Способ прогнозирования бронхиальной астмы
Резюме. Представлен новый инструмент оценки риска развития бронхиальной астмы у детей
Диагностика и прогнозирование бронхиальной астмы у детей
В настоящее время первичная профилактика бронхиальной астмы во всем мире является одним из актуальных вопросов современной медицины. Бронхиальная астма диагностирована у 25,7 млн лиц в США, включая 7 млн детей. При этом глобальные затраты на лечение оцениваются в более чем 5 млрд дол. США в год. Первичная профилактика и, соответственно, ранние вмешательства, которые позволяли бы предотвратить клиническое развитие указанного заболевания, затруднены отсутствием надежных инструментов прогнозирования. Поэтому клиницисты в своей работе по-прежнему полагаются на доступные методы, не позволяющие, однако, с большей вероятностью оценить достоверность прогноза заболевания.
Научными сотрудниками кафедры педиатрии Университета Цинциннати и Медицинского центра Детской больницы Цинциннати (Department of Pediatrics, University of Cincinnati; Cincinnati Children’s Hospital Medical Center), США, разработан и апробирован инструмент принятия решений, который, по-видимому, является наиболее точным и неинвазивным методом среди существующих в настоящее время для клинического прогнозирования бронхиальной астмы у детей раннего возраста. Авторы разработки выразили надежду на то, что шкала оценки риска развития бронхиальной астмы у детей (Pediatric Asthma Risk Score — PARS) станет не только надежным инструментом клинического прогнозирования бронхиальной астмы, но и предотвращения развития наиболее распространенных заболеваний дыхательных путей. Работа опубликована в издании «Journal of Allergy and Clinical Immunology» 13 декабря 2018 г.
Цель настоящего исследования — разработка количественного персонализированного инструмента для прогнозирования развития бронхиальной астмы у детей раннего возраста. Руководитель исследования Гурджит Херши (Gurjit Hershey), доктор медицинских наук, отметила, что разработанная шкала PARS превосходит на 11% ранее применяемый Индекс прогнозирования бронхиальной астмы (Asthma Predictive Index — API) по потенциалу прогнозирования риска развития заболевания с легким и умеренным клиническим проявлением. «У детей с легким или умеренным риском развития бронхиальной астмы вероятность позитивного реагирования на применяемые профилактические стратегии наиболее высока», — отметила Г. Херши. Показано, что применение в практической диагностике шкалы PARS позволяет повысить на 43% уровень диагностики у детей, подверженных слабому или умеренному риску развития заболевания, что было невозможно, используя шкалу АРI. В то же время установлено, что шкалы PARS и API в равной степени прогнозируют риск развития бронхиальной астмы у детей с наибольшим количеством факторов риска.
Шкалы прогнозирования риска бронхиальной астмы у детей
В настоящее время API рассматривается как золотой стандарт, по которому проводится сравнительная оценка эффективности других прогностических инструментов и моделей. Однако результаты нового исследования позволяют утверждать, что, несмотря на прогностическую эффективность шкалы API, ее потенциал в недостаточной мере позволяет идентифицировать пациентов со слабыми и умеренными факторами риска развития заболевания. По сравнению со шкалой API, PARS обеспечивает персонализированную оценку риска бронхиальной астмы для пациента. Инструмент PARS включает новые и менее инвазивные критерии, чем предыдущие инструменты. Дополнения включают анализ демографических данных и клинических факторов, оцениваемых во время клинического обследования ребенка по поводу предполагаемого диагноза на приеме у врача.
Используя информацию о степени загрязненности воздуха и аллергизации, исследователи провели анализ данных 762 детей, родившихся в период 2001–2003 гг. в штатах Цинциннати и северных регионах Кентукки. Это были дети родителей, отмечавших у себя по меньшей мере один из вероятных аллергических симптомов. Дети проходили ежегодные осмотры в возрасте 1, 2, 3, 4 и 7 лет на предмет развития аллергического заболевания. Юным пациентам проводили кожные прик-тесты, идентифицируя вероятность влияния 15 воздушных или пищевых аллергенов, включая возможность развития аллергии на шерсть животных (кошек, собак), насекомых (тараканы, пылевые клещи), древесные компоненты, плесень, сорные травы, коровье молоко и куриные яйца.
