Введение

nogr

Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология

Experimental and Clinical Gastroenterology

1682-8658

«Global Media Technologies»

10.31146/1682-8658-ecg-176-4-100-106

nogr-1312

Research Article

ХИРУРГИЧЕСКАЯ ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ

SURGICAL GASTROENTEROLOGY

Диагностика рака поджелудочной железы методом инфракрасной спектроскопии сыворотки крови

Pancreatic cancer diagnosis by infrared serum spectroscopy

Красникова

О. В.

Krasnikova

O. V.

lala-g@yandex.ru

Гордецов

А. С.

Gordetsov

A. S.

Пузанков

А. А.

Puzankov

A. A.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Приволжский исследовательский медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияPrivolzhsky Research Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation

Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Приволжский окружной медицинский центр» Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияPrivolzhsky district medical center Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian Federation

2020

24062020

1744100106

2020

Красникова О.В., Гордецов А.С., Пузанков А.А.

Krasnikova O.V., Gordetsov A.S., Puzankov A.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.nogr.org/jour/article/view/1312

Введение

Введение. Актуальной во всем мире остается проблема дифференциальной диагностики рака поджелудочнойжелезы (РПЖ) и острого панкреатита. Имеющиеся клинические, лабораторные, инструментальные дооперационные, а зачастую и интраоперационные, в том числе и морфологические, данные далеко не всегда позволяют достаточно точно определить природу очагового поражения поджелудочной железы.

Цель исследования

Цель исследования. Разработать метод ранней диагностики рака поджелудочной железы методом ИК-спектроскопии сыворотки крови.

Материалы и методы

Материалы и методы. Методом ИК-спектроскопии сыворотки крови обследовано 30 пациентов с заболеванием поджелудочной железы: 20 пациентов с острым панкреатитом, 10 пациентов с РПЖ. Группу контроля составили здоровые добровольцы (20 человек) без заболеваний поджелудочной железы.Исследование проводили методом инфракрасной (ИК) спектроскопии образца крови пациента в области спектров поглощения 1200–1000 см – 1 [31]. В качестве диагностических параметров выбрали отношения высот пиков полос поглощения друг на друга: 1165 / 1150 (Параметр 1), 1165 / 1090 (Параметр 2), 1165 / 1080 (Параметр 3), 1165 / 1070 (Параметр 4), 1165 / 1050 (Параметр 5).

Результаты

Результаты. Значения параметров ИК-спектров сыворотки крови больных с РПЖ достоверно ниже значений соответствующих параметров при остром панкреатите на 42% (П1), 54% (П2), 53% (П3), 59% (П4), 57% (П5) соответственно (p≤0.05). Такое резкое отличие ИК-спектроскопических параметров позволило визуализировать метод и создать дифференциально-диагностические профили болезней поджелудочной железы.

Выводы

Выводы. Изменение содержания фосфорсодержащих соединений (АТФ, АДФ, АМФ) в крови при остром панкреатите и РПЖ вызывает изменения спектроскопических характеристик. Метод ИК – спектроскопии позволяет дифференцировать данные заболевания поджелудочной железы. ИК-спектроскопические параметры позволяют сформировать дифференциально-диагностические образы рака поджелудочной железы и острого панкреатита и визуализировать математические расчеты. Предложенный способ является неинвазивным, то есть позволяет без внутреннего вмешательства в организм больного провести диагностику острого панкреатита и рака поджелудочной железы.

Relevance

Relevance. The problem of the diff erential diagnosis of pancreatic cancer (PCa) and acute pancreatitis remains relevant throughout the world. The available clinical, laboratory, instrumental preoperative, and often intraoperative, including morphological, data do not always allow us to accurately determine the nature of the focal lesion of the pancreas.

Purpose of the study

Purpose of the study. To develop a method for the early diagnosis of pancreatic cancer by the method of infrared spectroscopy of blood serum.

Materials and methods

Materials and methods. By the method of infrared spectroscopy of blood serum, 30 patients with pancreatic disease were examined: 20 patients with acute pancreatitis, 10 patients with prostate cancer. The control group consisted of healthy volunteers (20 people) without diseases of the pancreas.The study was carried out by infrared (IR) spectroscopy of a patient’s blood sample in the region of absorption spectra of 1200–1000 cm –1 [31]. As diagnostic parameters, we chose the ratio of the heights of the peaks of the absorption bands on each other: 1165/1150 (Parameter 1), 1165/1090 (Parameter 2), 1165/1080 (Parameter 3), 1165/1070 (Parameter 4), 1165/1050 (Parameter 5).

