Использование искусственной нейронной сети при сравнении эффективности лечения псориаза метотрексатом в сочетании с гепатопротекторами и без них

Проблема псориаза продолжает оставаться одной из наиболее актуальных в современной дерматологии.

Псориаз является хроническим гетерогенным аутоиммунным гиперпролиферативным кожным заболеванием с возможными сопутствующими поражениями других органов и систем [3]. По многочисленным данным, псориаз является одним из наиболее распространенных заболеваний кожи, который поражает в общей сложности от 4 до 8% человеческой популяции.

При лечении среднетяжелых и тяжелых форм псориаза на практике применяют цитостатики. В настоящее время метотрексат – это один из основных препаратов для лечения тяжелых форм псориаза. Он широко используется более сорока лет. В дополнение к клинической эффективности препарата, его преимуществам можно отнести разнообразные способы применения: пероральный, внутримышечный, внутривенный, внутрисуставной; простота использования, а также адекватное соотношение затрат увеличивает эффективность метотрексата в отличие от других препаратов, применяющихся при лечении псориаза.

Метотрексат – потенциальный ингибитор фермента дигидрофолатредуктазы, он подавляет продукцию пуринов. При псориазе метотрексат тормозит усиленную пролиферацию кератиноцитов, а также подавляет продукцию медиаторов воспаления, таких как лейкотриены, фактор некроза опухоли-альфа, коллагеназа, интерлейкин-6, интерлейкин-8, но при этом увеличивает выработку интерлейкина-10 [2]. Метотрексат влияет не только на иммунокомпетентные клетки и кератиноциты, но и может ингибировать деление и вызывать гибель других пролиферирующих клеток, преимущественно в желудочно-кишечном тракте и печени.

В 2009 году группа экспертов американского национального фонда псориаза подчеркнула, что процесс лечения длительный, не всегда эффективный и, в некоторых случаях, из-за гепатотоксичности может развиваться патология печени.

В печени Гептрал действует как важный структурный элемент различных биохимических цепей: биосинтез фосфолипидов, синтез глутатиона и таурина, конъюгация желчных кислот с повышением их гидрофильности, обезвреживание желчных кислот и многих ксенобиотиков, а также синтез полиаминов: путресцина, спермидина и спермина, которые играют важную роль в процессах регенерации [4, 6].

Цель исследования – сравнить эффективность лечения псориаза с основным цитостатическим препаратом метотрексатом с гепатопротекторами и без них с помощью программы SPSS Statistica.

Задачи исследования

1) произвести отбор пациентов, страдающих среднетяжелыми и тяжелыми формами псориаза;

2) разделить пациентов на 2 группы для сравнения эффективности лечения метотрексатом с использованием гепатопротекторов и без них;

3) сравнить эффективность лечения с помощью лабораторных исследований;

4) оценить качество жизни больных до лечения и после с использованием витебского опросника;

5) проверить полученные результаты лечения с помощью программы SPSS Statistica (анализ данных на основе нейронной сети).

В данной работе в процессе сравнительного (контролируемого в параллельных группах) анализа оценивали эффект лечения метотрексатом в комбинации с гепатопротектором Гептрал® (адеметионин, соль СД-4) и без него.

В исследование вошли 37 больных, страдающих от умеренных и тяжелых форм псориаза.

Возраст колебался от 21 года до 77 лет. Пациенты были разделены на две группы. Деление на группы осуществлялось без учета каких-либо признаков. В первую группу вошли 15 человек, которые получали метотрексат, во второй группе было 22 пациента, получавших параллельно с метотрексатом гепатопротектор Гептрал. Для того чтобы произвести оценку пораженности и тяжести псориаза использовали индекс PASI, который был рассчитан до и после терапевтических процедур. В результате терапии в 1-й группе ПАСИ уменьшился в 2,7 раза (с 30.3-11.2 балла), во 2-й группе, с использование адеметионина в 11 раз (с 26,2 до 2,4).

