ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Diagnosis of anemic syndrome in patients with active rheumatoid arthritis

Semashko A.S., Galushko E.A., Lila A.M.

1) V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology, Moscow; 2) Russian Medical Academy of Continuous Professional Education of the Ministry of Healthcare of Russia, Moscow
Abstract. Anemia remains one of the most common concomitant pathologies, which has an influence at the prognosis of main disease and life quality of the patient.
The aim: to develop an algorithm using hepcidin for the differential diagnosis of chronic inflammation anemia (ACI) from true iron deficiency anemia (IDA) in patients with active rheumatoid arthritis (RA).
Material and methods. The study was prospective. 78 RA patients with high activity of the inflammatory process according to DAS28-ESR were included in the analysis. Patients were recruited sequentially upon admission to hospitalization at V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology. Criterion for anemia was considered to be a decrease in hemoglobin levels below 120 g/l for female and below 130 g/l for male patients. Depending on hemoglobin level, participants were divided into the main (with anemia, n = 47) and control (without anemia, n = 29) groups. All patients had an assessment of DAS28 index, estimation of clinical and biochemical blood parameters (serum iron, total iron-binding serum capacity, hepcidin, interleukin 6).
Results. Among patients with active RA and anemia (n = 47), isolated ACI was diagnosed in 57.4% of cases (n = 27). Classic IDA was diagnosed in 20 patients (42.6%). Significantly higher hepcidin values (120.3 ± 56.71 pg/ml) were determined in patients with ACI comparatively to the control group (90.4 ± 36.9 pg/ml) and RA patients with IDA. Correlation between hepcidin level and interleukin 6 level (rIL-6 = 0.81) was obtained only in the subgroup with ACI. In patients with IDA and without anemia, such kind of correlation was not found. Based on the obtained data, an algorithm for diagnosing anemia in patients with active RA was developed.
Conclusion. The level of hepcidin is an informative indicator for differential diagnosis of the type of anemia during active inflammation. In RA patients with ACI, the highest values of hepcidin in blood serum are detected, while in IDA cases they are staying below the reference values. The study also demonstrates the importance of hepcidin – interleukin 6 correlation.

Keywords

hepcidin
anemia
rheumatoid arthritis

ВВЕДЕНИЕ

Среди ревматических заболеваний ревматоидный артрит (РА) – одна из наиболее изучаемых и дискуссионных тем. Это обусловлено широким распространением этой нозологии, значительной вариабельностью возраста пациентов, а также вероятностью быстрого прогрессирования заболевания при отсутствии или недостаточной эффективности терапии. Все эти факторы могут существенно влиять на качество жизни, физическое и психоэмоциональное состояние больных, в том числе вне зависимости от активности воспалительного процесса или патогенетической терапии [1, 2].

К числу таких факторов относятся коморбидные состояния, включая анемию – важный и недостаточно изученный аспект сопутствующей патологии при РА [3, 4]. Анемия может быть препятствующим фактором как для снижения активности заболевания, так и для применения некоторых препаратов [5, 6]. Это состояние, по данным литературы, встречается с частотой от 15 до 70% [4, 7, 8] и является самым распространенным гематологическим нарушением при РА [7].

Чаще всего анемию на фоне РА считают проявлением основного заболевания и рассматривают как анемию хронического воспаления (АХВ). В основе многофакторного патогенеза АХВ лежит хронически протекающее воспаление, выступающее ключевым фактором нарушений в цикле метаболизма железа. Кроме того, роль воспаления отмечена в нарушении выработки эритроидных предшественников, продукции эритропоэтина и длительности функционирования эритроцитов.

Как свидетельствуют исследования [5, 9], при РА часто наблюдается диссоциация между воспалительной активностью заболевания и тяжестью анемического синдрома, поскольку наряду с перераспределительным характером нарушения обмена железа, характерного для АХВ, большой процент анемий при РА обусловлен истинным дефицитом железа с развитием железодефицитной анемии (ЖДА). По этой причине долгое время анемия у пациентов с РА расценивалась как ЖДА из-за родства сопутствующих ей биохимических процессов с АХВ [4].

