RU2172489C1

RU2172489C1 - Method for diagnosing the cases of multiple myeloma

Info

Publication number: RU2172489C1
Application number: RU2000119960/14A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Рехтина; А.В. Каргаполов; Г.П. Шматов
Original assignee: Тверская государственная медицинская академия; Рехтина Ирина Германовна; Каргаполов Александр Васильевич; Шматов Геннадий Павлович
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-08-20

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves taking blood serum from a patient to determine infrared spectrometry transmittance coefficient in nine subranges in the electromagnetic radiation spectrum: 3500-3200 cm^-1, 3085- 2832 cm^-1, 2120-1800 cm^-1, 1710-1610 cm^-1, 1600-1535 cm^-1, 1542-1425 cm^-1, 1430-1210 cm^-1 1127-1057 cm^-1, 1067-930 cm^-1. When comparing examination data in the mentioned subranges describing blood serum under examination with the reference values of spectrometric parameters of blood serum taken from patients possessing confirmed multiple myeloma diagnosis, Mahalonobis test limit threshold value is calculated corresponding to 20 conditional units. Examination test value being less than the threshold one, multiple myeloma diagnosis is to be set. EFFECT: enhanced accuracy, reliability of diagnosis; accelerated process of achieving result. 4 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к гематологии. The invention relates to medicine, namely to hematology.

Диагностика множественной миеломы представляет в ряде случаев значительные трудности. Заболевание следует дифференцировать с доброкачественной моноклональной гаммапатией, метастазами рака в кости, заболеваниями почек и другими. Диагноз множественной миеломы устанавливается на основании совокупности данных клинического и биохимического анализа крови, цитологического изучения костного мозга, рентгенографии костей скелета, иммунохимического исследования сыворотки и мочи. Diagnosis of multiple myeloma is in some cases significant difficulties. The disease should be differentiated with benign monoclonal gammopathy, bone cancer metastases, kidney diseases and others. The diagnosis of multiple myeloma is established on the basis of a combination of data from a clinical and biochemical blood test, cytological examination of bone marrow, x-ray of skeleton bones, immunochemical studies of serum and urine.

Недостатком перечисленных методов является необходимость из суммарного использования, так как ни один отдельно взятый не дает возможности диагностировать множественную миелому. Комплексное обследование больного требует значительных затрат времени и вовлечения в диагностический процесс многих параклинических подразделений медицинского учреждения. The disadvantage of these methods is the need for total use, since not a single one makes it possible to diagnose multiple myeloma. Comprehensive examination of the patient requires a significant investment of time and involvement in the diagnostic process of many paraclinical units of a medical institution.

Авторы предлагают в качестве прототипа диагностики множественной миеломы способ иммунохимического исследования с сыворотки, которое состоит из двух этапов: электрофореза в агаровом геле и радиальной иммунодиффузии [Н.Е.Андреева, Е.В. Чернохвостова. Иммуноглобулинопатии. - М.: Медицина, 1985. - 239 с.]. The authors propose as a prototype for the diagnosis of multiple myeloma a method of immunochemical research with serum, which consists of two stages: agar gel electrophoresis and radial immunodiffusion [N.E. Andreeva, E.V. Chernohvostova. Immunoglobulinopathies. - M .: Medicine, 1985. - 239 p.].

