Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Журнал "Гастроентерологія" Том 54, №1, 2020

Повернутися до номеру

Зв’язок біомаркерів запалення в товстій кишці з індексами активності неспецифічного виразкового коліту

Автори: Псарьова І.В.
ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», м. Дніпро, Україна

Рубрики: Гастроентерологія

Розділи: Клінічні дослідження

Версія для друку


Резюме

Мета: проаналізувати вміст маркерів кишкового запалення в крові та калі хворих на неспецифічний виразковий коліт (НВК) порівняно з відомими індексами активності хвороби. Матеріали та методи. Досліджені 60 пацієнтів із підтвердженим діагнозом НВК. Клінічну активність НВК оцінювали за допомогою клінічного індексу активності за D. Rachmilewitz. Ендоскопічна активність НВК визначалася за індексом Mayo. Ступінь активності НВК оцінювали за комбінованим індексом Mayo. У сироватці крові визначали вміст α-1-антитрипсину та С-реактивного білка. В калі досліджували вміст мієлопероксидази, кальпротектину та α-1-антитрипсину. Кореляційний аналіз здійснювали з розрахунком коефіцієнта кореляції Спірмена та його значущості. Результати. У хворих на НВК виявлено суттєве підвищення рівня фекальної мієло­пероксидази в 4,5 раза (р = 0,027) та α-1-антитрипсину в калі в 3,6 раза (р = 0,039) відповідно до збільшення ступеня клінічної активності НВК. При вираженому ступені ендоскопічної активності НВК відзначено вірогідне збільшення рівня маркерів запалення в калі: α-1-антитрипсину — в 17,8 раза (р = 0,037), кальпротектину — в 1,7 раза (р = 0,023), мієлопероксидази — 4,3 раза (р = 0,019). Водночас рівні С-реактивного білка та α-1-антитрипсину в крові не мали значущої різниці залежно від ступеня активності НВК. Висновки. У пацієнтів із НВК встановлено взаємозв’язки вмісту мієлопероксидази і кальпротектину в калі з індексом ендоскопічної активності НВК (r = 0,63, p = 0,0008 і r = 0,53, p = 0,001 відповідно), а також рівня фекальної мієлопероксидази зі ступенем активності НВК за комбінованим індексом Mayo (r = 0,68, p = 0,0001).

Цель: проанализировать содержание маркеров кишечного воспаления в крови и кале больных с неспецифическим язвенным колитом (НЯК) в сопоставлении с известными индексами активности болезни. Материалы и методы. Исследованы 60 пациентов с подтвержденным диагнозом НЯК. Клиническую активность НЯК оценивали с помощью клинического индекса активности по D. Rachmilewitz. Эндоскопическая активность НЯК определялась по индексу Mayo. Степень активности НЯК оценивали по комбинированному индексу Mayo. В сыворотке крови определяли содержание α-1-антитрипсина и С-реактивного белка. В кале исследовали содержание миелопероксидазы, кальпротектина и α-1-антитрипсина. Корреляционный анализ осуществляли с расчетом коэффициента корреляции Спирмена и его значимости. Результаты. У больных НЯК выявлено существенное повышение уровня фекальной миелопероксидазы в 4,5 раза (р = 0,027) и α-1-антитрипсина в кале в 3,6 раза (р = 0,039) по мере увеличения клинической активности НЯК. При выраженной степени эндоскопической активности НЯК отмечено достоверное увеличение уровня маркеров воспаления в кале: α-1-антитрипсина — в 17,8 раза (р = 0,037), кальпротектина — в 1,7 раза (р = 0,023), миелопероксидазы — 4,3 раза (р = 0,019). В то же время уровни С-реактивного белка и α-1-антитрипсина в крови не имели значимых различий в зависимости от степени активности НЯК. Выводы. У пациентов с НЯК установлены взаимосвязи уровня миелопероксидазы и кальпротектина в кале с индексом эндоскопической активности (r = 0,63, p = 0,0008 и r = 0,53, p = 0,001 соответственно), а также уровня фекальной миелопероксидазы со степенью активности заболевания согласно комбинированному индексу Mayo (r = 0,68, p = 0,0001).

