Роль и место биохимических маркеров в диагностике ишемических церебральных инсультов

Смертность от церебрального инсульта по частоте конкурирует с ишемической болезнью сердца и злокачественными новообразованиями. Ишемический инсульт занимает ведущее место среди причин инвалидизации взрослого населения во всем мире. В 2005 г., по оценкам ВОЗ, в мире насчитывалось 62 млн людей, перенесших инсульт. Каждый год около 15 млн человек переносят первичный инсульт, из них каждый третий случай болезни заканчивается летальным исходом; еще 5 млн становятся стойкими инвалидами [1]. Динамику аутоантител к глутаматным рецепторам NMDA-типа при различных вариантах поражений мозга (инсульт, черепно-мозговая травма, нейроинфекции) наблюдали многие авторы [2-7].

Для решения проблем ранней диагностики инсульта были обозначены следующие направления [8]. Во-первых, важная роль отводится выявлению популяции, которая требует более тщательного наблюдения и обследования. Необходимо уже на уровне первичного звена (участковый или семейный врач) проводить оценку риска нарушений мозгового кровообращения, в частности, транзиторных ишемических атак (ТИА) в группе пациентов с артериальной гипертензией, атеросклерозом, сахарным диабетом, другими сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Известно, что нередко ТИА не диагностируются из-за отсутствия четких клинических проявлений («немые» события), когда пациент не замечает симптомов, принимая их за усталость или временное недомогание. Поэтому многие случаи ТИА не регистрируются в медицинской документации, а пациенты не получают необходимого лечения. Вместе с тем уже определено, что после первой ТИА у 10-20% пациентов развивается инсульт в течение следующих 90 дней, а половина из них переносят инсульт в течение 2 дней после ТИА [9]. До 25% пациентов умирают в течение года после ТИА [10].

Во-вторых, необходимо внедрение биохимических тестов для диагностики ТИА и ишемического инсульта на догоспитальном этапе службами экстренной медицинской помощи. При отсутствии патологических изменений на компьютерной томографии (КТ), а также при наличии противопоказаний для проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ) или в случае недоступности оборудования, именно данные анализа крови могут стать решающими для определения тактики лечения пациента. Простой и быстрый лабораторный тест, определяющий мозговые биомаркеры, был бы полезен, учитывая необходимость проведения тромболизиса в пределах терапевтического окна. Безусловно, такой экспресс-тест мог бы использоваться и в условиях скорой помощи, когда так необходимо выяснить, произошло ли у пациента острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) или нет.

Третьим направлением является прогнозирование и предупреждение развития церебральных сосудистых катастроф во время и после серьезных хирургических вмешательств. Любое оперативное вмешательство, осложняющееся системной гипотензией, несет риск развития инсульта в постоперационном периоде. Сосудистая хирургия и операции на открытом сердце рассматриваются как один из факторов риска инсульта наряду с возрастом, полом, наличием в анамнезе сахарного диабета, артериальной гипертензии и предшествующих инсультов [11, 12].

Информирование врачей о новых возможностях лабораторной диагностике инсульта позволит выделять среди обращающихся за медицинской помощью группы низкого, умеренного и высокого риска. Пациенты последней группы должны быть срочно направлены к специалисту-неврологу, а также пройти необходимые обследования, включая нейровизуализацию (КТ/МРТ). Это поможет предотвратить развитие мозговых катастроф на самых ранних стадиях развития заболевания.

Ряд биохимических маркеров для экспресс-диагностики уже разработан и апробирован в клиниках, занимающихся лечением пациентов с ОНМК в России, США и Европе. В настоящем кратком обзоре приводятся примеры использования лабораторных тестов в условиях отделения интенсивной терапии инсульта, неврологического стационара и в кардио-хирургической клинике. Данные тесты основаны на определении новых биомаркеров инсульта - пептидных фрагментов NMDА-рецепторов и антител к ним в крови пациента.

