Исполнитель: Васильева Ю. И.

Сосудистые заболевания остаются одной из главных причин высокой инвалидности и смертности населения РФ, резко снижающих качество его жизни. Наряду с мировыми демографическими тенденциями – увеличением численности популяции людей пожилого и старческого возраста – неуклонно повышается распространенность поражения артерий атеросклерозом – неизменным спутником старения. В 80% случаев заболеваний сосудов атеросклероз рассматривается в качестве главного этиопатогенетического механизма. Возраст 50-70 лет считается наиболее критичным в развитии облитерирующих заболеваний нижних конечностей, вследствие чего его выделяют как независимый фактор риска поражения сосудов. Хронической ишемией нижних конечностей (ХИНК) на почве хронических облитерирующих заболеваний артерий (ХОЗАНК) страдает в Российской Федерации около 3 млн. человек. У 140-150 тысяч развиваются критические нарушения микроциркуляции, которые приводят к высокой ампутации и потери конечности у 30-40 тыс. человек ежегодно. Тяжелое течение данного заболевания обусловлено наличием выраженных атеросклеротических  изменений в интиме преимущественно крупных стволах артерий конечности (макроангиопатии), что определяет выбор хирургической тактики ведения пациентов (стентирование, шунтирование артерий и т.д.).

Иным заболеванием, обуславливающим поражение артерий нижних конечностей различного калибра является диабетическая ангиопатия. Основная причина сосудистых поражений - метаболические нарушения, вызванные абсолютной или относительной инсулиновой недостаточностью. При данной патологии  в стенках магистральных артерий обнаруживаются изменения, характерные для облитерирующего атеросклероза, что обусловлено наличием ряда факторов, в том числе и генетических изменений, приводящие к развитию быстропрогрессирующего атеросклероза, особенно у лиц молодого возраста.

Полагают, что ведущую роль в развитии диабетической ангиопатии играют гормонально-метаболические нарушения, характерные для сахарного диабета. Однако диабетическую ангиопатию, отмечают далеко не у всех больных сахарным диабетом (около 10-20% от всей диабетической популяции, 40-50% пациентов с диабетическими язвами), а ее появление и тяжесть не имеют четкой корреляции с неудовлетворительной компенсацией диабета. Наиболее актуальной является концепция генетической обусловленности диабетической ангиопатии или, точнее, концепция аддитивного, или мультипликативного, взаимодействия гормонально-метаболического и генетических факторов, способствующих возникновению диабетической ангиопатии. Генетический дефект, обусловливающий диабетическую ангиопатию, точно не установлен, однако предполагают, что он различен при сахарном диабете I типа и сахарном диабете II типа. Есть данные, что существует связь между вероятностью развития диабетической ангиопатии и определенными антигенами (DR4, С4, Bf) системы гистосовместимости HLA. По аналогии с гипотезой о полигенном наследовании сахарного диабета можно предполагать такой тип наследования и при диабетической ангиопатии.

Результат послеоперационного течения заболевания обусловлен различными факторами, в том числе и генетической предрасположенностью больного к образованию или росту уже сформировавшихся атеросклеротических бляшек. По современным представлениям у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей проведенные генетические анализы  выделяют целый ряд генов (гены термолабильного           варианта A222F (-677С>Т) метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), коагуляционного фактора VII (F7) Arg353Gln (10976G->A) (KOVII) и т.д.), ответственных за развитие распространённых послеоперационных осложнений (Калинин Р.Е., 2009). Выше изложенное диктует необходимость поиска генетических маркеров, детерминирующих не только развитие самого заболевания в целом и его осложнений, но ассоциированных с эффективностью применения того или иного метода хирургического лечения болезни.

В этой связи разработка и практическое внедрение молекулярно-генетического тестирования пациентов с периферическими сосудистыми заболеваниями с целью индивидуальной прогнозирования их возможных осложнений на этапе первичной диагностики и определения стратегии и тактики хирургического лечения.

Цель исследования или разработки. Оптимизировать тактику хирургического лечения больных с критической ишемией и диабетической ангиопатией нижних конечностей при хронической аортальной недостаточности путем разработки лечебно диагностического алгоритма на основе генетического тестирования комплекса ДНК-маркеров молекулярной генетики.

Объект исследования или разработки - 300 пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий и диабетической ангиопатией нижних конечностей, разных возрастных групп и половой принадлежности. Сбор материала будет производиться на базе сосудистого отделения областной клинической больницы. Планируется провести ретроспективный и проспективный анализ историй болезни больных с КИНК и диабетической ангиопатией, а также анкетирование пациентов с исследуемой нозологией, результаты сбора родословного анамнеза глубиною в 3 поколения вверх и т.д. Путём сравнения исследуемых групп (больные с критической ишемией нижних конечностей 3-4 степеней по Фантейну-Покровскому и диабетической ангиопатией нижних конечностей) и контрольной, выявить статистические закономерности распределения среди пациентов с КИНК. Сравнить результаты диагностики и лечения больных. Выявить отдалённые результаты хирургического лечения пациентов хронической артериальной недостаточностью. Провести анализ особенностей течения, диагностики и хирургического лечения у больных с КИНК и диабетической ангиопатией нижних конечностей при хронической артериальной недостаточности, с последующей разработкой методов их молекулярной диагностики и внедрения способов анализа определенного набора генов для улучшения качества оказания хирургической помощи населению. Разработать способ прогнозирования эффективности предстоящего оперативного лечения на основе полученных данных.