Для сравнения результатов проводились лабораторные исследования, который включало в себя: клинический анализ крови, общий анализ мочи, биохимические индикаторы в крови: холестерин, прямой и непрямой биллирубин, ферменты (аланинаминотрансфераза (ALT), аспартатаминотрансфераза (AST),щелочная фосфатаза, глутамилтрансфераза (GTF)), олигопептиды, белок, альбумин, мочевая кислота, ЦИК (циркулирующие иммунные комплексы).

В результате терапии, с использованием гептрала, ни один из биохимических показателей не превысил нормативных значений, что свидетельствует об эффективности лечения.

В первой группе АСТ (аспартатаминотрансфераза) увеличилась у 5 человек, во второй группе (с помощью Гептрала) - всего у 2 человек. Показатель АЛТ (аланинаминотрансфераза) повысился у 8 больных, во второй группе (получавшей Гептрал) - у 7 больных.

В результате лечения Гептралом показатель ГТФ (глутамилтрансферазы) нормализовался у 11 пациентов. В группе, которая получила лечение только с использованием метотрексата нормализации показателя не отмечено.

Уровень холестерина в первой группе снизился у 7 пациентов, во второй группе - у 8 пациентов.

Уровень олигопептидов снизился у всех больных 2-й группы, у 8 пациентов, не получавших препарат Гептрал, этот показатель увеличился. Значение мелкодисперсных ЦИК в 1-й группе пациентов увеличился у 4 больных, во 2-й группе уменьшилось у 5 пациентов.

Выявлен детоксикационный эффект препарата Гептрал. Это особенно важно, потому что известно, что содержание ЦИК может привести к дальнейшему прогрессированию псориатического процесса и стимулируют выработку провоспалительных медиаторов воспаления [5].

Витебская анкета использовалась для оценки качества жизни пациентов с кожными заболеваниями [1]. Среднее качество жизни пациентов перед лечением было 46, после лечения с использованием Гептрала уменьшилось до 16, что свидетельствует о положительном эффекте данного вида терапии на качество жизни пациентов.

После того, как были получены результаты исследования, их необходимо было обработать с помощью программы SPSS Statistica на предмет:

1) достоверности полученных результатов;

2) ранжирование важности составляющих показателей для лечения;

3) прогнозирование результатов, на основе показателей.

Вначале были выбраны шкалы, обозначения и введены данные. Затем, для анализа полученных результатов была использована нейронная сеть, основывающаяся на многослойном перцептроне. Программа самостоятельно построила искусственную нейронную сеть, обучилась на примерах и выдала результаты анализа.

Небольшая величина ошибки перекрестной энтропии и, как следствие, низкая разница между процентом ошибки обучающей и контрольной выборки (10,3% и 12,5% соответственно) позволяют с доверием относиться к полученной модели сети.

Показатель площади под ROC-кривой AUC (от англ. AreaUnderCurve) равен 0,965, что говорит о высоком качестве модели.

Важность независимых переменных распределилась следующим образом (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Важность независимых переменных

Исходя из данных, представленных в таблице, наибольшую важность в эксперименте представляют олигопептиды. Однако не следует их рассматривать обособленно.

На заключительном этапе были взяты 20 пациентов с полученными показателями для прогнозирования результатов лечения на основе построенной модели нейронной сети. Результаты прогноза совпали у 95%.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что использование  гепатопротектора Гептрала с метотрексатом повышает эффективность лечения псориаза и указывает на целесообразность включения его в комплексную терапию больных, страдающих от умеренных и тяжелых форм псориаза.

В группы пациентов, проходящих исследования не входили беременные и дети. Поэтому использование Гептрала при лечении  псориаза у этих групп больных требует дальнейших исследований.

Для полученных данных была построена и обучена модель искусственной нейронной сети, которая может использоваться для прогноза результатов лечения по текущим показателям.