Исследование факторов регуляции экстраклеточного матрикса и биомеханических свойств корнеосклеральной оболочки при физиологическом старении и первичной открытоугольной глаукоме

PURPOSE: Comparative analysis of the biomechanical parameters of the fibrous tunic of the eyeball and extracellular matrix (ECM) characteristics in patients with suspected POAG, early-stage POAG and healthy elderly people, as well as control groups of various ages. METHODS: The study included 60 people aged 21 to 74 years. The first group consisted of 16 healthy young adults (n=16; mean age 26.3±5 years; “young" control group), the second group included 17 healthy elderly subjects (n=17; 69.2±4 years “age" control group) with no signs of ophthalmological pathology. The third group consisted of 17 people with suspected POAG (n=17; mean age 68.2±6 years; with IOP above 21 mm Hg for three consecutive measurements (average central corneal thickness) and absence of visual field defects on the threshold perimetry test). The fourth group consisted of 10 patients with early-stage POAG (n=10; mean age 67.6±5 years; lesion of one or both eyes). Therapy was discontinued 2 weeks prior to the study. Ophthalmic examination included both the standard (visometry, tonometry, biomicroscopy, gonioscopy, automatic static perimetry) and additional methods (laser scanning tomography). Investigation of the fibrous tunic biomechanical parameters was conducted using the Ocular Response Analyzer (ORA) («Reichert», USA). All subjects underwent lab tests. The content of the regulation of extracellular matrix factors, MMP-9 and TIMP-4, in the serum and tear fluid was determined by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA; diagnostic test systems Bender MedSystems® («eBiosciences», Austria; «R & D Diagnostics Inc.», US). We investigated 60 tear fluid samples and 60 serum samples. Statistical processing was made in the SPSS program 17.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL). Two independent groups were compared with the use of nonparametric U-test Mann-Whitney test. Correlation analysis was performed using the Spearman test (r). Differences were considered statistically significant at pЦЕЛЬ. Сравнительный анализ биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза и показателей экстраклеточного матрикса (ЭКМ) у пациентов с подозрением на первичную открытоугольную глаукому (ПОУГ), начальной стадией ПОУГ и здоровых лиц пожилого возраста, а также в различных возрастных группах контроля. МЕТОДЫ. В исследование было включено 60 человек в возрасте от 21 года до 74 лет. Первую группу составили 16 здоровых людей молодого возраста (n=16; средний возраст 26,3±5 лет; «молодой контроль»), вторую группу - 17 практически здоровых лиц пожилого возраста (n=17; 69,2±4 года; «возрастной контроль») без признаков офтальмопатологии. В третью группу вошли 17 человек с подозрением на ПОУГ (n=17; средний возраст 68,2±6 лет). Четвертую группу составили 10 пациентов с начальной стадией ПОУГ (n=10; средний возраст 67,6±5 лет; поражение одного или обоих глаз). Офтальмологическое исследование включало помимо стандартных методов (визометрия, тонометрия, биомикроскопия, гониоскопия, статическая автоматическая периметрия) дополнительные методы (лазерная сканирующая томография). Исследование биомеханических параметров фиброзной оболочки было проведено при помощи аппарата Ocular Response Analyzer (ORA) («Reichert», США). Лабораторные исследования были проведены всем обследуемым лицам. В статье представлены результаты комплексного исследования факторов регуляции ЭКМ - матриксной металлопротеиназы - 9 (ММР-9), тканевого полиспецифичного ингибитора матриксных металлопротеиназ 4 типа (TIMP-4) в сыворотке крови (СК) и слезной жидкости (СЖ), а также биомеханических свойств корнеосклеральной капсулы (фактора резистентности роговицы (ФРР), корнеального гистерезиса (КГ) и соотношения КГ и ФРР (КГ/ФРР) у пациентов с подозрением на ПОУГ, начальной стадией ПОУГ и здоровых лиц различных возрастных групп. Содержание факторов регуляции внеклеточного матрикса ММР-9 и TIMP-4 в СК и СЖ определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA; диагностические тест-системы Bender MedSystems® «eBiosciences», Австрия; «R&D Diagnostics Inc.», США). Всего исследовано 60 проб СЖ и 60 проб СК. Статистическая обработка материала проводилась в программе SPSS 17.0 (SPSS, Inc., Chicago, il). Для сравнения двух независимых групп использовался непараметрический U-критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ проводился по Спирману (r). Различия считались статистически значимыми при

