RU2747653C1 - Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19 - Google Patents

Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19 Download PDF

Info

Publication number
RU2747653C1
RU2747653C1 RU2021100211A RU2021100211A RU2747653C1 RU 2747653 C1 RU2747653 C1 RU 2747653C1 RU 2021100211 A RU2021100211 A RU 2021100211A RU 2021100211 A RU2021100211 A RU 2021100211A RU 2747653 C1 RU2747653 C1 RU 2747653C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
covid
urine
patient
iron metabolism
Prior art date
Application number
RU2021100211A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Алексеевич Вознюк
Алексей Николаевич Лодягин
Ирина Анатольевна Шикалова
Баир Васильевич Батоцыренов
Игорь Анатольевич Поляков
Надежда Владимировна Тимофеева
Original Assignee
Государственное бюджетное учреждение Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное учреждение Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе filed Critical Государственное бюджетное учреждение Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе
Priority to RU2021100211A priority Critical patent/RU2747653C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2747653C1 publication Critical patent/RU2747653C1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/195Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group
    • A61K31/197Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group the amino and the carboxyl groups being attached to the same acyclic carbon chain, e.g. gamma-aminobutyric acid [GABA], beta-alanine, epsilon-aminocaproic acid or pantothenic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00General protective or antinoxious agents
    • A61P39/04Chelating agents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/90Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving iron binding capacity of blood

