Свойства и клинико-диагностическое значение определения лактоферрина и ферритина при остром панкреатите

Резюме

Актуальность. Доля острого панкреатита в структуре хирургических заболеваний с каждым годом неуклонно растет, несмотря на высокий уровень современных технологических возможностей. При изучении острофазовых белков появляется все больше информации об их уникальной роли при различных патологиях. В диагностике острого панкреатита хорошо зарекомендовали себя 2 острофазовых белка - лактоферрин и ферритин.

Цель исследования - определение клинико-диагностического и прогностического значения уровней лактоферрина и ферритина в сыворотке крови больных острым панкреатитом.

Материал и методы. Обследованы 106 пациентов с различными формами острого панкреатита и 41 донора. При помощи иммуноферментного анализа проведено динамическое рутинное ретроспективное исследование уровней лактоферрина и ферритина сыворотки крови у больных острым панкреатитом.

Результаты. При исследовании обнаружена коррелятивная связь между уровнями ферритина и лактоферрина и развитием деструктивных процессов в поджелудочной железе при остром панкреатите. На основании этого предложен коэффициент, при значениях которого ≤10 определяется отсутствие деструкции, от 11 до 15 - локализованная деструкция, от 16 до 20 - распространенный гнойно-деструктивный процесс, а значения >20 свидетельствуют о неблагоприятном исходе заболевания.

Заключение. Определение концентраций в сыворотке крови ферритина и лактоферрина у больных острым панкреатитом не только имеет клинико-диагностическое значение, но и позволяет оценить тяжесть состояния пациентов, адекватность и эффективность проводимой терапии, а также своевременно прогнозировать вероятность развития осложнений.

Дизайн исследования: уровень доказательности IIа.

Ключевые слова:острый панкреатит, панкреонекроз, белки острой фазы, ферритин, лактоферрин

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2018. Т. 6, № 4. С. 55-61.

doi: 10.24411/2308-1198-2018-14008.
Статья поступила в редакцию: 01.09.2018. Принята в печать: 24.10.2018.

Точная и своевременная диагностика острого панкреатита (ОП) является одним из основных направлений современной хирургии. Несмотря на стремительный технологический прогресс и появление новых современных методов диагностики тяжести патологического процесса, летальность при данной патологии, к сожалению, остается достаточно высокой. На долю ОП приходится до 10% ургентной патологии брюшной полости, а в структуре основных нозологических форм ОП традиционно занимаeт 3-е место (25%), незначительно уступая острому аппендициту (26%) и острому холециститу (28%) [1-5].

В связи с отсутствием на настоящий момент способов индивидуального прогноза распространения патологического процесса оперативное пособие нередко выполняется в слишком ранние сроки либо с опозданием, что утяжеляет состояние больных и увеличивает риск летального исхода [6-11].

Интерес к острофазовым белкам, наблюдаемый в последнее десятилетие, объясняется прежде всего их активным участием в развитии различных заболеваний воспалительного генеза и высокой клинико-диагностической информативностью определения этих минорных белков при многих патологических процессах. Чаще всего эти белки выявляются при развитии острого воспаления в организме, что, по-видимому, связано с их участием в процессах метаплазии, гиперплазии, альтерации, патологической и физиологической репарации. При несостоятельности защитного барьера и/или попадании через лимфатическую систему в системный кровоток этих медиаторов развивается остро-фазовый ответ организма. Есть основания полагать, что белки острой фазы выходят на уровень новых маркеров, а в ряде случаев и "золотых стандартов" при выявлении острого и/или хронического воспаления различной этиологии. Так, в диагностике ОП хорошо зарекомендовали себя 2 транспортных белка - ферритин (Ф) и лактоферрин (ЛФ) [12].

