Новые лабораторные тесты для оценки эффективности лечения больных с хроническим остеомиелитом костей стопы в условиях использования метода чрескостного остеосинтеза

Лечение хронического остеомиелита является больных нередко требует выполнения нескольких одной из наиболее сложных задач современной ор- этапов хирургических вмешательств в сочетании с топедии как в клиническом, так и в медико-социаль- длительными курсами антибактериальной терапии ном плане [1–5]. Многофакторность данного заболе- и последующим длительным реабилитационным пе-вания приводит к тому, что лечение этой категории риодом [6–10].

В этих условиях для оценки эффективности проводимого лечения актуальной проблемой становится мониторинг процесса восстановления костной ткани в остеомиелитическом очаге и оценка интенсивности подавления системных и местных воспалительных процессов [11–14]. Имеющиеся в этом направлении работы демонстрируют, что основными точками роста, касающимися мониторинга процесса лечения остеомиелита, является разработка протоколов с применением лабораторных тестов [15], основной характеристикой которых является возможность доклинической оценки процесса лечения данной патологии [16]. При этом очевидно, что к настоящему времени конкретные стратегии применения критериев лабораторной диагностики при лечении таких пациентов определены плохо [17].

В плане расширения спектра лабораторных тестов, применимых для оценки эффективности лече- ния больных с хроническим остеомиелитом, следует обратить внимание на то, что в последнее время в патогенезе данного заболевания существенная роль отдаётся вторичным системным метаболическим нарушениям (окислительный стресс, интоксикация, локальная гипоксия), развивающимся вследствие генерализации основного процесса [18, 19]. В этом плане лабораторные тесты, позволяющие оценивать такие метаболические нарушения, могут быть полезны в качестве дополнительных критериев для мониторинга процесса лечения пациентов с хроническим остеомиелитом.

Цель исследования – выявление лабораторных тестов для оценки метаболических процессов у больных с гнойными поражениями костей стопы для решения задач мониторинга восстановительных процессов в динамике их лечения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В целях стандартизации результатов исследования в качестве целевой группы нами были выбраны 36 пациентов с хроническим остеомиелитом пяточной и смежных костей стопы травматической этиологии. На момент обращения в клинику возраст у испытуемых больных варьировал от 25 до 58 лет (средний возраст 46 ± 11 лет), давность заболевания составляла от 1 года до 10 лет. Все больные ранее неоднократно в других лечебных учреждениях получали курсы как консервативного, так и оперативного лечения, в результате которых стойкой ремиссии гнойного процесса достигнуто не было.

Всем включенным в исследование пациентам была проведена санация остеомиелитического очага путем радикальной секвестрнекрэктомии с последующей ортопедической реконструкцией костей, суставов и сухожильно-связочного аппарата пораженного сегмента по методу Илизарова. Выбор объема оперативного вмешательства, варианта фиксации сегмента, ортопедической коррекции, антибиотикотерапии, инфузионной, дезинтоксикацион-ной терапии осуществлялся на основании характера и локализации гнойно-воспалительного процесса с учетом возраста больного, состояния мягких тканей, рентгенографии, МСКТ, микробного пейзажа. Все пациенты в обязательном порядке получали антикоагулянтную терапию в целях профилактики послеоперационных тромбоэмболических осложнений. Антибактериальная терапия начиналась с учетом чувствительности микрофлоры, начиналась в 1-е сутки после оперативного вмешательства и продолжалась от 7 до 15 суток (в среднем 12 суток). У всех включенных в исследование пациентов по окончании лечения остеомиелитический процесс был купирован, для оценки результатов подавления инфекционного процесса за основу была принята система, предложенная международным многопрофильным соглашением [20].

Объектами исследования являлись сыворотка и плазма крови, а также суточная моча пациентов. Забор образцов для анализа проводили перед операцией, на 3-и и 15-е сутки после операции, а также перед выпиской пациентов из стационара.

В качестве референсных величин использованы лабораторные данные от 19 практически здоровых людей в возрасте от 30 до 50 лет (средний возраст 43 ± 7 лет).

На проведение клинического исследования получено разрешение комитета по этике при ФГБУ «НМИЦ ТО им. академика Г.А. Илизарова» Минздрава России.