Инсульт - сосудисто-мозговая катастрофа полиэтиологичной природы. В основе ОНМК лежат тромботические (эмболические) и нейротоксические механизмы. Диагностика инсульта связана с двумя основными проблемами: своевременной достоверной диагностики ОНМК и необходимостью дифференциальной диагностики ишемического и геморрагического характера инсульта. Нередко инсульт можно предотвратить, а его последствия свести к минимуму при условии адекватной и своевременной терапии. Для этого необходима диагностика характера инсульта в первые 2-3 ч (в период терапевтического окна). Известно, что головной мозг - самый энергетически емкий орган, имеющий резерв ресурсов только на 5-8 мин. Объективные лабораторные тесты могут помочь клиницисту в вопросе диагностики ОНМК. В настоящее время такие диагностические экспресс-тесты уже разработаны и проходят испытания.

W. Whiteley и соавт. [13] приводят систематический обзор литературы, посвященной церебральным маркерам ишемического инсульта. Они обнаружили 21 исследование, в которых тестировались 58 различных биомаркеров, а также 7 панелей из нескольких маркеров. Согласно этим исследованиям, большинство предлагаемых маркеров демонстрируют высокий уровень диагностической специфичности и чувствительности. Однако в связи с недостатками в дизайне исследований (небольшие группы пациентов, отсутствие групп заболеваний, имитирующих инсульт и т.п.), пока ни одна из панелей предложенных биомаркеров не может быть рекомендована для повседневной клинической практики. При поступлении пациента в клинику необходимо срочно ответить на следующие вопросы: действительно ли данный больной переживает ОНМК, если ответ положителен, то по какому типу - ишемическому или геморрагическому? Требуется ли проводить дополнительные исследования для исключения другой неврологической патологии или необходимо срочно начинать тромболитическую терапию?

За прошедшие 5 лет ряд молекулярных и иммунохимических лабораторных тестов прошли клинические испытания. Среди них тесты на определение белка S-100 (S-100B), нейрон-специфической энолазы, глиального фибриллярного кислого белка (GFAP), натрийуретического пептида мозга (BNP), Д-димера, матриксной металлопротеиназы (MMP-9), моноцитарного хемотаксического белка 1. Однако только PLAC-тест (diaDexis, Inc., США), основанный на определении липопротеин-ассоциированной фосфолипазы А2 (Lp-PLA2), получил разрешение FDA США (Food and Drug Administration) для определения риска развития ишемической болезни сердца и инсульта в долгосрочном периоде (риск инсульта увеличивается в 2 раза при повышенных концентрациях PLAC в течение нескольких лет) [8]. Таким образом, лабораторный тест, определяющий в крови маркеры ТИА и инсульта на ранней стадии заболевания, мог бы заполнить свободную нишу и помочь в решении этой острой проблемы.

Прежние неудачи в поисках биомаркеров, специфичных для острой фазы инсульта, можно объяснить тем, что большинство биомаркеров, определяющихся в крови пациентов, связано с процессами фрагментирования тромбов и переноса кислорода. Однако для выявления преходящих цереброваскулярных нарушений, таких как ТИА, необходимым фактором учета должны быть биомаркеры мозга, а не биомаркеры крови. Потенциальными претендентами на эту роль могут служить NMDА-рецепторы - основные возбуждающие рецепторы, которые регулируют электрическую активность нейронов. Эти рецепторы локализуются на поверхности эпителия микрососудов, формирующих гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), и участвуют в регуляции функции микрососудов. Открытие влияний NMDA-рецепторов на функционирование церебральных сосудов значительно приблизило нас к пониманию механизмов развития инсульта.

