Pletysmografické a biochemické metody jako nové možnosti neinvazivního hodnocení endotelové dysfunkce u dětí s cystickou fibrózou – kombinovaný diagnostický přístup


Autoři: M. Kreslová 1;  A. Sýkorová 1;  P. Jehlička 1;  J. Kobr 1;  M. Huml 1;  L. Trefil 2;  J. Sýkora 1
Působiště autorů: Univerzita Karlova, Lékařská fakulta v Plzni, Fakultní nemocnice v Plzni, Dětská klinika 1;  Univerzita Karlova, Lékařská fakulta v Plzni, Fakultní nemocnice v Plzni, Ústav klinické biochemie a hematologie 2
Vyšlo v časopise: Čes-slov Pediat 2019; 74 (7): 401-410.
Kategorie: SYMPOZIUM: cystická fibróza

Souhrn

Cystická fibróza (CF) je závažné autosomálně recesivně dědičné progresivní multiorgánové onemocnění. Cílem léčby je zlepšení kvality života nemocných, s prodloužením délky života a snížením komplikací CF. S tím souvisí i možnost prevence kardiovaskulárního onemocnění u těchto rizikových nemocných. Endoteliální dysfunkce (ED) hraje důležitou roli v rozvoji předčasné aterosklerózy, hypertenze a srdečního selhání. Kombinace neinvazivního stanovení ED a specifických biochemických parametrů by se mohla stát vhodnou metodou umožňující detekci kardiovaskulárního rizika u CF.

Cíl: Cílem studie bylo zhodnocení ED pomocí kombinace měření reaktivního hyperemického indexu (RHI) a vybraných biochemických parametrů u rizikové skupiny dětí s CF.

Metody: Do výzkumné studie bylo zařazeno 17 dětských pacientů s CF a 17 zdravých kontrol. Medián věku CF nemocných byl 15,6 let, u zdravých kontrol 16,7 let. Zastoupení pohlaví bylo v obou skupinách shodné. ED byla hodnocena měřením RHI a biomarkerů (asymetrický dimethylarginin ADMA, E-selektin, VCAM-1, hsCRP). Stanovení RHI je novou metodou hodnocení ED, která vychází z pletysmografického principu měření periferního arteriálního tonu (PAT).

Výsledky: Nalezli jsme statisticky významně vyšší hodnoty biomarkerů, a to hsCRP (p <0,01), VCAM-1 (p <0,01) a E-selektinu (p <0,05). Neprokázali jsme statisticky významný rozdíl RHI mezi testovanými skupinami v dětském věku, zatímco u dospělých nemocných s CF již byly hodnoty RHI signifikantně nižší.

Závěr: Závěry studie svědčí pro možný výskyt ED u CF s postupnou progresí endoteliálních změn s věkem. Kombinovaný diagnostický přístup by mohl být vhodnou metodou k detekci ED a následnému hodnocení kardiovaskulárního rizika v dlouhodobém časovém horizontu. Z výše uvedeného vyplývá, že všichni pacienti s CF si zaslouží velkou pozornost ve snaze o maximální ovlivnění rizikových faktorů kardiovaskulárního onemocnění.

ÚVOD

CF je závažné chronické multiorgánové onemocnění, s věkem progredující, které představuje celosvětově závažný medicínský, ale i sociálně ekonomický problém vzhledem k vysokým nákladům na jeho prevenci a léčbu. Navzdory ekonomickým aspektům můžeme konstatovat jednoznačné zlepšení prognózy CF nemocných od zavedení novorozeneckého screeningu v říjnu 2009 s možností časného zahájení komplexní terapie již v raném kojeneckém věku a následně i možnostmi nové terapie potenciátory a modulátory CFTR proteinu. V současné době je CF onemocněním, které lze léčbou ovlivnit, ale ne zcela ještě vyléčit.

Hlubší poznání patofyziologie nemoci vedlo v posledních letech k velkým pokrokům v léčbě CF s možností významného zlepšení kvality i délky života. Nejedná se již o onemocnění jen dětského věku, v České republice je 314 nemocných (48,9 %) starších 18 let z celkového počtu 642 žijících registrovaných pacientů s CF. Na průběhu nemoci se podílejí nejen genetické faktory a zevní vlivy, tj. rodina, kvalita poskytované péče, ale i modifikující geny a řada dalších faktorů včetně stresu, které celkově ovlivňují průběh nemoci a rychlost progrese. Nové, finančně náročné léčebné metody zatím mohou jen doplnit komplexně vedenou symptomatickou terapii. Literární údaje, zahrnující hodnocení rizika kardiovaskulárního onemocnění u CF [1], zvláště v dětském věku, jsou velmi sporadické.

Endoteliální dysfunkce (ED) hraje důležitou roli v rozvoji předčasné aterosklerózy, hypertenze a srdečního selhání [2]. Snaha o časnou detekci aterosklerózy souvisí s průkazem morfologických projevů již v dětském věku [3]. Klinický průběh je v dětském období ještě nenápadný, ale ED je časným funkčním preklinickým projevem aterosklerózy. Z toho vychází snaha o časnou detekci patologických stavů již v tomto reverzibilním stadiu a o eliminaci nebo alespoň oddálení klinicky manifestní formy aterosklerózy. Mezi rizikové skupiny pro předčasnou manifestaci aterosklerózy patří děti s familiární hypercholesterolemií, diabetem, obezitou či renální insuficiencí. Vedle těchto rizikových skupin se nově objevuje skupina nemocných s nespecifickým střevním zánětem (ISZ) či chronickým onemocněním dýchacích cest, zvláště asthma bronchiale a CF.

