Биохимические исследования

В последние годы значительно расширились возможности новых лабора­торных технологий с использованием современных достижений науки. Со­зданы диагностические приемы, позволяющие выявлять патогенетические факторы, раскрывающие существенные характеристики многих нозологий и коренным образом изменяющие результаты лечения.

агностика в детской онкологии имеет некоторые особенности. Прежде всего, надо отметить, что нормальные величины многих лабораторных показателей отличаются, особенно в возрасте до 1 года, они более лабильны, так как про­цессы обмена веществ еще не окрепли и проявляют большую неустойчивость. Поэтому в детском возрасте гораздо легче могут произойти патологические изменения, что выражается в больших количественных колебаниях. В связи с большими количественными отклонениями лабораторных показателей в дет­ском возрасте наблюдается и большая неустойчивость полученных данных.

Биохимический анализ сыворотки крови, включающий определение би­лирубина, общего белка и альбумина, аланинаминотрансферазы (АлАТ), ас­партатаминотрансферазы (AcAT), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы (ГГТ), сывороточного железа, общей и панкреатической амилазы, выполняется при использовании опти­мизированных спектрофотометрических методов на автоматических ана­лизаторах различного типа. Это приводит к значительному повышению точ­ности, упрощению техники и уменьшению количества материала, нужного для исследования. Интерпретируют полученные результаты путем сравне­ния их с референтными величинами.

Трансаминазы (АлАТ и AcAT) сыворотки крови — ферменты, наи­более широко определяемые при диагностике болезней печени, являются маркерами цитолиза и печеночноклеточных некрозов.

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) — один из важнейших ферментов угле­водного обмена, получивший широкое применение в детской онкологии. Это цитоплазматический фермент, который катализирует ключевой этап глико­лиза — обратимую реакцию преобразования лактата в пируват. ЛДГ являет­ся одним из первых ферментов, в отношении которых была установлена ге­терогенность, т. е. существование в тканях и биологических жидкостях в виде множественных молекулярных форм — изоферментов. Известны 5 изоформ ЛДГ, из них большее диагностическое значение имеют ЛДГ1 и ЛДГ5. ЛДГ1 уча­ствует в окислении лактата в пируват и преобладает в тканях с аэробным ти­пом метаболизма (миокард, почки, мозг, эритроциты, тромбоциты). ЛДГ5, на­против, способствует превращению пирувата в лактат, являясь активной в тканях с высоким уровнем гликолиза (печень, скелетные мышцы). Основная

роль общей ЛДГ заключается в выявлении тканевого повреждения. Различ­ным нормальным тканям присуща определенная индивидуальность в пред­ставительстве изоферментов ЛДГ. Существование тканевой специфичности в распределении изоформ делает возможным определение источника фер­мента, попадающего в кровь и другие биологические жидкости при различ­ных заболеваниях в результате усиления синтеза или повреждения тканей.

Гамма-глутамилтранспептидаза (ГГТ) катализирует перенос гамма- глутамилового остатка с гамма-глутамилового пептида на аминокислоту или другой пептид, или на иную субстратную молекулу. Активность ГГТ-сыворот- ки обычно связана с экскрецией синтезируемого в печени фермента и в нор­ме незначительна. Однако при заболеваниях печени и желчевыводящих пу­тей неизменно определяется повышенная активность фермента в сыворотке. У новорожденных и детей до 6 мес. уровни этого фермента превышают значе­ния данного показателя у взрослых в 2-4 раза. Это связано с тем, что фермент принимает активное участие в так называемом «глутатионовом цикле» и, та­ким образом, в процессах микросомального окисления и метаболизме ами­нокислот.

Щелочная фосфатаза катализирует гидролиз сложных эфиров фосфор­ной кислоты и органических соединений. Самая высокая концентрация ще­лочной фосфотазы обнаруживается в костной ткани (остеобластах), гепатоци­тах, клетках почечных канальцев, слизистой кишечника и плаценте. Щелочная фосфотаза участвует в процессах, связанных с ростом костей, поэтому ее актив­ность в сыворотке детей выше, чем у взрослых. Патологическое повышение ак­тивности щелочной фосфотазы в сыворотке связано с заболеваниями костей (различные опухоли кости) и печени (обструкцией желчных протоков).