Деградация NMDА-рецепторов в результате процессов нейротоксичности, которые лежат в основе ишемического повреждения мозга, позволяет судить о степени поражения церебральных сосудов [12]. Уже на ранних стадиях ишемии, эмболические процессы в мелких мозговых сосудах активируют сериновые протеазы, которые «режут» мембранные «петли» NMDА-рецепторов, расположенные на поверхности синаптической мембраны [14]. Образовавшиеся пептидные фрагменты рецептора (NR2-пептид) попадают в кровоток [15] через поврежденный ГЭБ и вызывают реакцию иммунной системы с образованием специфических NR2-антител [16]. На основе проведенных молекулярных исследований было предложено использовать NR2-пептид и NR2-антитела в качестве маркеров инсульта и ТИА [17]. Разработано 2 лабораторных теста, один из которых (Gold Dot NR2 Peptide test, CIS Biotech, Inc., США) служит для определения пептидных фрагментов NMDА-рецепторов, являющихся индикатором ОНМК. Тест для опделения NR2-антител в крови пациента (Gold Dot NR2 Antibody test, CIS Biotech, Inc., США) предназначен для диагностики ранее перенесенных единичных или множественных ОНМК. Оба теста уже получили СЕ-маркировку Европейского Союза, проходят клинические испытания в США и находятся в стадии рассмотрения FDA.

Проведен ряд исследований, посвященных оценке клинической значимости определения NR2-пептида в крови для диагностики ОНМК. Для изучения возможности дифференциальной диагностики ишемического инсульта с помощью теста на NR2-пептид было выполнено клиническое исследование в группе пациентов с клиникой ОНМК, поступающих в отделение экстренной помощи Ingham Regional Medical Center (Ланзинг, США), а также в инсультный блок клиники неврологии СПбГМУ им. И.П. Павлова и городской ангионеврологический центр Санкт-Петербурга [8]. Пациенты включались в исследование на основе добровольного согласия. Из 167 пациентов (средний возраст - 53±11 лет), участвовавших в исследовании, у 29 были диагностированы ТИА, у 47 - ухудшение течения дисциркуляторной энцефалопатии (ДЭ), 96 обследованных доставлены с ухудшением на фоне ранее перенесенного инсульта (по данным анамнеза, выписок из историй болезни и результатов КТ/МРТ). Контрольная группа включала 20 человек соответствующего возраста и пола, не имевших ОНМК (из них 12 больных страдали менингитом). Исследователи анализировали истории болезней пациентов и результаты всех проводившихся диагностических процедур (включая данные нейровизуализации и ЭЭГ).

Диагноз инсульта или ТИА устанавливали либо по данным МРТ/КТ, либо на основе заключения невролога и диагноза при выписке. Сравнительный анализ содержания NR2-пептида в плазме различных групп пациентов приведен на рис. 1.

В период с января 2006 г. по январь 2007 г. в DeKalb Medical Center (Декейтор, США) проводилось проспективное клиническое исследование [18], основной целью которого был ответ на вопрос: можно ли определять ОНМК по уровню NR2-пептида? В исследование включались пациенты, поступавшие с клинической картиной инсульта и выписанные из стационара с таким же диагнозом. Всего были обследованы 89 человек (45 мужчин и 44 женщины) с первичным инсультом в остром периоде и с ранее перенесенными ОНМК. Из них 50 больных (26 женщин и 24 мужчины) с острым ишемическим инсультом, подтвержденным данными неврологического осмотра и КТ/МРТ. Тест на NR2-пептид в крови больных проводился в первые 72 ч развития инсульта. Группа контроля состояла из 30 человек соответствующего возраста и пола, не имевших ОНМК.

Результаты исследования подтвердили, что уровень NR2-пептида в группе больных с ОНМК (4,91±3,34 нг/мл) значительно отличался от уровня пептида в группе контроля (0,86±0,12 нг/мл). Таким образом, чувствительность теста для определения NR2-пептида при диагностике ишемического инсульта составила 98%, с увеличением риска заболевания в 16 раз при величине порогового значения >1,0 нг/мл. Более того, было отмечено наличие значительной корреляционной связи между концентрацией NR2-пептида и объемом инфаркта в пределах от 2 до 250 см³.

В региональном сосудистом центре госпиталя St. Mary (Лондон, Великобритания) [17] проведено изучение уровня NR2-пептида у пациентов, перенесших каротидную эндартерэктомию (27 пациентов) или стентирование сонных артерий (24). Основной целью исследования было оценить возможность применения теста для определения NR2-пептида в крови у пациентов с неврологическими осложнениями в результате интраоперационной гипоперфузии. Всем пациентам проводилась МР-ангиография брахиоцефальных сосудов. До операции оценивалось состояние каротидных бляшек с помощью КТ. Также у всех пациентов оценивали состояние мозгового кровотока с помощью перфузионной КТ.