Особенности местного и системного цитокинового статуса у здоровых разного возраста и пациентов с начальной стадией первичной открытоугольной глаукомы

Abstract OBJECTIVE: To identify the differences and similar changes in the cytokine profiles during a natural ageing process and in the course of primary open angle glaucoma (POAG) and identify the possible contribution of ageing changes in the pathological process. METHODS: The study included 64 people aged 21 to 74 years. All subjects were divided into 4 groups: group I, «the young control group», consisted of 16 healthy young people (26±5 years); group II, «the senior control group» - included 12 healthy elderly people (69±4 years); group III, 20 glaucoma suspects (68±6 years); group IV consisted of 16 people with the early-stage of POAG (67±5 years). Blood serum (n=64) and tear fluid (Tf, n=64) were used as test samples. The investigation included interleukins (IL-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18); tumor necrosis factors (TNF-α, TNF-ß); interferons (IFN-a, IFN-γ); vascular endothelial growth factor (VEGF-A) and transforming growth factor (TGF-ß1). Investigation of cytokines was performed by a flow cytometer BDFACS Cantoll with the use of BDFACS Diva program, using CBA kits ("BD Biosciences", USA). The data was processed by FCAP Array program ("SoftFlow", USA). Statistical analysis was performed by SPSS 17.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL) software, using U-Mann-Whitney test, (pЦЕЛЬ. Выявить особенности инволюционных изменений, их возможный вклад в патологический процесс на основании сравнительного исследования цитокинового статуса в ходе естественного старения и при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ). МЕТОДЫ. Обследованы 64 человека (64 глаза) в возрасте от 21 года до 72 лет, из них 16 человек (16 глаз) -молодые здоровые добровольцы (1-я группа; средний возраст 26,6±5 лет; «молодой» контроль); 12 человек (12 глаз) - практически здоровые люди пожилого возраста (2-я группа; средний возраст 69,3±3 года; «возрастной» контроль); 20 человек (20 глаз) с подозрением на ПОУГ (3-я группа; средний возраст 66,2±5 лет); 16 человек (16 глаз) с начальной стадией ПОУГ (4-я группа; средний возраст 67,8±4 года). Материал иммунологического исследования: сыворотка периферической крови (СК, n=64) и слезная жидкость (СЖ, n=64). В каждой тест-пробе методом мультиплексного анализа определяли концентрацию 16 цитокинов различного биологического действия: интерлейкинов (IL-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18); факторов некроза опухоли (TNF-α, TNF-ß); интерферонов (IFN-α, IFN-γ); фактора роста эндотелия сосудов (VEGF-A); трансформирующего фактора роста (TGF-ß1). Исследование цитокинов проводили на проточном цитометре BD FACS Canto II в программе BD FACS Diva, с помощью наборов СВА («BD Biosciences», USA), обработку данных осуществляли в программе FCAP Array («Soft Flow», USA). РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе исследования системной продукции цитокинов в группе «возрастного» контроля отмечены статистически значимые сдвиги от «молодой» нормы 4 цитокинов из 16 как по частоте их выявления (отсутствие IFN-γ во всех пробах СК), так и концентрации: снижении уровня IL-1ß, IFN-α при повышении содержания IL-6, TGF-ß1. При анализе цитокинов в СЖ добровольцев из указанных групп существенных сдвигов не было выявлено. Достоверные различия в показателях системного и местного цитокинового статуса обнаружены между группами «возрастного» контроля, подозрения на глаукому и начальной стадии ПОУГ. В СК пациентов с подозрением на ПОУГ отмечен статистически значимый сдвиг от «возрастной» нормы 5 цитокинов из 16: усиление продукции медиаторов воспаления IL-1 ß, IL-5, а также IFN-a (c тенденцией к повышению уровней IL-2, IL-4, IL-8, IL-17А, IFN-γ, TNF-α) и снижение концентрации IL-6 и TGF-ß1; во всех тест-пробах отсутствовал TNF-ß. Характерной особенностью для этой группы явилось «подключение» системной продукции - повышение концентрации в СК IL-1ß - иммуномедиатора с широким спектром биологической активности. Изменения локального цитокинового профиля при подозрении на ПОУГ носили резко выраженный характер относительно «возрастного» контроля и касались 14 из 16 цитокинов, за исключением IL-8 и VEGF-A. В СЖ пациентов этой группы обнаружено статистически значимое повышение содержания I L-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A, IL-18, IFN-α, IFN-γ, TNF-α, TNF-ß, TGF-ß1. При переходе в начальную стадию ПОУГ на системном уровне отмечен прогрессивный (статистически значимый) рост концентраций провоспалительных цитокинов IL-1 ß, IL-5 и дальнейшее снижение IL-6 и TGF-ß1. Характерным для этой группы было отсутствие системной продукции IL-4, IL-10, IL-12р70, IFN-γ и IFN-a. Сравнительный анализ исследования содержания цитокинов в СЖ групп «возрастного» контроля и начальной ПОУГ выявил достоверное повышение локальной продукции IL-1 ß, IL-5, IL-12p70, IL-18, TNF-α, TNF-ß, VEGF-A, TGF-ß1 у пациентов с начальной стадией заболевания. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате исследования представлена характеристика сдвигов в цитокиновом профиле на местном и системном уровнях у здоровых добровольцев молодого и пожилого возраста без офтальмопатологии, у пациентов при наличии подозрения на первичную глаукому и с начальной стадией ПОУГ. Выявленные особенности возрастных и патологических изменений локальной и системной продукции цитокинов свидетельствуют о существенном отклонении направлений векторов развития ПОУГ и физиологического старения. Полученные данные позволяют думать, что нарушение цитокиновой регуляции на ранних этапах заболевания характерно для первичной глаукомы и начинается задолго до известных клинических проявлений ПОУГ. Вышесказанное дает основание для дальнейших исследований, представляется важным для расшифровки предпосылок развития ПОУГ, позволяет предполагать возможность поиска ранних маркеров заболевания на доклиническом, функционально интактном этапе у пациентов групп риска