7. Методы исследования. Исследования будут выполнены в одно и то же время суток. Объект исследования – цельная венозная кровь пациентов. Молекулярно-генетические методы буду включать выделение геномной ДНК из лимфоцитов периферической крови стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции и преципитации этанолом, амплификация фрагментов ДНК методом полимеpазной цепной pеакции,  обнаружение ДНК-маркеров методами ПЦР-рестрикционного анализа, анализ полиморфизма длин амплифицированных фрагментов, аллель-специфическая  ПЦР, ПЦР в режиме ”реального времени”, метод ПЦР-опосредованного сайт-направленного мутагенеза; метод электрофореза нуклеиновых кислот в агарозных и полиакриламидных гелях.

Предполагается использовать непараметрические аналитические статистические методы исследования, к числу которых будут отнесены такие методы как хи-квадрат, определение критерия Фишера, Стьюдента, метод вероятностного определения и качественного анализа двух сравниваемых групп (Кульбака). Предполагается использовать метод математического компьютерного моделирования: «Искусственной нейронной сети».  Генетико-статистические методы будут включать: анализ ассоциации ДНК-маркеров с предрасположенностью к болезням путем расчета отношения шансов, ассоциаций парных сочетаний генотипов с предрасположенностью к заболеваниям; расчет моделей прогнозирования индивидуального риска развития заболеваний с помощью бинарной логистической регрессии. Методы биоинформатики и компьютерного моделирования: Межгенные взаимодействия будут исследованы методом MDR, Multifactor-Dimensionality Reduction, который способен идентифицировать нелинейные взаимодействия генов высокого порядка и оценивать сочетанное влияние полиморфных генов на риск развития болезней.

8.Полученные инновационные результаты, их новизна. Впервые у больных облитерирующим атеросклерозом артерий и диабетической ангиопатией нижних конечностей в исследовании в сравнительном аспекте будет выполнен комплексный молекулярно-генетический анализ по широкому спектру генов. На основании медико-генетического исследования будет разработана диагностическая панель вероятностного прогнозирования исходов при радикальных и полиативных операциях у больных с КИНК и разработан инновационный способ прогнозирования эффективности предстоящего оперативного лечения.

Стадия разработки: пилотные исследования.

Экономическая эффективность или значимость работы

Основной целью этого проекта является создание научно-информационной основы для оптимизации стратегии и тактики хирургического лечения больных с критической ишемией и диабетической ангиопатией нижних конечностей при хронической аортальной недостаточности путем разработки лечебно-диагностического алгоритма на основе панели молекулярно-генетических маркеров. На основании полученных в результате реализации проекта данных станет возможным создание инновационной диагностической тест-системы для выявления предрасположенности к развитию периферических сосудистых заболеваний. Диагностическая панель будет основаны на технологии ПЦР и направлена на расширение рынка услуг по раннему выявлению лиц, предрасположенных к заболеваниям сосудов нижних конечностей.

В качестве потребителей разрабатываемой продукции могут выступать как клинико-диагностические, так и хирургические подразделения частных и государственных медицинских организаций, научно-исследовательские организации, занимающиеся проблемами генетической эпидемиологии, учреждения высшего медицинского и медико-биологического образования, использующие тест-системы для повышения уровня знаний студентов и врачей в области геномной, персонализированной медицины.

Внедрение предлагаемого подхода позволит снизить экономические затраты на лечение пациентов с облитерирующим атеросклерозом и диабетической ангиопатией артерий нижних конечностей, как на амбулаторном, так и на стационарном этапе, обеспечивая персонификацию всего арсенала хирургических методов лечения болезней и профилактики их осложнений, с учетом индивидуальных (генетически детерминированных) особенностей пациентов. В конечном счете, результаты работы способны существенно повысить качество оказания медицинской помощи больным с облитерирующим атеросклерозом и диабетической ангиопатией артерий нижних конечностей.

Перспектива дальнейшего развития данного исследования.

Разрабатываемая диагностическая панель генетических маркеров предназначена для установления предрасположенности к облитерирующему атеросклерозу и диабетической ангиопатии артерий нижних конечностей. Результаты могут быть внедрены не только в образовательный процесс, но и в систему здравоохранения с целью их практического использования сосудистыми хирургами и врачами-генетиками на начальных этапах диагностики периферических сосудистых болезней, что открывает широкие возможности и перспективы для высокоэффективного внедрения элементов индивидуализированной генотип-специфической терапии и профилактики данной патологии. В перспективе результаты настоящего проекта могут внедряться в практику медико-генетического консультирования для тестирования полиморфизма различных генов с целью осуществления доклинической диагностики облитерирующего атеросклероза и диабетической ангиопатии артерий нижних конечностей и индивидуального прогнозирования риска ее возникновения и подбора эффективного способа их хирургической коррекции.