Modern principles of diagnosis and prediction of course of chronic obstructive pyelonephritis in children


Morozov D.A., Morozova O.L., Zakharova N.B., Lakomova D.Yu.

Research Institute for Fundamental and Clinical Uronephrology (head — MD, professor D.A.Morozov) Saratov SMU named after V.I.Razumovskiy Ministry of Health of the Russian Federation, Saratov
An assessment of changes in the levels of cytokines, cell adhesion molecules, acute phase proteins in serum, urine and biopsy using ELISA was performed. The evaluation was performed in 167 patients with various congenital urinary tract obstructions in the perioperative period. It is shown that serum C-reactive protein and IL-6, IL-8 urine levels have highdiagnostic significance for determining the severity of inflammation in the urinary tract in the development of chronic obstructive pyelonephritis at different levels of obstruction. The calculation of the proposed index of inflammation activity based on IL-8 and IL-10 urine levels in children in the dynamics allows to estimate the phase of inflammation and efficacy of the treatment.

Введение. Развитие тубулоинтерстициального фиброза является закономерным исходом хронического воспалительного процесса в мочевыводящих путях (МВП), возникающего на фоне нарушения уродинамики функционального или органического генеза, ремоделирования почечного кровотока, присоединения ишемического и инфекционного повреждающего фактора [1, 2]. Именно длительность и выраженность стадии альтерации в условиях тканевой гипоксии и предопределяют вектор развития воспалительного процесса в почечной паренхиме [3, 4]. Однако до настоящего времени недостаточно изучена степень участия различных биологически активных веществ в развитии и прогрессировании поражения почек при хроническом обструктивном пиелонефрите (ХОП) у детей. Остаются открытыми
вопросы ранней диагностики, мониторирования и прогнозирования течения ХОП в условиях врожденной обструкции МВП [5–7]. Не получил широкого распространения мониторинг уровня различных цитокинов в целях оценки эффективности комплексной терапии заболевания.

Целью настоящего исследования явилась разработка новых чувствительных диагностических и прогностических критериев оценки тяжести течения ХОП в периоперационном периоде у детей на основании сравнительного анализа изменений содержания биологически активных веществ в различных биологических средах (сыворотке крови, моче, биоптате тканей МВП и почки).

Материалы и методы. Были обследованы 349 пациентов с различными вариантами врожденной обструкции МВП. В зависимости от уровня и степени обструкции все больные были разделены на три группы. Первая включала 155 пациентов с гидронефрозом (108 детей) и уретерогидронефрозом (47 детей). Вторую группу составил 171 ребенок с пузырно-мочеточниковым рефлюксом (ПМР). В 3-ю группу вошли 23 больных с инфравезикальной обструкцией. В каждой группе выделялись подгруппы в соответствии с фазой течения ХОП: подгруппа А – больные ХОП в фазу латентного воспаления;
подгруппа Б – больные ХОП в фазу активного воспаления. Средний возраст пациентов составил 5,1±4,6 года. В группу сравнения вошли 30 детей с хирургическими заболеваниями легкой степени тяжести (пупочной или паховой грыжей) в предоперационном периоде, стратифицированных по полу и возрасту.

Стандартный комплекс обследования проведен всем пациентам до коррекции обструкции и на 3–5-е сутки после оперативного вмешательства по унифицированным методикам. Использованы клинико-лабораторные (общий анализ периферической крови, общий анализ мочи, бактериологический анализ мочи и анализ мочи по Нечипоренко), ультразвуковые, рентгеноурологические и эндоскопические методы исследования. Бактериологическому исследованию подвергли мочу, полученную при естественном мочеиспускании и при катетеризации мочевого пузыря, а также смывы с эндоскопического оборудования (n=28) и биоптаты (n=35) пиелоуретерального, уретеровезикального и мочеточникового сегментов, взятые интраоперационно.

