Проблема инсульта в России и в мире остается весьма актуальной ввиду сохраняющейся высокой распространенности, смертности и утраты трудоспособности населения. В первые часы развития инсульта специалисты могут выполнить ряд вмешательств, существенно улучшающих исход заболевания. Но прежде чем лечение будет назначено, требуется провести дифференциальную диагностику инсульта от состояний, схожих с ним клинически; определить его тип (ишемический (ИИ) или геморрагический (ГИ)); оценить клиническое состояние пациента и сопоставить с рисками, сопутствующими назначению лечения. Даже после проведения экстренной терапии на госпитальном этапе возникает необходимость динамического мониторинга состояния мозговой ткани для своевременной коррекции лечения, а также ранней оценки краткосрочного функционального исхода и реабилитационного потенциала. Для решения этой проблемы видится перспективным применение сывороточных биомаркеров ишемического повреждения мозга. С помощью данного метода лабораторной диагностики в перспективе возможно получить дополнительные данные, позволяющие подтвердить наличие инсульта, уточнить его характер и подтип ИИ, обеспечить мониторинг состояния пациента в динамике, прогнозировать исход заболевания на госпитальном этапе и способствовать персонификации подходов к лечению пациента с инсультом. Подходящими на роль биомаркеров повреждения мозга при ИИ могут быть нейронспецифическая енолаза (НСЕ), глиальный фибриллярный кислый белок (ГФКБ) и NR2-антитела (NR2-АТ).

Известно, что НСЕ представляет собой гликолитический фермент цитоплазмы нейронов и других нейроэндокринных клеток [1]. Концентрация НСЕ в сыворотке крови (СК) возрастает при опухолевых процессах, затрагивающих нейроэндокринные клетки; также ее активность может возрастать при патологических процессах с вовлечением оболочек мозга [2]. В ряде исследований приводились данные о повышении НСЕ в СК при черепно-мозговой травме (ЧМТ), внутримозговом кровоизлиянии, а также при гипоксических и ишемических поражениях мозга [3—5]. В здоровой популяции ее уровни в СК минимальны [6]. НСЕ — чувствительный биомаркер размеров области поражения, тяжести неврологических нарушений и исхода заболевания [7, 8]. В исследованиях, посвященных НСЕ при ИИ, приводились доказательства ее повышения даже при малых размерах очага ишемии и при транзиторной ишемической атаке (ТИА) [9]. Относительно сравнительного анализа НСЕ при ИИ и схожих состояниях данные литературы противоречивы, но большинство исследователей склоняется к тому, что пиковые значения НСЕ при ИИ выше, чем при ГИ, ЧМТ и других заболеваниях [4, 10, 11].

ГФКБ является мономерным белком в составе цитоскелета нейроглии, содержится в астроцитах и эпендимальных клетках. ГФКБ поступает в СК при существенном повреждении гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), а также при глутаматергической эксайтотоксичности, приводящей к гиперреактивности астроцитов, что характерно для ИИ. Уровень ГФКБ прямо коррелирует с размером ишемического очага [12], с тяжестью неврологического дефицита и функциональным исходом при ИИ [13]. В ряде исследований приводились данные о том, что повышение ГФКБ способно указать на наличие ГИ даже в случаях КТ-негативного очага [14]. ГФКБ нарастает быстрее и достигает более высоких пиковых значений при ГИ, нежели при ИИ [15].

NR2-АТ являются продуктом иммунной аутоагрессии, направленной на NR2-субъединицы NMDA-рецептора, которые высвобождаются в СК при различных неврологических заболеваниях с нарушением целостности ГЭБ. Уровень NR2-АТ в СК возрастает как при остром нарушении мозгового кровообращения (ОНМК), так и при наличии сосудистых факторов риска, а степень его повышения позволяет дифференцировать ИИ и ГИ [16]. Однако результаты последних исследований свидетельствуют, что повышение NR2-АТ в большей степени отражает наличие ишемических событий в анамнезе [17]. При ИИ NR2-АТ, исследуемые в динамике, способствуют прогнозированию тяжести неврологических нарушений и функционального исхода заболевания [18].