Однако клинической практикой подтверждено, что в случае больных РА данных в пользу высокой воспалительной активности при использовании стандартного набора биохимических тестов (показателей обмена железа) недостаточно для объективной оценки дефицита железа и, как следствие, дифференциальной диагностики ЖДА и АХВ [7–9]. Поэтому установление характера анемии у больных РА по-прежнему остается актуальной проблемой.

Частое необоснованное назначение препаратов железа при недифференцированной анемии на фоне РА определяет не только неэффективную терапию железом, но и назначение препаратов с риском развития осложнений («вторичная перегрузка железом»). В то же время длительная хроническая анемия с дефицитом железа (даже легкой степени) без должной терапии приводит к гипоксии тканей, что особенно опасно для пациентов с кардиологической патологией и хроническими заболеваниями почек [11, 12]. Наряду с этим доказано, что гипоксия тканей, являющаяся неизбежным следствием анемии, может способствовать нарушению процессов, связанных с делением, ростом и запрограммированной смертью клеток, а также с повышением синтеза коллагена и других компонентов фиброзного матрикса [5, 11]. Исследование крупной когорты больных РА с анемией показало, что повышение уровня гемоглобина на фоне проведенного лечения основного заболевания существенно повышает качество жизни и физическое состояние пациентов по сравнению с теми, у кого сохраняется сниженный уровень гемоглобина [13]. Поэтому разграничение АХВ и ЖДА имеет важное значение для клинической практики.

К сожалению, до настоящего времени в ревматологии не разработаны диагностические алгоритмы, позволяющие четко отделить истинную ЖДА от АХВ [6, 14]. За последнее десятилетие в связи с открытием системного регулятора обмена железа – гепсидина – был проведен ряд исследований [10, 15], которые позволяют предположить возможность использования этого биомаркера для диагностики характера анемии в случае иммуновос­палительных заболеваний, в частности РА [9, 16]. Установлено, что при коронавирусной инфекции COVID-19, лимфопролиферативных заболеваниях, новообразованиях уровень гепсидина значительно превышает нормальные значения. Однако у ряда пациентов наблюдается резкое понижение его содержания в сыворотке, что трактуется как проявление ЖДА [17, 18].

Цель исследования – разработать алгоритм с использованием гепсидина для дифференциальной диагностики АХВ от истинной ЖДА у больных с активным РА.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследование являлось проспективным. В анализ были включены 76 больных РА с высокой активностью воспалительного процесса по DAS28-СОЭ. Набор пациентов проводился последовательно, при поступлении на госпитализацию в ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В.А. Насоновой». Всего в исследовании приняли участие 66 женщин (86,8%) и 10 мужчин (13,2%).

Критерии включения в исследование: диагноз РА, соответствующий критериям EULAR 2010 г., возраст 18 лет и старше.

Критерии невключения: пациенты с мегалобластной и гемолитической анемиями, явными источниками кровопотери, новообразованиями, инфекционными заболеваниями, нарушениями функции почек и печени.

Из таблицы 1 видно, что средний возраст пациентов, отобранных в исследование, составил 48,9 ± 15,4 года, а средняя длительность РА – 61 мес. В большинстве случаев у больных диагностировалась поздняя клиническая стадия этого заболевания и его высокая воспалительная активность по DAS28 (63,2 и 73,7% соответственно). Преобладала позитивность по уровню ревматоидного фактора (РФ) и антител к циклическому цитрулинированному пептиду (АЦЦП). При рентгенологическом исследовании у участников чаще всего (51,3% случаев) определялась третья стадия РА. Системные проявления болезни выявлялись в 27,6% случаев.

10-1.jpg (91 KB)

Исследование было проведено через локальный этический комитет ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В.А. Насоновой». Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании.

Пациентов разделили на две группы: основную, состоящую из 47 больных с анемией, и контрольную – 29 человек без анемии. Критерием анемии в соответствии с данными Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) считалось снижение уровня гемоглобина ниже 120 г/л для женщин и ниже 130 г/л для мужчин. Больные РА с анемией и без нее были сопоставимы по среднему возрасту (45,9 ± 13,1 и 48,6 ± 11,1 года соответственно) и длительности заболевания (р > 0,05).