Из 762 детей 589 были обследованы на предмет развития бронхиальной астмы в возрасте 7 лет с использованием объективных показателей оценки функции легких. У 16% детей был установлен диагноз бронхиальной астмы. Исследователи также оценили спектр вероятных факторов риска бронхиальной астмы у родителей. Установлено, что у детей с бронхиальной астмой, диагностированной в возрасте 7 лет, отмечалась большая вероятность того, что по крайней мере один из родителей также был болен бронхиальной астмой. Также у таких детей регистрировалась большая вероятность наличия двух или более положительных тестов на аллергены, присутствующие в воздухе или пище, экземы, персистирующих хрипов (исключая периоды простудных заболеваний), а также аллергический ринит в первые три года жизни. Исследователи сравнили модель PARS с исходным API и выявили, что PARS на 11% более чувствительна, чем API.
Пути внедрения шкалы PARS в клиническую практику
Резюмируя итоги работы, авторы высказали мнение, что разработанная шкала оценки риска развития бронхиальной астмы у детей PARS не только менее инвазивна, но и превосходит по своей результативности представленные ранее 30 моделей прогнозирования риска развития бронхиальной астмы у детей. Кроме того, PARS более практична в использовании клиницистами на приеме. Для упрощения процедуры внедрения диагностической модели PARS в клинических и исследовательских условиях авторы предложили оценочную таблицу PARS, включающую набор инструментов по принятию решений и клинической интерпретации данных.
- Biagini Myers J.M., Schauberger E., He H. et al. (2018) A Pediatric Asthma Risk Score to better predict asthma development in young children. J. Allergy Clin. Immunol., Dec. 13 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
Источник
Изобретение относится к медицине, а именно к клинической аллергологии и иммунологии, и может быть использовано для прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей. Для этого выявляют факторы риска: персистирующий аллергический ринит, аллергию к клещам домашней пыли и пыльце растений, уровень иммуноглобулина Е, патологию со стороны центральной нервной системы у ребенка. Из анамнеза учитывают: аллергопатологию у матери, перенесенную пневмонию у ребенка, токсикоз II половины беременности у матери. Установленным факторам риска присваивают числовые значения, отражающие их прогностическую значимость. Далее определяют прогностические коэффициенты F1 и F2 по двум определенным математическим формулам. При F1 больше F2 — прогнозируют высокий риск тяжелого течения заболевания. При F1 меньше F2 — прогнозируют низкий риск развития тяжелого течения. Способ позволяет эффективно и своевременно начать профилактические и лечебные мероприятия в группах детей с высоким риском тяжелого течения данного заболевания. 2 пр., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к клинической аллергологии и иммунологии, и может быть использовано для прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей.
Известен способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы (БА) у подростков при переходе в пубертатный период, заключающийся в определении уровня гормонов гипофиза и щитовидной железы, а также уровня физического развития с последующим расчетом дискриминантного уравнения. При значении дискриминантной функции D больше 116,44 для юношей и D больше -24,23 для девушек прогнозируют ухудшение течения БА, а при D меньше 116,44 для юношей и D меньше -24,23 для девушек прогнозируют улучшение течения БА (Пат. № 2273856; Российская Федерация, МПК: G01N 33/74 (2006.01) A61B 5/107. Способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у подростков при переходе в пубертатный период / Шамраева В.В., Бабцева А.Ф. Опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10).
К недостаткам данного способа следует отнести то, что он не позволяет прогнозировать течение заболевания у детей, не достигших пубертатного периода, а также и необходимость определения уровня гормонов, являющегося достаточно дорогостоящим и затратным по времени исследованием.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у лиц молодого возраста (Пат. № 2340285, Способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у лиц молодого возраста; авторы: Черняк Б.А., Иванов А.Ф., Буйнова С.Н., Михалевич И.М.; МПК A61B 10/00 (2006.01), опубл. 10.12.2008, бюл. № 34). Сущность известного способа заключается в определении клинических симптомов и факторов риска: продолжительность заболевания, высокая степень гиперреактивности бронхов в тесте с метахолином, уровень общего иммуноглобулина Е в сыворотке крови, полипозный риносинусит, атопический дерматит, средняя степень гиперреактивности бронхов в тесте с метахолином, пассивное курение, пищевая непереносимость с респираторными проявлениями и соблюдение пациентом гипоаллергенного окружения. Установленным факторам риска присваивают градацию и числовые значения. После чего по формулам определяют величины прогностических коэффициентов F1 и F2.
В случае, когда F2 больше F1 , делают прогноз о высоком риске тяжелого течения БА у пациента, а если F2 меньше F1 — прогнозируют низкую вероятность тяжелого течения заболевания. Известный способ с точностью 90,3% позволяет прогнозировать риск тяжелого течения бронхиальной астмы у лиц молодого возраста (от 16 до 30 лет).
К недостаткам известного способа, как и аналогичного, следует отнести то, что он не позволяет прогнозировать тяжесть течения бронхиальной астмы у детей.