Background. The goal is to analyze the content of mar­kers of intestinal inflammation in the blood and feces of patients with ulcerative colitis (UC) in comparison with the known disease activity indices. Materials and methods. We examined 60 patients with a confirmed diagnosis of UC. The clinical activity of UC was evaluated using a clinical activity index of D. Rachmilewitz. Endoscopic activity of UC was determined by the Mayo index. The degree of UC activity was assessed by the combined Mayo index. Serum levels of α1-antitrypsin and C-reactive protein were determined. The content of myeloperoxidase, calprotectin and α1-antitrypsin in the feces was studied. Correlation analysis was carried out with the calculation of the Spearman’s rank correlation coefficient and its significance. Results. In patients with UC, a significant increase in the level of fecal myeloperoxidase was detected — by 4.5 times (p = 0.027) and α1-antitrypsin in the feces — by 3.6 times (p = 0.039) as the clinical activity of UC was increased. With a pronounced degree of endoscopic activity of UC, a significant increase in the level of markers of inflammation in the feces was noted: α1-antitrypsin — by 17.8 times (p = 0.037), calprotectin — by 1.7 times (p = 0.023), myeloperoxidase — by 4.3 times (p = 0.019). At the same time, the level of C-reactive protein and α1-antitrypsin in the blood did not have significant differences depending on the degree of activity of ulcerative colitis. Conclusions. In patients with UC, correlations were established between the level of myeloperoxidase and calprotectin in the feces and the index of endoscopic activity of UC (r = 0.63; p = 0.0008, and r = 0.53; p = 0.001, respectively), as well as between the level of fecal myeloperoxidase and the degree of disease activity according to the combined Mayo index (r = 0.68; p = 0.0001).


Ключові слова

неспецифічний виразковий коліт; діагностика; індекс активності виразкового коліту; маркери запалення в крові; фекальні маркери запалення

неспецифический язвенный колит; диагностика; индекс активности язвенного колита; маркеры воспаления в крови; фекальные маркеры воспаления

ulcerative colitis; diagnosis; index of ulcerative colitis activity; markers of inflammation in the blood; fecal markers of inflammation

Вступ

Неспецифічний виразковий коліт (НВК) за тяжкістю перебігу, частотою ускладнень, втратою працездатності в молодому віці посідає одне з перших місць у структурі захворювань шлунково-кишкового тракту, що обумовлює необхідність удосконалення підходів до діагностики та лікування цієї патології [1, 2]. 
Останніми роками фахівці значно просунулись у розумінні етіології і патогенезу запального процесу в кишечнику [3, 4]. Однак продовжуються дослідження з розробки ефективних, безпечних і відносно недорогих методів діагностики НВК, що сприятиме зменшенню економічних витрат на лікування цієї патології, зменшить ризик поширення неопластичних процесів та покращить якість життя таких хворих [5, 6].
Сучасні методики діагностики запальних захворювань кишечника мають низку серйозних недоліків, що не дозволяє швидко і точно визначити ступінь, тяжкість і фазу захворювання. Клінічний перебіг у більшості пацієнтів з патологією кишечника характеризується періодами ремісії, з періодичними рецидивами, посиленням запального процесу і високою частотою позакишкових проявів [7]. Крім того, НВК може виявлятися без будь-якої специфічної симптоматики і тому часто ховається під маскою функціонального ураження кишечника [8].
Нині у клінічній практиці активно використовуються різні індекси клінічної активності НВК із застосуванням даних фізикального обстеження та лабораторних досліджень. Проте вони часто базуються на суб’єктивній оцінці як пацієнта, так і лікаря, що зменшує чутливість і специфічність цих індексів.
Ендоскопічні індекси є найбільш перспективними щодо детальної оцінки мінімальних структурних змін товстої кишки [9]. Однак ендоскопічна оцінка активності НВК є інвазивною і відносно дорогою методикою, тому багато хворих відмовляються від її проведення [10].
Отже, актуальним завданням сучасної медицини є пошук нових методів діагностики, що дозволить без спеціальної підготовки пацієнта до дослідження, з мінімальним ризиком для здоров’я хворого і низькою фінансовою вартістю оцінити активність запального процесу в кишечнику при НВК [11, 12]. Проведено низку досліджень щодо можливості використання біомаркерів для діагностики НВК [13–15], проте недостатньо вивченим залишається питання порівняння вмісту неінвазивних маркерів з клінічними та ендоскопічними критеріями оцінки вираженості запалення в товстій кишці.
Тому метою роботи було проаналізувати вміст біомаркерів кишкового запалення в крові та калі хворих на НВК у порівнянні з відомими індексами активності хвороби. 

