СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ КАТАРАКТЫ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ВОЗРАСТНЫМИ МЕТАБОЛИЧЕСКИМИ НАРУШЕНИЯМИ, И КАТАРАКТЫ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ИЗМЕНЕНИЯМИ ХРУСТАЛИКА В ОТВЕТ НА ФОНОВЫЕ РАССТРОЙСТВА МЕТАБОЛИЗМА, И ВЫБОР ТАКТИКИ ИХ ЛЕЧЕНИЯ
DIFFERENTIAL DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR CATARACT CAUSED BY AGE-ASSOCIATED METABOLIC DISORDERS, AND FOR CATARACT CAUSED BY CRYSTALLINE LENS CHANGES INDUCED BY METABOLIC INTERFERENCE, AND CHOICE OF MODALITY

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Предлагаемое изобретение на основании использования методик, относящихся к нанотехнологиям, может быть использовано при диагностике вида катаракты, предоперационной подготовке больных с осложненной катарактой, прогнозировании послеоперационных осложнений и зрительных функции после оперативного вмешательства.
В концепцию «метаболического синдрома» в офтальмологии можно включить весь комплекс (кластер) взаимосвязанных метаболических нарушений, предрасполагающих к развитию витреоретинальных осложнений сахарного диабета 2 типа и ишемической болезни сердца (ИБС). Кроме того, к данному комплексу относятся все механизмы пролиферации как компенсации повреждения сосудистого тракта, стекловидного тела, сетчатки, зрительного нерва вне зависимости от причины. Установлено, что наличие метаболического синдрома сопровождается повышением риска развития сосудистых осложнений в 3 раза.
Исследования факторов, значимых для прогноза результата хирургического лечения при экстракции катаракты и исхода пролиферативной ретинопатии различного генеза, продвигались от изучения отдельных клинических параметров (Х.П.Тахчиди, Л.И.Балашевич, Т.М.Джусоев, А.Р.Кнежевич, И.В.Хижняк, Я.В.Байбородов, Н.В.Мацко, Р.Р.Валеева) до сложных гистохимических исследований стекловидного тела, в частности гликозаминогликанов в эксперименте (И.П.Хорошилова-Маслова, Д.О.Шкворченко, Л.Д.Андреева, И.Х.Шерафетдинов, И.А.Маклакова), и иммунологических исследований (О.С.Слепова, Л.Е.Теплинская, Т.А.Новикова-Билак, В.Евсегнеева, С.А.Марных).
Подводя итог поискам решения актуальной научной проблемы катаракты, пролиферативной витреоретинопатии (ПВР), необходимо отметить отсутствие единого подхода к патогенетическим механизмам их развития, показаниям к хирургическому лечению, самой технике и медикаментозному сопровождению выбранного инвазивного метода воздействия.
Известны результаты научного исследования на тему «Протеомика в офтальмологии» (Г.Р.Каламкаров. Материалы научно-практической конференции «Нанотехнологии в диагностике и лечении патологии органа зрения» 23-24 апреля 2008 года; В.В.Нероев, Р.А.Гундорова, Е.Н.Вериго. Нанотехнологии в диагностике и лечении патологии органа зрения. Российский офтальмологический журнал, 2008; 1:56-59), которые решают близкую по сути задачу. В этих работах также использовались протеомные исследования, а именно масс-спектрометрия. Однако в офтальмологии это касалось только белкового профиля тканей глаза, слезы и внутриглазных жидкостей при друзах сетчатки - «сухой» и «влажной» формах инволюционной макулодистрофии. Г.Р.Каламкаров исследовал протеом сетчатки при ее дистрофии и получил данные, указывающие на прямое участие процессов окислительного стресса и процессов шаперонного взаимодействия белков на развитие данной патологии. При этом недостатком данного способа является тот факт, что не было сделано попыток определить белки-маркеры в слезе участвующих в локальных изменениях метаболизма при осложненных (катаракта, обусловленная изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма) и возрастных катарактах в сравнении с содержанием маркеров слезы здоровых лиц. Значит, не было выделения измененных структурно белков до масс-спектрометрии, что не обеспечивало точность диагностики.
Наш способ документирует наличие активного пероксиредоксина VI как маркера геронтологических сдвигов при возрастной катаракте, у здоровых лиц данный белок (16 кДа) не был идентифицирован.