Кроме этого, для осуществления известного способа необходимо определить степень бронхиальной гиперреактивности, что не всегда возможно у детей в реальной клинической практике.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей.
Технический результат заявляемого способа заключается в обеспечении индивидуального прогноза тяжести течения бронхиальной астмы у детей в возрасте от 3 до 15 лет, а также и в упрощении способа, за счет использования в качестве анализируемых факторов риска лишь те, которые можно оценить в условиях рутинной практики врача-аллерголога.
Технический результат заявляемого способа достигается тем, что определяют клинические симптомы, факторы риска и уровень иммуноглобулина Е в сыворотке крови.
Отличие способа заключается в том, что дополнительно определяют факторы риска из анамнеза жизни и клинико-функциональных показателей: персистирующий аллергический ринит; аллергию к клещам домашней пыли и пыльце растений, аллергопатологию у матери, пневмонию в анамнезе у ребенка, токсикоз II половины беременности матери, патологию со стороны центральной нервной системы у ребенка.
Выявленным факторам риска присваивают градации (X1-7) и числовые значения, где:
X1 — персистирующий аллергический ринит: нет — 0, есть — 1;
Х2 — уровень иммуноглобулина Е больше 500 МЕ/мл: нет — 0, есть — 1;
Х3 — аллергия к клещам домашней пыли и пыльце растений: нет — 0, есть — 1;
Х4 — аллергопатология у матери: нет — 0, есть — 1;
Х5 — пневмония в анамнезе у ребенка: нет — 0, есть — 1;
Х6 — токсикоз II половины беременности у матери: нет — 0, есть — 1;
Х7 — патология со стороны центральной нервной системы у ребенка: нет — 0, есть — 1.
Отличие способа также заключается в том, что прогностические коэффициенты F1 и F2 определяют по формулам:
F1=6,608×X1+4,367×Х 2+3,112×Х3+2,664×Х4+3,405×Х 5+2,39×Х6+2,736×Х7-7,239;
F2=2,805×X1+0,525×Х 2+1,363×Х3+0,956×Х4+1,231×Х 5+0,594×Х6+0,676×Х7-1,996.
Авторами заявляемого способа установлено, что при абсолютной величине F1, большей абсолютной величины F2, прогнозируют высокий риск тяжелого течения заболевания, а при F1 меньше F2 — риск низкий.
Проведенный сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного вышеперечисленными приемами и, следовательно, соответствует критерию изобретения «новизна».
Из проведенного анализа патентной и специальной литературы авторами установлено, что предлагаемый способ имеет признаки, отличающие его не только от прототипа, но и других технических решений в данной и смежных областях медицины. В доступной нам литературе не выявлено способа прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей по вышеприведенным факторам риска.
Клинические наблюдения авторов заявляемого способа свидетельствуют о том, что использование предлагаемого технического решения позволяет осуществить прогноз тяжести течения бронхиальной астмы на ближайшие 5 лет у конкретного ребенка в возрасте от 3-х до 15-ти лет. Точность прогноза по анализу решающих факторов составила 90,6%.
Предлагаемый способ прогнозирования позволяет осуществить прогноз риска формирования тяжелого течения БА у конкретного обследуемого ребенка, не прибегая к сложным диагностическим и лабораторным методам обследования.
Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».
Способ прогнозирования тяжести течения БА у детей, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в здравоохранении. Осуществление его возможностей подтверждено описанными в заявке приемами и средствами. Из изложенного следует, что заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Ребенку в возрасте от 3-х до 15-ти лет, с диагнозом БА, при обследовании определяют клинические симптомы и факторы риска. Учитывают следующие клинико-лабораторные симптомы: персистирующий аллергический ринит, патология со стороны центральной нервной системы (органического или функционального характера); сочетанная аллергия к клещу домашней пыли и пыльце растений (деревья/злаковые травы/сорные травы), уровень иммуноглобулина Е (IgE) больше 500 МЕ/мл. В качестве факторов риска оценивают: пневмония в анамнезе у ребенка, аллергопатология у матери (любая, предполагающая наличие атопии), токсикоз 2 половины беременности у матери (имеется в виду беременность настоящим ребенком).
Значения указанных симптомов (нет = 0 или есть = 1) в соответствии с заданными коэффициентами подставляют в формулу дискриминантного уравнения, после чего оценивается результат. В случае, когда полученное значение первой дискриминантной функции (F1) превышает второе (F2), прогнозируют высокий риск тяжелого течения БА.
Каждый признак в зависимости от своего значения подставляют в форме нулевого или единичного множителя к заданным каноническим коэффициентам в дискриминантном уравнении. Канонические коэффициенты представлены в нижеприведенной таблице.
