Лабораторная работа

Обзор лабораторных методов исследования в диагностике респираторных заболеваний

Рост заболеваемости бронхолегочной патологией как изолированной, так и сочетанной остается одной из актуальных проблем врачей первичного звена и специалистов.

Особенно остро стоит вопрос дифференциальной диагностики бронхолегочных заболеваний, которые могут иметь стертую клиническую картину или схожие проявления.

В вопросах постановки диагноза у пациентов с заболеваниями респираторных органов, а также оценки динамики патологического процесса и проводимой терапии, наряду с инструментальными, большую роль играют методы лабораторной диагностики.

Два направления

Лабораторно-диагностические методы делятся на скрининговые и специальные.

1. Скрининговые методы лабораторной диагностики болезней органов дыхания – это анализы крови (общий и биохимический) и общий анализ мочи.

Общий анализ крови является обязательным исследованием, доступным и простым в исполнении.

Общий анализ крови включает в себя определение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, величины гематокрита и эритроцитарных индексов, скорости оседания эритроцитов (СОЭ), подсчет лейкоцитарной формулы. Последнее особенно важно в свете новых рекомендаций GOLD (Глобальная инициатива по ХОБЛ) и GINA (Глобальная инициатива по бронхиальной астме) при учете эозинофильного воспаления у пациентов с бронхиальной астмой (БА) и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) [1].

Референсные значения нормы составляют от 50 до 250 клеток в 1 мкл. Критический уровень – 450 клеток в 1 мкл, что указывает на патологию, связанную с возможным влиянием эозинофилов на воспалительный процесс. При этом, как подчеркивают некоторые авторы, гиперэозинофилия может не коррелировать с тканевой эозинофилией и содержанием эозинофилов в бронхоальвеолярном лаваже. Кроме того, уровень эозинофилов в периферической крови является важным показателем при решении вопроса о применении ингаляционных глюкокортикостероидов у пациентов с ХОБЛ, а также при эскалации или деэскалации терапии [1].

Данные общего анализа крови позволяют выявить признаки анемии, наличие гнойно-воспалительного процесса, аллергических состояний и паразитарных инвазий, опухолевого поражения.

Так, например, эозинофилия может быть признаком паразитарного процесса (гельминтозов), аллергических состояний (БА, аллергический альвеолит), лейкоцитоз и нейтрофилия – признаком гнойно-воспалительного процесса, моноцитоз, лимфоцитоз – признаками острых и хронических вирусных инфекций, туберкулеза.

Общий анализ мочи дополняет картину происходящего патологического процесса (при интоксикации, длительной лихорадке появляется белок, цилиндры в моче), а также дает возможность оценить состояние других органов и систем (печени, почек, процессов обмена веществ).

Биохимический анализ крови определяет весьма обширный ряд показателей. Остановимся на некоторых, значимых для заболеваний органов бронхолегочной системы.

Белки острой фазы воспаления – довольно обширная группа белков плазмы крови (фибриноген, С-реактивный белок, церулоплазмин, гаптоглобин и др.), участвующая в воспалительном ответе организма и появляющаяся в крови при ряде патологических состояний респираторных органов. Их уровень и количество коррелируют со стадией воспалительного процесса, его обширностью и течением процесса.

У 60% пациентов старше 65 лет наблюдается сочетанное течение хронических респираторных заболеваний, чаще всего с сердечно-сосудистыми. На этом этапе чрезвычайно важна дифференциальная диагностика одышки, как наиболее частого симптома при коморбидных состояниях. Существенную помощь в этом вопросе оказывает определение натрийуретических пептидов BNP и NT-proBNP [1].

Для исключения хронической сердечной недостаточности принято использовать порог менее 125 пг/мл для возраста до 75 лет, порог менее 450 пг/мл – старше 75 лет, для исключения острой сердечной недостаточности – менее 300 пг/мл [1].

