Тема 1. Основы клинической биохимии. Значение лабораторных исследований для клиники. Понятие о чувствительности, специфичности, вариабельности лабораторных тестов

Цель занятия. Ознакомить студентов с основами клинической биохимии, дать представление о значении биохимических исследований в клинике и месте клинической биохимии как прикладной дисциплины среди других наук, обосновать целесообразность различных методов биохимического обследования больных, дать понятие о чувствительности, специфичности, вариабельности лабораторных тестов.

I. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов.

1. Цель самоподготовки.После самостоятельного изучения материала студент должен знать: основные функции биохимических исследований, иметь представление о чувствительности и специфичности лабораторных тестов, значение их для клиники, уметь оценивать показатели лабораторных исследований в динамике, проверять достоверность полученных результатов.

2. Рекомендуемая литература:

А) обязательная: Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы).

1. Клиническая биохимия /Под редакцией В.А. Ткачука. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 512с.

2. Биохимия: Учебник /Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – 784с.

3. Справочник / под редакцией А.И. Карпищенко, С.-Петербург, Интермедика, 2001, 544 с.

Б) дополнительная:

1. Бышевский А.Ш., Галян С.Л., Терсенов О.А. Биохимические сдвиги и их оценка в диагностике патологических состояний. – М.: «Медицинская книга», 2002. – 320с.

2. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия / пер. с англ. – М.-СПб.: «Издательство БИНОМ» - «Невский диалект», 1999. –368 с.

3. Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Мясоедов В.В., Завгородний И.В. Клиническая биохимия (Учебное пособие для студентов медицинских вузов). – Москва. «Триада-Х». – 2002. – 504 с.

3. Задание для самоподготовки:

А) знать о роли определения биохимических показателей при обследовании больного в условиях клиники.

Б) знать факторы, влияющие на результаты исследований, проводимых в лабораторных условиях.

В) изучить материалы лекционного курса, основной и дополнительной литературы, уделив особое внимание следующим основным вопросам темы:

1. значение скрининговых лабораторных исследований;

2. цель проведения мониторинга патобиохимических изменений при лечении заболеваний;

3. место и значение лабораторных исследований в диагностике заболеваний в клинике;

4. иметь понятие о «чувствительности» и «специфичности» лабораторных исследований;

5. знать определение «аналитической вариабельности» и «биологической вариабельности», их значение для клиники;

6. уметь решать вопрос о наличии различий в биохимических показателях, получаемых в ходе обследования и/или лечения человека.

4. Содержание практического занятия:

Главная задача лаборатории клинической биохимии состоит в том, чтобы обеспечивать врача биохимической информацией, необходимой для лечения больного. Такая информация представляет ценность, только если она точна, соответствует клинической ситуации и правильно используется врачом в процессе принятия решений.

Биохимические анализы широко используются в медицине в тех случаях, когда болезнь имеет очевидную метаболическую основу (например, сахарный диабет, гипотиреоз) или когда биохимические изменения являются следствием заболевания (например, почечная недостаточность, мальабсорбция).

Биохимические тесты используются для диагностики, прогноза, мониторинга и скрининга (табл.1.1).

Таблица 1.1. Основные функции биохимических исследований для клиники.

Мониторинг	Определение при помощи лабораторных исследований естественного течения патобиохимических процессов при данном заболевании или оценка эффективности лечебных мероприятий по нормализации биохимических показателей.
Скрининг	Выявление заболевания на доклинической стадии на основании нарушения биохимических процессов при данной патологии
Диагностика	Подтверждение диагноза, предполагаемого на основании клинических изменений, или его отклонение.
Прогнозирование	Позволяет прогнозировать возможный исход заболевание, или развитие осложнений при данной патологии.

Мониторинг проводится в клинике, так как важной сферой применения биохимических анализов является контроль развития и течения заболевания, оценка эффективности лечения. Для этого должен быть найден соответствующий показатель, например при сахарном диабете – концентрация глюкозы в крови. Биохимические тесты выявляют осложнения, к которым может приводить лечение (например, гипокалиемия вследствие применения диуретиков), и широко используются для скрининга возможной токсичности лекарственных препаратов, особенно при испытаниях новых лекарств.

Скрининг все шире используется в медицине, так как биохимические анализы широко используются для выявления субклинической стадии болезни. Наиболее известным примером является массовое обследование всех новорожденных на фенилкетонурию (ФКУ) и врожденный гипотиреоз, проводимые во многих странах, включая Россию, Великобританию, США. Определение "биохимического профиля" с помощью наборов биохимических тестов (часто именуемых "батареями"), которое выполняется с помощью многоканальных автоматических анализаторов.

