Значение цитокинов в диагностике пиелонефритов и циститов

Материалы и методы исследования

Проведенонерандомизированное(когортное)исследование
со сравнительныманализомширокогокомплексаклиническихи
параклинических признаков воспалительных заболеваний мочевыводящих
путей. Работа выполнена на базах кафедры урологии Северо-Западного
государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова и отделения
урологииАлександровскойбольницы(Санкт-Петербург).Обследованы
165 человек в возрасте от 25 до 65 лет с типичными клиническими признаками
активной фазы ХОП и длительностью анамнеза заболевания от одного года.
Все пациенты, отобранные для исследования, обратились в стационар
за экстренной помощью с почечной коликой и обострением ХОП, связанного
с мочекаменной болезнью. Первым и основным критерием включения
в исследование стали показания к экстренному дренированию (лечебной
катетеризации) верхних мочевых путей: выраженный болевой синдром,
некупированный консервативно на догоспитальном этапе, признаки ХОП
разной степени тяжести. Вторым принципиальным критерием включения
в исследование стала лейкоцитурия.
Критерии исключения: возраст более 65 лет, острый пиелонефрит и другие
формы неосложненной ИМП, тяжелая соматическая патология, включая
опухоли и эндокринные расстройства, врожденные аномалии развития почек и
мочевыводящихпутей,гинекологическиезаболевания,беременностьи
послеродовый период для женщин, заболевания предстательной железы для
мужчин, отказ от участия в исследовании.
Пациенты были разделены на две клинические группы. Их набор
проводился согласно протоколу и задачам работы. Все пациенты подписали
информированное согласие на участие в исследовании и выполнение
диагностических манипуляций.
1-я(клиническая)группа(далее –«пиелонефрит»):134человека
(77 женщин и 57 мужчин) с клинической картиной активной фазы ХОП
на фоне мочекаменной болезни с нарушением уродинамики верхних мочевых
путей разной степени тяжести. Для формирования доказательной базы
критерием исключенияизэтойгруппыбылопределенхронический
рецидивирующий цистит в анамнезе и характерные для него клинико-
лабораторные проявления до настоящего эпизода обращения за медицинской
помощью.
2-я(клиническая)группа(далее–«цистит»):31 пациентка,
соответствующая основным критериям включения, с показаниями к экстренной
лечебнойкатетеризацииверхнихмочевыхпутей.Дляобоснования
доказательнойбазылокализациивоспаленияобязательнымкритерием
включения в эту группу стал хронический рецидивирующий цистит в анамнезе
с дизурией различной интенсивности на момент обращения в стационар.
Критерий исключения из 2-й группы – тяжелая степень активной фазы ХОП.
3-я (контрольной) группа (далее – «контроль»): клинико-лабораторные
показатели, полученные от 30 пациентов (19 женщин и 11 мужчин),
сопоставимого полового и возрастного состава, с мочекаменной болезнью,
характеризовавшейся наличием мелких (до 5 мм) конкрементов в чашечно-
лоханочной системе почек и нормальными показателями общего анализа мочи,
то есть с хроническим калькулезным пиелонефритом в стадии ремиссии.
Выполнены предварительные диагностические мероприятия в объеме
клиническогоибиохимическогоанализовкрови,общегоанализаи
бактериологическогоисследованиямочи.Попоказаниямназначались
ультразвуковоеисследование почек имочевогопузыря, экскреторная
урография или мультиспиральная компьютерная томография брюшной полости
и малого таза. Степень активности обострения ХОП (I, II и III) оценивалась
по комплексу клинических и параклинических симптомов – температуре тела,
наличию и частоте рвоты, выраженности лейкоцитоза и лейкоцитурии,
скорости оседания эритроцитов, уровню С-реактивного белка и наличию
осложнений (артериальной гипо/гипертензии и нарушению функции почек) –
в соответствии с рекомендациями национального руководства «Урология»
(Лопаткин Н.А., 2013).
Средние порции мочи в клинической и в контрольной группах собирали
путем самостоятельного мочеиспускания (утренняя порция в группе контроля).
Всем 165 пациентам 1-й и 2-й групп (108 женщин и 57 мужчин) проведена
цистоскопия. Сначала забирали по 2–3 мл мочи из мочевого пузыря, затем
после опорожнения мочевой пузырь заполнялся физиологическим раствором и
выполнялась лечебная катетеризация мочеточника на стороне с нарушенной
уродинамикой. При этом использовались одноразовые мочеточниковые
катетеры длиной 50–60 см, проведенные на глубину 25 см от устья, из которых
в стерильных условиях (шприцем) отбирали по 2–3 мл мочи. В моче
из мочевого пузыря и мочеточников и в плазме крови методом твердофазного
иммуноферментного анализа с использованием двойных антител определяли
уровнипровоспалительных(ИЛ1β,6и8,ФНОα,ИФНγ)и
противовоспалительных (ИЛ 2, 4, 10) цитокинов. В случае необходимости
биоматериал хранили при температуре –70C не более четырех недель.
