WO2008135642A1 - Procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient, sur une échelle de 0 a 10 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for determining a score representative of the oxidative stress of a patient on a scale of 0 to 10.
- oxygen can be highly toxic to the body and cells as they catalyze oxidation reactions that may randomly alter biological molecules.
- This phenomenon is involved in a wide range of diseases, in particular hepatitis, cancer, AIDS, Alzheimer's disease, Parkinson's disease ... and is also the essential motor of aging.
- oxidative stress such as, for example, an improvement in lifestyle, nutritional care (following the recommendations of the National Program Nutrition Santé) or the administration of natural or synthetic antioxidants.
- the present invention aims to fill this gap by providing the medical profession with a scientific tool for obtaining from blood tests and biological assays an assessment of the oxidative stress of a patient materialized by a representative score of this stress, on a scale from 0 to 10 (from the least disturbed balance sheet to the most disturbed balance sheet).
- Such a score is therefore indicative of a normal or more or less abnormal balance.
- the subject of the invention is thus a method for determining a score representative of the oxidative stress of a patient on a scale of 0 to 10, characterized by the following succession of steps: in a calibration step initial:
- biological markers related to oxidative stress are chosen and these biological markers are evaluated by assay, in particular from blood samples, in a panel of healthy persons or possibly with different types of pathologies and clinical disorders known in order to obtain a database, and
- a patient-specific Spatient oxidative stress score is calculated using the formula
- Max m arker represents the maximum score of the biological marker in the gravity scale.
- the process according to the invention was originally conceived, thanks to a multidisciplinary, medical and mathematical work, having lasted for a period of about four years.
- This database has been supplemented by information relating to the descriptive characteristics of the population monitored: sex, age, housing, professional activity ... and the medical history of patients: health status, personal medical history, and surgical, antecedents of direct siblings, progressive disease, treatments, level of stress ....
- This database was examined by a medical team to identify and eliminate any outliers and then statistical analysis by a modeling technique so as to weight the values of the different biological markers according to parameters such as the age of the patient and to validate it based on the verification of known relationships and mentioned in medical literature.
- Descriptive statistics Graphical and numerical adequacy tests with statistical laws - Determination of mean level and dispersion estimators, Graphical and numerical tests for the detection of outliers, Analysis of deviations by study of paired differences and associated tests (parametric and non-parametric),
- the statistical processing software used is the Jmp software in version 5.1.1 (A BUSINESS UNIT OF SAS - Copyright ⁇ 1989 - 2004 SAS Institute Inc).
- Appendix 3 reproduces the diagnoses of each of the experts, their consensus, that is to say the average of the scores given by these experts, the Spatient score obtained following the implementation of the process according to the invention. as well as the gap between this consensus and this score.
- the biological markers are brought together in at least three groups of biological markers of increasing importance corresponding respectively to exogenous antioxidants, that is to say supplied from outside, to endogenous antioxidants. that is, cell synthesis and markers of oxidative damage.
- the first two groups of biomarkers provide information on the state of health of the patients while the third group informs about the risks they have to develop certain pathologies.
- the first group of biological markers preferably contains at least seven biological markers consisting of vitamin C, vitamin E, copper, zinc, selenium, and vitamin C / vitamin E and copper / zinc ratios.
- This first group may of course also contain other markers, among which, for example, alpha tocopherol (or vitamin E), gamma tocopherol, cholesterol, vitamin E / cholesterol ratio or beta carotene may be mentioned.
- the second group of biological markers preferably contains at least four biological markers consisting of total glutathione GSH, oxidized glutathione GSSG, thiol proteins and the ratio GSH / GSSG.
- This second group may also contain other biological markers such as, for example, glutathione peroxidase or even uric acid.
- the third group of biological markers contains at least one biological marker chosen from oxidized low-density lipids (LDL Oxyd.) And the 8-hydroxy-guanosine / creatinine ratio, or oxidized DNA / creatinine.
- LDL Oxyd. oxidized low-density lipids
- 8-hydroxy-guanosine / creatinine ratio or oxidized DNA / creatinine.