Для уточнения механизмов развития ХОП в периоперационном периоде и выявления роли различных факторов в его поддержании у 167 пациентов с различными вариантами врожденной обструкции МВП и 30 детей группы сравнения было выполнено количественное определение биологически активных веществ (острофазных белков (высокочувствительного С-реактивного белка [СРБ], церулоплазмина [ЦП]), провоспалительных (интерлейкин [ИЛ]-1β, ИЛ-6, -8, ФНО-α) и противовоспалительных (ИЛ-4, -10) цитокинов, молекул межклеточной адгезии (sЕ-селектина) в различных биологических средах (сыворотка крови, моча). Весь биоматериал собирался до начала лечения обструктивной уропатии (при установленном урологическом

диагнозе), а также на 3–5-й день после операции. При открытых реконструктивно-пластических операциях интраоперационно произведен забор фрагментов пиелоуретерального, уретеровезикального сегментов; при нефрэктомии исследованию подвергли участки почечной паренхимы.

Цитокины в сыворотке крови, биоптате и моче определены методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью тест-систем “Вектор-Бест” (Россия, Новосибирск) (ИЛ-1β, -6, -8, ФНО-α, ИЛ-4), молекулы межклеточной адгезии (селектины – sЕ) и ИЛ-10 с применением наборов “Bender Medsystems” (Австрия) на иммуноферментном анализаторе Stat Fax 2010 (“Stat Fax”, США).

Определение СРБ осуществлено с помощью CRP U-hs универсального/высокочувствительного теста, рекомендованного для диагностики воспаления и кардиоваскулярных с использованием наборов фирмы “DiaSys Diagnostics Systems GmbH”. Для определения уровня ЦП применены наборы фирмы “Sentinel Diagnostics”. Результаты. На момент начала исследования большинство больных 1-й и 2-й групп находились в стадии ремиссии (62,6 и 67,3% соответственно), тогда как все пациенты 3-й группы имели признаки воспалительного процесса в мочевой системе. При базисном лабораторном обследовании пациентов с ХОП в фазе активного воспаления во всех группах больных были отмечены
изменения состава периферической крови – лейкоцитоз, изменение индексов клеточной реактивности; биохимические сдвиги в сыворотке крови: диспротеинемия, гипоальбуминемия. Значимые изменения были обнаружены в общем анализе мочи и анализе мочи по Нечипоренко: снижение плотности мочи, микрогематурия, лейкоцитурия, незначительная протеинурия.

Изменение размеров почек, толщины и структуры паренхимы по результатам ультразвукового метода
исследования в большей степени отражало морфологические изменения в почках при пиелонефрите и не всегда могло служить ранними диагностическими критериями выявления заболевания.

Важным в диагностике ХОП было микробиологическое исследование с идентификацией возбудителя
в МВП. При гидронефрозе микроорганизмы в моче были обнаружены у 75% пациентов, при уретерогидронефрозе — у 83%, при ПМР — у 81,5%. У 100% детей с инфравезикальной обструкцией зарегистрирована бактериурия. Наиболее часто у детей с обструктивными уропатиями выделяли E. coli (32–42,6%). При нарушении уродинамики в нижних отделах МВП (ПМР и инфравезикальная обструкция) возрастала частота идентификации грамотрицательной микрофлоры (Proteus spp.,
Klebsiella spp., Pseudomonas spp.). У 20% детей с обструктивными уропатиями в отсутствие бактериурии выявлены микроорганизмы в биоптате МВП или в смывах с одноразовых игл, с помощью которых осуществлена эндоимплантация биоматериала в подслизистый слой устья мочеточника. Микрофлора 25% пациентов, выделенная из биоптата и мочи, различалась.

Таким образом, проведенный стандартный комплекс клинико-лабораторных, микробиологических, вспомогательных методов исследований исходно позволял устанавливать форму обструкции МВП и констатировать фазу активного воспаления ХОП. Значимых объективных критериев оценки тяжести течения воспалительного процесса в МВП в фазе латентного воспаления ХОП не выявлено. Данные стандартного комплекса клинико-лабораторного обследования пациентов всех групп, имевших исходно ХОП в фазе активного воспаления, на 3–5-е сутки после операции достоверно не отличались от показателей до коррекции вне зависимости от уровня обструкции и выбора метода лечения.
Результаты обследования детей без заболевания мочевыделительной системы (группа сравнения) были приняты за норму (табл. 1).

