Способ прогнозирования тяжести течения расстройств аутистического спектра у детей

Изобретение относится к медицине, а именно к психиатрии, неврологии и педиатрии. Предложен способ прогнозирования тяжести течения расстройств аутистического спектра у детей, включающий исследование сыворотки крови для определения концентрации прогностического биомаркера нейротрофина BDNF. При снижении уровня концентрации BDNF в сыворотке крови менее 525,38 пг/мл диагностируют высокий риск развития нейродисфункции, проапоптотических процессов и формирование тяжелой формы аутизма. Изобретение обеспечивает расширение арсенала средств для постановки диагноза на ранних стадиях развития заболевания и возможность проведения мониторинга эффективности назначенных лечебных мероприятий. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к психиатрии, неврологии и педиатрии, и может быть использовано для раннего прогнозирования тяжести расстройств у детей с аутизмом, и последующего обеспечения выбора адекватного лечения и реабилитации.

Расстройства аутистического спектра являются наиболее распространенными нарушениями психики и поведения детского возраста, а также, расстройствами с самым высоким уровнем инвалидизации в детской психиатрии (Расстройства аутистического спектра у детей. Научно- практическое руководство. Под ред. Симашковой Н.В. М.: Авторская академия, 2013). В течение последних десятилетий отмечается значительный рост зарегистрированной заболеваемости аутизмом, а эпидемиологические исследования демонстрируют показатели распространенности аутизма, как 1–2 случая на 1000 детского населения (Ли Л. Учебное пособие по аутизму. Учебное пособие ОПАС. 2013). Расстройства аутистического спектра представляют группу состояний, характеризующихся отклонениями в реципрокном социальном взаимодействии, вербальной и невербальной коммуникации, стереотипными формами поведения и движения, ограниченными интересами. Мальчики страдают данным расстройством в четыре раза чаще, чем девочки (Ремшмидт Х. Аутизм. Клинические проявления, причины и лечение. Пер. с нем. М.: Медицина. 2003).

До настоящего времени нет единого мнения по этиологии и патогенезу заболевания, но большая часть специалистов считает, что аутистические расстройства имеют генетические нарушения (Гомазков О.А. Нейротрофические факторы мозга. Справочно-информационное издание. М., 2004). Результаты генетических исследований продемонстрировали связь аутизма с мутациями в генах, которые несут информацию о нейромодуляторах, нейромедиаторах, белках, контролирующих миграцию и взаимодействие нейронов в развивающемся мозге, участвующих в эпигенетической регуляции генной экспрессии (Симашкова Н.В., Макушкин Е.В. Расстройства аутистического спектра: диагностика, лечение, наблюдение. Клинические рекомендации (протокол лечения). М., 2015).

Актуальной проблемой детской психиатрии является диагностика тяжести аутизма с определением биохимических изменений, которая недоступна для диагностики традиционно принятыми в психиатрии и неврологии психологическими тестированиями, что позволит оптимизировать терапию на всех этапах лечения и реабилитации детей, а также, служить надежным маркером определения прогноза и тяжести заболевания.

Известен способ диагностики расстройств аутистического спектра (РАС) у детей (Патент РФ № 2687580, опубл. 15.05.2019 г.), заключающийся в регистрации уровня постоянных потенциалов (УПП) в монополярном отведении от пяти областей - лобной (Fz), центральной (Cz), затылочной (Oz), правой (Td) и левой (Ts) височных и определения среднего уровня УПП мозга путем деления суммы УПП от пяти отведений на их количество, причем за нормативный показатель усредненного УПП головного мозга принимают 10,68÷11,5 mV, и наличие РАС у ребенка определяют при наличии двух или более показателей изменений: повышение интенсивности энергообмена в лобном отделе, отклонение УПП в правом височном отведении, отклонение показателей интенсивности энергообмена в центральном отделе, отклонение усредненного показателя УПП, нарушение межполушарных отношений с преобладанием левого полушария, определяемое по отклонению показателя УПП на одно или более стандартных отклонений.

Недостатками данного способа являются: невысокая точность диагностики из-за субъективности трактовки полученных результатов, невозможность оценки тяжести заболевания и прогноза течения патологического процесса.

