Зубач О.О., Тумак І.М., Шевченко Л.Ю. Прогноз тяжкості перебігу лептоспірозу – багатофакторний аналіз.

Acta Medica Leopoliensia. – 2009. – Т. 15. – №1. – С. 85–90.

Вступ. Лептоспіроз (Лс) – одна з найактуальніших медичних проблем серед інфекційних хвороб в Україні. Враховуючи широкий спектр клінічних проявів, численні ускладнення, що нерідко стають причиною летального завершення хвороби, важливим є впровадження нових методів, які дають змогу прогнозувати перебіг хвороби вже на її початку.

Матеріали та методи. У дослідження включено 109 пацієнтів з Лс віком 15 – 77 років, (середній вік хворих – 48,9±1,5 років), серед них – 86 чоловіків і 23 жінки, які знаходились на лікуванні у Львівській обласній клінічній інфекційній лікарні протягом 2003-2007 років. Діагноз Лс встановлювали на основі даних епідеміологічного анамнезу (контакт з гризунами чи їх екскрементами в домашньому господарстві, професійна діяльність, рибальство, купання у стоячій воді), клінічних проявів (гострий початок з суттєвим підвищенням температури, міальгії та цефальгії, ін’єкція судин склер, нудота, блювання, зміни об’єму діурезу, пожовтіння слизових та шкіри) та результатів специфічної діагностики (реакція аглютинації-лізису з мінімальним діагностичним титром 1:100), загальноклінічних (загальний аналіз крові та сечі), біохімічних (загальний білірубін та його фракції, АлАТ, АсАТ, лужна фосфатаза, сечовина, креатинін, цукор крові, протромбіновий час та індекс, фібриноген, білковий спектр) та інструментальних обстежень (рентгенографія органів грудної клітки та ультразвукова діагностика органів черевної порожнини і позаочеревинного простору).

Перебіг Лс розцінювали як тяжкий на основі класифікацій Лс, запропонованих М.А.Андрейчиним та співавт. (2000) [1] і А.Л.Лєсніковим (1982) [8].

Рівень NO2 в сироватці крові та NO-2 і NO-3 у цільній крові визначався за допомогою модифікованої реакції Грісса [7]. Забеспеченість організму вітаміном РР визначали за методом Huff, Perlzvejg та Levitas і співавт. [13, 14], рівень вітаміну В1 – по методиці Wang, Haris і Г.Д. Єлісєєвої [15, 6]; вітаміну В2 – методом Е.М. Маслєнікової і Л.Г. Гвоздєвої [9]; вітаміну В6 – згідно методики Huff, Perlzvejg та Є.В. Горяченкової, в модифікації П.Г. Подорожного, Я.І. Томашевського [13,10]; вітаміну С – методом Farmer і Abt [12].

Вище вказані дослідження проводились в день поступлення хворого до стаціонару, що відповідало в середньому 5 – 6 дню хвороби.

Статистичну обробку результатів виконували за допомогою пакету програм STATISTICA FOR WINDOWS 5.0 [13, 11]. Для виявлення статистичної значущості різниці показників між підгрупами застосовували непараметричний критерій Манн–Вітні, оскільки частина характеристик у групах мала розподіл, що суттєво відрізнявся від нормального (перевірка за допомогою критерію Шапіро-Вілка). Для визначення кореляційних взаємозв’язків між показниками і важкістю стану використовували ранговий коефіцієнт Кендала (τ) [4]. Критичний рівень значущості, при перевірці статистичних гіпотез в дослідах, приймався рівним 0,05 [5, 11]. Порогові точки для параметричних показників визначали за допомогою послідовного аналізу Вальда [2, 4].

Для виявлення незалежних предикторів тяжкості перебігу та летального висліду у хворих на Лс проводили багатофакторний покроковий дискримінантний аналіз із обчисленням чутливості, специфічності та оцінкою загальної точності моделі. Також розраховували відношення шансів (ВШ) ризику певних подій та їх 95% довірчий інтервал (ДІ) (15, 17).

Результати та їх обговорення. Серед 109 пацієнтів з Лс у 5 (4,6%) відзначався легкий перебіг хвороби, у 31 (28,4%) – середньотяжкий, у 53 (48,6%) – тяжкий, у 20 (18,4%) – хвороба закінчилась летально. Відповідно, ми мали справу з ранговим рядом з чотирма градаціями. Шляхом однофакторного кореляційного аналізу встановлено, що на момент поступлення хворих до стаціонару існують статистично значущі кореляційні зв’язки (р < 0,001) між тяжкістю хвороби та рівнем креатиніну (τ Κεндала = 0,47), сечовини (τ = 0,56), лейкоцитів (τ = 0,31), загального білірубіну (τ = 0,36), тромбоцитів (τ = -0,32), вітаміну РР (τ = -0,37), NO2- (τ = 0,42) в крові, NO2 (τ = 0,55) в сироватці крові, вітаміну С (τ = -0,33), РР (τ = -0,55), В1 (τ = -0,2), В2 (τ = -0,33), В6 (τ = – 0,2) в сечі, ступенем енцефалопатії (Еп) (τ = 0,64), віком хворих (τ = 0,24).