Results

Results. The values of the parameters of the IR spectra of the blood serum of patients with PCa are signifi cantly lower than the values of the corresponding parameters in acute pancreatitis by 42% (P1), 54% (P2), 53% (P3), 59% (P4), 57% (P5), respectively (p≤0.05). Such a sharp diff erence in IR spectroscopic parameters allowed us to visualize the method and create diff erential diagnostic profi les of pancreatic diseases.

Conclusions

Conclusions. A change in the content of phosphorus-containing compounds (ATP, ADP, AMP) in the blood during acute pancreatitis and PCa causes changes in spectroscopic characteristics. The method of IR spectroscopy allows us to diff erentiate these diseases of the pancreas. IR spectroscopic parameters allow the formation of diff erential diagnostic images of pancreatic cancer and acute pancreatitis and visualize mathematical calculations. The proposed method is non-invasive, that is, it allows without internal intervention in the patient's body to diagnose acute pancreatitis and pancreatic cancer.

ИК-спектроскопиядиагностикарак поджелудочной железыострый панкреатит

IR spectroscopydiagnosispancreatic canceracute pancreatitis

References1

Каприн А.Д., Старинский В. В., Петрова Г. В. Состояние онкологической помощи населению России в 2016 году. – М.: МНИОИ им. П. А. Герцена, 2017. – 236 с. ISBN978–5–85502–231–5.

Kaprina A. D., Starinsky V. V., Petrova G. V. The status of cancer care for the population of Russia in 2016. Moscow, MNII them. P. A. Herzen, 2017. 236 p. ISBN978–5–85502–231–5.

Кабанов М.Ю., Соловьев И. А., Семенцов К. В., Амбарцумян С. В. Рак поджелудочной железы – современные взгляды на проблему. Анналы хирургической гепатологии. – 2012. – Т. 17. – № 4. – С. 106–108.

Kabanov M. Yu., Soloviev I. A., Sementsov K. V. et al. Pancreatic cancer – modern views on the problem. Annals of surgical hepatology. 2012, vol.17, no.4, pp. 106–108.

Кошель А.П., Клоков С.С., Миронова Е.Б. Диагностика и лечение рака поджелудочной железы. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. – 2012. – № 4 (43). – С. 56–59.

Koshel A. P., Klokov S. S., Mironova E. B. Diagnosis and treatment of pancreatic cancer. Reconstructive and plastic surgery issues. 2012, no. 4 (43), рр. 56–59.

Циммерман Я. С. Рак поджелудочной железы: terra incognita современной гастроэнтерологии. Клиническая медицина. – 2015. – № 10. – С. 5–13.

Zimmerman J. S. Pancreatic cancer: terra incognita of modern gastroenterology. Clinical medicine. 2015, no. 10, рр. 5–13.

Медицинская учебная литература. Патофизиология. Патофизиология эндокринной функции поджелудочной желез, 2012. -. Том 2. https://auno.kz/patofiziologiya-tom-2/205-patofiziologiya-yendokrinnoj-funkcii.html

Medical educational literature. Pathophysiology. Pathophysiology of endocrine pancreatic function, 2012, vol. 2. Available at: https://auno.kz/patofiziologiya-tom-2/205-patofiziologiya-yendokrinnoj-funkcii.html

Косюра С. Д., Павловская Е. В., Стародубова А. В., Строкова Т. В. Поражение поджелудочной железы при ожирении. Лечебное дело. – 2016. – № 3. – С. 100–104.

Kosyura S. D., Pavlovskaya E. V., Starodubova A. V. et al. Damage to the pancreas in obesity. Medical business, 2016, no. 3, рр. 100–104.

Huser N., Assfalg V., Hartmann D. Diagnosis and surgical treatment of pancreatic cancer. Experimental and clinical gastroenterology, 2011, no. 7, рр. 102–111.

Eun S. L., Jeong M. L. Imaging diagnosis of pancreatic cancer: A state-of-the-art review. World J Gastroenterol. 2014; 20(24): 7864–7877.

Lisikhin A. A., Maryin E. M., Ponomarenko A. V. Diagnosis of malignant tumors based on blood counts. International Student Scientific Herald, 2016, no. 4–3; URL: http://www.eduherald.ru/en/article/view?id=16255

Селезнев С. Б., Есина Д. И., Куликов Е. В. Клиническая морфология поджелудочной железы собак при ультразвуковой диагностике. Вестник РУДН, серия Агрономия и животноводство. – 2014. – № 2. – С. 39–50.

