Введение
Развитие системного воспалительного процесса и органных дисфункций после кардиохирургических операций связано не только c особенностями операции, но и с нарушением взаимодействия между иммунной системой пациента и его собственной микробиотой [1–5]. Дисфункция метаболизма микробиоты рассматривается как полноценный компонент полиорганной дисфункции. При сохраненном гомеостазе метаболизм микробиоты направлен на поддержание собственных потребностей микробиоты и потребностей организма хозяина. Аневризматическая болезнь аорты и сердечная недостаточность, сопровождающиеся гипоперфузией паренхиматозных органов и кишечника, могут являться как следствием, так и причинами дисфункции микробного метаболизма (ММ), бактериальной транслокации, нарушения тканевого и органного метаболизма и формирования воспалительного процесса [6–12].
Микроорганизмы микробиома хозяина поддерживают гомеостаз кишечника и защищают от внешних агрессивных агентов, регулируют иммунный ответ и метаболизм макроорганизма, контролируют повреждение тканей [1, 13–15]. Особый интерес представляют фенольные метаболиты, которые в клинически значимых концентрациях способны подавлять фагоцитарную активность нейтрофилов; их концентрация в крови может достигать максимума при генерализованной инфекции, и их уровень коррелирует с тяжестью бактериального воспалительного процесса и летальностью у больных в критических состояниях. Работы Белобородовой Н.В. и сотрудников ее лаборатории [16], а также результаты совместного пилотного исследования [17] показали, что развитие послеоперационных воспалительных и инфекционных осложнений у пациентов с аневризмами и/или разрывами аорты и у больных c хронической сердечной недостаточностью может быть связано как с изменениями ММ еще до проведения хирургического вмешательства, так и с дисфункцией ММ на фоне воздействия периоперационных факторов риска [18].
В основе настоящего исследования лежит гипотеза о том, что превентивная модуляция ММ с помощью антибиотиков-ингибиторов белкового синтеза в бактериальной клетке может явиться методом профилактики развития послеоперационных инфекционно-воспалительных осложнений после операций на сердце и магистральных сосудах. Целью исследования явилась проверка данной гипотезы для последующей разработки протокола периоперационной модуляции ММ.
Материалы и методы
В ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» с 2021 по 2023 г. выполнено проспективное интервенционное рандомизированное исследование (выписка из заседания локального этического комитета № 7 от 15.04.2021, NCT04921436) в соответствии с этическими стандартами Хельсинкской декларации. Объем выборки рассчитывался с помощью программного обеспечения MedCalc® Statistical Software version 20.305 (MedCalc Software Ltd, Ostend, Бельгия; https://www.medcalc.org; 2023). С учетом заданных параметров мощности (80 %), вероятности ошибки первого рода (5 %) и соотношения основной и контрольной групп 1 : 1, рассчитанный объем выборки составил 58 человек (по 29 человек в каждой группе).
В исследование последовательно (рандомизация 1 : 1) были включены пациенты старше 18 лет, страдающие хронической сердечной недостаточностью (на фоне ишемической болезни сердца и/или патологии клапанного аппарата сердца) и патологией магистральных сосудов (аневризма, в том числе расслаивающаяся, восходящего и/или торакоабдоминального отделов аорты), которым планировалось выполнение хирургических вмешательств в условиях искусственного кровообращения при наличии письменного согласия или своего законного представителя для участия в исследовании.
Критериями исключения из исследования были возраст младше 18 лет; непереносимость антибактериальных препаратов; прием онкологических химиотерапевтических препаратов; прием пробиотиков и пищевых добавок в течение последнего месяца; интраоперационные осложнения (аллергические реакции, шок).
Критерием невключения в исследование был отказ пациента от участия в исследовании.
Дизайн исследования и виды хирургических вмешательств представлены на рис. 1. Первоначально в исследование включили 63 пациента, среди них 42 мужчины и 21 женщина. Группа I с модуляцией ММ была представлена 30 пациентами (17 мужчин, 13 женщин). Группа II без применения модуляции ММ была представлена 33 пациентами (25 мужчин, 8 женщин). Метод модуляции ММ основан на бактериостатическом и бактерицидном действии антибиотиков, которые подавляют синтез протеинов в микробной клетке. В работе применяли комбинацию полусинтетических антибиотиков из группы тетрациклинов (доксициклин по схеме 200, 100 и 100 мг в 1-е, 2-е и 3-и сут соответственно до и после операции) и макролидов (кларитромицин по схеме 500 мг 2 раза в день в течение 3 сут до и после операции).
В связи с тем, что при анализе было обнаружено несоответствие групп по степени сложности проведенных оперативных вмешательств, из контрольной группы были исключены 4 пациента с оперативными вмешательствами, которые не проводились в основной группе, а именно 3 пациента с гибридными операциями на аорте и 1 пациент с протезированием всей аорты, а также 1 пациент, исходно поступивший в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) с уже развившейся полиорганной дисфункцией. Таким образом, суммарно исключены из исследования 5 пациентов, в конечный анализ вошло 58 пациентов. Основную группу составили 30 пациентов, контрольную — 28 пациентов.
