дихання

  • реферат
  • Головний
  • методи
  • Ізотопні методи.
  • Статистичні методи.
  • РЕЗУЛЬТАТИ
  • ОБГОВОРЕННЯ
  • глосарій

реферат

Головний

Кишкова недостатність (ІФ) - це клінічний стан, при якому організм не в змозі підтримувати ріст та/або гомеостаз рідин та електролітів через недостатню функціональну поверхню кишечника. Згідно з останніми повідомленнями, серед новонародженого населення до 0,7% немовлят з дуже низькою вагою при народженні та до 1,1% у немовлят з дуже низькою вагою при народженні. Пов’язана смертність від ІФ у немовлят з дуже низькою вагою при народженні вважається 20% (1).

Сучасне лікування ІФ засноване на парентеральному харчуванні (ПН), але, на жаль, це лікування може супроводжуватися пошкодженням печінки, яке називається хворобою печінкової недостатності кишечника (ІФАЛД). Етіологія ІФАЛД може бути багатофакторною і, крім того, що ІФАЛД пов'язана з недоношеними дітьми, кількістю інфекційних епізодів, здатністю переносити ентеральне харчування, кількістю лапаротомій, кількістю днів антибіотиків та іншими факторами, які ще не ідентифіковані. (2).

IFALD починається з розвитку перипортального запалення печінки та холестазу, і після тривалого впливу ПН може призвести до проліферації жовчних проток, фіброзу та цирозу (3). У випадках серйозних, необоротних пошкоджень печінки, пов’язаних з IFALD, може знадобитися ізольована трансплантація печінки або, як правило, комбінована трансплантація кишечника/печінки (4-6).

Незважаючи на те, що біопсія печінки залишається золотим стандартом для оцінки ІФАЛД, інвазивний характер цього тесту виключає його використання як частий показник прогресування захворювання або одужання. Звичайні статичні біохімічні аналізи печінки (трансамінази, білірубін, лужна фосфатаза та плазмовий альбумін або протромбіновий час) використовувались для оцінки травм та функцій, але широко відрізняються за специфічністю та чутливістю (7-9). Наприклад, у пацієнтів з ІФАЛД із нормальним або злегка підвищеним білірубіном часто може спостерігатися цироз печінки, який визначається біопсією печінки (10).

Виходячи з цих недоліків, система оцінки Чайлда-Туркотта та П'ю (СТР) була спочатку розроблена в 1964 році для оцінки тяжкості хронічного захворювання печінки (11), а нещодавно і інша широко використовувана система оцінки - модель кінцевої печінки. хвороба (MELD) була розроблена з використанням сироваткового креатиніну, Міжнародного нормалізованого співвідношення (INR) та білірубіну для прогнозування виживання у дорослих пацієнтів із хронічними захворюваннями печінки (12). Показник кінцевої стадії дитячої хвороби печінки (PELD) подібний до оцінки MELD, але розроблений як інструмент для прогнозування смертності та захворюваності у дітей із хронічними захворюваннями, які очікують на трансплантацію печінки (13). PELD використовує деякі інші критерії від MELD для виявлення конкретних потреб у зростанні та розвитку дітей, включаючи 1) білірубін, який вимірює ефективність секреції жовчі, 2) INR, який вимірює здатність печінки виробляти фактори згортання крові, 3) альбумін, який вимірює здатність печінки синтезувати вісцеральний білок з амінокислот-попередників, 4) недостатність росту та 5) вік (чи дитина молодша за 1 рік).

Ці бальні системи потенційно перевершують лише біохімічні тести, оскільки вони враховують різноманітні фактори, що відображають резерв та функції печінки. Однак MELD та CTP не розроблені для дітей (13), і хоча оцінка PELD є специфічною для педіатричного населення, вона має обмеження в оцінці IFALD. Він не був затверджений як сурогатний маркер для клінічної оцінки захворювань печінки у пацієнтів, які не мають термінальної стадії захворювання печінки. Крім того, чотири з п’яти компонентів PELD (вага, зріст, INR та альбумін) можуть бути змінені в інших умовах, ніж IFALD. Наприклад, передчасні пологи, термін вагітності, порушення всмоктування, втрата кишечника, довжина кишечника та недоїдання можуть сприяти порушенням росту, всмоктуванню вітаміну К та низькому вмісту альбуміну незалежно від функції печінки.

