Перспективы использования биомаркеров нарушения кишечной проницаемости и воспаления в меконии в диагностике заболеваний кишечника у младенцев | Фурсова А.Д., Печкуров Д.В., Кольцова Н.С., Заплатников А.Л.

Введение

Неинвазивные методы диа­гностики занимают особое место в неонатологии. Широко используются лабораторные исследования неинвазивно полученных от новорожденных детей биологических сред, таких как моча и отделяемые слизистых оболочек. Исследование кала на практике, как правило, проводят только в тех случаях, когда у новорожденного ребенка развиваются клинические признаки желудочно-кишечных нарушений (диарея или запор, усиленный метеоризм, кишечные колики и др.). При этом в последние десятилетия активно изучается возможность использования первородного кала (мекония) в качестве неинвазивной биологической среды для обнаружения в организме новорожденного ребенка различных ксенобиотиков, проникших в организм в пренатальный период [1–6]. Кроме того, проводятся исследования, направленные на выяснение возможности антенатального формирования микробиоты кишечника и ее влияния на постнатальное состояние здоровья ребенка [7, 8]. Особый интерес представляют научные проекты, связанные с определением в меконии биомаркеров нарушения кишечной проницаемости и воспаления [9–18]. Именно этим вопросам и посвящен предлагаемый обзор.

Меконий — уникальная биологическая среда

Меконий (первородный стул) — густая, вязкая масса темно-зеленого цвета, которая у здорового новорожденного ребенка выделяется в первые 24–48 ч жизни [19, 20]. При внутриутробной гипоксии меконий выделяется в околоплодные воды, и тогда после рождения у ребенка в кишечнике имеется лишь небольшое количество остаточного мекония. В случае наличия хирургической (атрезия кишечника) или генетической (муковисцидоз) патологии меконий не выделяется в течение первых 2 суток жизни, в связи с чем ребенок будет нуждаться в дополнительном обследовании для уточнения причины [21, 22]. Меконий — продукт, образующийся из заглоченной амниотической жидкости, а также из собственных клеток и химических веществ плода [23]. Образование мекония начинается с 12–13-й недели гестации. После 20-й недели гестации меконий плавно продвигается к толстой кишке и скапливается в прямой кишке. Учитывая, что меконий образуется последовательно в течение II и III триместров беременности, предполагается, что он представляет собой последовательность слоев, каждый из которых содержит свою уникальную информацию о внутриутробной среде в конкретные периоды развития.

Особо следует отметить, что первородный кал аккумулирует в себе белки, которые выделяются развивающимся организмом, отражая не только состояние самого плода, но и особенности среды, в которой он растет [23]. Доказательством этой концепции служат исследования биохимического состава различных порций мекония, которые естественным образом последовательно отделялись у детей. Так, при анализе 81 образца мекония от 20 здоровых доношенных детей для определения концентраций лактоферрина (ЛФ) и нейтрофильного желатиназо-ассоциированного липокалина (НЖАЛ) было установлено, что концентрации исследуемых биомаркеров повышались с увеличением гестационного возраста плода. Исходя из этого, авторы делают вывод, что потребности плода в ЛФ и НЖАЛ повышаются по мере созревания плода [9].

Возможности использования мекония в диа­гностике интестинальных нарушений

Следует отметить, что в последние годы особо возрос интерес к возможности оценки воспалительных изменений и нарушения проницаемости кишечной стенки на основании обнаруженных в меконии при лабораторных исследованиях биомаркеров этих патологических процессов. Обоснованием для проведения этих исследований послужили аргументы в пользу того, что меконий, находящийся в прямом контакте со слизистой оболочкой кишечника, может содержать биологические продукты, свидетельствующие о воспалении и/или патологической кишечной проницаемости. Так, B. Lisowska-Myjak et al. [10] в 80 образцах мекония от 20 новорожденных детей изучали концентрации α-1-антитрипсина (AAT) и эластазы, кальпротектина, миелопероксидазы, ЛФ, а также витамин-D-связывающего белка (ВДСБ). Полученные результаты показали, что концентрации ВДСБ и AAT в меконии были значительно выше (практически в 1000 раз), чем концентрация белков, продуцируемых нейтрофилами. При этом была обнаружена отрицательная корреляция между ВДСБ и AAT, в то время как между ВДСБ и кальпротектином, а также между ВДСБ и миелопероксидазой имела место положительная корреляция. Анализ представленных данных позволил авторам сделать предположение о том, что выявленные соотношения между внеклеточными и нейтрофильными белками могут свидетельствовать о взаимодействии различных механизмов регуляции локального воспаления у плода [10].

