способ определения характера патофизиологических нарушений психомоторного развития детей первого года жизни

Формула изобретения

Способ определения характера патофизиологических нарушений психомоторного развития детей первого года жизни, отличающийся тем, что берут кровь, отделяют сыворотку, проводят энзиматический и иммуноферментный анализ, при этом определяют активность лейкоцитарной эластазы (ЛЭ) и аутоиммунную реакцию по уровню антител к фактору роста нервов (ФРН), при повышении активности ЛЭ и отсутствии аутоиммунной реакции к ФРН выявляют перинатальную энцефалопатию, а одновременное повышение активности ЛЭ и уровня аутоантител к ФРН свидетельствует об органическом поражении головного мозга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к проблеме нарушений психомоторного развития детей.

Нарушения психомоторного развития у детей являются основными проявлениями поражения ЦНС, возникающих вследствие воздействия экзогенных повреждающих факторов: гипоксии-ишемии, инфекций, травм в перинатальном периоде. Проблема нарушений психомоторного развития - одна из актуальных в области детской неврологии, что объясняется как высокой частотой встречаемости этих расстройств, так и тяжелыми их последствиями - детским церебральным параличом, судорожным синдромом, умственной отсталостью. В связи с этим, важной задачей представляется изучение патофизиологических основ нарушений психомоторного развития, выяснение которых позволит определить направления патогенетической терапии.

Исследования последних лет убедительно свидетельствуют о вовлеченности системы иммунной системы в развитие различных форм патологии ЦНС, в том числе и обусловленных нарушениями развития нервной системы. Было выявлено, в частности, участие аутоиммунных реакций в процесс нарушения развития мозга. Об этом свидетельствует выявление в крови детей первого года жизни с дисгинезиями мозга и психическим дизонтогенезом высокого уровня аутоантител к фактору роста нервов - белку мозговой ткани, осуществляющему нейротрофические функции (2, 3). Весьма существенно, что уровень аутоантител к фактору роста нервов коррелирует с особенностями клинического статуса пациентов. В то же время состояние и роль неспецифического (врожденного) иммунитета при нарушениях психомоторного развития остаются малоизученными. Вместе с тем, известно, что система приобретенного и врожденного иммунитета тесно связаны между собой, и активация одной из этих систем (в данном случае - аутоиммунных реакций) указывает на определенные изменения в системе врожденного иммунитета.

Задачей настоящего изобретения является оценка состояния приобретенного иммунитета (уровень аутоантител к фактору роста нервов, в дальнейшем - аутоантитела к ФРН) у детей первого года жизни с нарушениями психомоторного развития, предпринята попытка проанализировать состояние врожденной составляющей иммунного ответа.

Данная задача решена следующим образом.

Предложен способ определения характера патофизиологических нарушений психомоторного развития детей первого года жизни, включающий забор крови, получение сыворотки и проведение энзиматической реакции и иммуноферментного анализа, скрининг пациентов по уровню определяемых активности лейкоцитарной эластазы (ЛЭ) и уровня аутоантител к фактору роста нервов (ФРН), при этом активность ЛЭ по мере утяжеления от 1-й к 5-й степени тяжести нарастает относительно нормальных значений и составляет:

1-ая степень: 262113 нмол/минмл (М±)

2-ая степень: 28045

3-я степень: 35637

4-ая степень: 27558

5-ая степень: 35452, а отклонение уровня аутоантител к ФРН от нормальных значений наблюдается только при 4-й и 5-й степени тяжести и составляет:

1-ая степень: 0,560,14 ед. опт. пл. (М±)

2-ая степень: 0,660,18

3-я степень: 0,690,13

4-ая степень: 0,820,12

5-ая степень: 0,90,2,

при этом выявлено, что повышение активности лейкоцитарной эластазы и отсутствие аутоиммунных реакций (1-ая, 2 и 3 степени тяжести нарушений психомоторного развития) является маркером перинатальной энцефалопатии, а одновременное повышение активности лейкоцитарной эластазы и уровня аутоантител к ФРН (4-ая и 5 степени тяжести нарушений психомоторного развития) свидетельствует об органическом поражении головного мозга.