По мнению ряда исследователей, ЛФ является высокочувствительным маркером любого воспалительного процесса. В частности, известно, что его концентрация повышается при онкологических процессах, сепсисе, панкреатите, анемии. Роль этого белка заключается в удержании нейтрофилов в воспалительном очаге. При чрезмерно длительной персистенции нейтрофильной фазы возникает реальная угроза гнойного расплавления ткани и развития абсцессов. Также он принимает участие в транспорте и обмене железа, иммунорегуляции, процессах детоксикации и обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами, выступает протектором тканей от повреждающего действия гидроксильных радикалов. Высокая концентрация ЛФ, возможно, влияет на смену клеточных фаз в очаге острого воспаления, замедляя смену полиморфноядерных лейкоцитов популяцией моноцитов - макрофагов.

В свою очередь, Ф - это растворимый в воде комплекс гидроксифосфата железа с белком апоферритином. Считается, что Ф является не только показателем деструкции и воспаления, но и стимулятором клеточной пролиферации и может объективно отражать характер восстановительных процессов в организме. Показано, что при остром воспалении уровень сывороточного ферритина (СФ) резко возрастает, что позволяет рассматривать его как острофазовый белок. При патологических состояниях Ф определяется не только в сыворотке крови, но и в других биологических жидкостях (мокрота, бронхоальвеолярная, плевральная, синовиальная жидкость и т.д.) [13-15].

Таким образом, ЛФ и Ф, являясь белками острой фазы воспаления, одновременно могут служить и биомаркерами интенсивности воспалительного процесса при ряде патологических состояний, в том числе при ОП.

Цель исследования - определение клинико- диагностического и прогностического значения уровня лактоферрина и ферритина в сыворотке крови больных острым панкреатитом.

Материал и методы

Нами были обследованы 106 пациентов с различными формами ОП, оперированных в хирургических клиниках Городской клинической больницы № 3 им. С.М. Кирова и НУЗ "Отделенческая больница на станции Астрахань-1 ОАО "РЖД", которые составили группу исследования. Кроме этого, с целью получения референтных значений уровни Ф и ЛФ исследовали у 41 донора-добровольца. В группе исследования пациентов с отечной формой острого панкреатита (ОтП) было 32 (30,1%), больных с распространенным стерильным панкреонекрозом (РСП) - 26 (24,5%) и в 48 (45,3%) случаях встречался распространенный инфицированный панкреонекроз (РИП). 43% составили женщины и 57% - мужчины. Средний возраст женщин составил 54,3± 4,3 года, мужчин - 38,2±3,4 года. Все пациенты или добровольцы, подвергнутые исследованию, дали на это письменное добровольное информированное согласие.

В динамике острого воспалительного процесса в поджелудочной железе (перед операцией, на 1, 2, 3, 5-7, 9-13-е сутки после операции, а также перед повторной операцией и после нее в динамике) в сыворотке крови пациентов оценивались исследуемые белки. Для идентификации и количественного определения изучаемых белков был использован метод иммуноферментного анализа (ИФА) по инструкциям фирм-изготовителей с использованием коммерческих тест-систем (чувствительность метода 1-5 нг/мл) для определения концентраций ферритина и лактоферрина (набора реагентов ЗАО "Вектор-Бест", Новосибирск).

Регистрацию результатов ИФА в стрипах или 96-луночных планшетах Nunc (Дания) проводили на фотометре с вертикальным ходом луча Stat-Fax 2100, Titertech Multiscan компании Flow Laboratories (Англия) или Minireader MR 590 (США) при длине волны 492 нм в случае использования красителя ортофенилендиамина (ОФД) или диаминобензидина (ДАБ) и при длине волны 450 нм в случае использования красителя 3,3,5,5-тетраметилбензидина (ТМБ).

Статистическую обработку результатов исследования проводили на персональном компьютере с использованием лицензионного пакета прикладных программ Excel-98 (Microsoft), STATISTICA 6.0 (StatSoft. Inc.).

Цифровые данные представлены в форме среднего значения и стандартного отклонения (M±SD).

Оценку нормальности распределений проводили с использованием коэффициентов асимметрии и эксцесса.

