Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

СРАВНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ТРОМБОЗА ЗОНЫ РЕКОНСТРУКЦИИ НА БРЮШНОЙ АОРТЕ И АРТЕРИЯХ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ТРОМБОФИЛИЙ ПО ЛОКУСАМ 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR

Лазаренко В.А. 1 Парфенов Е.И. 1 Чурносов М.И. 2 Бобровская Е.А. 1 Криворутченко В.Б. 1
1 ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
2 ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
Проведен сравнительный анализ разработанных математических моделей прогнозирования развития раннего тромбоза зоны реконструкции после операций на брюшной аорте и артериях нижних конечностей в зависимости от клинико-лабораторных показателей и генетических вариантов наследственных тромбофилий. Проведено изучение двух групп пациентов – больные с развитием ранней тромботической окклюзии после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей(n=44) и индивидуумов контрольной группы (n=35). Учитывались данные клинико-лабораторных показателей: уровень Д-димера в крови, уровень гомоцистеина в крови и количество тромбоцитов в крови, а также данные генетического типирования этих индивидов по локусам 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR. Было выявлено, что комбинация генетических вариант 455 A FGB и 677 T MTHFR является фактором риска развития раннего тромбоза зоны реконструкции после операций на брюшной аорте и артериях нижних конечностей. С помощью полученных коэффициентов дискриминантных функций на основе данных о клинико-лабораторных показателях и генетическом анализе и уравнения линейной дискриминальной функции нами разработана математическая модель, которая показала свою эффективность прогнозирования риска развития раннего тромбоза зоны реконструкции. Доказано, что с учетом влияния клинико-лабораторных показателей и генетических данных, она показывает более высокий процент точности прогноза.
математическая модель прогнозирования
операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностях
тромбоз зоны реконструкции
1. Сажинов А.П. Пути улучшения проходимости бедренно-подколенно-берцовых шунтов / А.П. Сажинов, А.В. Лукинский, А.В. Чупин // Ангиология и сосудистая хирургия. – 2014. – Т. 20, № 1. – С. 141–145.
2. Белов Ю.В. Повторные реконструктивные операции на аорте и магистральных артериях / Ю.В. Белов, А.Б. Степаненко. – Москва: Медицинское информационное агентство, 2009. – 176 с.
3. Бурков Н.Н. Прогнозирование риска развития тромбозов и стенозов биопротезов «кемангиопротез» путем построения математической модели / Н.Н. Бурков, И.Ю. Журавлева, Л.С. Барбараш // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. – 2013. – № 4. – С. 5–11.
4. Thrombosis of the aorta abdominalis in infants-diagnosis and thrombolytic therapy / U. Krause, H.E. Schneider, M. Webel, T. Paul // Klinische Padiatrie. – 2012. – Vol. 224 (3). – P. 179-182.
5. Лабораторные методы исследования системы гемостаза и диагностика нарушений системы гемокоагуляци / Ю.В. Первушин, С.Ш. Рогова, Н.И. Ковалевич, А.А. Козлов, А.Л. Берковский, Т.М. Простакова. – Ставрополь; Москва: Изд-во «Москва», 2009. – 61 с.
6. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных: применение пакета прикладных программ Statistica / О.Ю. Реброва. – Москва: Медиа Сфера, 2006. – 305 с.
7. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере: для профессионалов / В.П. Боровиков. – Санкт-Петербург: Питер, 2001. – 650 с.

Хронические облитерирующие заболевания брюшной аорты и артерий нижних конечностей составляют более 20 % всех проявлений сердечно-сосудистой патологии и поражают 2–3 % населения в целом [1]. Тромбоз зоны реконструкции после реваскуляризирующей операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей является особо значимой медико-социальной проблемой [2], поэтому на данный момент актуальной задачей является разработка способов прогнозирования развития этого послеоперационного осложнения [3]. В настоящее время для прогнозирования риска реокклюзии зоны реконструкции в послеоперационном периоде наибольшей популярностью пользуются модели, основанные на оценке воспринимающего русла и степени ишемии конечности [4]. В нашей работе в изучаемых группах достоверной значимости по этим показателям получено не было, что позволяет задуматься о необходимости введения дополнительных параметров в модель прогнозирования развития тромбоза зоны реконструкции.