Что же касается факта, что регуляторные белки (РБ) излишне стимулируют процессы в патологически измененных тканях путем усиления пролиферации и миграции соединительно-тканных элементов, то на сегодняшний день на передний план в офтальмологии выходят ингибиторы пролиферации, а не стимуляторы, что связано с высоким риском развития исхода ПВР - тракционной отслойки сетчатки. Второй эффект РБ - усиление миграции соединительно-тканных элементов, в основном связан с рубцовым процессом роговицы глаза при травмах, исходом воспалительных заболеваний роговицы. Стимуляция миграции соединительно-тканных элементов способствует развитию вторичной глаукомы. Остальные механизмы действия РБ показаны только в эксперименте на животных (М.С.Краснов).
Аналогом предлагаемого способа является изучение иммунологической реактивности и состояния процессов перекисного окисления липидов в случаях предоперационной подготовки и последующей реабилитации пациентов с осложненной катарактой. В известном способе у пациентов с осложненной катарактой определяли показатели иммунного статуса организма (определение содержания Т-лимфоцитов и их субстанций, В-лимфоцитов, иммуноглобулинов А, М, G), исследовали показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) - малонового диальдегида крови и слезы. Исследовали содержание сульфгидрильных групп крови у больных осложненной катарактой (С.Я.Щербаков, М.А.Щепетнева, Л.А.Филина. Анализ эффективности применения предоперационной подготовки при экстракции осложненной катаракты. Сборник научных трудов, посвященный 110-летию Воронежской областной клинической офтальмологической больницы. Воронеж: изд-во им. Е.А.Болховитинова. - 2008. - С.187-190). Использование данного способа предполагает анализ состояния иммунного статуса и перекисного окисления липидов одновременно. Т.е. при осложненной катаракте нужно диагностировать Т-лимфопению, снижение Т-супрессоров и В-лимфоцитов, увеличение иммуноглобулинов А и G и снижение IgM, а параллельно определять повышенное содержание сульфгидрильных групп слезы и крови по сравнению с физиологической нормой. Следовательно, больному с осложненной катарактой следует выполнить трудоемкое, дорогостоящее обследование и получить пределы колебания физиологических величин при сравнении не с показателями данного больного до развития осложненной катаракты, а со значениями физиологической нормы. При этом известно, что данные иммунологического статуса и ПОЛ не могут иметь физиологической нормы, нормой для этих показателей являются пределы колебаний физиологических величин (Земсков A.M., Земсков В.М. Справочник оперативной информации по клинической иммунологии и аллергологии. - Воронеж, 1993. - С.35-45; Земсков A.M., Соколов М.И., Земсков В.М. Основы общей микробиологии, вирусологии и иммунологии. - М., 1972. - 18 с.). Кроме того, нет параллелизма изменений показателей перекисного окисления липидов и данных иммунологического обследования у больных осложненной катарактой. Нет и точных количественных значений показателей крови и слезы в данной группе пациентов, которые могут быть маркерами осложненной катаракты.
Достигаемый в предлагаемом способе технический результат заключается в следующем:
- верификация диагноза больного осложненной катарактой.
Традиционно при дифференциальной диагностике катаракты, обусловленной возрастными изменениями хрусталика (возрастная катаракта), и катаракты, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма (осложненная катаракта), врач-офтальмолог ориентируется на морфологические признаки при проведении биомикроскопии: и при катаракте, обусловленной возрастными метаболическими нарушениями, и при катаракте, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма, определяются неинтенсивные сероватые помутнения в области отдельных структур хрусталика при сохраненном тусклом рефлексе с глазного дна. Наоборот, при наличии зрелой возрастной и полной осложненной катаракты дифференциальная диагностика еще более затруднена из-за выраженности помутнения хрусталика и невозможности исследовать его с помощью техники «скользящего» луча при биомикроскопии.
Таким образом, опасность таких изменений хрусталика заключается в том, что пропускается не только общесоматическая патология, но и не прогнозируется возможность развития интраоперационных и послеоперационный осложнений. Имеются несоответствие морфологического вида катаракты и ее клинической формы (при чашеобразной форме заднекапсулярной катаракты возможен вариант возрастных изменений хрусталика, и, наоборот, при явных признаках возрастной катаракты уже интраоперационно выявляется фиброз задней капсулы и меняется тактика операционного ведения пациента).
Учитывая вышеизложенное, представляется целесообразным поиск маркеров возрастной катаракты. Определение увеличения активности пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада в послеоперационном периоде (по сравнению с дооперационным периодом) именно при возрастной катаракте можно считать таким маркером геронтологических изменений хрусталика. При осложненных катарактах весь спектр местных метаболических нарушений является следствием фоновых расстройств и изменяет локальные эндогенные механизмы регуляции, при этом отмечается отсутствие или снижение активности пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада (в послеоперационном периоде по сравнению с дооперационным периодом).