В сыворотке крови пациентов в периоды наблюдения определяли концентрацию общего и С-реактивного (СРБ) белка, глюкозы, общего холестерина, триглицеридов, мочевины, креатинина, лактата (молочная кислота, МК), калия, натрия, хлоридов, общего кальция, магния, неорганического фосфата. Определяли активность ферментов: щелочной фосфатазы (ЩФ), тартра-трезистентной (костной) кислой фосфатазы (ТрКФ), креатинкиназы (КФК), аспартатаминотрансферазы (АсАТ), аланинаминотрансферазы (АлАТ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ). В суточной моче определяли концентрацию кальция и неорганического фосфата.

Активность ферментов, а также концентрации С-реактивного и общего белка, глюкозы, общего холестерина, триглицеридов, мочевины, креатинина, лактата, общего кальция, магния, неорганического фосфата в сыворотке крови, а также кальция и неорганического фосфата в суточной моче определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Hitachi/BM 902 (F.Hoffmann-La Roche Ltd./ Roche Diagnostics GmbH), используя наборы реагентов фирмы Vital Diagnostic (Россия, СПб). Содержание натрия, калия и хлоридов – ионселективным методом на ионселективном блоке биохимического анализатора Hitachi/BM 902.

В плазме крови определяли показатели коагулограммы: активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), протромбиновое время (ПВ), тромбиновое время, уровень фибриногена. Коагуло-гические исследования выполняли на автоматическом коагулометре ACL TOP (Instrumentation Laboratory).

Результаты исследования, приведенные в таблицах 1, 2 и 4, представлены в виде средней арифметической и стандартного отклонения (Xi ± SD), в таблице 3 – в виде абсолютных значений, процента и 95-процентного доверительного интервала (95 % ДИ). Нормальность распределения выборок определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Достоверность различий между значениями показателей пациентов до лечения и на сроках лечения сравнивали со значениями референcной группы.

Дополнительно показатели пациентов на сроках лечения сравнивали с исходными значениями (до лечения). Процедуру статистической оценки значимости отличий показателей внутри исследуемых групп (до / после лечения) выполняли с применением W-критерия Вилкоксо-на. Для оценки статистической значимости показателей между группами использовали T-критерий Манна-Уитни. Статистический анализ достоверности различий между группами по качественным критериям (частоты встречаемости признаков, приведенные в таблице 3) проводили с помощью критерия χ2. Минимальный уровень значимости (р) принимали равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Изменения биохимических и коагулогических показателей в динамике лечения обследованных пациентов представлены в таблицах 1 и 2. Обнаружено, что до начала лечения статистически значимые отличия изученных лабораторных показателей относительно референсных значений у пациентов отмечались только для трех маркёров: КФК, лактат и фибриноген. В динамике лечения средние значения этих показателей снижались. В послеоперационном периоде значительно возрастал уровень СРБ в сыворотке крови. Для других лабораторных показателей отмечались разовые повышения на отдельных сроках исследования без какой-либо закономерности.

На основе вышеописанной динамики изменения ла- бораторных показателей выявление среди них тестов, которые могли бы свидетельствовать об эффективности проводимого лечения, усложнено тем, что на отклонения, присутствующие у пациентов до лечения, после операции наслаивались изменения, вызванные хирургическим вмешательством и сопутствующей терапией. Учитывая это, для выявления наиболее информативных маркеров мы обратили внимание только на те показатели, значения которых у обследованных пациентов были достоверно изменены относительно нормы до лечения, т.е. на лактат и фибриноген. Кроме того, дополнительно был взят уровень СРБ как наиболее часто используемый тест для оценки выраженности воспалительного процесса.