С целью определения значимости (достоверности) р различий между группами при соблюдении условий нормального распределения применяли t-критерий Стьюдента и однофакторный дисперсионный анализ с вычислением критерия Фишера, при несоответствии распределения нормальному - по критерию Вилкоксона-Манна-Уитни. Статистически значимыми считались различия при р<0,05. Статистические взаимосвязи показателей оценивались применением корреляционного (модуль Basic Statistics and Tables STATISTICA 6.0), регрессионного, дисперсионного анализа (модуль ANOVA/ MANOVA STATISTICA 6.0) и методов многомерной статистики.

Диагностическую ценность методов обследования рассчитывали по следующим формулам:

диагностическая чувствительность (ДЧ) =a/(a+c) в %; (1)

диагностическая специфичность (ДС) =d/(d+b) в %; (2)

диагностическая точность (ДТ) = (a+d)/(a+d=c+b) в %; (3)

диагностическая эффективность (ДЭ) = (ДЧ+ДС)/2, (4)

где - количество истинно-положительных результатов, - количество ложноположительных результатов, - количество ложноположительных результатов, - количество истинно-отрицательных результатов исследования.

Результаты статистической обработки представлены итоговыми таблицами в виде X±m, диаграмм, выполненных с помощью программ Microsoft Word 7.0, Microsoft Excel 8.0.

Результаты и обсуждение

В результате изучения оказалось, что оба изучаемых белка острой фазы выявляли повышенные концентрации по сравнению с контрольной группой доноров, каждый со своей динамикой и зависимостью от степени тяжести и характера острого воспалительного процесса в поджелудочной железе.

В итоге были получены интересные результаты. Данные показывают, что уровень Ф в сыворотке крови больных ОП достоверно повышен по сравнению с контролем (115±20,5 нг/мл) до операции в 5 раз. После операции уровень Ф снижается, но остается достоверно повышенным в обследуемой группе как на 1-3-и, так и на 5-7-е сутки. На 9-13-е сутки сывороточный уровень Ф статистически достоверно отличается от контроля. Оказалось, что максимально высокие уровни Ф в крови больных при изучаемой хирургической патологии обнаруживаются только до операции, а после оперативного вмешательства происходит плавное, но неуклонное снижение средних уровней данного белка-реактанта. Таким образом, маркер тканевой деструкции ферритин может одновременно служить индикатором качества проведенного оперативного вмешательства (табл. 1, рис. 1).

Аргументом также может служить динамика биосинтеза в кровь при ОП ЛФ, отвечающего именно за воспалительный процесс в ткани под- желудочной железы. Достоверно повышенный с контролем (1050±55 нг/мл) уровень ЛФ обнаружен до операции в исследуемой группе (увеличение в 2,5 раза). После операции по сравнению с Ф у ЛФ наблюдается слабая тенденция к снижению (см. табл. 1, рис. 1).

При анализе вышесказанного нами было отмечено, что динамика изменения уровня ЛФ и Ф в сыворотке крови больных ОП имеет свои особенности для каждого из них и указывает на специфическую роль обоих в патогенезе воспалительного процесса в поджелудочной железе.

При более глубоком изучении средних уровней Ф в сыворотках крови больных ОП во взаимосвязи со степенью тяжести процесса выясни- лось, что достоверно повышенные уровни этого белка наблюдаются у больных обеих подгрупп деструктивного панкреатита до операции, на 1-3-е и 5-7-е сутки после операции. Имевшее место достоверное повышение уровня Ф у всех 18 больных с деструктивными формами панкреатита на 9-13-е сутки (рис. 3) после разделения группы на подгруппы стало статистически недостоверным по сравнению с контролем в связи с небольшим числом наблюдений в подгруппах. Не обнаружено статистически значимого повышения Ф во все сроки наблюдения в крови больных с отечной формой ОП, не получавших оперативного лечения (табл. 2).