- прогнозирование остроты зрения в послеоперационный период.
Были исследованы 2 группы больных: 1 группа пациентов - больные с возрастными изменениями хрусталика (выполнялось оперативное вмешательство - экстракапсулярной экстракции катаракты (ЭЭК)) - в этой группе отмечалось наличие в дооперационном периоде в слезной жидкости активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада (14 кДа) - после операции отмечалось повышение его активности. Этой группе в момент операции не требуется проведение заднего капсулорексиса, а после удаления хрусталика в 98% случаев прогнозируемая острота зрения 0,9. Так как возрастная катаракта - это возрастные изменения хрусталика без общих расстройств метаболизма, послеоперационное лечение не требуется (имеется в виду, что этой группе не следует назначать лекарственные препараты, направленные на улучшение метаболических процессов сетчатки и зрительного нерва).
2 группа - больные осложненной катарактой (операция факоэмульсификации катаракты (ФЭК)) - отсутствие активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада в слезной жидкости в дооперационном периоде. Больные этой группы подвергались интраоперационной коррекции - выполнение заднего капсулорексиса в процессе операции. Прогнозируемая острота зрения 0,6-0,7. В послеоперационном периоде у этой группы применяли патогенетическую терапию фоновых расстройств метаболизма.
Кроме того, осуществление диагностики по предлагаемой методике позволяет исключить необходимость проведения дополнительных тестов на фоновые заболевания: катаракта в этих случаях - геронтологическая проблема.
Исследуемый пероксиредоксин определялся в слезной жидкости у больных катарактой, обусловленной возрастными изменениями хрусталика, и катарактой, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма.
В слезе больных катарактой, обусловленной изменениями хрусталика на фоне общих метаболических расстройств (сахарный диабет, сосудистые нарушения, эндокринные болезни), активный пероксиредоксин VI и/или фрагменты его распада отсутствовали. При наличии катаракты, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма, у пациентов в возрасте от 30 до 50 лет или незрелых возрастных катаракт у пациентов в возрасте до 60 лет с помутнением, не распространяющимся на другие слои хрусталика, но локализованном по всей задней поверхности хрусталика, или локализацией нежных точечных сероватых помутнений под задней капсулой хрусталика, чередующихся с субкапсулярными мелкими вакуолями, не наблюдается присутствие маркера - активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада. Вклад пероксиредоксина VI в нейтрализацию активных форм кислорода составляет 70-80%. Следовательно, следует в послеоперационный период у этой группы пациентов продолжать применять лекарственные средства для воздействия на локальный метаболизм в тканях глаза. Если нет сопутствующего катаракте, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма (осложненной катаракте), диагноза - проводить дополнительное обследование (исключать сахарный диабет, сосудистые нарушения, эндокринные болезни), при этом показано продолжение применения препаратов, содержащих неорганические соли, необходимые для нормализации электролитного обмена, коррекции метаболических нарушений в тканях глаза.
При наличии катаракты, обусловленной возрастными изменениями хрусталика, и интенсивных серых помутнений во всех слоях хрусталика у пациентов в возрасте старше 60 лет при низком уровне локальных метаболических нарушений - определение активности пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада является определяющим для благоприятного прогнозирования зрительного исхода операции. Возможность развития и усугубления метаболических расстройств в послеоперационный период можно прогнозировать до операции по отсутствию пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада в слезной жидкости при катаракте, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Забор слезной жидкости осуществляется с помощью канюли, которая помещается в нижний свод конъюнктивального мешка. Слезная жидкость замораживается сразу после взятия при 20°С и хранится без повторного размораживания не более 14 дней. Исследование белкового состава слезы: был проведен PAAG электрофорез в присутствии SDS образцов слезы до и после лечения, среднюю концентрацию белка в пробах определяют спектрофотометрически с использованием спектрофотометра Nano-Drop 1000, Western - блот, для дальнейшего иммуноферментного анализа присутствия пептидов, белков и фрагментов белков в биологических жидкостях глаза. Мажорные белки слезы анализируют методом MALDI-TOF - триптический гидролиз белка в полиакриламидном геле, надгелевый раствор используют для получения MALDI-масс-спектров. Подготовку образцов для масс-спектрометрии проводят смешиванием на мишени раствора образца и раствора 2,5-дигидроксибензойной кислоты, масс-спектры получают на MALDI-времяпролетном масс-спектрометре Ultraflex II BRUKER (Германия), оснащенном УФ-лазером (Nd) в режиме положительных ионов с использованием рефлектрона. Идентификацию белков осуществляют при помощи программы Mascot (www.matrixscience.com). Поиск проводится в базе данных NCBI среди белков всех организмов с указанной точностью с учетом возможного окисления метионинов кислородом воздуха и возможной модификации цистеинов акриламидом.