Рис. 1. Дизайн проспективного интервенционного рандомизированного исследования у пациентов, страдающих патологией сердца и магистральных сосудов, которым выполнены хирургические вмешательства в условиях искусственного кровообращения в ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского» Fig. 1. Design of a prospective interventional randomized trial in patients suffering from heart and main vascular pathology who underwent cardiac surgery with cardiopulmonary bypass at Petrovsky National Research Centre of Surgery
Анестезиологическое пособие выполняли методом сбалансированной многокомпонентной анестезии (пропофол, мидазолам, кетамин, фентанил, севофлуран). Миоплегию поддерживали дробным введением пипекурония бромида. Основной этап операции при патологии аорты выполняли в условиях гипотермии (в среднем 27,0 °C), циркуляторного ареста и антеградной перфузии головного мозга. Протезирование торакоабдоминальной аорты выполнялось с использованием спинального дренажа. Для защиты миокарда использовали кардиоплегию по Del Nido, кровяную кардиоплегию или кардиоплегический раствор «Кустодиол». Интраоперационная кровопотеря восполнялась с помощью аппарата Cell Saver и сбалансированной интраоперационной трансфузии.
Конечными точками исследования являлись наличие локальных инфекционных осложнений, таких как пневмония (согласно национальным клиническим рекомендациям [19]), медиастинит, нагноение мягких тканей (согласно осмотру хирурга послеоперационной раны при перевязке и данным микробиологического исследования отделяемого из раны); наличие генерализованной инфекции и тяжесть течения полиорганной дисфункции (согласно шкале оценки органной недостаточности SOFA [Sequential Organ Failure Assessment] и концепции Sepsis-3); длительность нахождения в ОРИТ; длительность госпитализации.
До операции, а также на 3-и и 6-е сут послеоперационного периода в образцах сыворотки крови методом газовой хромато-масс-спектрометрии после извлечения жидкостно-жидкостной экстракцией и дериватизации определяли концентрации клинически значимых ароматических микробных метаболитов (АММ) в мкмоль/л: фенилмолочной кислоты (ФМК), 4-гидроксифенилмолочной кислоты (п-ГФМК), п-ГФУК [20]. В дальнейшем оценивался интегральный показатель — cумма этих трех ароматических микробных метаболитов (∑АММ). Параллельно осуществляли динамическое наблюдение, сбор клинических данных, отраженных в истории болезни и другой медицинской документации.
Статистическая обработка. Для формирования базы данных и создания графических материалов использовали программу Microsoft Excel. Статистическую обработку данных проводили при помощи программного обеспечения IBM SPSS Statistics 26. Для каждого количественного показателя определили характер распределения при помощи критериев Колмогорова—Смирнова (при количестве случаев > 50) и Шапиро—Уилка (при количестве случаев < 50). В случае описания количественных показателей, имеющих нормальное распределение, проводился расчет средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). Все количественные данные с распределением, отличным от нормального, представлены в виде медианы (Q2) и интерквартильного размаха (Q1; Q3). Для оценки различий между двумя независимыми выборками с распределением, отличным от нормального, использовали критерий Манна—Уитни, между двумя независимыми выборками, имеющими нормальное распределение, — t-критерий Стьюдента; между связанными выборками — критерий Уилкоксона; между тремя независимыми выборками — критерий Краскела—Уоллиса. Категориальные исходные переменные анализировали с помощью критерия χ2 и точного критерия Фишера. Корреляционный анализ выполнили с расчетом коэффициента корреляции Спирмена. Для оценки показателей в качестве предикторов проводился ROC-анализ. Во всех случаях результаты статистического анализа считали значимыми при p < 0,05.
Результаты
Летальных исходов в исследуемых группах не было. Сравниваемые группы не различались по полу, возрасту и спектру выполненных оперативных вмешательств. Не найдено различий между группами I и II по таким показателям, как длительность искусственного кровообращения, объем кровопотери, длительность нахождения в ОРИТ и длительность госпитализации (табл. 1).