Таблица 1. Сравнительный анализ показателей острофазных белков и цитокинового профиля у больных в фазе латентного воспаления ХОП до операции.

Исходно у больных ХОП в фазе латентного воспаления на фоне гидро- или уретерогидронефроза отмечено умеренное повышение содержания СРБ (р<0,004), провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-8) как в сыворотке крови (р<0,02), так и в моче (р<0,001), что свидетельствовало о наличии очага хронического вялотекущего воспаления в почках (см. табл. 1). Имелся выраженный параллелизм изменений цитокинового профиля в моче и биоптатах мочевого тракта (табл. 2). Кроме того,
увеличение содержания провоспалительных фракций цитокинов в биоптате и моче коррелировало с количественными (по числу клеток) и качественными (по клеточному составу) характеристиками воспалительных инфильтратов мочевыводящей системы, обнаруженных при морфологическом исследовании.

Таблица 2. Уровень цитокинов и молекул межклеточной адгезии в биоптате пиелоуретерального
и уретеровезикального сегментов у больных 1-й группы (М±SD).

В раннем послеоперационном периоде (3–5-е сутки после операции) у этих больных выявлены признаки активации ХОП: повышение содержания ИЛ-1β (р<0,04), ИЛ-6 (р<0,001), ИЛ-8 (р<0,0001) (табл. 3). Однако отмечено сбалансированное повышение содержания как про-, так и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4 (р<0,02), ИЛ-10 (р<0,05)).

Таблица 3. Сравнительный анализ показателей острофазных белков и цитокинового профиля у больных в фазе латентного воспаления ХОП на 3–5-е сутки после операции.

У пациентов с ХОП в фазе активного воспаления на фоне гидро- и уретерогидронефроза, подтвержденных результатами стандартного клинико-лабораторного обследования, исходно были зафиксированы диагностически значимые сдвиги основных биологических маркеров воспаления по отношению к группе сравнения — острофазных белков (СРБ [р<0,001], ЦП [р<0,02]), провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, -6, -8, ФНО-α) и молекул межклеточной адгезии (sЕ-селектина) в отсутствие достоверных изменений со стороны противовоспалительных интерлейкинов (ИЛ-4, -10) (табл. 4).

В раннем послеоперационном периоде проявления системного воспалительного ответа купировались, что подтверждено снижением уровня острофазных белков, основных провоспалительных цитокинов и молекул межклеточной адгезии в сыворотке крови (табл. 5). Однако локальные проявления воспалительного процесса в МВП сохранялись, о чем свидетельствовали высокие концентрации основных провоспалительных медиаторов в моче.

Для детей с ПМР и ХОП в фазе латентного воспаления в отсутствие клинических проявлений были характерны следующие изменения: умеренное повышение содержания СРБ (р<0,05) до операции; снижение концентрации ЦП (р<0,04) к 3–5-м суткам после операции; повышение уровня провоспалительных ИЛ-6 (р<0,01), ИЛ-8 (р<0,01) в сыворотке крови с одновременным однонаправленным изменением уровня противовоспалительного ИЛ-10 (р<0,008); значительное увеличение содержания ИЛ-8 в моче на протяжении всего периода наблюдения; умеренное повышение концентрации ИЛ-6 в моче на фоне снижения уровня противовоспалительного ИЛ-10 на 3–5-е сутки после коррекции рефлюкса (см. табл. 1, 3). Несмотря на ликвидацию ПМР, в раннем послеоперационном периоде сохранялись признаки воспалительного процесса в МВП, которые требовали дальнейшего динамического наблюдения.