V současnosti intenzivně až agresivně vedená komplexní terapie CF umožňuje většině nemocným s CF relativně dobrou kvalitu života v dětství. Nicméně vývoj nemoci nelze predikovat ani při stále se zlepšujících diagnostických možnostech. Výzkumy ukazují na důležitost modifikujících genů ve vztahu k vývoji tohoto chronického onemocnění s trvalou postupnou progresí. Nicméně z dosud publikovaných studií nemáme dostatečné informace o funkci endotelu u CF jak v dětském věku, tak i v dospělosti. Předpokládáme dlouhodobě negativní vliv chronického procesu na cévní vlastnosti. Endotel hraje klíčovou úlohu ve vývoji nekontrolovaného chronického zánětu. Dysfunkční endotel vede ke zvýšené produkci prozánětlivých cytokinů, vazoadhezivních a protrombogenních molekul zodpovídajících za následné poškození cévní stěny [4]. Rozhodující roli hraje snížená produkce endoteliálního oxidu dusnatého (NO), což má za následek poruchu vazodilatace. Klinicky se ED nejčastěji manifestuje jako snížená schopnost odpovědi cévní stěny na příslušný podnět. ED je nejen časným markerem aterosklerózy, ale významně přispívá i k rozvoji aterogeneze.

RHI odráží změny arteriálního tonu v periferním řečišti (PAT). Nedostatečné zvýšení PAT amplitudy během fáze reaktivní hyperémie, která následuje po fázi přechodné okluze, je spojeno s ED a je potvrzeno již dříve publikovanou studií, kdy byly použity též invazivní metody měření ED [5]. ED se manifestuje také specifickými biochemickými markery, které lze využít v detekci prozánětlivých a protrombogenních změn endotelu [6].

V současné době je k dispozici pouze několik málo studií zabývajících se prevalencí subklinické aterosklerózy u nemocných s CF [7, 8]. Nicméně žádná z dosavadních studií zatím nehodnotila endoteliální funkci kombinací pletysmografického a biochemického vyšetření.

Cíl

Cílem výzkumného záměru bylo zhodnocení endoteliální funkce kombinací měření reaktivního hyperemického indexu (RHI) a specifických biochemických markerů u dětí a dospívajících s chronickým plicním procesem, u kterých bylo možné předpokládat vyšší kardiovaskulární riziko [9–11]. Hodnotili jsme dynamiku změn endoteliální funkce s věkem, tzn. porovnávali jsme RHI u nemocných s CF v dětském věku vs. v dospívání a dospělosti. Výsledky jsme následně porovnali se závěry našich předchozích studií zabývajících se detekcí ED u jiných chronických onemocnění v dětském věku – diabetes mellitus 1. typu, m. Crohn, familiární hypercholesterolemie.

SOUBOR PACIENTŮ

Soubor studie tvořilo 17 dětských pacientů s CF léčených podle aktuálně platných standardů Evropské společnosti pro CF, diagnostikovaných na podkladě klinických projevů onemocnění pozitivním potním testem a molekulárně genetickým průkazem dvou mutací CFTR genu. Vzhledem k věku nemocných se nejednalo o děti diagnostikované na podkladě pozitivního novorozeneckého screeningu. Medián věku u nemocných byl 15,6 let s minimem 10,7 a maximem 18,2, u zdravých kontrol byl medián věku 16,7 let s minimem 12,0 a maximem 18,1. Zastoupení pohlaví v obou souborech bylo shodné. Čtyři dívky splňovaly statut chronické infekce Pseudomonas aeruginosa, ostatní měli intermitentní či chronickou infekci Staphylococcus aureus. Molekulárně genetickým vyšetřením byla u 6 vyšetřovaných nemocných (35,3 %) stanovena mutace genu CFTR F508del v homozygotní formě, u 8 dětí s CF (47,1 %) se jednalo o tuto mutaci v heterozygotní formě a u ostatních nemocných byly prokázány jiné mutace CFTR genu. Mutace F508del je přítomna na 71 % chromosomů nemocných s CF v České republice [12]. Pět nemocných z našeho souboru (29,4 %) se léčilo pro hepatální komplikaci základního onemocnění, stejný počet nemocných měl diagnostikovanou poruchu glukozové tolerance či již léčený diabetes mellitus vázaný na CF.

Plicní funkce byly v normě u 13 vyšetřovaných nemocných (76,5 %). Nutričně nebyl významný rozdíl mezi oběma skupinami, medián body mass indexu (BMI) u CF byl 18,7.

Kontrolní skupinu tvořilo 17 zdravých dětí bez anamnézy zánětlivého, metabolického či nádorového onemocnění a bez antibiotické, protizánětlivé či jiné dlouhodobé terapie, která by mohla ovlivnit ED. Kontrolní soubor odpovídal pacientům s CF věkem, pohlavím i nutričním stavem, stejně jako v naší předchozí studii dětí s Crohnovou chorobou [13] a ALL [14]. Mezi kritéria vylučující zařazení do výzkumné studie patřila chronická onemocnění dýchacích cest, plic, poruchy stavu výživy a růstu včetně obezity, porucha funkce ledvin, jater, onemocnění pankreatu, autoimunitní onemocnění, kouření, kardiovaskulární onemocnění a jejich předčasná manifestace.

METODY VYŠETŘENÍ

RHI byl měřen neinvazivně pomocí nové pletysmografické metody a současně byly stanoveny biochemické markery ED.

RHI

RHI jsme měřili neinvazivně, přístrojem EndoPAT® (Itamar Caesarea®, Izrael). Metoda je založena na principu pletysmografického zhodnocení změn postokluzního arteriálního tonu v periferním řečišti (PAT), který je snímán biosenzory nasazenými vyšetřovanému na druhé prsty obou rukou. Měření se provádí u pacienta ležícího na zádech, v tiché, termoneutrální místnosti. Před vyšetřením se změří systémový krevní tlak na kontralaterální paži a BMI. Během první patnáctiminutové klidové fáze se zaznamenávají vstupní hodnoty PAT na obou horních končetinách. Následně se na nedominantní končetině provede pět minut trvající okluze pomocí manžety nafouknuté 60 mmHg nad hodnotu systolického tlaku vyšetřovaného, nejméně 200 mmHg, maximálně 300 mmHg a probíhá druhá pětiminutová fáze okluze. Po jejím ukončení se prudce vyfoukne manžeta tonometru a pokračuje třetí postokluzní fáze, která trvá 5 minut a projevuje se reaktivní hyperémií. RHI je vypočten automaticky pomocí softwaru (EndoPAT®) z poměru hodnot post- a preokluzního arteriálního průtoku vztažených k hodnotám na simultánně měřené, neokludované kontralaterální končetině [15].