Альфа-амилаза — гидролитический фермент, разлагает крахмал и гли­коген до мальтозы. Амилаза образуется преимущественно в слюнных железах и поджелудочной железе, поступает затем в полость рта или просвет двенад­цатиперстной кишки и участвует в переваривании углеводов пищи.

зой. Расщепляет крахмал и гликоген до мальтозы в просвете двенадцатипер­стной кишки. При воспалении или закупорке протоков поджелудочной же­лезы, когда в кровь поступает большое количество ферментов, усиливается ее выведение C мочой.

Билирубин образуется в клетках ретикулоэндотелиальной системы пе­чени в результате катаболизма геминовой части гемоглобина и других гем- содержащих белков. Билирубин плохо растворим в воде, попадая в кровь, связывается с альбумином и транспортируется в печень. Билирубин, нака­пливающийся в крови, находится в неконъюгированном состоянии. Ког­да его концентрация превышает уровень насыщения альбумина — 34,2- 42,75 мкмоль/л, он способен преодолевать гематоэнцефалический барьер. Это может привести к гипербилирубинэмической токсической энцефалопа­тии. При повышении концентрации билирубина в сыворотке (гипербилиру­бинемии) свыше 27-34 мкмоль/л появляется желтуха. Гипербилирубинемия может быть результатом повышенной продукции билирубина вследствие по­вышенного гемолиза эритроцитов (гемолитические желтухи), пониженной способности к метаболизму и транспорту против градиента в желчь били­рубина гепатоцитами (паренхиматозные желтухи), а также следствием меха­нических затруднений желчевыделения (обтурационные — застойные, меха­нические, холестатические желтухи). Считается, что гипербилирубинемия имеет печеночное происхождение, если более 80% общего билирубина со­ставляет прямой билирубин. Гемолитической называют гипербилирубине­мию, если 80% представляет непрямой билирубин.

Белки крови. Плазма крови содержит много белковых веществ.

Альбумин представляет собой самую большую фракцию белков плазмы крови человека — 55-65%. Синтез происходит в печени, следовательно, сни­жается при поражении печени при ПХТ. Основные биологические функции альбумина: поддержание онкотического давления плазмы, транспорт моле­кул и резерв аминокислот. Альбумин связывает и транспортирует билиру­бин, различные гормоны, жирные кислоты, ионы кальция, хлора, лекарствен­ные вещества. При гипоальбуминемии усиливается действие лекарственных средств, связывающихся с альбумином, в результате токсические эффекты могут развиваться при обычных дозировках. У детей раннего возраста уро­вень альбумина несколько ниже.

Мочевина синтезируется в печени, является конечным продуктом мета­болизма белков. Является осмотически активным веществом, поэтому нако­пление мочевины приводит к отеку тканей паренхиматозных органов, ми­окарда, ЦНС, подкожной клетчатки. Увеличение (обычно в несколько раз относительно верхнего показателя нормы) концентрации мочевины, сопро­вождающееся, как правило, выраженным клиническим синдромом интокси­кации, называется уремией. У детей раннего возраста уровень мочевины не­сколько снижен по сравнению с нормой для взрослых. C возрастом уровень мочевины повышается. Продолжительное увеличение содержания мочеви­ны в сыворотке крови выше значения 8,3 ммоль/л должно расцениваться как проявление почечной недостаточности.

Креатинин в сыворотке. Концентрация креатинина в плазме крови здоровых людей относительно постоянна, его образование непосредственно зависит от состояния мышечной массы тела. Креатинин удаляется почками посредством клубочковой фильтрации, но в отличие от мочевины не реаб­сорбируется. Соответственно у детей уровень креатинина ниже, чем у взро­слых. В норме образование креатинина и его выведение эквивалентны.

