|
Скачать 0.89 Mb.
|
Диссертационный совет Д 208.072.01 при ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» направляет сведения о предстоящей защите диссертации и автореферат диссертации Коханова Александра Владимировича Отправитель: Ученый секретарь диссертационного совета профессор Платон Харитонович Джанашия. АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ На правах рукописиКоханов Александр Владимирович ИММУНОХИМИЧЕСКИЕ показатели ^ черепно-мозговой и скелетной травмы 03.00.04. ─ Биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва ─ 2009 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханская государственная медицинская академия Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию» ^ член-корреспондент РАМН, Терентьев доктор медицинских наук, профессор Александр Александрович Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Шевченко ФГУ «НИИ трансплантологии Ольга Павловна и искусственных органов Росздрава». доктор медицинских наук, профессор ^ доктор медицинских наук, профессор Сучков ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава Сергей Викторович ^ – ФГУ «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию» Адрес: 119992, Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1а. Защита диссертации состоится «____» _________2009 г. в ____ часов на заседании Диссертационного Совета Д.208.072.01 при ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО РГМУ по адресу: 117997, ул. Островитянова, 1) Автореферат разослан «____» ____________2009 г. ^ доктор медицинских наук, профессор П.К. Джанашия Общая характеристика работы Актуальность проблемы. За последние 5 лет летальность от дорожно-транспортных происшествий в РФ увеличилась на 65% и число погибших, по данным ГИБДД, достигает 33-35 тыс. человек в год [Багненко С.Ф. и соавт., 2008; Соколов В.А. и соавт., 2008]. Травма, особенно черепно-мозговая (ЧМТ) и политравма, остаётся одной из ведущих причин смертности и инвалидизации населения [Шапот Ю.Б. и соавт., 2002; Агаджанян В.В., 2003; Гаврилин С.В. и соавт., 2006], а у лиц, не достигших 40 лет, тяжелая сочетанная травма занимает первое место среди причин смерти [Краснов А.Ф., Соколов В.А., 1995; Бондаренко А.В. и соавт., 2004; Соколов В.А., 2006]. Отдельной проблемой социального и медицинского характера является высокая взаимосвязь травматизма с состоянием алкогольной интоксикации пострадавших [Шабанов П.Д., Калишевич С.Ю., 1998; Демин А.К., Демина И.А., 2000; Пауков В.С. и соавт., 2001; Ельский А.В. и соавт., 2003; Цивинский А.Д. и соавт., 2003; Соколов В.А., 2006]. Интоксикация этанолом, обнаруживаемая у 35% пострадавших [Цеймах Е.А. и соавт., 2003], существенно утяжеляет течение травматической болезни и ухудшает ее прогноз. Наиболее распространенным сочетанием при политравмах остается комбинация повреждений опорно-двигательного аппарата и головного мозга [Цеймах Е.А. и соавт., 2003; Соколов В.А., 2006]. Даже в случае изолированной ЧМТ легкой степени, на долю которой в структуре нейротравмы приходится от 60 до 80%, все более ощутимой становится ее социальная и экономическая цена [Лихтерман Л.Б. и соавт., 2000; Лебедев В.В., Крылов В.В., 2000; Куршакова И.В., 2006; Царенко С.В., 2006]. Несмотря на очевидные успехи медицинской науки по спасению и реабилитации контингента ранее обреченных больных, сохраняется высокий процент смертности и осложнений после тяжелых изолированных, множественных и сочетанных травм [Неговский В.А., Мороз В.В., 2000; Гуманенко Е.К., Сингаевский А.Б., 2004; Гаврилин С.В. и соавт.,2006; Царенко С.В., 2006]. Отсутствие заметного прогресса в лечении этой группы пострадавших привело в 90-х годах к пересмотру взглядов на патогенез травмы и возникновению концепции травматической болезни [Дерябин И.И., Насонкин О.О., 1987; Котельников Г.П., Чеснокова И.Г., 2002; Вашетко Р.В., 2003; Калинкин О.Г., Калинкин А.О, 2003; Селезнев С.А., Шапот Ю.Б., Багненко С.Ф., 2003]. Суть ее в том, что вызываемые травмой нарушения витальных функций и параметров гомеостаза носят закономерный пролонгированный характер и характеризуются однотипностью первичных аварийных регуляторных реакций и адаптационных синдромов, независимо от локализации повреждения [Флорикян А.К., 1999; Немченко Н.С. и соавт., 2001; Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2005; Астраков С.В., 2007; Кудлай Д.А., 2007]. С другой стороны известно [Шапот Ю.