Способ диагностики активности воспалительных заболеваний кишечника, основанный на совокупности электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов и уровне фекального кальпротектина

Цель работы: представление способа диагностики активности воспалительных заболеваний кишечника на основе совокупности электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов и уровня фекального кальпротектина.

Материалы и методы. Обследовано 109 пациентов (37,7±11,7 года) с ВЗК (50 человек–с язвенным колитом, 41-с болезнью Крона, 18 пациентов с неклассифицированным колитом), из них 36 пациентов обследованы в динамике в течение 0,5–1 года, и 53 обследуемых группы сравнения. С учетом наблюдения в динамике в 109 случаях установлено наличие обострения ВЗК и в 36 случаях — ремиссия заболеваний. Электрические и вязкоупругие параметры эритроцитов исследованы методом диэлектрофореза. Уровень фекального кальпротектина определен методом ИФА (R-Biopharm, Германия).

Результаты. Установлены дифференцирующие значения для ряда параметров эритроцитов: среднего диаметра клетки, поляризуемости на частоте 106 Гц, скорости поступательного движения к электродам, амплитуды деформации на частоте 106 Гц, обобщенных показателей вязкости, жесткости, электропроводности, положения равновесной частоты и уровня фекального кальпротектина для различения пациентов с ВЗК в стадии обострения и ремиссии. Предложенный способ комбинированного использования параметров эритроцитов и уровня фекального кальпротектина обеспечил достаточную диагностическую точность: чувствительность 91,9%, специфичность — 93,1%, индекс точности 92,3%. Преимуществами данного подхода являются малоинвазивность, высокая производительность, независимость определения от квалификации и опыта специалиста, малая затратность и трудоемкость, приемлемость для пациента. Данный подход позволяет установить наличие обострения или ремиссии независимо от нозологической формы ВЗК.

Заключение. Комбинированное использование электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов и уровня фекального кальпротектина перспективно для определения стадии заболевания у пациентов с ВЗК.

1. Клинические рекомендации «Язвенный колит» (утв. Минздравом России). Российская гастроэнтерологическая ассоциация; Ассоциация колопроктологов России. –2020.

2. Ивашкин В. Т. Шелыгин Ю. А., Абдулганиева Д. И. и соавт. Клинические рекомендации по диагностике и лечению болезни Крона у взрослых. Колопроктология. 2020;19 (2): 8–38. Doi: 10.33878/2073–7556–2020–19–2–8–38

3. Truelove S. C., Witts L. J. Cortisone in ulcerative colitis; final report on a therapeutic trial. Br. Med. J. 1955; 2: 1041–1048.

4. 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; 317 (26): 1625–1629.

5. Geboes K., Riddell R., Ost A. еt al. A reproducible grading scale for histological assessment of inflammation in ulcerative colitis. Gut. 2000; 47 (3): 404–409.

6. Ивашкин В. Т., Шелыгин Ю. А., Халиф И. Л. и др. Клинические рекомендации Российской ассоциации и ассоциации колопроктологов России по диагностике и лечению болезни Крона. Колопроктология. 2017; 60 (2): 7–29. DOI: 10.22416/1382–4376–2017–27–5–76–93

7. Torres J., Bonovas S., Doherty G., et al. Guidelines on Therapeutics in Crohn’s Disease: Medical Treatment. J. Crohns. Colitis. 2020; 1 (14): 4–22.

8. Best W.R., Becktel J. M., Singleton J. W., Kern F. Jr. Development of a Crohn’s disease activity index. National Cooperative Crohn’s Disease Study. Gastroenterology. 1976; 70 (3):439–444.

9. Mary J.Y., Modigliani R. Development and validation of an endoscopic index of the severity for Crohn’s disease: a prospective multicentre study. Groupe d’Etudes Th érapeutiques des Aff ections Infl ammatoires du Tube Digestif (GETAID). Gut. 1989; 7: 983–989.

