ВВЕДЕНИЕ
Во всем мире, включая Россию, одной из крайне древних разрушительных привычек в мировой истории является чрезмерное злоупотребление алкоголя. Тяжесть алкогольной ситуации в России определяется не только уровнем, но и характером потребления: преобладанием крепких спиртных напитков, единоразовым употреблением больших количеств алкоголя и пренебрежением закуской.
Один из результатов такого положения — зависимость общей смертности от потребления алкоголя. Расчет «алкогольных» потерь страны показывает, что почти 30% смертей мужчин и 17% смертей женщин связаны со спиртным. Это значит, что в России почти 1/3 мужчин и 1/5 женщин умирают на несколько лет раньше отведенного им срока в связи с употреблением алкоголя.
Большой диапазон всевозможных повреждений организму наносит как острое, так и хроническое отравление алкоголем. Злоупотребление алкоголем приводит к множеству общественных проблем, которые касаются людей, не употребляющих алкоголь,: учащение конфликтов, экономические трудности, разрушение семейных ценностей[1].
Одной из актуальнейших проблем современного общества является употребление алкоголя женщиной в пренатальном периоде. Исследования показывают, что алкоголь даже небольшой крепости и в малых дозах может нанести вред плоду[2–4]. Негативное воздействие алкоголя на плод характеризуется развитием множества механизмов: окислительного стресса, апоптоза, модуляции экспрессии генов и нарушения миграции нейронов[5, 6]. Алкоголь влияет на систему перекисного окисления липидов, которая важна для обеспечения клеток энергией. При употреблении алкоголь разлагается в организме на ацетальдегид, который может повредить мембраны клеток и привести к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы повреждают молекулы липидов, вызывая их окисление и образование перекисных соединений. Это вызывает повреждение клеток и тканей, а также способствует развитию различных заболеваний[7, 8]. Поэтому изучение проблемы употребления алкоголя беременными женщинами сохраняет свою актуальность и требует неотложного решения[9].
Цель обзора: проанализировать методы лабораторной диагностики, подтверждающие факт однократного и/или хронического употребления алкоголя, детектируемого в течение 28 сут после последнего приема алкоголя, и возможности наиболее эффективных методов в скрининге употребления алкоголя беременными и женщинами репродуктивного возраста.
Проведен анализ отечественной и зарубежной научной литературы по ключевым словам: фетальный алкогольный синдром, фетальное расстройство алкогольного спектра, беременность, биомаркеры употребления и злоупотребления алкоголя, в том числе в пренатальном периоде, фосфатидилэтанол (PEth), анализ крови. Обзор составлен по базам данных: PubMed, Scopus, Web of Science, MedLine, The Cochrane, еLibrary, CyberLeninka, РИНЦ и др. Материал собран из списков литературы обзорных статей в соответствии с рекомендациями PRISMA за последние 7 лет (с 2017 по 2023 г.). Отбор статей был проведен в зависимости от научной ценности, с формированием окончательного списка литературы по релевантности проанализированного материала. В обзор были включены полные тексты статей на английском и русском языках; интервью и тезисы были исключены.
В настоящий обзор было включено 35 статей (36,4% от общего числа найденных записей; рис. 1). Все включенные записи были оригинальными статьями, из них 15 проспективных когортных исследований, 20 наблюдательно-описательных исследований. В исследованиях анализировали PEth и другие биомаркеры в крови новорожденных в неонатальной крови и у беременных женщин. В 80% включенных статьях PEth оказался более чувствительным методом диагностики, чем другие биомаркеры употребления алкоголя.
Рис. 1. Схема отбора публикаций
МЕТАБОЛИЗМ ЭТАНОЛА
В организме 90% введенного спирта метаболизируется до СО2 и воды. В печени происходит окисление спирта со скоростью 10 мл/ч. При длительном применении спирта может наблюдаться индукция ферментов метаболизма этанола в печени, при которой скорость инактивации этанола возрастает. Неизменный спирт выделяется легкими, почками и потовыми железами.
Этанол метаболизируется до ацетальдегида двумя основными путями. Алкогольдегидрогеназный путь включается, когда концентрация алкоголя в крови достигает 1–5 ммоль/л. При превышении этого уровня алкоголь метаболизируется микросомальной системой цитохрома Р450, функционирующей при участии НАДФН и О2. При хроническом алкоголизме эта система становится более активной. Этим, вероятно, объясняется ускорение метаболических превращений этанола, о чем говорит повышение содержания в крови как ацетальдегида, так и ацетата.