Оптимизация лечебно-диагностического процесса у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой

PURPOSE: To create an optimal scientifically based system of management of diagnosis and treatment process (diagnosis, follow-up, rational medication treatment, surgical treatment) in patients with primary open-angle glaucoma. METHODS: The final protocol of combined analytical research and clinical multicenter study conducted from July to November 2015 included data from 591 patients (824 eyes). Age, disease duration, disease stage, IOP level and visual field parameters during treatment and treatment regimens were analyzed. Regimen included various combinations of medical, laser and surgical treatment used in the disease management. RESULTS: Average patients' age at the time of diagnosis establishment was 64.3 (57.5; 70.4). Mean disease duration was 4.1 years (2.0; 7.1). The administered regimen was considered to be effective when IOP level was below 20 mm Hg. The IOP level between 21 and 25 mm Hg was considered to be a sign of reduced treatment effectiveness and need for change of the regimen. 8 regimen changes were analyzed in total, though 90% of cases had 1-5 regimen changes. The first three regimens were used for 1.2 (0.4; 2.6), 1.3 (0.5; 2.5) and 1.1 years (0.5; 2.4) respectively. B-blockers and prostaglandin analogues monotherapy was used as a first-line therapy in 40.1% and 20.8% of cases respectively. Treatment was started with combination therapy in 27.82% of cases. Proportion of surgical treatment was 9.9% in regimen 2 and achieved 73% in regimen 5. Laser treatment was started from regimen 3 though the frequency of administration did not exceed 20%. Combination treatment using 3 and more components was found starting from regimen 5 (57.3%). CONCLUSION: First line therapy choice is still not rational in many cases. Laser and surgical treatment are used ineffectively after 3-4 years from the diagnosis.ЦЕЛЬ. Создать оптимальную научно обоснованную систему управления (диагностика, динамическое наблюдение, рациональная фармакотерапия, хирургическое лечение) лечебно-диагностическим процессом у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. МЕТОДЫ. В итоговый протокол комбинированного аналитического научно-клинического многоцентрового исследования, проведенного в июле-ноябре 2015 года, были включены данные 591 человека (женщин - 352 (59,6%), мужчин - 239 (40,4%); 824 глаза). Были проанализированы: возраст, анамнез, стадии заболевания, уровни офтальмотонуса и характеристики поля зрения на фоне лечения и лечебная тактика (режимы назначений от момента обнаружения заболевания). Под понятием «режим» понимались различные варианты медикаментозного, лазерного и хирургического лечения, использованные в тактике лечебно-диагностического процесса. РЕЗУЛЬТАТЫ. Средний возраст пациентов на момент диагностирования глаукомы (все стадии, без деления на гендерные группы) составил 64,30 (57,50; 70,40) года, а на момент включения в исследование - 68,80 (64,10; 75,60) года. Средний анамнез заболевания составил 4,10 (2,00; 7,10) года. Назначенный режим лечения оценивался исследователями как эффективный при показателях офтальмотонуса не выше 20 мм рт.ст., при этом за понижение эффективности лечения и необходимость перевода на другой режим принимались показатели ВГД в диапазоне от 21 до 25 мм рт.