| Параметр | Группа I (n = 30) | Группа II (n = 28) | p |
|---|---|---|---|
| Медико-демографические характеристики | |||
| Пол, мужчина (%) | 17 (56,7 %) | 21 (75,0 %) | 0,146 |
| Возраст, годы | 62 (54; 69) | 59 (47; 68) | 0,383 |
| Индекс массы тела, кг/м2 | 27,9 (24,7; 32,1) | 30,4 (26,5; 32,0) | 0,637 |
| Индекс сопутствующей патологии Чарльсона | 3 (2; 4) | 3 (2; 4) | 0,482 |
| Интраоперационные параметры | |||
| Искусственное кровообращение, мин | 101 (71; 125) | 101 (84; 120) | 0,713 |
| Ишемия миокарда, мин | 55 (4; 97) | 60 (40; 94) | 0,661 |
| Объем общей кровопотери, мл | 900 (755; 1065) | 875 (768; 1090) | 0,640 |
| Длительность пребывания | |||
| Длительность нахождения в ОРИТ, сут | 1 (1; 2) | 1 (1; 2) | 0,172 |
| Длительность госпитализации, сут | 8 (7; 12) | 8 (7; 10) | 0,465 |
Послеоперационные осложнения развились у 14 пациентов, что составило 24,1 % от общего числа включенных в исследование. В группе I осложнения наблюдались у 6 пациентов (20 %), в группе II — у 8 (28,6 %).
В основной группе были отмечены следующие осложнения: трахеобронхит (n = 1), плеврит (n = 4), полиорганная дисфункция на 3-и послеоперационные сутки с тяжестью по шкале SOFA ≥ 7 с последующим развитием сепсиса (n = 1). В контрольной группе отмечены следующие осложнения: плеврит (n = 3), пневмония (n = 5), медиастинит (n = 1) (табл. 2).
Важно отметить, что группы I и II достоверно отличались между собой по частоте развития пневмонии в послеоперационный период. В группе с модуляцией ММ не было ни одного случая развития данного осложнения, в то время как в группе пациентов, не получавших антибиотики-ингибиторы, у 5 пациентов развилась пневмония (p = 0,016).
Нежелательных явлений (шок любой этиологии, аллергические реакции) при применении ММ не отмечено.
| Осложнения | Количество случаев осложнений в группе I |
Количество случаев осложнений в группе II |
p |
|---|---|---|---|
| Трахеобронхит | 1 | 0 | 0,330 |
| Пневмония | 0 | 5 | 0,016 |
| Плеврит/гидроторакс | 4 | 3 | 0,760 |
| Полиорганная дисфункция + сепсис | 1 | 0 | 0,330 |
| Медиастинит | 0 | 1 | 0,297 |
Пациенты с осложнениями в общей когорте отличались по длительности нахождения в ОРИТ и срокам госпитализации (табл. 3). Концентрация п-ГФУК в группе пациентов с осложнениями на 3-и и 6-е сут была достоверно выше, как и динамика в виде снижения ее уровня к 6-м сут, по сравнению с группой пациентов без осложнений. Уровень ∑АММ в группе пациентов с осложнениями также на 3-и и 6-е сут был достоверно выше, чем в группе пациентов без осложнений, и в динамике снижался быстрее (к 6-м сут на 70 % в группе с осложнениями и на 10 % в группе без осложнений). Достоверно отличались уровни С-реактивного белка (СРБ) на 3-и и 6-е сут (он был выше в группе пациентов с осложнениями), лимфоцитов и альбумина.
| Показатели | Пациенты с осложнениями (n = 14) | Пациенты без осложнений (n = 44) | p |
|---|---|---|---|
| Длительность в ОРИТ, сут | 2 (1; 5) | 1 (1; 2) | 0,003 |
| Госпитализация, сут | 14 (11; 20) | 7 (7; 9) | < 0,001 |
| п-ГФУК — исходные данные, мкмоль/л | 0,4 (0,3; 0,7) | 0,4 (0,3; 0,7) | 0,906 |
| п-ГФУК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,7 (0,9; 2,7) | 0,9 (0,4; 1,5) | 0,046 |
| п-ГФУК на 6-е сут, мкмоль/л | 1,3 (0,9; 2,0) | 0,5 (0,3; 0,8) | 0,002 |
| Δп-ГФУК 0–3-и сут, мкмоль/л | –0,9 (–1,8; –0,4) | –0,3 (–1,2; 0,2) | 0,080 |
| Δп-ГФУК 0–6-и сут, мкмоль/л | –0,7 (–1,2; –0,3) | –0,03 (–0,4; 0,5) | 0,019 |