Всем пациентам для оценки соответствия критериям включения/невключения были проведены общий и биохимический анализы крови. Также исследовались показатели метаболизма железа: сывороточное железо (СЖ), общая железосвязывающая способность сыворотки (ОЖСС), насыщение трансферрина железом (НТЖ), трансферрин и ферритин сыворотки (ФС). Исходя из цели исследования, у 76 пациентов определяли концентрацию гепсидина в сыворотке (набор The quantikine human immunoassy ELISA) и интерлейкина 6 (ИЛ-6). Уровень этого воспалительного цитокина измерялся методом иммуноферментного анализа с применением набора RayBio Human IL-6 ELISA.

Статистическая обработка данных выполнялась с применением программы Statistica, версия 10.0. Для анализа использовались среднее значение со стандартным отклонением (М ± σ) и медиана с интерквартильным интервалом Mе [Q25; Q75]. Сравнение групп проводилось с помощью t-критерия Стьюдента, а корреляционный анализ – методом Спирмена. Различия считались статистически значимыми при значении p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате проведенного исследования установлено, что средние значения гепсидина (табл. 2) у больных РА, как с анемией, так и с нормальным уровнем гемоглобина, значимо не различались (85,8 ± 66,1 и 90,4 ± 37,9 пг/мл соответственно).

11-1.jpg (128 KB)

У пациентов с анемией наблюдались изменения в показателях обмена железа, что может быть важным фактором в развитии АХВ. Было обнаружено относительное снижение уровней гематокрита, СЖ, НТЖ и трансферрина в группе больных с анемией по сравнению с контролем. Значения этих показателей находились на нижней границе нормы, за исключением гематокрита. Уровень лейкоцитов, тромбоцитов, ретикулоцитов, объем клетки (MCV) и среднее содержание гемоглобина в эритроците оказались сопоставимы в обеих группах. Уровень исследуемого биомаркера – гепсидина – в основной и контрольной группах также не различался.

На первом этапе анализа для выделения истинной ЖДА у больных РА мы использовали двухступенчатый алгоритм с комплексной оценкой всех показателей метаболизма железа, разработанный в ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В.А. Насоновой» [9]. В соответствии с этим алгоритмом больные были разделены на две подгруппы. В первую подгруппу, с АХВ, вошли 27 человек, что составило 57,4% от всех пациентов с анемией. Вторую подгруппу (n = 20; 42,6%) составили участники с ЖДА.

На втором этапе изучались острофазовые показатели, уровень гепсидина (рис. 1) и показатели обмена железа (рис. 2) в указанных подгруппах. В первой подгруппе пациенты с АХВ имели достоверно более высокие средние значения гепсидина (120,3 ± 56,1 пг/мл) по сравнению с участниками без анемии (90,4 ± 37,9 пг/мл) и больными РА с ЖДА (см. рис. 1).

12-1.jpg (138 KB)

При изолированной АХВ отмечались более высокие значения DAS28, СРБ и ФС (см. рис. 2), отражающие высокую воспалительную активность болезни.

Учитывая патогенез АХВ, где основная роль отводится провоспалительным цитокинам, мы провели корреляционный анализ, который показал, что только при АХВ гепсидин коррелировал с уровнем ИЛ-6 (rил-6 = 0,8), тогда как у пациентов с ЖДА и больных без анемии (контрольная группа) такой взаимосвязи выявлено не было (rII = 0,3); (rIII = -0,18).

Стандартные биохимические показатели метаболизма железа, использующиеся в реальной клинической практике, позволили подтвердить, что оценка уровня гепсидина в сыворотке крови у больных с активным РА дает возможность дифференцировать истинную ЖДА и АХВ В. Как видно на рисунке 2, даже при активном воспалительном процессе во второй подгруппе больных (ЖДА) было обнаружено снижение насыщения трансферрина железа при повышенной ОЖСС и низком запасе железа, который определяется уровнем ФС. Все перечисленные изменения соответствовали общепринятым понятиям о классической ЖДА. При этом в первой подгруппе (с АХВ) уменьшение уровня гемоглобина сопровождалось нормальными уровнями СЖ, НТЖ, ОЖСС, трансферрина и высоким значениями ФС. На основании полученных данных мы предложили алгоритм дифференциальной диагностики анемии при РА (рис. 3).