- This third group may also contain other biological markers such as, for example, lipid peroxides and antibodies against LDL Oxyd. or oxidized DNA.
- the score of a biological marker on the scale of gravity can according to the markers vary between 0 to 2 and from 0 to 10.
- the method according to the invention therefore makes it possible to provide the physician with a score of between 0 and 10 giving an indication of the oxidative stress state of a patient, (moderate or significant oxidative stress).
- the method allows to perform a qualitative interpretation of the score obtained by looking what is in this score the relative weight of different groups of biomarkers. This interpretation allows the physician to determine whether the abnormal oxidative stress that was revealed by the patient's score is essentially related, in order of importance:
- the doctor can decide to supplement this assessment by auxiliary dosages, to check the food intake in fruits and vegetables and / or to prescribe to the patient a treatment of the proven deficiencies thanks in particular to the administration of antioxidant compounds.
- This prescription will of course be accompanied by a check of the balance sheet after a few months, after appropriate care.
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Abstract
Procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient, caractérisé par la succession des étapes suivantes : - dans une étape d'étalonnage initial : - on choisit une série de marqueurs biologiques et on évalue ces marqueurs biologiques par dosage chez un panel de personnes de façon à obtenir une base de données, et - on effectue une analyse statistique de cette base de données de façon : - à établir pour chacun des marqueurs biologiques une échelle de gravité, - à rassembler les marqueurs biologiques en un ensemble de grou¬ pes de marqueurs biologiques, et - à attribuer un poids d'une part à chaque groupe de marqueurs biologiques, et d'autre part à chacun des marqueurs biologiques au sein de chaque groupe, puis - on évalue plusieurs marqueurs biologiques du patient, - on attribue à chacune des valeurs ainsi obtenues une note sur l'échelle de gravité, et - on calcule un score de stress oxydatif Spatient spécifique au patient en utilisant la formule
Description
« Procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient, sur une échelle de 0 à 10 »
La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient sur une échelle de 0 à 10.
Il est connu que l'oxygène est le carburant des cellules, et il existe dans la littérature de nombreuses publications à ce sujet.
Toutefois, certaines formes d'oxygène, notamment les radicaux libres, peuvent être fortement toxiques pour l'organisme et les cellu- les dans la mesure où elles catalysent des réactions d'oxydation de nature à altérer au hasard les molécules biologiques.
Il s'agit là du phénomène connu des spécialistes sous le nom de stress oxydatif.
Ce phénomène est impliqué dans une large gamme de pa- thologies, en particulier les hépatites, le cancer, le sida, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson... et correspond en outre au moteur essentiel du vieillissement.
Or, le corps médical dispose aujourd'hui de moyens permettant d'intervenir sur le stress oxydatif tels qu'à titre d'exemple une amélio- ration de l'hygiène de vie, une prise en charge nutritionnelle (suivant les recommandations du Programme National Nutrition Santé) ou encore l'administration d'antioxydants naturels ou de synthèse.
Il serait donc souhaitable de pouvoir évaluer le stress oxydatif dans chaque cas particulier afin de prédire un risque de développe- ment d'une pathologie et de prendre précocement, dès la détection d'une anomalie, toutes les mesures possibles pour y remédier.
L'évaluation du stress oxydatif en médecine humaine ne correspond toutefois pas à un problème aujourd'hui résolu, ce même si différents laboratoires proposent d'explorer ce stress à partir des bilans essentiellement sanguins basés sur le dosage de certains marqueurs biologiques.
Il s'agit toutefois là plus de démarches empiriques que de procédés d'évaluation réellement scientifiques, ce d'autant plus que les marqueurs utilisés varient largement d'un laboratoire à un autre. En conséquence ces bilans ne sont pas de nature à permettre une prise en charge du stress oxydatif en médecine courante et leur interprétation qui est particulièrement complexe est l'apanage de quelques spécialistes rodés au stress oxydatif depuis plusieurs années.