С целью определения наличия М-градиента, свидетельствующего о наличии моноклонеального белка, проводится электрофорез сыворотки больного в 1,5% агаре при градиенте потенциала 6 V/см. Для количественного определения иммуноглобулинов используется метод радиальной иммунодиффузии. При этом необходимо наличие моноспецифических антисывороток против отдельных классов и типов иммуноглобулинов и стандартную сыворотку с известным их содержанием. Строго определенное количество исследуемой сыворотки вносят в лунки, вырезанные в слое геля, содержащего соответствующую моноспецифическую антисыворотку. При последующей инкубации антиген диффундирует из лунки в гель и образует преципитат в виде кольца. Площадь кольца соответствует объему геля, содержащего антитела в количестве, эквивалентном количеству внесенного антигена. При постоянной концентрации антител в геле и одинаковом объеме вносимой в лунку сыворотки площадь кольца прямо пропорциональна концентрации данного белка в сыворотке. Сравнивая размер колец исследуемых сывороток и стандартной сыворотки, содержащей известное количество данного белка, рассчитывают его концентрацию в исследуемых сыворотках. In order to determine the presence of an M-gradient, indicating the presence of a monoclonal protein, electrophoresis of the patient's serum is carried out in 1.5% agar with a potential gradient of 6 V / cm. For the quantification of immunoglobulins, the method of radial immunodiffusion is used. In this case, the presence of monospecific antisera against individual classes and types of immunoglobulins and a standard serum with their known content is necessary. A strictly defined amount of the test serum is added to the wells cut in the gel layer containing the corresponding monospecific antiserum. Upon subsequent incubation, the antigen diffuses from the well into the gel and forms a precipitate in the form of a ring. The area of the ring corresponds to the volume of the gel containing antibodies in an amount equivalent to the amount of antigen added. At a constant concentration of antibodies in the gel and the same volume of serum introduced into the well, the ring area is directly proportional to the concentration of this protein in serum. Comparing the size of the rings of the studied sera and standard serum containing a known amount of this protein, calculate its concentration in the studied sera.

Основным недостатком этого метода являются большие временные затраты, а также недостаточная специфичность для диагностики множественной миеломы. Секреция моноклонального иммуноглобулина, за исключением белка Бенс-Джонса, может наблюдаться при ряде заболеваний, не связанных с парапротеинемическим гемобластозом. В то же время далеко не во всех случаях множественной миеломы имеет место секреция моноклональных легких цепей иммуноглобулина (белка Бенс-Джонса). The main disadvantage of this method is the large time costs, as well as insufficient specificity for the diagnosis of multiple myeloma. The secretion of monoclonal immunoglobulin, with the exception of the Bens-Jones protein, can be observed in a number of diseases that are not associated with paraproteinemic hemoblastosis. At the same time, far from all cases of multiple myeloma, there is a secretion of monoclonal light chains of immunoglobulin (Bens-Jones protein).

Авторы предлагают следующий способ диагностики множественной миеломы. The authors propose the following method for the diagnosis of multiple myeloma.

Проводилась инфракрасная спектрометрия сыворотки 26 больных. Основную группу составили 13 пациентов с диагнозом множественной миеломы. В группу сравнения вошли 13 больных с другими заболеваниями, сходными по клиническим и лабораторным данным с множественной миеломой. С помощью спектроанализатора (патент на изобретение N 2137126 от 10.09.99) определялись коэффициенты пропускания в девяти поддиапазонах инфракрасного спектра электромагнитного излучения: 1 - (3500...3200 см^-1), 2 - (3085 ... 2832 см^-1), 3 - (2120... 1800 см^-1), 4 - (1710 ... 1610 см^-1), 5 - (1600 ... 1535 см^-1), 6 - (1543 .. . 1425 см^-1), 7 - (1430 ... 1210 см^-1), 8 - (1127 ... 1057 см^-1), 9 - (1067 ... 930 см^-1).Serum infrared spectrometry was performed in 26 patients. The main group consisted of 13 patients with a diagnosis of multiple myeloma. The comparison group included 13 patients with other diseases similar in clinical and laboratory data with multiple myeloma. Using a spectrum analyzer (patent for invention No. 2137126 dated 09/10/999), transmission coefficients were determined in nine subranges of the infrared spectrum of electromagnetic radiation: 1 - (3500 ... 3200 cm ^-1 ), 2 - (3085 ... 2832 cm ^-1 ) , 3 - (2120 ... 1800 cm ^-1 ), 4 - (1710 ... 1610 cm ^-1 ), 5 - (1600 ... 1535 cm ^-1 ), 6 - (1543 .. .1425 cm ^{- 1} ), 7 - (1430 ... 1210 cm ^-1 ), 8 - (1127 ... 1057 cm ^-1 ), 9 - (1067 ... 930 cm ^-1 ).

Цикл измерения по всем каналам не превышал 1 с. Общее время исследования составило 1 мин. The measurement cycle for all channels did not exceed 1 s. The total study time was 1 min.