13-1.jpg (66 KB)

ОБСУЖДЕНИЕ

Железо – компонент, необходимый каждой клетке: хорошо известна его фундаментальная роль в транспорте кислорода посредством эритропоэза, оно является важной частью механизма производства энергии для эффективного функционирования всех структур организма [10, 18]. У пациентов с длительно существующим активным воспалительным процессом дефицит железа может быть особенно тяжелым; это способно усугубить течение основного хронического заболевания и привести к ускоренному клиническому ухудшению [11, 12, 19].

В клинической практике терапия пациентов с РА с высокой воспалительной активностью и анемией – сложная задача, поскольку почти в половине случаев анемия может иметь смешанный генез, объединяющий признаки АХВ и истинную ЖДА. Кроме того, клинические рекомендации и руководства по лечению разрабатываются для отдельных заболеваний и основаны на данных, полученных в ходе клинических испытаний, которые обычно исключают пациентов с сопутствующими заболеваниями, в том числе с ЖДА.

Согласно различным данным, истинный дефицит железа поражает 37–61% пациентов с хронической сердечной недостаточностью, 24–85% – с хронической болезнью почек и 13–90% – с воспалительными заболеваниями кишечника [5, 11, 20, 21]. По результатам нашего исследования установлено, что у больных РА с высокой воспалительной активностью и анемией истинная ЖДА диагностируется почти в половине случаев, что согласуется с данными литературы [4, 5].

Изученные в ходе исследования стандартные биохимические показатели обмена железа подтвердили сложность верификации истинной ЖДА у пациентов с высокой активностью РА. При анемии уровни СЖ находились на нижней границе нормы, но в то же время определялось достоверное повышение ОЖСС, отражающее степень «голодания» сыворотки и уменьшение насыщения железом трасферрина, что указывает на имеющийся истинный дефицит железа. Неслучайно при такой разнородности биохимических показателей обмена железа среди практикующих врачей существуют сомнения в вопросе дифференцировки больных РА с высокой воспалительной активностью по характеру анемии. Ситуацию осложняют схожесть симптомов анемии с клиническими признаками основного заболевания, недостаточно четко определенные диагностические критерии и лабораторные референсы ЖДА и АХВ, что и было продемонстрировано в нашем исследовании. Стоит отметить, что основной показатель, на который ориентируются при диагностике ЖДА, а именно уровень СЖ, находился в пределах нормальных значений в группах пациентов и с ЖДА, и с АХВ.

Как показано в этом исследовании, задачу диагностики ЖДА как элемента коморбидности при активном РА можно решить с помощью определения уровня сывороточного гепсидина. Повышенное содержание этого маркера было обнаружено только при АХВ, также у пациентов с указанной формой анемии отмечалась высокая воспалительная активность – повышение СРБ, ФС, а также ИЛ-6, что согласуется с данными других исследований [4, 15, 18, 20, 22].

Сывороточный уровень гепсидина может иметь практическую ценность не только для определения генеза анемии, но и прогнозирования ответа на пероральный прием препаратов железа. Более того, у пациентов с классической ЖДА показатели уровня гепсидина могут предсказывать неэффективность препаратов данной группы. В этом плане геспидин имеет лучшую прогностическую ценность по сравнению с СЖ и ФС [9, 18]. Определение его уровня может быть предложено как замена оценки показателей обмена железа, в том числе и ФС [15, 16, 18].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Согласно результатам проведенного исследования, определение уровня сывороточного гепсидина может служить альтернативой измерению биохимических показателей обмена железа и использоваться в дифференциальной диагностике ЖДА и АХВ у больных РА с высокой активностью воспалительного процесса. У пациентов с РА и АХВ диагностируются значения гепсидина выше референсных, а при ЖДА – ниже.