Неінвазивний динамічний тест на IFALD може краще усунути ці обмеження. Раніше неінвазивні динамічні аналізи були запропоновані для дорослих популяцій для вимірювання метаболічної здатності печінки в певний час і можуть бути використані для кількісного визначення резерву функції печінки в довгостроковій оцінці (9). Субстрати, що використовуються у цих динамічних тестах для оцінки функції печінки, повинні відповідати критеріям, включаючи безпечне, швидке та послідовне всмоктування, специфічний печінковий метаболізм, відомий метаболічний шлях та швидку появу метаболіту у видихуваному вдиху чи іншому місці взяття проб (14).

Субстрати традиційно класифікуються відповідно до певного відділу печінки, в якому відбувається метаболізм (мітохондріальний, мікросомальний або цитозольний) (14), і тому їх можна вибирати на основі відділення, найбільш ураженого типом захворювання печінки. Мітохондріальна дисфункція печінки є результатом широкого спектру патологій печінки і є корисним показником загальної функції печінки. При цирозі печінки, жировій печінці або пошкодженні ксенобіотиків окислювальний метаболізм різних субстратів порушується внаслідок дисфункції ланцюга транспортного ланцюга в мітохондріях печінки (15, 16), що припускає, що оцінка функції мітохондрій може бути відповідним маркером для функції печінки під час ПН (17).

Одним із субстратів, який специфічно метаболізується в мітохондріях печінки та відповідає іншим вищезазначеним критеріям, є амінокислота метіонін (9, 18). Основним місцем метаболізму метіоніну є печінка (19) з кількома шляхами, які ведуть до утворення вуглекислого газу (СО2). На перших етапах метаболізму метіоніну метіонін аденозилтрансфераза каталізує перетворення метіоніну в S-аденозилметионін (SAMe) (20). СО2 утворюється при декарбоксилюванні SAMe на шляху синтезу поліаміну (21, 22). SAMe також бере участь у реакціях трансметилювання, які призводять до S-аденозилгомоцистеїну та подальшого утворення гомоцистеїну (19). Найбільш поширеною метилтрансферазою в цих реакціях трансметилювання є гліцин N-метилтрансфераза, яка перетворює гліцин в N-метилгліцин (саркозин) (21). Потім саркозин окислюється саркозиндегідрогеназою, яка знаходиться виключно в мітохондріях печінки; подальший набір реакцій, включаючи утворення формальдегіду та проміжних сполук формату, призводить до утворення СО2 (18, 23). Трансіонізація метіоніну - ще один потенційний шлях катаболізму метіоніну, який веде до перетворення метилового або карбоксильного вуглецю в CO 2 і відбувається переважно в печінці. Однак цей шлях не відбувається у ссавців за нормальних обмінних умов (18, 24).

Як згадано вище, кожен із шляхів виробляє СО 2 в проміжному метаболізмі метіоніну. Попередні дослідження, що спираються на метіонін та шляхи розкладання СО2, дозволяють припустити, що для оцінки окислювальної здатності метіоніну може бути використаний тест на дихання з метіоніном ([13C] -Met), мечений 13C ([13C] -Met). печінка (9).

У цьому дихальному тесті пацієнту вводять [1-13C] -Met, в якому один із 12 атомів вуглецю в метіоніні замінений стабільним ізотопом 13 C. 13-С-стабільний ізотоп ферментативно розщеплюється під час одного з метаболічних шляхів, зазначених вище, і остаточно включається в СО2 і видихається диханням (9). Збагачення вичерпаного СО 2 на 13 ° С аналізують за допомогою ізотопної мас-спектрометрії. Тому можна відстежувати окислювальну здатність метіоніну в мітохондріях гепатоцитів за допомогою стабільного ізотопного маркера (9).

