Журнал «Медицина неотложных состояний» 3 (50) 2013

Среди факторов, влияющих на уровень летальности у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой (ТЧМТ), одно из первых мест занимают гнойно-септические осложнения (ГСО). Имеет актуальность выявление ранних прогностических маркеров развития ГСО для оптимизации лечения ТЧМТ. Показана полезность в качестве предикторов исхода у пациентов с ТЧМТ в остром периоде заболевания специфических белков нейрональной и глиальной природы — нейронспецифической енолазы (НСЕ) и белка S100 (S100) [0]. Имеются немногочисленные исследования по оценке прогностической значимости при ТЧМТ эндотелина-1 (ЭТ-1), маркера дисфункции сосудистого эндотелия [0, 0]. Нами не найдено работ, в которых белки НСЕ, S100 и ЭТ-1 в сыворотке крови были бы оценены с точки зрения использования их как маркеров и/или предикторов гнойно-септических осложнений в остром периоде ТЧМТ.

Цель исследования: изучить динамику и значимость белков S100, НСЕ и эндотелина-1 в раннем прогнозировании развития гнойно-септических ­осложнений в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы.

Материалы и методы

Обследовано 53 больных с ТЧМТ (основная группа) и 21 здоровый человек (контрольная группа — КГ). Ретроспективно больные основной группы были разделены на подгруппы по наличию/отсутствию гнойно-септических осложнений (с гнойно-септическими осложнениями — ГСО-1 и без гнойно-септических осложнений — ГСО-0) в остром периоде заболевания. Характеристика группы ТЧМТ и выделенных подгрупп представлена в табл. 1.

Проводилось комплексное обследование больных, включающее в себя клиническую оценку тяжести состояния (в баллах по шкале APACHE II), оценку неврологического статуса, степени утраты сознания (по шкале комы Глазго — ШКГ), выраженности воспалительной реакции (по шкале SIRS); рентгенологические исследования (компьютерная томография); биохимические исследования, в том числе исследование кислотно-щелочного состояния и газов крови, показателей стандартной коагулограммы (активированное частичное тромбопластиновое время, протромбиновое время, количество фибриногена), общего анализа крови, ликвора и др.

На 1, 4 (3-и — 5-е), 7 (6–8-е), 14-е (12–16-е) сутки острого периода ТЧМТ у больных и однократно в контрольной группе методом твердофазного иммуноферментного анализа в сыворотке венозной крови определялись уровни белка S100, НСЕ (тест-системы фирмы CanAg, Швеция), эндотелина-1 (тест-системы фирмы Biomedica, Австрия). Для выявления связей между клиническими и лабораторными показателями и для прогнозирования развития ГСО был использован ряд ранжированных показателей (0 — отсутствие, 1 — наличие): показатель гнойно-септических осложнений (ГСО₀₁); показатель развития пневмоний (ГСО_легких); показатель развития менингита и/или менингоэнцефалита (ГСО_мозга).

Контрольную группу составил 21 здоровый человек, мужчин — 17, женщин — 4, средний возраст (Х ± s) — 41,8 ± 12,4 года. Критерием исключения пациентов из исследования было наличие у них сахарного диабета, декомпенсированных заболеваний сердца, онкологических заболеваний и ВИЧ-инфекции.

Данные обрабатывали с помощью программ Statistica-7 и SPSS 16.0. Статистическая достоверность различий оценивалась по U-критерию Манна — Уитни, различия между долями — по критерию c², интенсивность связей между двумя показателями — с помощью коэффициента корреляции Спирмена; между зависимой и несколькими независимыми переменными — по критерию Фишера (многофакторный регрессионный анализ). Для оценки прогностической значимости показателей использовали ROC-анализ. Различия сравниваемых величин считали достоверными при p < 0,05.

Результаты и обсуждение

Динамика изменения рассматриваемых показателей в остром периоде ТЧМТ представлена в табл. 2. Специфический белок астроцитарной глии S100 закономерно повышался в 1-е сутки после травмы выше максимального значения (0,160) в исследуемой группе у 52 (98,1 %) больных, оставаясь значимо выше контрольных значений на 4-е и 7-е сутки. Выраженность повышения белка S100 была связана с тяжестью ТЧМТ, что подтверждалось значимой отрицательной корреляцией со ШКГ (r = –0,524 при p < 0,008) и положительной со шкалой APACHE II (r = 0,318 при p < 0,05). В первые сутки после травмы также выявлена значимая положительная корреляция белка S100 (r = 0,558 при p < 0,003) с показателем исхода (при ранжировании: 1 — выжил, 2 — умер), при этом во все сроки наблюдений эта связь не была значимой (r = 0,353 при p = 0,060). Многочисленными исследованиями установлено, что увеличение концентрации S100 в ликворе и сыворотке при ЧМТ является маркером не только повреждения головного мозга, но и нарушения проницаемости ГЭБ [4, 8, 9, 15].