Для определения сенсибилизации к респираторным аллергенам и оценки вероятности аллергического характера патологии при неясной симптоматике у пациентов с заболеваниями верхних дыхательных путей применяется тест Phadiatop ImmunoCAP, направленный на выявление иммуноглобулина Е (IgE) к смеси наиболее распространенных ингаляционных аллергенов (пыльцы деревьев, трав, аллергенов шерсти домашних животных, клещей домашней пыли, плесени). Это исследование предназначено для первичного скрининга с учетом возможной одновременной сенсибилизации к разным аллергенам или перекрестной сенсибилизации с охватом аллергенов, которые обычно являются основой развития атопии [1].

Эозинофильный катионный белок (ECP) представляет собой один из компонентов специфических секреторных гранул эозинофилов человека. Уровень ECP в большинстве случаев коррелирует с тяжестью клинических симптомов БА, отражая выраженность эозинофильного компонента воспаления, и может служить маркером определения тяжести заболевания с определенными ограничениями. У пациентов с атопией наблюдаются более высокие концентрации ECP, даже когда число эозинофилов в периферической крови имеет нормальное значение [1].

В федеральных клинических рекомендациях по ведению пациентов с ХОБЛ подчеркивается, что больным моложе 45 лет с быстрым прогрессированием ХОБЛ или при наличии эмфиземы преимущественно в базальных отделах легких рекомендуется определять уровень α1-антитрипсина в крови [1].

2. Специальные методы лабораторной диагностики – это исследования мокроты (клинический (общий) анализ, анализ на микобактерии туберкулеза, на атипичные клетки, бакпосев), исследование промывных вод бронхов и плевральной жидкости. Цель исследования мокроты – определить клеточный состав, имеющиеся патологические включения и примеси, характер микробной флоры, оценить активность патологического процесса.

Индикаторы заболеваний – биомаркеры

В респираторной медицине широко внедрены биомаркеры. Они применялись при проведении скрининговых исследований, стратификации риска развития определенных заболеваний легких, а также при формировании диагностического алгоритма [2].

Биомаркеры широко применяются для того, чтобы объективизировать тяжесть течения респираторного заболевания. Примером может служить исследование прокальцитонина, который используется для определения степени тяжести пневмонии; он может рассматриваться в качестве информационного маркера трансформации пневмонии в сепсис [2].

Для исследования роли биомаркеров используют биологический материал, который получают при бронхоскопии (лаваж, браш-биопсия, трансбронхиальная биопсия лимфатических узлов и неопластической ткани). Другими объектами исследования служат индуцированная мокрота, кровь, моча и выдыхаемый воздух. Исследование выдыхаемого воздуха является специфическим, его применяют только при заболеваниях легких. Оно позволяет получить информацию о таких биомаркерах, как оксид азота (аллергические заболевания дыхательных путей, первичная дискинезия реснитчатого эпителия, идиопатическая легочная гипертензия), монооксид углерода (легочное кровотечение, гемолиз эритроцитов, отравление угарным газом, курение) [2].

На практике врача интересует, чем может ему помочь концепция биомаркеров в решении конкретных задач ежедневной практики. Одна из задач, которая ставится и решается, состоит в том, что маркеры могут быть применены на этапе диагностики предболезни, то есть когда болезнь еще может носить бессимптомный характер. Так, биомаркеры применяют в целях скрининга респираторного заболевания. Другая важная функция, с которой связано практическое применение биомаркеров, заключается в выявлении факторов риска заболевания [2].

Актуальная тема

Пневмония относится к числу наиболее распространенных заболеваний. По данным международных эпидемиологических исследований, распространенность заболевания составляет 4–5 на 1000 взрослого населения. Требования к новым диагностическим системам состоят в том, чтобы пневмококковый антиген можно было определять в моче. Объективная трудность в этиологической диагностике пневмококковых пневмоний – наличие более 90 ее серотипов. В клинической практике для диагностики проявили себя иммунохроматографический метод (Binax Now) и иммуноферментный тест (ELISA) [2].

