticus (производства фирмы «Силекс», г. Москва) и 5-10 пМ локусспецифичных олигонуклеотидных праймеров. Для определения нуклеотидных замен проводят гидролиз амплифицированных фрагментов соответствующей рестриктазой. Рестрикцию полиморфного локуса -590С>Т гена IL4 проводят эндонуклеазой рестрикции A aII, Ile50 Val полиморфизма гена IL4R - эндонуклеазой MslI в соответствии с рекомендациями фирм-производителей. Разделение фрагментов ДНК после амплификации и рестрикции проводят при помощи электрофореза в 7% полиакриламидном геле (ПААГ), приготовленном из 30% раствора ПААГ (соотношение акриламид: N,N'-метиленбисакриламид - 29:1).
Частоты аллелей определяются по формуле [Животовский Л.А., Популяционная биометрия. - М.: Наука, 1991].
i
i
i
p=N/N, где N - число i-ых аллелей, N - объем выборки.
Стандартная ошибка частоты аллелей рассчитывается по формуле:
2
При попарном сравнении частот генотипов и аллелей в группах больных и здоровых лиц используется критерий χ (Р) для таблиц сопряженности 2×2 с поправкой Иэйтса на непрерывность, вычисляемый по формуле:
1
2
1
2
2
где n и n - объемы сравниваемых распределений; p и p - частоты соответствующих классов. При числе наблюдаемых случаев <5 используется точный двусторонний критерий Фишера p(F).
Для выявления факторов повышенного и пониженного риска развития бронхиальной астмы, проводится, для статистически значимо различающихся вариаций вышеуказанных полиморфных ДНК-локусов, оценка статистики связи - показателя отношения шансов (OR - odds ratio), а также границ его 95% доверительного интервала (CI 95%). OR является мерой ассоциации, количественно определяющей взаимосвязь между фактором риска и развитием определенного признака. Степень ассоциаций оценивается в значениях показателя соотношения шансов по формуле: OR=(a×d)/(b×c),
где а - число лиц с наличием, b - с отсутствием маркера среди больных; c и d - число лиц соответственно с наличием и отсутствием маркера среди здоровых. При OR=1 нет ассоциации, OR>1 рассматривается как положительная ассоциация с аллелем или генотипом («фактор повышенного риска») и OR<1 - как отрицательная ассоциация («фактор пониженного риска»). Доверительный интервал для показателя отношения шансов рассчитывается по следующей формуле:
Недостатки указанного способа - трудоемкость и высокая стоимость, что препятствует его использованию в практическом здравоохранении.
Известен способ прогнозирования риска возникновения бронхиальной астмы (аналог) на основании учета роли наследственного фактора, согласно которому считается, что, если один из родителей болен БА, то риск развития БА у ребенка достигает 20-30%, а если больны оба - 75% (Аллергология. Т. 1. Под редакцией чл-кор. РАМН Г.Б. Федосеевой, СПб.: Нормед-Издат, 2001. С. 138). Использование лишь одного показателя определяет низкую точность и информативность данного способа.
Существует способ (аналог) прогнозирования риска развития профессиональной бронхиальной астмы (RU 2583948, 2016). Выявляют наличие родственников с аллергической реакцией, наличие в анамнезе ринита, крапивницы либо другой аллергической реакции, бытовой, пищевой и лекарственной аллергической реакции, профессиональной вредности, при этом дополнительно определяют концентрацию общего IgE в сыворотке крови, в качестве профессиональной вредности определяют «симптомы элиминации», «экспозиционный тест», «эффект реэкспозиции» каждый признак оценивают в баллах. Далее баллы суммируют и при их сумме менее 15 прогнозируют низкую степень риска профессиональной бронхиальной астмы, 16-30 баллов - среднюю степень риска, 31 балл и более - высокую степень риска. Использование данного способа в педиатрической практике неоправданно.