Внутриклеточный фермент нейронов НСЕ имел другую динамику. Он был повышен весь период исследования, причем средние его значения превышали значения в КГ в 2–2,5 раза во все сутки исследования, а максимальные значения НСЕ превышали средние значения КГ в 11 раз. Было показано, что уровни НСЕ, как и белка S100, в сыворотке крови повышаются после ЧМТ и коррелируют с выходом из неотложного состояния [6]. Нами не показано для НСЕ в 1-е сутки корреляции ни с исходом, ни со ШКГ, ни со шкалой APACHE II, что совпадает с результатами других авторов о строгом соответствии с тяжестью ЧМТ только уровней этого белка в ликворе. Повышение НСЕ в сыворотке крови может быть связано с его поступлением из других источников. Повышенная концентрация НСЕ через 72 часа после ЧМТ носит важную диагностическую информацию об острой мозговой ишемии, а в более поздние сроки его повышение расценивают как неспецифический маркер системного воспаления [10].

Эндотелин-1 при ТЧМТ динамически повышался с 1-х по 14-е сутки, причем значимым это повышение было с 4-х по 14-е сутки. Максимальные его значения наблюдались на 10–14-е сутки, что превышало контрольные значения в 1,5–2,8 раза. Для ЭТ-1 не было выявлено достоверных корреляций со ШКГ, шкалой APACHE II, с исходом заболевания в 1-е сутки после травмы. Ожидаемой была выявленная в нашем исследовании сильная положительная корреляция ЭТ-1 со шкалой SIRS (r = 0,896 при p < 0,007). Было показано, что после травмы мозга повышается синтез ЭТ-1 в цереброваскулярном эндотелии и увеличивается экспрессия ЭТ-B-рецепторов в клетках глии, астроцитах и эндотелии поврежденного полушария и гиппокампа [2, 3]. Эндотелин-1 и NO были идентифицированы как главные медиаторы повреждения, связанного с инициированием или прогрессированием инсульта и травмы мозга [7, 12]. Исследование ЭТ-1 в крови ягулярной вены и артерии, а также определение градиента его концентрации при ЧМТ показало, что максимальное количество ЭТ-1 определяется в крови, оттекающей от поврежденного мозга в 1-е сутки, и снижается в последующие 5 дней, при этом системный уровень белка не был связан с тяжестью состояния по шкале APACHE II и исходом заболевания. Также показано, что при ТЧМТ в 1-е — 3-и сутки концентрация ЭТ-1 значительно увеличена в ликворе и умеренно повышена в плазме крови. В дальнейшем его концентрация в плазме несколько уменьшалась с последующим повышением на 7-е сутки [12]. R. Salonia и соавт. (2010) показали связь повышения ЭТ-1 в ликворе с тяжестью ЧМТ [16].

Следующим этапом нашего исследования была оценка динамики изучаемых белков в зависимости от развития ГСО (табл. 3). Анализ зависимости уровня белков от наличия/отсутствия ГСО показал некоторые особенности в распределении белков в подгруппах, а именно — в 1-е сутки не было отмечено значимых различий ни по одному из рассмотренных белков. На 4-е сутки значимые различия, как ни удивительно, регистрировались только по белку S100, который и далее по 10-е сутки был в подгруппе ГСО-1 выше, чем в подгруппе ГСО-0 и в контрольной группе. При корреляционном анализе белок S100 с 3-х по 7-е сутки (пик возникновения ГСО — 66,7 % от общего количества) показал следующие связи с показателями осложнений: с ГСО₀₁ — r = 0,460 при p < 0,006; с ГСО_легких — r = 0,400 при p < 0,01; с ГСО_мозга — r = 0,203 при p = 0,167. Как не парадоксально, в обозначенный период после травмы белок S100 в большей степени был связан с ГСО_легких, а не с ГСО_мозга.

В подгруппе ГСО-1 с 7-х по 14-е сутки периода наблюдений НСЕ была значимо выше по сравнению с подгруппой ГСО-0. Примечательно, что в подгруппе ГСО-0 максимальные значения НСЕ регистрировались в 1-е сутки и далее снижались до минимума на 7–10-е сутки, на 14-е сутки вновь несколько возрастали и становились выше контрольных в 2 раза. Повышение НСЕ в подгруппе ГСО-1 несколько отставало от динамики развития ГСО, максимальные значения фермента регистрировались с 10-х по 14-е сутки, превышая контрольные в среднем в 4, а в подгруппе ГСО-0 — в 2 раза. Весь период наблюдения уровень НСЕ в подгруппе ГСО-1 был выше такового в КГ. При корреляционном анализе с 3-х по 7-е сутки выявлены следующие связи белка: НСЕ с ГСО₀₁ — r = 0,384 при p < 0,01; НСЕ с ГСО_легких — r = 0,316 при p < 0,03; НСЕ с ГСО_мозга — r = 0,451 при p < 0,002; НСЕ с исходом (r = 0,392 при p < 0,01). Таким образом, НСЕ в выделенный период времени в отличие от S100 была более чувствительна к формированию ГСО_мозга, чем ГСО_легких. Установлено, что увеличенные уровни НСЕ связаны с ишемическим повреждением головного мозга у септических пациентов [19]. У 135 пациентов с заболеваниями легких были выявлены значимые различия в уровнях НСЕ при делении на группы: у мужчин его уровни были выше, чем у женщин; у пациентов с ВИЧ — выше, чем у неинфицированных; у пациентов с альвеолярными инфильтратами — выше, чем у больных с нормальными рентгенограммами легких. Было получено заключение, что повреждение нервных или нейроэндокринных клеток легких и гипоксия играют роль в увеличении НСЕ [5].