ст. Всего было проанализировано 8 смен схем режимов, при этом в режимах 1-5 были проанализированы более 90% всех назначений. Продолжительность использования первых последовательных трех режимов составила: первого - 1,20 (0,40; 2,60) года, второго - 1,30 (0,50; 2,50) года, третьего - 1,10 (0,50; 2,40) года. Доля бета-адреноблокаторов в монотерапии в первом режиме составила 40,1%, значительно снизившись ко второму - до 3,16%, и полностью отсутствовала в последующих назначениях. Доля аналогов простагландинов в монотерапии также уменьшается от режима к режиму: на старте их применяют в 20,8% случаев, а при режиме № 3 - в 6,7% (снижение в три раза). В лечебной тактике второго режима начинает использоваться хирургический компонент (9,9%). Наиболее наглядно выглядят компоненты, использованные в режиме № 5. Действительно, активное применение схем комбинированной терапии, включая применение трех и более компонентов, было установлено начиная с режима № 5 (57,3%). В это же время в 9,6% случаев становится актуальным повторное хирургическое лечение. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Учитывая, что продвинутые стадии заболевания превалируют при обнаружении глаукомы, следует обратить внимание на нерациональную тактику выбора терапии первой линии у таких лиц. Недостаточно эффективно применяется лазерное и хирургическое лечение, которое становится актуальным только в режимах №№ 3-4, т. е. после 3-4 лет от обнаружения болезни

Suspected glaucoma and early stage glaucoma: differential diagnostic criteria

Purpose: to set out morphofunctional differences in the ophthalmic status between suspected glaucoma (SG) and the initial stage of primary open angle glaucoma (POAG), determine the values of interocular asymmetry of the analyzed parameters of fellow eyes and create a model able to distinguish, with high accuracy, between healthy subjects, SG patients and POAG patients relying on a few independent parameters. Material and methods. A multicenter study performed between July and November, 2016, by 34 research and clinical facilities of four countries (Russia, Belarus, Uzbekistan, and Moldova) involved 501 patients (824 eyes), of which 362 (72 %) were female and 139 (28 %) male. The main analyzed group consisted of 128 eyes with SG, 228 eyes with early stage POAG and 145 eyes of healthy subjects (the control group with comparable sex and age distribution and no history of glaucoma). The fellow-eye symmetry analysis group involved 190 eyes with SG, 336 eyes with early stage POAG and 220 eyes of 110 subjects with no glaucoma. Results. Differences were found in the structural and functional ophthalmologic parameters in early-stage POAG, SG, and the absence of glaucoma. The precision of SG and early POAG may be increased by cumulative consideration of several clinical parameters. Conclusions. The sensitivity and specificity of the integral index of condition prognostication increases when several parameters are analyzed simultaneously, as compared to the separate analysis of constituents. For citations: Avdeev R.V., Alexandrov A.S., Arapiev M.U., et al. Suspected glaucoma and early stage glaucoma: differential diagnostic criteria. Russian ophthalmological journal. 2017; 10 (4): 5-15. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-4-5-15 (In Russian)