Серологічні біомаркери для гострої мезентеріальної ішемії - Мемет - Аннали трансляційної медицини
Обулкасім Мемет, Лінь Чжан, Цзе Шень
Внески: (I) Концепція та дизайн: Л. Чжан; (II) Адміністративна підтримка: L Zhang, J Shen; (III) Надання навчальних матеріалів або пацієнтів: О Мемет, Л. Чжан; (IV) Збір та збір даних: О Мемет, Л. Чжан; (V) Аналіз та інтерпретація даних: О Мемет, Л. Чжан; (VI) Написання рукописів: Усі автори; (VII) Остаточне затвердження рукопису: Усі автори.
Анотація: Гостра мезентеріальна ішемія (ГІМ) визначає комплекс станів, що характеризуються перериванням спланхнічної циркуляції, що призводить до недостатньої доставки або використання кисню для задоволення метаболічних потреб вісцеральних органів. Рання діагностика та негайна терапія є наріжними каменями ранньої ішемії для досягнення успішного результату та необхідні для зменшення високої смертності. Хоча в клінічній практиці все ще не вистачає специфічних біомаркерів, що допомагають діагностувати ГІМ, існує кілька біомаркерів з високою специфічністю, які можуть стати потенційними інструментами ранньої діагностики ГІМ, включаючи кишковий білок, що зв'язує жирні кислоти (I-FABP) -глутатіон S-трансфераза (a-GST), D-димер, L- та D-лактат, цитрулін, модифікований ішемією альбумін, прокальцитонін (РСТ). Однак вони використовують у клінічно обмеженому дуеті численні дослідження про цих виробників, які закінчуються невеликою популяцією пацієнтів та неоднорідними серед цих груп населення. Цей огляд описує етіологію ГІМ, сучасні найбільш перспективні біомаркери, сучасну ситуацію досліджень та майбутнє досліджень біомаркерів.
Ключові слова: Гостра брижова ішемія (ГІМ); біомаркери сироватки; діагностика
Подано 11 березня 2019 р. Прийнято до публікації 24 червня 2019 р.
Вступ
Гостра брижова ішемія (ГІМ) є рідкісною, але все ще залишається основною проблемою у діагностиці та лікуванні більшості випадків невідкладної абдомінальної ситуації, спричинених недостатньою доставкою або використанням кисню для задоволення метаболічних потреб вісцеральних органів. Два основні патофізіологічні механізми можуть призвести до мезентеріальної ішемії: гостра тромбоемболічна оклюзія в артеріях або венах шлунково-кишкового тракту, або неоклюзійна мезентеріальна ішемія (NOMI) зменшення кровотоку через серцеву недостатність, шокові стани, серйозні оперативні втручання, підвищення внутрішньочеревного тиску, травма, фібриляція передсердь, ниркова недостатність та сепсис (1-3) (Таблиця 1). Хоча досі немає специфічних діагностичних біомаркерів для ГІМ, оклюзійну мезентеріальну ішемію набагато легше діагностувати за допомогою високоспецифічної комп’ютерної томографічної ангіографії (КТА). Однак важко отримати остаточний діагноз NOMI, який компрометує 20–30% усіх випадків ГІМ (8), у клінічній практиці немає ні конкретних виробників, ні рентгенологічного тесту, особливо на ранній стадії. У цьому огляді ми надаємо огляд етіології ГІМ, розглядаємо поточну ситуацію з дослідженнями та майбутнє досліджень біомаркерів, маємо на меті знайти найбільш перспективні біомаркери.
Мезентеріальна циркуляція та патофізіологія ГІМ
Спланхнічна циркуляція охоплює макро- та мікро-судинну перфузію.
Макросудин складається з трьох основних артерій, включаючи чревну артерію (CA), верхню брижову артерію (SMA) (9) і нижню брижову артерію (IMA) (10), а також численні колатералі. Зазвичай у стані спокою спланхнічна циркуляція приймає приблизно 25% серцевих викидів, тоді як у постпрандіальному стані потрібно додатково 10%. CA, SMA та IMA мають діаметр відповідно 6, 7 та 1 мм, таким чином, оклюзія IMA зменшить загальну поверхню брижової судини лише на 4%, тоді як стеноз CA і SMA зменшить це на 70% та 87%, відповідно (1). Отже, широко вважається, що SMA є найважливішою з брижових артерій при оклюзійній брижовій ішемії.