Примеры заболеваний, для которых проводятся лабораторные скрининговые исследования:

1) Фенилкетонурия. Биохимическая основа фенилкетонурии (ФКУ) — нарушение нормального гидроксилирования фенилаланина с образованием тирозина, связанное с дефектом фенилаланингидроксилазы. В этих условиях фенилаланин, поступающий с пищей и образующийся при распаде тканевых белков, не превращается в тирозин и накапливается в крови. Блокада основного пути превращения приводит к активации альтернативных путей — образованию фенилпировиноградной, фенилмолочной, фенилуксусной кислот и усиленной экскреции их солей с мочой, а также фенилэтиламина, миндальной и гиппуровой кислот. Одновременно из-за недостаточности фермента снижается содержание тирозина в плазме. Задержка умственного развития детей при ФКУ, по-видимому, связана с тем, что накапливающийся фенилаланин тормозит транспорт тирозина через биологические мембраны, с одной стороны, другой, дефицит тирозина. В итоге, сокращается образование нейроактивных производных тирозина (тирамин, октопамин, катехоламины) и меняется нейромедиаторная активность мозга. Избыток фенилаланина тормозит транспорт в мозг не только тирозина, но и других аминокислот, что вызывает на рушение баланса аминокислот, синтеза белка и нейромедиаторов в нервной ткани.

Скрининговые тесты: проба с треххлористым железом (в присутствии кетокислот) моча окрашивается в зеленый цвет, проба с 2,4-динитрофенилгидразином (если проба положительна, окраска от желтой до оранжево-коричневой). Чувствительность этих проб не высока — они становятся положительными, если уровень фенилпировиноградной кислоты превысит 0,2 мг/мл (что для новорожденного уже опасно). Наиболее чувствительный метод диагностики — микробиологический тест Гатри, но и этот тест может быть отрицательным (хотя он обнаруживает фенилаланин в концентра­ции 4 мг/100 мл) на протяжении первых трех дней жизни ребенка, что при наличии отягощенного анамнеза требует повторения пробы. Тест Гатри может быть положительным у недоношенных детей и детей, родившихся с низкой массой тела (но не больных ФКУ). Причина — транзиторная задержка развития системы окисления тирозина. В этой ситуации повышение со­держания фенилаланина вторично по отношению к блоку в обмене тирозина. Повышение уровня фенилаланина в крови наблюдается, также при дефиците биоптерина и дигидроптеридинредуктазы (биоптерин — предшественник тетрагидробиоптерина, являющегося коферментом фенилаланингидроксилазы).

2) Врожденный гипотиреоз является достаточно тяжелой и распространенной патологией. Без необходимого лечения у больных детей развивается кретинизм — состояние, характеризующееся очень низким уровнем развития интеллекта, нарушением роста и моторных функций. Лечение (заместительная терапия Т₄) просто и эффективно, но оно должно быть начато как можно раньше после рождения, как только поставлен достоверный диагноз. Скрининговый метод заключается в опреде­лении концентрации ТТГ в капиллярной крови, взятой на карту на 6-8-й день жизни. В это же время проводится скрининг на фенилкетонурию. Тироксин матери проходит через плаценту и может оказывать влияние на гипофизарно-тиреоидную систему ребенка в течение короткого промежутка времени после рождения.

Гипо- и гипертиреоз (особенно первый) являются распространенными заболеваниями у лиц старшего возраста, их общая распространенность составляет примерно 5 %. Поскольку оба заболевания могут развиваться у пожилых людей незаметно и атипично, предпринимаются попытки проводить скрининг этих состояний в популяции. На практике, однако, влияние других заболеваний на результаты тестов делает эту задачу довольно трудной. Более того, в то время как имеются данные, что слегка повышенная концентрация ТТГ в сочетании с тиреоидными аутоантителами указывает на увеличение риска развития клинически выраженного гипотиреоза в будущем, наличие одного из этих отклонений может не являться фактором риска.

Вопрос о различиях получаемых показателей лабораторных исследований. При наличии результата предыдущего анализа клиницист может сравнить результаты и решить, являются ли различия между ними значимыми. Решение будет зависеть от точности метода как такового (его воспроизводимости) и от естественной биологической вариабельности.

Аналитическая вариабельность – типичные значения стандартных отклонений для повторных измерений, выполняемых с помощью многоканального автоматического анализатора на одной пробе сыворотки с концентрациями в пределах нормальной области.

Биологическая вариабельность – средние значения стандартных отклонений для повторных измерений, выполняемых через недельные интервалы в группе здоровых индивидов в течение 10 недель.

Вероятность того, что различие между двумя результатами аналитически значимо при уровне р < 0,05, равна аналитическому стандартному отклонению, помноженному на 2,8. Однако чтобы решить, является ли аналитическое изменение клинически значимым, необходимо учесть естественную биологическую вариабельность. Влияние аналитической и биологической вариабельности можно оценить, если рассчитать общее стандартное отклонение (SD):

SD = sqrt (SD_a² + SD_b²)

где SD_a и SD_b — стандартные отклонения для, со­ответственно, аналитической и биологической вариабельности. Если разница между двумя резуль­татами теста более чем в 2,8 раза превосходит SD для данного анализа, можно считать это различие клинически значимым; sqrt – корень квадратный.