Цель и задачи: разработать математическую модель прогнозирования риска развития ранней тромботической окклюзии зоны реконструкции с использованием дискриминантного анализа в зависимости от клинико-лабораторных показателей и генетических вариантов наследственных тромбофилий и сравнить их эффективность.

Материалы и методы. Проведено изучение двух групп пациентов – больные с развитием ранней тромботической окклюзии после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей (n=44) и индивидуумов контрольной группы (n=35). Выполнялась лабораторная диагностика (клинический анализ крови, биохимический анализ крови с липидным профилем, коагулограмма – протромбиновый индекс, международное нормализованное отношение, активированное частичное тромбинованное время, тромбинованное время, уровень фибриногена в крови; исследование крови на маркеры тромбофилии: Д-димер, гомоцистеин, антитромбин III). Исследование полиморфизма проводили с помощью методов полимеразной цепной реакции с использованием стандартных олигонуклеотидных праймеров с последующим анализом полиморфизма генов по локусам 677 С/T MTHFR, 455 G/A FGB методом TaqMan зондов с помощью real-time ПЦР. Статистическую и математическую обработку данных проводили с помощью программы Statistiсa 6,0 и APSampler.

Результаты исследования. Анализировались результаты клинико-лабораторных показателей, позволяющие дискриминировать индивидов на две группы [5]. Для этих двух групп пациентов получены две дискриминантные функции (табл. 1), которые включают следующие клинико-лабораторные показатели: уровень Д-димера в крови, уровень гомоцистеина в крови и количество тромбоцитов в крови. Вышеупомянутые клинико-лабораторные показатели имеют более высокий уровень у пациентов с ранним тромбозом зоны реконструкции в отличие от контрольной группы. Не смотря на то, что показатель Д-димер является маркером свершившегося тромбоза, его уровень статистически достоверно отличался в исследуемых группах, и дальнейший математический анализ показал возможность использования его для разработки модели прогнозирования, в отличие от других маркеров тромбофилий, таких как протеины С и S, активность FVIII и др., где не было получено статистически достоверных отличий в изучаемых группах.

Таблица 1

Коэффициенты линейных дискриминантных функций для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции и контрольной группы

Признаки

Больные с ранним тромбозом зоны реконструкции

(n=44)

Контрольная группа

 

(n=35)

Уровень гомоцистеина в крови, мкмоль/л

1,6983

1,1212

Уровень Д-димера в крови, мкг/мл

2,9453

0,3940

Количество тромбоцитов в крови, х109

0,1411

0,1115

Константа

-38,2884

-19,9638

 

С помощью полученных коэффициентов дискриминантных функций, на основе данных об уровне Д-димера в крови, уровне гомоцистеина в крови и количестве тромбоцитов в крови можно определить принадлежность пациента либо к группе с высоким риском развития раннего тромбоза зоны реконструкции после реваскуляризирующей операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей, либо к группе индивидов низкого риска.

Уравнение линейной дискриминантной функции (ЛДФ) имеет следующий вид [6]:

y= a1х12х23х3+…+аnхn+ C,

где хi – информативные признаки, аi – коэффициенты для данных признаков, С – константа.

В нашем случае мы имеем следующее уравнение ЛДФ: 1) для отнесения в группу больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей

y= -38,2884+1,6983x1+2,9453x2+0,1411x3,

2) для отнесения в контрольную группу (индивиды без признаков облитерирующих заболеваний аорты и артерий нижних конечностей)

y= -19,9638+1,1212x1+0,394x2+0,1115x3,

где x1 – уровень гомоцистеина в крови (мкмоль/л), x2 – уровень Д-димера в крови (мкг/мл), x3 – количество тромбоцитов в крови (х109/л).

После подстановки значений соответствующих показателей конкретного пациента в вышеуказанные уравнения ЛДФ, рассчитываются новые признаки – y. Для какой группы (больные с ранним тромбозом зоны реконструкции или контрольная группа) новый признак y является максимальным, в ту группу следует отнести пациента [7].

Максимальное значение нового признака y для данного пациента, полученное при расчётах в уравнении ЛДФ, для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции, позволяет отнести этого пациента в группу с высоким риском раннего тромбоза в зоне реконструкции.