Данные исследования показали, что у пациентов с неврологическими осложнениями (n=7) уровень NR2-пептида оказался значительно выше, чем в группе пациентов без каких-либо неврологических осложнений (n=37, рис. 2).

В клинические исследования были включены пациенты с симптомами ТИА и ОНМК, поступившие в DeKalb Medical Center (Декейтор, США) и в инсультный блок клиники неврологии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, Россия) в период с января 2006 г. по январь 2007 г. и выписанные из стационаров с подтвержденным диагнозом инсульта (данные нейровизуализации). Из 76 больных (мужчины) 73 имели ОНМК, первичные или ранее перенесенные, 2 пациента поступили с ТИА, у 1 был геморрагический инсульт [19]. В контрольную группу вошли 34 пациента идентичного возраста и пола, не имевшие инсульта в анамнезе. Среди них были 10 больных с контролируемой артериальной гипертензией и 4 - с сахарным диабетом. Как видно из рис. 3,

Проведено изучение эффективности теста для измерения NR2-антител в крови пациентов, направляемых на кардиохирургические операции с применением аппарата искусственного кровообращения, для прогнозирования вероятности ТИА или инсульта в постоперационном периоде. В ретроспективном клиническом исследовании, включающем 33 медицинских центра США, определялся уровень NR2-антител в 1129 образцах сыворотки крови у 373 взрослых пациентов с высоким риском ОНМК, перенесших экстренное вмешательство на клапане или аортокоронарное шунтирование и их сочетание [5]. Группу контроля составили 211 здоровых участников. Возраст всех участников исследования был от 48 до 80 лет. У 26 пациентов концентрация NR2-антител ≥2,0 нг/мл определялась в предоперационном периоде, у 24 (96%) из этих больных были обнаружены неврологические осложнения в течение 48 ч после операции с искусственным кровообращением. Среди пациентов с уровнем антител ≤2,0 нг/мл только у 5,4% развились неврологические осложнения. В постоперационном периоде почти у 30% пациентов, перенесших кардиохирургическое вмешательство, наблюдались когнитивные нарушения различной степени. На основании полученных клинических и лабораторных данных, установлено, что вероятность неврологических осложнений после операции была в 17,9 раза выше (95% ДИ 11,6-27,6) при уровне NR2-антител более 2,0 нг/мл, зарегистрированном в предоперационном периоде. Это позволило предсказать развитие постоперационных неврологических осложнений у 89% пациентов.

Рання и своевременная диагностика инсульта и ТИА необходима для улучшения качества медицинской помощи больным и повышения эффективности терапии. Современные методы лабораторной диагностики позволяют с высокой степенью достоверности определять наличие цереброваскулярной патологии, оценивать последствия или предсказывать возможные исходы заболевания, повысить точность диагностики ОНМК и ТИА.

Лабораторные тесты, определяющие в крови биомаркеры повреждения мозга, такие как NR2-пептид и NR2-антитела, могут стать ключевыми компонентами успешной стратегии лечения и мониторинга исходов заболевания. Технологические достижения в области аналитических методов диагностики позволяют создавать эффективные, в том числе с экономической точки зрения, системы экспресс-диагностики, которые способны выявлять пациентов с высоким риском сосудисто-мозговых кризов.

Успех в борьбе с цереброваскулярными заболеваниями, безусловно, зависит также от информированности врачей общего профиля и специалистов других областей (кардиологии, анестезиологии и реаниматологии, эндокринологии, сосудистой хирургии), о новых возможностях лабораторной диагностики инсульта. Простой и быстрый анализ крови позволит своевременно направить пациента на консультацию к специалисту-неврологу. Таким образом, в руках врачей появляется еще один инструмент, позволяющий спасать жизнь, сохранять трудоспособность и самообслуживание пациента. Как следствие - это также возможность сократить финансовые потери, связанные с госпитализацией, лечением и реабилитацией таких пациентов.