Особый интерес представляют результаты исследования, проведенного B. Loniewska et al. [24], которые изучали влияние особенностей состояния здоровья матери во время беременности на кишечную проницаемость плода и новорожденного, определяя концентрации зонулина и кальпротектина в следующих средах: пуповинная кровь, меконий, а также кровь и стул матери, полученные в родах. Кроме этого, зонулин и кальпротектин определяли в динамике — в кале новорожденных детей на 7-й день их жизни. Выбор для исследования указанных белков был обусловлен следующими обстоятельствами: зонулин регулирует проницаемость кишечного барьера за счет взаимодействия с рецепторами плотных контактов, что приводит к открытию межклеточных зон в эпителии и усилению пассажа веществ. Установлено, что увеличение концентрации зонулина свидетельствует о повышении кишечной проницаемости [25]. В свою очередь кальпротектин является продуктом нейтрофилов, дегрануляция которых существенно возрастает при воспалении. Показано, что увеличение уровня фекального кальпротектина служит лабораторным маркером воспаления кишечной стенки [26]. Проведя анализ данных, полученных в исследовании, в которое вошли 100 доношенных условно здоровых детей и их матерей, авторы сделали выводы о том, что кесарево сечение, антибиотикотерапия во время беременности, а также изменение индекса массы тела матери более чем на 5,7 кг/м2 во время беременности могут повышать проницаемость кишечника у плода и новорожденного ребенка. При этом следует отметить, что более низкие концентрации зонулина в меконии выявляли у тех новорожденных, матери которых не имели изучаемых факторов риска. Более низкий уровень зонулина в меконии у этих детей позволил авторам высказать предположение об отсутствии у них патологической кишечной проницаемости в фетальный период (теория «закрытого кишечника»). Особое внимание B. Loniewska et al. [24] обращают на то, что обсуждаемые тесты для определения воспаления и нарушения кишечной проницаемости, основанные на количественном определении в меконии зонулина и кальпротектина, могут быть рекомендованы для широкого практического применения в неонатологии только после серии дополнительных исследований, результаты которых подтвердят выявленную авторами диа­гностическую значимость указанных лабораторных показателей.

Противоположным «закрытому кишечнику» состоянием является феномен «дырявого кишечника», при котором происходит избыточное поступление микро- и макромолекул из кишечника в кровяное русло [27]. Данное явление может быть спровоцировано в том числе нарушением становления нормального микробиоценоза в кишечнике новорожденного ребенка. Это связано с разрушением нормальной кишечной микрофлоры и выделением бактериальных метаболитов, таких как липополисахариды. В этом отношении значительную негативную роль могут сыграть оперативное родоразрешение, проведение антибактериальной терапии в периоде новорожденности и отсутствие грудного вскармливания [28]. Так, D. Sochaczewska et al. [11] провели исследование, в котором изучали взаимо­связь между лабораторными маркерами кишечной проницаемости (зонулин, окклюдин) и перинатальными факторами при нарушении микробной колонизации кишечника (способ родоразрешения, прием антибиотиков в неонатальном периоде, отсутствие грудного вскармливания) в 100 диадах «ребенок — мать». Все дети были доношенными. Лабораторная часть исследования включала определение концентрации в меконии зонулина, окклюдина, а также липополисахарида (косвенный лабораторный признак эндотоксикоза), а далее — в стуле этих детей в возрасте 3, 6 и 12 мес. жизни. Установлено, что наиболее тесная прямая корреляция между изучаемыми факторами риска и концентрациями лабораторных маркеров нарушения кишечной проницаемости наблюдалась в первые 3 мес. жизни, причем повышенные концентрации зонулина и окклюдина сопровождались повышенными концентрациями липополисахарида. Особо следует отметить, что в этом исследовании, как и в работе B. Loniewska et al. [24], также было подтверждено негативное влияние антибактериальной терапии на проницаемость кишечной стенки плода [11, 24]. При этом в исследовании D. Sochaczewska et al. [11] к концу 3-го месяца жизни уровни лабораторных маркеров нарушения кишечной проницаемости снижались, что позволяет говорить о негативном, но обратимом влиянии антибактериальной терапии на кишечную стенку.