Таблица 1

Показатель	РГ	До операции	3-и сутки после операции	15-е сутки после операции	Перед выпиской
Сыворотка крови
ЩФ, Е/л	81 ± 18	90 ± 30	98 ± 25	103 ± 24	104 ± 9*
ТрКФ, Е/л	4,25 ± 1,32	4,30 ± 1,90	3,70 ± 1,21	5,30 ± 1,27	4,90 ± 1,01
Общий кальций, ммоль/л	2,44 ± 0,14	2,34 ± 0,13	2,32 ± 0,10	2,35 ± 0,16	2,50 ± 0,12
Фосфат, ммоль/л	1,21 ± 0,18	1,18 ± 0,15	1,26 ± 0,15	1,26 ± 0,05	1,52 ± 0,19*
Магний, ммоль/л	0,90 ± 0,10	0,86 ± 0,05	0,77 ± 0,05 +	0,77 ± 0,05 +	0,85 ± 0,09
Общий белок, г/л	72 ± 7	74 ± 5	68 ± 4 +	73 ± 5	74 ± 7
СРВ ' , мг/л	0,5 (0÷1,5)	2,4 (0÷40)	33,2 (0÷100)*	2,2 (0÷11)	2,1 (0÷6)
Мочевина, ммоль/л	5,10 ± 1,11	5,24 ± 1,02	4,13 ± 1,60	4,37 ± 1,27	4,26 ± 1,61
Глюкоза, ммоль/л	5,05 ± 0,45	5,25 ± 0,34	5,29 ± 0,35	5,02 ± 0,42	4,89 ± 0,48
Лактат, ммоль/л	1,90 ± 0,35	2,27 ± 0,28*	2,42 ± 0,12*	2,54 ± 0,18*	1,88 ± 0,48
ЛДГ, Е/л	321 ± 40	286 ± 45	304 ± 59	300 ± 55	323 ± 35
КФК, Е/л	69 ± 20	101 ± 32*	195 ± 90*	55 ± 20	40 ± 14
АлАТ, Е/л	19 ± 9	25 ± 9	29 ± 13	42 ± 19*	14 ± 8
АсАТ, Е/л	18 ± 8	20 ± 7	28 ± 11	28 ± 12	14 ± 6
Креатинин, мкмоль/л	88 ± 15	92 ± 27	89 ± 22	93 ± 20	84 ± 10
Триглицериды, ммоль/л	1,62 ± 0,51	1,87 ± 0,78	1,19 ± 0,50	1,54 ± 0,53	1,97 ± 0,61
Холестерин, ммоль/л	5,95 ± 1,31	5,63 ± 1,18	4,85 ± 1,33	4,21 ± 1,09	4,93 ± 0,25
Натрий, ммоль/л	141 ± 8	141 ± 3	142 ± 3	141 ± 4	141 ± 4
Калий, ммоль/л	4,45 ± 0,45	4,40 ± 0,45	4,31 ± 0,47	4,78 ± 0,41	4,52 ± 0,16
Хлорид, ммоль/л	107 ± 6	107 ± 4	104 ± 4	103 ± 5	112 ± 5
Моча
Са, ммоль/сутки	2,92 ± 1,42	3,95 ± 1,70	4,06 ± 2,08	3,92 ± 0,97	1,91 ± 0,29
Р, ммоль/сутки	26 ± 9	19 ± 10	19 ± 8	13 ± 6*	21 ± 7

Примечание: * - различия достоверны с референсной группой (РГ) при уровне значимости р < 0,05; + - различия на сроках лечения достоверны с дооперационными при р < 0,05; ' - распределение данного показателя отличалось от нормального, поэтому этот показатель представлен в виде медианы (минимальное ÷ максимальное значение).

Таблица 2

Динамика коагулогических показателей у пациентов с гнойными поражениями костей стопы на сроках лечения (Х . ± SD)

Показатель	РГ	До операции	3-и сутки после операции	15-е сутки после операции	Перед выпиской
АЧТВ, с	30,8 ± 4,7	34,4 ± 3,8	35,1 ± 4,9	31,2 ± 3,9	32,2 ± 5,0
ПВ, с	11,0 ± 1,1	12,7 ± 1,8	13,0 ± 1,2	12,5 ± 1,4	10,9 ± 1,1
Тромбиновое время, с	16,4 ± 2,2	17,6 ± 1,3	17,9 ± 2,0	18,4 ± 0,9	15,7 ± 1,9
Фибриноген, г/л	3,0 ± 0,8	4,5 ± 1,0*	4,2 ± 0,8*	3,8 ± 0,7	3,4 ± 1,0

Примечание: * – различия достоверны с референсной группой (РГ) при уровне значимости р < 0,05.

Динамика биохимических показателей сыворотки крови и суточной мочи у пациентов с гнойными поражениями костей стопы на сроках лечения (Х . ± SD)

Информативность выделенных тестов для анализа эффективности лечения пациентов с хроническим остеомиелитом стопы на сроках лечения мы рассчитывали, исходя из оценки частот изменения каждого из показателей. Положительным результатом, свидетельствующим о нарушении метаболизма, вызванного остеомиелитическим процессом, являлось повышение относительно нормы значения каждого показателя. Данные о частоте встречаемости положительных результатов выбранных тестов представлены в таблице 3.

Обнаружено, что у обследованных пациентов с гнойными поражениями костей стопы до операции наиболее часто встречались повышенные значения лактата в сыворотке (52,8 %, 95-ДИ: 36,6-68,6). Частота встречаемости повышенного значения СРБ была ниже и составляла в среднем 27,7 % (95-ДИ: 14,6-43,3), у трети пациентов был повышен уровень фибриногена (33,3 %, 95-ДИ: 19,1-49,3). Данные отличия между показателями были статистически не значимы.