Повышение уровня креатинина обычно свидетельствует о снижении фильтрации в почечных клубочках и понижении выделительной функции почек. Повышение концентрации креатинина при почечной недостаточно­сти происходит раньше, чем повышение концентрации мочевины. Умень­шение содержания креатинина в крови диагностического значения не име­ет. При тяжелом нарушении функции почек содержание в крови кретинина может достигать очень высоких цифр — 800-900 мкмоль/л, а в отдельных случаях значительно выше. При неосложненных случаях острой почечной недостаточности концентрация креатинина в крови возрастает в сутки на 44-88 мкмоль/л. В случаях острой почечной недостаточности, сопровожда­ющейся поражением мышц, уровень креатинина возрастает более заметно в результате значительного увеличения уровня его образования. Уровни кре­атинина в крови и клубочковой фильтрации приняты как основные лабо­

раторные критерии в классификациях острой почечной недостаточности. Суточное выделение креатинина с мочой относительно постоянно, эквива­лентно суточному образованию и непосредственно зависит от массы мышц и выделительной способности почек.

Мочевая кислота — это конечный продукт метаболизма пуриновых оснований, входящих в состав нуклеотидов. Синтезируется в печени и в виде соли натрия содержится в плазме крови, выводит избыток азота из ор­ганизма человека. Концентрация мочевой кислоты в крови поддерживает­ся равновесием процессов синтеза мочевой кислоты и выведения почками. У детей уровень мочевой кислоты ниже, чем у взрослых. В связи с выражен­ным цитопатическим действием химиопрепаратов в опухолевой ткани зна­чительно повышается деградация пуринов, следствием чего является по­вышенное выделение мочевой кислоты. Иначе это состояние называется синдромом лизиса опухолевых клеток. Наиболее яркими клиническими примерами, при которых возможно развитие синдрома лизиса опухолевых клеток, являются НХЛ. Опухолевый лизис может быть причиной внезапной и зачастую неожиданной острой почечной недостаточности, особенно при назначении цитостатической терапии. Причиной гиперурикемии являются ослабление или полное прекращение экскреции почками уратов и подавле­ние ренального транспорта.

Общие электролитные нарушения в детской онкологии могут быть связаны с различными причинами, одной из которых является лизис опухолевых клеток в процессе ПХТ. Нарушения водно-электролитного обме­на требуют тщательного лабораторного мониторинга, раннего выявления и немедленной коррекции. C этой целью перед началом и во время курсовой ПХТ, в периоде инфекционных осложнений и лечения нефротоксичными препаратами кратность лабораторного мониторинга должна быть не реже, чем 1 раз в 6-12 часов.

Гиперкалиемия. Повышение уровня калия у пациентов, получающих лече­ние по поводу злокачественного новообразования, обусловлено нескольки­ми механизмами: лизис опухолевых клеток, при котором высвобождается огромное количество внутриклеточного калия; применение некоторых ан­тибиотиков, диуретиков, антипиретиков, трансфузии компонентов крови.

Гиперфосфатемия. Повышение концентрации фосфатов в сыворотке крови является еще одним проявлением синдрома лизиса опухолевых клеток, кото­рый наиболее выражен при лимфопролиферативных заболеваниях. Гипер­фосфатемия потенциально опасна вследствие нарушения взаимодействия фосфатов и кальция, возможный результат которого — кристаллообразова­ние и гипокальциемия.

Смешанные электролитные нарушения включают гипонатриемию, гипер­кальциемию, гипераммониемию и гипомагнезиемию, нередко наблюдаются у пациентов, получающих лечение по поводу опухоли. Являются следствием либо прямого воздействия опухоли на физиологические процессы организ­ма больного, либо XT.

Гипонатриемия является результатом рвоты, диареи или надпочечниковой недостаточности. Низкая концентрация натрия в сыворотке крови может иметь также ятрогенную причину. К примеру, одним из проявлений токсич­ности винкристина является синдром неадекватной секреции антидиуре- тического гормона. Некоторые антибиотики, выведение которых зависит от концентраций натрия (ампициллин или карбенициллин), также могут вызы­вать гипонатриемию.