Еще одним потенциальным лабораторным маркером патологических процессов в кишечнике новорожденного ребенка, а именно кишечного воспаления, является кальпротектин [29, 30]. Особый интерес вызывают исследования, направленные на определение уровня фекального кальпротектина в стуле новорожденных детей для прогнозирования риска развития некротизирующего энтероколита (НЭК) [15, 31, 32]. При этом N. Laforgia et al. [12] и B. Lisowska-Myjak et al. [14] изучали содержание кальпротектина в первородном кале. Благодаря этим работам было установлено, что более высокое содержание кальпротектина в меконии выявляется у недоношенных и маловесных новорожденных, а также у детей, перенесших асфиксию [12]. Кроме того, было установлено, что содержание кальпротектина в меконии нарастает по мере его отхождения. Так, при определении концентрации кальпротектина в последовательно отделявшихся порциях мекония было отмечено, что уровень кальпротектина в последних порциях был в 3 раза выше, чем в начальных порциях [14].

Учитывая, что дефицит витамина D у беременных женщин может влиять на повышенный риск развития НЭК у недоношенных новорожденных [33], представляет интерес исследование J.H. Jung et al. [17], которые изучали взаимосвязь между уровнем витамина D в пуповинной крови и кальпротектином в меконии, а также риск развития дисфункций кишечника и НЭК у новорожденных с недостаточностью витамина D и высоким содержанием кальпротектина в первородном стуле. Анализ полученных результатов показал, что более высокие концентрации кальпротектина в меконии (398,2 мкг/г) и более низкие концентрации 25-OH витамина D (17,9 нг/мл) выявляли у новорожденных с явлениями кишечной дезадаптации, в то время как у детей, не имеющих указанных нарушений, содержание 25-OH витамина D в крови находилось на уровне 21,0 нг/мл, а кальпротектина в меконии — 134,1 мкг/г. Это еще раз подтверждает полифункциональность витамина D и его важную роль в регуляции иммунного ответа, а также его противовоспалительное действие.

Заключение

Представленные в настоящем обзоре литературы результаты исследований свидетельствуют о том, что меконий как биологическая среда, полученная неинвазивным методом, имеет высокий диа­гностический потенциал для проведения различных лабораторных тестов в неонатологии. При этом особый интерес представляют потенциальные возможности количественного определения в меконии биологических маркеров воспаления (кальпротектин) и нарушения кишечной проницаемости (зонулин, окклюдин) для разработки скрининга факторов риска развития заболеваний кишечника, в том числе НЭК, у новорожденных детей и младенцев. Все перечисленное служит основанием для продолжения исследований, основанных на принципах доказательной медицины, результаты которых позволят ответить на вопрос о возможности внедрения в практическое здравоохранение обсуждаемых в статье методов неинвазивной лабораторной диа­гностики.

Сведения об авторах:

Фурсова Анна Дмитриевна — аспирант кафед­ры детских болезней ФГБОУ ВО СамГМУ Мин­здрава России; 443099, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, д. 89; ORCID iD 0000-0002-9071-2217

Печкуров Дмитрий Владимирович — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой детских болезней ФГБОУ ВО СамГМУ Мин­здрава России; 443099, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, д. 89; ORCID iD 0000-0002-5869-2893

Кольцова Надежда Серафимовна — к.м.н., доцент кафед­ры детских болезней ФГБОУ ВО СамГМУ Мин­здрава России; 443099, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, д. 89; ORCID iD 0000-0003-3611-9196

Заплатников Андрей Леонидович — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой неонатологии имени профессора В.В. Гаврюшова, профессор кафед­ры педиатрии имени академика Г.Н. Сперанского ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 125993, Россия, г. Москва, ул. Баррикадная, д. 2/1, стр. 1; ORCID iD 0000-0003-1303-8318

Контактная информация: Фурсова Анна Дмитриевна, e-mail: fursovaanna063@gmail.com

Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 05.10.2024.

Поступила после рецензирования 29.10.2024.

Принята в печать 22.11.2024.

About the authors:

Anna D. Fursova — postgraduate student of the Department of Pediatric Diseases, Samara State Medical University; 89, Chapaevskaya str., Samara, 443099, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-9071-2217

Dmitrii V. Pechkurov — Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Pediatric Diseases, Samara State Medical University; 89, Chapaevskaya str., Samara, 443099, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-5869-2893

Nadezhda S. Kol’tsova — C. Sc. (Med.), Assistant Professor of the Department of Pediatric Diseases, Samara State Medical University; 89, Chapaevskaya str., Samara, 443099, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-3611-9196

Andrey L. Zaplatnikov — Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Professor V.V. Gavryushov Department of Neonatology, Professor of the Academician G.N. Speransky Department of Pediatrics, Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 2/1, bldg. 1, Barrikadnaya str., Moscow, 125993, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-1303-8318

Contact information: Anna D. Fursova, e-mail: fursovaanna063@gmail.com

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interest.

Received 05.10.2024.

Revised 29.10.2024.

Accepted 22.11.2024.