Хоча нами було отримано достовірні кореляційні зв’язки між тяжкістю Лс та рівнями вітамінів С, РР, В1, В2, В6 в сечі, в подальші розрахунки ці показники включено не було, оскільки при Лс екскреція вітамінів та їх метаболітів з сечею має, на нашу думку, орієнтовний характер. Адже у пацієнтів на момент дослідження (5-6 день від початку хвороби) суттєво коливається об’єм добового діурезу в залежності від стадії ниркової недостатності (від кількох сотень мілілітрів при оліго-, ануричній стадії гострої ниркової недостатності, до 5-6 літрів в поліуричній стадії останньої), що, відповідно, відображає різну спроможність нирок виводити вітаміни чи їх метаболіти в кожному конкретному випадку. Ми вважаємо, що отримані результати некоректно відзеркалюють реальне виділення вітамінів із сечею і не можуть в повній мірі свідчити про забезпеченість організму водорозчинними вітамінами при Лс.

Для параметрів, які у ході кореляційного аналізу засвідчили статистично значущий зв’язок із тяжкістю стану хворих, послідовним методом Вальда було визначено порогові точки, при перевищенні яких досягалася найвища точність прогнозу тяжкості Лс. Для цього дослідну групу було розділено на дві підгрупи: хворі з тяжким перебігом (n=73) та нетяжким перебігом (n=36) Лс. У підгрупу хворих із тяжким перебігом включено пацієнтів із тяжким Лс, які одужали і тих, що померли від Лс. Підгрупа пацієнтів з нетяжким Лс включала хворих з легкими та середньотяжкими формами хвороби. У таблиці 1 подано діагностичні коефіцієнти, чутливість (правильна діагностика важкого перебігу), специфічність (правильна діагностика неважкого перебігу) і ВШ з 95% довірчим інтервалом для кожного з параметрів, отриманих при обчислених порогових точках.

Таблиця 1. Оцінка предикторів тяжкості Лс.

Найбільш інформативними критеріями щодо оцінки прогнозу тяжкості Лс в цілому (оцінка за ВШ) виявились рівень NO2 в сироватці крові (ВШ=219), присутність Еп (ВШ=53,1), рівень вітаміну РР (ВШ=23,08), концентрація сечовини (ВШ=19,73) та креатиніну (ВШ=17,81) в крові. Якщо окремо розглядати тільки чутливість показників, то найвищою вона була знову ж таки для сечовини (84,93%) і вітаміну РР (82,19%) у крові, натомість рівень NO2 <=0,3 г/л в сироватці крові, рівень тромбоцитів понад 80109 і відсутність енцефалопатії є високоспецифічними характеристиками, які із високою точністю (специфічність склала 100%, 91,7% та 97,22%, відповідно) передбачають нетяжкий перебіг Лс.

Значна частина критеріїв, оцінених шляхом одновимірного аналізу, як значущі предиктори тяжкого перебігу Лс, є патогенетично взаємопов’язаними і їх значення корелюють між собою (наприклад рівень вітаміну РР корелює з рівнем NO2- у крові (τ Κεндала = -0,24, р < 0,01), рівнем NO2 (τ = – 0,38), і креатиніну (τ = – 0,22) в сироватці крові, для обох р < 0,001). Це зумовило доцільність проведення багатофакторного аналізу з метою виявлення незалежних критеріїв, значущих для оцінки тяжкості перебігу Лс, а також для створення на їх основі багатофакторної моделі прогнозування перебігу хвороби. При проведенні цієї частини дослідження було застосовано багатофакторний аналіз, зокрема один з його варіантів – прямий покроковий (forward stepwise) дискримінантний аналіз. Модель, яка найкраще обгрунтовувала розподіл хворих на групи нетяжкого або тяжкого перебігу Лс кінцево включала 6 характеристик: сечовина (р< 0,02), NO2 в сироватці крові (р< 0,001), вітамін РР (р< 0,002), лейкоцити (< 0,05), тромбоцити (р=0,20), креатинін (р=0,21). Хоча дві останні позиції не були достатньо репрезентативними, однак їх виключення з багатофакторної моделі суттєво погіршувало її точність, яка сягала 92,7%, чутливість – 91,8% специфічність – 94,4%. Включення ж решти з вищеозначеного переліку (білірубін, NO2- в крові, енцефалопатія, вік) не поліпшувало точності моделі.