Simultánní komparace s neokludovanou kontralaterální končetinou kompenzuje exogenně podmíněné neurovegetativní změny během měření, takže riziko nežádoucích změn cévního tonu exogenního původu během měření je zcela minimální. Další výhodou této metody je automatizovaná analýza eliminující vlivy vyšetřujícím. Přístroj vytváří uniformní tlakové pole v distálních 2/3 prstu, čímž eliminuje problémy s venózní dilatací a následnou reflexní venoarteriální konstrikcí, která by zkreslila výsledné hodnoty. Celková délka vyšetření je 30–35 minut včetně přípravné fáze. RHI odráží změny arteriálního tonu v periferním řečišti. Nedostatečné zvýšení PAT amplitudy během třetí fáze manifestující se reaktivní hyperémií, následující po fázi předchozí okluze, je spojeno s ED. Cut-off RHI je stanoveno u dospělé populace na 1,67, při této hodnotě je senzitivita metody 82 % a specificita 77 %. Jak vyplývá z literárních dat, průměrná hodnota RHI u zdravých dospělých je 2,06 [16]. Průměr RHI v souboru našich zdravých dětských pacientů je 1,81, pomocí lineární aproximace jsme mohli dovodit cut-off pro dětský věk. Odhadované cut-off pro děti (za předpokladu platnosti výše uvedené lineární aproximace) je 1,465, tzn., že rizikové jsou hodnoty RHI ≤1,465. RHI je známkou funkce endotelu, hodnoty RHI pod cut-off hladinou jsou známkou porušené funkce endotelu.

Laboratorní metody

Ve vyšetřovaných souborech byly v souvislosti se snahou o detekci již subklinického kardiovaskulárního postižení (aterosklerózy) hodnoceny biochemické parametry a lipidogram. Analýza jednotlivých vzorků byla provedena certifikovaným biochemickým pracovištěm v rámci zaslepené studie bez znalosti klinického stavu vyšetřovaných.

Mezi stanovené biomarkery, působící na různé úrovni, jsme zařadili asymetrický dimetylarginin (ADMA), E-selektin a vazoadhezivní molekuly VCAM-1, všechny měřené metodou Elisa (OLD Diagnostica®, BioVendor®), dále vysoce senzitivní CRP (hsCRP), který byl stanoven imunoturbidimetrickým měřením (Orion Diagnostica®). Sérové hladiny celkového cholesterolu, triacylglycerolů, HDL a LDL byly stanoveny v klinické laboratoři pomocí autoanalyzátoru (enzymatic assay GTP Human® and CHOD-PAP Dialab®).

HsCRP je známkou prozánětlivé aktivity endotelu. Jedná se o celkový zánětlivý marker související s aterogenním procesem [5]. Zvýšená hladina hsCRP může být prediktivním faktorem morbidity a mortality při kardiovaskulárních chorobách.

E-selektin a VCAM-1 jsou vazoaktivní molekuly působící na úrovni cévní stěny. Jsou známkou aktivity endotelu. ADMA je kompetitivním (neselektivním) inhibitorem syntázy oxidu dusnatého (NO). Zvýšená hladina ADMA vede k poklesu postokluzní vazodilatace.

Statistické hodnocení

Statistická analýza byla provedena s užitím software SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Pro měřené parametry v celém souboru a v jednotlivých skupinách a podskupinách byly počítány základní statistické údaje jako průměr, směrodatná odchylka, rozptyl, medián, rozpětí, minimum, maximum.

Shoda věku a četnosti pohlaví mezi skupinou kontrol a CF pacientů byla testována pomocí testů ekvivalence (Two One-Sided Tests). Rozdíl zkoumaných faktorů mezi zkoumanými skupinami byl testován pomocí Wilcoxonova párového testu, Kruskalova–Wallisova testu a Fisherova exaktního testu. Vztahy mezi proměnnými byly zkoumány pomocí Spearmanova korelačního koeficientu a lineární regrese. Statistická významnost byla stanovena na hranici alpha = 5 %.

Etické aspekty

Výzkumný záměr byl proveden v souladu se zásadami Helsinské deklarace a nebyl sponzorován žádnou společností. Protokol studie byl schválen lokální etickou komisí. Před zahájením studie byl zákonným zá-stupcem vyšetřovaných dětí podepsán informovaný souhlas.

VÝSLEDKY

Demografická data

Základní demografická data jsou shrnuta v tabulkách 1 a 2. Oba soubory byly věkově i zastoupením pohlaví srovnatelné a mezi jednotlivými soubory nebyly zjištěny žádné statisticky významné rozdíly ve výšce, váze a BMI. Do souboru pacientů s CF byly zařazeny děti bez ohledu na kolonizaci dýchacích cest, stav výživy či plicní funkce. Arteriální krevní tlak (TK) byl u souboru nemocných statisticky významně nižší (p <0,05), ale u obou skupin ve fyziologických mezích.