| ФМК — исходные данные, мкмоль/л | 0,3 (0,2; 0,4) | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,219 |
| ФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 0,4 (0,4; 0,7) | 0,3 (0,2; 0,4) | 0,002 |
| ФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,3 (0,2; 0,5) | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,002 |
| п-ГФМК — исходные данные, мкмоль/л | 1,1 (0,9; 1,3) | 1,1 (0,9; 1,6) | 0,592 |
| п-ГФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,7 (1,6; 2,3) | 1,4 (1,1; 1,7) | 0,020 |
| п-ГФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 1,1 (1,0; 1,7) | 1,0 (0,8; 1,3) | 0,326 |
| ∑АММ исходные данные, мкмоль/л | 1,8 (1,4; 2,4) | 1,6 (1,4; 3,1) | 0,849 |
| ∑АММ на 3-и сут, мкмоль/л | 4,0 (3,1; 5,5) | 2,6 (1,9; 3;7) | 0,005 |
| ∑АММ на 6-е сут, мкмоль/л | 2,3 (1,8; 4,3) | 1,8 (1,4; 2,4) | 0,015 |
| Δ∑АММ 0–3-и сут, мкмоль/л и | –2,0 (–2,4; –1,4) | –0,8 (–2,0; 0) | 0,019 |
| Δ∑АММ 0–6-и сут, мкмоль/л | –0,7 (–1,4; –0,2) | –0,1 (–0,7; 0,9) | 0,029 |
| СРБ — исходные данные, мг/л | 2,6 (1,7; 14,6) | 2,4 (1,8; 5,5) | 0,589 |
| СРБ на 3-и сут, мг/л | 180,3 (95,8; 194,4) | 96,5 (45,4; 124,3) | 0,016 |
| СРБ на 6-е сут, мг/л | 115,2 (69,5; 146,9) | 44,4 (25,7; 70,3) | < 0,001 |
| Лимфоциты — исходные данные, 109/л | 1,5 (1,4; 1,7) | 1,8 (1,5; 2,3) | 0,088 |
| Лимфоциты на 3-и сут, 109/л | 0,9 (0,7; 1,2) | 1,5 (1,2; 2,1) | 0,001 |
| Лимфоциты на 6-е сут, 109/л | 1,3 (1,0; 1,5) | 1,6 (1,3; 2,6) | 0,004 |
| Альбумин — исходные данные, г/л | 45 (40; 48) | 44 (42; 46) | 0,856 |
| Альбумин на 3-и сут, г/л | 34 (31; 34) | 35 (32; 37) | 0,035 |
| Альбумин на 6-е сут, г/л | 31 (30; 35) | 37 (35; 40) | 0,001 |
Микробиологическое обследование не входило в задачи данной работы, образцы биологического материала из разных локусов направлялись в лабораторию на исследование лечащими врачами по рутинным клиническим показаниям. Полученные данные отражены в историях болезни, они суммированы в табл. 4 и демонстрируют, что в контрольной группе пациентов спектр выделенных микроорганизмов был значительно шире.
| Группа I (n = 30) | Группа II (n = 28) | ||
|---|---|---|---|
| Исследуемый локус | Микроорганизм | Исследуемый локус | Микроорганизм |
| Бронхоальвеолярный лаваж | Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis, Candida albicans, Acinetobacter baumannii | Бронхоальвеолярный лаваж | Klebsiella pneumoniae (ESBL), Acinetobacter baumannii (MDR), Escherichia coli (poliS), Staphylococcus aureus, Serratia liquefaciens group, Candida albicans, Candida sp., Streptococcus viridans, Corynebacterium sp., Enterococcus faecium (VRE), Staphylococcus haemolyticus |
| Кровь | Staphylococcus haemolyticus | Кровь | Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus haemolyticus (MRSA) |
| — | — | Раневое отделяемое | Acinetobacter baumannii, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus haemolyticus, Enterococcus faecium |
| — | — | Моча | Escherichia coli |
Концентрации отдельных АММ и их сумма не имели различий между сравниваемыми группами ни на одном из исследуемых этапов (табл. 5). Однако в основной группе с модуляцией ММ отмечено достоверно большее снижение показателя п-ГФУК между исходным и послеоперационными значениями на 3-и и 6-е сут по сравнению с пациентами, где модуляция микробиоты не проводилась (p = 0,016 и p = 0,005 соответственно). Концентрация СРБ была также достоверно ниже на 3-и сут у пациентов основной группы (p < 0,001).