Матеріали та методи 

Досліджені 60 пацієнтів із підтвердженим діагнозом НВК, які проходили обстеження та лікування в ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України». Серед обстежених було 31 (51,7 %) чоловіків і 29 (48,3 %) жінок віком від 21 до 63 років, становлячи у середньому (40,28 ± 1,34) року. 
Усі пацієнти були поінформовані про клінічне дослідження та підписали добровільні медичні згоди. Всім хворим проводили загально-клінічне обстеження та відеоколоноскопію для оцінки активності запального процесу або з метою скринінгу дисплазії товстої кишки.
Клінічну активність НВК оцінювали за допомогою клінічного індексу активності за D. Rachmilewitz [16]. Ендоскопічна активність НВК визначалася за індексом Mayo [17]. Крім того, розраховували комбінований індекс Mayo, що включає оцінку частоти випорожнення, наявність ректальної кровотечі, дані ендоскопічного дослідження товстої кишки і загальну оцінку лікаря [17]. 
Вміст α-1-антитрипсину в сироватці крові та калі, фекальної мієлопероксидази визначали імуноферментним методом з допомогою тест-набору фірми Immundiagnostik (Німеччина) за рекомендаціями виробника. Рівень фекального кальпротектину визначали імуноферментним методом з використанням тест-набору BUHLMANN (Швейцарія). Імуноферментний аналіз виконували за допомогою імуноферментного аналізатора StatFax 303 Plus (США), на якому проводили вимірювання оптичної щільності при довжині хвилі 450 та 630 нм. Дослідження вмісту С-реактивного білка проводили за допомогою гематологічного автоматичного аналізатора Micro SS-20 Plus (США). 
Статистичний аналіз отриманих даних здійснювали за використанням прикладних програм Excel Microsoft Office 2010 та Statistica 6.0. Дані подано у вигляді медіани (Ме) та квартилів (Q25; Q75). Для порівняння показників використовували непараметричні критерії (Манна — Уїтні, Краскела — Уолліса). Різницю вважали статистично значущою при досягнутому рівні вірогідності, не нижчому 95,0 %. Кореляційний аналіз проводили з розрахунком коефіцієнта кореляції Спірмена (r) та його значущості (р). 