Чувствительность теста на пневмококковый антиген в моче у больных пневмонией при бактериемии составила 75–80%, в отсутствие бактериемии его чувствительность снижалась до 50%; влияние на специфичность теста оказывала антибактериальная терапия. Специфичность теста на наличие пневмококкового антигена в моче достигала 92–95%, прогностическая ценность положительного результата составила 70–80%, а отрицательного – 90–96%. Внедрение в клиническую практику теста на пневмококковый антиген в моче оказало уже большое влияние на постановку диагноза пневмококковой пневмонии в более ранние сроки заболевания и качество проводимой терапии [2].

Роль пцр

ПЦР широко используется при диагностике острых вирусных заболеваний дыхательных путей. Молекулярно-биологические методы позволяют выявлять и идентифицировать ДНК или РНК вируса в течение нескольких часов. Использование метода наиболее эффективно при стертых и атипичных формах заболевания, на ранних стадиях острого инфекционного процесса, а также при проведении дифференциальной диагностики ОРВИ с патологическими процессами в респираторном тракте, вызванными бактериальными агентами, что позволит своевременно назначить лекарственную терапию инфекционного процесса до возникновения осложнений. Лабораторное обследование с целью выявления гриппа и ОРВИ необходимо проводить лицам с высоким риском неблагоприятного исхода инфекционного процесса (беременные, лица с хроническими заболеваниями органов и систем, новорожденные), больным с тяжелым и нетипичным течением заболевания, пациентам, госпитализированным с подозрением на гриппоподобные заболевания, в первую очередь лицам, находящимся в организованных коллективах (интернаты, приюты, общежития, казармы и т. д.); также необходимо проводить исследование патологоанатомического материала в случаях летального исхода заболеваний, схожих с гриппом. На сегодняшний день наиболее широкое применение нашли тесты для диагностики вирусов (гриппа с определением типа вируса Influenza A+B, новой коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2, ОРВИ человека (респираторно-синцитиальный вирус / метапневмовирус / коронавирусы / риновирус / аденовирус человека / вирус парагриппа человека I, II, III и IV типов), группы герпесвирусов (HSV ½, CMV, EBV, VZV)); бактерий (Legionella pneumophila, Chlamydophila pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, Streptococcus pneumoniae, Mycobacterium tuberculosis complex, MRSA); грибов (Candida albicans, Candida glabrata, Candida krusei, Candida parapsilosis, Candida tropicalis, Aspergillus spp., Pneumocystis jirovecii (carinii)).

Царство грибов

Особый раздел внутренней медицины приходится на область грибкового поражения дыхательных путей. Число больных с инвазивными формами грибковой инфекции постоянно увеличивается. Диагноз грибковой инфекции дыхательных путей требует высокого уровня компетенции врача; ему необходимо тщательно проанализировать обстоятельства, которые могли стать факторами риска развития грибковой инвазии, всесторонне оценить клиническую картину и осуществить направленный диагностический поиск «виновного» возбудителя грибковой инфекции [2].

«Золотым стандартом» считаются культуральные методы, единственный недостаток которых – длительный период роста микроорганизмов и ряд микроорганизмов не растут вообще (Pneumocystis jirovecii). Особого внимания заслуживает внедрение диагностических тестов с β-глюканом и маннаном. В настоящее время их широко применяют для диагностики инвазии аспергилл, криптококков и других видов грибов [2].

Палочка Коха

Туберкулез (ТБ) – область интенсивных научных исследований биомаркеров, с помощью которых можно улучшить качество диагностики и лечения больных. В России сохраняется высокая степень напряженности по туберкулезу как взрослого, так и детского контингента [2].