Розробка iv [13C] -MBT відкриває потенціал безпечних, неінвазивних та надійних засобів для оцінки захворювань печінки, особливо у дітей з ІФАЛД (25). Усна версія безпечно використовується у дорослих протягом майже десяти років (9), а метод iv [13 C] -MBT дозволяє уникнути будь-яких помилок через змінну шлунково-кишкову абсорбцію, яка може бути пов'язана з пацієнтами з ІФ.

Ми намагались використовувати iv [13C] -MBT як показник функції печінки у педіатричній групі пацієнтів з ІФ. Зокрема, регенерація дихання 13 CO 2 корелювала з біохімічними тестами на захворювання печінки, балами PELD та гістопатологією у дитячих пацієнтів з IFALD. Далі ми дослідили доцільність цього тесту як легко повторюваного серійного вимірювання функції печінки у нашій досліджуваній популяції.

методи

Після схвалення Інституційної комісії з огляду (IRB) та письмової інформованої згоди, з липня 2006 року по лютий 2009 року 27 пацієнтів були зараховані до Центру вдосконаленої реабілітації кишечника в стаціонарному відділенні Бостонської дитячої лікарні. 1) діагностика ІФ (визначається як залежність ПН для ≥ 30 днів); 2) виправлений термін вагітності ≥ 36 тижнів; та 3) забезпечення PN для задоволення деяких або всіх потреб у енергії та білках. Діагноз IFALD був поставлений за допомогою 1) сироваткового прямого білірубіну (DB) ≥2 мг/дл або 2) гістопатології печінки, яка показала фіброз від помірного до вираженого в умовах експозиції ПН протягом> 30 днів. Критерії виключення включали 1) поглинання парентеральних антимікробних засобів та/або вазопресорів; 2) Недостатня харчова підтримка (13 CO 2 [V 13 CO 2 (час)] була розрахована на основі норми вироблення 13 CO 2 у кожній точці часу відбору проб повітря, розрахованої як: V13 CO2 (час) = V 13 CO 2 × VE 13 CO 2 (час), де V CO 2 - загальна швидкість вироблення CO 2 (у мкмоль/кг/хв), виміряна непрямою калориметрією, а VE CO 2 - збагачення ізотопом 13 CO 2, виміряне на зразку повітря, зібраному в кожен момент часу = хв. Розрахунок виробництва 13 CO 2 потім проводили із застосуванням встановлених методів (25).

Статистичні методи.

Збагачення 13 CO 2 від вихідного рівня було побудовано як функцію часу для кожного пацієнта. Потім площа під кривою кожного пацієнта була отримана методом Лагранжа (27).

Всі безперервні характеристики пацієнта були узагальнені з використанням середнього та міжквартильного діапазонів (IQR) та середніх та стандартних відхилень, залежно від обставин. Категоричні характеристики пацієнтів були зведені у пропорції. Коефіцієнти кореляції Спірмена були розраховані для оцінки взаємозв'язку між результатами [13 C] -MBT та наступними змінними: INR, ALT, AST, альбумін, GGTP, оцінка PELD та тривалість терапії ПН на момент тестування. Порівняння результатів [13C] -MBT у осіб з цирозом та без нього оцінювали за допомогою тесту Вількоксона.

РЕЗУЛЬТАТИ

Двадцять сім пацієнтів перенесли 34 [13 C] -MBT без будь-яких побічних ефектів. Вік пацієнтів становив від 5,0 до 34,4 місяців (медіана = 5,3 місяця; IQR = 3,6-8,0) у 16 ​​(59%) чоловіків. Середня тривалість впливу ПН при [13C] -MBT становила 5 місяців (IQR: 3-7). Усі пацієнти отримували внутрішньовенні омега-3 жирні кислоти в дозі 1 г/кг/добу як гепатопротекторну стратегію під час лікування. Найбільш поширеними діагнозами, що призводять до ІФ, були некротизуючий ентероколіт (33%), гастрошизис (26%) та атрезія кишечника (22%) (табл. 1). На момент дослідження жоден з пацієнтів не потребував додаткового кисню.

