RU2407428C1 - Method of diagnosing complications in case of proliferative diabetic retonopathy in patients with non-transparent optic eye media - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to ophthalmology and is intended for diagnostics of complications development in case of proliferative diabetic retinopathy in patients with non-transparent optic eye media. In lacrimal fluid of patients with proliferative diabetic retinopathy, determined are levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and pigment epithelium-derived factor (PEDF) obtained by ELISA method. If VEGF concentration is higher or equals 467 pg/ml and/or PEDF concentration is lower or equal 1.84 ng/ml, proliferative diabetic retinopathy with complications is diagnosed.

EFFECT: method allows to diagnose presence of proliferative diabetic retinopathy complications in patients with non-transparent optic eye media.

3 ex

Description

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для диагностики развития осложнений при пролиферативной диабетической ретинопатии у пациентов с непрозрачными оптическими средами глаза. Способ позволяет диагностировать наличие осложненной стадии ПДР у пациентов с непрозрачными оптическими средами глаза, когда офтальмоскопическая диагностика данного состояния не представляется возможной. Это может служить показанием к проведению эндовитреального хирургического вмешательства.The invention relates to ophthalmology and is intended to diagnose the development of complications of proliferative diabetic retinopathy in patients with opaque optical media of the eye. The method allows to diagnose the presence of a complicated stage of PDD in patients with opaque optical media of the eye, when ophthalmoscopic diagnosis of this condition is not possible. This may serve as an indication for endovitreal surgery.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ того же назначения, включающий определение наличия осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии у пациентов с непрозрачными оптическими средами с помощью ультразвукового исследования и обработки полученных изображений с применением нелинейного контрастирования (Нероев В.В., Кодзов М.Б., Гаврилов А.В., Малюта Г.Д., Сарыгина О.И. Нелинейное контрастирование в ультразвуковой дифференциальной диагностике пленчатых образований стекловидного тела и отслойки сетчатки у больных с пролиферативной диабетической ретинопатией // Российский офтальмологический журнал. - Том.2. - №1. - 2009. - С.28-32).The closest analogue of the present invention is a method of the same purpose, including determining the presence of complications of proliferative diabetic retinopathy in patients with opaque optical media using ultrasound and processing the images using nonlinear contrast (Neroev V.V., Kodzov MB, Gavrilov A .V., Malyuta GD, Sarygina OI Nonlinear contrasting in ultrasound differential diagnostics of membranous formations of the vitreous body and retinal detachment in b patients with proliferative diabetic retinopathy // Russian Ophthalmological Journal. - Volume 2. - No. 1. - 2009. - P.28-32).

Для диагностики осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии в условиях непрозрачных оптических сред и отсутствия возможности офтальмоскопии авторы применяли ультразвуковое исследование с последующей обработкой изображений методом нелинейного контрастирования с помощью автоматизированной радиологической, включающей ультразвук информационной системы Multivox. В начале производилось ультразвуковое сканирование глаз с пролиферативной диабетической ретинопатией и подозрением на наличие осложнений в виде организовавшегося гемофтальма и/или отслойки сетчатки. Полученная серия акустических сечений вводилась в память компьютера и обрабатывалась методом нелинейного контрастирования, позволяющим изменять высоту эхо-сигналов с целью выделения и анализа спорных участков сканограммы, что позволяло более точно диагностировать осложнения ПДР. Пленчатые образования в случае организовавшегося гемофтальма характеризовались неравномерной толщиной и гетерогенной структурой, отслойка сетчатки - одинаковой толщиной и гомогенной структурой.To diagnose complications of proliferative diabetic retinopathy in opaque optical media and the lack of ophthalmoscopy, the authors used ultrasound with subsequent processing of images by nonlinear contrast using an automated radiological, including ultrasound, Multivox information system. In the beginning, an ultrasound scan of the eyes was performed with proliferative diabetic retinopathy and suspected complications in the form of organized hemophthalmus and / or retinal detachment. The resulting series of acoustic sections was inserted into the computer's memory and processed by nonlinear contrasting, which allowed changing the height of the echo signals in order to isolate and analyze the controversial sections of the scan, which made it possible to more accurately diagnose PDR complications. In the case of organized hemophthalmus, membranous formations were characterized by uneven thickness and heterogeneous structure, retinal detachment - by the same thickness and homogeneous structure.