Данные литературы также указывают на то, что применение набора биомаркеров в виде панели может способствовать повышению общей точности данного метода диагностики [19]. С учетом нейроспецифичности всех изучаемых в данной работе биомаркеров, а также данных об их возможности уточнять подтипы инсульта и характеристики очага повреждения в головном мозге, прогнозировать краткосрочный исход ИИ нами было проведено исследование по оценке применимости НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в виде панели биомаркеров при ИИ.

Цель исследования — изучить значения НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в СК при цереброваскулярной патологии и оценить их ценность как панели в качестве диагностического и прогностического инструмента при инсульте.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 84 пациента в остром периоде ИИ, составившие основную группу, а также 26 — с хронической ишемией мозга (ХИМ), 8 — с ГИ и 8 — с ТИА в качестве групп сравнения. Как группа контроля участвовали 27 здоровых добровольцев (ЗД).

Критерии включения: острый период ИИ, ГИ или ТИА (манифестация клинических симптомов в течение последних 72 ч) или установленный ранее диагноз ХИМ; возраст от 18 лет и старше; отсутствие выраженных нарушений речи, нарушающих коммуникацию и восприятие; стабильное состояние гемодинамики и дыхания; подписанное информированное добровольное согласие.

Критерии невключения: наличие декомпенсированной соматической патологии, необходимость постоянной кислородной поддержки >2 л/мин и/или состояния, требующие интенсивной терапии (шок, кома и др.)

Характеристика пациентов представлена в табл. 1.

Таблица 1. Характеристика пациентов

Все пациенты с ИИ, ГИ и ТИА поступали в региональный сосудистый центр в экстренном порядке и были обследованы в соответствии с действующими клиническими рекомендациями, диагноз был подтвержден клинически и нейровизуализационно. У пациентов с ТИА диагноз подтверждался ретроспективно на основании данных о регрессировании неврологической симптоматики в течение 24 ч. У пациентов с ХИМ диагноз подтверждался на основании клинических, нейропсихологических и анамнестических данных, а также результатов нейровизуализации. Группа ЗД формировалась из лиц без острой и/или хронической цереброваскулярной патологии и имела вследствие этого более молодой средний возраст.

Для определения уровней НСЕ, ГФКБ и NR2-антител у пациентов с ИИ и ГИ взятие крови проводили дважды: в первые 72 ч с момента развития симптомов инсульта (точка 1) и на 10—14-е сутки заболевания (точка 2). У пациентов с ТИА взятие крови выполняли однократно в течение 72 ч с момента манифестации симптомов (аналогично точке 1 при ИИ). У пациентов с ХИМ и у ЗД забор крови проводили однократно. Анализ значений биомаркеров в СК осуществляли на автоматическом электрохемилюминесцентном анализаторе Cobas e 411 («Roche Diagnostics GmbH», Швейцария), в соответствии с инструкцией производителя референсные значения составили для НСЕ <16,30 нг/мл, для ГФКБ <0,25 нг/мл, для NR2-АТ ≤2,0 нг/мл. Тяжесть неврологических нарушений и краткосрочный исход у пациентов с инсультом оценивали с помощью шкалы инсульта Национальных институтов здоровья (NIHSS) и модифицированной шкалы Рэнкина (mRS). Все пациенты с ИИ были разделены по тяжести неврологического дефицита на группы: 0—6 баллов по NIHSS — легкая степень, 7 баллов и более — умеренная и тяжелая степень. Для оценки краткосрочного исхода пациенты были разделены на группы: 0—2 балла по mRS — благоприятный, 3—6 баллов — неблагоприятный.