La présente invention a pour objet de combler cette lacune en proposant au corps médical un outil scientifique permettant d'obtenir à partir de bilans sanguins et de dosages biologiques une évaluation du stress oxydatif d'un patient matérialisée par un score représentatif de ce stress, sur une échelle de 0 à 10 (du bilan le moins perturbé au bilan le plus perturbé).
Un tel score est donc indicatif d'un bilan normal ou plus ou moins anormal.
En présence d'un bilan anormal, le médecin doit ensuite faire un travail d'interprétation pour évaluer l'origine de cette anomalie et prescrire au patient les mesures nécessaires pour y remédier.
La pertinence de ces mesures (conseils sur l'hygiène de vie, modification du régime alimentaire, en particulier par augmentation de l'apport en fruits et légumes ou encore supplémentation antioxydante) peut être contrôlée après quelques mois grâce à une nouvelle détermination du score représentatif du stress oxydatif.
Dans ce contexte, l'invention a donc pour objet un procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient sur une échelle de 0 à 10, caractérisé par la succession des étapes suivantes : - dans une étape d'étalonnage initial :
- on choisit une série de marqueurs biologiques liés au stress oxydatif et on évalue ces marqueurs biologiques par dosage, en particulier à partir de prélèvements sanguins, chez un panel de personnes saines ou présentant éventuellement différents types de pathologies et troubles cliniques connus de façon à obtenir une base de données, et
- on effectue une analyse statistique de cette base de données en s'appuyant sur des relations connues dans le domaine médical et décrites dans la littérature de façon :
- à établir pour chacun des marqueurs biologiques une échelle de gravité associée aux écarts constatés par rapport à des valeurs de référence, - à rassembler les marqueurs biologiques en un ensemble de groupes de marqueurs biologiques exprimant respectivement des informations différentes pouvant être associées à des stades différents de développement du stress oxydatif, et
- à attribuer un poids d'une part à chaque groupe de marqueurs biologiques, et d'autre part à chacun des marqueurs biologiques au sein de chaque groupe, puis
- on évalue plusieurs marqueurs biologiques du patient appartenant à plusieurs groupes de marqueurs biologiques,
- on attribue à chacune des valeurs ainsi obtenues une note sur l'échelle de gravité, et
- on calcule un score de stress oxydatif Spatient spécifique au patient en utilisant la formule
Le procédé conforme à l'invention a pu être conçu à l'origine, grâce à un travail pluridisciplinaire, médical et mathématique, s'étant prolongé sur une période d'environ quatre ans.
On a ainsi effectué environ 600 « premiers » bilans sanguins de stress oxydatif sur des patients sains ou présentant différents types de pathologies et troubles cliniques, en effectuant à chaque fois le dosage de dix à vingt marqueurs biologiques. Dans un second temps on a effectué environ 120 bilans de contrôle sur des patients ayant été traités suite à un premier bilan s'étant révélé anormal.
Ce travail a permis d'obtenir une base de données très complète qui figure en annexe 1 à titre d'exemple. Les significations des abréviations des différents marqueurs biologiques, leurs unités et les normes sont précisées en annexe 2.
Cette base de données a été complétée par des informations se rapportant aux caractéristiques descriptives de la population suivie : sexe, âge, habitat, activité professionnelle... et à l'anamnèse du dossier médical des patients : état de santé, antécédents personnels médicaux, et chirurgicaux, antécédents de la fratrie directe, maladie évolutive, traitements, niveau de stress....
Cette base de données a été examinée par une équipe médicale pour identifier et éliminer d'éventuelles valeurs aberrantes puis sou-
mise à une analyse statistique par une technique de modélisation de façon à pondérer les valeurs des différents marqueurs biologiques en fonction de paramètres tels que l'âge du patient et à valider celle-ci en s'appuyant sur la vérification de relations connues et évoquées dans la littérature médi- cale.