Tab. 1. Demografická data.
Demografická data.
Hodnoty vyjadřují medián s minimální a maximální hodnotou v závorce.
CF – cystická fibróza, BMI – body mass index, HDL – high density lipoprotein cholesterol, LDL – low density lipoprotein cholesterol, TG – triacylglyceroly, NS – nesignifikantní výsledek

Tab. 2. Charakteristika souboru CF.
Charakteristika souboru CF.
Hodnoty vyjadřují počet s procentuálním vyjádřením.
Mutace CFTR genu – mutace genu pro transmembránový regulátor vodivosti, kolonizace – chronická infekce Pseudomonas aeruginosa či Staphylococcus aureus, FEV1 – objem vzduchu vydechnutý s největším úsilím za 1 sekundu po maximálním nádechu

Lipidogram

Hladiny TC, LDL i HDL cholesterolu ve skupině dětí s CF byly nižší s prokázanou statistickou významností u HDL (p <0,01), naopak hladina celkových TG byla signifikantně vyšší v souboru nemocných (p <0,05), ale u všech dětí v mezích referenčních hodnot.

Hodnocení funkce endotelu

RHI

Nebyl prokázán signifikantní rozdíl RHI mezi testovanými soubory CF a zdravých dětí do 18 let celkově ani rozděleně do 15 let a nad 15 let věku, přestože medián RHI v celkovém souboru dětských nemocných byl 1,49 (min 1,07; max 2,91) vs. 1,74 u zdravých kontrol. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3. RHI u zdra-vých kontrol odpovídá již dříve publikovaným výsledkům hodnocení u zdravých dětí v rozsáhlých studiích [17].

Tab. 3. Hodnoty RHI a biomarkerů.
Hodnoty RHI a biomarkerů.
Hodnoty vyjadřují medián s minimální a maximální hodnotou v závorce.
RHI – reaktivní hyperemický index, hsCRP – vysoce senzitivní C-reaktivní protein, VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly, ADMA – asymetrický dimethylarginin, NS – nesignifikantní výsledek

Ve věkové skupině nemocných nad 15 let (dospívající a dospělí) byla prokázána významná korelace RHI s věkem (r = -0.60, p-value 0,014). Tento vztah zobrazuje graf lineární regrese (obr. 1).

Lineární regrese RHI s věkem u nemocných s CF ve věku >15 let. Prokázána
středně silná, statisticky významná korelace.<br>
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza
Obr. 1. Lineární regrese RHI s věkem u nemocných s CF ve věku >15 let. Prokázána středně silná, statisticky významná korelace.
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza

Vzhledem k předchozím výsledkům bylo doplněno statistické zpracování souboru včetně dospělých nemocných s CF. Porovnali jsme RHI ve věkové skupině 15–18 let se skupinou nemocných nad 18 let. Ve věkové skupině nemocných 15–18 let byl medián RHI 1,80 (min 1,33; max 2,91) vs. 1,34 (min 1,07; max 1,96) u dospělých s CF. Byl prokázán statisticky významný rozdíl při porovnání dvou věkových skupin nemocných nad 15 let (p-value 0,03). Vztah RHI k oběma věkovým skupinám znázorňuje krabicový graf na obrázku 2.

Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí RHI u dospívajících vs. dospělých
s CF. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální
a minimální získanou hodnotu.<br>
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza
Obr. 2. Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí RHI u dospívajících vs. dospělých s CF. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální získanou hodnotu.
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza

Pro dynamiku RHI s věkem svědčí též výsledek RHI v souboru dospělých s CF, kde medián RHI byl 1,34 (min 1,07; max 1,96) vs. 2,19 (min 1,45; max 3,46) u zdra-vých kontrol (obr. 3). Ve věkové skupině nad 18 let byla prokázána významná korelace RHI s věkem (p-value 0,014).

Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí RHI u dospělých s CF
vs. kontroly. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální
a minimální získanou hodnotu.<br>
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza
Obr. 3. Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí RHI u dospělých s CF vs. kontroly. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální získanou hodnotu.
RHI – reaktivní hyperemický index, CF – cystická fibróza

Biomarkery

Výsledky všech stanovených biomarkerů souhrnně ukazuje tabulka 3. Plazmatická hladina hsCRP u dětí s CF byla signifikantně vyšší v porovnání se zdravými kontrolami (p <0,01), výsledky jsou graficky znázorněny pomocí boxplotu (obr. 4).

Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí hsCRP u dětí s CF vs. kontroly.
Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální
získanou hodnotu.<br>
hsCRP – vysoce senzitivní C-reaktivní protein, CF – cystická fibróza
Obr. 4. Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí hsCRP u dětí s CF vs. kontroly. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální získanou hodnotu.
hsCRP – vysoce senzitivní C-reaktivní protein, CF – cystická fibróza

Hladiny VCAM-1 byly signifikantně vyšší u pacientů s CF v porovnání se zdravými kontrolami (medián 1112; min 849; max 1669 μg/l vs. 963; min 684; max 1323 μg/l; p <0,01). Prokázaná statistická významnost u markeru VCAM-1 byla obdobná jako u hsCRP (obr. 5).

Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí VCAM-1 u dětí s CF vs. kontroly.
Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální
získanou hodnotu.<br>
VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly, CF – cystická fibróza
Obr. 5. Krabicový graf vyjadřuje interkvartilové rozmezí VCAM-1 u dětí s CF vs. kontroly. Horizontální linie označuje medián hodnot, úsečky maximální a minimální získanou hodnotu.
VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly, CF – cystická fibróza

Hodnota E-selektinu u dětí s CF byla signifikantně vyšší v porovnání se zdravými kontrolami (medián 91,7; min 36,1; max 179 μg/l vs. 63,1; min 20,8; max 142,2 μg/l; p <0,05).

Hladina ADMA u dětí s CF byla naopak statisticky významně nižší v porovnání se zdravými kontrolami (medián 0,49; min 0,32; max 0,65 μg/lvs. 0,59; min 0,34; max 0,73 μg/l; p <0,05).

Porovnáním jednotlivých biomarkerů byla prokázána v souboru dětí s CF největší statistická významnost u hsCRP, poté téměř shodně u VCAM-1, následně střední významnost u E-selektinu a nejméně, ale přesto vyjádřená statická významnost, byla zjištěna u hladin ADMA mezi oběma vyšetřovanými soubory dětí s CF vs zdravé kontroly do 18 let věku.