Диагностику комплекса этиологических факторов, приводящих к развитию метаболических нарушений, осуществляют на основании выявления изменения белкового состава слезы, до и после оперативного лечения - факоэмульсификации катаракты, экстракапсулярной экстракции катаракты, витреоретинальных операций.
В дооперационный период в слезной жидкости определяют присутствие маркера расстройств метаболизма - активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада. В случае наличия в слезной жидкости активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада диагностируют наличие возрастной катаракты, в послеоперационном периоде не применяют лекарственные препараты, направленные на улучшение метаболических процессов сетчатки и зрительного нерва. При отсутствии в слезной жидкости активного пероксиредоксина VI и/или фрагментов его распада диагностируют наличие катаракты, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма, и во время оперативного вмешательства выполняют задний капсулорексис, а в послеоперационном периоде применяют патогенетическую терапию фоновых расстройств метаболизма.
Клинические примеры.
Пациент, 78 лет, история болезни ВОКОБ №8746. Клинические данные: острота зрения левого глаза - правильная проекция света, при исследовании щелевой лампой определяется интенсивное серое помутнение во всех слоях хрусталика. Офтальмоскопия в условиях мидриаза - рефлекса с глазного дна нет. Сопутствующие заболевания - ИБС. Исследование слезной жидкости до операции ЭЭК. Определен белковый спектр слезы: активный пероксиредоксин VI, 14 килодальтон (++). Диагноз - зрелая возрастная катаракта левого глаза. Проведена операция - экстракапсулярная экстракция катаракты (ЭЭК) с имплантацией интраокулярной линзы.
Больная после операции ЭЭК (экстракапсулярная экстракция катаракты с имплантацией интраокулярной линзы): острота зрения левого глаза - 0,9 (в течение 2 лет наблюдения после операции острота зрения сохранялась, не требовалось коррекции и терапии). Определен белковый спектр слезы после оперативного вмешательства: пероксиредоксин VI, 14 килодальтон (+++), т.е. отмечается увеличение активности пероксиредоксина VI по сравнению с дооперационным периодом, а значит, подтвердился диагноз возрастной, а не осложненной катаракты, значит, больной нет необходимости рекомендовать в дальнейшем дополнительных обследований у специалистов.
Пациент М., 58 лет, история болезни ВОКОБ №8407. Клинические данные, острота зрения правого глаза - 0,01. Исследование щелевой лампой: помутнение средней интенсивности у заднего полюса хрусталика в его наружных слоях задней коры, помутнение довольно стабильное, помутнение не распространяется на другие слои хрусталика, но локализовано по всей задней поверхности хрусталика и носит характер так называемой туфообразной порозности. Клинические признаки документируют достаточно выраженные метаболические нарушения и в результате развитие интенсивного помутнения всей задней поверхности хрусталика. Сопутствующие заболевания - сахарный диабет, тип 1.
Проведен анализ слезной жидкости больной до операции - ФЭК (факоэмульсификация катаракты): активный пероксиредоксин - VI, 14 килодальтон, отсутствует.
Диагноз - катаракта, обусловленная изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма, диабетическая ретинопатия.
Метод оперативного вмешательства - факоэмульсификация катаракты с имплантацией интраокулярной линзы.
После операции ФЭК: острота зрения правого глаза - 0,6. Получен белковый спектр слезы: пероксиредоксин - VI, 14 килодальтон не определяется.
Послеоперационная терапия направлена на улучшение метаболических процессов сетчатки и зрительного нерва: Доксиум 0,1, в капсулах, принимается внутрь 2 раза в день, продолжительность приема 12 дней (общая терапия); Тауфон 4% и Эмоксипин 1% в каплях (местная терапия).
Таким образом, впервые выделен и идентифицирован представитель подсемейства пероксиредоксинов типа VI - секреторный 14 кДа 1-Cys пероксиредоксин VI в слезной жидкости больных, а не в эксперименте. Впервые определена его значимость при дифференциальной диагностике катаракты, обусловленной возрастными метаболическими нарушениями, и катаракты, обусловленной изменениями хрусталика в ответ на фоновые расстройства метаболизма.