| Показатели | Группа I (n = 30) | Группа II (n = 28) | p |
|---|---|---|---|
| ФМК — исходные данные, мкмоль/л | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,2 (0,2; 0,5) | 0,703 |
| ФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 0,3 (0,2; 0,4) | 0,3 (0,3; 0,5) | 0,446 |
| ФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,932 |
| п-ГФМК — исходные данные, мкмоль/л | 1,1 (0,8; 1,3) | 1,2 (0,9; 1,6) | 0,400 |
| п-ГФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,4 (1,1; 1,7) | 1,7 (1,2; 1,9) | 0,414 |
| п-ГФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 1,0 (0,8; 1,3) | 1,1 (1,0; 1,3) | 0,379 |
| п-ГФУК — исходные данные, мкмоль/л | 0,4 (0,2; 0,6) | 0,4 (0,3; 1,8) | 0,193 |
| п-ГФУК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,4 (0,5; 2,4) | 0,8 (0,5; 1,3) | 0,183 |
| п-ГФУК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,6 (0,3; 1,7) | 0,7 (0,4; 0,9) | 0,791 |
| Δп-ГФУК 0–3-е сут, мкмоль/л | –0,8 (–2,0; –0,1) | –0,2 (–0,9; 0,4) | 0,016 |
| Δп-ГФУК 0–6-е сут, мкмоль/л | –0,3 (–1,0; 0,1) | –0,1 (–0,4; 0,7) | 0,005 |
| ∑АММ — исходные данные, мкмоль/л | 1,6 (1,4; 2,4) | 1,8 (1,5; 4,0) | 0,156 |
| ∑АММ на 3-и сут, мкмоль/л | 3,5 (2,0; 4,6) | 2,9 (2,2; 3,5) | 0,304 |
| ∑АММ на 6-е сут, мкмоль/л | 1,7 (1,4; 2,9) | 1,9 (1,6; 2,4) | 0,635 |
| СРБ — исходные данные, мг/л | 2,3 (1,6; 8,4) | 3,3 (1,9; 6,5) | 0,464 |
| СРБ на 3-и сут, мг/л | 78,7 (24,1; 113,9) | 120,8 (94,3; 176,6) | < 0,001 |
| СРБ на 6-е сут, мг/л | 46,1 (25,4; 68,6) | 71,7 (43,4; 94,9) | 0,100 |
Осложненные пациенты из группы I с модуляцией ММ были исходно тяжелее по индексу коморбидности Чарльсона, что согласовывалось у них с более высокой концентрацией ФМК исходно (p < 0,05) и п-ГФУК (как исходно, так и в течение первых 6 сут после операции; p < 0,05), соответственно, пациенты с осложнениями этой группы лечились в ОРИТ дольше (табл. 6).
| Показатели | Пациенты с осложнениями в группе I (n = 6) |
Пациенты с осложнением в группе II (n = 8) |
p |
|---|---|---|---|
| Индекс Чарльсона | 4,5 (3,3; 5,8) | 2 (1,8; 2,5) | 0,031 |
| Длительность в ОРИТ, сут | 4 (3; 5) | 1 (1; 2) | 0,020 |
| Госпитализация, сут | 15 (13; 20) | 13 (10; 18) | 0,615 |
| ФМК — исходные данные, мкмоль/л | 0,3 (0,3; 0,4) | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,040 |
| ФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 0,6 (0,4; 0,8) | 0,4 (0,4; 0,7) | 0,373 |
| ФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,4 (0,3; 0,6) | 0,3 (0,2; 0,4) | 0,108 |
| п-ГФМК исходные данные, мкмоль/л | 1,0 (0,8; 1,3) | 1,1 (0,9; 1,3) | 0,857 |
| п-ГФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,6 (1,4; 2,5) | 1,8 (1,7; 2,3) | 0,937 |
| п-ГФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,9 (0; 1,8) | 1,1 (1,0; 1,5) | 0,755 |
| п-ГФУК исходные данные, мкмоль/л | 0,7 (0,7; 0,8) | 0,3 (0,2; 0,3) | 0,020 |
| п-ГФУК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,9 (1,7; 3,4) | 1,0 (0,6; 2,3) | 0,108 |
| п-ГФУК на 6-е сут, мкмоль/л | 2,0 (1,6; 2,7) | 0,9 (0,5; 1,2) | 0,014 |
| ∑АММ исходные данные, мкмоль/л | 2,4 (1,9; 3,4) | 1,6 (1,3; 1,9) | 0,325 |
| ∑АММ на 3-и сут, мкмоль/л | 4,2 (3,9; 5,5) | 3,3 (2,8; 4,7) | 0,142 |
| ∑АММ на 6-е сут, мкмоль/л | 3,5 (1,9; 5,0) | 2,3 (1,9; 2,7) | 0,414 |
При сравнении пациентов без осложнений концентрации п-ГФУК и ∑АММ исходно в группе I были достоверно ниже и в последующем снижались быстрее, чем в группе II. Уровень СРБ на 3-и сут соответствовал динамике и уровням АММ, также был значительно ниже в группе пациентов без осложнений, которым проводилась модуляция ММ (табл. 7).