Korelační analýza

Vztahy RHI s ADMA, hsCRP, VCAM-1, E-selektin

U dětí s CF byla nalezena silná negativní korelace RHI s ADMA (r = -0,694; p <0,01), viz graf lineární korelace (obr. 6). Prokázali jsme střední pozitivní korelaci RHI s hsCRP (r = 0,592; p <0,05) a střední negativní korelaci RHI s E-selektinem (r = -0,541; p <0,05). Výsledky znázorňuje tabulka 4.

Lineární regrese RHI s ADMA u dětí s CF. Prokázána silná negativní korelace.<br>
RHI – reaktivní hyperemický index, ADMA – asymetrický dimethylarginin,
CF – cystická fibróza
Obr. 6. Lineární regrese RHI s ADMA u dětí s CF. Prokázána silná negativní korelace.
RHI – reaktivní hyperemický index, ADMA – asymetrický dimethylarginin, CF – cystická fibróza

Tab. 4. Lineární regrese RHI s jednotlivými biomarkery u dětí s CF.
Lineární regrese RHI s jednotlivými biomarkery u dětí s CF.
RHI – reaktivní hyperemický index, ADMA – asymetrický dimethylarginin, hsCRP – vysoce senzitivní C-reaktivní protein, VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly

V souboru zdravých kontrol do 18 let věku nebyly korelační analýzou prokázány vztahy mezi RHI a biomarkery.

Vztahy RHI a jednotlivých biomarkerů k BMI

V souboru dětských nemocných s CF stav výživy nekoreloval s RHI, ale byla prokázána středně silná negativní korelace s VCAM-1 (r = -0,565; p <0,05), výsledky jsou uvedeny v tabulce 5 a grafu (obr. 7). V souboru zdravých kontrol nebyly prokázány vztahy mezi BMI s RHI a BMI s jednotlivými biomarkery.

Tab. 5. Lineární regrese BMI s RHI a VCAM-1 v souboru pacientů s CF.
Lineární regrese BMI s RHI a VCAM-1 v souboru pacientů s CF.
BMI – body mass index, RHI – reaktivní hyperemický index, VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly

Lineární regrese BMI s VCAM-1 u dětí s CF. Prokázána středně silná negativní
korelace.<br>
BMI – body mass index, VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly, CF – cystická fibróza
Obr. 7. Lineární regrese BMI s VCAM-1 u dětí s CF. Prokázána středně silná negativní korelace.
BMI – body mass index, VCAM-1 – vazoadhezivní molekuly, CF – cystická fibróza

Vztahy RHI a jednotlivých biomarkerů k ostatním parametrům

Nebyl prokázán statisticky významný rozdíl mezi RHI či specifickými biomarkery ve vztahu k jednotlivým skupinám CFTR mutací (homozygoti F508del, heterozygoti F508del, ostatní). Nebyl potvrzen statisticky významný rozdíl mezi RHI či biomarkery ani ve vztahu ke kolonizaci dýchacích cest (chronická infekce Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus), k plicním funkcím (hranice normy FEV1 80 %), k výskytu komplikací cystické fibrózy – hepatopatiím či diabetu vázaného na CF.

DISKUSE

ED je jedním z intenzivně zkoumaných parametrů predikce rozvoje aterosklerózy. Studie hodnotila ED u dětí s CF, porovnala ED ve vztahu k věku i dalším biomarkerům a hodnotila dynamiku změn. Aktuálně chybí v literatuře data o ED u CF v dětském věku, avšak z dostupných literárních údajů je zřejmé, že chronická zánětlivá a imunologická onemocnění, revmatická [18], chronická renální onemocnění [19], systémový lupus erythematodes [20], progresivní systémová skleróza [21], diabetes mellitus 2. typu [22] a autoimunní thyroiditida [23] mohou být spojeny se zvýšeným rizikem ED a se vznikem předčasných aterosklerotických změn.

Biomarker hsCRP souvisí s aterogenním procesem a jeho zvýšená hladina je zřejmě prediktivním faktorem morbidity a mortality při kardiovaskulárních příhodách u zdánlivě zdravých jedinců, bez ohledu na obecně známé rizikové faktory [3, 24]. V naší studii jsme prokázali signifikantně zvýšené hladiny hsCRP u pacientů s CF, ve shodě s již dříve publikovanými údaji u dětí s Crohnovou chorobou [24].

E-selektin zodpovídá za adhezi leukocytů v endoteliálních buňkách na podkladě imunologicko-zánětlivých interakcí. Signifikantně vyšší hladiny E-selektinu byly prokázány v našem souboru nemocných s CF, stejně jako v dřívějších studiích u dětí s ISZ [25, 26], u dětí s diabetes mellitus 1. typu a familiární hypercholesterolémií [27]. Tato onemocnění mohou být spojena s vyšším rizikem předčasné manifestace aterosklerózy, což společně podporuje naši hypotézu o úzkém vztahu jednotlivých biomarkerů k ED.

Průkaz signifikantně vyšší hladiny hsCRP u nemocných s CF je známkou prozánětlivé aktivity endotelu, zatímco vyšší hladiny vazoadhezivních molekul (E-selektin, VCAM-1) u nemocných s CF jsou projevem aktivace endotelu.

Vazoadhezivní molekuly i hsCRP jsou markery ne zcela specifickými pro ED, protože mohou být ovlivněny zánětlivým procesem. ED může být ovlivněna i již subklinickým chronickým zánětlivým procesem. Důležité je proto srovnání výsledků obou metodik, jak pletysmografie, tak laboratorních markerů, a to i ve vztahu k věku nemocných. Výhledově je možné uvažovat též o vyšetření některých cytokinů ve snaze eliminovat vliv markerů ovlivněných chronickým zánětem v rámci základního neinfekčního zánětlivého onemocnění, kterým CF také je. Hladiny ADMA v našem souboru CF nemocných byly signifikantně nižší v porovnání se zdravými kontrolami, na rozdíl od předchozí studie u dětí s Crohnovou chorobou [26], což může souviset s primárně zánětlivou etiologií tohoto idiopatického střevního onemocnění.