На основі створеної багатофакторної моделі було проведено повторний одновимірний аналіз для шести зазначених параметрів з розрахунком прогностичного індексу, розробленого методом Вальда.

Виходячи з таблиці 1, тієї її частини, що відображає величини порогових сум діагностичних коефіцієнтів та приймаючи допустимий відсоток помилок рівним 5%, можна зробити висновок, що сумування діагностичних коефіцієнтів, які відповідають величинам кожного із шести критеріїв у конкретного хворого, дає нам змогу прогнозувати тяжкість перебігу хвороби в день поступлення пацієнта до стаціонару. Якщо отримана сума дорівнює чи є більшою (+13), передбачається тяжкий перебіг Лс. Якщо сумування діагностичних коефіцієнтів всіх шести параметрів дає суму (–13) і менше, можна прогнозувати нетяжкий перебіг Лс (17). Якщо ж сума всіх діагностичних коефіцієнтів не сягає значення жодного з порогів, вважається, що відповідь неоднозначна (отриманої інформації недостатньо для диференційної діагностики тяжкого/нетяжкого перебігу Лс з вірогідністю помилки не більше 5%). Ми вважаємо виправданою клінічну настороженість з можливою гіпердіагностикою тяжкості перебігу Лс, відтак апріорі рекомендуємо результати сумування діагностичних коефіцієнтів, які потрапляють потрапляють в “сіру зону” (від –13 до +13 балів) відносити до тяжких випадків. Діагностична цінність розрахованого нами прогностичного індексу виглядає наступним чином: чутливість – 95,9%, специфічність – 83,3%, загальна точність – 91,7%.

Логічним продовженням нашого аналізу є визначення предикторів летальності при Лс, які верифікувалися у групі пацієнтів з тяжким перебігом хвороби (n=73). Включення зазначених десяти параметрів у покроковий дискримінантний аналіз дало змогу створити модель, у яку ввійшли 3 незалежні предиктори летальності Лс: енцефалопатія (р< 0,001), NO2- (р< 0,02), тромбоцити (р=0,02) в крові. Несподіваним виявилось, що очевидні та загальновідомі параметри, які впливають на тяжкість перебігу хвороби (рівні креатиніну, сечовини), не увійшли до розробленої моделі. Це не виключає їх впливу на можливість настання летального висліду Лс, але наші дослідження показали, що вони не є незалежними предикторами летальності у пацієнтів із тяжким перебігом Лс. Загальна точність такої моделі на групі хворих з тяжкими перебігом (живих і померлих) сягала 93,1%, чутливість 80% специфічність – 98,1%. Для цих характеристик також було розраховано порогові точки (метод Вальда), які, зрозуміло, відрізнялися від виявлених на попередньому етапі аналізу (таблиця 2).

Таблиця 2. Порогові точки предикторів летальності при Лс.

Сумація балів, наведених у таблиці 2, по кожному хворому при допуску частоти помилок 5%, приводить нас до висновку, що сума діагностичних коефіцієнтів понад 0, передбачає летальний наслідок з точністю 80% (чутливість), якщо сума менша нуля, летальний наслідок не передбачається (специфічність – 92,4%).

Висновки

1. Показники рівня вітаміну РР та NO2 в сироватці крові хворих на лептоспіроз не лише мають значущий зв’язок із тяжкістю хвороби, але є предикторами тяжкого перебігу лептоспірозу, незалежними від традиційних клініко-лабораторних характеристик (рівень креатиніну і сечовини у сироватці крові, вік, тощо).
2. Розроблений нами на основі багатофакторної моделі, багатофакторний індекс, який включає як традиційні, так і досліджувані нами показники обміну оксиду азоту та вітаміну РР дає змогу з високою точністю прогнозувати тяжкість перебігу лептоспірозу.
3. Високий рівень NO2- поряд з різким зниженням рівня тромбоцитів в крові та енцефалопатією є незалежними предикторами летального наслідку лептоспірозу.