Известен способ диагностики расстройств аутистического спектра у детей (Патент РФ № 2655073, опубл. 22.03.2018 г.), заключающийся в том, что осуществляют непрерывный съем и запись биометрических показателей, в частности, индикаторов сердечного ритма: индекса напряжения (ИН) и амплитуды моды (A_Mo), затем проводят оценку частотности состояний за период мониторинга и получают данные о степени соответствия психофизиологических состояний обследуемого и состояний, характерных для аутизма, и на основании полученных данных делают вывод о соответствии данного состояния группе риска по возникновению РАС.

Недостатками данного способа являются: снижение точности диагностики из-за субъективности трактовки полученных результатов, трудоемкость исследования.

В качестве прототипа выбран способ диагностики расстройств аутистического спектра у детей (Патент РФ № 2340900, опубл. 10.12.2008 г.),включающий проведение анализа пробы крови и/или плазмы крови, и/или сыворотки крови на наличие высоких концентраций определенных пептидов, превышающих норму в 10 или более раз, где указанные пептиды имеют молекулярную массу соответственно 1779±1 Да, 1865±1 Да и 2022±1 Да, и имеют аминокислотные последовательности: SKITHRIHWESASLL, SSKITHRIHWESASLL и/или SSKITHRIHWESASLLR, причем для этого используют любой количественный иммунохимический анализ.

Недостатками данного способа являются следующие: трудоемкость, высокая вероятность получения ложно-положительных результатов и искажения трактовки диагноза, проблема сбора биоматериала у пациентов, отсутствие прогнозирования тяжести течения аутизма.

Проведенный патентно-информационный поиск не выявил способов диагностики тяжести течения аутизма у детей с существенными признаками заявляемого способа.

Исходя из вышеприведенного уровня техники, при диагностике тяжести расстройств аутистического спектра у детей проблемой является невысокая точность прогноза развития тяжелых форм данной патологии, что не позволяет своевременно определять степень тяжести заболевания и в максимально ранние сроки назначать соответствующую терапию пациентам.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение информативности и точности прогнозирования тяжести течения расстройств у детей с аутизмом.

Ранняя диагностика нарушений нейромедиаторной и нейротрофической активности головного мозга, существенно изменяющих метаболизм в нейронах, позволяет своевременно оптимизировать терапию и предотвратить утяжеление аутистического процесса у данной категории пациентов.

Предлагается, как и в прототипе, проводить исследование сыворотки крови для определения концентрации прогностического биомаркера.

Разработка информативного и простого способа прогнозирования тяжести течения расстройств аутистического спектра у детей, который осуществляется доступным и традиционно принятым клинико-лабораторным обследованием путем измерения концентрации циркулирующего в крови нейротрофического фактора мозга, представляющего белок-нейротрофин BDNF, обеспечивающего процессы нейрогенеза и нейропластичности, и определения степени тяжести аутизма с учетом изменение его уровня в крови относительно референсного значения, позволит решить вышеуказанную проблему.

Патофизиология аутизма включает аномальную взаимосвязь нейронов, что может быть связано, например, со значительным уменьшением уровня нейротрофина BDNF в крови. Снижение концентрации общего BDNF можно выявить путем иммуноферментного исследования сыворотки крови. Наличие уменьшения уровня BDNF в сыворотке крови при аутизме у детей позволяет сделать предположение относительно его патофизиологии, и способствует упрощению и улучшению диагностики, что послужит основой для применения новых возможностей в лечении и реабилитации.

Данный способ прогнозирования тяжести течения аутизма у детей разработан впервые.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе прогнозирования тяжести течения расстройств аутистического спектра у детей, включающем исследование сыворотки крови для определения концентрации прогностического биомаркера, согласно изобретению, в качестве биомаркера используют нейротрофин BDNF, и при снижении концентрации BDNF менее 525,38 пг/мл диагностируют высокий риск развития нейродисфункции, проапоптотических процессов и формирование тяжелой формы аутизма.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и обеспечиваемым изобретением техническим результатом, состоит в следующем: измерение в сыворотке крови концентрации нейротрофина BDNF, используемого в качестве прогностического биомаркера, являющегося маркером нейротрофических, нейрометаболических, нейропротективных процессов с установленным пограничным значением для BDNF ниже 525,38 пг/мл в сыворотке крови у детей с аутизмом, позволяет осуществить более точное и достоверное раннее прогнозирование риска развития тяжелого течения аутизма у детей, что в дальнейшем обеспечит правильный выбор наиболее подходящей терапевтической и реабилитационной тактики индивидуально для каждого пациента.