Динамика ЭТ-1 в подгруппах ГСО-1 и ГСО-0 существенно не различалась, однако уровень белка был в целом выше в подгруппе ГСО-1, чем в подгруппе ГСО-0. Из-за значительного разброса значений ЭТ-1 в подгруппах значимыми различия были только на 4-е сутки периода наблюдений. При этом ЭТ-1 в подгруппе ГСО-0 по отношению к КГ был выше только как тенденция, а в подгруппе ГСО-1 превышал контрольные значения с 4-х по 14-е сутки (p < 0,01). Корреляционный анализ ЭТ-1 и ГСО с 3-х по 7-е сутки показал преимущественное влияние на уровень его развития ГСО_легких, в меньшей степени — ГСО_мозга. Так, были установлены связи ЭТ-1–ГСО_легких: r = 0,428 при p < 0,001; ЭТ-1–ГСО₀₁: r = 0,386 при p < 0,01, ЭТ-1–ГСО_мозга: r = 0,270 при p = 0,025. Уровень ЭТ-1 был значимо связан и с объемом поражения легких: r = 0,586 при p < 0,0001 (при ранжировании пневмоний по тяжести: 0 — нет, 1 — сегментарная; 2 — полисегментарная; 3 — долевая; 4 — тотальная). После 4-х суток также становилась значимой корреляция ЭТ-1 с исходом (r = 0,443 при p < 0,001). В последние годы в ряде исследований изучалась патогенетическая роль и диагностическая ценность ЭТ-1 при пневмониях, SIRS и сепсисе [13]. Показано увеличение уровней предшественника ЭТ-1 при пневмониях в зависимости от клинической тяжести. Его уровни были выше у пациентов с неблагоприятными результатами лечения, включая летальные исходы [17, 18]. В группе больных с сепсисом уровень ЭT-1 коррелировал с тяжестью состояния больных по шкалам APACHE II и SOFA, а также с уровнями прокальцитонина и СРБ [14].

Для всех белков в ROC-анализе не показано значимой прогностической ценности в раннем предсказании развития ГСО. Значения белка S100 варьировали в диапазоне от 0,1 до 2,12 мкг/л; НСЕ — от 4,2 до 60,6 мкг/л; ЭТ-1 — от 0,09 до 1,72 пмоль/л в 1-е сутки после ТЧМТ. Лучшие результаты прогностической модели выявлены для белка S100. Согласно экспертной шкале значений AUC ROC, выявлено среднее качество прогностической модели — площадь под характеристической кривой для белка S100 была 0,689 ± 1,110 при p = 0,097. Для остальных белков результаты были еще менее удовлетворительными. Эндотелин-1 и НСЕ имели AUC ROC: 0,658 ± 0,109 при p = 0,164 (среднее качество модели) и 0,597 ± 0,114 при p = 0,394 (неудовлетворительное качество модели) соответственно.

В связи с тем, что для белка S100 был показан лучший результат в ROC-анализе, его включили в состав комплекса переменных при отборе моделей множественной логистической регрессии раннего прогнозирования ГСО в остром периоде ТЧМТ. В регрессионных моделях с белком S100 варьировали лабораторные и клинические показатели, имевшие значимые корреляции с показателем ГСО₀₁ в 1-ю неделю после травмы: значение шкалы комы Глазго, относительное количество лимфоцитов в крови, лейкоцитарного индекса интоксикации по Я.Я. Кальф-Калифу, количество тромбоцитов в литре крови ґ 10⁹, уровни в сыворотке крови С-реактивного белка и С1-ингибитора эстеразы, количество фибриногена плазмы крови. Изменение этих показателей в остром периоде ТЧМТ показано нами ранее [1].

Путем варьирования комбинаций переменных был получен ряд моделей с удовлетворительной (R-квадрат от 0,7 до 0,8) и высокой (R-квадрат > 0,95) точностью аппроксимации и выведены соответствующие уравнения множественной регрессии (табл. 4). Методом частотного анализа было определено, что при значении Y і 5 была высокая вероятность развития инфекционных осложнений, а при Y < 5 — низкая их вероятность в остром периоде ТЧМТ. Фактическая точность прогнозирования ГСО в нашем исследовании в 1–2-е сутки после травмы по совокупностям переменных 1 и 2 составляла менее 90 %, в то время как для 3-й и 4-й совокупностей была равна 100 %. Несмотря на то, что между показателем ГСО₀₁ и ШКГ в 1-е сутки после травмы была значимая корреляция (r = –0,362 при p = 0,030), включение в совокупности переменных ШКГ не увеличивало точность аппроксимации; в то время как исключение S100 значительно ухудшало качество прогностических моделей.

Таким образом, раннее прогнозирование развития ГСО с отличным качеством моделей возможно только путем использования комбинаций лабораторных показателей в множественном регрессионном анализе.