10. Panes J., Jairath V., Levesque B. G. Advances in Use of Endoscopy, Radiology, and Biomarkers to Monitor Inflammatory Bowel Diseases. Gastroenterology. 2017; 152 (2): 362–373. doi: 10.1053/j.gastro.2016.10.005

11. Katsaros M., Paschos P., Giouleme O. Red cell distribution width as a marker of activity in inflammatory bowel disease: a narrative review. Ann Gastroenterol. 2020; 33 (4):348–354. DOI: 10.20524/aog.2020.0486

12. Uchiyama K., Odahara S., Nakamura M., et al. The fatty acid profile of the erythrocyte membrane in initial-onset inflammatory bowel disease patients. Dig Dis Sci. 2013;58 (5):1235–1243. DOI:10.1007/s10620–012–2508–6

13. Lewis J. D. Th e utility of biomarkers in the diagnosis and therapy of inflammatory bowel disease. Gastroenterology. 2011; 140 (6):1817–1826. DOI: 10.1053/j.gastro.2010.11.058

14. D’Haens G., Ferrante M., Vermeire S., et al. Fecal calprotectin is a surrogate marker for endoscopic lesions in inflammatory bowel disease. Infl amm Bowel Dis. 2012;18 (12): 2218–2224. DOI:10.1002/ibd.22917

15. Sipponen T., Kärkkäinen P., Savilahti E., et al. Correlation of faecal calprotectin and lactoferrin with an endoscopic score for Crohn’s disease and histological findings. Aliment Pharmacol Th er. 2008; 15 (28): 1221–1229. doi: 10.1111/j.1365–2036.2008.03835.x.

16. van de Logt F., Day A. S. S100A12: a noninvasive marker of inflammation in inflammatory bowel disease. J. Dig. Dis. 2013; 14 (2):62–67. DOI:10.1111/1751–2980.12012.

17. Soubières A.A., Poullis A. Emerging Biomarkers for the Diagnosis and Monitoring of Inflammatory Bowel Diseases. Inflamm Bowel Dis. 2016. 22; (8):2016–2022. doi: 10.1097/MIB.000000000000000836.

18. Sandborn W.J., Feagan B. G., Hanauer S. B. et al. A review of activity indices and efficacy endpoints for clinical trials of medical therapy in adults with Crohn’s disease. Gastroenterology. 2002. 122 (2):512–530. doi: 10.1053/gast.2002.31072.

19. Генералов В. М., Кручинина М. В., Дурыманов А. Г. и соавт. Диэлектрофорез в диагностике инфекционных и неинфекционных заболеваний. Новосибирск: ЦЭРИС. 2011.

20. Гринхальд Т. Основы доказательной медицины. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2006.

21. Maaser C., Sturm A., Vavricka S. R., et al. European Crohn’s and Colitis Organisation [ECCO] and the European Society of Gastrointestinal and Abdominal Radiology [ESGAR]. ECCO–ESGAR Guideline for Diagnostic Assessment in IBD. Part 1: Initial diagnosis, monitoring of known IBD, detection of complications. J. Crohns. Colitis. 2019; 13:144–164. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjy113.

22. Sturm A., Maaser C., Calabrese E., et al. European Crohn’s and Colitis Organisation [ECCO] and the European Society of Gastrointestinal and Abdominal Radiology [ESGAR]. ECCO–ESGAR Guideline for Diagnostic Assessment in IBD Part 2: IBD scores and general principles and technical aspects. J. Crohns. Colitis. 2019. 13:273–284. doi. org/10.1093/ecco-jcc/jjz180

23. Vucelic B. Inflammatory bowel diseases: controversies in the use of diagnostic procedures. Dig. Dis. 2009; 27:269–277. doi:10.1159/000228560

24. Vermeire S., Van Assche G., Rutgeerts P. Laboratory markers in IBD: useful, magic, or unnecessary toys? Gut. 2006; 55:426–431. doi: 10.1136/gut.2005.069476.

25. Katsaros M., Paschos P., Giouleme O. Red cell distribution width as a marker of activity in inflammatory bowel disease: a narrative review. Ann. Gastroenterol. 2020; 33 (4):348–354. doi:10.20524/aog.2020.0486

26. Lippi G., Targher G., Montagnana M., Salvagno G. L., Zoppini G., Guidi.G.C. Relation between red blood cell distribution width and inflammatory biomarkers in a large cohort of unselected outpatients. Arch. Pathol. Lab. Med. 2009; 133:628–632. DOI:10.1043/1543–2165–133.4.628

27. Новицкий В. В., Рязанцева Н. В., Степовая Е. А. Физиология и патофизиология эритроцита. Томск. Изд-во Томского университета. 2004.

28. Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции. М.: Мир. 1997.