За счет использования наиболее значимого и простого в измерении биомаркера не требует длительного обследования, и позволяет повысить точность оценки тяжести состояния детей с аутизмом.

Нейротрофический фактор мозга (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) относится к нейротрофинам, веществам, стимулирующим и поддерживающим развитие нейронов. BDNF является регулятором адаптационных процессов в организме, способствует реализации когнитивных функций (Suliman S., Hemmings S.M., Seedat S. Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) protein levels in anxiety disorders: systematic review and metaregression analysis. Front Integr Neurosci. 2013;7:55.) BDNF способен модулировать пластичность синапсов, индуцировать активность сигнальных трансдукторных реакций и регулировать функционирование нейротрансмиттерных систем, также способствует предупреждению программируемой гибели клеток, блокируя активацию Akt-зависимого каскада, ведущего к апоптозу (Marosi K., Mattson M.P. BDNF mediates adaptive brain and body responses to energetic challenges. Trends Endocrinol Metab. 2014;2:89-98). ВDNF способствует нормальному функционированию холинергических нейронов переднего мозга, участвует в процессах памяти и обучения.

В отечественной и зарубежной научной литературе отсутствует информация об исследовании BDNF у детей, больных аутизмом, а также зависимости уровня данного нейротрофина с тяжестью заболевания.

Выбор диагностически значимого биомаркера нейротрофина BDNF для осуществления способа повышает точность определения степени тяжести течения аутизма и позволяет своевременно проводить эффективное лечения и реабилитацию детей с данной патологией, что было установлено опытным путем, поскольку было проведено и имеется достаточное количество результатов биохимических исследований, касающихся аутизма у детей, и только при данном алгоритме диагностики обеспечивается достижение заявленного технического результата.

Заявляемый способ обладает высокой информативностью и может осуществляться на любом этапе лечения и реабилитации больных с аутизмом, в том числе и санаторно-курортном этапе, обеспечивает своевременную коррекцию лечебных мероприятий.

Способ осуществляют следующим образом.

Пациентам с расстройствами аутистического спектра проводят забор крови из локтевой вены натощак в количестве 5 мл в вакутайнеры, через 30 минут центрифугируют и отбирают сыворотку. Измеряют уровень нейротрофина ВDNF, являющегося одновременно нейротрофическим, антиапоптотическим, нейропротективным фактором. Определение концентрации нейротрофина ВDNF проводят с использованием набора реагентов для иммуноферментного определения в сыворотке крови, например, Human BDNF Immunoassay «Quantikine ELISA», R&D Systems, Inc., USA. Данная тест-система основана на количественном иммуноферментном анализе сэндвичевого типа. Моноклональные антитела к нейротрофину BDNF нанесены в ячейки микропланшета. Стандарты и образцы вносят в ячейки и присутствующий в них нейротрофин BDNF связывается с антителами. Вторые антитела к нейротрофину BDNF, меченные ферментом, вносят в ячейки. Растворяют лиофилизированный стандарт в 2 мл разбавителя стандарта RD6P (для образцов сыворотки/плазмы), дают стандарту раствориться в течение 15 минут при осторожном встряхивании. После разбавления получают исходный раствор стандарта с концентрацией 4000 пг/мл. Выполняют последующую промывку, которая удаляет несвязанный конъюгат антител с ферментом, после чего в ячейки вносят раствор ферментного субстрата, причем развитие окраски пропорционально количеству нейротрофина BDNF, связавшегося на первом шаге анализа. Цветную реакцию останавливают и считывают оптическую плотность ячеек.

Измеряют уровень концентрации нейротрофина BDNF в сыворотке крови.

При значении концентрации нейротрофина BDNF ниже 525,38 пг/мл диагностируют тяжелое течение аутизма и прогнозируют развитие тяжелых форм расстройств аутистического спектра у детей.

Заявляемый способ прогнозирования тяжести расстройств аутистического спектра у детей был разработан при участии в исследовании 259 детей с данной патологией, находившихся на санаторно-курортном этапе реабилитации в г. Евпатория. В исследовании было 57 (22,0%) девочек и 202 (78,0%) мальчика. Средний возраст детей составил 5,67±2,38 лет. С диагнозом детский аутизм (синдром Каннера, инфантильный психоз - F84.0) было 128 (49,4%) детей, с атипичным аутизмом (F84.1) было 116 (44,8%) детей, и с синдромом Аспергера (F84.5) – 15 (5,8%) детей.

Все дети имели нормальные показатели анализов крови и мочи. Из обследования исключались дети с эпилепсией.