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ прогнозирования риска возникновения БА (патент RU 2275863, 2006), при котором пациенту проводят пробы на пыльцевую, пылевую и пищевую аллергии, на непереносимость антибиотиков, анальгетиков, аспирина и при положительных пробах, а также при наличии родственников, страдающих БА, подверженности респираторным инфекциям более двух раз в году, атопического дерматита, экземы, крапивницы и других аллергических синдромов, заболеваний желудочно-кишечного тракта или печени, и профессиональной вредности прогнозируют риск развития заболевания по формуле: R=(S/(S+1))⋅100%, где S=0,0526⋅9⋅6⋅4⋅7⋅3⋅2⋅20⋅6⋅2⋅15⋅3. При этом X1 - наличие родственников, страдающих БА: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х2 - наличие более двух родственников, страдающих БА: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х3 - подверженность респираторным инфекциям более двух раз в году: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х4 - подверженность вазомоторному риниту: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х5 - наличие атонического дерматита, экземы, крапивницы или других аллергических синдромов: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х6 - наличие заболеваний желудочно-кишечного тракта или печени: при наличии - 1, при отсутствии - 0; Х7 - проба на пыльцевую и пылевую аллергии: при положительной пробе - 1, при отрицательной - 0; Х8 - проба на пищевую аллергию: при положительной пробе - 1, при отрицательной - 0; Х9 - непереносимость антибиотиков: при наличии - 1, при отсутствии - 0; X10 - непереносимость анальгетиков или аспирина: при наличии - 1, при отсутствии - 0; X11 - наличие профессиональной вредности: при наличии - 1, при отсутствии - 0. При значении R более 70% прогнозируют высокий риск возникновения бронхиальной астмы, при значении R 50-70% - средний риск, а при значении R менее 50% - низкий риск. Способ основан на расчете риска заболевания по целому ряду анамнестических и клинических признаков, но лишь у взрослых пациентов. Кроме этого не учитываются функциональные параметры здоровья больного.
Цель предлагаемого способа - упрощение, повышение точности и доступности прогноза риска развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом.
Поставленная цель достигается тем, что вычисляют значение уравнения множественного логистического регрессионного анализа по формуле:
1
2
3
4
5
z=-1,9+К×ЧОРЗ+К×КХОРЗ+К×АД+К×ИГКС+К×ОФР,
где
-1,9 - константа;
ЧОРЗ - частота острых респираторных заболеваний;
КХОРЗ - клиническая характеристика острых респираторных заболеваний;
АД - наличие атопического дерматита в анамнезе;
ИГКС - использование в лечении топических ингаляционных глюкокортикостероидов;
ОФР - общая физическая работоспособность, определяемая по степ-тесту, в абсолютных величинах.
1
2
3
4
5
К=3,9; К=1,8; К=-2,6; К=2,7; К=-0,4.
Значение z≥1,0 свидетельствует о неблагоприятном прогнозе, о высоком риске формирования БА у конкретного пациента с АР.
Новизна предлагаемого способа заключается в том, что при расчете риска развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом используют кроме клинических факторов (частота и клиническая картина острого респираторного заболевания) такие показатели, как объем терапии (использование топических ИГКС) и функциональные параметры сердечно-сосудистой системы (ссс) ребенка - реакция ссс на нагрузку (общая физическая работоспособность (ОФР), определяемая по степ-тесту; вычисляют риск развития атопической БA (z) по формуле:
1
2
3
4
5
z=-1,9+K×ЧОРЗ+К×КХОРЗ+К×АД+К×ИГКС+К×ОФР,
где -1,9 - константа;
ЧОРЗ - частота острых респираторных заболеваний;
КХОРЗ - клиническая характеристика острых респираторных заболеваний;
АД - наличие атопического дерматита в анамнезе;
ИГКС - использование в лечении топических ингаляционных глюкокортикостероидов;
ОФР - общая физическая работоспособность, определяемая по степ-тесту, в абсолютных величинах.
1
2
3
4
5
К=3,9; К=1,8; К=-2,6; К=2,7; К=-0,4.
И если значение z≥1,0, прогнозируют высокий риск формирования БА у конкретного пациента.
Технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого нами способа, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемый способ прогнозирования риска развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом, осуществляется следующим образом:
У детей с аллергическим ринитом определяют показатели: частота острых респираторных заболеваний (ЧОРЗ): при частоте 0-4 раза в год присваивают числовое значение «0»; при 5-6 раза в год - «1», клиническая характеристика острых респираторных заболеваний (КХОРЗ): при отсутствии ОРЗ присваивают числовое значение «0», при наличии ринита - «1», трахеита - «2», бронхита - «3»; наличие атопического дерматита в анамнезе (АД): при отсутствии АД присваивают числовое значение «0», при наличии АД - «1»; использование в лечении топических ингаляционных глюкокортикостероидов (ИГКС): если ИГКС не использовались, то присваивают числовое значение «0», если использовались - «1»; общая физическая работоспособность (ОФР), определяемая по степ-тесту, в абсолютных величинах.
Затем вычисляют значение уравнения множественного логистического регрессионного анализа по формуле (z):
1
2
3
4
5
z=-1,9+К×ЧОРЗ+К×КХОРЗ+К×АД+К×ИГКС+К×ОФР,
1
2
3
4
5
где -1,9 - константа; коэффициенты переменных (β): К=3,9; К=1,8; К=-2,6; К=2,7; К=-0,4.