Кроме того, мониторинг выявленных показателей может быть использован для прогноза нарушений психомоторного развития детей.

Изобретение иллюстрируется клиническими исследованиями.

Под наблюдением находились 59 детей с нарушениями психомоторного развития церебрально-органического происхождения. Для верификации диагноза использовали клинико-неврологическое и инструментальное обследование - магнитно-резонансную томографию головного мозга. В зависимости от степени тяжести морфо-функционального поражения ЦНС, пациенты были разделены на две подгруппы. Первую составили 26 детей в возрасте от 2-18 мес, с легкой и средней степенью нарушения психомоторного развития и диагнозом перинатальная энцефалопатия. Во вторую подгруппу вошли 33 ребенка в возрасте от 3 до 20 мес., с диагнозом органическое поражение мозга. По данным МРТ у 75% больных с перинатальной энцефалопатией обнаружена вентрикуломегалия и расширение межполушарной щели, у 25% - невыраженные кавитационные изменения. У пациентов с органическим поражением мозга в 96% случаев наблюдалась перивентрикулярная лейкомаляция, в 50% случаев она сочеталась с признаками корковой и подкорковой атрофии.

В исследование были включены только те пациенты, которые на момент обследований не имели клинических и лабораторных признаков инфекционных и аутоиммунных заболеваний. Контрольную группу составили 15 соматически и психически здоровых детей того же возраста.

Оценка степени тяжести нарушений психомоторного развития была проведена с помощью Денверовской шкалы психомоторного развития детей раннего возраста. Оценивались как грубая, так и тонкая моторика, эмоциональная сфера, речь, когнитивные функции. Степень тяжести клинических проявлений нарушений психомоторного развития выразили в баллах, составляющих сумму оценок по каждой из обследуемых сфер: 1 балл соответствовал наиболее легкой степени нарушений, 5 - наиболее тяжелой степени. В соответствии с этим суммарная оценка у пациентов с диагнозом перинатальная энцефалопатия составила 1, 2 и 3 балла, у больных с органическим поражением мозга - 4 и 5 баллов.

Исследовали сыворотку крови, взятой из пальца. Дегрануляционную активность нейтрофилов определяли по активности ЛЭ энзиматическим методом с применением специфического субстрата XI-tert-BOC-Ala-ONp (1, 12). Для определения уровня аутоантител к ФРН использовали твердофазный иммуноферментный анализ. Титр антител оценивали в единицах оптической плотности, каждый образец исследовали параллельно в трех пробах.

Результаты обрабатывали статистически с вычислением средней арифметической (М), среднего квадратичного отклонения () и коэффициента корреляции (r). Достоверность различий между показателями определяли с помощью t критерия Стъюдента.

Повышение активности ЛЭ по сравнению с контрольными значениями выявлено у всех детей с нарушениями психомоторного развития, обусловленными как перинатальной энцефалопатией, так и органическим поражением мозга. При этом у больных с перинатальной энцефалопатией имело место нарастание показателя ЛЭ с увеличением степени клинической тяжести психомоторных нарушений: от легкой - к более тяжелым (r=0,5;р<0,05). Так, при 1-й степени тяжести активность ЛЭ составила 262113 нмоль/минмл (М); при 2-й - 28045; и 3-ей - 35637, превышая контрольные значения (18354 нмоль/минмл; р=0,05; р<0,05; р<0,05, соответственно). Различия между средними величинами ЛЭ у больных со 2-й и 3-й степенями тяжести были достоверны (р<0,05).58 нмоль/минмл) и 5-й (35452) степенью тяжести статистически достоверно различались с контрольными (р<0,05) и между собой (р<0,05).

Титр аутоантител к ФРН в крови у детей с 1-3-й степенями тяжести нарушений психомоторного развития и диагнозом перинатальная энцефалопатия составил 0,560,14; 0,660,18; 0,690,13 ед.опт.пл. (соответственно) и не отличался от среднего контрольного значения - 0,630,1 ед.опт.пл. В то же время у детей с органическим поражением мозга и 4, 5-й степенями тяжести выявлено значительное нарастание уровня аутоантител к ФРН (0,820,12 и 0,90,2) относительно контроля (р<0,05). При этом содержание аутоантител достигало максимального значения при 5-й степени тяжести, что указывает на наличие взаимосвязи клинических и биологических показателей (r=0,54; р<0,05).