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине, а именно к реаниматологии и инфектологии, и может быть использовано для диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19. В организме больного определяют не связанное с трансферрином железо (NTBI). После внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой. При ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа. Способ обеспечивает возможность диагностики нарушений обмена железа при COVID-19 за счет определения свободного железа в моче пациента, собираемой в течение суток, при введении больным дефероксамина, позволяющего выявить повышенную экскрецию железа с мочой. 2 пр.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности реаниматологии и инфектологии, и может применяться для диагностики нарушений обмена железа при COVID-19.
На необходимость диагностики нарушений обмена железа у больных с COVID-19 указывает ряд фактов:
1. Нарушение обмена железа при Covid-19 ассоциировано с тяжелым течением заболевания и высоким риском раннего летального исхода.
2. Высокие значения ферритина (депо железа в тканях) ассоциированы с тяжелым течением патологического процесса при Covid-19 сопровождающегося полиорганным поражением.
2. В развитии ОРДС при COVID-19 свободное железо может играть важную роль. Известно, что синдром острого респираторного дистресс-синдрома является редким,
но возможным осложнением тяжелого острого отравления железом, и его патогенез связывают с прямой и косвенной токсичностью железа.
3. Инициированная железом продукция активных форм кислорода может быть причиной повреждения микроциркуляторного русла при COVID-19, а поступление железа в кардиомиоциты через двухвалентные ионные каналы служить причиной нарушения процессов возбуждения и сокращения миокарда, приводя к серьезным сердечно-сосудистым осложнениям.
4. В настоящее время развитие тромбообразования признано ведущей причиной тяжелого течения и смертности при COVID-19. В связи с чем, важно отметить свойство железа модулировать реактивность компонентов клеток крови, в частности тромбоцитов. Доказано, что железо (Fe2+) дозозависимо индуцирует агрегацию тромбоцитов.
5. Известно, что ионы железа стимулируют репликацию РНК-вирусов, что может способствовать прогрессированию COVID-19.
В настоящее время для определения железа в сыворотке крови используется метод, рекомендованный Международным комитетом по стандартизации в гематологии (ICSH) в 1971 г. [Proposed recommendations for measurement of serumironin human blood. International-Committee for Standartdizationin Hematology. Brit.J.Haem. 1971, 20(4): 451-453]. По этому методу 2 мл сыворотки смешивают с 2 мл кислого рабочего раствора, содержащего трихлоруксусную, тиогликолевую и соляную кислоты и выдерживают при комнатной температуре; при этом железо высвобождается из железосвязывающих белков сыворотки крови и восстанавливается до двухвалентного состояния. Затем белки удаляются с помощью центрифугирования, а к супернатанту прибавляется раствор хромогена - динатриевой соли 4,7-дифенил-1,10-фенантролиндисульфоновой кислоты (батофенантролина) в присутствии ацетата натрия для создания в реакционной смеси значения рН 4,5, оптимального для образования окрашенного комплекса, оптическая плотность которого определяется при 535 нм.
В 1990 году ICSH рекомендовал в качестве хромогена использовать мононатриевую соль 3-(2-пиридин)-5,6-дифенил-1,2,4-триазин-n, n1-дисульфокислоты (феррозин) [Revised recommendations for the measurements of the serumironin human blood. International Committee-for Standartdizationin Hematology. Brit.J.Haem. 1990, 75: 615-616]. Таким образом, в настоящее время для определения концентрации железа в сыворотке крови сначала железо освобождают из железосвязывающих белков, восстанавливают, а затем, после добавления хромогенно-го лиганда (феррозина) и буфера, измеряют оптическую плотность полученного устойчивого окрашенного железо-феррозинового комплекса. Из оптического поглощения комплекса вычитается холостая проба на сыворотку (оптическое поглощение образца до добавления феррозина), полученное значение пропорционально концентрации железа в крови.
Как видно из описания, данный метод позволяет определить только общую концентрацию железа крови, в том числе и железо, связанное с трансферрином, за счет предварительного высвобождения его из железосвязывающих белков. Но потенциально токсичным является свободное, несвязанное с трансферрином железо (NTBI, non-transferrin-bound iron), так как в связанном с белком состоянии железо неопасно. По этой причине определение концентрации NTBI представляется наиболее важным при COVID-19.
Ближайшим к заявляемому является способ определения NTBI с использованием нитрилотриуксусной кислоты, NTA, которая связывает все низкомолекулярное железо сыворотки [SSingh 1, RCHider, JBPorter. A direct method for quantification of non-transferrin-bound iron Anal Biochem. 1990 May 1; 186(2): 320-3]. Комплекс Fe-NTA, присутствующий в ультрафильтрате сыворотки, затем определяется количественно с использованием автоматизированной процедуры ВЭЖХ, где происходит дериватизация на колонке с хелатором железа с высоким сродством (3-гидрокси-1-пропил-2-метилпиридин-4-он).
Недостаток способа, выбранного в качестве прототипа, состоит в том, что он недоступен для использования в клинической практике, так как для прямого количественного определения NTBI необходима высокоэффективная жидкостная хроматография со специализированной колонкой, которой располагают только специализированные научные лаборатории.
Задачей настоящего изобретения является упрощение способа.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в способе диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19, заключающемся в определении в организме больного не связанного с трансферрином железа (NTBI), после внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой и при ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа.
Повышенная экскреция железа с мочой после введения дефероксамина наблюдается при различных заболеваниях и состояниях, сопровождающихся нарушением обмена железа - талассемия, гемохроматоз, хронические заболевания печени и т.д. В норме суточная экскреция железа с мочой составляет менее 1 мг/сут (менее 18 мкмоль/л), при нарушении обмена железа она 1 мг/сут и больше.
Упрощение способа диагностики обеспечивается, преимущественно, доступностью оборудования - масс-спектрометрическими анализаторами, которые определяют железо в моче, оснащены многие специализированные лаборатории.
Способ осуществляется следующим образом. Больным с диагнозом «COVID-19, двусторонняя полисегментарная вирусная пневмония» с объемом поражения легких более 25% и с повышением ферритина крови внутримышечно вводится 500 мг дефероксамина. После введения дефероксамина моча собирается в течение 24 часов в чистую емкость, перемешивается, и 50 мл отливается в стерильный пластиковый контейнер с закручивающейся крышкой. Концентрация железа в моче определяется методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. При концентрации железа в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа у больного.
Пример 1. Больной Г., 1964 г.р., с 19.10.2020 г. находился на стационарном лечении в СПб ГБУЗ городская больница №38 с диагнозом «COVID-19 (U 07.2), тяжелое течение. Внебольничная двухсторонняя полисегментарная пневмония, ДН II, КТ 3». При компьютерном томографическом исследовании легких - признаки двухсторонней полисегментарной вирусной пневмонии тяжелой степени (КТ 3). Объем поражения легких до 70%. 26.10.2020 г. у больного выявлено повышение уровня ферритина - 550 нг/мл (норма 20-350 нг/мл). 27.10.2020 больному проведена диагностика нарушений обмена железа заявляемым способом. В моче обнаружено железо в концентрации 1532 мг/л (норма 60-1000 мг/л). У больного с COVID-19 диагностировано тяжелое нарушение обмена железа. 30.10.2020 г. больной умер.
Пример 2. Больная Р. 1952 г.р., с 31.10.2020 г. находилась на стационарном лечении в СПб ГБУЗ городская больница №38 с диагнозом «COVID-19 (U 07.2), тяжелое течение. Внебольничная двухсторонняя полисегментарная вирусная пневмония, ДН 0, КТ 4». При компьютерном томографическом исследовании легких - признаки двухсторонней полисегментарной вирусной пневмонии с признаками отека (КТ 4). При визуализации объем поражения легких более 75%. 10.11.2020 г. у больной выявлено повышение уровня ферритина - 550 нг/мл (норма 10-150 нг/мл). 10.11.2020 больной проведена диагностика нарушений обмена железа заявляемым способом. В моче обнаружено железо в концентрации 793 мг/л. У больной не диагностировано тяжелое нарушение обмена железа. 25.11.2020 г. больная, в связи с улучшением состояния, переведена на отделение.
Заявляемый способ диагностики нарушений обмена железа доступен для применения в клинической практике, безопасен и прост в применении.
Проведение диагностики по предложенному способу позволяет своевременно диагностировать тяжелое нарушения обмена железа у больных с COVID-19 и начать комплекс лечебных мероприятий, направленных на коррекцию выявленных нарушений.