Б. и соавт., 1995; Лейдерман И.Н. и соавт., 1997; Соколов В.А., 2006; Царенко С.В., 2006], что изменения многих показателей аварийного метаболизма при ЧМТ отличаются от первичных аварийных регуляторных реакций, характерных для травмы другой локализации, в частности, опорно-двигательного аппарата (ОДА). Для решения вопроса о клиническом значении сходства и различий аварийного метаболизма при ЧМТ и травме ОДА полезную информацию можно получить, применив чувствительные методы иммунохимического анализа [Зильбер Л.А., 1968; Петров Р.В., 1987; Нго Т., Ленхофф Г., 1988; Егоров А.М. и соавт., 1991], которые пока не находят распространения в ургентной медицине. Исследования роли иммунохимических показателей в остром периоде травмы должны получить добавочный импульс еще и в силу того, что появление нанотехнологий уже привело к созданию новых экспресс-методов анализа [Биосенсоры, 1992; Дзантиев Б.Б. и соавт., 2003; Гвоздев А.Р., Гвоздев Р.И. 2003; Ермолов А.С. и соавт., 2008; Заседателев А.С. и соавт., 2008; Меньшиков В.В., 2008; Рупперт Й., Кузьмина Н. 2008; Morgan C.L. et al., 1996; Vikinge T.P. et al., 1998] (иммуносенсоры, иммуночипы, количественные и качественные иммунохроматографические тесты, основанные на методах «сухой» химии), отвечающих потребностям медицины критических состояний [Зильбер А.П., 1995; Неговский В.А., Мороз В.В., 2000]. Однако, на сегодняшний день спектр иммунохимических тестов, диагностически и прогностически значимых для острого периода ЧМТ и травмы ОДА и пригодных для мониторирования состояния больных, не систематизирован [Немченко Н.С. и соавт., 2001; Верховский А.И. и соавт., 2003; Черный и соавт., 2003]. Неравномерно исследованы взаимосвязи отдельных белков со степенью выраженности основных синдромов травматической болезни (гипоксия, системный воспалительный ответ, коагулопатия, токсемия и т.д.) [Гуманенко Е.К. и соавт., 1999; Верховский А.И. и соавт., 2003; Куршакова И.В. и соавт., 2003; Мустафин Р.Д., 2004; Гаврилин С.В. и соавт., 2006; Матюшичев В.Б., Шамратова В.Г., 2006; Соколов В.А., 2006], не проводилось комплексного изучения взаимосвязи уровня и спектра белков сыворотки с количественной оценкой (в баллах) степени тяжести состояния пострадавших. Вместе с тем, давно существует и постоянно пополняется широкий выбор маркерных белков для иммунохимического контроля воспалительных и иммунных реакций, септических осложнений, повреждения тканей и органной недостаточности [Долгов В.В., Шевченко О.П., 1997; Чехонин В.П. с соавт., 1999; Мороз В.В. и соавт., 2000; Назаров П.Г., 2001; Черешнев В.А., Гусев Е.Ю., 2001; Назаренко Г.И., Кишкун А.А., 2002; Галстян Г.М. и соавт., 2003; Лисков Л.В., 2003; Симбирцев А.С., 2004; Титов В.Н., 2004; Шевченко О.П. и соавт., 2005; Наджар М.X. и соавт., 2007; Brunkhorst F.M. et al., 2000]. Роль других белков, таких как СБАГ, транскортин или ПЩФ, в патогенезе травмы практически не исследована, очевидно, по причине отсутствия на эти белки коммерческих тест-систем [Зорин Н.А. и соавт., 2006; Сухарев А.Е. и соавт., 2006; Безрукавникова Н.В., 2008]. Для восполнения этого пробела становится актуальной проблема их выделения, очистки и конструирования моноспецифических тест–систем для их количественного анализа. Систематизация значимых имунохимических индикаторов состояния постравматического аварийного метаболизма актуальна и для диагностики и прогнозирования осложнений, и для оценки результатов оперативного и консервативного лечения. В том числе такого перспективного метода немедикаментозного лечения, как транскутанная электростимуляция головного мозга (ТКЭС), эффективной при лечении сопутствующей травме алкогольной интоксикации [Кацнельсон Я.С., 1985; Гриненко А.Я. и соавт., 1988; Крупицкий Е.М. и соавт., 1988; Герасимова Л.И. и соавт., 1997; Бураков А.М. и соавт., 1999; Кораблева Н.Н., 1999; Демичев Н.П. и соавт., 2002; Суринков Д.Б., 2004]. ^ Улучшение диагностики и мониторинга состояния пострадавших с травмами головного мозга и опорно-двигательного аппарата путем включения в программу клинико-лабораторного обследования иммунохимических показателей. ^