Seleznev S. B., Yesina D. I., Kulikov E. V. Clinical morphology of the pancreas of dogs with ultrasound diagnosis. Bulletin of RUDN University, a series of Agronomy and livestock. 2014, no. 2, рр. 39–50.

Шепотин И. Б., Лукашенко А. В., Колесник Е. А., Розумий Д. А. Рак поджелудочной железы: критерии резектабельности. Клиническая онкология. – 2011. – № 4. – С. 18–25.

Shepotin I. B., Lukashenko A. V., Kolesnik E. A. et al. Pancreatic cancer: criteria for resectability. Clinical Oncology, 2011, no. 4, рр. 18–25.

Труфанов Г. Е., Бойков И. В., Рязанов В. В., Ипатов В. В. Совмещённая позитронно-эмиссионная и компьютерная томография в характеристике рецидивов злокачественных новообразований органов грудной клетки и брюшной полости. Трансляционная медицина. – 2016. – № 3 (5). – С. 95–102.

Trufanov G. E., Boykov I. V., Ryazanov V. V. et al. Combined positron emission and computed tomography in the characterization of relapses of malignant neoplasms of the chest and abdominal organs. Translational medicine. 2016, no. 3 (5), рр. 95–102.

Никулин М. П., Сельчук, В. Ю. Чистяков С. С., Ибрагимов Т. Ф., Титова Г. В. Эпидемиологические данные. РМЖ «Медицинское обозрение»,. – 2018. – № 3. – С. 1726.

Wood L. D., Itoi T., Takaori K. Pancreatic cancer. The Lancet, 2016, vol. 388, no. 10039, рр. 73–85.

Черноусов А. Ф., Мусаев Г. Х., Хоробрых Т. В., Бекшоков А. Б. Теломераза как универсальный маркер злокачественных новообразований поджелудочной железы. Вестник хирургической гастроэнтерологии. – 2011. – № 1. – С. 4–9.

Nikulin M. P., Selchuk, V. Yu. Chistyakov S. S. et al. Epidemiological data. Breast cancer “Medical Review”. 2018. no. 3, рр. 1726.

Чесноков М. С., Шавочкина Д. А., Горев А. Д., Лазаревич Н. Л. Молекулярные биомаркеры протоковой аденокарциномы поджелудочной железы и возможности их использования в клинической практике. Молекулярная медицина. – 2013. – № 6. – С. 21–26.

Chernousov A. F., Musaev G. Kh., Khorobrykh T. V. et al. Telomerase as a universal marker of pancreatic cancer. Bulletin of surgical gastroenterology. 2011, no. 1, рр. 4–9

Тюлькина Д. В., Плешкан В. В., Алексеенко И. В., Копанцева М. Р. Экспрессия гена FAR в нефибробластных клеточных линиях человека- создание моделей опухоль-ассоциированных фибробластов. Доклады академии наук. – 2016. – Т. 470. – № 1. – С. 105–107.

Chesnokov M. S., Shavochkina D. A., Gorev A. D. et al. Molecular biomarkers of ductal pancreatic adenocarcinoma and the possibility of their use in clinical practice. Molecular medicine. 2013, no. 6, рр. 21–26.

Степанова Е. В., Файнштейн И. А. Экспрессия молекулярно-биологических маркеров при аденокарциномах поджелудочной железы. Российский биотерапевтический журнал. –2011. – № 3. – Т. 10. – С. 91–94.

Tyulkina D. V., Pleshkan V. V., Alekseenko I. V. et al. Expression of the FAR gene in human non-fibroblast cell lines – creation of tumor-associated fibroblast models. Reports of the Academy of Sciences. 2016, vol. 470, no. 1, рр. 105–107.

Sukhwinder K., Lynette М., Smith M. A Combination of MUC5AC and CA19–9 Improves the Diagnosis of Pancreatic Cancer: A Multicenter Study. The American Journal of Gastroenterology, 2017, vol.112, рр. 172–183.

Stepanova E. V., Feinstein I. A. Expression of molecular biological markers for pancreatic adenocarcinomas. Russian biotherapeutic magazine. 2011, vol. 10, no. 3,

Jenkinson C., Elliott V., Menon U. Evaluation in pre-diagnosis samples discounts ICAM-1 and TIMP-1 as biomarkers for earlier diagnosis of pancreatic cancer. Journal of Proteomics, 2015, vol. 113, рр. 400–402.

рр. 91–94.