Последующее окисление ацетальдегида катализируется алькогольдегидрогеназой. Продуктом реакции является уксусная кислота, которая далее превращается в ацетил-КоА при участии ацетил-КоА-синтетазы, НSКоА (кофермент А) и АТФ. Затем ацетильный остаток включается в цитратный цикл или используется для синтеза жирных кислот, жиров и холестерина.
Постановка диагноза и выбор правильной стратегии требуют точного знания о количестве и частоте употребляемого человеком алкоголя. Для этого проводится анкетирование пациентов, используются опросники AUDIT, TOKO, TWEAK, позволяющие выявить группы риска среди лиц, злоупотребляющих алкоголем, с учетом самооценки наблюдаемого человека. Однако информация, полученная таким путем, подвержена субъективизму, т. к. человек зачастую может вносить заведомо ложные данные. Для получения более объективной картины используются биомаркеры, которые более точно указывают на потребление алкоголя человеком.
В настоящее время большое количество исследований посвящено изучению прямого биомаркера этанола — PEth с целью получения объективной картины употребления алкоголя. Из-за большого периода полувыведения при употреблении алкоголя он накапливается в крови. В таком случае появляется возможность его детектирования в течение 28 сут после последнего приема[10].
Маркеры можно разделить на две группы: прямые и непрямые. Следует отметить, что отличаются биомаркеры между собой механизмами их патологического повышения, которые во многом определяют их аналитическую специфичность; дозой алкоголя и продолжительностью его употребления, требующихся для повышения концентрации биомаркера; периодом полураспада в организме человека[1]. Кроме того, при хроническом злоупотреблении алкоголя могут меняться биохимические показатели крови: уровень мочевой кислоты, активность ферментов, содержание триглицеридов в сыворотке.
К непрямым биомаркерам относятся ферменты: гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), карбогидратдефицитный трансферрин (CDT).
Метаболиты этанола, такие как этилглюкоронид и фосфатидилэтанол, являются прямыми биомаркерами[10].
Повышение непрямых биомаркеров указывает на тотальное поражение печени, хотя активность АСТ может повышаться при патологии мышц и значительной физической нагрузке, при приеме лекарств. Что касается алкогольного повреждения печени, точность АСТ и АЛТ является низкой по сравнению с ГГТ, поэтому эти маркеры не могут рассматриваться в качестве самостоятельных индикаторов хронического злоупотребления алкоголем[11].
ГГТ представляет собой мембранный гликопротеид, переносящий гамма-глутамил от трипептида глутатиона к различным белкам. Чувствительность ГГТ-теста при хроническом употреблении алкоголя составляет 37–95%, что позволяет использовать его достаточно часто для выявления поражения печени алкоголем. Период полураспада ГГТ составляет в среднем 3 нед, и концентрация ГГТ в сыворотке возвращается к норме после прекращения употребления алкоголя через 4–5 нед. Основным недостатком данного маркера является его достаточно низкая специфичность, т. к. он может повышаться при заболеваниях поджелудочной железы, сахарном диабете 2-го типа, ожирении, гипертонии, хронических заболеваниях печени и почечной недостаточности.
В целом представленные непрямые маркеры употребления алкоголя, несмотря на простоту их определения, нельзя отнести к надежным, обладающим высокой диагностической специфичностью. Поэтому в настоящее время все шире используется новый маркер — CDT, представляющий собой изоформы белка трансферрина. СDT характеризуется высокими специфичностью и чувствительностью. Уровень маркера увеличивается при употреблении не менее 60–80 г абсолютного этилового спирта в течение 1–2 нед ежедневно. Возвращается значение белка к норме за 2–3 нед. На сегодня CDT является наиболее точным маркером для диагностики хронического потребления алкоголя, обладает наилучшими аналитическими показателями по результатам крупных клинических и валидационных испытаний и может использоваться для реализации профилактической медико-реабилитационной стратегии.
Трансферрин — синтезируется в основном в печени и является сывороточным белком, состоящим из трех структурных доменов. Все три домена отличаются вариабельностью, для диагностики хронического употребления алкоголя наибольшее значение имеет вариабельность белка по структуре цепей N-гликанов. Выделяют 9 изоформ трансферрина, и у здорового человека процентное содержание этих вариантов строго упорядочено. При хроническом злоупотреблении алкоголя гликозилирование белка нарушается, что ведет за собой изменение процентного соотношения его изоформ в сторону повышения уровня низкосиалированных изоформ, называемых также карбогидрат-дефицитным, или CDT.