Контрольную группу (КГ) составили 32 здоровых ребенка, репрезентативные по полу и возрасту, находившиеся на оздоровлении в г. Евпатория.

Из 32 здоровых детей значение нейротрофина BDNF в сыворотке крови по медиане составило 745,66 пг/мл (интерквартильный интервал от 638,22 до 943,51 пг/мл).

Было отмечено, что концентрация нейротрофина BDNF в сыворотке крови ниже 525,38 пг/мл ассоциирует либо с тяжелым течением заболевания, либо с неблагоприятным прогностическим признаком по развитию тяжелого течения заболевания.

Так как циркулирующий в крови BDNF существует в двух различных формах – связанный с тромбоцитами и свободный, в сыворотке крови измеряют общий BDNF.

Всем детям с аутизмом было проведено комплексное обследование с подробным сбором анамнеза у матери ребенка и работой с медицинской документацией с места отбора, анализом жалоб, осмотром специалистами: психиатром, педиатром, неврологом, психологом, логопедом, использованием клинических, функциональных и лабораторных методов.

Проведена оценка тяжести общих расстройств психологического развития по шкале CARS (Childhood Autism Rating Scale – детская рейтинговая шкала аутизма). Данная шкала содержит 15 субшкал, каждая из которых рассматривает определенную область. Сумма баллов от 15 до 30 – не аутичный ребенок, от 30 до 37 баллов – мягкая или умеренная степень аутизма, от 37 до 60 баллов – тяжелый аутизм.

Определение концентрации нейротрофина BDNF в сыворотке крови проводилось с использованием набора реагентов для иммуноферментного определения в сыворотке крови Human BDNF Immunoassay «Quantikine ELISA», R&D Systems, Inc., USA.

Статистический анализ полученных данных проведен с использованием стандартного пакета прикладных программ «Statistica v. 6.1». Поскольку распределение отличалось от нормального, количественные параметры представляли в виде медианы (Ме) и межквартильных интервалов (Q1; Q3), где Q1 – 25-й перцентиль и Q3 - 75-й перцентиль стандартного отклонения (σ). Оценка статистической связи между сывороточным уровнем концентрации BDNF и тяжестью клинической симптоматики у пациентов с аутизмом была произведена с помощью коэффициентов ранговой корреляции Спирмена. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

При сравнительной оценке уровней концентрации BDNF у детей с тяжелой степенью заболевания и здоровыми детьми было выявлено достоверное его снижение (p < 0,001) в сравнении с данными КГ. Во всех сферах шкалы CARS показатели BDNF в подгруппах с более тяжелой клинической симптоматикой также были достоверно (p < 0,001) ниже в сравнении с данными КГ, а все значения в подгруппах с умеренной степенью тяжести значимо не отличались от показателей КГ.

Доказано, что низкий уровень BDNF ассоциируется с нарушением нейротрофических процессов в головном мозге, являясь одновременно маркером развития тяжелых форм аутизма.

Сравнительный анализ результатов исследования установил, что у детей с тяжелым течением аутизма уровень BDNF (525,38 (397,47; 635,22) пг/мл) достоверно ниже значений BDNF в КГ (р=0,0007).

В таблице 1 представлено содержание BDNF в сыворотке крови у детей с расстройствами аутистического спектра, Mе (Q1; Q3) .

Таблица 1

Показатель	Расстройства аутистического спектра	КГ, n=32
Средняя степень, n=127	Тяжелая степень, n=132
BDNF пг/мл	720,76 # (612,87; 648,77)	525,38* (397,47; 635,22)	745,66 (638,22; 943,51)

Примечание: * – уровень значимости при сравнении исходного значения с контрольной группой, р<0,001; # – уровень значимости при сравнении средней и тяжелой степени аутизма, р<0,001.

Заявляемый способ обеспечивает точную и достоверную диагностику тяжести течения аутизма за счет получения объективных данных биохимических изменений у ребенка, что обуславливает постановку диагноза на ранних стадиях развития заболевания со своевременным началом терапии, дает возможность проведения мониторинга эффективности назначенных лечебных мероприятий.

Изобретение подтверждается следующими клиническими примерами.

Пример 1

Больной П., 7 лет. Поступил на санаторно-курортное лечение (СКЛ) с клиническим диагнозом: Расстройство аутистического спектра, общее недоразвитие речи 2 уровня, гипердинамический синдром.