Недостатком данного способа является необходимость применения дорогостоящего ультразвукового оборудования, а также, для повышения его диагностической эффективности, специальной компьютерной программы для проведения нелинейного контрастирования, так как рутинное ультразвуковое исследование не всегда позволяет с высокой точностью установить наличие осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии и определить показания к эндовитреальному хирургическому вмешательству.The disadvantage of this method is the need to use expensive ultrasound equipment, as well as to increase its diagnostic efficiency, a special computer program for non-linear contrasting, since routine ultrasound examination does not always allow to accurately determine the presence of complications of proliferative diabetic retinopathy and determine the indications for endovitreal surgical intervention.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей изобретения является разработка нового подхода в диагностике осложнений при пролиферативной диабетической ретинопатии у пациентов с непрозрачными оптическими средами глаза.The objective of the invention is to develop a new approach in the diagnosis of complications of proliferative diabetic retinopathy in patients with opaque optical media of the eye.

Основную роль в патогенезе неоваскуляризации на фоне ишемии и гипергликемии у больных с диабетической ретинопатией играет сосудистый эндотелиальный фактор роста - VEGF (vascular endothelial growth factor). Кроме того, известна его определяющая роль в регуляции сосудистой проницаемости, а также процессах эмбрионального васкулогенеза, ретинального лейкостаза, иммуносупрессии и нейропротекции [Bhisitkul R.В. Vascular endothelial growth factor biology: clinical implications for ocular treatments // Br. J. Ophthalmol. - 2006. - Vol.90, №12. - P.1542-1547].The main role in the pathogenesis of neovascularization against the background of ischemia and hyperglycemia in patients with diabetic retinopathy is played by vascular endothelial growth factor - VEGF (vascular endothelial growth factor). In addition, its decisive role in the regulation of vascular permeability, as well as the processes of embryonic vasculogenesis, retinal leukostasis, immunosuppression and neuroprotection [Bhisitkul R.V. Vascular endothelial growth factor biology: clinical implications for ocular treatments // Br. J. Ophthalmol. - 2006. - Vol.90, No. 12. - P.1542-1547].

Одним из основных антагонистов VEGF является PEDF (Pigment-epithelium-derived factor), обладающий антиангиогенными, нейротрофическими и нейропротекторными свойствами, выявленными как in vitro, так и in vivo, связанными со способностью данного фактора поражать апоптозные пути [Tombran-Tink J., Barnstable С.J. PEDF: a multifaceted neurotrophic factor // Nat. Rev. Neuros. - 2003. - Vol.4, №8. - P.628-636].One of the main antagonists of VEGF is PEDF (Pigment-epithelium-derived factor), which has anti-angiogenic, neurotrophic and neuroprotective properties, both in vitro and in vivo, associated with the ability of this factor to affect apoptotic pathways [Tombran-Tink J., Barnstable C.J. PEDF: a multifaceted neurotrophic factor // Nat. Rev. Neuros. - 2003. - Vol.4, No. 8. - P.628-636].

Повышенные уровни VEGF и низкая концентрация PEDF определялись в камерной влаге и стекловидном теле пациентов с различными стадиями диабетической ретинопатии, диабетическим макулярным отеком, вторичной неоваскулярной глаукомой [Patel J.I., Tombran-Tink J., Hykin P.G. et al. Vitreous and aqueous concentrations of proangiogenic, antiangiogenic factors and other cytokines in diabetic retinopathy patients with macular edema: Implications for structural differences in macular profiles // Exp. Eye. Res. - 2006. - Vol.82, №5. - P.798-806]. В ряде исследований выявлена корреляция между уровнем VEGF, балансом про- и антиангиогенных факторов в витреальной полости больных с ПДР до операции и исходами интравитреальных вмешательств [Funatsu Н., Yamashita Н., Noma Н. et al. Risk evaluation of outcome of vitreous surgery for proliferative diabetic retinopathy based on vitreous level of vascular endothelial growth factor and angiotensin II // Br.J.Ophthalmol. - 2004. - Vol.88, №8. - P.1064-1068]. Однако исследования концентрации VEGF и PEDF в легко доступной для анализа среде - слезной жидкости пациентов с диабетической ретинопатией, ранее не проводились.Elevated VEGF levels and low PEDF concentrations were determined in the chamber moisture and vitreous body of patients with various stages of diabetic retinopathy, diabetic macular edema, secondary neovascular glaucoma [Patel J.I., Tombran-Tink J., Hykin P.G. et al. Vitreous and aqueous concentrations of proangiogenic, antiangiogenic factors and other cytokines in diabetic retinopathy patients with macular edema: Implications for structural differences in macular profiles // Exp. Eye Res. - 2006. - Vol.82, No. 5. - P.798-806]. A number of studies have revealed a correlation between the level of VEGF, the balance of pro- and anti-angiogenic factors in the vitreous cavity of patients with PDD before surgery and the outcome of intravitreal interventions [Funatsu N., Yamashita N., Noma N. et al. Risk evaluation of outcome of vitreous surgery for proliferative diabetic retinopathy based on vitreous level of vascular endothelial growth factor and angiotensin II // Br.J. Ophthalmol. - 2004. - Vol.88, No. 8. - P.1064-1068]. However, studies of the concentration of VEGF and PEDF in an easily accessible analysis medium, the lacrimal fluid of patients with diabetic retinopathy, have not been previously conducted.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является диагностика осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии у пациентов с непрозрачными оптическими средами глаза без использования дорогостоящей аппаратуры и соответственно увеличение арсенала средств диагностики данного вида патологии.The technical result of the invention is the diagnosis of complications of proliferative diabetic retinopathy in patients with opaque optical media of the eye without the use of expensive equipment and, accordingly, an increase in the arsenal of diagnostic tools for this type of pathology.

Технический результат достигается за счет определения сосудистого эндотелиального фактора роста и фактора, выделенного из пигментного эпителия, в слезной жидкости пациентов с пролиферативной стадией диабетической ретинопатии.The technical result is achieved by determining the vascular endothelial growth factor and the factor isolated from the pigment epithelium in the lacrimal fluid of patients with the proliferative stage of diabetic retinopathy.

В отличие от ближайшего аналога предлагаемый нами способ не требует наличия дорогостоящего оборудования и специальных компьютерных программ для повышения его диагностической эффективности. Предлагаемый способ подразумевает исследование концентраций в слезной жидкости двух основных про- и антиангиогенных факторов, ведущая роль которых в патогенезе пролиферативной диабетической ретинопатии и развитии ее осложненной стадии доказана многими контролируемыми исследованиями.Unlike the closest analogue, our proposed method does not require expensive equipment and special computer programs to increase its diagnostic efficiency. The proposed method involves the study of concentrations in the lacrimal fluid of two main pro- and anti-angiogenic factors, the leading role of which in the pathogenesis of proliferative diabetic retinopathy and the development of its complicated stage has been proved by many controlled studies.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Уровни VEGF и PEDF определяют в слезной жидкости с помощью иммуноферментного анализа. Забор слезы проводят с помощью стерильной градуированной пипетки из нижнего конъюнктивального свода в объеме 0,3-0,5 мл. Все пробы слезной жидкости незамедлительно замораживают.VEGF and PEDF levels are determined in the tear fluid using an enzyme-linked immunosorbent assay. The tears are collected using a sterile graduated pipette from the lower conjunctival arch in a volume of 0.3-0.5 ml. All samples of the tear fluid immediately freeze.