| Показатели | Пациенты без осложнений в группе I (n = 24) |
Пациенты без осложнений в группе II (n = 20) |
p |
|---|---|---|---|
| Индекс массы тела, кг/м2 | 28,6 (24,8; 32,0) | 31,3 (29,9; 32,1) | 0,164 |
| Длительность в ОРИТ, сут | 1 (1; 2) | 1 (1; 1,3) | 0,728 |
| Госпитализация, сут | 8 (7; 9) | 7 (7; 8) | 0,206 |
| ФМК исходные данные, мкмоль/л | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,2 (0,2; 0,5) | 0,076 |
| ФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 0,3 (0,2; 0,4) | 0,3 (0,3; 0,4) | 0,310 |
| ФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,2 (0,1; 0,2) | 0,2 (0,2; 0,3) | 0,579 |
| п-ГФМК исходные данные, мкмоль/л | 1,1 (0,9; 1,3) | 1,2 (0,9; 1,8) | 0,443 |
| п-ГФМК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,4 (1,1; 1,7) | 1,4 (1,1; 1,8) | 0,786 |
| п-ГФМК на 6-е сут, мкмоль/л | 1,0 (0,8; 1,2) | 1,1 (0,8; 1,3) | 0,750 |
| п-ГФУК исходные данные, мкмоль/л | 0,3 (0,2; 0,5) | 0,6 (0,3; 1,8) | 0,005 |
| п-ГФУК на 3-и сут, мкмоль/л | 1,0 (0,4; 2,2) | 0,8 (0,5; 1,2) | 0,444 |
| п-ГФУК на 6-е сут, мкмоль/л | 0,4 (0,2; 1,0) | 0,6 (0,4; 0,8) | 0,451 |
| Δп-ГФУК 0–3-и сут, мкмоль/л | –0,7 (–2,0; –0,1) | 0,1 (–0,5; 1,0) | 0,005 |
| Δп-ГФУК 0–6-е сут, мкмоль/л | –0,2 (–0,8; 0,1) | 0,2 (–0,3; 1,3) | 0,002 |
| ∑АММ исходные данные, мкмоль/л | 1,5 (1,4; 2,0) | 1,9 (1,6; 4,2) | 0,020 |
| ∑АММ на 3-и сут, мкмоль/л | 2,8 (1,9; 4,5) | 2,5 (2,1; 3,3) | 0,423 |
| ∑АММ на 6-е сут, мкмоль/л | 1,5 (1,4; 2,4) | 1,8 (1,6; 2,4) | 0,517 |
| Δ∑АММ 0–3-и сут, мкмоль/л | –1,3 (–2,4; –0,4) | –0,3 (–1,6; 1,4) | 0,018 |
| Δ∑АММ 0–6-е сут, мкмоль/л | -0,3 (-0,9; 0,2) | 0,1 (–0,6; 2,4) | 0,050 |
| СРБ — исходные данные, мг/л | 2,1 (1,1; 3,9) | 3,6 (1,9; 6,5) | 0,184 |
| СРБ на 3-и сут, мг/л | 46,4 (24,0; 114,3) | 103,4 (89,6; 135,6) | 0,003 |
| СРБ на 6-е сут, мг/л | 33,7 (21,8; 60,7) | 51,6 (31,2; 73,5) | 0,221 |
По данным результатов ROC-анализа (рис. 2) концентраций ΣАММ на 3-и сут и п-ГФУК на 6-е сут обнаружена высокая чувствительность (100 % в обоих случаях) и специфичность (81,5 % и 92,6 % соответственно) (табл. 8).
Рис. 2. ROC-кривые, построенные при использовании концентраций ΣАММ на 3-и сут и п-ГФУК на 6-е сут Fig. 2. ROC curves constructed using ΣAMM concentrations on the 3rd day and p-HPhAA concentrations on the 6th day
| Параметр | ΣАММ 3-и сутки | п-ГФУК 6-е сутки |
|---|---|---|
| Площадь под ROC-кривой | 0,91 | 0,96 |
| Стандартная ошибка | 0,12 | 0,08 |
| p | < 0,01 | < 0,01 |
| 95% ДИ (нижняя граница) | 0,688 | 0,810 |
| 95% ДИ (верхняя граница) | 1,0 | 1,0 |
| Пороговое значение, мкмоль/л | 4,7 | 2,3 |
| Чувствительность, % | 100 | 100 |
| Специфичность, % | 81,5 | 92,6 |
| Прогностическая ценность положительного результата, % | 37,5 | 60,0 |
| Прогностическая ценность отрицательного результата, % | 100,0 | 100,0 |
| Отношение шансов | 28,6 | 71,0 |
Выявлены достоверная обратная корреляционная связь между уровнем лимфоцитов на 6-е сут и ∑АММ на 3-и сут (r = –0,654), уровнем лимфоцитов на 6-е сут и ФМК на 3-и сут (r = –0,698) и сильная обратная корреляционная связь между уровнем лимфоцитов на 6-е сут и ФМК на 6-е сут (r = –0,797).
Обсуждение
Проведенное исследование подтвердило выдвинутую гипотезу о том, что превентивная модуляция ММ с помощью антибиотиков-ингибиторов белкового синтеза в бактериальной клетке может служить одним из методов профилактики развития послеоперационных инфекционно-воспалительных осложнений после кардиохирургических операций. Предложенная схема модуляции ММ эффективна и оправдана, так как позволяет значимо снизить число послеоперационных пневмоний после операций на различных отделах аорты. При этом данная схема безопасна: нежелательных явлений при применении модуляции микробиоты не отмечено.