Стіл в натуральну величину

На малюнку 1 показано процентне перевищення 13 СО2 у 27 пацієнтів. Кореляція між параметрами тестів функції печінки у 27 пацієнтів та [13C] -MBT, як правило, була досить слабкою. Найбільш сильними кореляціями з площею під кривою збагачення [13C] -Met (13 AUC 2 CO 2) вище базової лінії були гестаційний вік (кореляція Спірмена = 0,39, p = 0,04), вага (кореляція Спірмена = 0,36, p = 0,06), зріст (Кореляція Спірмена = 0,36, p = 0,07), INR (Кореляція Спірмена = -0,36, p = 0,07) та оцінка PELD (Кореляція Спірмена = -0,31, p = 0, 12). Вік під час тестування та залишкова довжина кишечника не були пов'язані з [13 C] -MBT.

Надлишок 13 атомів CO 2 (APE) у 27 пацієнтів. APE є вираженням стабільного збагачення ізотопу в межах загальної кількості CO 2 і відображає окислення 13-C-метіоніну в печінці. Це може бути визначено як: APE = маркер/(маркер + слід) × 100, де маркер (в даному випадку 13 CO 2) являє собою сполуку, яка хімічно та функціонально ідентична сполуці, що цікавить природу, сліду (12 C02) (40). Зі збільшенням часу з моменту введення 13 C-метіоніну частота 13 CO 2 зростає, що відповідає очікуванням, оскільки, як зазначено у вступі, очікується, що метаболізм 13 C-метіоніну призведе до виробництва 13 CO 2.

Повнорозмірне зображення

З 27 пацієнтів 14 зробили біопсію печінки. Ці пацієнти відрізнялись від осіб без біопсії печінки тривалістю впливу ПН на момент тестування, віком на момент тестування, первинним діагнозом та гестаційним віком (табл. 1). П'ятеро з 14 пацієнтів з біоптатами печінки мали цироз, а дев'ять - холестаз або фіброз. Медіана AUC 13 CO 2 становила 210 для пацієнтів з цирозом та 350 для пацієнтів без цирозу (р = 0,04) (рис. 2).

Коробки з результатами [13 C] -MBT порівняння пацієнтів із (n = 5) та без (n = 9) цирозом на біопсії печінки. Розподіл базується на AUC 13 CO 2. Суцільна смужка в коробці відображає середнє значення; верхня частина коробки: 75-й процентиль; нижня межа вікна: 25-й процентиль; а вуса поширюються на найекстремальніші спостереження в межах 1,5 одиниць міжквартильного діапазону 25-го та 75-го процентилів. Медіана AUC 13 CO 2 становила 210 для пацієнтів з цирозом та 350 для пацієнтів без цирозу (р = 0,04). Значення р визначали за допомогою тестів Вількоксона.

Повнорозмірне зображення

П'ять пацієнтів повторювали вимірювання [13C] -MBT, у трьох спостерігалося збільшення екскреції 13 CO 2 та зниження балів PELD. Один пацієнт мав знижений показник PELD з результатом [13C] -MBT, який практично не змінився. П'ятий пацієнт пройшов [13C] -MBT чотири рази. AUC 13 CO 2 знижувався між першим та третім тестами, що відображає погіршення клінічного стану пацієнта (розвиток значної стомичної кровотечі та погіршення самопочуття із збільшенням INR). Тим часом, показник PELD дещо покращився протягом цього епізоду. Нарешті, пацієнт стабілізувався шляхом зупинки кровотечі з стоми, корекції коагулопатії, і це поліпшення клінічного стану відбилося як на покращеному (зменшеному) балі PELD, так і на поліпшеному (збільшеному) AUC CO2.

ОБГОВОРЕННЯ

Незважаючи на те, що ПН залишається важливим терапевтичним мостом для пацієнтів, які проходять реабілітацію кишечника, тривалий вплив становить ризик розвитку багатофакторної патології ІФАЛД. IFALD залишається основною причиною захворюваності та смертності у пацієнтів, які отримують довгострокову ПН, особливо у сприйнятливих неонатальних популяцій (2). Золотим стандартом для оцінки IFALD є біопсія печінки. Однак це інвазивна процедура із вимірюваною захворюваністю і не підходить для частої оцінки змін стану печінки.