Значение z≥1,0 свидетельствует о неблагоприятном прогнозе, о высоком риске формирования БА у конкретного пациента с АР.
В процессе разработки способа было проведено обследование 126 человек детей с АР. Наблюдение в течение 5 лет (2009-2014) выявило, что за истекший период 43 ребенка сформировали БА. С целью проведения сравнительного анализа дети, не реализовавшие риск развития БА (83 ребенка), составили основную группу, дети с БА составили группу сравнения.
Изучение катамнестических данных среди больных АР позволило осуществить разработку математической модели прогноза риска развития атопической бронхиальной астмы у детей, больных аллергическим ринитом. При этом применен метод множественного логистического регрессионного анализа, который позволяет предсказывать значение одной (бинарной) категориальной величины по двум или более другим.
После включения абсолютных величин кардио-респираторных и силовых тестов, качественных данных катамнеза (заболеваемость, использование в терапии препаратов различных групп (антибиотики, топические ингаляционные глюкокортикостероиды, антилейкотриеновые и антигистаминовые), проверки переменных на коллинеарность и взаимодействие, используя метод включения по А. Вальду), были выбраны 5 предикторных показателей, вошедших в итоговое уравнение: частота ОРЗ (ЧОРЗ), клиническая характеристика ОРЗ (КХОРЗ), наличие атопического дерматита в анамнезе (АД), использование в лечении топических ингаляционных глюкокортикостероидов (ИГКС), общая физическая работоспособность, определяемая по степ-тесту (ОФР) в абсолютных величинах.
Вычисляют риск развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом по формуле:
1
2
3
4
5
z=-1,9+К×ЧОРЗ+К×КХОРЗ+К×АД+К×ИГКС+К×ОФР,
где -1,9 - константа;
переменные: ЧОРЗ - частота ОРЗ; КХОРЗ - клиническая характеристика ОРЗ; АД - наличие атопического дерматита в анамнезе; ИГКС - использование в лечении топических ингаляционных глюкокортикостероидов; ОФР - общая физическая работоспособность, определяемая по степ-тесту, в абсолютных величинах;
коэффициенты переменных (β):
1
2
3
4
5
К=3,9; К=1,8; К=-2,6; К=2,7; К=-0,4.
Значение z≥1,0 свидетельствует о неблагоприятном прогнозе, о высоком риске формирования БА у конкретного пациента с АР.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами клинического использования:
Пример 1. Мальчик Леонид 9 лет с аллергическим ринитом, частые ОРЗ, до 10 раз в год (1), протекают с клиникой бронхита (3). При анализе раннего анамнеза выявлено наличие атопического дерматита (1), при лечении аллергического ринита отказывались использовать топические ИГКС (0). При проведении степ-теста ОФР=9,1.
Вычислили значение уравнения множественного логистического регрессионного анализа по формуле:
z=-1,9+3,9×1+1,8×3-2,6×1+2,7×0-0,4×9,1=1,2
Таким образом, z≥1,0, что указывает на риск формирования атопической БА. Это подтверждается клиническими и инструментальными данными: у мальчика имели место эпизоды обратимой бронхиальной обструкции, купированной применением бронхолитиков, Ig>150 ME, ОФВ1<60,0%, положительная проба с бронхолитиками (прирост ОФВ1>12%).
Пример 2. Мальчик Александр 11 лет с аллергическим ринитом, ОРЗ регистрируются редко, до 2 раз в год (0), протекают с клиникой ринита (1). При анализе раннего анамнеза выявлено наличие атопического дерматита (1), при лечении аллергического ринита использовались топические ИГКС (1). При проведении степ-теста ОФР=12,6.
Вычислили значение уравнения множественного логистического регрессионного анализа по формуле:
z=-1,9+3,9×0+1,8×1-2,6×1+2,7×1-0,4×12,6=-5,04.
Таким образом, z<1,0, что указывает на отсутствие риска формирования атопической БА у данного пациента. Это подтверждается клиническими и инструментальными данными: у мальчика отсутствовали эпизоды обратимой бронхиальной обструкции, по результатам функции внешнего дыхания (ОФВ1=100,0%), отрицательная проба с бронхолитиками (прирост ОФВ1<12%).
Предлагаемый способ прогнозирования риска развития атопической бронхиальной астмы у детей с аллергическим ринитом применен в ГУЗ ЯО «Детская поликлиника №3» и может быть использован как в амбулаторных, так и стационарных условиях.