Для увеличения процента правильных дискриминаций в группу больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей мы дополнительно использовали данные генетического тестирования этих индивидов по локусам 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR. Ранее нами было выявлено, что комбинация генетических вариант 455 A FGB и 677 T MTHFR является фактором риска развития раннего тромбоза зоны реконструкции после операций на брюшной аорте и артериях нижних конечностей (OR=4,0).

Для исследуемых групп пациентов получены две дискриминантные функции, которые включают следующие генетические и клинико-лабораторные показатели: генетические варианты по локусам 455 G/A FGB и  677 C/T MTHFR, уровень Д-димера, гомоцистеина в крови, количество тромбцитов в крови, уровень фибриногена, антитромбина III, ЛПНП и ЛПВП в крови.

Таблица 2

Параметры линейных дискриминантных функций для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции и контрольной группы с учетом генетических факторов

Признаки

Больные с ранним тромбозом зоны реконструкции

(n=44)

Контрольная группа

(n=35)

Генетические варианты по локусам 455 G/AFGB, 677 C/TMTHFR(1-Комбинация аллелей 455 AFGBи677 TMTHFR,2- Другие комбинации генетических вариант по локусам455 G/AFGи677 C/TMTHFR)

8,549

6,1074

Уровень Д-димера в крови, мкг/мл

5,193

1,6767

Уровень гомоцистеина в крови, мкмоль/л

1,733

1,0168

Количество тромбоцитов в крови, х109

0,154

0,1197

Уровень фибриногена в крови, г/л

3,796

2,8396

Уровень антитромбина III в крови, %

0,735

0,6612

Уровень ЛПНП в крови, ммоль/л

1,255

2,4880

Уровень ЛПВП в крови, ммоль/л

8,135

6,1074

Константа

-101,554

-71,4118

 

В данном случае мы имеем следующие уравнения ЛДФ: 1) для отнесения в группу больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей

y= - 101,554+8,549x1+5,193x2+1,733x3+0,154х4+3,796х5+0,735х6+ +1,255х7+8,135х8,

2) для отнесения в контрольную группу (индивиды без признаков облитерирующих заболеваний аорты и артерий нижних конечностей)

y= - 71,4118+6,1074x1+1,6767x2+1,0168x3+0,1197х4+2,8396х5+0,6612х6+ +2,4880х7+6,1074х8,

где x1 – генетический полиморфизм 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR (1 – комбинация аллелей 455 A FGB и 677 T MTHFR, 2 – другие комбинации генетических вариант по локусам 455 G/A FGB и 677 C/T MTHFR), х2 – уровень Д-димера в крови (мкг/мл), x3 – уровень гомоцистеина в крови (мкмоль/л), x4 – количество тромбоцитов в крови (х109/л), х5 – уровень фибриногена в крови (г/л), х6 – уровень антитромбина III в крови (%), х7 – уровень ЛПНП в крови (ммоль/л), х8 – уровень ЛПВП в крови (ммоль/л).

Подставляем значения соответствующих показателей конкретного пациента в вышеуказанные уравнения ЛДФ, рассчитываем значение y. Для какой группы (больные с ранним тромбозом зоны реконструкции или контрольная группа) значение y является максимальным, в ту группу следует отнести пациента [6].

В среднем процент правильных дискриминаций в группу больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей и в контрольную группу на основе данных о генетических вариантах по локусам 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR и клинико-лабораторных показателях (уровень Д-димера, гомоцистеина в крови, количество тромбцитов в крови, уровень фибриногена, антитромбина III, ЛПНП и ЛПВП в крови) составляет 97,47 % (по сравнению с 93,67 % в ЛДФ без учета генетических вариант).

Например, у больного И. по данным молекулярно-генетического обследования выявлены генотипы 455GА FGB и 677 CT MTHFR (2), при лабораторном исследовании во время подготовки к реконструктивной операции на артериях нижних конечностей выявлены следующие показатели: уровень Д-димера в крови – 2,3 мкг/мл; уровень гомоцистеина в крови – 16,2 мкмоль/л; количество тромбоцитов в крови – 315х109/л; уровень фибриногена в крови – 4,7 г/л; уровень антитромбина III в крови – 101,3 %; уровень ЛПНП в крови – 2,9 ммоль/л; уровень ЛПВП в крови – 0,95 ммоль/л. Подставляем эти значения признаков в два вышеуказанных уравнения ЛДФ и находим в каждом уравнении новый признак y.