При этом во всех трех подгруппах ОП уровни Ф были максимально высокими до операции или в начале консервативного лечения и проявлялась предсказуемая тенденция к его снижению во всех подгруппах в последующие дни наблюдения, независимо от исхода заболевания. Однако в подгруппах средние уровни Ф в сыворотках крови больных ОП были связаны со степенью тяжести процесса, и на любом сроке обследования выявлялась четкая тенденция к повышению уровня белка с увеличением степени тяжести панкреатита в последовательности: ОтП → РСП → РИП (см. табл. 2, рис. 2).

Таким образом, чем тяжелее воспалительный процесс в поджелудочной железе, чем более выражены процессы тканевой деструкции, тем более интенсивно протекает накопление в крови Ф в послеоперационные дни. 2 противоположных процесса: постепенное истощение резервов Ф и уменьшение объема очага деструкции в процессе репаративной регенерации после операции приводят к снижению уровня этого белка в крови. Значительные различия по Ф при деструктивных формах панкреатита позволяют применить Ф в качестве прогностического индекса различных ос- ложнений послеоперационного периода при ОП. Кроме того, как было отмечено выше, маркер тканевой деструкции Ф может одновременно служить индикатором качества проведенного оперативного вмешательства.

Изучение средних уровней другого железосодержащего белка - ЛФ в сыворотках крови больных ОП во взаимосвязи со степенью тяжести процесса показало даже более высокую чувствительность теста на ЛФ в отношении деструктивных форм ОП, чем на Ф.

Также как и Ф, ЛФ в объединенной группе больных деструктивным панкреатитом сохранялся на достоверно повышенном уровне вплоть до 9- 13-х суток после операции (см. табл. 2). Разделение этой группы выявило разные тенденции по ЛФ в подгруппах: статистически значимое повышение сывороточного уровня ЛФ наблюдали у больных с РИП во все сроки, кроме 9-13-х суток, а для РСП - во все сроки наблюдения. Достоверно повышенный уровень ЛФ в сыворотке крови обнаружен также в 1-3-и сутки после поступления у больных с ОтП, находящихся на консервативном лечении (рис. 3).

При сравнении подгрупп РСП и РИП особенностью экспрессии в кровь ЛФ у больных с деструктивными формами панкреатита стало обнаружение при РСП специфической отсроченной динамики снижения уровня ЛФ, начиная с пика на 1-3-и сутки после операции.

Таким образом, в подгруппах больных ОП средние уровни ЛФ в сыворотках крови на любом из сроков обследования после операции выявляют тенденцию к повышению в последовательности: ОП → РСП → РИП. Однако на момент поступления до операции средние концентрации ЛФ выше при РИП, чем при РСП (см. табл. 2, рис. 3).

В итоге мы решили рассмотреть коэффициент Ф/ЛФ в качестве дополнительного крите- рия, характеризующего наличие гнойно-некротической деструкции в ткани поджелудочной железы, для адекватной оценки активности вос- паления и с целью раннего выявления деструктивных процессов. Вычисляли их соотношение К по формуле:

Ф/ЛФ×100,

где Ф - концентрация ферритина в сыворотке крови, нг/мл; ЛФ - концентрация лактоферрина в сыворотке крови, нг/мл.

При значениях K<10 определяется отсутствие деструкции, при значениях от 11 до 15 определяется локализованная некротическая деструкция в панкреатической ткани, при значениях от 16 до 20 определяют распространенный гнойно-деструктивный процесс в поджелудочной железе, значения >20 свидетельствуют о неблагоприятном исходе заболевания. Высокий коэффициент Ф/ЛФ при ОП свидетельствует о выраженном деструктивном процессе в поджелудочной железе (см. табл. 2).

Заключение

Таким образом, ферритин и лактоферрин, являясь белками острой фазы воспаления, одновременно могут служить и биомаркерами интенсивности воспалительного процесса при остром панкреатите. Использование коэффициента Ф/ЛФ в практике позволяет повысить точность дифференциальной диагностики, оптимизировать выбор лечебной программы и прогнозировать развитие тяжелых осложнений при ОП.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1. Багненко С.Ф., Савелло В.Е., Гольцов В.Р. Лучевая диагностика заболеваний поджелудочной железы: панкреатит острый // Лучевая диагностика и терапия в гастроэнтерологии: национальное руководство / гл. ред. Г.Г. Кармазановский. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. С. 349-365.