Кишечник служит жизненно важным иммунологическим органом, координирующим иммунные реакции и влияющим на отдаленные слизистые участки, особенно на слизистую оболочку дыхательных путей. Ось «кишечник–легкие» выступает в качестве основного пути, когда факторы кишечного (микробного) происхождения на молекулярном уровне вызывают острое повреждение легких через системный кровоток [21]. По данным литературы, частота развития послеоперационной дыхательной недостаточности при реконструктивных операциях на аорте составляет 11,2 %; пневмонии в структуре этого осложнения занимают 10,8 %, из которых 20 % являются причинами развития медиастинита, сепсиса и летальных исходов [22]. В связи с этим целенаправленная модуляция ММ может рассматриваться как одно из звеньев профилактики осложнений.
О целесообразности влияния на ММ и воспалительный ответ позволяют судить достоверные результаты, полученные в данной работе, а именно:
- Применение модуляции ММ позволило значимо повлиять на снижение концентрации п-ГФУК к 3-м и 6-м сут после операции, показателя СРБ на 3-и послеоперационные сутки по сравнению с пациентами, где модуляция ММ не проводилась, несмотря на то, что состояние пациентов с осложнениями из группы с модуляцией ММ было исходно тяжелее, что в свою очередь характеризовалось более высокими значениями индекса коморбидности Чарльсона, уровня п-ГФУК до и в течение первых 6 послеоперационных суток, более длительным нахождением в ОРИТ.
- Микробиологическая картина, зафиксированная у пациентов с осложнениями в группе II, где модуляции ММ не проводилась, была значительно более разнообразная во всех исследуемых локусах. При микробиологическом исследовании рост микроорганизмов получен не только из бронхоальвеолярного лаважа и крови, но и из раневого отделяемого и мочи. Оказалось, что при использовании метода модуляции ММ значительно суживается спектр определяемых микроорганизмов и более того уменьшается вероятность инфицирования различных локусов.
Известно, что доксициклин (антибиотик группы тетрациклинов), наряду с антибактериальными cвойствами, демонстрирует плейотропные эффекты, включая противовоспалительные и антиоксидантные свойства [23], подавляет перепроизводство оксида азота, снижает активность матриксных металлопротеиназ, которые тесно связаны с неблагоприятным течением критических состояний, включая сепсис [24–26]. Результаты проведенных исследований [27–28] показывают, что доксициклин защищает ткани от повреждений и может быть использован для уменьшения дисфункции органов, связанных с ишемией и реперфузией.
Кларитромицин (полусинтетический антибиотик группы макролидов) подавляет синтез белков в микробной клетке, взаимодействуя с 50S-рибосомальной субъединицей бактерий, в основном действует бактериостатически, а также бактерицидно. В рандомизированном контролируемом исследовании [29] внутривенное введение кларитромицина сократило время разрешения вентилятор-ассоциированной пневмонии и снизило расходы на госпитализацию. Имеются данные, что кларитромицин может оказывать иммунорегулирующее лечение при сепсисе и остром респираторном дистресс-синдроме. Авторы предполагают, что четырехдневный курс кларитромицина может ускорить восстановление экспрессии HLA-DR моноцитов к 10-му дню, что в свою очередь может способствовать снижению рецидивов сепсиса [30].
Сильной стороной выполненного исследования является тот факт, что впервые в кардиохирургии проведена оценка влияния профилактики инфекционно-воспалительных осложнений с помощью превентивной модуляции микробиоты, которая позволила получить первые положительные результаты. Второе, в исследовании получила подтверждение прогностическая ценность определения уровня АММ на различных этапах периоперационного периода. Тот факт, что в обсуждаемой работе когорта больных с осложнениями в большинстве случаев представлена лишь локальными воспалительными процессами, хотя она и достоверно отличалась по ряду маркеров воспаления (СРБ, альбумин, лимфоциты), не повлиял на прогностическую способность некоторых АММ. Это подтверждает ценность и важность их определения в качестве факторов риска и показателей оценки степени тяжести органной дисфункции [16–17].
ФМК, п-ГФМК и п-ГФУК являются наиболее клинически значимыми АММ и определяются как сепсис-ассоциированные. При генерализации инфекции ММ ароматических аминокислот реализуется не только в кишечнике, но и в очагах воспаления, продукты метаболизма поступают в системный кровоток, что подтверждается повышением уровня циркулирующих сепсис-ассоциированных АММ в сыворотке крови [16].
По данным работ Белобородовой Н.В. и соавт., уровень п-ГФУК у пациентов с сепсисом равен 2,1 (1,7–7,0) мкмоль/л, в то время как у здоровых добровольцев он не превышает 0,5 мкмоль/л [17]. В данном исследовании уровень п-ГФУК у пациентов с осложнениями в общей когорте на 3-и сут составил в среднем 1,7 мкмоль/л, на 6-е — 1,3 мкмоль/л, а у пациентов без осложнений — 0,9 и 0,5 мкмоль/л соответственно (p < 0,05). Можно предположить, что у пациентов с осложнениями исходно повышенные уровни п-ГФУК могут быть предиктором хронических воспалительных процессов. У пациентов с осложнениями из основной группы п-ГФУК достигал 0,7 мкмоль/л исходно и возрастал к 6-м сут до 2,0 мкмоль/л (p = 0,014), приближаясь к «септическому».
