тест

  • абстрактно
  • Основното
  • методи
  • Изотопни методи.
  • Статистически методи.
  • РЕЗУЛТАТИТЕ
  • ДИСКУСИЯ
  • Терминологичен речник

абстрактно

Основното

Чревната недостатъчност (IF) е клинично състояние, при което тялото не е в състояние да стимулира растежа и/или хомеостазата на течности и електролити поради недостатъчна функционална повърхност на червата. Според най-новите доклади в новородената популация до 0.7% от бебетата с много ниско тегло при раждане и до 1.1% при бебетата с много ниско тегло при раждане. Свързаната IF смъртност при бебета с много ниско тегло при раждане се счита за 20% (1).

Съвременното медицинско лечение на IF се основава на парентерално хранене (PN), но това лечение за съжаление може да бъде придружено от чернодробно увреждане, наречено чревна чернодробна недостатъчност (IFALD). Етиологията на IFALD може да бъде многофакторна и, освен че е свързана с PN, IFALD е свързана с недоносени бебета, брой инфекциозни епизоди, способност да понасят ентерално хранене, брой лапаротомии, брой дни на антибиотици и други фактори, които все още не са идентифицирани. (2).

IFALD започва с развитието на чернодробно перипортално възпаление и холестаза и след продължително излагане на PN може да доведе до пролиферация на жлъчните пътища, фиброза и цироза (3). В случаи на тежко, необратимо чернодробно увреждане, свързано с IFALD, може да се наложи изолирана чернодробна трансплантация или обикновено комбинирана трансплантация на черва/черен дроб (4-6).

Въпреки че чернодробната биопсия остава златният стандарт за оценка на IFALD, инвазивният характер на този тест изключва използването му като честа мярка за прогресиране или възстановяване на заболяването. Конвенционалните статични биохимични чернодробни анализи (трансаминази, билирубин, алкална фосфатаза и плазмен албумин или протромбиново време) са използвани за оценка на наранявания и функции, но се различават значително по специфичност и чувствителност (7-9). Например, пациентите с IFALD с нормален или леко повишен билирубин често могат да имат цироза, както се определя чрез чернодробна биопсия (10).

Въз основа на тези недостатъци системата за оценка на Child-Turcotte и Pugh (CTP) първоначално е разработена през 1964 г., за да се оцени тежестта на хроничното чернодробно заболяване (11), а отскоро и друга широко използвана система за оценка, моделът на крайния черен дроб. заболяване (MELD) е разработено с помощта на серумен креатинин, International Normalized Ratio (INR) и билирубин, за да се предскаже оцеляването при възрастни пациенти с хронично чернодробно заболяване (12). Резултатът за крайния стадий на детско чернодробно заболяване (PELD) е подобен на MELD, но е създаден като инструмент за прогнозиране на смъртността и заболеваемостта при деца с хронично заболяване, чакащи чернодробна трансплантация (13). PELD използва някои различни критерии от MELD, за да идентифицира специфичните нужди за растеж и развитие на децата, включително 1) билирубин, който измерва ефективността на жлъчната секреция, 2) INR, който измерва способността на черния дроб да произвежда фактори на кръвосъсирването, 3) албумин, който измерва способността на черния дроб да синтезира висцерален протеин от аминокиселини-прекурсори, 4) неуспех в растежа и 5) възраст (независимо дали детето е под 1 година).

Тези системи за оценяване потенциално превъзхождат биохимичните тестове, тъй като се отнасят до различни фактори, отразяващи чернодробния резерв и функция. Въпреки това, MELD и CTP не са предназначени за деца (13) и въпреки че PELD резултатът е специфичен за педиатричната популация, той има ограничения при оценката на IFALD. Той не е валидиран като сурогатен маркер за клиничната оценка на чернодробно заболяване при пациенти, които нямат краен стадий на чернодробно заболяване. В допълнение, четири от петте компонента на PELD (тегло, височина, INR и албумин) могат да бъдат променени при условия, различни от IFALD. Например преждевременно раждане, гестационна възраст, малабсорбция, чревна загуба, чревна дължина и недохранване могат да допринесат за аномалии в растежа, усвояване на витамин К и нисък албумин, независимо от чернодробната функция.