y для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей

y= - 101,554+8,549x1+5,193x2+1,733x3+0,154х4+3,796х5+0,735х6+ +1,255х7+8,135х8 = - 101,554+8,549x2+5,193x2,3+1,733x16,2+0,154х315+ +3,796х4,7+0,735х101,3+1,255х2,9+8,135х0,95= 107,737

y для контрольной группы = -71,4118+6,1074x1+1,6767x2+ +1,0168x3+0,1197х4+2,8396х5+0,6612х6++2,4880х7+ +6,1074х8= -71,4118+ +6,1074x2+1,6767x2,3+1,0168x16,2+0,1197х315 +2,8396х4,7+0,6612х101,3+ +2,4880х2,9+ 6,1074х0,95= 92,18

Максимальное значение нового признака y для данного пациента, полученное при расчётах в уравнении ЛДФ для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции, позволяет отнести этого пациента в группу с высоким риском раннего тромбоза в зоне реконструкции. Дальнейшее амбулаторное наблюдение за больным выявило развитие тромбоза в зоне пластики бедренной артерии через 3 месяца после операции.

Другой пример, у больного Д. по данным молекулярно-генетического обследования выявлены генотипы 455GG FGB и 677 CC MTHFR (1), при лабораторном исследовании во время подготовки к реконструктивной операции на артериях нижних конечностей выявлены следующие показатели: уровень Д-димера в крови – 0,35 мкг/мл; уровень гомоцистеина в крови – 9,7 мкмоль/л; количество тромбоцитов в крови – 202х109/л; уровень фибриногена в крови – 3,84 г/л; уровень антитромбина III в крови – 107 %; уровень ЛПНП в крови – 2,27 ммоль/л; уровень ЛПВП в крови – 1,15 ммоль/л. Подставляем эти значения признаков в два вышеуказанных уравнения ЛДФ и находим в каждом уравнении новый признак y.

y для больных с ранним тромбозом зоны реконструкции после операции на брюшной аорте и артериях нижних конечностей

y= - 101,554+8,549x1+5,193x2+1,733x3+0,154х4+3,796х5+0,735х6+1,255х7+ +8,135х8 = - 101,554+8,549x1+5,193x0,35+1,733x9,7+0,154х202+ +3,796х3,84+0,735х107+1,255х2,27+8,135х1,15= 62,16

y для контрольной группы = -71,4118+6,1074x1+1,6767x2+ +1,0168x3+0,1197х4+2,8396х5+0,6612х6++2,4880х7+ +6,1074х8= -71,4118+ +6,1074x1+1,6767x0,35+1,0168x9,7+0,1197х202 +2,8396х3,84+0,6612х107+ +2,4880х2,27+ 6,1074х1,15= 63,65

Полученные при расчётах в уравнении ЛДФ значения нового признака y для данного пациента выше для индивидов контрольной группы, что позволяет отнести этого пациента в группу с низким риском развития раннего тромбоза зоны реконструкции. Дальнейшее наблюдение за пациентом в течение 6 месяцев не выявило тромботической окклюзии бедренно-подколенного шунта.

Выводы. Разработанная нами модель прогнозирования риска развития раннего тромбоза зоны реконструкции с учетом влияния клинико-лабораторных показателей и генетических вариант генов врожденных тромбофилий показывает более высокий процент точности прогноза (97,47 % по сравнению с 93,67 % в ЛДФ без учета генетических вариант). Это дает возможность более точного выявления больных с повышенным риском развития раннего тромбоза зоны реконструкции с целью подбора максимально эффективных способов медикаментозной профилактики тромбозов и активного динамического наблюдения за этой группой больных в послеоперационном периоде.


Библиографическая ссылка

Лазаренко В.А., Парфенов Е.И., Чурносов М.И., Бобровская Е.А., Криворутченко В.Б. СРАВНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ТРОМБОЗА ЗОНЫ РЕКОНСТРУКЦИИ НА БРЮШНОЙ АОРТЕ И АРТЕРИЯХ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ТРОМБОФИЛИЙ ПО ЛОКУСАМ 455 G/A FGB, 677 C/T MTHFR // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26740 (дата обращения: 23.04.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252