Тактика ведения пациентов после лечебной катетеризации мочеточника
зависела от локализации и размера конкремента, вызвавшего обструкцию,
степени тяжести пиелонефрита и симптоматики в раннем послеоперационном
периоде. У 26 человек катетер был удален в связи с постоперационной
локализацией конкремента (нижняя чаша) и его размером (<5 мм), отсутствием конкрементов при контрольном обследовании, положительной динамикой состояния и лабораторных показателей. Таким образом, катетеризация носила неисключительнолечебный,алечебно-диагностическийхарактер. В 132 случаях после предварительной катетеризации мочеточника были установлены почечные стенты, в том числе в 12 наблюдениях – с двух сторон, и в 7 наблюдениях выполнена перкутанная нефростомия. Используемыесредства:оборудованиедляклинико-лабораторных исследований, в том числе набор реагентов ООО «Цитокин» (Санкт- Петербург), цистоскоп Karl Storz с тубусом № 21 по Шарьеру и оптикой с углом зрения 30°, мочеточниковый катетер № 4–5–6 (ОАО «Медполимер», Санкт-Петербург). Работа была разделена на три основных этапа. На первом этапе проведено сравнительное исследование уровней цитокинов в моче и плазме крови пациентов клинических и контрольной групп. На втором этапе сравнивались клинические проявления заболевания и концентрации ИЛ-8 в моче из мочеточникав зависимостиотстепениактивностихронического пиелонефрита. На третьем этапе работы выполнялся сравнительный анализ уровней ИЛ-8 в моче из различных отделов мочевыводящей системы. Результатыисследованияобработаныметодамиописательной статистики: медиана (Me) и 95% доверительный интервал (95% ДИ) характеризовали количественные, а также номинальные данные, выраженные в процентах. 95% ДИ вычислялся по методу Wilson. Также рассчитывался интерквантильный размах (Q25–Q75). Статистическая значимость различий между упомянутыми параметрами оценивалась по критерию согласия Pearson 2, U-критерию Mann–Whitney, а также ранговому H-критерию Kruskal–Wallis (Гланц С., 1998; Lang T.A., Altman D.G., 2016). Симметричность распределения признаков оценивали по W-критерию Shapiro–Wilk и при ассиметричном распределении использовались непараметрические методы. Качественные показатели оценивались на основе абсолютного критерия Fisher. Также выполненаоценкачувствительностииспецифичностипоказателей с проведением ROC-анализа – Receiver Operator Characteristic (Ланг Т.А., Сесик М., 2016; Razali N.M. et al., 2011). Базы данных формировались на основе использования электронных таблиц из программы Microsoft Excel пакета Microsoft Office (Microsoft Corporation, USA). В этой же программе определялись величины признаков, необходимых для описательной статистики. Для статистический обработки данных при необходимости привлекалась программа Statistica 10.0 (Statsoft Inc., USA). Результаты исследования Медиана и интерквартильный размах возраста пациентов, страдавших ХОП, и представителей контрольной группы статистически значимо не различались. Эти группы также были сопоставимы по ряду других критериев, в том числе по росту и массе тела, что обосновывало легитимность результатов исследования. Анализ всех случаев ХОП, вошедших в данную работу, продемонстрировал статистически значимые различия с контролем по содержанию основных провоспалительных цитокинов, как в плазме крови, так и в моче из мочевого пузыря. Среди провоспалительных цитокинов наибольшее превышение при активной фазе ХОП в сыворотке крови продемонстрировали медианы концентраций ИЛ-6 и ИЛ-8, возросшие практически в три раза (Таблица 1). Колебания же концентрации ИЛ-6 в моче были не столь впечатляющими. Его уровень превысил контрольный менее чем в два раза: 75,5 и 38,1 пг/мл, соответственно. Что же касается ИЛ-8, то медиана его концентрации в моче пациентов с активной фазой ХОП превосходила аналогичный показатель группы контроля более чем в четыре раза: 150,1 