Кроме того, для выявления употребления алкоголя можно использовать определение метаболита обмена этанола — этилглюкоронида. Концентрация метаболита становится пропорциональной концентрации этанола через 2 ч после приема алкоголя. Образование маркера происходит путем коньюгации этанола с глюкуроновой кислотой при участии фермента уридиндифосфат-глюкуронилтрансферазы. Удобнее определять EtF в моче вплоть до 90 ч после употребления этанола. Чувствительность и специфичность данного маркера не менее 90%, хотя его нельзя рассматривать в качестве биомаркера при хроническом употреблении алкоголя.
Еще одним прямым биомаркером, которому посвящено большое количество исследований, является PEth. Впервые результаты исследований PEth были опубликованы 20 лет назад группой ученых под руководством Allinga.
В норме превращение фосфатидилхолина в фосфатидную кислоту катализирует фермент фосфолипаза D, в присутствии этанола реакция смещается в сторону образования PEth. PEth представляет собой группу изоформ, которые различаются между собой связанными остатками жирных кислот; количественное определение суммы гомологов лучше с общим уровнем PEth, чем измерение каждого в отдельности. Из всех известных способов лабораторной диагностики алкогольной зависимости наиболее перспективным является определение концентрации PEth в крови[12]. PEth представляет собой абнормальный глицерофосфолипид, образующийся в различных тканях в присутствии этанола из фосфолипида клеточной мембраны фосфатидилхолина под действием фосфолипазы D[1]. Из 48 известных гомологов PEth наиболее частыми являются PEth 16:0/18:1 (38%) и PEth 16:0/18:2 (24%). Поскольку в эритроцитах отсутствует система энзиматической деградации PEth, он накапливается в мембране и, следовательно, может служить маркером хронической алкоголизации[13].
Пока не существует достоверной оценки порогов для дифференциации воздержания от умеренного употребления алкоголя и выявления чрезмерного потребления на основе гомологов PEth. Проведены исследования у 300 добровольцев для установления референтных значений PEth, отражающих различные привычки употребления алкоголя. Образцы крови анализировали на PEth 16:0/18:1 и 16:0/18:2 методом онлайн-жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрией. Результаты сравнивали с опросниками AUDIT-C, с количеством алкоголя, выпитого в течение 2 нед до забора крови, и подвергали статистической оценке. Из 300 добровольцев 4,0% человек сообщили о воздержании от алкоголя (оценка AUDIT-C: 0), PEth в их крови не определялся. Концентрации PEth 16:0/18:1 ниже предела обнаружения 10,0 нг/мл соответствуют воздержанию и легкому употреблению алкоголя (≤ 10 г чистого алкоголя в день). Однако у некоторых добровольцев, классифицированных как «чрезмерно употребляющие алкоголь», результаты PEth были отрицательными. Сочетание самооценки потребления алкоголя и оценки AUDIT-C показало, что отрицательные результаты PEth совпадают с воздержанием или легким употреблением алкоголя. Умеренное потребление алкоголя приводило к PEth 16:0/18:1 от 0 до 112 нг/мл, а для PEth 16:0/18:2 варьировалось от 0 до 67,0 нг/мл. Более высокие концентрации PEth указывали на чрезмерное употребление алкоголя[14–16].
Обследование, которое в обязательном порядке проводится в Норвегии, заключается в том, что у всех беременных женщин на 12-й неделе гестации определяется уровень PEth в крови, а при отрицательном результате — на 24-й неделе. Собраны данные с сентября 2017 г. по октябрь 2018 г. В общей сложности на PEth были проанализированы 4533 образца цельной крови от 4067 женщин. В итоге 58 женщин употребляли алкоголь, из них 50 женщин на сроке 12 нед беременности, 3 женщины — на сроке 24 нед, а в 5 случаях сроки были неизвестны. Не выявлено существенных различий в доле женщин с положительными значениями PEth в зависимости от возраста или проживания в сельской местности по сравнению с городом. В итоге в отобранной популяции беременных в Норвегии 1,4% имели положительный образец PEth примерно на 12-й неделе беременности, тогда как 0,4% — примерно на 24-й неделе[17–20]. Таким образом, следует провести дополнительное исследование использования PEth в качестве диагностического инструмента в антенатальном периоде для выявления алкогольных биомаркеров.