При поступлении родители предъявляют жалобы на отсутствие интереса к окружающим, безразличие, скудную речь, состоящую из 3 слов, бывают приступы агрессии. Диагноз установлен в 2 года. По шкале CARS соответствует тяжелой форме аутизма (48 баллов). Из медикаментозной терапии принимает рисполепт, Магне В6. По данным ЭЭГ эпилептиформной активности не выявлено, отмечаются признаки нейрофизиологической незрелости. Общее состояние удовлетворительное. По данным МРТ патологии не выявлено.

Больному была проведена диагностика по заявляемому способу. Уровень BDNF в сыворотке крови составил 509,17 пг/мл, что значительно ниже референсных значений и свидетельствовал о нарушении нейротрофических, нейропротективных процессов в головном мозге.

Пример 2

Больной Д, 5 лет. Поступил на СКЛ с диагнозом: Расстройство аутистического спектра, общее недоразвитие речи 3 уровня.

При поступлении родители предъявляют жалобы на плохой контакт со сверстниками, избирательность в еде, бедную речь, стереотипии (крутит пуговицы, другие предметы), отсутствие эмоций, не понимает шуток. Диагноз установлен в 3 года. По шкале CARS соответствует средней форме аутизма (33 балла). Из медикаментозной терапии принимает пантогам. По данным ЭЭГ эпилептиформной активности не выявлено, отмечаются признаки дисфункции неспецифических срединных структур. Общее состояние удовлетворительное. По данным МРТ патологии не выявлено.

Больному была проведена диагностика по заявляемому способу. Уровень BDNF в сыворотке крови составил 691,88 пг/мл, что не отличалось от референсных значений у детей КГ и свидетельствовало об отсутствии выраженных нарушений нейротрофических, нейропротективных процессов в головном мозге.

Пример 3

Больная С., 8 лет. Поступила на СКЛ с диагнозом: Расстройство аутистического спектра, общее недоразвитие речи 1 уровня, гипердинамический синдром.

При поступлении родители предъявляют жалобы на отсутствие речи, наличие 2-3 слов, не смотрит в глаза, безразлична к окружающим, непереносимость звуков пылесоса, фена, может быть агрессия, не понимает шуток. Диагноз установлен в 3 года. По шкале CARS соответствует тяжелой форме аутизма (54 балла). Из медикаментозной терапии принимает тералиджен. По данным ЭЭГ эпилептиформной активности не выявлено, отмечаются признаки дисфункции неспецифических срединных структур. Общее состояние удовлетворительное. По данным МРТ патологии не выявлено.

Больной была проведена диагностика по заявляемому способу. Уровень BDNF в сыворотке крови составил 518,27 пг/мл, что было значительно ниже референсных значений детей КГ и свидетельствовало о выраженных нарушениях нейротрофических, нейропротективных процессов в головном мозге.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что уровни концентрации нейротрофина BDNF в сыворотке крови ниже нормальных значений демонстрируют снижение нейропротективных и нейротрофических процессов у детей с расстройствами аутистического спектра. У данной категории пациентов концентрация BDNF достоверно ниже в соответствии с показателями здоровых детей и больных со средней степенью тяжести, что указывает на высокиц риск развития проапоптотических, нейродегенеративных дисфункциональных изменений и должно быть основанием для раннего начала адекватной нейропротективной терапии, включении реабилитационных методов, назначения эффективного санторно-курортного лечения, что значительно снизит темпы прогрессирования аутизма.

Данный способ позволяет с высокой информативностью диагностировать у детей с аутизмом, находящихся в состоянии пограничных клинических значений по тяжести заболевания, диагностированных традиционными психологическими и нейрофизиологическими методами, степень тяжести течения заболевания, что обеспечит своевременное проведение адекватных лечебных и профилактических комплексных воздействий, обладающих нейропротективными, нейротрофическими и нейрометаболическими свойствами с целью предотвращения развития нейродегенеративных изменений.

Способ может быть использован в психиатрической и неврологической практике.

Способ прогнозирования тяжести течения расстройств аутистического спектра у детей, включающий исследование сыворотки крови для определения концентрации прогностического биомаркера, отличающийся тем, что в качестве биомаркера используют нейротрофин BDNF, и при снижении уровня концентрации BDNF в сыворотке крови менее 525,38 пг/мл диагностируют высокий риск развития нейродисфункции, проапоптотических процессов и формирование тяжелой формы аутизма.