Мікроваскулярна перфузія включає більші артерії на серозальній стороні, великі мережі судин у зовнішніх шарах (підслизовий, м’язовий та серозний шари) та центральну артеріолу з навколишніми венулами. За великої метаболічної потреби в слизовий шар надходить більше двох третин потоку крові в стінці кишечника (11,12). Протитокова організація ворсинок здатна ефективно автоматично регулювати кровотік і підтримує постійний рівень поглинання кисню. Для підтримання гомеостазу кровообігу з достатнім рівнем кисню в умовах значної різниці мезентеріального кровотоку кисневий обмін залежить від здатності ворсинок збільшувати екстракцію та набирати додаткові капілярні русла.
У випадках неправильної перфузії або шоку може відбуватися артеріальне шунтування через тривалий час проходження циркуляції через ворсинки (13). При тривалому ішемічному пораненні або реперфузійному пошкодженні протитоковий обмін посилює пошкодження осі ворсинки-крипти, що призводить до клітинної дисфункції та загибелі клітин, що відбувається спочатку на кінчику ворсинкової оболонки слизової. Якщо недопрацювання триває довше, це призводить до дегенерації або ослаблення слизового бар’єру. Супроводжує цей процес внутрішньосудинна гемоконцентрація, закупорка лейкоцитів, вазомоторна дисфункція та звуження капілярів, що призводить до набряку ендотелію та мікросудинного тромбозу, а потім посилюється проникність кишечника, транслокація бактерій, розростання бактерій внаслідок інфекції, інфаркт мезентерії.
Завдяки цим патологічним процесам слизового шару очевидно, що ворсинки, найбільш віддалені шари, особливо чутливі до ішемічного пошкодження. Отже, пошкодження ішемією починається від слизової і поширюється у напрямку до серози. На противагу цьому, ішемічне ураження м’язового та серозного шарів є пізньою подією при важкій ішемії. Однак ішемічна травма слизової оболонки кишечника часто не є серйозною і оборотною, але трансмуральна травма часто призводить до запалення, некрозу, сепсису та поліорганної недостатності (5,14). І потрібно приблизно 4 години, щоб ішемічне пошкодження слизової стало критичним та спричинило трансмуральне пошкодження та некроз (15,16). Отже, шар слизової оболонки повинен бути в центрі уваги раннього діагностичного тесту для негайної терапії ранньої ішемії, щоб досягти успішного результату (1,17,18).
Клінічні особливості та діагностика ГІМ
Важливість ранньої діагностики ГІМ
Діагноз ГІМ часто є складним у пацієнтів з гострим болем у животі, і діагностична невизначеність може в кінцевому підсумку вимагати хірургічних досліджень для точної оцінки кишечника. Ступінь тяжкості ішемії залежить від ураженої судини, обсягу колатерального судинного кровотоку та часу тривалості. Коли спостерігаються клінічні ознаки ГІМ, такі як перитоніт, при фізичному огляді вказують на високу ймовірність незворотної ішемії кишечника з некрозом кишечника (24). Іншими словами, затримка діагностики призводить до некрозу кишечника і навіть поліорганної недостатності. У великому багатоцентровому дослідженні 780 пацієнтів реанімації з ГІМ загальна смертність становила 58% (25). Ті самі дані спостерігали також інші, що смертність від ГІМ коливалась від 60% до 80% (23,26-28). Зростання смертності зумовлений здебільшого через затримку діагностики та лікування (5).
Основним складним ризиком мезентеріальної ішемії є трансмуральний інфаркт, який в основному є незворотним, що призводить до перфорації стінок кишечника, сепсису та смерті (29,30). Тому рання діагностика та своєчасне втручання є ключовими факторами для поліпшення клінічних результатів пацієнтів з ГІМ. Зараз хірургічне лікування є найпоширенішим методом лікування більшості ГІМ, діагностованих на пізній стадії (22), що вимагає оперативного втручання з метою резекції нежиттєздатної кишки (31). Однак ішемія є потенційно повністю оборотною, якщо мезентеріальна реваскуляризація артерій, специфічне лікування ГІМ, проводиться в ранній період ГІМ, коли немає ознак трансмурального інфаркту (5,6,32,33). Крім того, на початкових стадіях NOMI, коли ішемія стінок кишечника часткова, хірургічне лікування не показано (34). Однак багато лабораторних показників перевіряли на їх значення для ранньої діагностики мезентеріальної ішемії, на жаль, більшість досліджуваних біомаркерів з'явилися, коли ГІМ розвинувся до пізньої стадії, наприклад, лактоацидоз (10,35).