Полученные данные представлены в табл. 1 и 2. The data obtained are presented in table. 1 and 2.

Полученные спектральные характеристики основной группы и группы сравнения сопоставлялись методом дискреминантного анализа с определением критерия Маханалобиса [Сошникова Л.А., Тамашевич В.Н., Многомерный статический анализ. М. : ЮНИТИ-ДАНА, 1999, с. 471, 507 - 516], характеризующего в геометрическом смысле расстояние между многомерными объектами с учетом парных корреляционных связей между поддиапазонами инфракрасного спектра. Экспериментально установлено предельное значение этого расстояния, которое составило 20 усл. ед. Это означает, что если критерий Маханалобиса между спектральными характеристиками исследуемой сыворотки больного с подозрением на множественную миелому и показателями поглощения в группе больных с подтвержденной множественной миеломой (табл. 1) менее 20 усл. ед., то у пациента имеет место это заболевание. Если этот показатель превышает 20 усл. ед., то следует думать о другой патологии. The obtained spectral characteristics of the main group and the comparison group were compared by the method of discriminant analysis with the definition of the Mahanalobis criterion [L. Soshnikova, VN Tamashevich, Multidimensional static analysis. M.: UNITY-DANA, 1999, p. 471, 507 - 516], which characterizes in geometric terms the distance between multidimensional objects, taking into account pair correlation between the subranges of the infrared spectrum. The limit value of this distance was experimentally established, which amounted to 20 conv. units This means that if the Mahanalobis test between the spectral characteristics of the test serum of a patient with suspected multiple myeloma and absorption in the group of patients with confirmed multiple myeloma (Table 1) is less than 20 conv. units, then the patient has this disease. If this indicator exceeds 20 srvc. units, then you should think about another pathology.

Эффективность предлагаемого способа представлена на следующих примерах:
Пример 1. Больная Б., 58 лет. История болезни N 109. Диагноз: множественная миелома II A стадия, с секрецией IgG. Компрессионный перелом L1, L2. Жалобы на боль в поясничном отделе позвоночника.The effectiveness of the proposed method is presented in the following examples:
Example 1. Patient B., 58 years old. Case history N 109. Diagnosis: multiple myeloma II A stage, with IgG secretion. Compression fracture L1, L2. Complaints of pain in the lumbar spine.

Клинический анализ крови: эр 3,3 х 10, Hb 102 г/л, тромб 128х10, л 3,7х10, б 1%, э 8%, п 12%, с 31,5%, лимф 35%, м 12,5%, СОЭ 61 мм/ч. Биохимический анализ крови: общий белок 78 г/л, альбумины 49,8%, глобулины: альфа 1 3,7%, альфа 2 9,1%, бета 14,4%, гамма 23%, креатинин 96 ммоль/л. Миелограмма: плазматические клетки 12%. Анализ мочи без патологии. Рентгенография костей скелета. Clinical blood test: er 3.3 x 10, Hb 102 g / l, thrombus 128 x 10, l 3.7 x 10, b 1%, e 8%, n 12%, s 31.5%, lymph 35%, m 12, 5%, ESR 61 mm / h. Biochemical blood test: total protein 78 g / l, albumin 49.8%, globulins: alpha 1 3.7%, alpha 2 9.1%, beta 14.4%, gamma 23%, creatinine 96 mmol / l. Myelogram: plasma cells 12%. Urinalysis without pathology. X-ray of skeleton bones.

Заключение: диффузный остеопороз. Клиновидная компрессия L1-L2. Иммунохимическое исследование сыворотки: секреция моноклонального иммуноглобулина G_λ.Conclusion: diffuse osteoporosis. Wedge compression L1-L2. Serum immunochemical study: secretion of monoclonal immunoglobulin G _λ .

Показатели инфракрасной спектрометрии представлены в табл. 3. Indicators of infrared spectrometry are presented in table. 3.