Для больных подгруппы 2Б с ХОП в фазе активного воспаления на фоне ПМР было характерно повышение уровня СРБ, провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, -8) в сыворотке крови при одновременном однонаправленном нарастании содержания противовоспалительного ИЛ-10 в предоперационном периоде; увеличение содержания всех провоспалительных цитокинов в моче. При
этом уровень противовоспалительных цитокинов был неизменным на протяжении всего периода наблюдения (см. табл. 4, 5).

Таблица 4. Сравнительный анализ основных биологических маркеров воспаления у больных
в фазе активного воспаления ХОП до операции (М±SD).

Таблица 5. Сравнительный анализ содержания основных биологических маркеров у больных в фазе активного воспаления ХОП на 3–5-е сутки после операции (М±SD).

Детальное изучение основных биологических маркеров воспаления в 3-й группе больных с инфравезикальной обструкцией и ХОП в фазе активного воспаления выявило резкое повышение уровня острофазных белков в сыворотке крови до ликвидации уретеральной непроходимости с последующим снижением показателей в раннем послеоперационном периоде (см. табл. 4, 5). Наибольшую чувствительность и специфичность для диагностики активного воспалительного процесса в мочевом тракте, как и в предыдущих группах больных, проявили такие биомаркеры, как СРБ (р<0,05) в сыворотке крови, ИЛ-6 (р<0,05), ИЛ-8 (р<0,05) и в сыворотке крови, и в моче.

При сравнительном межгрупповом анализе содержания различных биологических маркеров в зависимости от уровня обструкции и вида оперативного вмешательства при условии одинаковой фазы воспаления ХОП получены данные относительно исходного состояния воспалительного процесса у пациентов различных групп. В сыворотке крови больных 1-й группы с ХОП в фазе латентного воспаления на фоне гидро- и уретерогидронефроза изначально были более высокие уровни СРБ (р<0,01) и провоспалительного ИЛ-1β (р<0,0001) (см. табл. 1). Однако у пациентов 2-й группы с ПМР имело место достоверно более высокое содержание провоспалительного ИЛ-8 (р<0,01). В моче отличия касались только концентрации sЕ-селектина (р<0,05). Как видно, значимых различий выявить не удалось, поэтому сделать однозначный вывод о влиянии уровня обструкции на течение воспалительного процесса в МВП нельзя.

В раннем послеоперационном периоде в этих группах больных зарегистрированы более существенные
различия в содержании основных биомаркеров (см. табл. 3). Так, в сыворотке крови пациентов 1-й группы отмечены более высокие уровни СРБ (р<0,001), ИЛ-1β (р<0,0005) и более низкий уровень ЦП (р<0,02). В моче имелось достоверное повышение концентрации провоспалительных ИЛ-1β (р<0,007), ИЛ-8 (р<0,04), ФНО-α (р<0,04) и противовоспалительного ИЛ-10 (р<0,002), а также sЕ-селектина (р<0,04). По всей видимости, коррекция обструкции в верхних отделах мочевого тракта путем открытого оперативного вмешательства приводила к временному обострению локального воспалительного процесса, что проявлялось в изменении уровней основных биологических маркеров воспаления.

Сравнительный межгрупповой анализа выявил, что в фазу разгара воспалительного процесса ни уровень обструкции, ни вид оперативного вмешательства существенно не влияли на уровень исследуемых биомаркеров (см. табл. 4, 5).

Для оценки диагностической значимости исследования цитокинов в моче был проведен ROC-анализ с
построением характеристических кривых при разных точках разделения значений показателей. Было установлено, что наибольшей чувствительностью и специфичностью для регистрации степени выраженности воспаления и его мониторинга в мочевом тракте в процессе развития ХОП при различных уровнях обструкции имеет исследование содержания СРБ в сыворотке крови и ИЛ-6, -8 в моче (см. рисунок).