Ми прагнули розробити iv [13C] -MBT як безпечний, неінвазивний тест на пошкодження печінки у дитячих пацієнтів з ІФ. Наше початкове пілотне дослідження цієї методики продемонструвало доцільність такого підходу у дітей з обмеженим ентеральним всмоктуванням (4). Показано, що ентеральна версія MBT корелює як із стеатозом печінки, так і з цирозом у дорослих (27). Так само було показано, що пероральне введення [13C] -MBT призводить до трансплантації печінки у дорослих (28) та печінкової токсичності, спричиненої ВІЛ-інфікованими (18). Крім того, у ВІЛ-інфікованих дорослих виявлено, що оральні результати [13C] -MBT є більш раннім маркером дисфункції печінки мітохондрій, ніж стандартні тести функції печінки або симптоматика пацієнта (29).

Хоча ці попередні звіти продемонстрували безпеку та клінічну корисність [13C] -MBT, вони покладались на пероральне введення [13C] -Met. Однак надійної ентеральної абсорбції не можна очікувати у нашій популяції дітей з ІФ. Тому ми модифікували оригінальну методику до внутрішньовенного тесту, використовуючи вже існуючі центральні венозні катетери, наявні в нашій групі пацієнтів з ІФ. Це дослідження підтверджує наш попередній звіт (25) про те, що iv [13C] -MBT добре переноситься дітьми. У 34 тестах, проведених на 27 дітях, побічних ефектів не спостерігалося. Безпека цього конкретного стабільного ізотопного тесту узгоджується з існуючою літературою щодо безпечного клінічного використання стабільних ізотопних методів у новонароджених та педіатричних груп (30, 31).

Ми повідомляємо про сильний взаємозв’язок між AUC 13 CO 2 та наявністю або відсутністю цирозу при біопсії печінки (р = 0,04). Здатність точно розпізнавати наявність цирозу має клінічне значення. За всіма пацієнтами, у яких діагностовано цироз, слід ретельно стежити за ознаками декомпенсації печінки, а тих, хто довго виживав із компенсованим цирозом, слід контролювати на предмет можливого злоякісного переродження (32, 33). Ми вважаємо, що здатність [13C] -MBT неінвазивно розрізняти наявність або відсутність цирозу у дітей з ІФАЛД пропонує перспективну альтернативу сучасному золотому стандарту біопсії печінки.

Нарешті, важливо зазначити, що, хоча PELD включає рівень білірубіну у пацієнта як показник ураження печінки та холестазу, підвищений рівень білірубіну, схоже, не корелює з гістологічними даними пошкодження печінки (37-39).

Насправді, мабуть, є докази того, що у дітей з ІФАЛД розвинений фіброз і навіть цироз можуть існувати без підвищеного рівня прямого білірубіну (10). Тому iv [13C] -MBT пропонує новий і клінічно важливий тест для оцінки IFALD. У цьому дослідженні ми підтверджуємо безпеку методики та доцільність повторного тестування у дітей. Далі ми демонструємо значну взаємозв’язок між результатами [13C] -MBT та наявністю або відсутністю цирозу печінки у дітей з ІФАЛД.

Дослідження має кілька обмежень, включаючи порівняно невеликий обсяг вибірки (27 пацієнтів), відсутність послідовної біопсії біопсії печінки та відсутність порівняльної когорти. Хоча значною перевагою [13C] -MBT є повторний тест для довгострокової оцінки функції печінки, у цьому дослідженні доступні лише дані пілотного обстеження. Нарешті, необхідно оцінити використання [13C] -MBT у пацієнтів літнього віку з ІФ.

Подальші дослідження є необхідними для визначення здатності [13C] -MBT розрізняти точніші ступені фіброзу печінки та оцінки корисності цього тесту для прогнозування довгострокових клінічних результатів у різних групах ІФ.

глосарій

L [1-13C] метіонін

L [1-13 C] метіоніновий дихальний тест

площа під кривою збагачення [13C] -Met проти базової лінії

гамма-глутаміл-транспептидаза

захворювання печінки, пов’язане з кишковою недостатністю