Пациенты без осложнений группы I, которым превентивно проводилась модуляция ММ, непосредственно перед операцией имели достоверно более низкий уровень п-ГФУК, чем пациенты группы II без модуляции ММ (0,3 и 0,6 мкмоль/л соответственно; p < 0,01).
По результатам опубликованной ранее работы [31], показатель ∑АММ у пациентов с сепсисом может достигать уровня 10 мкмоль/л и более. По нашим данным, уровень ∑АММ у пациентов с осложнениями в общей когорте был достоверно выше, чем в группе пациентов без осложнений. Исходное значение ∑АММ у пациентов без осложнений группы I, которым перед операцией была начата модуляция ММ, было ниже, чем у пациентов группы II (без модуляции).
Прогностическая значимость уровней ∑АММ на 3-и сут и п-ГФУК на 6-е сут была оценена как высокая (площади под кривой — 0,91 и 0,96 соответственно), обладала максимальной чувствительностью в 100% и высокой специфичностью (81,5 % и 92,6 % соответственно).
Об отрицательном воздействии нарушений ММ на адаптивный иммунитет можно судить по полученным данным о наличии обратной корреляции между уровнем ФМК, ∑АММ и числом лимфоцитов. Это вопрос активно обсуждается в литературе и требует отдельного изучения [21].
На предыдущем этапе в совместном пилотном исследовании [17] была установлена тесная связь нарушений метаболизма микробиоты с такими факторами риска развития периоперационных осложнений, как объем кровопотери, длительный период искусственного кровообращения и ишемии миокарда, что проявляется статистически значимым увеличением сывороточных АММ в группе пациентов с осложнениями уже через 6 ч после операции. В настоящей работе исследуемые группы I и II не имели между собой достоверных различий по немодифицируемым (возраст, пол) и модифицируемым (длительность искусственного кровообращения, ишемии миокарда, объем кровопотери) факторам риска. Длительность нахождения в ОРИТ и сроки госпитализации также не показали существенных различий. Все это позволило объективно и достоверно оценить влияние исследуемой профилактической модуляции ММ на развитие послеоперационных осложнений. Для более полного соответствия между группами по тяжести проведенных оперативных вмешательств в процессе анализа результатов пришлось исключить 4 пациентов из контрольной группы (описано в начале статьи), этот факт можно назвать слабой стороной данного исследования. Так, гибридные оперативные вмешательства и протезирование всей аорты являются наиболее опасными в плане возникновения изолированных торакоабдоминальных воспалительных осложнений, развития полиорганной дисфункции и сепсиса. Реконструктивные операции на аорте в комбинации с вмешательствами на клапанах и венечных сосудах сердца также представляют собой хирургию высокого риска по развитию послеоперационных осложнений, но в данной работе их число было не столь велико, что могло повлиять на интерпретацию результатов статистического анализа. Исследование планируется продолжить с включением еще более сложного контингента пациентов.
На сегодня изучение микробиома, его влияния на этиопатогенез сепсиса, роль разных групп антибиотиков в развитии или профилактике данных процессов [32] является одним из приоритетов исследований в борьбе за выживание пациентов в критических состояниях. Проведенное исследование подтверждает значимость этого направления и перспективность дальнейшего поиска способов коррекции ММ с целью улучшения результатов хирургического лечения в будущем.
Выводы
Нарушение метаболизма микробиоты, которое можно оценить по динамике концентрации клинически значимых ароматических метаболитов в сыворотке, является важным фактором риска развития послеоперационных осложнений в сердечно-сосудистой хирургии. Профилактическое применение антибиотиков-ингибиторов синтеза микробного белка позволяет достоверно снизить степень дисфункции метаболизма микробиоты и частоту развития пневмоний в ранний послеоперационный период.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Disclosure. The authors declare no competing interests.
Вклад авторов. Все авторы в равной степени участвовали в разработке концепции статьи, получении и анализе фактических данных, написании и редактировании текста статьи, проверке и утверждении текста статьи.
Author contribution. All authors according to the ICMJE criteria participated in the development of the concept of the article, obtaining and analyzing factual data, writing and editing the text of the article, checking and approving the text of the article.
Этическое утверждение. Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского», протокол № 7 от 15.04.2021 г.
Ethics approval. This study was approved by the local Ethical Committee of Petrovsky Russian Research Center of Surgery (reference number: 7-15.04.2021).
Информация о финансировании. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.
Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.
Декларация о наличии данных. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, находятся в открытом доступе в репозитории Mendeley Data по адресу http://doi.org/10.17632/rms4p3pmjs.1
Data Availability Statement. The data that support the findings of this study are openly available in repository Mendeley Data at http://doi.org/10.17632/rms4p3pmjs.1