Неинвазивен динамичен тест за IFALD може по-добре да отговори на тези ограничения. Преди това са предлагани неинвазивни динамични тестове при възрастни популации за измерване на метаболитния капацитет на черния дроб в точно определено време и могат да се използват за количествено определяне на резерва на чернодробната функция при дългосрочна оценка (9). Субстратите, използвани в тези динамични тестове за оценка на чернодробната функция, трябва да отговарят на критерии, включително безопасна, бърза и последователна абсорбция, специфичен чернодробен метаболизъм, известен метаболитен път и бърза поява на метаболита в издишания дъх или друго място за вземане на проби (14).

Субстратите традиционно се категоризират според конкретното чернодробно отделение, в което се осъществява метаболизмът (митохондриален, микрозомален или цитозолен) (14) и следователно могат да бъдат избрани въз основа на отделението, което е най-засегнато от вида на чернодробното заболяване. Чернодробната митохондриална дисфункция е резултат от широк спектър от чернодробни патологии и е полезен индикатор за цялостната чернодробна функция. При чернодробна цироза, мастни чернодробни или ксенобиотични увреждания, окислителният метаболизъм на различни субстрати е нарушен от дисфункция на електронната транспортна верига в чернодробните митохондрии (15, 16), което предполага, че оценката на митохондриалната функция може да бъде подходящ маркер за чернодробната функция по време на PN (17).

Един субстрат, който се метаболизира специфично в чернодробните митохондрии и който отговаря на другите критерии по-горе, е аминокиселината метионин (9, 18). Основното място на метаболизма на метионина е в черния дроб (19) с няколко пътища, които водят до производството на въглероден диоксид (CO2). В първите стъпки на метаболизма на метионин метионин аденозилтрансферазата катализира превръщането от метионин в S-аденозилметионин (SAMe) (20). CO2 се получава, когато SAMe се декарбоксилира по пътя към синтеза на полиамин (21, 22). SAMe участва и в реакции на трансметилиране, които водят до S-аденозилхомоцистеин и последващо образуване на хомоцистеин (19). Най-често срещаната метилтрансфераза в тези реакции на трансметилиране е глициновата N-метилтрансфераза, която превръща глицина в N-метилглицин (саркозин) (21). След това саркозинът се окислява от саркозин дехидрогеназа, която се намира изключително в митохондриите на черния дроб; последващ набор от реакции, включително образуването на междинни продукти на формалдехид и формиат, води до образуването на CO2 (18, 23). Трансионизацията на метионин е друг потенциален път за катаболизъм на метионин, който води до превръщането на метилов или карбоксилен въглерод в CO 2 и се случва предимно в черния дроб. Този път обаче не се среща при бозайници при нормални метаболитни условия (18, 24).

Всеки от пътищата, както бе споменато по-горе, произвежда CO 2 в междинния метаболизъм на метионин. Предишни изследвания, разчитащи на пътища за разграждане на метионин до CO2, предполагат, че 13C ([13C] -MBT) -белязан метионин ([13C] -Met) тест за дишане може да се използва за оценка на окислителния капацитет на метионин. черен дроб (9).

При този дихателен тест на пациента се прилага [1-13С] -Met, в който един от 12-те въглеродни атома в метионина е заменен от стабилен 13 С изотоп. 13-С-стабилният изотоп се разцепва ензимно по време на един от метаболитните пътища, отбелязани по-горе и накрая се включва в CO2 и се издишва чрез дишане (9). Обогатяването на изтеклия CO 2 с 13 ° C се анализира чрез изотопна масспектрометрия. Следователно е възможно да се проследи окислителният капацитет на метионин в митохондриите на хепатоцитите, като се използва стабилен изотопен маркер (9).