ROC-кривые диагностической эффективности определения активности воспалительного процесса при ХОП по изменению ИЛ-8 в мочеоперированных крысах

Поскольку с точки зрения основных закономерностей развития воспалительного процесса имеют значение не абсолютные значения уровней цитокинов, а баланс между провоспалительными и противовоспалительными фракциями, нами был предложен интегративный показатель – индекс активности воспаления (ИАВ). Данный индекс рассчитан как соотношение концентраций провоспалительного ИЛ-8, показавшего высокую чувствительность и специфичность диагностики воспалительного процесса в МВП, к противовоспалительному ИЛ-10, ингибирующему функциональную активность макрофагов, синтез моноцитами и макрофагами провоспалительных цитокинов, колониестимулирующих факторов, молекул межклеточной адгезии (табл. 6).

Таблица 6. Динамика ИАВ у детей с ОУ в периоперационном периоде.

С помощью многофакторного логистического регрессионного анализа построена математическая модель, согласно которой установлено, что вероятность обострения ХОП в раннем послеоперационном периоде напрямую зависела от исходного уровня ИАВ в моче (р<0,0081).

Обсуждение. Воспалительный процесс, развившийся в мочевой системе на фоне обструктивной уропатии, долгое время носит локальный характер, принимая при этом хроническое рецидивирующее течение. Даже в отсутствие клинических проявлений ХОП имеются достоверные изменения уровня различных биологических маркеров как в сыворотке крови, так и в моче, которые отражают степень выраженности воспалительного процесса в МВП.

Доказано, что обострение ХОП происходит на фоне нарушения баланса цитокинов, сопровождающегося недостаточностью противовоспалительных фракций (ИЛ-10) и избыточной продукцией провоспалительных медиаторов (ИЛ-6, -8). Изменение этих показателей определяет, по существу, вектор течения воспалительного процесса в мочевыводящей системе детей с обструктивными уропатиями, что позволяет рекомендовать определение данных маркеров в качестве скринингового метода для объективизации тяжести течения у них ХОП. Полученные нами результаты позволяют дополнить представления о механизмах развития ХОП. В фазе обострения ХОП происходит значительное увеличение содержания провоспалительных цитокинов не только в моче, но и в крови, что отражает распространенность воспалительного процесса, тяжесть течения и прогрессирование заболевания.

Заключение. Полученные в ходе работы результаты дали возможность выявить следующие закономерности формирования и прогрессирования ХОП у детей:

1. Для ранней диагностики и объективной оценки тяжести воспалительного процесса в мочевой системе в комплексное обследование детей с ХОП наряду с традиционными клинико-лабораторными методами целесообразно включать мониторирование содержания основных биологических маркеров воспаления (СРБ, ИЛ-6, -8, -10) как в сыворотке крови, так и в
моче.
2. Прогностически неблагоприятными критериями, свидетельствующими об обострении воспалительного процесса в МВП, являются резкое повышение содержания острофазных белков и цитокинов в сыворотке крови, нарушение баланса цитокинов, сопровождающееся недостаточностью противовоспалительных фракций (ИЛ-10) и избыточной продукцией провоспалительных медиаторов (ИЛ-6, -8).
3. Для прогнозирования и объективизации тяжести течения ХОП у детей необходимо рассчитывать ИАВ в моче как соотношение ИЛ8/ИЛ10. Увеличение данного показателя позволяет прогнозировать вероятность обострения ХОП в послеоперационном периоде.
4. Для прогнозирования течения ХОП у детей целесообразно использовать математическую регрессионную модель вероятности обострения ХОП в раннем послеоперационном периоде с учетом изменения ИАВ в моче и уровня обструкции.

Таким образом, расчет ИАВ может быть включен в алгоритм диагностики и ведения больных с обструкивными уропатиями для прогнозирования течения периоперационного периода и риска обострения хронического пиелонефрита, что чрезвычайно важно для педиатрической практики.

Исследование выполнено при поддержке Гранта Президента РФ МД-2767.2008.7.


About the Autors


Author’s contacts: Lakomova D.U. - lab technician, tel. +7 (937) 144-92-55, e-mail: DLmedic@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа