Роль цитокинов и полиморфизма их генов в диагностике инфекционного эндокардита и прогнозе его тромбоэмболических осложнений

Актуальность
Инфекционный эндокардит (ИЭ) – это заболевание с первичной локализацией возбудителя на клапанах сердца и пристеночном эндокарде, протекающее с возможной генерализацией септического процесса и развитием иммунопатологических изменений (Данилов А.И. и соавт., 2013).
Заболеваемость ИЭ составляет 3-10 случаев на 100 тыс. человек в год. Несмотря на совершенствование методик диагностики и терапии, летальность при ИЭ остается достаточно высокой - до 40% в течение последующих 5 лет (Bannay A. et al., 2011).

Актуальность
Основу диагностики ИЭ составляют критерии Duke в виде клинических особенностей, результатов эхокардиографии и посева крови (Habib G. et al., 2015; Karchmer A.W. et al., 2015).
Цитокины — группа полипептидных медиаторов межклеточного взаимодействия, участвующих главным образом в формировании и регуляции защитных реакций организма при внедрении патогенов и нарушении целостности ткани (Кетлинский С.А., Симбирцев А.С., 2010).
30–50% ИЭ формируется без какого-либо очевидного участия классических факторов риска, предполагается вовлечение в патогенез заболевания и его осложнений молекулярно-генетических факторов (Hoen B. and Duval X., 2012; Le Moing V. et al., 2015).

Цель исследования
Выявить диагностическую роль цитокинов и полиморфизма их генов при различных вариантах течения инфекционного эндокардита (остром, подостром), а также возможность их использования для диагностики и риска развития тромбоэмболических осложнений заболевания.

Задачи исследования
Изучить характер изменения концентрации про- (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12, TNFα) и противовоспалительных цитокинов (RAIL-1, IL-10, IL-4) в плазме крови пациентов с ИЭ и определить диагностический диапазон концентраций цитокинов, характерных для острого и подострого варианта его течения, а также для ТЭО заболевания.
Исследовать распределение частот полиморфизма генов цитокинов, диагностически значимых для ИЭ острого и подострого вариантов течения и при формировании его ТЭО.
На основании данных о формировании ТЭО в катамнезе у пациентов с ИЭ и данных об особенностях их цитокинового статуса при поступлении в стационар определить возможность использования цитокинов в качестве предикторов ТЭО инфекционного эндокардита.
Разработать алгоритм оптимизированной диагностики вариантов течения ИЭ с оценкой риска формирования его ТЭО на основе оптимальной комбинации исследованных иммуно-генетических показателей (цитокинов и полиморфизма их генов).

Определение цитокиновых биомаркеров ИЭ разных вариантов течения
Пациенты с диагнозом «инфекционный эндокардит» (n=100)
Острый инфекционный эндокардит (ОИЭ)
Клинико-лабораторное обследование
Мониторинг пациентов с ОИЭ и ПОИЭ, поступивших в стационар без ТЭО с выявлением случаев формирования таковых в динамике наблюдений
Возрастной контроль (n=20)
Определение диагностически-значимого диапазона концентраций цитокинов и полиморфизма их генов, характерных для острого и подострого варианта течения ИЭ и при его ТЭО
Определение диагностического диапазона концентраций цитокинов-предикторов ТЭО; Выявление генов полиморфизма цитокинов связанных с генетической предрасположенностью к ИЭ и его ТЭО
Подострый инфекционный эндокардит (ПОИЭ)
ОИЭ без ТЭО
ОИЭ с ТЭО
ПОИЭ с ТЭО
ПОИЭ без ТЭО
Оценка содержания в плазме крови про- и противовоспалительных цитокинов
Оценка полиморфизма генов цитокинов, диагностически значимых для вариантов течения ИЭ
1
2

Методы исследования

Научная новизна
Впервые будет изучен характер изменения концентрации про- и противовоспалительных цитокинов (IL-1β, RAIL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNFα) в зависимости от варианта течения ИЭ с определением их диагностически значимого диапазона.
Впервые будет проведена оценка распределение частот полиморфизма генов цитокинов, диагностически значимых для острого и подострого ИЭ с учетом благоприятного периода реабилитации и при формировании тромбоэмболических осложнений заболевания.
Впервые будут выявлены возможные цитокиновые предикторы тромбоэмболических осложнений у пациентов с инфекционным эндокардитом.
Будет разработан алгоритм оптимизированной диагностики вариантов течения ИЭ и риска формирования его тромбоэмболического осложнения на основе оптимальной комбинации исследованных показателей (цитокинов и полиморфизма их генов), соответствующий их максимальной диагностической и прогностической значимости.

Практическая значимость
Расширение представлений о патогенетической роли цитокинов при инфекционном эндокардите и при формировании его тромбоэмболических осложнений; оптимизация диагностики ИЭ посредством определения диагностически и прогностически значимых диапазонов цитокинов при остром и подостром течении ИЭ и при формировании его тромбоэмболических осложнений; выявление взаимосвязи между полиморфизмом генов цитокинов и развитием ИЭ с риском формирования его осложнений; выявление комплекса диагностических иммуногенетических маркёров, обладающих наибольшей информативностью для ранней диагностики ИЭ и прогнозирования его исходов.

Анализ концентрации цитокинов (IL-1β, RAIL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNFα) в плазме крови пациентов с ИЭ и у практически здоровых субъектов соответствующего возраста позволит определить диагностически значимый диапазон концентраций цитокинов, характерный для острого и подострого вариантов течения ИЭ, а так же при его ТЭО.
Оценка распределения частот полиморфизмов генов диагностически значимых цитокинов для различных вариантов течения ИЭ с учетом неосложненного характера реабилитации и при ТЭО заболевания позволит определить их патогенетическую и прогностическую роль.
Исследование характера изменения концентрации цитокинов в плазме крови пациентов с острым и подострым ИЭ, у которых в катамнезе наблюдений сформировались тромбоэмболические осложнения, позволит определить диагностический диапазон концентраций цитокинов-предикторов указанного осложнения.
Систематизация и анализ полученных результатов исследования позволит разработать алгоритм оптимизированной диагностики вариантов течения инфекционного эндокардита с оценкой риска формирования его тромбоэмболических осложнений, основанных на оптимальной комбинации исследованных показателей (цитокинов и полиморфизма их генов).
Ожидаемые результаты

Возможности коммерциализации
Результаты проекта рассчитаны на внедрение в клиническую медицину. А именно выявление комплекса диагностических иммуногенетических маркёров, обладающих наибольшей информативностью для ранней диагностики ИЭ и прогнозирования его исходов.
Мед расходы в связи с поздней диагностикой возрастают в десятки раз по сравнению с расходами при своевременной диагностике и своевременном лечении
Себестоимость 1 выделения
ДНК + концентрация 1 цитокина в
сыворотке + 1 snp гена цитокина =
180 рублей (2-3 Ц и snp = 340-500 руб)
Внедрение методики ранней диагностики ИЭ и его ТЭО
Ранняя консервативная терапия
Более ранняя постановка диагноза и выявление возможных ТЭО
Экономия на мед расходах операционных методик лечения (протезирование клапана, тромбоэкстракции)