При иммуноферментном анализе использовали наборы для количественного определения человеческого VEGF и PEDF. Данные тесты основаны на «сэндвич»-методе твердофазного иммуноферментного анализа. В лунки микропланшета, покрытого антителами к VEGF или PEDF, добавляли стандарты и неизвестные образцы. Все пробы изучались в дуплетах. Во время первой инкубации факторы роста связывались с иммобилизованными в ячейках антителами одним сайтом связывания. После промывки добавляли биотинилированные антитела против VEGF или PEDF, которые во время второй инкубации связывались с иммобилизованными ростовыми факторами. После удаления избытка биотинилированных антител в ячейки вносилась стрептавидин-пероксидаза, которая, в свою очередь, присоединялась к биотинилированным антителам. Таким образом, формировался «сэндвич-комплекс», состоящий из 4 реагентов. После третьей инкубации и промывки не связавшийся фермент удалялся, в ячейки добавляли хромогенный субстратный раствор, который при взаимодействии с ферментом образовывал цветной комплекс. После внесения стоп-раствора определяли оптическую плотность на спектрофотометре Мультискан (США) при длине волны 450 нм по отношению к хромогенному бланку, представляющему собой смесь 100 мкл хромогенного раствора тетраметилбензидина и 100 мкл стоп-раствора. Основываясь на известной концентрации стандарта VEGF или PEDF и полученной оптической плотности, строили стандартную кривую, по которой в дальнейшем определяли уровни факторов в исследуемых образцах. Для вычисления показателей использовали Microsoft Office Excel. Статистическая обработка данных проведена на ЭВМ с использованием пакета прикладных программ STATIS-TICA, версия 6.0 (StatSoft Inc., США).An enzyme immunoassay used kits for the quantification of human VEGF and PEDF. These tests are based on the "sandwich" method of enzyme-linked immunosorbent assay. Standards and unknown samples were added to the wells of the microplate coated with anti-VEGF or PEDF antibodies. All samples were studied in doublets. During the first incubation, growth factors bind to immobilized antibodies in the cells with a single binding site. After washing, biotinylated anti-VEGF or PEDF antibodies were added, which during the second incubation bind to immobilized growth factors. After removing the excess biotinylated antibodies, streptavidin peroxidase was introduced into the cells, which, in turn, was attached to biotinylated antibodies. Thus, a “sandwich complex” was formed, consisting of 4 reagents. After the third incubation and washing, the unbound enzyme was removed, a chromogenic substrate solution was added to the cells, which, when interacting with the enzyme, formed a color complex. After the stop solution was applied, the optical density was determined on a Multiscan spectrophotometer (USA) at a wavelength of 450 nm with respect to the chromogenic blank, which is a mixture of 100 μl of a chromogenic solution of tetramethylbenzidine and 100 μl of a stop solution. Based on the known concentration of the VEGF or PEDF standard and the obtained optical density, a standard curve was constructed, from which the levels of factors in the studied samples were further determined. To calculate the indicators used Microsoft Office Excel. Statistical data processing was performed on a computer using the STATIS-TICA application software package, version 6.0 (StatSoft Inc., USA).

Для осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии характерны значения VEGF в слезной жидкости, равные 467 пг/мл и выше, и/или PEDF, равные 1,84 нг/мл и ниже.Complications of proliferative diabetic retinopathy are characterized by tear fluid VEGF values of 467 pg / ml and above, and / or PEDF of 1.84 ng / ml and below.

Пример 1.Example 1

Пациент 37 лет. Диагноз: ОИ пролиферативная диабетическая ретинопатия. ОД незрелая осложненная катаракта. Производилось определение концентрации VEGF и PEDF в слезной жидкости ОД методом ИФА с использованием наборов для количественного определения факторов роста: «Human VEGF ELISA Kit», BioSource International Inc., USA, «ChemiKine™ Pigment Epithelium-Derived Factor Sandwich ELISA Kit», Chemicon International Inc., USA. Концентрация VEGF - 470 пг/мл (более 467 пг/мл), PEDF - 1,2 нг/мл (менее 1,84 нг/мл). Таким образом, оба значения VEGF и PEDF находились в пределах, характерных для пролиферативной диабетической ретинопатии с осложнениями, что подтвердилось при хирургическом вмешательстве. Пациенту проведено комбинированное хирургическое вмешательство на ОД: факоэмульсификация осложненной катаракты и трансцилиарная витрэктомия, в ходе которых на оперируемом глазу была обнаружена пролиферативная диабетическая ретинопатия, осложненная организовавшимся гемофтальмом.The patient is 37 years old. Diagnosis: OI proliferative diabetic retinopathy. OD immature complicated cataract. The concentration of VEGF and PEDF in the tear fluid OD was determined by ELISA using kits for the quantitative determination of growth factors: Human VEGF ELISA Kit, BioSource International Inc., USA, ChemiKine ™ Pigment Epithelium-Derived Factor Sandwich ELISA Kit, Chemicon International Inc., USA. The concentration of VEGF is 470 pg / ml (more than 467 pg / ml), PEDF is 1.2 ng / ml (less than 1.84 ng / ml). Thus, both VEGF and PEDF values were within the range characteristic for proliferative diabetic retinopathy with complications, which was confirmed by surgical intervention. The patient underwent combined surgical intervention for OD: phacoemulsification of complicated cataracts and transciliary vitrectomy, during which proliferative diabetic retinopathy complicated by organized hemophthalmus was detected on the operated eye.