2. Гольцов В.Р., Савелло В.Е., Бакунов А.М. и др. Гнойно-некротический парапанкреатит: эволюция взглядов на тактику лечения // Анналы хир. гепатол. 2015. Т. 20, No 3. С. 75-83.

3. Дюжева Т.Г., Джус Е.В., Шефер А.В., Ахаладзе Г.Г. и др. Конфигурация некроза поджелудочной железы и дифференцированное лечение острого панкреатита // Анналы хир. гепатол. 2013. Т. 18, No 1. С. 92-102.

4. Ермолов А.С., Иванов П.А., Благовестнов Д.А. и др. Диагностика и лечение острого панкреатита. М. : ВИДАР, 2013. 382 с. 5. Салахов Е.К., Власов А.П. Лечение панкреонекроза, осложненного распространенным перитонитом // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017. No 5. С. 27-30. doi: 10.17116/ hirurgia2017527-30.

6. Banks P.A., Bollen T.L., Dervenis C., Gooszen H.G. et al.; Acute Pancreatitis Classification Working Group. Classification of acute pancreatitis 2012: revision of the Atlanta classification and definitions by international consensus // Gut. 2013. Vol. 62, N 1. P. 102-111. doi: 10.1136/gutjnl-2012-302779.

7. Шабунин А.В., Лукин А.Ю., Шиков Д.В. Оптимальное лечение острого панкреатита в зависимости от "модели" панкреонекроза // Анналы хир. гепатол. 2013. Т. 18, No 3. С. 70-78.

8. Андреев А.В., Ившин В.Г., Гольцов В.Р. Лечение инфицированного панкреонекроза с помощью миниинвазивных вмешательств // Анналы хир. гепатол. 2015. Т. 20, No 3. С. 110-116.

9. Dellinger E.P., Forsmark C.E., Layer P., Levy P. et al. Determinant-based classification of acute pancreatitis severity: an international multidisciplinary consultation // Ann. Surg. 2012. Vol. 256, N 6. P. 875-880. doi: 10.1097/SLA.0b013e318256f778.

10. Freeman M.L., Werner J., van Santvoort H.C., Baron T.H. et al. Interventions for necrotizing pancreatiti. Summary of multidisciplinary consensus conference // Pancreas. 2012. Vol. 41, N 8. P. 1176-1194. doi: 10.1097/MPA.0b013e318269c660.

11. IAP/APA evidence-based guidelines for the management of acute pancreatitis. Working Group IAP/APA (International Association of Pancreatology/American Pancreatic Association) Acute Pancreatitis Guidelines // Pancreatology. 2013. Vol. 13. Р. 1-15. doi: 10.1016/j.pan.2013.07.063.

12. Бугаенко О.А., Кубышкин А.В., Михайличенко В.Ю., Алиев Л.Л. и др. Хирургическая тактика и изменение компонентов протеиназ-ингибиторной системы у больных с острым панкреати- том в процессе лечения // Крымский журн. экспер. и клин. мед. 2017. Т. 7, No 2. С. 18-23.

13. Топчиев М.А., Кчибеков Э.А., Паршин Д.С., Орлов Ф.В. Способ диагностики послеоперационного перитонита. Пат. на изобретение RUS 2456621 от 31.03.2011.

14. Пушкарев В.П., Лекомцев Б.А., Бабаев Д.А. Хронический рецидивирующий гнойный панкреонекроз // Соврем. проблемы науки и образования. Электронный журнал. 2015. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23912. (дата обращения: 24.10.2017)

15. Bruno M.J. Improving the outcome of acute pancreatitis // Dig. Dis. 2016. Vol. 34, N 5. P. 540-545. https://doi.org/10.1159/000445257. (дата обращения: 24.10.2017)