Таблица | |||
Критерии | Градация (1 или 0) | K1j | K2j |
Персистирующий аллергический ринит | 1 — есть | 6,608 | 2,805 |
0 — нет | |||
Уровень иммуноглобулина Е больше 500 | 1 — есть | 4,367 | 0,525 |
МЕ/мл | 0 — нет | ||
Аллергия к клещам домашней пыли и | 1 — есть | 3,112 | 1,363 |
пыльце растений | 0 — нет | ||
Аллергопатология у матери | 1 — есть | 2,664 | 0,956 |
0 — нет | |||
Пневмония в анамнезе у ребенка | 1 — есть | 3,405 | 1,231 |
0 — нет | |||
Токсикоз II половины беременности у | 1 — есть | 2,390 | 0,594 |
матери | 0 — нет | ||
Патология со стороны центральной | 1 — есть | 2,736 | 0,676 |
нервной системы у ребенка | 0 — нет | ||
Константы | -7,239 | -1,996 |
Дискриминантные уравнения имеют следующий вид:
F1=6,608×X 1+4,367×Х2+3,112×Х3+2,664×Х 4+3,405×Х5+2,39×Х6+2,736×Х 7-7,239;
F2=2,805×X 1+0,525×Х2+1,363×Х3+0,956×Х 4+1,231×Х5+0,594×Х6+0,676×Х 7-1,996
соответственно, где X1-7 градации и числовые факторы риска, причем
X 1 — персистирующий аллергический ринит: нет — 0, есть — 1;
Х2 — уровень иммуноглобулина Е больше 500 МЕ/мл: нет — 0, есть — 1;
Х3 — аллергия к клещам домашней пыли и пыльце растений: нет — 0, есть — 1;
Х4 — аллергопатология у матери: нет — 0, есть — 1;
Х5 — пневмония в анамнезе у ребенка: нет — 0, есть — 1;
Х6 — токсикоз II половины беременности у матери: нет — 0, есть — 1;
Х7 — патология со стороны центральной нервной системы у ребенка: нет — 0, есть — 1.
При полученном значении F1 больше F2 делают прогноз о высоком риске тяжелого течения БА, а при F1 меньше F2 — риск низкий.
Предложенный способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример № 1. Пациент С-ов, 7 лет. Клинический диагноз: БА, атопическая, среднетяжелое течение. На основании анамнеза, данных амбулаторной карты и дополнительного обследования выявлены следующие прогностические факторы: персистирующий АР (X1=1), уровень IgE меньше 500 МЕ/мл (Х2=0), отсутствие сочетанной аллергии к клещу домашней пыли и пыльце растений (Х3=0), аллергопатология у матери, проявляющаяся БА (Х4=1), отсутствие пневмонии в анамнезе у ребенка (Х5=0) и токсикоза 2-ой половины беременности у матери (Х6=0), отсутствие патологии со стороны ЦНС у ребенка (Х7=0).
Подставляя полученные значения в дискриминантные уравнения, получаем:
F1= 6,608×1+4,367×0+3,112×0+2,664×1+3,405×0+2,39×0+2,736×0-7,239=2,033;
F2=2,805×1+0,525×0+1,363×0+0,956×1+1,231×0+0,594×0+0,676×0-1,996=1,765.
Так как значение первой функции F1=2,033 больше F2=1,765, то делается прогноз о высоком риске тяжелого течения БА у данного пациента.
Данный пациент наблюдался нами в течение 3-х лет и на фоне регулярной базисной терапии в средних возрастных дозировках контроль над заболеванием был утерян, что потребовало увеличения дозы базисного препарата.
К окончанию срока наблюдения пациент С-ов в возрасте 10 лет для контроля над заболеванием получал комбинированный препарат Серетид в суточной дозе по Флутиказона пропионату 1000 мкг в сутки. Заключение лечащего врача: БА, атопическая, тяжелое частично контролируемое течение.
Пример № 2. Пациент К-ко, 10 лет. Клинический диагноз: БА, атопическая, легкое персистирующее течение. На основании анамнеза, данных амбулаторной карты и дополнительного обследования выявлены следующие прогностические факторы: отсутствие персистирующего АР (X 1=0), уровень IgE меньше 500 МЕ/мл (Х2=0), сочетанная аллергия к клещу домашней пыли и пыльце растений (Х3 =1), отсутствие аллергопатологии у матери (Х4=0), отсутствие пневмонии в анамнезе у ребенка (Х5=0), наличие токсикоза 2-ой половины беременности у матери (Х 6=1), отсутствие патологии со стороны ЦНС (Х7 =0).