Пример 2.Example 2

Пациент 47 лет. Диагноз: ОИ пролиферативная диабетическая ретинопатия, незрелая осложненная катаракта. Производилось определение концентрации VEGF и PEDF в слезной жидкости OS методом ИФА с использованием тех же наборов. Концентрация VEGF - 500 пг/мл (более 467 пг/мл), PEDF - 3,3 нг/мл. Таким образом, только показатель VEGF соответствовал значению, характерному для развития осложнений при пролиферативной диабетической ретинопатии, наличие которых подтвердилось при хирургическом вмешательстве. Пациенту проведено комбинированное хирургическое вмешательство на OS: факоэмульсификация осложненной катаракты и трансцилиарная витрэктомия, в ходе которых на оперируемом глазу была обнаружена пролиферативная диабетическая ретинопатия, осложненная гемофтальмом с локальной тракционной отслойкой сетчатки.The patient is 47 years old. Diagnosis: OI proliferative diabetic retinopathy, immature complicated cataract. The concentration of VEGF and PEDF in OS tear fluid was determined by ELISA using the same kits. The concentration of VEGF is 500 pg / ml (over 467 pg / ml), and PEDF is 3.3 ng / ml. Thus, only the VEGF indicator corresponded to the value characteristic for the development of complications in proliferative diabetic retinopathy, the presence of which was confirmed by surgical intervention. The patient underwent combined surgical intervention on OS: phacoemulsification of complicated cataracts and transciliary vitrectomy, during which proliferative diabetic retinopathy complicated by hemophthalmus with local tractional retinal detachment was detected on the operated eye.

Пример 3.Example 3

Пациент 44 лет. Диагноз: ОИ пролиферативная диабетическая ретинопатия. OS зрелая осложненная катаракта. Производилось определение концентрации VEGF и PEDF в слезной жидкости OS методом ИФА с использованием тех же наборов. Концентрация VEGF - 332 пг/мл, PEDF - 1,52 нг/мл (менее 1,84 нг/мл). Таким образом, только показатель PEDF соответствовал значению, характерному для развития осложнений при пролиферативной диабетической ретинопатии, наличие которых подтвердилось при хирургическом вмешательстве. Пациенту проведено комбинированное хирургическое вмешательство на OS: факоэмульсификация осложненной катаракты и трансцилиарная витрэктомия, в ходе которых на оперируемом глазу была обнаружена пролиферативная диабетическая ретинопатия, осложненная гемофтальмом и тракционной отслойкой сетчатки с захватом макулярной зоны.The patient is 44 years old. Diagnosis: OI proliferative diabetic retinopathy. OS is a mature complicated cataract. The concentration of VEGF and PEDF in OS tear fluid was determined by ELISA using the same kits. The concentration of VEGF is 332 pg / ml, PEDF is 1.52 ng / ml (less than 1.84 ng / ml). Thus, only the PEDF indicator corresponded to the value characteristic for the development of complications in proliferative diabetic retinopathy, the presence of which was confirmed by surgical intervention. The patient underwent combined surgical intervention on the OS: phacoemulsification of complicated cataracts and transciliary vitrectomy, during which proliferative diabetic retinopathy complicated by hemophthalmus and tractional detachment of the retina with capture of the macular zone was detected on the operated eye.

Claims (1)

Способ диагностики осложнений при пролиферативной диабетической ретинопатии у пациентов с непрозрачными оптическими средами глаза, отличающийся тем, что в слезной жидкости определяют уровни сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и фактора, выделенного из пигментного эпителия (PEDF), и при концентрации VEGF, равной или большей 467 пг/мл, и/или концентрации PEDF, равной или меньшей 1,84 нг/мл, диагностируют наличие осложнений пролиферативной диабетической ретинопатии. A method for diagnosing complications of proliferative diabetic retinopathy in patients with opaque optical media of the eye, characterized in that the levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and the factor isolated from the pigment epithelium (PEDF) are determined in the lacrimal fluid, and at a VEGF concentration equal to or greater 467 pg / ml, and / or a concentration of PEDF equal to or less than 1.84 ng / ml, diagnose the presence of complications of proliferative diabetic retinopathy.