Гиперкальциемия встречается редко, лишь при некоторых видах злокаче­ственных новообразований у детей. Основной причиной является систем­ная резорбция костной ткани либо наличие гормонопродуцирующих опу­холей.

Гипераммониемия развивается у пациентов с опухолевым поражением пече­ни либо в случаях гепатотоксичности цитостатиков. Например, почти у по­ловины пациентов, получающих в программном лечении аспарагиназу, раз­виваются симптомы повреждения печени. Химиопрепараты, нарушающие пиримидиновый обмен, например, цитарабин, также приводят к гипераммо­ниемии. Терапия должна быть направлена на устранение причины гиперам­мониемии и на лечение печеночного цитолиза.

Гипомагнезиемия часто развивается после лечения препаратами платины. Внутривенное введение препаратов магния требуется лишь в случае остро развившейся гипомагнезиемии.

Терапевтический лекарственный мониторинг — одно из самых современных направлений в области клинической биохимии. Лекарство — это средство, широко применяемое в целях профилактики, лечения и диаг­ностики заболеваний, становится в настоящее время предметом более углу­бленного изучения. Контроль или мониторирование содержания лекарства в течение всего периода лечения представляет собой комплексную аналити­ческую проблему. В задачи терапевтического лекарственного мониторин­га входит: определение правильного режима и дозировки лекарственного препарата; выявление наиболее эффективной концентрации лекарственно­го препарата для достижения успешного лечения; предупреждение развития токсических эффектов; контроль происходящих изменений в каждый период лечения с возможностью менять дозировку препаратов в зависимости от со­стояния пациентов; изучение взаимозависимости различных факторов при назначенной терапии. Критерии лекарственных препаратов для мониторин­га: нелинейная фармакокинетика лекарственного препарата; применение ле­карственного препарата с узким терапевтическим диапазоном; возможность передозирования лекарственного препарата; неэффективность фармакоте­рапии; необходимость определения терапевтической дозы лекарственного препарата, если невозможно оценить его эффективность более простым спо­собом; возможное наличие лекарственных взаимодействий; у лиц с сопутст­вующими заболеваниями печени и почек. Дети, страдающие злокачествен­ными опухолями, особенно нуждаются в терапевтическом лекарственном мониторинге.

Терапевтический лекарственный мониторинг основан на определении концентрации лекарственного вещества, его метаболитов или других био­логически активных веществ в плазме крови или других тканях организма в различные промежутки времени после введения в организм в целях уста­новления соответствия ее терапевтическому диапазону и выработки реко­мендаций по коррекции режима дозирования. Терапевтический лекарствен­ный мониторинг рекомендован для многих препаратов: противоопухолевых (высокодозная терапия метотрексатом); иммуносупрессоров (циклоспорин, такролимус); некоторых групп антибиотиков (аминогликозиды, гликопепти­ды); антиконвульсантов (фенитоин, карбамазепин, вальпроевая кислота); ан- тиаритмических (дигоксин); трициклических антидепрессантов.

Особенности терапевтического лекарственного мониторинга у детей. Существу­ет множество факторов, определяющих возрастные особенности фармако­кинетики, что требует корректировки режима дозирования с учетом возраст­ных особенностей организма. У детей мышечная масса ниже, чем у взрослых. Это приводит к снижению кажущегося объема распределения препаратов в организме. Однако при пересчете на 1 кг веса у новорожденных объем рас­пределения оказывается, как правило, больше, чем у взрослых. У детей на­блюдается недоразвитость ферментативных систем печени. Из-за этого ме­таболизм ряда лекарственных веществ у детей может отличаться от такового у взрослых. Также у детей другое строение нефрона, что обусловливает осо­бенности скорости элиминации лекарственного вещества с мочой. Кроме того, у детей белковый состав плазмы крови отличается от аналогичного у взрослых, что приводит к изменению связывания лекарственного вещества с белками плазмы крови. Как правило, у детей наблюдается более низкое свя­зывание с белками плазмы крови. Перечисленные факторы определяют воз­растные особенности дозирования лекарственного вещества и подтвержда­ют необходимость тщательного лекарственного мониторинга.

