Параметры электроэнцефалограммы у детей с врожденным гиперинсулинизмом, пролеченных по международному протоколу

ОБОСНОВАНИЕ

Врожденный гиперинсулинизм (ВГИ) — тяжелое наследственное заболевание, основным проявлением которого являются персистирующие гипогликемические состояния, представляющие серьезную угрозу состоянию центральной нервной системы (ЦНС) детей раннего возраста [1]. ВГИ относится к категории редких заболеваний, несмотря на то что выявляемость ВГИ в Российской Федерации существенно увеличилась в последние годы и составляет, по данным М.А. Меликян, 1:50 638 живых новорожденных, что сопоставимо с данными мировых регистров [2].

Главной отличительной чертой гипогликемии при ВГИ является подавление в условиях гиперинсулинемии липолиза и кетогенеза — синтеза альтернативных источников энергии для нервной системы. Это явление объясняется тем, что инсулин обладает анаболическим свойством в отношении жировой ткани, препятствуя ее расщеплению и превращению в кетоновые тела в условиях его повышенной концентрации. Лишенная, таким образом, и основного, и альтернативного энергетического субстрата ЦНС оказывается в крайне уязвимом положении, что является причиной тяжелых неврологических исходов у данной категории пациентов [3–5].

Благодаря существенному расширению представлений о ВГИ с точки зрения генетики, патоморфологии, патофизиологии и совершенствованию международного протокола по ведению пациентов с ВГИ в последние два десятилетия удалось значимо преобразить потенциальные исходы ВГИ и сократить долю пациентов, имеющих выраженные неврологические последствия [6–8].

В отношении неврологических исходов детей с ВГИ продолжают проводиться исследования, направленные на оценку параметров психомоторного развития (ПМР); продолжает изучаться влияние различных факторов на неврологические исходы с определением наиболее значимых в отношении неврологического прогноза. Помимо оценки показателей ПМР, для более объективного изучения состояния ЦНС и соответствия ее характеристик возрастным нормативам интересным представляется определение нейрофизиологических параметров ЦНС, что в полной мере позволяет обеспечить электроэнцефалография (ЭЭГ) — неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его биоэлектрической активности. В частности, ЭЭГ широко применяется в неонатологии для определения функциональной зрелости ЦНС у недоношенных детей [9][10].

Картина биоэлектрической активности головного мозга отражает морфофункциональное состояние ЦНС ребенка, в каждый из возрастных периодов она имеет свои особенности, определенные сроки формирования различных паттернов ЭЭГ и ритмической активности, что позволяет определить соответствие нейрофизиологических характеристик ЦНС установленным возрастным параметрам.

К 3 мес жизни наблюдаются исчезновение неонатальных паттернов ЭЭГ и появление заднего основного (доминантного) ритма — предшественника альфа-ритма, что свидетельствует о предпосылках формирования более зрелых паттернов, наблюдаемых у взрослых. Альфа-ритм демонстрирует реакцию на открытие и закрытие глаз: блокируется при открытии глаз и активируется при закрытии глаз, поэтому крайне важно соблюдать технику проведения процедуры ЭЭГ с применением окклюзии глаз для корректного определения доминирующей ритмической активности. Задний основной (доминантный) альфа-ритм становится более стабильным в возрасте 5 мес, со временем увеличивается его частота, и соответственно частоте стабилизируется амплитуда [11–13].

Поражения ЦНС, в том числе метаболические вследствие гипогликемии, могут нарушать функцию ЦНС и вызывать регрессию развития, которая может выражаться в возвращении к менее зрелому паттерну ЭЭГ. Наряду с изменениями в картине биоэлектрической активности в условиях метаболического неблагополучия на ЭЭГ может формироваться пароксизмальная активность. Таким образом, представило интерес проведение углубленного анализа ЭЭГ у пациентов с ВГИ с точки зрения оценки функционального состояния ЦНС и прогноза неврологических исходов у данной категории пациентов. На данном этапе исследования изучались следующие нейрофизиологические параметры: наличие пароксизмальной активности, диффузных изменений и сроки формирования альфа-ритма.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью нашего исследования стали изучение состояния нервной системы пациентов, получивших лечение по поводу ВГИ по международному протоколу, с точки зрения нейрофизиологических характеристик, а также анализ влияния различных факторов, связанных с заболеванием, на нейрофизиологический статус пациента.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Исследование проведено на базе Федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России. В исследование включены 73 пациента с ВГИ, получившие стационарное лечение в соответствии с международным протоколом. Набор пациентов проводился в период с 2017 по 2021 гг.