Результати

У 45 (75,0 %) хворих на НВК частота випорожнень становила понад 4 рази на добу, що в 3 рази більше, ніж у пацієнтів з частотою дефекацій до 4 разів на добу (χ2 = 29,9; р < 0,001). При цьому рівень α-1-антитрипсину в крові знижувався на 25,5 %: медіана цього показника при частоті випорожнень до 4 разів на добу становила 524,4 мг/дл (383,5; 720,1), понад 4 рази на добу — 390,6 мг/дл (310,5; 703,8) (рис. 1).
Медіана вмісту фекального кальпротектину із збільшенням частоти випорожнень також трохи знижувалася — на 13,4 % (з 504,0 мкг/г (407,9; 531,6) до 436,5 мкг/г (340,7; 594,8)). Вміст С-реактивного білка у хворих на НВК не залежав від частоти випорожнень, і медіана його становила 6 мг/л (3,0; 12,0), як при частоті випорожнень до 4 разів на добу, так і понад 4 рази на добу. 
Поряд із цим на 33,3 % збільшився рівень α-1-антитрипсину в калі, однак без вірогідної різниці через значні коливання у вибірках. Так, при частоті випорожнень до 4 разів на добу медіана фекального α-1-антитрипсину становила 12,0 мг/дл (3,1; 44,8), у пацієнтів з кількістю актів дефекацій понад 4 рази на добу медіана цього маркера становила 16,0 мг/дл (5,2; 44,3) (рис. 2).
Аналогічна тенденція була відзначена щодо вмісту мієлопероксидази в калі хворих на НВК. Встановлено підвищення у 2 рази (р < 0,05) медіани цього маркера у міру збільшення частоти дефекацій: при частоті випорожнень до 4 разів на добу — 3600,0 нг/г (2187,5; 20050,0), понад 4 рази на добу — 7500,0 нг/г (3000,0; 15720,0). 
За результатами підрахунку сумарного бала щодо оцінки клінічної активності НВК за D. Rachmilewitz встановлено, що у 43 (71,7 %) хворих середній показник дорівнював (12,74 ± 0,22) бала з коливаннями від 11 до 15 балів. Водночас в 17 (28,3 %) випадках сумарний бал становив у середньому (16,82 ± 0,17) бала (р < 0,01) (рис. 3).
За оцінкою вмісту маркерів кишечного запалення у хворих на НВК залежно від клінічної активності захворювання при високому ступені відзначено суттєве підвищення рівнів фекальних маркерів. Так, медіана α-1-антитрипсину в калі при високому ступені становила 32,0 мг/дл (5,3; 46,5), що в 3,6 раза (р = 0,039) вище від медіани цього показника при середньому ступені клінічної активності НВК — 9,0 мг/дл (4,3; 16,0) (табл. 1).
Аналогічні зміни стосувалися і рівня фекального кальпротектину, який становив 381,1 мкг/г (344,6; 495,0) при середньому ступені клінічної активності НВК, що в 1,3 раза менше від медіани цього показника при високому ступені (р > 0,05). Вірогідною виявилася різниця вмісту фекальної мієлопероксидази, медіана якої при високому ступені клінічної активності НВК дорівнювала 14 800,0 нг/г (10 987,5; 24 237,5), що в 4,5 раза (р = 0,027) більше порівняно з медіаною цього показника серед пацієнтів, яким діагностовано середній ступінь активності хвороби.
Водночас у хворих на НВК рівні α-1-антитрипсину в крові та С-реактивного білка не мали значущої різниці при середньому та високому ступенях клінічної активності НВК.
За даними колоноскопії, у 40 (66,7 %) пацієнтів діагностовано помірний ступінь ендоскопічної активності виразкового коліту. У 2,9 раза рідше визначався виражений ступінь — 14 (23,3 %) (χ2 = 21,04; р < 0,001). Лише 10,0 % обстежених мали мінімальний ступінь ендоскопічної активності НВК (рис. 4).
Рівень маркерів запалення в обстежених хворих залежно від ендоскопічної активності НВК подано в табл. 2. 
Згідно з табл. 2, медіана α-1-антитрипсину в калі підвищувалася в 17,8 раза (р = 0,037) — з 2,5 мг/дл (2,4; 7,5) при мінімальному ступені ендоскопічної активності НВК до 44,5 мг/дл (6,9; 44,3) при вираженому ступені. Одночасно в 1,7 раза (р = 0,023) збільшувався і вміст фекального кальпротектину, медіана якого при вираженому ступені ендоскопічної активності НВК становила 540,0 мкг/г (432,5; 604,0). При мінімальному ступені ендоскопічної активності НВК медіана фекальної мієлопероксидази відзначена на рівні 4000,0 нг/г (1712,5; 6612,5), що у 4,3 раза (р = 0,019) нижче від медіани цього показника при вираженому ступені ендоскопічної активності НВК — 13 550,0 нг/г (5887,5; 21 960,0). 
У хворих на НВК встановлено прямі кореляційні зв’язки між індексом ендоскопічної активності Mayo та вмістом фекального кальпротектину (r = 0,53; p = 0,001) і мієлопероксидази в калі (r = 0,63; p = 0,0008). Розподіл обстежених хворих за оцінкою комбінованого індексу Mayo показав, що 36 (60,0 %) пацієнтів мали помірний ступінь активності НВК, середній показник становив (8,12 ± 0,29) бала. В 24 (40,0 %) випадках діагностовано тяжкий ступінь, при цьому середнє значення індексу становило (11,38 ± 0,48) бала. Аналіз вмісту маркерів запалення за комбінованим індексом Mayo у хворих на НВК показав, що суттєві зміни стосувалися лише фекальних маркерів. Водночас рівень С-реактивного білка та α-1-антитрипсину в крові не мали значущої різниці. 
Медіана вмісту фекального кальпротектину при тяжкому ступені активності НВК дорівнювала 533,0 мкг/г (411,8; 612,5), що в 1,4 раза (р < 0,05) вище від медіанного значення цього маркера при помірному ступені — 386,5 мкг/г (334,2; 534,2). Крім того, у хворих із тяжким ступенем активності захворювання медіана α-1-антитрипсину в калі збільшувалася у 3 рази (р < 0,05), становлячи 42,5 мг/дл (5,3; 52,0) проти 13,0 мг/дл (2,5; 29,0) у пацієнтів з помірним ступенем активності НВК. 
Рівень фекальної мієлопероксидази також підвищувався у 4,5 раза (р < 0,05) зі збільшенням ступеня активності НВК: при помірному ступені медіана становила 3250,0 нг/г (1937,5; 5612,5), при тяжкому — 14 525,0 нг/г (7200,0; 25 100,0). За результатами кореляційного аналізу встановлено прямий зв’язок середньої сили між кількістю балів за комбінованим індексом Mayo та вмістом мієлопероксидази в калі (r = 0,68; p = 0,0001) (рис. 5). 
Крім того спостерігається тенденція до збільшення рівня фекального кальпротектину при збільшенні ступеня загострення НВК, про що свідчить отримана слабка кореляція фекального кальпротектину з комбінованим індексом Mayo (r = 0,35; p = 0,034) (рис. 6). 
Отже, визначення зв’язків маркерів запалення в калі з відомими індексами оцінки активності НВК підтверджує доцільність застосування фекальних маркерів як критеріїв формування групи ризику щодо виявлення у хворого тяжкого ступеня активності виразкового коліту.