Література

1. Андрейчин М.А., Васильєва Н.А., Дегтярьова Р.М. та ін. Клініка, діагностика та лікування лептоспірозу // Метод. рекомендації /– Київ. – 2000. – 25c.
2. Бабич И.Н., Чубенко А.В. Лапач С.Н. Применение современных статистических методов в практике клинических исследований. Сообщение третье. Отношение шансов: понятие, вычисление и интерпритация // Український медичний часопис. – 2005. – №2 (46). – С.113-119.
3. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. – СПб.: Питер. – 2001. – 656 с.
4. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. – М: Практика. – 1999. – 459 с.
5. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. Л.: Медицина. – 1978. – 244 с.
6. Єлисеева Г.Д. Флюорометрическое определение тиамина, кокарбоксилазы и рибофлавина в биологических объектах. – В кн.: Витамины. – т.1. – Киев:АН УССР. – 1953. – С.38-40.
7. Кіселик І.О., Луцик М.Д., Шевченко Л.Ю. Особливості визначення нітратів та нітритів у крові хворих на вірусні гепатити та жовтяниці іншої етіології // Лабораторна діагностика. – 2001. – №3. – С. 43-45.
8. Лєсніков А.Л., Токарєвич К.Н. Лептоспироз. Ленинград: Медицина. – 1982. – 150с.
9. Маслєнікова Е.М., Гвоздєва Л.Г. Методы определения витамина В2 (рибофлавина) в моче. – Вопросы питания. – 1956. – №2. – С.25-27.
10. Подорожний П.Г., Томашевский Я.І. Порівняльна оцінка двох варіантів обробки плазми крові при визначенні піридоксалевих коферментів. – Укр.біохім. журнал. – 1970. – №6. – С.786-789.
11. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных Применение пакета прикладных программ STATISTICA. – Москва. – 2003. – 305 с.
12. Farmer C., Abt A.F. Determination of reduced ascorbic acidin small amounts of blood. – Proc. Soc. Biol. Med. – 1936. – v.21– p.121-137.
13. Huff G.W., Perlzvejg W.A. A product of oxidative metabolizm of piridoxine-2-methyl-3-hydroxy-4-carboxy-5-hydromethylpyridine (4-pyridoxic acid). Isolation from urine structure and synthesis – J. Biol. Chem. Disease Childhood. – 1944. – V.32. – p.77-81.
14. Levitas N., Robinson J., Rosen F. and al. The fluorescent condensation product of N1-methylnicotinamide and acetone. III. A rapid fluoremetric method for determination of total pyridine nucleotides in the red blood cells. – J. Biol. Chem. – 1947. – v.167, №1. – р.169-175.
15. Wang VL., Harris H. Methods of assesing the level of nutrition of the human subject estimation of vitamin В1 in urine by the thiochrome test – J. Biol. Chem. – 1939. – v.33. – р.1336-1369.

Резюме

Ключові слова: лептоспіроз, тяжкість перебігу, предиктори, оксид азоту, вітамін PP.

Мета. Вивчення можливості прогнозування тяжкості перебігу та летальності лептоспірозу за допомогою створення багатофакторної моделі. Матеріали і методи. Обстежено 109 пацієнтів з лептоспірозом (86 чоловіків і 23 жінки) в день поступлення до стаціонару. Лептоспіроз діагностували на основі клініко-епідеміологічних та лабораторно-інструментальних даних. Рівні сполук оксиду азоту визначали за методом Грісса. Вміст водорозчинних вітамінів C, PP, В1, В2, В6 визначали в плазмі крові натще та в добовій сечі. Статистичну обробку результатів виконували за допомогою пакету програм STATISTICA FOR WINDOWS 5.0. Для створення багатофакторних моделей прогнозу тяжкості перебігу та предикторів летальності використовували покроковий дискримінантний аналіз. Результати. З’ясовано, що незалежними предикторами тяжкого перебігу лептоспірозу, які увійшли у багатофакторну модель є – рівні сечовини, лейкоцитів, тромбоцитів, креатиніну, вітаміну РР в крові, NO2 в сироватці крові. Також було встановлено, що підвищений рівень NO2- поряд з зниженим рівня тромбоцитів в крові та енцефалопатією є незалежними предикторами летального наслідку лептоспірозу.

Abstract

Zubach O.O., Tumak I.M., Shevchenko L.Y.
Prognosis of leptospirosis severity – multifactorial analysis.

Key words: leptospirosis, severity, predictors, nitric oxide, vitamin PP.

Aim. The aim of this study was to evaluate risk factors of severe leptospirosis and predictors of leptospirosis mortality. Material and methods. The study included 109 patients with leptospirosis: 86 males and 23 females. Leptospirosis was diagnosed on the basis of clinico-epidemiological and laboratory-devise data. Serum nitric oxide levels were obtained by the Griess reaction. The levels of vitamins С, РР, В1, В2, В6 in the patient’s blood and urine were determinate by spesific methods. Statistical processing of the results was made by programm STATISTICA FOR WINDOWS 5.0. with using of multifactorial analysis. Results. Multifactorial analysis demonstrated that six factors were independently associated with severity of leptospirosis: urea, white blood cells, thrombocytes, creatinine, vitamin PP in the blood and NO2 in the serum. They were included in multifactorial model for prognosis of leptospirosis severity. We elucidated that the low level of thrombocytes, high level of NO2- in the blood and encephalopathy – are prognostic factors associated with death of leptospirosis.