Z dosud publikovaných studií vyplývá souvislost mezi chronickými zánětlivými onemocněními aktivujícími systémové zánětlivé biomarkery a zvýšeným výskytem kardiovaskulárního onemocnění. Poore et al. ve své studii, zabývající se ED u mladých pacientů s CF, popisují čtyřnásobné zvýšení hsCRP u nemocných a detekci ED sonograficky metodou FMD (Flow mediated dilation) stejně jako analogické výsledky ED mladých pacientů s CF vs. ISZ na podkladě systémově zánětlivého procesu [8]. Další studie se zabývají hodnocením cévních změn u CF [28–31]. Mezi publikované rizikové faktory vzniku kardiovaskulárního onemocnění u starších pacientů s CF se řadí především insuficience pankreatu, snížení HDL, poruchy metabolismu cholesterolu, snížení protizánětlivých co-3 mastných kyselin, zvýšení prozánětlivé kyseliny arachidonové [32–34]. V naší studii jsme prokázali signifikantně nižší hladinu HDL (p <0,01) u dětských pacientů s CF jako významný rizikový faktor, naopak hladina celkových triacylglycerolů byla signifikantně vyšší v souboru nemocných v porovnání se zdravými kontrolami (p <0,05), ale hodnoty lipidogramu byly u všech dětí v mezích referenčních hodnot. Domníváme se, že tyto změny mohou být způsobeny poruchou lipidového metabolismu peroxidačním stresem na podkladě chronického progredujícího neinfekčního zánětu u CF. Poruchy lipidogramu byly prokázány v souvislosti s oxidačním stresem i u jiných chronických nemocí [35], je však nutné ověření dalšími klinickými studiemi u dětí.

Stav výživy se mezi vyšetřovanými skupinami dětí významně nelišil, což může ukazovat i na pečlivou a řádnou nutriční edukaci našich nemocných. Důležitým výstupem z provedeného výzkumného záměru je vývoj RHI s věkem. Ve vyšetřovaném souboru dětských pacientů s CF nebyl prokázán statisticky významný rozdíl RHI v porovnání se souborem zdravých kontrol, a to celkově do 18 let, ani rozděleně do 15 let a nad 15 let věku, i když medián RHI v celkovém souboru dětských nemocných byl 1,49 vs. 1,74 při stanoveném cut-off RHI pro dětský věk ≤1,465. U dospělých s CF jsme prokázali statisticky významné rozdíly RHI v porovnání se zdravými kontrolami.

Ve skupině nemocných nad 15 let (dospívající a dospělí souhrnně) jsme prokázali statisticky významnou korelaci RHI s věkem. Pokud jsme porovnali RHI ve skupině 15–18 let se skupinou nemocných nad 18 let, prokázali jsme statisticky významný rozdíl v hodnotách RHI s tendencí k poklesu RHI v dospělosti do patologických hodnot, což potvrzuje naši hypotézu vlivu chronického zánětlivého, s věkem progredujícího procesu na cévní endotel.

Pro dynamiku RHI s věkem svědčí též výsledek RHI u skupiny nemocných s CF nad 18 let s prokázanou statisticky významnou korelací RHI s věkem (p <0,05).

Signifikantně snížené hodnoty RHI u dospělých s CF a již naznačený klesající trend hladin RHI od pubertálního období a zároveň zvýšené plazmatické koncentrace biomarkerů, zvláště hsCRP a VCAM-1 a statisticky významně i E-selektinu naznačují pravděpodobný výskyt ED u nemocných s CF.

Měření RHI má v současnosti řadu technických výhod při hodnocení ED v porovnání s dříve užívanými metodami. Předností vyšetření je jednoduchost provedení, automatizovaná analýza výsledku s eliminací ev. subjektivní chyby vyšetřujícího. Simultánní komparace s kontralaterální neokludovanou končetinou redukuje případné cévní změny v důsledku náhodného vnějšího vlivu během vyšetření. Osika et al. ve své studii, zahrnující 248 zdravých dětí, potvrdili, že není rozdíl v hodnotách RHI ve vztahu k pohlavím [17].

Nevýhodou bránící zahájení rutinního užívání pletysmografického vyšetření k detekci ED rizikových nemocných může být cena senzorů, prostorová i časová náročnost vyšetření, chybění cut-off hodnot RHI pro dětský věk i limitace věkem vzhledem k velikosti senzorů. Senzory jsou dodávány výrobcem unifikované, bez udání minimální a maximální tloušťky prstu, na který je možno senzor použít.

Při hodnocení a interpretaci výsledků naší studie jsme si vědomi limitací, protože musíme zohlednit počet vyšetřovaných v jednotlivých souborech a absence cut-off hodnot pro RHI a biomarkery v dětském věku.

S ohledem na dostupná, již dříve publikovaná data jsme skupinu zdravých kontrol vybrali tak, aby věkově i pohlavím odpovídala skupině nemocných. Naše výsledky RHI zdravých kontrol odpovídají již dříve publikovaným výstupům z rozsáhlých studií u zdravých dětí [17], což významně zvyšuje sílu výsledků z naší studie. Co se týká biochemických parametrů, lze považovat velikost kontrolního souboru za dostatečnou, abychom získali objektivní závěry, protože vyšetřované biomarkery jsou spojeny s relativně nízkou variabilitou. Nezařazení kuřáků a obézních do kontrolního souboru je v souladu se závěry nedávných studií, kde byla prokázána zvýšená základní PAT amplituda u obézních lidí v porovnání se zdravými kontrolami a současně inverzní vztah mezi základní amplitudou a reakcí PAT na hyperémii [2].