29. Weiss G., Goodnough L. T. Anemia of chronic disease. N. Engl. J. Med. 2005; 352:1011–1023. DOI:10.1056/NEJMra041809

30. Price E.A., Schrier S. L. Unexplained aspects of anemia of infl ammation. Adv. Hematol. 2010. DOI:10.1155/2010/508739

31. Testa A., Rispo A., Romano M., et al. Th e burden of anaemia in patients with inflammatory bowel diseases. Digest. Liv. Dis. 2016; 48:267–270. DOI:10.1016/j.dld.2015.10.012

32. Weiss G., Gasche C. Pathogenesis and treatment of anemia in inflammatory bowel disease. Haematologica. 2010; 95: 175–178. DOI:10.3324/haematol.2009.017046

33. Guagnozzi D., Lucendo A. J. Anemia in inflammatory bowel disease: a neglected issue with relevant effects. World J. Gastroenterol. 2014; 20: 3542–3551. DOI: 10.3748/wjg.v20.i13.3542

34. Borish L.C., Steinke J. W. 2. Cytokines and chemokines. J. All. Clin. Immunol. 2003; 111(2 Suppl): S460–S475. – doi: 10.1067/mai.2003.108

35. Semrin G., Fishman D. S., Bousvaros A., et al. Impaired intestinal iron absorption in Crohn’s disease correlates with disease activity and markers of inflammation. Infl amm. Bowel. Dis. 2006; 12: 1101–1106. DOI:10.1097/01.mib.0000235097.86360.04

36. de Silva A. D., Mylonaki M., Rampton D. S. Oral iron therapy in inflammatory bowel disease: usage, tolerance, and efficacy. Inflamm. Bowel. Dis. 2003; 9: 316–320. doi: 10.1097/00054725–200309000–00005

37. Oliveira A.M., Cardoso F. S., Rodrigues C. G., et al. Can red cell distribution width be used as a marker of Crohn’s disease activity? GE Port J. Gastroenterol. 2015; 23: 6–12. DOI:10.1016/j.jpge.2015.10.003

38. Zhulina Y., Cao Y., Amcoff K., et al. Th e prognostic significance of faecal calprotectin in patients with inactive inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Th er. 2016; 44 (5): 495–504. DOI:10.1111/apt.13731

39. Kathiresan S., Larson M. G., Vasan R. S. et al. Contribution of clinical correlates and 13 C-reactive protein gene polymorphisms to interindividual variability in serum C-reactive protein level. Circulation. 2006; 113: 1415–1423. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.105.591271

40. Suk Danik J., Chasman D. I., Cannon C. P., et al. Influence of genetic variation in the C-reactive protein gene on the inflammatory response during and aft er acute coronary ischemia. Ann. Hum. Genet. 2006; 70: 705–716. DOI:10.1111/j.1469–1809.2006.00272. x

41. Siemons L., Ten Klooster P. M., Vonkeman H. E., et al. How age and sex affect the erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein in early rheumatoid arthriti. BMC Musculoskelet Disord. 2014; 15:368. doi: 10.1186/1471–2474–15–368

42. Lewis J. D. C-reactive protein: anti-placebo or predictor of response. Gastroenterology. 2005; 129: 1114–1116. DOI:10.1053/j.gastro.2005.07.041

43. Theede K., Holck S., Ibsen P., et al. Level of fecal calprotectin correlates with endoscopic and histologic inflammation and identifies patients with mucosal healing in ulcerative colitis. Clin. Gastr. Hep. 2015; 13: 1929–1936. DOI:10.1016/j.cgh.2015.05.038

44. Lewis J. D. The utility of biomarkers in the diagnosis and therapy of inflammatory bowel disease. Gastroenterology. 2011; 140 (6): 1817–1826. doi: 10.1053/j.gastro.2010.11.058.

45. Ertekin V., Selimoglu M. A., Turgut A. et al. Fecal calprotectin con- centration in celiac disease. J. Clin. Gastr. 2010; 44 (8): 544–546. DOI:10.1097/MCG.0b013e3181cadbc0

46. Alibrahim B., Aljasser M. I., Salh B. Fecal calprotectin use in infl am- matory bowel disease and beyond: a mini-review. Can. J. Gastr. Hepatol. 2015; 29 (3): 157–163. doi: 10.1155/2015/950286.

47. Menees S.B, Powell C., Kurlander J., et al. A meta-analysis of the utility of C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate, fecal calprotectin, and fecal lactoferrin to exclude inflammatory bowel disease in adults with IBS. Am. J. Gastroenterol. 2015;110: 444–454. DOI:10.1038/ajg.2015.6

48. Roseth A.G., Aadland E., Grzyb K. Normalization of faecal calprotectin: a predictor of mucosal healing in patients with inflammatory bowel disease. Scand. J. Gastroenterol. 2004; 39: 1017–1020. doi: 10.1080/00365520410007971