Метотрексат является одним из самых эффективных цитостатических препаратов. Метотрексат вызывает гепато-, нефро-, гематотоксичность, му­козит и др. Проявления токсичности служат показанием для прерывания и даже прекращения эффективного лечения, приводя к повышению частоты рецидивов основного заболевания. Системный клиренс метотрексата сни­жается с возрастом, поэтому дети переносят высокие дозы препарата легче, чем взрослые. В то же время быстрое выведение метотрексата у детей, особен­но до 1 года, снижает время его экспозиции и может отрицательно отразить­ся на эффективности лечения.

Для снижения токсического действия метотрексата на нормальные тка­ни используют антидотные свойства фолиевой кислоты, которую вводят несколько часов спустя после цитостатика. Подобный режим применения препаратов получил название высокодозной терапии метотрексатом под за­щитой фолиевой кислоты. Высокие дозы метотрексата в детской онкологи­ческой практике применяются при гемобластозах, опухолях ЦНС, остео­саркоме. Контроль за концентрацией метотрексата в плазме крови, в первую

очередь, необходим для точного расчета вводимой дозы его фармакологиче­ского антидота лейковорина.

Колебания концентрации метотрексата имеются как у разных пациентов, так и у одного и того же больного. Ключевыми точками, важными для оцен­ки токсичности метотрексата, необходимо считать 42 и 48 часов. Если на 42-й час концентрация метотрексата менее 1 мкмоль/л, то риск развития острой токсичности существенно снижается. В связи с этим традиционно при кон­центрации метотрексата менее 1 мкмоль/л на 42-й час и далее коррекция дозы лейковорина не требуется. Установлено, что концентрация метотрекса­та в сыворотке крови более 1 мкмоль/л на 42-й час от начала инфузии пре­парата при различных режимах высокодозной XT (ВДХТ) значительно повы­шает риск развития системной органной токсичности. Нарушение функции почек, обусловленное кристаллизацией метотрексата в почечных канальцах, представляет собой ургентную ситуацию.

Нарушение выделения метотрексата в первые сутки его введения стано­вится жизнеугрожающим при развитии одной из следующих ситуаций: pH мочи менее 6,0; повышение уровня сывороточного креатинина более чем на 50%; задержка диуреза, несмотря на терапию фуросемидом. Причины разви­тия различных вариантов задержек выведения метотрексата до сих пор оста­ются невыясненными, их разнообразие очень велико: начиная от нарушения введения метотрексата, различных форм воспаления и отеков до генетиче­ских особенностей обмена фолатов. Токсические осложнения при ВДХТ ме­тотрексатом очень опасны, что обусловливает необходимость мониторинга биохимических и общеклинических показателей больного, а также монито­ринга выведения метотрексата и применения соответствующих доз лейково­рина для снятия токсических эффектов.

При замедленном выведении метотрексата и проявлениях его токсично­сти (тошнота, рвота, задержка мочи, гиперемия кожи и слизистых, голов­ные боли, расстройства со стороны ЦНС, нарушение выведения метотрекса­та, повышение уровня трансаминаз, билирубина, мочевины, креатинина на 50% и более по сравнению с исходными) дозу лейковорина повышают, про­водят форсированный алкалический диурез до 4,5 л/м². Уровень метотрекса­та определяется каждые 6 часов. При концентрации метотрексата на 48-й час >1 мкмоль/л доза лейковорина рассчитывается по следующей формуле:

лейковорин (мг) = метотрексат (мкмоль/л) ? вес пациента (кг).

Циклоспорин —иммуносупрессор, используется для предотвращения реак­ции «трансплантат против хозяина» при аллоТКМ. Относится к группе пре­паратов «критичной дозы» (critical dose drug).При неадекватном режиме дози­рования даже небольшое повышение концентрации препарата в крови может привести к нежелательным реакциям (нефротоксичность, артериальная ги­пертензия); снижение концентрации до субтерапевтической приведет к не­достаточной иммуносупрессии и отторжению трансплантанта.