Анализ возможных взаимосвязей между исследуемыми показателями и отдельными клиническими признаками нарушений психомоторного развития выявил достоверно значимые позитивные корреляции.

При органическом поражении мозга обнаружена зависимость между уровнем ЛЭ и нарушением становления грубой моторики (r=0,45; р<0,05) и речи (r=0,5; р<0,05). Уровень аутоантител к ФРН был связан с нарушениями развития тонкой моторики (r=0,54; р<0,05), речи (r=0,61; р<0,05), мышления (r=0,39; р<0,05). У больных с перинатальной энцефалопатией установлена корреляция между активностью ЛЭ и расстройствами грубой моторики (r=0,39; р<0,05).

Сопоставление степени клинической тяжести нарушений психомоторного развития с уровнями ЛЭ и аутоантител к ФРН выявило следующие особенности: нарушения психомоторного развития в рамках перинатальной энцефалопатии сопровождаются признаками активации врожденного иммунитета (высокая активность ЛЭ) при отсутствии аутоиммунных реакций, в то время как при нарушениях психомоторного развития, обусловленных органическим поражением мозга, наблюдаются признаки активации как врожденного (ЛЭ), так и приобретенного иммунитета (аутоантитела к ФРН). Выявленные различия могут служить основой для разграничения перинатальной энцефалопатии и органического поражения мозга. В то же время нарушения психомоторного развития составляют клинический континуум органической патологии ЦНС от более легких, обусловленных перинатальной энцефалопатией, к более тяжелым - при органическом поражении мозга. При анализе динамики изменений показателей всего спектра нарушений психомоторного развития обращает на себя внимание тот факт, что активность ЛЭ у больных 4-й степени тяжести, характерной для органического поражения мозга, достоверно снижена (р<0,05), по сравнению со средним значением ЛЭ у пациентов с 3-й степенью тяжести (27579 и 35637 нмол/минмл соответственно), при явном возрастании титра аутоантител к ФРН (р<0,05) относительно их средних уровней у больных с 3-й степенью тяжести и диагнозом перинатальная энцефалопатия (0,690,13 и 0,820,12 ед.опт.пл.).

Таким образом, активация специфического иммунного ответа (аутоантитела к ФРН), наблюдаемая у больных с 4-й степенью тяжести нарушений психомоторного развития, сопровождается относительным торможением дегрануляционной активности нейтрофилов (ЛЭ).

Длительный мониторинг показателей ЛЭ и аутоантител к ФРН позволил установить, что ухудшению клинического состояния обследуемых (нарастание степени тяжести нарушений психомоторного развития от 3-й к 4-й степени), как правило, сопутствует относительное снижение активности ЛЭ при одновременном увеличении уровня аутоантител к ФРН. В случае же положительной динамики у пациентов с 3-й степенью тяжести (например, регресса проявлений нарушений психомоторного развития от 3-й - к 1-й степени тяжести) наблюдается снижение активности ЛЭ при отсутствии достоверно значимых колебаний уровня аутоантител к ФРН. В качестве иллюстрации приводим отдельные клинические случаи.

Конкретные примеры

Пример 1. Больная Ф., 8 мес. Наблюдалась у невропатолога с диагнозом перинатальная энцефалопатия, нарушение психомоторного развития 3-й степени тяжести. Активность ЛЭ составляла 388 нмоль/минмл, уровень аутоантител к ФРН - 0,78 ед.опт.пл. При повторном осмотре через 4 мес. было выявлено ухудшение клинического состояния, которое возникло после вакцинации АКДС. Нарастание клинических признаков нарушения психомоторного развития, оцененного как 4 степень тяжести, сопровождалось падением активности ЛЭ до 216 нмоль/минмл и резким увеличением уровня аутоантител к ФРН - до 0,92 ед.опт.пл. Несмотря на проводимую терапию, через 4 месяца состояние ребенка остается без изменений, так же как и показатели: ЛЭ - 220 нмоль/минмл; ат-ФРН - 0,91 ед.опт.пл.