Подтипы ИИ определяли по классификации Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment (TOAST). По критериям TOAST были выявлены следующие подтипы: атеротромботический — 10 (11,90%) пациентов с ИИ, кардиоэмболический — 29 (34,53%), лакунарный — 5 (5,95%), неуточненный — 40 (47,62%). Размер очага инсульта оценивали по данным нейровизуализации, проведенной при поступлении пациента в стационар (мультиспиральная КТ или МРТ головного мозга). Размер очага ишемии по данным нейровизуализации: очаг не обнаружен — 46 (54,76) пациентов, малый (0—2 см) — 17 (20,24%), средний (2—5 см %) — 12 (14,29%), крупный (>5 см) — 9 (10,71%).

Всеми пациентами или их опекунами подписано добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы IBM SPSS 21, результаты представили в виде среднего значения ± стандартное отклонение (M±SD). При сравнении групп применяли непараметрический критерий Манна—Уитни; для определения зависимости между признаками использовали корреляционный анализ Спирмена; для оценки чувствительности и специфичности изучаемых биомаркеров был использован ROC-анализ с расчетом площади под кривой (AUC) и точки отсечения для каждого биомаркера. Различия считались значимыми при p<0,05.

Результаты

Значения НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в группах. На рис. 1 представлены значения НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в основной, сравнения и контрольной группах в динамике.

Рис. 1. Значения НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ у больных с ИИ, ХИМ, ГИ и ТИА и у ЗД в сравнении (нг/мл).

Уровни НСЕ при ИИ в точке 1 составили 26,72±28,84 нг/мл, что превышало референсные значения и было значительно выше, чем при ИИ в точке 2 (17,92±7,73 нг/мл, p=0,001) и у ЗД (15,87±5,75 нг/мл, p=0,003). При ГИ в точке 1 уровень НСЕ был значимо выше, чем при ИИ в точке 2 (23,79±8,46 и 17,92±7,73 нг/мл, p=0,032) и у ЗД (15,87±5,75 нг/мл, p=0,012). А у пациентов с ТИА уровни НСЕ были значимо выше только в сравнении с ЗД (18,34±4,36 и 15,87±5,75 нг/мл, p=0,041). Уровни НСЕ как у пациентов с ГИ в точке 2, так и у пациентов с ХИМ не отличались значимо от таковых в других группах.

Уровни ГФКБ при ИИ в точке 1 составили 0,34±0,52 нг/мл, что значимо выше, чем в точке 2 (0,23±0,09 нг/мл, p=0,004), а также выше, чем у пациентов группы ХИМ (0,19±0,08 нг/мл, p=0,008) и ТИА (0,14±0,002 нг/мл, p<0,001). В точке 2 у пациентов с ИИ уровни ГФКБ оставались значимо выше, чем у группы с ТИА (0,23±0,09 и 0,14±0,002 нг/мл, p=0,002). У контрольной группы уровни ГФКБ также значимо превышали таковые в группе сравнения с ТИА (0,22±0,08 и 0,14±0,002 нг/мл, p=0,022).

Уровни NR2-АТ при ИИ не выходили за пределы референсных значений, в точке 1 составили 0,90±1,34 нг/мл и были незначительно ниже, чем в точке 2 (0,98±1,44 нг/мл, p=0,085), а также выше, чем в группе ТИА (0,40±0,33 нг/мл, p=0,004) и ниже, чем у ЗД (1,12±0,82 нг/мл, p=0,045). В точке 2 у пациентов с ИИ уровни NR2-АТ оставались значимо выше, чем у группы с ТИА (0,98±1,44 и 0,40±0,33 нг/мл, p=0,002). Значения данного биомаркера в группе ТИА были также ниже в сравнении с группами ХИМ (0,40±0,33 и 0,71±0,46 нг/мл, p=0,038) и ЗД (0,40±0,33 и 1,12±0,82 нг/мл, p=0,011).

Связь НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ с тяжестью неврологического дефицита и краткосрочным исходом ИИ. В группе с ИИ к 10—14-му дню отмечалось значимое уменьшение неврологического дефицита в динамике по NIHSS от 7,36±5,91 до 4,20±4,74 балла (p<0,001) и снижение степени инвалидизации по mRS от 3,45±0,97 до 2,52±1,19 балла (p<0,001).