Критерий Маханалобиса между спектральными характеристиками пробы и установленными показателями поглощения группы больных множественной миеломы составляет 10,06 условных единиц. Эта величина находится ниже порогового значения, соответствующего 20 усл.ед. Это означает, что с вероятностью 96,6% пациент страдает множественной миеломой. The Mahanalobis criterion between the spectral characteristics of the sample and the established absorption indicators of the group of patients with multiple myeloma is 10.06 conventional units. This value is below the threshold value corresponding to 20 arb. This means that with a probability of 96.6%, the patient suffers from multiple myeloma.

Диагноз подтвержден комплексом рутинных методов исследования. The diagnosis is confirmed by a complex of routine research methods.

Пример 2. Больной Т., 74 г. История болезни N 507. Жалобы на боль в поясничном отделе позвоночника. Example 2. Patient T., 74. Case history No. 507. Complaints of pain in the lumbar spine.

Клинический анализ крови: эр 3,9х10, Hb 113 г/л, тром 190х10, л 6х10, б 0%, э 1,5%, п 4,5%, с 64%, лимф 22,5%, м 7,5%, СОЭ 42 мм/ч. Clinical blood test: er 3.9 x 10, Hb 113 g / l, thromb 190 x 10, l 6 x 10, b 0%, e 1.5%, n 4.5%, s 64%, lymph 22.5%, m 7, 5%, ESR 42 mm / h.

Биохимический анализ крови: общий белок 80 г/л, альбумины 51,4%, глобулины: альфа1 4,8%, альфа2 6,4%, бета 12%, гамма 25,4%. Миелограмма: плазматические клетки 9%. Рентгенография костей скелета. Biochemical blood analysis: total protein 80 g / l, albumin 51.4%, globulins: alpha1 4.8%, alpha2 6.4%, beta 12%, gamma 25.4%. Myelogram: plasma cells 9%. X-ray of skeleton bones.

Заключение: остеопороз ребер, костей таза, позвоночника. Conclusion: osteoporosis of the ribs, bones of the pelvis, spine.

Показатели инфракрасной спектрометрии представлены в табл. 4. Indicators of infrared spectrometry are presented in table. 4.

Расстояние спектральных характеристик пробы до характеристик множественно миеломы составило 184,54 условных единиц и находится значительно выше порогового значения (20 усл. ед). Это означает, что у больного диагноз множественной миеломы не подтвердился. The distance of the spectral characteristics of the sample to the characteristics of multiple myeloma was 184.54 conventional units and is significantly higher than the threshold value (20 conventional units). This means that the patient’s diagnosis of multiple myeloma has not been confirmed.

При проведенном клинико-инструментальном исследовании был установлен диагноз метастазов рака в кости из невыявленного первичного очага. Clinical and instrumental examination established a diagnosis of cancer metastases in the bone from an undiagnosed primary focus.

Показатели инфракрасной спектрометрии позволяют дать комплексную оценку состояния фундаментальных компонентов крови и особенностей структурирования водного компонента. Infrared spectrometry indices make it possible to give a comprehensive assessment of the state of the fundamental components of the blood and the structural features of the aqueous component.

Преимуществом описанного метода является возможность быстрой и достоверной диагностики множественной миеломы, что дает возможность его использования как в качестве скриннингового теста, так и в комплексном исследовании в трудных диагностических случаях. The advantage of the described method is the ability to quickly and accurately diagnose multiple myeloma, which makes it possible to use it both as a screening test and in a comprehensive study in difficult diagnostic cases.

Claims

A method for the diagnosis of multiple myeloma, including a study of the patient’s serum, characterized in that the transmittance of the infrared spectrometry in the blood serum is determined in nine sub-bands of the electromagnetic radiation spectrum: 3500 - 3200 cm ^-1 , 3085 - 2832 cm ^-1 , 2120 - 1800 cm ^-1 , 1710 - 1610 cm ^-1 , 1600 - 1535 cm ^-1 , 1542 - 1425 ^-1 , 1430 - 1210 cm ^-1 , 1127 - 1057 cm ^-1 , 1067 - 930 cm ^-1 , and according to the spectral characteristics of these subranges of the studied serum and established indicators of spectral characteristics in patients with confirmed multiple the crowbar determines the limit threshold value of the Mahanalobis criterion, corresponding to 20 conv. units and when the criterion value is below the threshold, multiple myeloma is diagnosed.