и 36,4 пг/мл, соответственно. Таблица 1 – Уровни провоспалительных цитокинов в плазме крови (ПК) и в моче из мочевого пузыря (МП) у пациентов с активной фазой ХОП Уровень цитокинов, пг/мл Показатель ИЛ-1ИЛ-6ИЛ-8ФНОИФН Группа ПКМППКМППКМППКМППКМП Me75,0 141,1 123,7 75,5 116,5150,1135,791,9106,068,0 Q25 59,344,567,746,391,690,190,243,878,044,7 1-я (n=134) Q75 89,8 161,3 164,1 298,8 221,5592,3228,5 370,7 122,686,9 min 50,142,551,741,213,935,967,141,567,042,1 max 132,7 190,4 193,9 400,0 297,4 1988,2 295,3 522,5 134,1 113,5 Me37,042,741,338,136,136,462,241,245,740,8 Контроль (n=30) Q25 35,940,437,936,134,533,657,538,644,939,6 Q75 38,044,945,740,538,238,664,444,246,742,7 min 33,438,032,732,033,427,950,936,142,937,2 max 39,347,548,146,238,943,671,045,748,044,5 U2752 2424 2760 2668 273039582706247428342621 Whitney Mann– Z8,16,28,27,78,08,37,96,58,47,4 p<0,001 Также определено повышение уровней противовоспалительных цитокинов в плазме крови и в моче из мочевого пузыря при ХОП (Таблица 2). Концентрации противовоспалительных цитокинов, хотя и значимо различались между группами наблюдения, не демонстрировали большого разброса показателей в исследуемых биологических жидкостях. Таблица 2 – Уровни противовоспалительных цитокинов в плазме крови (ПК) и в моче из мочевого пузыря (МП) у пациентов с активной фазой ХОП Уровень цитокинов, пг/мл Показатель Группа ИЛ-2ИЛ-4ИЛ-10 ПКМППКМППКМП Me4,14,5172,0119,1195,173,4 1-я (n=134) Q253,93,1138,039,6127,740,2 Q754,65,5203,1159,1259,995,4 min3,20,2120,017,4109,838,1 max5,316,0235,1188,5304,8122,0 Me3,13,142,938,439,238,0 Контроль (n=30) Q252,92,641,835,636,134,4 Q753,23,344,341,242,041,0 min2,72,340,733,033,231,9 max3,43,545,042,346,743,0 U275321582423237219562431 Whitney Mann– Z8,24,66,95,96,16,2 p<0,001 Для обоснованной оценки чувствительности и специфичности уровней цитокинов выполнен ROC-анализ, продемонстрировавший самые высокие показатели для ИЛ-8: медиана его концентрации в моче пациентов, страдавших ХОП, превосходила аналогичный критерий группы контроля более чем в четыре раза (Таблица 3, Рисунок 1). Критическое значение (точка отсечения) для ИЛ-8 составило 43,7 пг/мл. Полученные результаты позволяют считать ИЛ-8 наиболее информативным среди этих показателей. Таблица 3 – ROC-анализ чувствительности и специфичности локальных концентраций провоспалительных цитокинов Площадь подСтандартная Цитокинp95% ДИ ROC-кривойошибка ИЛ-1β0,8780,032<0,0010,8160,941 ИЛ-60,9660,016<0,0010,9360,997 ИЛ-80,9780,011<0,0010,9570,998 ФНОα0,8960,029<0,0010,8400,953 ИФНγ0,9490,018<0,0010,9140,985 Рисунок 1 – Кривые ошибок (ROC) локальных концентраций провоспалительных цитокинов. Уровни противовоспалительных цитокинов в плазме крови и в моче из мочевого пузыря при ХОП также возрастали, однако имели гораздо меньшую площадь под ROC-кривой и большие величины стандартных ошибок (Таблица 4, Рисунок 2). Таблица 4 – ROC-анализ чувствительности и специфичности локальных концентраций противовоспалительных цитокинов Площадь подСтандартная Цитокинp95% ДИ ROC-кривойошибка ИЛ-20,7820,041<0,0010,7010,862 ИЛ-40,8590,034<0,0010,7930,926 ИЛ-100,8810,033<0,0010,8170,945 Рисунок 2 – Кривые ошибок (ROC) локальных концентраций противовоспалительных цитокинов. Распределение концентраций ИЛ-8 в моче из мочеточника при различной активностиХОПполучилосьдискретным:диаграммымеждусобой не пересекались (Рисунок 3). Для доказательства статистической значимости различий здесь применен критерий Kruskal–Wallis. Уровень ИЛ-8 в моче из мочеточникаприразнойстепениактивностиХОПсоответствовал следующим значениям: выше 45 пг/мл – легкая, выше 200 пг/мл – средняя и выше 1000 пг/мл – тяжелая. Полученные данные позволяют рекомендовать раздельное исследование мочи из мочеточника и мочевого пузыря, полученной прилечебнойкатетеризации,какдляопределениястепенитяжести (активности), так и для топической