Подставляя полученные значения в дискриминантные уравнения, получаем:
F1=6,608×0+4,367×0+3,112×1+2,664×0+3,405×0+2,39×1+2,736×0-7,239=-1,737;
F2=2,805×0+0,525×0+1,363×1+0,956×0+1,231×0+0,594×1+0,676×0-1,996=-0,039.
По данным расчета дискриминантных уравнений значение F2 (-0,039) превышает значение F1 (-1,737), что позволяет сделать прогноз о низком риске тяжелого течения БА.
Пациент К-ко находился под нашим наблюдением в течение 5 лет и на фоне базисного препарата в низких возрастных дозировках (Флутиказона пропионат 100 мкг/сутки) в течение 6 месяцев было достигнуто контролируемое течение заболевания. Последующий срок наблюдения пациент базисной терапии не получал, однако симптомы БА возникали лишь при простудных заболеваниях, не чаще 2 раз в год, и необходимости в назначении ингаляционных глюкокортикостероидов не возникало. На конец периода наблюдения заключение врача-аллерголога: БА, атопическая, легкое интермиттирующее течение.
Клинические исследования заявляемого способа проведены на базе пульмо-эндокринологического отделения МУЗ Иркутской Государственной Областной детской клинической больницы и пульмонологического отделения МУЗ Иркутской Городской Клинической больницы с 2007 года по настоящее время. Всего обследовано 156 человек в возрасте от 3 до 15 лет. Из них пациентов с легким и среднетяжелым течением БА было 77 человек, с тяжелым — 79 человек.
Для выявления градаций и числовых значений факторов риска были использованы данные обследования, сопоставимые по полу, возрасту и тяжести основного заболевания среди 64-х детей с тяжелым течением БА и 34-х с легким течением БА.
В контрольной группе, состоявшей из 15-ти больных с тяжелой БА, совпадение тяжести течения БА и прогноза по факторам риска составило 93,3%.
Точность прогнозирования тяжести течения БА в группе из 43-х больных со среднетяжелой и легкой БА составила 90,6%.
Таким образом, заявляемый способ позволяет провести прогнозирование риска тяжелого течения БА на ближайшие 5 лет у конкретного ребенка с точностью 90,6%.
Предлагаемый способ может быть использован в практике врачей первичного звена (с целью выявления пациентов, нуждающихся в постоянном наблюдении узкого специалиста), а также аллергологами-иммунологами и пульмонологами. Заявляемый способ прогнозирования в качестве анализируемых факторов риска использует лишь те, которые можно оценить в условиях рутинной практики врача-аллерголога.
Применение предлагаемого способа прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей позволит повысить эффективность и целенаправленность профилактических и лечебных мероприятий в группах пациентов с высоким риском тяжелого течения заболевания.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ прогнозирования тяжести течения бронхиальной астмы у детей, включающий определение клинических симптомов, факторов риска и уровня иммуноглобулина Е в сыворотке крови, отличающийся тем, что дополнительно определяют факторы риска из анамнеза жизни и клинико-функциональных показателей: персистирующий аллергический ринит, аллергия к клещам, домашней пыли и пыльце растений, аллергопатология у матери, пневмония в анамнезе у ребенка, токсикоз II половины беременности у матери, патология со стороны центральной нервной системы у ребенка, устанавливают их градации и числовые значения, после чего определяют прогностические коэффициенты F1 и F2 по формулам:
F1=6,608·X 1+4,367·X2+3,112·X3+2,664·X 4+3,405·X5+2,39·X6+2,736·X 7-7,239;
F2=2,805·Х1 +0,525·Х2+1,363·Х3+0,956·Х 4+1,231·Х5+0,594·Х6+0,676·Х 7-1,996
соответственно, где X1-7 градации и числовые факторы риска, причем
X1 — персистирующий аллергический ринит: нет — 0, есть — 1;
Х2 — уровень иммуноглобулина Е больше 500 МЕ/мл: нет — 0, есть — 1;
Х3 — аллергия к клещам домашней пыли и пыльце растений: нет — 0, есть — 1;
Х4 — аллергопатология у матери: нет — 0, есть — 1;
Х5 — пневмония в анамнезе у ребенка: нет — 0, есть — 1;
Х6 — токсикоз II половины беременности у матери: нет — 0, есть — 1;
Х7 — патология со стороны центральной нервной системы у ребенка: нет — 0, есть — 1,
и при F 1 больше F2 прогнозируют высокий риск тяжелого течения заболевания, а при F1 меньше F2 — риск низкий.
Источник