^ На основании изучения физико-химических характеристик сывороточных белков, связывающих гидрофобные лиганды, разработан новый общий метод выделения и очистки альфа-фетопротеина (АФП), связанного с беременностью альфа2-гликопротеина (СБАГ), транскортина (ТК) и сывороточного альбумина (СА), основанный на принципах гидрофобной, высаливающей и аффинной хроматографии. Впервые обнаружена корреляция уровней СБАГ, ТК и СА как со степенью выраженности интоксикационного синдрома (значения МСМ и ЛИИ), так и со степенью выраженности SIRS. Показано, что белки с транспортной функцией в большей степени коррелируют со степенью интоксикационного синдрома, и в меньшей — с SIRS. Для СРБ и других БОФ, не выполняющих транспортную функцию наблюдаются противоположные корреляционные отношения. Впервые в сыворотках крови больных с выраженным травматическим эндотоксикозом обнаружено явление нарастания термостабильной фракции сывороточного альбумина (ТСА), пропорционально степени выраженности эндотоксикоза. Разработан и внедрен в клиническую практику новый иммунохимический способ определения связывающей емкости альбумина по отношению к низкомолекулярным веществам различного происхождения, являющийся иммунохимическим способом количественной оценки степени эндогенной интоксикации. Проведен многомерный статистический анализ уровней изученных биохимических, гематологических показателей и содержания острофазовых, сывороточных и онкофетальных белков в сыворотках у больных в группах с изолированной и сочетанной ЧМТ и травмой ОДА с количественной оценкой тяжести травмы и общего состояния пострадавших при поступлении и в динамике травматической болезни, в том числе с учетом сопутствующей алкогольной интоксикации (АИ) при поступлении. Впервые определена диагностическая и прогностическая эффективность определения у больных с изолированной и сочетанной ЧМТ и переломами длинных костей отдельных иммунохимических показателей, а также их комбинаций и отношений (диагностических коэффициентов). С помощью многомерного факторного анализа из числа острофазовых, сывороточных и органоспецифических белков отобраны маркеры, эффективные для оценки степени выраженности гипоксии, интоксикации, SIRS, септических осложнений на ранних и поздних стадиях ЧМТ, травмы ОДА и политравмы. Впервые определена взаимосвязь каждого из отобранных антигенов со степенью выраженности основных патологических синдромов, сопутствующих изолированной и сочетанной ЧМТ и травме ОДА. Впервые с биохимических и иммунохимических позиций нашел подтверждение синдром взаимного отягощения при сочетанной травме и у пострадавших с СГМ и диафизарными переломами длинных костей на фоне алкогольной интоксикации (АИ) при поступлении. Обнаружены изменения сывороточных уровней железосодержащих белков ферритина и лактоферрина, в сочетании с некоторыми биохимическими параметрами (глюкоза и рО2) перспективные в дифференциальной диагностике этиологии комы. Впервые для оценки степени гипоксии при тяжелой нейро- и скелетной травме использован иммунохимический тест на фетальный гемоглобин, введен новый информативный показатель: коэффициент отношения HbF/HbA. Впервые с иммунохимических позиций подтверждена эффективность применения у больных с СГМ и диафизарными переломами длинных костей разновидность транскраниальной электростимуляции мозга — МДМ-терапии. ^ Предложенные схемы выделения и очистки белков с помощью хроматографии на аффинных и гидрофобных носителях позволяют получать очищенные препараты ПЩФ, СБАГ и ТК для конструирования иммунохимических тест-систем. Установлено, что тяжелая изолированная и сочетанная ЧМТ и травма ОДА сопровождаются эндогенной интоксикацией, пропорциональной степени тяжести повреждения. Отмечено повышение в крови тяжелых больных термостабильной фракции сывороточного альбумина в 1,5-2,5 раза. Это факт реализован в «способе определения связывающей емкости альбумина человека», который может быть использован как для исследования межмолекулярных взаимодействий типа «лиганд-альбумин» в эксперименте, так и для диагностики степени интоксикации в клинической практике. По результатам исследований разработан и внедрен ряд диагностических тестов для иммунохимической оценки степени интоксикации и системного воспалительного ответа, степени тяжести политравмы, степени гипоксии при ЧМТ, степени травматического повреждения головного мозга, а также способ оценки эффективности МДМ-терапии при травматической болезни. Для нужд экспериментальной хирургии разработан новый иммуноферментный тест на АФП кролика для оценки послеоперационных репаративных процессов в паренхиматозных органах. Предложен иммунохимический «способ оценки адаптационных реакций у травматологических больных» по результатам определения и последующего вычисления соотношения острофазовых белков (СРБ и СБАГ) и онкомаркеров (АФП и ПЩФ). Иммунохимические экспресс-тесты на СБАГ, HbF, АФП, ПЩФ, ферритин, лактоферрин, α2-макроглобулин, продукты деградации фибриногена могут найти применение в качестве критериев эффективности лечения травматической болезни мозга и ОДА. ^ Разработанные в диссертации методики и полученные результаты внедрены в практическую деятельность отделения анестезиологии и реанимации, нейрохирургического, травматологического отделений МУЗ «Городская клиническая больница №3» г.Астрахани, МНТК «Экологическая медицина» «Астраханьгазпрома», МУЗ «Станция скорой медицинской помощи» г.Астрахани, отделения реанимации МУЗ «Клинический родильный дом» г.Астрахани. Материалы научных исследований используются в научных разработках и в педагогическом процессе на всех факультетах на кафедрах биологии, биохимии с курсом клинической лабораторной диагностики, патологической физиологии, нервных болезней, травматологии и ортопедии Астраханской государственной медицинской академии. ^ 1. Хроматографические характеристики альбумина, АФП, ПЩФ, СБАГ и ТК на гидрофобных и аффинных сорбентах зависят от ионной силы элюэнта, концентрации и свойств лигандов, что позволяет подбирать условия для их выделения и очистки. Характеристика очищенных препаратов АФП, ПЩФ, СБАГ и ТК и иммунохимических тест-систем для их определения. 2. Термостабильность транспортных белков сыворотки изменяется в присутствии лигандов, в том числе эндотоксинов известного и неизвестного составов. Это явление повышения термостабильности альбумина может быть использовано как тест для диагностики степени эндогенной и экзогенной интоксикации в клинической практике. 3. Уровни острофазовых, сывороточных и органоспецифических белков в сыворотках пострадавших, биохимические и гематологические показатели крови в динамике острого периода изолированной травмы головного мозга и переломов длинных костей в зависимости от степени тяжести травмы и степени тяжести состояния пострадавших при поступлении. Особенности изучаемых показателей в остром периоде нейро- и скелетной травмы на фоне алкогольной интоксикации при поступлении и во взаимосвязи с характером оперативного лечения и проводимой МДМ-терапией. 4. Взаимосвязь изучаемых иммунохимических показателей пострадавших с данными биохимических и гематологических исследований в динамике острого периода изолированной и сочетанной ЧМТ и травмы ОДА. Иммунохимические показатели, эффективные для оценки основных патологических синдромов травматической болезни: маркеры степени выраженности гипоксии, интоксикации, SIRS, репаративных процессов, осложнений травмы ОДА и ЧМТ. ^ Основные положения диссертации доложены на заседаниях кафедры биохимии с курсом клинической лабораторной диагностики, научно-практических конференциях сотрудников медицинской академии (Астрахань, 2000-2008); на заседаниях Астраханского областного научного общества травматологов-ортопедов (Астрахань, 2000-2005) и областного научного общества врачей скорой помощи (Астрахань, 2004-2007); на заседании проблемной комиссии ГОУ ВПО АГМА «Теоретическое и практическое изучение белков маркеров патологических состояний», 2004. Материалы диссертации были представлены на Всероссийской конференции «Влияние антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразования органов», Астрахань, 1991; международной конференции «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза человека в норме и при воздействии антропогенных факторов. Экология и здоровье населения. Актуальные проблемы биологии и медицины», Астрахань, 2000, 2007; на V научной конференции с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге 2001»; на III съезде биохимического общества РАН, Санкт-Петербург, 2002; на VII съезде травматологов-ортопедов Белоруссии, Гомель, 2002; на 2-й и 3-й научно-практической конференции и школе-семинаре для молодых ученых с международным участием «Белки-маркеры патологических состояний», Астрахань-Москва, 2001, 2003; на научно-практической конференции с международным участием «Современные достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины», Астрахань-Москва, 2004, Астрахань-Волгоград-Москва, 2006; на VIII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря», Астрахань, 2005; Всероссийской конференции, посвященной 85-летию Астраханского областного научного общества хирургов (Астрахань, 2006); на научно-практическом Симпозиуме "Национальные дни лабораторной медицины России" (Москва, 2007, 2008) и Объединенном Иммунологическом Форуме (Санкт-Петербург, 2008). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 55 научных работ, в том числе, 13 в рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК. ^ Диссертация изложена на 310 страницах текста, иллюстрирована 49 таблицами, 37 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, главы методов исследования, характеристики обследованных больных, трех глав результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, включающего 319 отечественных и 144 зарубежных источника. ^ Основной материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором. В работу вошли результаты исследований, проведенных совместно с представителями клинических кафедр и научных лабораторий АГМА, РГМУ, других учебных и научных учреждений. Автор выражает благодарность всем коллегам, в соавторстве с которыми были опубликованы работы. ^ Материалы и методы исследования Объектом биохимического исследования являлась группа сывороточных и ассоциированных с беременностью белков, обладающих сродством к стероидным гормонам: альбумина, АФП, ТК и СБАГ (сыворотки крови пуповинной крови и беременных третьего триместра при нормально протекающей беременности и с гестозом), ПЩФ (экстракт плаценты). Образцы препаратов белка исследовались методами ионообменной, гидрофобной, высаливающей и аффинной хроматографии. Очищенные препараты белков ТК и СБАГ получали из сывороток беременных, АФП— из абортивного материала, ПЩФ — из экстракта доношенной плаценты по схемам, разработанным самостоятельно. Для качественной и количественной характеристики исходных препаратов, фракций и очищенных препаратов ТК, СБАГ и ПЩФ использовали иммунохимические, электрофоретические и хроматографические и другие методы очистки белков (Л.А.Зильбер, ред., 1968; Г.Детерман, 1970; Г.Маурер, 1971; Э.Руослахти, 1979; Л.А.Остерман, 1983,1985; Э.Гааль и соавт., 1982; X. Фримель, ред., 1987; О.Микеш, ред., 1982; Р.Скоупс, 1985; А.М.Егоров и соавт., 1991). Использовали диск- (Davis 1964; Ornstein 1964) и SDS-электрофорез (Laemmli, 1970), электрофорез в градиенте концентраций (5-40%) ПААГ (Kopperschlander et al. 1969) и градиенте мочевины (0-8М), двухмерные системы (фингерпринты); препаративный электрофорез. Идентификацию полученных препаратов проводили методами иммунохимического анализа. Содержание общего белка в экстрактах и фракциях определяли по O.H.Lowry et al. (1951) или спектрофотометрически при 280 и 260 нм по Варбургу. Всего протестировано свыше 3000 образцов биоматериала. Антисыворотки к ТК, ПЩФ и СБАГ получены нами самостоятельно путем гипериммунизации кроликов очищенными антигенами по общепринятым схемам. Верификацию моноспецифических тест-систем проводили с референтными наборами на эти антигены из банка тест-систем кафедры биохимии АГМА. Клинический материал представлен 472 больными с изолированными и сочетанными черепно-мозговыми травмами и переломами длинных (трубчатых) костей нижних конечностей мужского и женского пола в возрасте от 19 до 70 лет обследованными в период с 1996 по 2007 годы (табл.1). Больные с травмами опорно-двигательного аппарата (ОДА) в зависимости от степени тяжести повреждений были распределены на три группы (табл.1). В первую группу (ОДА I) вошли 143 больных (59 женщин и 84 мужчины) с закрытыми переломами диафиза берцовой кости или дистального отдела костей голени (одной лодыжки). Шокогенность травмы по Цибину 0,1 балла, тяжесть повреждений по AIS и ISS — 2 балла. Все больные находились в удовлетворительном клиническом состоянии; влияющих на исход травмы сопутствующих заболеваний у них не обнаружено. Во вторую группу (ОДА II) были включены 82 больных (40 женщин и 42 мужчины) с закрытыми переломами диафиза и проксимального отдела бедра, осложненные непродолжительным периодом шока I степени, обеих костей голени, множественными, открытыми или оскольчатыми переломами костей голени. Шокогенность травмы по Цибину не выше 2-х баллов, тяжесть повреждений по AIS — 2-3 балла (2,5±0,06). Больные находились в клиническом состоянии средней тяжести. Таблица 1 Распределение обследованных больных по характеру повреждений
|