Как продемонстрировано на рис. 2, у пациентов с более выраженными неврологическими нарушениями в первые 3 сут ИИ уровни НСЕ были выше, особенно при сравнении значений на 10—14-е сутки (20,74±8,47 и 16,35±6,89 нг/мл, p=0,016), при этом именно у пациентов с легкой степенью тяжести неврологических нарушений наблюдали значимое снижение НСЕ в динамике (с 22,77±16,0 до 16,35±6,89 нг/мл, p=0,004). Пациенты, у которых сохранялся умеренный или выраженный неврологический дефицит к 10—14-му дню инсульта, имели более высокие значения НСЕ как в первые 72 ч (43,30±37,34 и 24,75±26,33 нг/мл, p=0,012), так и на 10—14-е сутки (24,37±9,55 и 16,74±6,79 нг/мл, p=0,007).

Рис. 2. Различия между значениями биомаркеров у пациентов с ИИ в зависимости от степени тяжести неврологического дефицита в первые 72 ч и на 10—14-е сутки (нг/мл).

При неблагоприятном краткосрочном исходе значения НСЕ также были выше, особенно на 10—14-е сутки (20,32±9,1 и 15,63±5,32 нг/мл, p=0,014) (рис. 3). Для ГФКБ наблюдали схожие результаты: его уровни были выше при более выраженном неврологическом дефиците в начале заболевания, особенно в точке 1 (0,054±0,83 и 0,22±0,07 нг/мл, p=0,002); при более значительных неврологических нарушениях в динамике его уровни были выше как в первые 72 ч (0,72±0,99 и 0,26±0,34 нг/мл, p<0,01), так и на 10—14-е сутки (0,30±0,11 и 0,22±0,08 нг/мл, p=0,032); в группе с неблагоприятным краткосрочным исходом к 10—14-му дню ГФКБ был выше в обеих точках (0,46±0,72 и 0,22±0,07 нг/мл, p=0,004 в точке 1; 0,26±0,09 и 0,21±0,08 нг/мл, p=0,012 в точке 2). NR2-АТ были ниже в группе с более выраженным неврологическим дефицитом, оцениваемым в первые 72 ч (0,88±0,45 и 0,91±1,65 нг/мл, p=0,007 в точке 1; 1,1±1,1 и 0,91±1,60 нг/мл, p=0,041 в точке 2). Значимых различий между данными группами для NR2-АТ выявлено не было, однако стоит отметить, что именно в группе с неблагоприятными исходом было отмечено значимое нарастание NR2-АТ в динамике (с 1,11±1,86 до 1,28±2,00 нг/мл, p=0,04).

Рис. 3. Значения биомаркеров у пациентов с ИИ в зависимости от краткосрочного функционального исхода на 10—14-е сутки (нг/мл).

Наличие связи между значениями НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в динамике и с тяжестью неврологического дефицита, краткосрочным функциональным исходом в основной группе подтвердилось при проведении корреляционного анализа. Был проведен сравнительный анализ уровней биомаркеров в зависимости от патогенетического подтипа ИИ. Наличие сильной прямой связи с выраженностью неврологической симптоматики и краткосрочным функциональным исходом в динамике подтвердилось только при атеротромботическом подтипе ИИ (табл. 2).

Таблица 2. Результаты корреляционного анализа в основной группе пациентов в сравнении с подгруппами с атеротромботическим подтипом ИИ и со средними и крупными размерами очага ИИ

Была обнаружена более сильная связь НСЕ в точках 1 и 2 с выраженностью неврологической симптоматики и краткосрочным исходом в динамике, ГФКБ в точке 1 с выраженностью неврологической симптоматики в начале заболевания и в динамике и краткосрочным исходом, а также NR2-АТ в точках 1 и 2 с выраженностью неврологической симптоматики в начале заболевания. Оценка размера очага ишемии по данным нейровизуализации также позволила разделить основную группу на подгруппы: с малым очагом (0—2 см), со средним (2—5 см) и с крупным (>5 см в наибольшем измерении), а также тех, у кого очаг обнаружен не был. В подгруппе со средними размерами очага ишемии были отмечены сильная взаимосвязь ГФКБ в точке 1 с тяжестью дефицита в начале заболевания и краткосрочным исходом в динамике, а в подгруппе с крупным очагом — сильная связь НСЕ в точках 1 и 2 с тяжестью неврологического дефицита и краткосрочным исходом в динамике (табл. 2).