Разработването на iv [13C] -MBT предлага потенциал за безопасни, неинвазивни и надеждни средства за оценка на чернодробните заболявания, особено при деца с IFALD (25). Устната версия се използва безопасно при възрастни в продължение на почти десет години (9), а методът iv [13 C] -MBT избягва всяка грешка поради променлива стомашно-чревна абсорбция, която може да бъде свързана с пациенти с IF.

Опитахме се да използваме iv [13C] -MBT като индекс на чернодробната функция в педиатрична група пациенти с IF. По-специално, регенерацията на дишането на 13 CO 2 корелира с биохимичните тестове за чернодробно заболяване, резултатите от PELD и хистопатологията при педиатрични пациенти с IFALD. По-нататък изследвахме възможността на този тест като лесно повтарящо се серийно измерване на чернодробната функция в нашата изследвана популация.

методи

След одобрението на Институционалния съвет за преглед (IRB) и писмено информирано съгласие, между юли 2006 г. и февруари 2009 г. 27 пациенти бяха записани в Центъра за усъвършенствана рехабилитация на червата в стационара на детската болница в Бостън. 1) диагностика на IF (дефинирана като PN зависимост за ≥ 30 d); 2) коригирана гестационна възраст ≥ 36 седмици; и 3) осигуряване на PN, за да отговори на някои или на всички енергийни и протеинови изисквания. Диагнозата на IFALD е поставена чрез 1) серумен директен билирубин (DB) ≥2 mg/dl или 2) чернодробна хистопатология, която показва умерена до изразена фиброза при настройка на експозиция на PN за> 30 дни. Критериите за изключване включват 1) приемане на парентерални антимикробни средства и/или вазопресори; 2) Недостатъчна хранителна поддръжка (13 CO 2 [V 13 CO 2 (време)] се изчислява въз основа на производителността на 13 CO 2 във всяка точка от времето за вземане на проби, изчислена като: V13 CO2 (време) = V 13 CO 2 × VE 13 CO 2 (време), където V CO 2 е общата скорост на производство на CO 2 (в μmol/kg/min), измерена чрез индиректна калориметрия, а VE CO 2 е обогатяването на изотоп от 13 CO 2, измерено на въздушна проба, събрана при всеки момент от времето = мин. Изчисляването на производството на 13 CO 2 след това се извършва с помощта на установени методи (25).

Статистически методи.

Обогатяването на 13 СО2 от изходното ниво е начертано като функция от времето за всеки пациент. След това площта под кривата на всеки пациент беше получена по метода на Лагранж (27).

Всички непрекъснати характеристики на пациента бяха обобщени, използвайки средния и интерквартилния диапазон (IQR) и средните и стандартните отклонения, според случая. Категоричните характеристики на пациентите са обобщени като пропорции. Коефициентите на корелация на Спирман са изчислени, за да се оцени връзката между [13 C] -MBT резултатите и следните променливи: INR, ALT, AST, албумин, GGTP, PELD резултат и продължителност на PN терапия по време на тестването. Сравнението на резултатите от [13C] -MBT при лица със и без цироза е оценено чрез теста на Wilcoxon.

РЕЗУЛТАТИТЕ

Двадесет и седем пациенти са претърпели общо 34 [13 C] -MBT без никакви нежелани събития. Пациентите са на възраст от 5,0 до 34,4 месеца (медиана = 5,3 месеца; IQR = 3,6-8,0) при 16 (59%) мъже. Средната продължителност на експозицията на PN при [13C] -MBT беше 5 месеца (IQR: 3-7). Всички пациенти получават iv омега-3 мастни киселини в доза 1 g/kg/ден като хепатопротективна стратегия по време на лечението. Най-честите диагнози, водещи до ИФ, са некротизиращ ентероколит (33%), гастрошизис (26%) и чревна атрезия (22%) (Таблица 1). По време на проучването никой от пациентите не се нуждае от допълнителен кислород.