В разные периоды лечения частота повышенных значений лактата у пациентов не изменялась, существенно возрастала встречаемость повышенного уровня СРБ (на 3-и сутки после операции у 77,8 % пациентов). Однако после окончания лечения повышенные значения СРБ и лактата встречались у 11,1 % пациентов. Частота встречаемости повышенного уровня фибриногена у обследованных пациентов в ходе лечения заметно снижалась. Тем не менее, применение данного теста для оценки метаболических процессов у больных с гнойными поражениями костей стопы мы сочли не корректным, т.к. изменения данного показателя отражают скорее эффективность антикоагулянтной терапии. Это наблюдение, однако, тоже может иметь свое клиническое применение.

В целом же, при оценке представленных выше результатов в совокупности, наиболее показательным выглядит динамика изменения уровня лактата в сыворотке крови обследованных пациентов. Этот тест соответствует следующим важным критериям применимости лабораторных тестов для задач мониторинга: 1) рост лактата относительно нормы – самый часто встречаемый признак у целевой группы пациентов; 2) динамика изменения уровня лактата коррелирует с проводимым лечением: повышен уровень до лечения, снижен на момент выписки.

Помимо представленных требований третьим критерием применимости лабораторного теста является то, что он должен быть индикатором достаточно значимого физиологического процесса и иметь смысловую и функциональную интерпретацию для данной группы пациентов. Для этих целей нами была проведена оценка основных клинико-демографических данных обследованных пациентов, которые были разбиты на две группы: группа больных, у которых до операции уровень лактата был в пределах нормы, и группа пациентов, у которых уровень лактата был выше верхней границы нормы (табл. 4).

Обнаружено, что статистически значимые отличия между группами касались давности заболевания, которая у пациентов с повышенными значениями лактата была продолжительнее. Это наблюдение позволяет заключить, что рост лактата у пациентов с хроническим остеомиелитом, связанный с изменениями окислительного метаболизма, свидетельствует о хронизации процесса с признаками развития метаболического ацидоза. Санация остеомиелитического очага приводит к купированию метаболических нарушений, что дает основание говорить, что смысловая интерпретация снижения уровня лактата у пациентов с его повышенными значениями до операции является благоприятным признаком проводимого лечения в части восстановления окислительных процессов в тканях и органах оперированного сегмента. Учитывая, что по окончании лечения остеомиелитический процесс у обследованных нами пациентов был купирован во всех случаях, можно говорить о том, что снижение уровня лактата у пациентов с исходно (до операции) повышенным его уровнем можно отнести к признакам, свидетельствующим об эффективном подавлении воспалительного остеомиелитического процесса. Количественно прогностическая ценность положительного результата теста изолированного снижения лактата в ходе лечения нами оценена в 79,0 %.

Таблица 3

Частота встречаемости# положительных результатов отдельных лабораторных тестов у пациентов с гнойными поражениями костей стопы на сроках лечения

Значения теста	До операции	3-и сутки после операции	15-е сутки после операции	Перед выпиской
СРБ > 10 мг/л	10/36 27,7 (14,6–43,3)	28/36 77,8* (63,0–90,0)	7/36 19,4 (8,4–33,8)	4/36 11,1 (3,1–23,2)
МК > 2,2 ммоль/л	19/36 52,8 (36,6–68,6)	20/36 55,6 (39,3–71,2)	18/36** 50,0 (34,0–66,0)	4/36* 11,1 (3,1–23,2)
Фибриноген > 4,0 г/л	12/36 33,3 (19,1–49,3)	9/36** 25,0 (12,4–40,2)	5/36 13,9 (4,7–26,9)	3/36 8,3 (1,7–19,4)

Примечание: * – различия достоверны с дооперационными показателями при уровне значимости р < 0,05; ** – различия между показателями достоверны на сроках при р < 0,05; # – результаты представлены в абсолютных значениях (число пациентов с положительным результатом теста / общее число обследованных пациентов) и процент от общего числа (95-й доверительный интервал).

Таблица 4

Клинико-демографические данные обследованных пациентов, у которых до операции уровень лактата был в пределах нормы, и пациентов, у которых уровень лактата был выше верхней границы нормы (Хi ± SD)

Группы пациентов	Возраст (лет)	Давность (лет)	М/Ж (%)
Уровень лактата до операции в норме (n = 17)	44,3 ± 11,9	3,8 ± 1,1	12/5 (70,5/29,5)
Уровень лактата до операции выше нормы (> 2,2 ммоль/л) (n = 19)	49,0 ± 11,0	5,1 ± 1,0*	12/7 (63,1/36,9)

Примечание: * – различия между группами достоверны при уровне значимости р < 0,05.