Пример 2. Больная М., 7 мес., диагноз: Перинатальная энцефалопатия, нарушение психомоторного развития 3 степени тяжести. Активность ЛЭ составляла 304 нмоль/минмл, уровень аутоантител к ФРН - 0,54. На фоне проводимой в течение 8 мес. традиционной терапии исчезли признаки нарушения психомоторного развития. Одновременно со значительным клиническим улучшением снизилась активность ЛЭ - 216 нмоль/минмл. Уровень аутоантител к ФРН оставался в пределах возрастной нормы (0,59 ед.опт.пл).

Очевидно, больные с 3-й степенью тяжести клинических проявлений нарушений психомоторного развития составляют группу высокого риска возникновения специфических нарушений функционирования ЦНС, характерных для органического поражения мозга. Это обстоятельство необходимо учитывать при планировании профилактических прививок, способных вызвать активацию аутоиммунных реакций и ухудшение клинического состояния.

Таким образом, на основании полученных результатов можно заключить, что определение показателей ЛЭ и аутоантител к ФРН может использоваться для 1) дифференциальной диагностики перинатальной энцефалопатии и органического поражения мозга с уточнением степени их тяжести; 2) оценки эффективности проводимой терапии; 3) прогноза нарушений психомоторного развития.

Изучение взаимосвязи ЛЭ и аутоантител к ФРН у пациентов с органическим поражением мозга обнаружило прямую сильную корреляцию (r=0,61;р<0,05).

Выявленная в исследовании повышенная активность ЛЭ у больных с перинатальной энцефалопатией, по-видимому, отражает реакцию врожденной иммунной системы на повреждение мозговой ткани, которая и является непосредственной причиной возникновения соответствующей клинической симптоматики. Это предположение подтверждают обнаруженные корреляции между активностью ЛЭ и степенью тяжести клинических проявлений нарушений психомоторного развития. Таким образом, уровень ЛЭ может служить маркером повреждения мозга при перинатальной энцефалопатии.

Известно, что в случае несостоятельности неспецифических механизмов защиты в ограничении и санации очага повреждения активируется специфический иммунный ответ, поэтому представляется вполне закономерным выявление у больных с органическим поражением мозга, наряду со значительной активностью ЛЭ, высокого уровня аутоантител к ФРН. Возникновение этого аутоиммунного ответа обусловлено более массивным повреждением мозговой ткани, характерным для грубого органического поражения мозга. Это утверждение согласуется с результатами магнитно-резонансной томографии, по данным которой у больных с органическими поражениями мозга преобладает перивентрикулярная лейкомаляция (в 96% случаев), в то время как у пациентов с перинатальной энцефалопатией в основном верифицируется вентрикуломегалия (75%).

Представляется возможным предположить, что нарастание концентрации свободных аутоантигенов в крови обследуемых вследствие значительного тканевого повреждения, характерного для органического поражения мозга, влечет за собой активацию аутоиммунного ответа, о чем свидетельствует выраженное увеличение содержания аутоантител к ФРН в сыворотке крови этих пациентов. В то же время известно, что свободные антитела, образующиеся в избытке, способны блокировать процесс дегрануляции нейтрофилов (8). Такого рода предположение позволяет понять, почему нарастание степени клинической тяжести нарушений психомоторного развития (от 3-й к 4-й степени) сопровождается снижением дегрануляционной активности нейтрофилов (ЛЭ) при одновременном увеличении уровня аутоантител к ФРН.

Повышенную активность нейтрофилов и активацию аутоиммунных реакций у пациентов с перинатальной энцефалопатией следует таким образом рассматривать в качестве защитного механизма контроля гомеостаза. В то же время продолжительная активация нейтрофилов и аутоиммунных реакций может обусловить развитие ряда патологических реакций, имеющих патогенетическое значение.