Claims (1)

  1. Способ диагностики нарушений обмена железа при тяжелых формах COVID-19, заключающийся в определении в организме больного не связанного с трансферрином железа (NTBI), отличающийся тем, что после внутримышечного введения больным дефероксамина методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой определяют суточную экскрецию железа с мочой и при ее концентрации в моче 1000 мг/л и выше диагностируют тяжелые нарушения обмена железа.
RU2021100211A 2021-01-11 2021-01-11 Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19 RU2747653C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100211A RU2747653C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100211A RU2747653C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747653C1 true RU2747653C1 (ru) 2021-05-11

Family

ID=75919859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100211A RU2747653C1 (ru) 2021-01-11 2021-01-11 Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747653C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779562C1 (ru) * 2021-12-29 2022-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ раннего выявления неврологических нарушений у пациентов, перенесших COVID-19

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019381A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Cesare Saltini Method for in vitro diagnosis of idiopathic pulmonary fibrosis
US10012659B2 (en) * 2014-03-18 2018-07-03 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Methods for diagnosing iron-related pathologies
AU2019264588A1 (en) * 2014-07-11 2019-12-05 Grifols Worldwide Operations Limited Method of treatment of Hypoxia inducible factor (HIF)-related conditions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019381A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Cesare Saltini Method for in vitro diagnosis of idiopathic pulmonary fibrosis
US10012659B2 (en) * 2014-03-18 2018-07-03 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Methods for diagnosing iron-related pathologies
AU2019264588A1 (en) * 2014-07-11 2019-12-05 Grifols Worldwide Operations Limited Method of treatment of Hypoxia inducible factor (HIF)-related conditions