Чувствительность и специфичность биомаркеров для диагностики и прогнозирования краткосрочных исходов ИИ. С помощью сравнительного анализа ROC-кривых была определена точность методики оценки НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в первые 72 ч заболевания в качестве дополнительного анализа для дифференциального диагноза ИИ и прогнозирования тяжести и краткосрочного функционального исхода, а также ценность их применения в виде панели (рис. 4, 5).

Рис. 4. ROC-кривые для НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ и панели биомаркеров при сравнении группы ИИ с группами ХИМ, ГИ, ТИА, ЗД.

(Окончание)

Рис. 4. ROC-кривые для НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ и панели биомаркеров при сравнении группы ИИ с группами ХИМ, ГИ, ТИА, ЗД.

Рис. 5. ROC-кривые для НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ и панели биомаркеров при сравнении подгрупп пациентов с ИИ относительно степени тяжести неврологического дефицита и краткосрочного функционального исхода к 10—14-му дню.

Среди выбранных биомаркеров наиболее точные результаты при сравнении групп ИИ и ХИМ показал ГФКБ (AUC=0,668, точка отсчета 0,22 нг/мл при чувствительности 78,6% и специфичности 53,8%), при этом точность панели сохранялась на том же уровне (AUC=0,663). Из показателей пациентов с ИИ и ГИ в точке 1 наиболее качественным предиктором ИИ оказались NR2-АТ (AUC=0,601, точка отсчета 0,495 нг/мл при чувствительности 63,1% и специфичности 62,5%), однако точность панели была низкой (AUC=0,485). Все исследуемые биомаркеры показали хорошие результаты при сравнении групп с ИИ и ТИА, особенно ГФКБ (AUC=0,868, точка отсчета 0,18 нг/мл при чувствительности 78,6% и специфичности 100%) и NR2-АТ (AUC=0,808, точка отсчета 0,4 нг/мл при чувствительности 88,1% и специфичности 75%), как и вся панель биомаркеров (AUC=0,875). При сравнении с контрольной группой лучший результат для диагностики ИИ показала НСЕ (AUC=0,69, точка отсчета 16,895 нг/мл при чувствительности 63,1% и специфичности 77,8%), а точность панели была еще выше (AUC=0,706), несмотря на низкие показатели NR2-АТ (AUC=0,371). При проведении аналогичных расчетов для показателей основной группы с ИИ против показателей остальных групп в совокупности получили наиболее высокую точность у ГФКБ (AUC=0,612, точка отсчета 0,185 нг/мл при чувствительности 78,6% и специфичности 47,8%) и сравнимую точность для панели биомаркеров (AUC=0,633). Оценка предиктивной ценности выбранных биомаркеров показала, что все они позволяют достаточно точно прогнозировать степень тяжести неврологического дефицита на 10—14-й день ИИ, особенно это касается ГФКБ (AUC=0,848, точка отсчета 0,275 нг/мл при чувствительности 76,9% и специфичности 85,9%), как и панель из данных маркеров (AUC=0,807). Для прогнозирования функционального исхода ИИ к 10—14-му дню показатели биомаркеров были несколько ниже, но среди них также выделялся ГФКБ (AUC=0,674, точка отсчета 0,315 нг/мл при чувствительности 26,8% и специфичности 97,7%), точность панели также была высока (AUC=0,705).