Signifikantně snížené hodnoty RHI a naopak významně vyšší hladiny biochemických markerů, zvláště hsCRP a VCAM-1, ukazují na možný výskyt ED u nemocných s CF již v časné dospělosti.

Neprokázali jsme statisticky významný rozdíl RHI mezi testovanými skupinami vyšetřovaných dětí, ale potvrdili jsme klesající trend RHI od pubertálního období, což znamená, že pouze pletysmografickým vyšetřením nemůžeme hodnotit endoteliální funkci u nemocných s CF v dětském věku, ale je třeba využít diagnosticky kombinovaného přístupu se zhodnocením specifických laboratorních markerů, pokud chceme detekovat již časná stadia poruchy funkce endotelu v dětském věku. Výsledky naší studie potvrdily probíhající proces aterogeneze s postupnou progresí s věkem, současně jsme potvrdili zhoršení endoteliální dysfunkce u dospělých nemocných s CF v porovnání s dospívajícími.

Výzkumný projekt je první studií svého charakteru týkající se vyšetření a zhodnocení kardiovaskulárního rizika u pacientů s CF v dětském i mladším dospělém věku pomocí kombinovaného stanovení RHI a vyšetření specifických biochemických markerů působících na různé úrovni aterogenního procesu.

Laboratorní metody jsou důležitou součástí monitoringu nemocných, umožňují rychlou a přesnou diagnostiku a mohou přispívat ke stratifikaci nemocného s určením budoucího rizika. Zavedení laboratorního screeningu biomarkerů ED, zvláště hsCRP a VCAM-1, v rámci roční kontroly CF pacientů již od pubertálního věku bez navyšování počtu invazivních vyšetření CF nemocným, může být tématem k diskusi.

ZÁVĚR

Námi prezentovaná studie je první studií hodnotící kardiovaskulární riziko u dětí s CF využitím kombinovaného diagnostického přístupu. Riziko kardiovaskulárního onemocnění u pacientů s CF stoupá již od dětského věku, ale ke skutečně zásadnímu nárůstu rizika dochází s prodlužující se dobou trvání tohoto onemocnění. Z výše uvedeného vyplývá, že všichni pacienti s CF si zaslouží velkou pozornost lékařské veřejnosti ve snaze o maximální ovlivnění rizikových faktorů kardiovaskulárního onemocnění, ale zároveň individualizovanou kompenzaci základního onemocnění.

Snahou zůstává cílená detekce již subklinického stadia aterosklerózy tak, abychom minimalizovali rozvoj dalších komplikací již tak velmi závažného onemocnění.

Kombinace neinvazivního měření RHI a hodnocení specifických biochemických parametrů by se mohla výhledově stát vhodnou, možná i rutinně standardizovanou metodou umožňující detekci ED u rizikových skupin nemocných. Jsme si vědomi, že se jedná o první studii tohoto charakteru v dětském věku, proto je třeba praktický přínos této metodiky ověřit v dalších longitudinálních studiích.

Studie byla podpořena výzkumným projektem MŠMT CZ – No. 0021620816 a PROGRES Q39.

Výsledky studie byly prezentovány na Kongresu dětské pneumologie v Praze 16. 4. 2016, na 12. kongresu českých pediatrů a sester 16. 9. 2016 v Hradci Králové a jako tematický poster na evropském pneumologickém kongresu ERS v Londýně 4. 9. 2016.

MUDr. Marcela Kreslová

Dětská klinika, FN Plzeň

Univerzita Karlova, Lékařská fakulta v Plzni

Alej Svobody 80

304 60 Plzeň

e-mail: kreslovam@fnplzen.cz


Zdroje

1. Cross CE, Reverri EJ, Morrissey BM. Joining the Crowd: Cystic fibrosis and cardiovascular disease risk factors. Chest J 2013; 143 (4): 882–884.

2. Hamburg NM, Keyes MJ, Larson MG, et al. Cross sectional relations of digital vascular function to cardiovascular risk factors in the Framingham Heart Study. Circulation 2008; 13: 2467–2474.

3. Morrison KM, Dyal L, Conner W, et al. Cardiovascular risk factors and non-invasive assessment of subclinical atherosclerosis in youth. Atherosclerosis 2010; 208: 501–505.

4. Oshma T, Laroux FS, Coe LI, et al. Interferon-gamma and interleukin-10 reciprocally regulate endothelial junction integrity and barrier function. Microvasc Res 2001; 61: 130–143.

5. Bonetti PO, Pumper GM, Higano ST, et al. Non-invasive identification of patients with early coronary atherosclerosis by assessment of digital reactive hyperaemia. J Am Coll Cardiol 2004; 44: 2137–2141.

6. Hwang SJ, Ballantyne CM, Sharrett AR, et al. Circulating adhesion molecules VCAM-1, ICAM-1, and E-selectin in carotid atherosclerosis and incident coronary heart disease cases. Circulation 1997; 96: 4219–4225.

7. Buehler T, Steinmann M, Singer F, et al. Increased arterial stiffness in children with cystic fibrosis. Eur Respir J 2012; 39 (6): 1536–1537.

8. Poore S, Berry B, Eidson D, et al. Evidence of vascular endothelial dysfunction in young patients with cystic fibrosis. Chest 2013; 143 (4): 939–945.

9. Onufrak SJ, Abramson JL, Austin HD, et al. Relation of adult-onset asthma to coronary heart disease and stroke. Am J Cardiol 2008; 101 (9): 1247–1252.

10. Lee HM, Truong ST, Wong ND. Association of adult-onset asthma with specific cardiovascular conditions. Respir Med 2012; 106 (7): 948–953.

11. Buehler T, Steinmann M, Singer F, et al. Increased arterial stiffness in children with cystic fibrosis. Eur Respir J 2012; 39 (6): 1536–1537.