Висновки

1. Хворі на НВК характеризуються суттєвим підвищенням рівня фекальної мієлопероксидази в 4,5 раза (р = 0,027) та α-1-антитрипсину в калі в 3,6 раза (р = 0,039) залежно від ступеня клінічної активності НВК. При цьому ендоскопічна активність НВК прямо корелює зі збільшенням рівня кальпротектину в калі (r = 0,53; p = 0,001) та мієлопероксидази в калі (r = 0,63; p = 0,0008).
2. Величина комбінованого індексу Mayo також корелює з умістом досліджуваних біомаркерів у калі, проте найбільш суттєвий зв’язок притаманний саме фекальній мієлопероксидазі (r = 0,68; p = 0,0001).
Наукова новизна. Визначені залежності рівня маркерів запалення в калі з відомими індексами оцінки активності НВК доводять доцільність застосування фекальних маркерів як діагностичних критеріїв формування групи ризику щодо виявлення у хворого тяжкого ступеня активності виразкового коліту.
Практична значимість. Оптимізація діагностики НВК.
Інформація про фінансування. Дослідження виконано в рамках держбюджетної НДР № 4 «Дослідити вікові та гендерні особливості перебігу хронічних запальних захворювань кишечника і розробити диференційовані схеми їх лікування», номер держреєстрації 0117U000580.
Конфлікт інтересів. Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Список літератури

1. Kawalec P., Stawowczyk E., Mossakowska M., Pilc A. Disease activity, quality of life, and indirect costs of ulcerative colitis in Poland. Gastroenterology Review/Przegląd. Gastroenterologiczny. 2017. N 12(1). P. 60-65.