Критерии соответствия

Критерии включения: возраст от 0 до 18 лет, подтвержденный диагноз ВГИ, стационарное лечение в ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» с 2017 г. по международному протоколу, наличие согласия ребенка и/или законного представителя на участие в исследовании.

Критерии исключения: гипогликемии негиперинсулинемического генеза, наличие другой уточненной патологии ЦНС, отказ от участия в исследовании.

Дизайн исследования

Исследование выполнено в дизайне одноцентрового обсервационного проспективного.

Методы

Все пациенты, включенные в исследование, получили стационарное лечение по поводу ВГИ в рамках рутинной клинической практики в соответствии с актуальным международным протоколом, включающим оценку общесоматического состояния пациента, лабораторное обследование с определением ряда биохимических показателей для лабораторной верификации диагноза путем определения уровня глюкозы, инсулина и С-пептида в одной пробе плазмы крови, радионуклидное обследование с применением ПЭТ-КТ с [18F]-фторДОФА (позитронно-эмиссионной компьютерной томографии с 18F-L-диоксифенилаланином) [14]. Пациенты со значениями панкреатического индекса по ПЭТ-КТ с [18F]-фторДОФА выше 1,5, что с высокой вероятностью свидетельствует о фокальной форме заболевания, направлялись на хирургическое лечение ВГИ; также хирургическое лечение получали дети с фармакорезистентными нефокальными формами. В ходе гистологического исследования устанавливался окончательный морфологический вариант заболевания. Комплексное изучение неврологического статуса включало оценку ПМР и нейрофизиологических характеристик пациентов с ВГИ методом ЭЭГ через 6 мес и более после установления диагноза и начала специфического лечения. ЭЭГ выполнялось на энцефалографе NICOLET ONE (США) в базовой стационарной комплектации. Использовалась международная система наложения электродов «10–20», 19-канальная электродная система в виде шапочки. Сопротивление электродов менее 5 кОм. Полоса пропускания 0,5–70 Гц. Процедура ЭЭГ — регистрация, обработка и анализ ЭЭГ — осуществлялась по общепринятой методике в соответствии со стандартизированным протоколом [15].

В качестве оцениваемых параметров исследовались доминирующая ритмическая активность, возраст возникновения альфа-ритма или альфа-подобной активности, наличие пароксизмальной активности и диффузных изменений. Затем было оценено влияние различных факторов, ассоциированных с заболеванием, на нейрофизиологические характеристики пациентов, получивших лечение по поводу ВГИ. С точки зрения возможной ассоциации с исходом заболевания в данном исследовании были изучены следующие факторы: форма заболевания (фокальная или иная), возраст дебюта заболевания и верификации диагноза, минимальный уровень гликемии, максимальная углеводная нагрузка.

Статистический анализ

Статистическая обработка данных выполнена с использованием программного обеспечения Jamovi 2.2.4. Первоначальная обработка данных произведена с помощью стандартной описательной статистики. Аналитическая обработка данных проводилась методом многофакторного регрессионного и корреляционного анализа. Различия были признаны статистически значимыми при вероятности ошибки менее 5% (p<0,05). Для оценки влияния отдельных клинических характеристик на сроки начала формирования альфа-подобной активности на ЭЭГ детей использован анализ типа «продолжительности жизни» (метод Каплана–Мейера). Срок появления альфа-активности на ЭЭГ в процессе динамического наблюдения за ребенком рассматривался в качестве зависимой переменной. Изученные клинические характеристики, в том числе форма заболевания, рассматривались в качестве объясняющих переменных. В тех случаях, когда на протяжении всего периода динамического наблюдения за ребенком начало формирования альфа-активности не было зафиксировано, наблюдение расценивалось как цензурированное [16].

Этическая экспертиза исследования проведена Этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава РФ 13 декабря 2021 г. Протокол заседания Этического комитета № 12-21-01С. Родители всех обследованных пациентов представили информированное согласие на участие в данном исследовании.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В исследование включены 73 пациента с верифицированным диагнозом ВГИ. Медиана возраста детей, включенных в исследование, составила 10 (6–58) мес. Среди включенных в исследование пациентов отмечалось следующее распределение по полу: 43 (59%) девочки, 30 (41%) мальчиков (рис. 1). По результатам, полученным при проведении ПЭТ-КТ с [18F]-фторДОФА, фокальная форма диагностирована у 25 (35%) пациентов, нефокальная форма — у 48 (65%) (рис. 2). Некоторые результаты ПЭТ-КТ с [18F]-фторДОФА представлены на рисунке 3. У оперированных пациентов форма ВГИ была подтверждена при гистологическом исследовании (рис. 4). Все пациенты с фокальной формой получили хирургическое лечение, в исходе которого у 100% имело место выздоровление. Пациенты с нефокальной формой ВГИ при наличии чувствительности к инсулиностатическим препаратам получали консервативную терапию. В случае фармакорезистентной нефокальной формы пациенты получали оперативное лечение, объем операции определялся по результатам интраоперационной биопсии. В исходе заболевания у пациентов с нефокальной формой 30 пациентов имели медикаментозную компенсацию, 3 пациента в исходе оперативного лечения нефокальной формы — выздоровление, у 8 пациентов развился диабет и у 7 пациентов отмечен рецидив заболевания, потребовавший возобновления инсулиностатической терапии в послеоперационном периоде. Распределение пациентов по исходу заболевания представлено на рисунке 5.