Интраиндивидуальная вариабельность биодоступности определяет не­обходимость корректирования дозы циклоспорина. Дозу препарата выбира­ют с учетом массы тела пациента (мг/кг), лечение проводят при регулярном контроле концентрации в крови. Одной из причин колебаний биодоступ­ности циклоспорина считается его непредсказуемое всасывание в ЖКТ, об­условленное зависимостью от состояния ЖКТ, количества желчи в просвете кишки, времени после трансплантации, возможно, от генетического поли­морфизма.

На всасывание препарата значительное влияние оказывает длина тонкого кишечника. У детей по мере увеличения длины кишечника дозы циклоспо­рина, необходимые для поддержания терапевтического уровня, снижаются. У пациентов с нарушенной функцией почек или печени время полувыведе­ния циклоспорина сокращается.

В течение долгого времени для мониторинга циклоспорина использова­лось значение C₀(trough concentration,predose concentration) —концентрация пре­парата в крови до приема очередной дозы, т. е. минимальная концентрация, достигаемая между двумя приемами препарата. На основании такого под­хода были предложены границы терапевтического диапазона циклоспори­на, однако необходимо отметить, что данные значения являются примерны­ми, зависят от времени после трансплантации, функционирования органов, степени циклоспориновой токсичности, а также от аналитического метода, используемого для измерения концентрации.

Мониторинг на основе C₀до сих пор используется многими трансплантаци­онными центрами, но его информативность ставят под сомнение. Предпочти­тельным для терапевтического лекарственного мониторинга циклоспорина является использование точки C₂(C₂, С_}—концентрации на 2-й и 3-й час после приема препарата). Доказано, что этот показатель тесно коррелирует с AUC₀₁₂, т. е. адекватно предсказывает экспозицию циклоспорина. Преимуществом ис­пользования точки C₂, прежде всего для лабораторий, занимающихся тера­певтическим лекарственным мониторингом, является простота измерения (однократный забор крови) и отсутствие существенной зависимости уровня целевой концентрации циклоспорина от используемого метода анализа.

Антибиотики. Гликопептиды. Концентрацию ванкомицина в крови необхо­димо определять лишь в некоторых случаях, например, при печеночно-кле­точной недостаточности, при одновременном назначении с нефротоксич­ными препаратами (например, цисплатин, ифосфамид, метотрексат, НПВС). Динамическое наблюдение за концентрацией ванкомицина в крови дает воз­можность предупредить тяжелые токсические реакции: поражение почек и органов слуха, тромбофлебиты, дерматозы. Равновесная концентрация пре­парата в крови устанавливается через 30-40 ч после его применения. Мак­симальная концентрация составляет 20-40 мг/л, а минимальная — 5-Ю мг/л. Исследования показывают, что у детей, страдающих онкологическими забо­леваниями, сывороточная концентрация ванкомицина оказывается ниже, чем у здоровых детей, т. е. для достижения необходимого эффекта следует на-

значать более высокие дозы препарата. Также исследования показывают, что концентрация ванкомицина различается у онкологических больных в зави­симости от вида опухоли, и мониторинг концентрации ванкомицина необ­ходим для лучшего терапевтического эффекта и снижения возникновения побочных эффектов.

Аминогликозиды. Высокая частота серьезных побочных эффектов (пораже­ние почек и слухового нерва, нервно-мышечная блокада), а также высокая ча­стота колебания концентрации как у одного, так и у разных пациентов ста­вит аминогликозидные антибиотики в первый ряд препаратов, требующих мониторинга, особенно у маленьких детей. Для стрептомицина терапевтиче­ская концентрация в крови колеблется от 5 до 40 мг/л, для канамицина — от 16 до 25 мг/л, для гентамицина — от 5 до 12 мг/л. Другие нефротоксические сред­ства могут вызвать нарушение выведения аминогликозидов и повышение их концентрации в крови. Изменение концентрации антибиотиков этой группы наблюдается также при почечной недостаточности, дегидратации, ожогах, ожирении. Особенно следует обращать внимание на пациентов, которым од­новременно назначены такие нефротоксические препараты, как цисплатин, изофосфамид и амфотерицин В.