диагностики воспалительной реакции при ИМП. Нами приведены округленные числа. Точные критические значения, определенные путем ROC-анализа, составили для среднетяжелого и тяжелого обострений 193,1 и 1001,16 пг/мл, соответственно. Для оценки связи между степенью тяжести активной фазы ХОПи уровнем лейкоцитурии и концентрацией ИЛ-8 в моче из мочеточника, подсчитан коэффициент корреляции Спирмена (R), который составил 0,633 и 0,939, соответственно. То есть сила связи между степенью тяжести ХОП и концентрацией ИЛ-8 в моче из мочеточника оказалась в полтора раза выше, чем между степенью тяжести ХОП и локальным уровнем лейкоцитурии. Рисунок 3 – Уровень ИЛ-8 в моче из мочеточника при различной степени тяжести активной фазы хронического обструктивного пиелонефрита. В соответствии с существующими клинико-лабораторными критериями, среди 134 пациентов, страдавших ХОП, I степень тяжести (активности) обострения диагностирована в 39, II – в 54 и III – в 41 случае. У пациентов с активной фазой ХОП при экстренной патологии (мочекаменная болезнь с нарушениями уродинамики), интенсивность болевого синдрома и дизурии существенно не различались и не зависели от выраженности обострения. Значимых различий между основными антропометрическими показателями, а такжевыраженностьюбактериуриимеждуэтимиподгруппами не зафиксировано(p>0,05).Симптомыинтоксикации(тошнота,рвота)
нарастали по мере увеличения тяжести обострения ХОП. Так, температура тела
при III степени активности нередко повышалась до фебрильных цифр: медиана
температурной кривой у пациентов с I степенью активности ХОП равнялась
37,2°С, при II степени активности – 38°С и при III степени активности – 38,8°С.
В III подгруппе также отмечено и достоверное снижение суточного диуреза –
до 800 (600–900) мл: H=57,5, df=2, p<0,001 (медианы суточного мочевыделения во II и III подгруппах равнялись по 1200 мл). Значимые различия были зафиксированы и по ряду общелабораторных показателей (Таблица 5). Таблица 5 – Характеристика ХОП по лабораторным параметрам Параметр* Активность Л/урияЛ/урия ХОПЛейк.СРБКр.СКФ (МП)(моч.) Me12,017,036,049,099,483,3 I (n=39)Q2511,210,528,037,077,673,2 Q7512,525,042,083,5111,192,7 Me14,070,065,588,0104,673,5 II (n=54)Q2513,353,052,071,082,063,6 Q7515,185,774,098,7121,284,3 Me18,1168,082,0103,0169,841,8 III (n=41)Q2516,5117,073,093,0136,533,8 Q7520,0232,0101,0108,0202,952,1 H102,4114,6104,2105,756,380,0 K.-W.df2 p<0,001 * Лейк. – лейкоцитоз (кровь), 109/л; СРБ – С-реактивный белок, мг/л; Л/урия – лейкоцитурия, клетки/п.з.; Кр. – креатинин сыворотки крови, мкмоль/л; моч. – мочеточник; МП – мочевой пузырь; СКФ – скорость клубочковой фильтрации по формуле Кокрофта-Голта, мл/мин; K.-W. – Kruskal–Wallis (критерий Краскела–Уоллиса). Послекомплексногообследованиядвухстороннийхронический обструктивный пиелонефрит был диагностирован в 42, односторонний – в 92 случаях. Группа изолированного цистита, как сказано выше, состояла из 31 женщины. Все перечисленные здесь подгруппы пациентов (включая 2-ю группу наблюдения) были сопоставимы по длительности анамнеза заболевания. Подгруппы одно- и двухстороннего пиелонефрита в свою очередь были сопоставимы по степени тяжести обострения. Также подгруппы статистическизначимонеразличалисьповозрасту,основным антропометрическим показателям и выраженности бактериурии. Рисунок 4 – Уровни ИЛ-8 в моче из мочеточника и из мочевого пузыря у пациентов с циститом и одно- и двухсторонним пиелонефритами. Анализ концентраций ИЛ-8 в моче из мочевого пузыря и мочеточника при двух- и одностороннем ХОП продемонстрировал значимое повышение его уровня на стороне поражения, зависящее от степени активности ХОП (Рисунок 4). Критическое значение (точка отсечения) отношения уровня ИЛ-8 в мочеточникекегоуровнювмочевомпузыреприопределении одно/двусторонностипораженияравняется1,75.