Диагностика туберкулеза является многоступенчатой, так как в настоящее время нет ни одного метода, с помощью которого можно было бы безошибочно констатировать это заболевание. Традиционно уже более 100 лет применяют метод микроскопии, позволяющий оценить бацилловыделение, и микробиологический метод культивирования M. tuberculosis. Диагностическая чувствительность метода микроскопии обычно составляет не более 50% среди впервые выявленных больных ТБ легких, однако если говорить о наиболее инфекционно-опасных больных (у которых бактериовыделение подтверждено культуральным методом), диагностическая чувствительность метода микроскопии в этом случае достигает 90%. Методы микроскопии не позволяют дифференцировать микобактерии туберкулеза (МБТ) от нетуберкулезных микобактерий (НТМБ) и дают возможность выявлять кислотоустойчивые микроорганизмы (КУМ) только при наличии по крайней мере 5000–10000 бактериальных клеток в 1 мл мокроты.

В настоящее время методы микроскопии, обладающие относительно невысокой чувствительностью, тем не менее сохраняют свою актуальность, так как позволяют быстро и с минимальными финансовыми затратами выявлять наиболее эпидемически значимых больных ТБ и оценивать массивность бактериовыделения.

Культивирование микобактерии обеспечивает точную диагностику туберкулеза, значительно увеличивая число случаев выявления возбудителя и позволяя подтвердить достоверность поставленного диагноза. Диагностическая чувствительность культурального метода достигает 70–80% среди впервые выявленных больных ТБ легких. С помощью культурального метода удается выявить на 20–40% больше случаев ТБ с бактериовыделением по сравнению с методом микроскопии среди впервые выявленных больных. Медленный рост МБТ требует значительного времени ожидания результатов исследования. В среднем при посеве диагностического материала от впервые выявленных больных для получения результатов на плотных средах требуется 21–36 дней, на жидких средах – 12–22 дня. Длительность получения результатов культуральным методом исследования неблагоприятно сказывается на эффективности химиотерапии, особенно в связи с вероятностью неправильного выбора схемы химиотерапии при наличии лекарственной устойчивости у возбудителя и расширением спектра устойчивости МБТ.

Основное преимущество молекулярных методов в том, что они позволяют получить результаты в относительно короткий временной период. Заключение о наличии микобактерий в диагностическом материале делается на основании выявления ДНК микобактерий, а вывод о лекарственной устойчивости – на основании выявления мутаций в генах, ассоциированных с лекарственной устойчивостью.

Молекулярные методы дифференциации МБТ от НТМБ основаны на выявлении видоспецифических структур в геноме или белковом спектре возбудителя. Ряд методов направлен только на то, чтобы дифференцировать МБТ от НТМБ, ряд – пригоден для точной видовой идентификации возбудителя. К методам, дифференцирующим МБТ от НТМБ, относится ПЦР, выявляющая вставочную последовательность ДНК IS6110, присутствующую только у МБТ. При обследовании больных с поствакцинальными осложнениями, включая костные поражения, больных ВИЧ-инфекцией и больных с иммуносупрессией, при подтверждении наличия ДНК и/или выделения культуры МБТ, необходимо исключить наличие M. bovis или M. bovis BCG в диагностическом материале. Для этого необходимо провести идентификацию возбудителя с помощью молекулярно-генетических тест-систем. Перед началом лечения рекомендуется назначить диагностику молекулярными методами лекарственной устойчивости МБТ к изониазиду и рифампицину или только к рифампицину, а при выявлении множественной лекарственной устойчивости – к фторхинолонам.

Срочный розыск

Актуальной является тема поиска биомаркеров при ХОБЛ – социально значимом заболевании, характеризующемся высокой распространенностью [2].

Современные методы определения биомаркеров могут быть полностью неинвазивными (выдыхаемый воздух, конденсат выдыхаемого воздуха, спонтанная мокрота), полуинвазивными (индуцированная мокрота) и инвазивными (бронхоальвеолярный лаваж, биопсия легких).

Применение современных методов диагностики существенно облегчает постановку диагноза, но и может увести от правильной трактовки клинической ситуации. В этой связи становится актуальным тщательный анализ всех данных, полученных с помощью клинических, лабораторных, инструментальных методов диагностики [1].