2. Ananthakrishnan A.N., Kaplan G.G., Ng S.C. Changing global epidemiology of inflammatory bowel diseases-sustaining healthcare delivery into the 21st century. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2020. pii: S1542-3565(20)30107-5.

3. Yu Y.R., Rodriguez J.R. Clinical presentation of Crohn's, ulcerative colitis, and indeterminate colitis: Symptoms, extraintestinal manifestations, and disease phenotypes. Semin. Pediatr. Surg. 2017. Vol. 26(6). P. 349-355.

4. Maaser C., Sturm A., Vavricka S.R. et al. ECCO-ESGAR Guideline for diagnostic assessment in IBD. Part 1: Initial diagnosis, monitoring of known IBD, detection of complications. Journal of Crohn’s and Colitis. 2019. Vol. 13. Issue 2. P. 144-164.

5. Cao Q., Huang Y.H., Jiang M., Dai C. The prevalence and risk factors of psychological disorders, malnutrition and quality of life in IBD patients. Scand. J. Gastroenterol. 2019. Vol. 54(12). P. 1458-1466.

6. Armuzzi A., Tarallo M., Lucas J. et al. The association between disease activity and patient-reported outcomes in patients with moderate-to-severe ulcerative colitis in the United States and Europe. BMC Gastroenterol. 2020. Vol. 20(1). P. 18.

7. Pizarro G., Quera R., Figueroa C. Prognostic factors of ulcerative colitis at the moment of diagnosis. Rev. Med. Chil. 2017. Vol. 145(10). P. 1319-1329.

8. Simian D., Fluxá D., Flores L. et al. Inflammatory bowel disease: A descriptive study of 716 local Chilean patients. World J. Gastroenterol. 2016. Vol. 22(22). P. 5267-5275.

9. Allez M., Lemann M. Role of endoscopy in predicting the disease course in inflammatory bowel disease. World J. Gastroenterol. 2010. Vol. 16(21). P. 2626-2632.

10. Бойко Т.Й. Клинико-эндоскопические и морфологические параллели при неспецифическом язвенном колите. Вісник проблем біології і медицини. 2013. № 1. С. 68-73.

11. Sturm A., Maaser C., Calabrese E. et al. ECCO-ESGAR Guideline for diagnostic assessment in IBD. Part 2: IBD scores and general principles and technical aspects. Journal of Crohn's and Colitis. 2019. Vol. 13. Issue 3. P. 273-284.

12. Travis S.P., Schnell D., Krzeski P. et al. Developing an instrument to assess the endoscopic severity of ulcerative colitis: the Ulcerative Colitis Endoscopic Index of Severity (UCEIS). Gut. 2012. N 61(4). P. 535-542.

13. Mosli M.H., Zou G., Garg S.K. et al. C-reactive protein, fecal calprotectin, and stool lactoferrin for detection of endoscopic activity in symptomatic infl ammatory bowel disease patients: a systematic review and meta-analysis. Am. J. Gastroenterol. 2015. N 110(6). P. 802-19.

14. Никитин А.В., Матюхин А.А., Мордасова В.И., Латышева М.Н. Значение кальпротектина для оценки активности воспаления при язвенном колите. Клиническая медицина. 2016. № 94(7). С. 540-543.

15. Walsh A.J., Ghosh A., Brain A.O. et al. Travis; Comparing disease activity indices in ulcerative colitis, Journal of Crohn’s and Colitis. 2014. Vol. 8. Issue 4. P. 318-325.

16. Rachmilewitz D. Coated mesalazine (5-aminosalicylic acid) versus sulphasalazine in the treatment of active ulcerative colitis: a randomised trial. BMJ. 1989. N 298. P. 82-86.

17. Schroeder K.W., Tremaine W.J., Ilstrup D.M. Coated oral 5-aminosalicylic acid therapy for mildly to moderately active ulcerative colitis. A randomized study. N. Engl. J. Med. 1987. Vol. 317. P. 1625-1629.


Повернутися до номеру