Обсуждение

В данном исследовании установлено существование диагностических перспектив использования НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ в качестве лабораторных биомаркеров инсульта. Динамика НСЕ в основной группе и ее значения в сравнении с другими группами пациентов согласуются с результатами других авторов [3]. НСЕ в исследованиях последних лет показало свой потенциал в качестве диагностического биомаркера ИИ и стала часто применяться и как предиктор неврологических осложнений после оперативных вмешательств и как дополнительный лабораторный показатель в исследованиях эффективности новых методик вспомогательной терапии при ИИ [20]. В нашей выборке ГФКБ повышался в крови при ИИ по сравнению со здоровым контролем, как и в большинстве исследований [21]. Также и в сравнении с пациентами с ХИМ и ТИА ГФКБ в случае острой церебральной ишемии возрастает сильнее [22]. NR2-АТ же в основной группе значимо отличались от показателей при ТИА, но были ниже, чем у ЗД. Известно, что NR2-АТ повышаются в СК пациентов с факторами риска инсульта [23]. Это согласуется с нашими результатами: группа пациентов с ХИМ имела сопоставимые с основной группой значения данного биомаркера. В исследовании L. Dolmans и соавт. [17] уровни NR2-АТ изучались при ТИА в сравнении с контрольной группой, где были получены схожие результаты.

Исследуемые биомаркеры показали перспективные результаты при прогнозировании уровня неврологического дефицита и функциональных возможностей пациентов, перенесших ИИ. НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ были выше в остром периоде ИИ и медленнее снижались при выраженных неврологических нарушениях. Особенно заметным было влияние тяжести неврологического дефицита на показатели сывороточных биомаркеров среди пациентов с крупным очагом ишемии и атеротромботической этиологией ИИ. Хотя многие исследования подтверждают прямую корреляцию уровней НСЕ и ГФКБ от тяжести неврологического дефицита [12, 24, 25], о такой связи с размерами очага ишемии, как в нашей работе, до недавнего времени практически не сообщалось. Краткосрочный функциональный исход также был менее благоприятен в случаях с более высокими уровнями биомаркеров. НСЕ и ГФКБ снижались медленнее у таких пациентов, что согласуется с данными большинства исследований [8, 25]. При этом NR2-АТ продолжали нарастать в течение 10—14 дней в группах со значительным неврологическим дефицитом и неблагоприятным исходом. Такая динамика может быть следствием иммуносупрессии, более выраженной при тяжелом инсульте в острейшем периоде [18]. Только некоторые исследования выбранных биомаркеров при инсульте уточняли патогенетический подтип, и сравнений между подгруппами в таких работах не проводили. В исследованиях, посвященных атеротромботическому ИИ, показаны схожие результаты, как и на выборках с ИИ без разделения по TOAST, что согласуется с полученными нами результатами [26].

Анализируя точность методики оценки биомаркеров при инсульте, можно предположить, что их применение в виде панели дает более качественные результаты, чем оценка любого отдельного параметра, вне зависимости от того, применяется ли биомаркер для диагностики инсульта или с целью прогнозирования исходов ИИ [19]. В нашем исследовании ГФКБ и НСЕ были наиболее специфичны при дифференциальной диагностике ИИ, а ГФКБ и NR2-АТ — более чувствительны к тяжести неврологической симптоматики и неблагоприятному функциональному исходу.

Заключение

Поиск биомаркеров на роль диагностического и прогностического инструмента при инсульте продолжается. Оценка НСЕ, ГФКБ и NR2-АТ у пациентов с подозрением на инсульт позволяет получить дополнительные данные, которые могут способствовать постановке точного диагноза. Мониторинг этих показателей в сыворотке крови при подтвержденном ИИ может помочь в определении индивидуального подхода к лечению, своевременной коррекции терапии и формировании дальнейшего реабилитационного маршрута пациента. Возможно, расширение знаний в этой области и получение новых данных о колебаниях сывороточных биомаркеров при инсульте и схожих с ним состояниях в итоге позволят внедрить их в качестве дополнительных лабораторных показателей в алгоритмы диагностики цереброваскулярных заболеваний.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда №22-25-00766.

The work is supported by the grant of the Russian Science Foundation №22-25-00766.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.