Критическоезначение при дифференциальной диагностике ХОП и цистита составляет 0,3 (Рисунок 5). Рисунок 5 – Отношение уровня ИЛ-8 в моче из мочеточника к его уровню в моче из мочевого пузыря при одно- и двустороннем ХОП и цистите. Сравнительный анализ концентрации ИЛ-8 в моче из предположительно вовлеченныхвпатологическийпроцессоргановдаетвозможность локализовать очаг воспаления при ИМП. Повышение уровня ИЛ-8 в моче из мочевого пузыря при его нормальной концентрации в моче из мочеточников свидетельствует в пользу обострения хронического цистита. При цистите в моче из мочевого пузыря концентрация ИЛ-8 возрастала более чем в 3,3 раза, оставаясь в пределах референсных значений в моче из мочеточников. У пациенток 2-й клинической группы высокий уровень ИЛ-8 в моче из мочеточника, при его высокой концентрации в пузырной моче – основание для верификации сочетания активной фазы ХОП и обострения цистита. Достоверное повышение концентрации ИЛ-8 в моче из мочеточника со стороны предполагаемого поражения, при его нормальном/низком уровне в мочевом пузыре свидетельствует в пользу одностороннего поражения почек. ВЫВОДЫ 1.У пациентов с клинической картиной активной фазы ХОП уровни провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в моче и плазме крови повышаются: ИЛ-1β – в 3,3 и 2 раза, ИЛ-6 – в 2 и 3 раза, ИЛ-8 – в 4,1 и 3,2 раза, ФНОα – в 2,2 и 2,2 раза, ИФНγ – в 1,7 и 2,3 раза, ИЛ-2 – в 1,4 и 1,3 раза, ИЛ-4 – в 3,1 и 4 раза, ИЛ-10 – в 1,9 и 5 раз, соответственно. 2.Наиболее информативным цитокином для диагностики воспалительного процесса в почках и мочевом пузыре оказался ИЛ-8, который по результатамROC-анализавэтомаспектепродемонстрировал максимальную чувствительность и специфичность (AUC ROC=0,978). 3.У пациентов с клинической картиной активной фазы ХОП имеется статистически значимая связь между уровнем ИЛ-8 в моче, полученной из мочеточника, и тяжестью воспалительного процесса в почке (p<0,001). Уровень ИЛ-8 выше 45 пг/мл соответствует легкой, выше 200 пг/мл – средней и выше 1000 пг/мл – тяжелой степени воспаления. 4.В активной фазе ХОП диагностическая информативность концентрации ИЛ-8 в моче из мочеточника по коэффициенту ранговой корреляции Спирмена в полтора раза выше диагностической информативности локальногоуровнялейкоцитурии: R=0,939иR=0,633(p<0,001), соответственно. 5.При одностороннем и двустороннем пиелонефрите, а также цистите наблюдается разное соотношение уровней ИЛ-8 в моче, полученной из мочеточника и мочевого пузыря: для одностороннего пиелонефрита характерно более высокое содержание этого цитокина в мочеточнике (в 1,75 раза и более, чем в мочевом пузыре, p<0,001), для цистита – в мочевом пузыре (в 3,3 раза и более, чем в мочеточнике, p<0,001), при двустороннем пиелонефрите значения практически равны. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Придиагностикеактивнойфазыхроническогообструктивного пиелонефрита целесообразно пользоваться классификацией трех степеней выраженности обострения хронического пиелонефрита для уточнения активности воспалительного процесса в почках. 2. В случаях проведения лечебной катетеризации мочеточника у пациентов с активной фазой хронического обструктивного пиелонефрита необходимо рекомендоватьдополнительныйзабормочиизмочеточника для определения концентрации интерлейкина-8 с целью уточнения степени тяжести обострения. 3. При лечебной катетеризации мочеточника в активной фазе хронического обструктивного пиелонефрита следует определять и сравнивать уровни интерлейкина-8 в моче, полученной из мочевого пузыря и мочеточника, для исключенияилиподтверждениявозможногодвустороннего воспалительного процесса в почках. 4. Вслучаяхлечебнойкатетеризациимочеточниковупациентов с хроническимрецидивирующимциститомнафоненефролитиаза рекомендуется определять уровни интерлейкина-8 в моче из мочеточника и мочевого пузыря для уточнения локализации очага воспаления.