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU W. et al. Depriving iron supply to the virus represents a promising adjuvant therapeutic against viral survival. Curr. Clin. Microbiol. Rep. 2020, 20, p.1-7. *
MA Y. et al. A novel method for non-transferrin-bound iron quantification by chelatable fluorescent beads based on flow cytometry. Biochem J. 2014, 463(3), p.351-362. *
ЛОДЯГИН А.Н. и др. Ацидоз и токсический гемолиз - цели патогенетического лечения полиорганной патологии при Covid-19. Вестник восстановительной медицины. 2020, 97 (3), стр.25-30. *
ОРЛОВ Ю.П. и др. Есть ли связь обмена железа с течением СOVID-19? Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2020, 17(4), стр.6-13. *
ОРЛОВ Ю.П. и др. Есть ли связь обмена железа с течением СOVID-19? Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2020, 17(4), стр.6-13. ЛОДЯГИН А.Н. и др. Ацидоз и токсический гемолиз - цели патогенетического лечения полиорганной патологии при Covid-19. Вестник восстановительной медицины. 2020, 97 (3), стр.25-30. LIU W. et al. Depriving iron supply to the virus represents a promising adjuvant therapeutic against viral survival. Curr. Clin. Microbiol. Rep. 2020, 20, p.1-7. MA Y. et al. A novel method for non-transferrin-bound iron quantification by chelatable fluorescent beads based on flow cytometry. Biochem J. 2014, 463(3), p.351-362. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779562C1 (ru) * 2021-12-29 2022-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ раннего выявления неврологических нарушений у пациентов, перенесших COVID-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Holmberg et al. Studies on the capacity of serum to bind iron. A contribution to our knowledge of the regulation mechanism of serum iron
Robertson et al. Calcium measurements in serum and plasma—total and ionized
Chan et al. Hyperinsulinaemia and Na+, K+‐ATPase activity in thyrotoxic periodic paralysis
CN103760121B (zh) 一种血液中亚硝酸盐的检测方法
Frazer et al. A method for the determination of sodium, potassium, magnesium and lithium concentrations in erythrocytes
Hoppe et al. Simultaneous determination of oxalate, citrate and sulfate in children's plasma with ion chromatography
Laminski et al. Hyperoxaluria in patients with recurrent calcium oxalate calculi: dietary and other risk factors
JP7385944B2 (ja) 尿中Aβアミロイドを検出するためのテストストリップ及び方法
Robertson Measurement of ionised calcium in body fluids—a review
Langhoff et al. Potentiometric analysis for sodium and potassium in biological fluids.
Jung et al. A semi-micromethod for the determination of serum iron and iron-binding capacity without deproteinization
RU2747653C1 (ru) Способ диагностики нарушения обмена железа при тяжелых формах covid-19
Perez-Mateo et al. Protein binding of salicylate and quinidine in plasma from patients with renal failure, chronic liver disease and chronic respiratory insufficiency
Elfström Plasma protein binding of Phenytoin after cholecystectomy and neurosurgical operations
Bäck et al. A simple chemical method for the quantification of the contrast agent iohexol, applicable to glomerular filtration rate measurements
McGregor et al. Effect of pH and citrate on binding of iron and gallium by transferrin in serum
RAJATANAVIN et al. Effect of chloride on serum thyroxine binding in familial dysalbuminemic hyperthyroxinemia
CN103674938A (zh) 缺血修饰白蛋白组合测定试剂、测定方法及试剂盒
Czarnik et al. Parathyroid hormone serum concentration kinetic profile in critically ill patients undergoing continuous renal replacement therapies: a prospective observational study
Rassin et al. Free amino acids in liver of patients with homocystinuria due to cystathionine synthase deficiency: effects of vitamin B6
BR112021008142A2 (pt) tratamento de deficiência de ferro com carboximaltose férrica
JP7281155B2 (ja) 酸化型・還元型アルブミンを指標とした糖尿病合併症の進行の予測方法
Krzesinski et al. Intracellular cation concentrations in essential hypertension and chronic renal failure
RU2436096C1 (ru) Способ оценки эффективного транспорта железа у больного с почечной недостаточностью
Murray et al. The “effective thyroxine ratio” in the assessment of thyroid function