Zhang Y., Yang J., Li H. Tumor markers CA19–9, CA242 and CEA in the diagnosis of pancreatic cancer: a meta-analysis. Int J Clin Exp Med., 2015, vol. 8(7), рр. 11683–11691.

Лазебник Л. Б., Винокурова Л. В., Яшина Н. И., Быстровская Е. В. Хронический панкреатит и рак поджелудочной железы. Экспериментальная клиническая гастроэнтерология. – 2012. – № 7. – С. 3–9.

Issa Y., Kempeneers M. A., H. Santvoort C. Diagnostic performance of imaging modalities in chronic pancreatitis: a systematic review and meta-analysis. European Radiology, 2017. vol.27, no.9, рр. 3820–3844.

Zhang Y., Yang J., Li H. Tumor markers CA19–9, CA242 and CEA in the diagnosis of pancreatic cancer: a meta-analysis. Int J Clin Exp Med., 2015, vol. 8(7), рр. 11683–11691.

Gulik T. M., Reeders J. J., Bosma A. Gouma. Incidence and clinical findings of benign, inflammatory disease in patients resected for presumed pancreatic head cancer. Gastrointestinal Endoscopy, 1997, no. 5, рр. 46.

Lazebnik L. B., Vinokurova L. V., Yashina N. I. et al. Chronic pancreatitis and pancreatic cancer. Experimental clinical gastroenterology. 2012, no. 7, рр. 3–9.

Ивашкин В. Т., Ивашкин К. В., Охлобыстин А. В. Хронический панкреатит: вопросы остаются. РЖГГК. – 2015. – № 4. – С. 6–14.

Kuwahara T., Hirooka Y., Kawashima H. Quantitative diagnosis of chronic pancreatitis using EUS elastography. Journal of Gastroenterology, 2017, vol. 52, no. 5, рр. 868–874.

Gulik Т. М., Moojen Т. М., Geenen R., Rauws E. A. Differential diagnosis of focal pancreatitis and pancreatic cancer. Ann Ital Chir., 1999, vol. 70 (2), рр. 217–222.

Ivashkin V. T., Ivashkin K. V., Okhlobystin A. V. Chronic pancreatitis: questions remain. RZHGGK. 2015, no. 4, рр. 6–14.

Schulz R., Gille C., Dignass A., Wiedenmann B., Rosewicz S. Prospective study comparing the metabolic status in pancreatic carcinoma and chronic pancreatitis. Clin. Nutr., 2001, рр. 20. GB. ISSN0261–5614

Kuwahara T., Hirooka Y., Kawashima H. Quantitative diagnosis of chronic pancreatitis using EUS elastography. Journal of Gastroenterology, 2017, vol. 52, no. 5, рр. 868–874.

Цымбалюк В. Ю., Кокуева О. В., Новоселя Н. В., Цымбалюк И. Ю., Середа С. А. Состояние углеводного обмена и инкретинового статуса при патологии панкреатодуоденальной зоны. Кубанский научный медицинский вестник. – 2010. – № 3–4– С. 117–118.

Gulik Т. М., Moojen Т. М., Geenen R., Rauws E. A. Differential diagnosis of focal pancreatitis and pancreatic cancer. Ann Ital Chir., 1999, vol. 70 (2), рр. 217–222.

Кучук Э. Н., Висмонт Ф. И. Патологическая физиология системы пищеварения: учеб.-метод. пособие. – Минск: БГМУ. – 2010. – 34 с. ISBN978–985–528–247–2

Гордецов А. С. Инфракрасная спектроскопия биологических жидкостей и тканей. Современные технологии в медицине. – 2010. – № 1. – С. 84–98.

Tsymbalyuk V. Yu., Kokueva O. V., Novoselya N. V., Tsymbalyuk I. Yu., Sereda S. A. The state of carbohydrate metabolism and incretin status in the pathology of pancreatoduodenal zone. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2010. no. 3–4, рр. 117–118.

Гордецов А. С., Петров М. С., Кукош М. В., Учугина А. Ф., Емельянов Н. В. Способ дифференциальной диагностики деструктивного панкреатита. Патент РФ № 2253868, МПК G01N33/49. – 2005.

Kuchuk E. N., Wismont F. I. Pathological physiology of the digestive system: textbook. Method. allowance. Minsk: BSMU, 2010. 34 p. ISBN978–985–528–247–2

Petrov M. S., Gordetsov A. S. A method for predicting the outcome of destructive pancreatitis. RF patent No. 2277243, IPC G01N33 / 49, 2006.