Маса в пълен размер

Фигура 1 показва процентното излишък от 13 CO2 от 27 пациенти. Корелациите между параметрите на чернодробните функционални тестове при 27 пациенти и [13C] -MBT обикновено са доста слаби. Най-силните корелации с площта под кривата на обогатяване [13C] -Met (13 CO 2 AUC) над изходното ниво са гестационната възраст (корелация на Spearman = 0,39, p = 0,04), теглото (корелация на Spearman = 0,36, p = 0,06), височината (Корелация на Spearman = 0,36, p = 0,07), INR (Корелация на Spearman = -0,36, p = 0,07) и PELD резултат (Корелация на Spearman = -0,31, p = 0, 12). Възрастта по време на теста и остатъчната дължина на червата не са свързани с [13 С] -MBT.

Излишък от 13 CO 2 атома (APE) от 27 пациенти. APE е израз на стабилно обогатяване на изотопа в рамките на общото количество CO 2 и отразява окисляването на 13 С-метионин в черния дроб. Може да се дефинира като: APE = маркер/(маркер + следа) × 100, където маркерът (в случая 13 CO 2) е съединение, което е химически и функционално идентично с естественото съединение от интерес, следата (12 C02) (40). Тъй като времето след прилагане на 13 С-метионин се увеличава, честотата на 13 CO 2 се увеличава, което е в съответствие с очакванията, тъй като, както е посочено във въведението, се очаква метаболизмът на 13 С-метионин да доведе до производството на 13 CO 2.

Изображение в пълен размер

От 27 пациенти, 14 са направили чернодробна биопсия. Тези пациенти се различават от хората без чернодробна биопсия по продължителността на експозиция на PN по време на тестването, възрастта по време на теста, първичната диагноза и гестационната възраст (Таблица 1). Пет от 14-те пациенти с чернодробни биопсии са имали цироза, а девет - холестаза или фиброза. Средната AUC 13 CO 2 е 210 за пациенти с цироза и 350 за пациенти без цироза (p = 0,04) (Фиг. 2).

Кутии с [13 C] -MBT резултати, сравняващи пациенти с (n = 5) и без (n = 9) цироза при чернодробна биопсия. Разпределението се основава на AUC 13 CO 2. Плътната лента в кутията представлява средната стойност; бокс отгоре: 75-и персентил; долна граница на кутията: 25-ти процентил; а мустаците се простират до най-екстремното наблюдение в рамките на 1,5 единици от 25-ия и 75-ия процентил междуквартилни диапазони. Средната AUC 13 CO 2 е 210 за пациенти с цироза и 350 за пациенти без цироза (р = 0,04). Стойността на р се определя чрез тестове на Wilcoxon.

Изображение в пълен размер

Петима пациенти бяха повторили [13C] -MBT измервания, трима показаха повишена екскреция на 13 CO 2 и намалени резултати от PELD. Един пациент е с намален PELD резултат с [13C] -MBT резултат, който остава по същество непроменен. Петият пациент е претърпял [13C] -MBT четири пъти. AUC на 13 CO 2 намалява между първия и третия тест, отразявайки влошеното клинично състояние на пациента (развитие на значително стомашно кървене и влошаване на здравето с повишен INR). Междувременно резултатът PELD леко се подобри по време на този епизод. И накрая, пациентът се стабилизира чрез спиране на кървене от стома, коригиране на коагулопатия и това подобрено клинично състояние се отразява както в подобрен (намален) PELD резултат, така и в подобрен (увеличен) AUC CO2.

ДИСКУСИЯ

Въпреки че PN остава важен терапевтичен мост за пациенти, подложени на рехабилитация на червата, продължителната експозиция крие риск от развитие на мултифакторната патология на IFALD. IFALD остава основната причина за заболеваемост и смъртност при пациенти, получаващи дългосрочни PN, особено при чувствителни новородени популации (2). Златният стандарт за оценка на IFALD е чернодробна биопсия. Това обаче е инвазивна процедура с измерима заболеваемост и не е подходяща за честа оценка на промените в чернодробния статус.