References

1. Насонов Е.Л., Олюнин Ю.А., Лила А.М. Ревматоидный артрит: проблемы ремиссии и резистентности к терапии. Научно-практическая ревматология. 2018; 56(3): 263–271. (Nasonov E.L., Olyunin Yu.A., Lila A.M. Rheumatoid arthritis: The problems of remission and therapy resistance. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya = Rheumatology Science and Practice. 2018; 56(3): 263–271 (In Russ.)). https://doi.org/10.14412/1995-4484-2018-263-271. EDN: XWRASD.

2. Busby A.D., Wason J., Pratt A.G. et al. The role of comorbidities alongside patient and disease characteristics on long-term disease activity in RA using UK inception cohort data. Rheumatology (Oxford). 2022; 61(11): 4297–304. https://doi.org/10.1093/rheumatology/keac139. PMID: 35258566. PMCID: PMC9629371.

3. Radner H. How to improve care for patients with RA and comorbidities. Nat Rev Rheumatol. 2020; 16(11): 607–8. https://doi.org/10.1038/s41584-020-00504-y. PMID: 32908247.

4. Weiss G., Ganz T., Goodnough L.T. Anemia of inflammation. Blood. 2019; 133(1): 40–50. https://doi.org/10.1182/blood-2018-06-856500. PMID: 30401705. PMCID: PMC6536698.

5. Camaschella C. Iron-deficiency anemia. N Engl J Med. 2015; 372(19): 1832–43. https://doi.org/10.1056/NEJMra1401038. PMID: 25946282.

6. Petzer V., Theurl I., Weiss G. Established and emerging concepts to treat imbalances of iron homeostasis in inflammatory diseases. Pharmaceuticals (Basel) 2018; 11(4): 135. https://doi.org/10.3390/ph11040135. PMID: 30544952. PMCID: PMC6315795.

7. Мазуров В.И., Лила А.М. Особенности анемического синдрома у больных ревматоидным артритом и системной красной волчанкой. Медицинский академический журнал. 2001; 1(1): 58. (Mazurov V.I., Lila A.M. Features of anemic syndrome in patients with rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus. Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal = Medical Academic Journal. 2001; 1(1): 58 (In Russ.)).

8. Галушко Е.А., Беленький Д.А. Современные аспекты диагностики и лечения анемии у больных ревматоидным артритом. Научно-практическая ревматология. 2012; 50(5): 98–105. (Galushko E.A., Belenkiy D.A. Modern aspects of diagnosis and treatment of anemia in rheumatoid arthritis patients. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya = Rheumatology Science and Practice. 2012; 50(5): 98–105 (In Russ.)). https://doi.org/10.14412/1995-4484-2012-1189. EDN: PMLQQT.

9. Cappellini M.D., Comin-Colet J., de Francisco A. et al.; IRON CORE Group. Iron deficiency across chronic inflammatory conditions: International expert opinion on definition, diagnosis, and management. Am J Hematol. 2017; 92(10): 1068–78. https://doi.org/10.1002/ajh.24820. PMID: 28612425. PMCID: PMC5599965.

10. Лила А.М., Галушко Е.А., Семашко А.С. Патофизиология метаболизма железа и гепсидин: перспективы изучения в ревматологии. Научно-практическая ревматология. 2022; 60(5): 519–525. (Lila A.M., Galushko E.A., Semashko A.S. Pathophysiology of iron and hepcidin metabolism: Research perspectives in rheumatology. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya = Rheumatology Science and Practice. 2022; 60(5): 519–525 (In Russ.)). https://doi.org/10.47360/1995-4484-2022-519-525. EDN: DHGFAR.

11. Goodnough L.T., Comin-Colet J., Leal-Noval S. et al. Management of anemia in patients with congestive heart failure. Am J Hematol. 2017; 92(1): 88–93. https://doi.org/10.1002/ajh.24595. PMID: 27779769.

12. Stauder R., Valent P., Theurl I. Anemia at older age: Etiologies, clinical implications, and management. Blood. 2018; 131(5): 505–14. https://doi.org/10.1182/blood-2017-07-746446. PMID: 29141943.