On a ainsi vu apparaître des corrélations entre les différents marqueurs biologiques d'une part et entre certaines anomalies de ces marqueurs biologiques et certains éléments du dossier personnel et médical des patients d'autre part. II est apparu que l'ensemble des marqueurs biologiques dosés ne permettait pas de reconnaître telle ou telle maladie mais que leurs anomalies renseignaient parfaitement sur l'état de santé globale des patients.
Ainsi, deux groupes remarquables par leurs phénotypes ex- trêmes (parfaite santé et très mauvaise santé) ont été individualisés et étudiés quant à leur absence ou haut niveau de stress oxydatif.
L'étude des informations obtenues a conduit :
- à associer à chaque marqueur biologique une échelle de gravité en fonction des résultats obtenus sur l'ensemble des bilans, - à réunir les marqueurs biologiques testés en groupes de marqueurs biologiques exprimant des informations différentes, certains exprimant plus l'état de santé des patients et d'autres étant plus liés à un risque élevé de développer telle ou telle pathologie, et
- à évaluer une grille de pondération des différents groupes de mar- queurs biologiques et des différents marqueurs biologiques au sein de chaque groupe.
On a finalement conçu une échelle permettant par des algorithmes mathématiques qui tiennent compte de l'ensemble des éléments susmentionnés de calculer pour chaque patient un score de 0 à 10 repré- sentatif de son propre niveau de stress oxydatif.
Cette échelle a permis de retrouver sur l'ensemble de la base de données les patients en parfaite santé et ceux présentant un mauvais état de santé.
Il est à noter que d'un point de vue purement statistique ces travaux ont fait appel aux techniques et méthodes suivantes :
Statistique descriptive : Test d'adéquation graphiques et numériques à des lois statistiques - Détermination d'estimateurs de niveau moyen et de dispersion,
Tests graphiques et numériques de détection de valeurs aberrantes, Analyses d'écarts par étude des différences appariées et tests associés (paramétriques et non paramétriques),
Analyses de corrélation et modélisation en Régression linéaire simple, Analyse en Composantes Principales,
Modélisation en Régression PLS (Partial Least Squares & Discriminant Analysis) avec validation croisée selon le principe des blocs dits « splités ».
L'évaluation de l'échelle est actuellement réalisable de façon interactive grâce à un utilitaire développé sous Microsoft® Excel dans sa version 2003 (Professionnelle) sous la forme d'une macro-commande acceptant les bilans incomplets du fait d'une pondération ajustée en fonction des dosages dont on dispose.
Le logiciel de traitement statistique utilisé est le logiciel Jmp dans sa version 5.1.1 (A BUSINESS UNIT OF SAS - Copyright © 1989 - 2004 SAS Institute Inc).
Pour valider l'échelle ainsi conçue, on a confié un fichier aléatoire de 30 patients à trois observateurs indépendants A, B et C experts dans le domaine du stress oxydatif.
Il leur a été demandé de noter le bilan de chacun de ces pa- tients de 0 à 10 en fonction de la gravité du stress oxydatif qu'ils imaginaient spontanément ce, sans qu'ils aient accès au dossier personnel et médical.
L'annexe 3 reproduit les diagnostics de chacun des experts, leur consensus, c'est-à-dire la moyenne des notes accordées par ces ex- perts, le score Spatient obtenu suite à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ainsi que l'écart entre ce consensus et ce score.
Ces résultats prouvent que les trois experts ont fait des évaluations globalement équivalentes et superposables à la cotation obtenue par le procédé conforme à l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, on rassemble les marqueurs biologiques en au moins trois groupes de marqueurs biologiques d'importance croissante correspondant respectivement à des antioxydants exogènes, c'est-à-dire apportés par l'extérieur, à des antioxydants endogènes, c'est-à-dire liés à la synthèse cellulaire et à des marqueurs de dégâts oxydatifs.
Les deux premiers groupes de marqueurs biologiques renseignent sur l'état de santé des patients alors que le troisième groupe renseigne sur les risques qu'ils ont de développer certaines pathologies.