В соответствии с дизайном исследования в качестве оцениваемых параметров ЭЭГ исследовались доминирующая ритмическая активность, возраст возникновения альфа-ритма или альфа-подобной активности, наличие пароксизмальной активности и диффузных изменений.

По результатам ЭЭГ через 6 мес и более после окончания лечения по поводу ВГИ у 40 (55%) пациентов регистрировался тета-ритм, у 16 (22%) — альфа-ритм, у 9 (12%) — полиморфная активность и у 8 (11%) — дельта-ритм (рис. 6). Пароксизмальная активность регистрировалась у 23 (32%), 50 (68%) пациентов пароксизмальной активности не имели (рис. 7); 47 (64%) пациентов имели диффузные изменения, 26 (36%) — их не имели (рис. 8). Следующим этапом исследования стало проведение анализа влияния основных факторов, связанных с заболеванием, на нейрофизиологические характеристики пациентов с ВГИ. Методом построения кривой Каплана–Мейера, где в качестве функции выживаемости было задано появление альфа-ритма, установлено, что у пациентов с фокальной формой возраст возникновения альфа-ритма был более ранним, а следовательно, более физиологичным по сравнению с пациентами с нефокальными формами ВГИ. Таким образом, выявлена прогностическая значимость фокальной формы ВГИ в отношении лучших, а именно более близких к физиологическим, сроков формирования альфа-ритма (р=0,026) (рис. 9).

Что касается формирования пароксизмальной активности, не выявлено достоверного влияния факторов, связанных с заболеванием, на ее регистрацию: формы заболевания (р=0,579), возраста дебюта (р=0,452) и верификации заболевания (р=0,562), минимального уровня гликемии (р=0,740), максимальной углеводной нагрузки (р=0,788).

Подобные результаты получены при анализе влияния факторов, связанных с заболеванием, на формирование диффузных изменений ЭЭГ: формы заболевания (р=0,594), возраста дебюта (р=0,632) и верификации заболевания (р=0,659), минимального уровня гликемии (р=0,951), максимальной углеводной нагрузки, необходимой для поддержания целевого уровня гликемии (р=0,066).

ОБСУЖДЕНИЕ

Репрезентативность выборок

Поскольку ВГИ относится к редким заболеваниям, формирование многочисленной выборки представляет собой трудную задачу, тем не менее в нашем исследовании приняли участие 73 ребенка с данной патологией, прошедших обследование в специализированном центре, что позволило обеспечить достаточную численность выборки, сопоставимой с числом пациентов, задействованных в аналогичных исследованиях. Предварительный расчет размера выборки не проводился, однако при ретроспективной оценке количества включенных в исследование пациентов с помощью программного обеспечения G*power установлено, что размер выборки обеспечивает достоверность полученных результатов.

Сопоставление с другими публикациями

Благодаря значимым успехам в совершенствовании протокола диагностики и лечения детей с ВГИ результаты в отношении неврологических исходов, представленные в мировой литературе, с течением времени приобретают все более оптимистичный характер. До внедрения в клиническую практику ПЭТ-КТ с [18F]-фторДОФА, позволившей осуществлять неинвазивное определение формы заболевания, следовательно, обеспечивать таргетное хирургическое лечение в случае фокальной формы заболевания, доля пациентов с неблагоприятными неврологическими исходами являлась превалирующей, при этом относительно более благоприятный неврологический исход отмечался у пациентов, обладающих чувствительностью к инсулиностатической терапии [17–20].