В частности, можно ожидать, что высокая активность ЛЭ повлечет за собой увеличение проницаемости гематоэнцефалического барьера и деструкцию ткани мозга подобно тому, как это наблюдается при инсультах и травмах (6, 7, 9, 10, 11). Повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера может способствовать проникновению аутоантител в мозг, блокированию ими функций белков-мишеней, вызывая в конечном итоге изменение метаболизма и функционирования нейронов (4, 5).

Установленные корреляции между изучаемыми параметрами иммунной системы и клиническими признаками нарушения психомоторного развития указывают на непосредственное участие ЛЭ и аутоантител к ФРН в развитие нарушений психомоторного развития у детей.

Таким образом, полученные результаты позволяют: 1) сделать заключение об участии врожденной и приобретенной иммунной системы в патофизиологии нарушений психомоторного развития церебрально-органического происхождения; 2) определить новые подходы к диагностике, лечению и прогнозу нарушений психомоторного развития; 3) поставить вопрос о целесообразности изучения состояния врожденного иммунитета при других заболеваниях ЦНС с аутоиммунным компонентом.

Список литературы

1. Доценко В.Л., Нешкова Е.А., Яровая Г.А. Выявление лейкоцитарной эластазы из комплекса с плазменным ингибитором по ее энзиматической активности с синтетическим субстратом. Вопр. Мед. Химии, 1994, т.40, №3, с.20-25.

2. Клюшник Т.П., Ишханова С.Ю., Краснолобова С.А. Лидеман P.P. Динамика уровня аутоантител к фактору роста нервов у детей с дисгинезиями мозга. Ж. Неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова, 2002, Т. 102, №5, с.49-52.

3. Клюшник Т.П., Туркова И.Л., Даниловская Е.В., Козлова И.А., Башина В.М., Симашкова Н.В., Вабищевич Н.К. Корреляция между уровнем аутоантител к фактору роста нервов и клиническими особенностями шизофрении у детей. Ж. Неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова, 1999, т.99, №1, с.49-51.

4. Крыжановский Г.Н., Магаева С.В., Макаров С.В. Нейроиммунопатология. Москва, 1997. 283с.

5. Чехонин В.П., Рябухин А.И., Турина О.И., Анин А.Н., Антонова О.М., Белопасов В.В. К вопросу о механизмах аутоагрессии антител к нейроспецифическим белкам через гематоэнцефалический барьер. Российский психиатрический журнал, 1997, №1, с.43-45.

6. Щербакова И.В., Клюшник Т.П., Ермакова С.А., Ефремова Н.М., Скворцова В.И. Взаимосвязь воспалительных и аутоиммунных факторов при ишемическом инсульте. Приложение к Ж. Неврологии и психиатрии “Инсульт”, 2001, вып.4, с.39-45.

7. Armao D., Komfeld M., Estrada E.Y., Grossetete M., Rosenberg G.A. Neutral proteases and disruption of the blood-brain barrier in rat. Brain Res. 1997, Sep. 5; 767(2):259-64.

8. Lucisano Y.M., Mantovani B. Lysosomal enzyme release from polymorphonuclear leukocytes induced by immune complexes of IgM and IgG. J.Immunol 1984 Apr; 132(4):2015-20.

9. Nagy Z., Kolev К., Csonka E., Vastag M., Machovich R. Perturbation of the integrity of the blood-brain barrier by fibrinolytic enzymes. Blood Coagul.Fibrinolysis 1998, Sep; 9(6):471-8.

10. Nakatani K., Takeshita S., Tsujimoto H., Kawamura Y., Seldne I. Inhibitory effect of serine protease inhibitors on neutrophil-mediated endothelial cell injury. J. Leukoc. Biol. 2001, Feb, 69(2):241-7.

11. Shimakura A., Kamanaka Y., Ikeda Y., Kondo K., Suzuki Y., Umemura K. Neutrophil elastase inhibition reduces cerebral ischemic damage in the middle cerebral artery occlusion. Brain Res. 2000, Mar. 6; 858(1):55-60.

12. Visser L., Blout E. The use ofp-nitrophenil N-tert-butyloxycarbonyl-L-alaninate as substrate for elastase. Biochim. Biophys. Acta 1972, 268:257-260.