12. Skalická V. Terapeutické trendy cystické fibrózy Pediatr praxi 2014; 15 (6): 340–343.

13. Jehlička P, Huml M, Schwarz J, et al. Reactive Hyperaemia Index as a marker of endothelial dysfunction in children with Crohn’s disease is significantly lower that healthy controls. Acta Paediatrica 2014; 103: e 55–e 60.

14. Masopustova A, Jehlička P., Huml M, et al. Plethysmographic and biochemical markers in the diagnosis of endothelial dysfunction in pediatric acute lymphoblastic leukemia survivors – new applications. Physiol Res 2018; 67: 903–909.

15. Jehlička P, Huml M, Votava T, et al. Reaktivní hyperemický index v detekci endoteliální dysfunkce u dětí – pilotní studie. Čes-slov Pediat 2011; 66: 76–79.

16. Domsic R, Dezfulian C, Shoushtari A, et al. Endothelial dysfunction is present only in the microvasculature and microcirculation of early diffuse systemic sclerosis patients. Clin Exp Rheumatol 2014 Nov-Dec; 32 (Suppl 86): S154–S160.

17. Osika W, Montgomery SM, Dangardt F, et al. Anger, depression and anxiety associated with endothelial function in childhood and adolescence. Arch Dis Child 2011; 96: 38–43.

18. Murdaca G, Colombo BM, Cagnati P, et al. Endothelial dysfunction in rheumatic autoimmune diseases. Atherosclerosis 2012; 224: 309–317.

19. Satoh M. Endothelial dysfunction as an underlying pathophysiological condition of chronic kidney disease. Clin Exp Nephrol 2012; 16: 518–521.

20. Zhang CY, Lu LJ, Li FH, et al. Evaluation of risk factors that contribute to high prevalence of premature atherosclerosis in Chinese premenopausal systemic lupus erythematosus patients. J Clin Rheumatol 2009; 15: 111–116.

21. Piccione MC, Bagnato G, Zito C, et al. Early identification of vascular damage in patients with systemic sclerosis. Angiology 2011; 62: 338–343.

22. Meyer MF, Lieps D, Schatz H, et al. Influence of the duration of type 2 diabetes on early functional and morphological markers of atherosclerosis compared to the impact of coexisting classic cardiovascular risk factors. Exp Clin Endocrinol Diabetes 2008; 116: 298–304.

23. Turemen EE, Cetinarslan B, Sahin T, et al. Endothelial dysfunction and low grade chronic inflammation in subclinical hypothyroidism due to autoimmune thyroiditis. Endocr J 2011; 58: 349–354.

24. Aloi M, Tromba L, Di Nardo G, et al. Premature subclinical atherosclerosis in pediatric inflammatory bowel disease. J Pediatr 2012; 161 (4): 589–594.

25. Adamska I, Czerwionka-Szaflarska M, Kulwas A, et al. Value of E-selectin and L-selectin determination in children and youth with inflammatory bowel disease. Med Wieku Rozwoj 2007; 11: 413–418.

26. Masopustová A, Jehlička P, Sýkora J, et al. Endotheliální dysfunkce u dětí s Crohnovou chorobou – Kombinovaný disgnostický přístup. Čes-slov Pediat 2015; 70: 3–8.

27. Jehlička P, Stožický F, Mayer O Jr, et al. Asymmetric dimethylarginine and the effect of folate substitution in children with familial hypercholesterolemia and diabetes mellitus type 1. Physiol Res 2009; 58: 179–184.

28. Romano M, Collura M, Lapichino L, et al. Endothelial perturba-tion in cystic fibrosis. Thromb Haemost 2001; 86 (6): 1363–1367.

29. Hull JH, Garrod R, Ho TB, et al. Increased augmentation index in patients with cystic fibrosis. Eur Respir J 2009; 34 (6): 1322–1328.

30. Henno P, Maurey C, Danel C, et al. Pulmonary vascular dysfunction in end-stage cystic fibrosis: role of NF-kappaB and endothelin-1. Eur Respir J 2009; 34 (6): 1329–1337.

31. Buehler T, Steinmann M, Singer F, et al. Increased arterial stiffness in children with cystic fibrosis . Eur Respir J 2012; 39 (6): 1536–1537.

32. White NM, Jiang D, Burgess JD, et al. Altered cholesterol homeostasis in cultured and in vivo models of cystic fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2007; 292 (2): L476–L486.

33. Gentzsch M, Choudhury A, Chang XB, et al. Misassembled mutant DeltaF508 CFTR in the distal secretory pathway alters cellular lipid trafficking. J Cell Sci 2007; 120 (pt 3): 447–455.

34. Fang D, West RH, Manson ME, et al. Increased plasma membrane cholesterol in cystic fibrosis cells correlates with CFTR genotype and depends on de novo cholesterol synthesis. Respir Res 2010; 11 (5): 61.

35. Onkelinx S, Cornelissen V, Goetschalckx K, et al. Reproducibility of different methods to measure the endothelial function. Vasc Med 2012; 17: 79–84.

Štítky
Neonatologie Pediatrie Praktické lékařství pro děti a dorost

Článek vyšel v časopise

Česko-slovenská pediatrie

Číslo 7

2019 Číslo 7

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Co je dobré vědět o IPF
nový kurz
Autoři:

Nová éra v léčbě migrény
Autoři: MUDr. Eva Medová, MUDr. Tomáš Nežádal, Ph.D.

Imunitní trombocytopenie (ITP) u dospělých pacientů
Autoři: prof. MUDr. Tomáš Kozák, Ph.D., MBA

Význam nutraceutik u kardiovaskulárních onemocnění

Pěnová skleroterapie
Autoři: MUDr. Marek Šlais

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se

VIRTUÁLNÍ ČEKÁRNA ČR Jste praktický lékař nebo pediatr? Zapojte se! Jste praktik nebo pediatr? Zapojte se!

×