Опитахме се да разработим iv [13C] -MBT като безопасен, неинвазивен тест за чернодробно увреждане при педиатрични пациенти с IF. Първоначалното ни пилотно проучване на тази техника демонстрира осъществимостта на този подход при деца с ограничена ентерална абсорбция (4). Доказано е, че ентералната версия на MBT корелира както с чернодробната стеатоза, така и с цирозата при възрастни (27). По подобен начин е показано, че пероралното приложение на [13C] -MBT води до чернодробна трансплантация при възрастни (28) и чернодробна токсичност, индуцирана от пациенти с ХИВ (18). Освен това при възрастни, заразени с ХИВ, пероралните [13C] -MBT резултати се оказват по-ранен маркер за митохондриална чернодробна дисфункция от стандартните чернодробни функционални тестове или симптоматика на пациента (29).

Въпреки че тези предишни доклади демонстрират безопасността и клиничната полезност на [13C] -MBT, те разчитат на перорално приложение на [13C] -Met. Не може обаче да се очаква надеждна ентерална абсорбция при нашата популация от деца с ИФ. Поради това модифицирахме оригиналната техника до iv-администриран тест, използвайки вече съществуващи централни венозни катетри, присъстващи в нашата група пациенти с IF. Това проучване подкрепя предишния ни доклад (25), че iv [13C] -MBT се понася добре при деца. Не са наблюдавани неблагоприятни ефекти при 34 теста, проведени върху 27 деца. Безопасността на този конкретен стабилен изотопен тест е в съответствие със съществуващата литература за безопасното клинично използване на стабилни изотопни техники при новородената и педиатричната популация (30, 31).

Ние съобщаваме за силна връзка между AUC 13 CO 2 и наличието или отсъствието на цироза при чернодробна биопсия (p = 0,04). Способността да се разпознае точно наличието на цироза е от клинично значение. Всички пациенти с диагноза цироза трябва да бъдат внимателно наблюдавани за признаци на чернодробна декомпенсация и дългосрочно оцелелите с компенсирана цироза трябва да бъдат наблюдавани за възможна злокачествена дегенерация (32, 33). Ние вярваме, че способността на [13C] -MBT да неинвазивно разграничава наличието или отсъствието на цироза при деца с IFALD предлага обещаваща алтернатива на сегашния златен стандарт за чернодробна биопсия.

И накрая, важно е да се отбележи, че въпреки че PELD включва нивото на билирубин на пациента като индикатор за чернодробно увреждане и холестаза, повишените нива на билирубин изглежда не корелират добре с хистологичните данни за увреждане на черния дроб (37-39).

Всъщност изглежда има доказателства, че при деца с IFALD може да съществува напреднала фиброза и дори цироза без повишени нива на директен билирубин (10). Следователно iv [13C] -MBT предлага нов и клинично значим тест за оценка на IFALD. В това проучване потвърждаваме безопасността на техниката и възможността за повторно тестване при деца. Освен това демонстрираме значителна връзка между [13C] -MBT резултатите и наличието или отсъствието на чернодробна цироза при деца с IFALD.

Изследването има няколко ограничения, включително относително малък размер на пробата (27 пациенти), липса на последователни биопсии на чернодробна биопсия и липса на сравнителна кохорта. Въпреки че значително предимство на [13C] -MBT е повторният тест за дългосрочна оценка на чернодробната функция, в това проучване са налични само данни от пилотно проучване. И накрая, употребата на [13C] -MBT при пациенти в напреднала възраст с IF трябва да бъде оценена.

Бъдещите изследвания са оправдани, за да се определи способността на [13C] -MBT да различава по-фини степени на чернодробна фиброза и да се оцени полезността на този тест при прогнозиране на дългосрочни клинични резултати в различни групи с IF.

Терминологичен речник

L [1-13С] метионин

L [1-13 C] метионин дихателен тест

площ под кривата на обогатяване [13C] -Met спрямо базовата линия

гама глутамил транспептидаза

чернодробно заболяване, свързано с чревна недостатъчност