В США 2–5% детей школьного возраста страдают от расстройств фетального алкогольного спектра, данные о распространенности пренатального воздействия алкоголя (PAE) могут быть существенно занижены. Работа, проведенная в Техасе, заключалась в том, чтобы определить уровень PEth в пуповинной крови у 1000 младенцев. В исследовании для оценки распространенности PAE в течение 1 мес до родов использовали PEth-irDBS (фосфатидилэтанол в остатках крови пуповины младенцев). Результаты показали, что во всей выборке 8,4% irDBS были положительными на PEth (> 20 нг/мл), что свидетельствует о PAE в течение примерно 1 мес до родов. Наблюдались большие региональные различия, причем в основном городские регионы с высоким средним уровнем дохода демонстрировали самую высокую распространенность. Таким образом, активные усилия по выявлению расстройств фетального алкогольного спектра в сочетании с систематической объективной оценкой PAE следует распространить на национальный уровень, чтобы лучше оценить потребности общественного здравоохранения, необходимые для предоставления адекватных услуг детям, страдающим PAE[21–23].
Для определения PEth используется жидкостная хромография и масс-спектрометрия в тандеме, но учитывая, что получение всех гомологов PEth затруднено, обычно фокусируются на одном или нескольких отдельных гомологах PEth, таких как 16:0/18:1 (один из наиболее распространенных видов PEth)[24–26].
Доказано, что образование PEth в крови не зависит от гематологических показателей, и это позволяет использовать его в качестве потенциального маркера хронического и разового употребления алкоголя. Показана возможность детектировать PEth в течение 28 дней после приема алкоголя, что обусловлено большим периодом полувыведения и накоплением маркера при длительном употреблении алкоголя. Теоретически можно предположить 100% специфичность показателя, так как его образование напрямую зависит от содержания этанола в крови[27].
Определение PEth в крови можно использовать для мониторинга стабильности ремиссии алкоголизма и выявления возможных рецидивов, а также для отнесения лиц к группам риска по употреблению алкоголя, особенно у женщин, употребляющих алкоголь во время беременности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, PEth является ценным маркером для мониторинга употребления алкоголя во время беременности. Однако в настоящее время его использование ограничено, главным образом, из-за нехватки данных о его специфичности/чувствительности, отсутствия общепринятого порога интерпретации и стандартизации диагностической эффективности различных изоформ.
Имеющиеся данные говорят о преимуществе PEth по сравнению с другими биохимическими маркерами в детекции хронического злоупотребления алкоголем, в отличие от большинства непрямых маркеров, использующихся в диагностике злоупотребления алкоголем. Концентрация PEth в плазме крови не зависит от пола, возраста и наличия сопутствующих заболеваний. Недостатком использования PEth в рутинной клинической практике является методологическая сложность его определения. В настоящее время разработаны различные методы количественного определения PEth, позволяющие детектировать как суммарное его количество, так и отдельные его гомологи в низких концентрациях. Наиболее чувствительным методом идентификации и количественного определения отдельных гомологов PEth является метод высокоэффективной жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии.
Накопленные данные позволяют считать определение PEth в крови перспективным маркером эпизодического употребления алкоголя в больших дозах, а также хронической алкогольной интоксикации. Актуальной задачей дальнейших исследований является изучение чувствительности, специфичности, пороговых значений PEth при различных режимах алкоголизации, а также в зависимости от пола, возраста и сопутствующего заболевания.
Анализ литературных данных говорит о значительной вариабельности референтного порога концентрации PEth для дискриминации различных уровней потребления алкоголя, что усложняет его использование в качестве биохимического маркера злоупотребления алкоголем. Вариабельность референтного порога концентрации PEth может быть обусловлена различными неучтенными переменными, такими как индивидуальные различия в скорости его образования (определяется активностью фосфолипазы D) и элиминации PEth, возможностью образования PEth in vitro, различиями в используемых аналитических методах и определяемых гомологах, паттернов потребления, надежностью самоотчетов потребления алкоголя.
За рубежом с целью сохранения здоровья нации проводится ряд мероприятий, включающих в себя составление генетического паспорта женщин репродуктивного возраста для снижения риска развития наследственного заболевания, а также определение биомаркеров употребления алкоголя в крови у беременных женщин в I и II триместрах. На наш взгляд, эти мероприятия необходимо проводить и в пределах России, т. к. употребление алкоголя женщиной во время беременности и соответственно, негативное влияние на развитие плода, является одной из серьезных проблем нашего времени.
Поступила: 04.05.2023
Принята к публикации: 13.06.2023