13. Repping-Wuts H., van Riel P., van Achterberg T. Fatigue in patients with rheumatoid arthritis: What is known and what is needed. Rheumatology (Oxford). 2009; 48(3): 207–9. https://doi.org/10.1093/rheumatology/ken399. PMID: 18927188.

14. Gutschow P., Han H., Olbina G. et al. Clinical immunoassay for human hepcidin predicts iron deficiency in first-time blood donors. J Appl Lab Med. 2020; 5(5): 943–53. https://doi.org/10.1093/jalm/jfaa038. PMID: 32674118. PMCID: PMC7497288.

15. Armitage A.E., Drakesmith H. The diagnostic potential of the iron-regulatory hormone hepcidin. HemaSphere. 2019; 3(Suppl): 100–3. https://doi.org/10.1097/HS9.0000000000000236. PMID: 35309797. PMCID: PMC8925696.

16. Lasocki S., Lefebvre T., Mayeur C. et al.; FROG-ICU study group. Iron deficiency diagnosed using hepcidin on critical care discharge is an independent risk factor for death and poor quality of life at one year: An observational prospective study on 1161 patients. Crit Care. 2018; 22(1): 314. https://doi.org/10.1186/s13054-018-2253-0. PMID: 30463596. PMCID: PMC6249884.

17. Cavezzi A., Menicagli R., Troiani E., Corrao S. COVID-19, cation dysmetabolism, sialic acid, CD147, ACE2, viroporins, hepcidin and ferroptosis: A possible unifying hypothesis. F1000Res. 2022; 11: 102. https://doi.org/10.12688/ f1000research.108667.2. PMID: 35340277. PMCID: PMC8921693.

18. Rauf A., Shariati M.A., Khalil A.A. et al. Hepcidin, an overview of biochemical and clinical properties. Steroids. 2020; 160: 108661. https://doi.org/10.1016/j.steroids.2020.108661. PMID: 32450084.

19. Wunderer F., Traeger L., Sigurslid H.H. et al. The role of hepcidin and iron homeostasis in atherosclerosis. Pharmacol Res. 2020; 153: 104664. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2020.104664. PMID: 31991168. PMCID: PMC7066581.

20. Muckenthaler M.U., Rivella S., Hentze M.W., Galy B. A red carpet for iron metabolism. Cell. 2017; 168(3): 344–61. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.034. PMID: 28129536. PMCID: PMC5706455.

21. Yuan J., Zou X.R., Han S.P. et al.; C-STRIDE study group. Prevalence and risk factors for cardiovascular disease among chronic kidney disease patients: Results from the Chinese cohort study of chronic kidney disease (C-STRIDE). BMC Nephrol. 2017; 18(1): 23. https://doi.org/10.1186/s12882-017-0441-9. PMID: 28088175. PMCID: PMC5237491.

22. Marti-Carvajal A.J., Agreda-Perez L.H., Sola I. Erythropoiesis-stimulating agents for anemia in rheumatoid arthritis. Cochrane Database Syst Rev. 2013; 2013(2): CD000332. https://doi.org/10.1002/14651858.CD000332.pub3. PMID: 23450527. PMCID: PMC7032682.

About the Authors

Anna S. Semashko, 3rd year graduate student of V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology. Address: 115522, Moscow, 34a Kashirskoe Highway.
E-mail: annsemashko@gmail.com
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2692-7942
Elena A. Galushko, MD, Dr. Sci. (Medicine), leading researcher at the Department of the evolution of rheumatoid arthritis, V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology. Address: 115522, Moscow, 34 Kashirskoe Highway.
E-mail: egalushko@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2776-4276
Alexander M. Lila, MD., Dr. Sci. (Medicine), professor, corresponding member of RAS, director of V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology, head of the Department of rheumatology, Russian Medical Academy of Continuous Professional Education of the Ministry of Healthcare of Russia, Honored Doctor of the Russian Federation. Address: 115522, Moscow, 34a Kashirskoe Highway.
E-mail: amlila@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6068-3080

Similar Articles