Gordetsov A. S. Infrared spectroscopy of biological fluids and tissues. Modern technologies in medicine, 2010, no. 1, рр. 84–98.

Петров М. С., Кукош М. В., Гордецов А. С., Емельянов Н. В. Спектральный анализ сыворотки крови в комплексной оценке тяжести состояния больных острым панкреатитом. Нижегородский медицинский журнал. – 2004. – № 4. – С. 26–30.

Gordetsov A. S., Petrov M. S., Kukosh M. V., et al. A method for the differential diagnosis of destructive pancreatitis. RF patent № 2253868, IPC G01N33 / 49, 2005.

Petrov M. S., Gordetsov A. S., Kukosh M. V. Usefulness of spectral analysis in the stratification cation severity of acute pancreatitis. European Journal of Clinical Investigation, 2005, vol. 35(12), рр. 20.

Petrov M. S., Gordetsov A. S. A method for predicting the outcome of destructive pancreatitis. RF patent No. 2277243, IPC G01N33 / 49, 2006.

Petrov M. S., Gordetsov A. S., Kukosh M. V. Early prediction of severity in acute pancreatitis using infrared spectroscopy of serum. Pancreatology, 2007, no. 7, рр. 451–458.

Petrov M. S., Kukosh M. V., Gordetsov A. S. et al. Spectral analysis of blood serum in a comprehensive assessment of the severity of the condition of patients with acute pancreatitis. Nizhny Novgorod Medical Journal. 2004, no. 4, рр. 26–30.

Петров М. С. Диагностика и оценка тяжести острого панкреатита методом инфракрасной спектрометрии. Дис. … канд. мед наук. Н. Новгород; 2005.

Гордецов А. С., Красникова О. В., Пузанков А. А., Емель янов Н. В. Способ дифференциальной диагностики заболеваний поджелудочной железы: пат. 2602689 Рос. Федерация: МПК G01N33/52. – 2016.

Petrov M. S., Gordetsov A. S., Kukosh M. V. Early prediction of severity in acute pancreatitis using infrared spectroscopy of serum. Pancreatology, 2007, no. 7, рр. 451–458.

Красникова, О. В. Гордецов А. С. Новые возможности дифференциалной диагностики заболеваний поджелудочной железы методом инфракрасной спектроскопии. Современные проблемы инновационного развития науки сборник статей Международной научно-практической конференции: в 3 частях. – 2017. – С. 253–255.

Petrov M. S. Diagnosis and assessment of the severity of acute pancreatitis by infrared spectrometry. Dis. … cand. medical sciences. N. Novgorod, 2005, 23 р

Nord C., Eriksson M., Dicker A., Eriksson A., Grong E. Biochemical profi ling of diabetes disease progression by multivariate vibrational microspectroscopy of the pancreas. Scientific reports, 2017, vol. 7, no. 6646, рр. 1–12.

Gordetsov A. S., Krasnikova O. V., Puzankov A. A. et al. Method for differential diagnosis of pancreatic diseases: Pat. 2602689 Ros. Federation: IPC G01N33/52, 2016.

Xing L., Shi Q., Zheng K., Shen M. Ultrasound-Mediated Microbubble Destruction (UMMD) Facilitates the Delivery of CA19–9 Targeted and Paclitaxel Loaded mPEG-PLGA-PLL Nanoparticles in Pancreatic Cancer. Theranostics, 2016, vol. 6(10), рр. 1573–1587.

Krasnikova, O. V. Gordetsov A. S. New opportunities for differential diagnosis of pancreatic diseases using infrared spectroscopy. Modern problems of innovative development of science, collection of articles of the International scientific-practical conference: in 3 parts, 2017, рр. 253–255.

Yia H., Choi Y., Kang K., Hong J. A 3D-printed local drug delivery patch for pancreatic cancer growth suppression. Journal of Controlled Release, 2016, vol. 238, рр. 231–241.

Krasnikova O. V. Physiological analysis of infrared spectra of animal blood plasma is normal and in experimental oncogenesis: Diss. ... cand. biol. sciences. Nizhny Novgorod: NNSU, 2012 . – 133 p

Yia H., Choi Y., Kang K., Hong J. A 3D-printed local drug delivery patch for pancreatic cancer growth suppression. Journal of Controlled Release, 2016, vol. 238, рр. 231–241.

Krasnikova O. V. Physiological analysis of infrared spectra of animal blood plasma is normal and in experimental oncogenesis: Diss. ... cand. biol. sciences. Nizhny Novgorod: NNSU, 2012 . – 133 p

The authors declare that there are no conflicts of interest present.