С внедрением современного протокола оказания помощи пациентам с ВГИ значимо сократилось число неблагоприятных неврологических исходов, в то же время в ряде исследований была обнаружена ассоциация развития неблагоприятных неврологических последствий с более поздним поступлением пациента в центр экспертного уровня, а значит, удлинение процесса постановки диагноза и назначения адекватного лечения [21–23]. В нашем исследовании также проводились изучение риска формирования пароксизмальной активности и диффузных изменений, определение сроков становления альфа-ритма у детей в зависимости от клинических особенностей заболевания. Было установлено, что риск формирования патологических изменений на ЭЭГ не зависел от ряда обозначенных в нашем исследовании клинических факторов. Вероятно, данное наблюдение можно объяснить тем, что все пациенты, включенные в наше исследование и получившие лечение в ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова», имели сравнительно небольшие и сопоставимые сроки маршрутизации, таким образом, при прочих относительно равных условиях наиболее значимое модифицирующее влияние на неврологический исход имела форма заболевания. Отдельным аспектом нашего исследования является оценка влияния факторов, ассоциированных с заболеванием, на сроки формирования альфа-ритма: в доступной литературе подобных данных обнаружить не удалось.

Полученные нами данные укладываются в основную парадигму представлений о ВГИ, существующую в мировом научном сообществе: с течением времени неврологические исходы детей с данной патологией значимо улучшаются, что связано с совершенствованием диагностических и лечебных возможностей, улучшением информированности об этом заболевании, обуславливающим более раннее выявление детей с ВГИ и ранний старт специфической терапии.

Принципиально новым открытием стало установление того факта, что при условиях, когда подавляющее большинство детей с ВГИ имеют раннюю верификацию диагноза и своевременный старт терапии, ключевую роль в отношении неврологического исхода и нейрофизиологических параметров пациентов имеет форма заболевания: дети с фокальной формой ВГИ имели более ранние, а следовательно, более физиологичные сроки формирования альфа-ритма. Что касается состояния ЦНС у детей с нефокальными формами ВГИ, в литературе обсуждается не связанный с гипогликемическими состояниями генез поражения ЦНС, а именно влияние определенных патогенных вариантов в генах, экспрессированных не только в поджелудочной железе, но и в структурах ЦНС, определяющих нарушение дифференцировки и формирования ее компонентов [24][25].

Направления дальнейших исследований

С учетом постоянно растущего количества пациентов с ВГИ, наблюдающихся в «НМИЦ им. В.А. Алмазова», планируются дальнейшее расширение размера когорты пациентов, включенных в исследование, а также динамическое наблюдение за показателями ПМР и нейрофизиологическими параметрами растущих пациентов с ВГИ с оценкой долгосрочных результатов лечения по новому (международному) протоколу в России.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе нашего исследования установлено, что у пациентов с фокальной формой ВГИ сроки появления альфа-ритма были достоверно более ранними в сравнении с пациентами с нефокальными формами ВГИ. Принимая во внимание тот факт, что раннее формирование альфа-ритма является более физиологичным, сделано заключение о том, что фокальная форма заболевания является прогностической в отношении более благоприятного неврологического исхода в целом.

Полученные результаты во многом согласуются с данными зарубежных исследований; не исключено, что сравнительно худшие показатели нейрофизиологических характеристик у пациентов с нефокальными формами ВГИ обусловлены не столько метаболическими последствиями гипогликемии, сколько самостоятельным влиянием определенных генетических вариантов, ассоциированных с нарушением дифференцировки и формирования ЦНС вследствие экспрессии генов, вовлеченных в патологический процесс, не только в поджелудочной железе, но и в структурах ЦНС.

Что касается других нейрофизиологических параметров ЦНС — пароксизмальной активности и диффузных изменений, не установлено достоверного влияния таких факторов, ассоциированных с заболеванием, как форма заболевания, возраст дебюта и верификации заболевания, минимальный уровень гликемии, максимальная углеводная нагрузка, на их представленность в биоэлектрической картине детей с ВГИ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Саракаева Л.Р. — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, написание статьи; Рыжкова Д.В. — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, написание и внесение в рукопись существенной правки с целью повышения научной ценности статьи; Митрофанова Л.Б. — существенный вклад в анализ данных и интерпретацию результатов, внесение в рукопись существенной правки с целью повышения научной ценности статьи; Баиров В.Г. — существенный вклад в получение и анализ данных, участие в написании статьи; Сухоцкая А.А. — существенный вклад в получение и анализ данных, участие в написании статьи; Смородин А.П. — существенный вклад в получение и анализ данных; Ефтич Е.А. — существенный вклад в получение и анализ данных, участие в написании статьи; Кельмансон И.А. — существенный вклад в анализ данных и интерпретацию результатов, внесение в рукопись существенной правки с целью повышения научной ценности статьи; Никитина И.Л. — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, написание и внесение в рукопись существенной правки с целью повышения научной ценности статьи.

Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.