ДИСКУССИЯ

Среди проводимых в настоящее время исследований в области поиска лабораторных тестов для оценки процесса лечения пациентов с остеомиелитом бóльшая часть работ посвящена разработке протоколов применения тестов, характеризующих оценку воспалительного процесса для определения эффективности его купирования как признака эффективности проводимого лечения (иммунологический статус, оценка СОЭ, СРБ) [21–24]. Помимо указанных тестов отдельное направление посвящено поиску новых маркёров для решения указанных выше задач [25–27]. Однако невысокая диагностическая чувствительность и точность этих показателей лимитирует применение даже этих тестов [28].

Среди показателей для оценки окислительных процессов, изменения которых являются одним из элементов вторичных изменений в патогенезе хронического остеомиелита, изучены возможности применения в клинке маркёров для оценки окислительного стресса (перекисное окисление белков и липидов) [29–33]. Несомненно, набор предлагаемых в этих работах тестов позволяет достаточно эффективно оценить оксидант-но-прооксидантное равновесие у пациентов с хроническим остеомиелитом. Однако эти маркёры имеют ограничения в части невозможности оценки метаболического окислительного статуса, а сами тесты не унифицированы и не стандартизированы, что делает невозможным их применение в рутинной клинической практике. Кроме того, данные тесты, используемые для лабораторной оценки метаболических нарушений при хроническом остеомиелите, в том числе и гнойно-воспалительном поражении костей стопы, не обнаруживают приемлемой диагностической чувствительности.

В этом плане нами предложен новый тест, соответствующий не только патофизиологическим особенностям течения хронического остеомиелита, но и являющийся достаточно доступным тестом для рутинной практики. Диагностическим признаком купирования вторичных нарушений окислительного метаболизма у пациентов с хроническим остеомиелитом является восстановление в ходе лечения до значений нормы повышенного уровня лактата. Измерение уровня лактата – доступный тест для лабораторий разного уровня, сам анализ унифицирован, стандартизирован, а реагенты зарегистрированы для in vitro диагностики. Кроме того, аналогичное применение этот признак (рост лактата и его снижение в ходе лечения) нашел в диагностике и прогнозировании осложнений после скелетных травм [34]. Стоит отметить, что определение уровня лактата в сыворотке крови пациентов с хроническим остеомиелитом позволяет оценивать то звено патогенеза хронического остеомиелита, которое ранее другими авторами не было достаточно оценено и предложено для задач мониторинга. Вероятным плюсом предложенного нами теста является также и то, что данная технология может обеспечить более раннюю диагностику системных нарушений у целевых пациентов, т.к. снижение уровня лактата, являясь вторичным признаком по отношению к первичным этиотропным факторам, появляется раньше снижения уровня СРБ, СОЭ и иных лабораторных тестов оценки воспалительных процессов.

Несомненно, ограничением данного исследования следует признать то, что изученные лабораторные тесты могут быть использованы только для пациентов с хроническим остеомиелитом костей стопы и получение подобных результатов для остеомиелита другой локализации не очевидно. Поэтому требуется клиническая валидация применения предложенной нами диагностической технологии.

В контексте текущей клинической практики кажется, что более востребованные тесты – СРБ, СОЭ – могут быть вполне достаточными для оценки степени купирования воспалительного процесса у пациентов с остеомиелитом, однако, учитывая патогенез заболевания и имеющиеся работы о недостаточности применения лабораторных тестов изолированно, мы полагаем, что дополнительная лабораторная оценка всей совокупности патофизиологических механизмов, наряду с имеющимися, позволит повысить эффективность мониторинга данного заболевания. Важным шагом в этом направлении является повышение диагностической точности лабораторной оценки эффективности лечения хронического остеомиелита на основе объединения лабораторных критериев, включая и предложенные нами, в один диагностический профиль. Создание таких протоколов – актуальное направление в диагностике остеомиелита [35, 36].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, нами обнаружен лабораторный признак, свидетельствующий об эффективности хирургического лечения пациентов с хроническим остеомиелитом костей стопы в условиях использования метода чрескостного остеосинтеза. Таким признаком является снижение исходно повышенной концентрации лактата в сыворотке крови пациентов в послеоперационном периоде.