Selon l'invention, on peut avantageusement attribuer au premier groupe de marqueurs biologiques correspondant à des antioxydants exogènes un poids égal à 1, au second groupe de marqueurs biologiques correspondant à des antioxydants endogènes un poids égal à 5 et au troisième groupe de marqueurs biologiques correspondant à des marqueurs de dégâts biologiques un poids égal à 10.
Le premier groupe de marqueurs biologiques renferme de préférence au moins sept marqueurs biologiques constitués par la vitamine C, la vitamine E, le cuivre, le zinc, le sélénium, et les rapports vita- mine C /vitamine E et cuivre /zinc.
Ce premier groupe peut bien entendu également renfermer d'autres marqueurs parmi lesquels on peut à titre d'exemple mentionner l'alpha tocophérol (ou vitamine E), le gamma tocophérol, le cholestérol, le rapport vitamine E/ cholestérol ou encore le bêta carotène. Le second groupe de marqueurs biologiques renferme quant à lui de préférence au moins quatre marqueurs biologiques constitués par le glutathion total GSH, le glutathion oxydé GSSG, les protéines thiols et le rapport GSH /GSSG.
Ce second groupe peut lui aussi renfermer d'autres mar- queurs biologiques tels qu'à titre d'exemple la glutathion peroxydase ou encore l'acide urique.
Enfin, le troisième groupe de marqueurs biologiques renferme au moins un marqueur biologique choisi parmi les lipides basse densité oxydés (LDL Oxyd.) et le rapport 8 hydroxy 2guanosine/créatinine, ou ADN oxydé /créatinine.
Ce troisième groupe peut également renfermer lui aussi d'autres marqueurs biologiques tels qu'à titre d'exemple les peroxydes lipidiques les anticorps contre les LDL Oxyd. ou l'ADN oxydé.
Il est à noter que dans le cadre de l'invention on a obtenu des résultats globalement satisfaisants en attribuant dans chaque groupe un même poids, en particulier égal à 1 à chacun des marqueurs biologiques principaux susmentionnés.
Il est par ailleurs à noter que la note d'un marqueur biologique sur l'échelle de gravité peut selon les marqueurs varier entre de 0 à 2 et de 0 à 10.
Le procédé conforme à l'invention permet donc de fournir au médecin un score compris entre 0 et 10 donnant une indication sur
l'état de stress oxydatif d'un patient, (stress oxydatif modéré ou important).
Celui-ci peut ainsi, selon que ce score doive être ou non considéré comme normal, déterminer si le patient est en bonne ou en mauvaise santé.
Dans le cas d'un stress oxydatif anormal (modéré ou important) le procédé permet d'effectuer une interprétation qualitative du score obtenu en recherchant quel est dans ce score le poids relatif des différents groupes de marqueurs biologiques. Cette interprétation permet au médecin de déterminer si le stress oxydatif anormal qui a été révélé par le score du patient est essentiellement lié, dans l'ordre d'importance :
- à une carence relative en antioxydants exogènes : vitamine C et/ ou vitamine E et/ ou cuivre et/ ou zinc et/ ou sélénium..., - à une carence relative en antioxydants endogènes : glutathion, protéines thiols...,
- ou à l'objectivation de dégâts oxydatifs déjà présents : LDL Oxyd., ADN oxydé...,
A partir de cette constatation, le médecin peut décider de compléter ce bilan par des dosages auxiliaires, vérifier les apports alimentaires en fruits et légumes et/ ou prescrire au patient un traitement des carences avérées grâce en particulier à l'administration de composés antioxydants.
Cette prescription sera bien entendu accompagnée d'un contrôle du bilan au bout de quelques mois, après une prise en charge adaptée.
Claims
R E V E N D I C A T I O N S
1°) Procédé de détermination d'un score représentatif du stress oxydatif d'un patient, sur une échelle de 0 à 10, caractérisé par la succession des étapes suivantes :
- dans une étape d'étalonnage initial :
- on choisit une série de marqueurs biologiques liés au stress oxydatif et on évalue ces marqueurs biologiques par dosage, en particulier à partir de prélèvements sanguins, chez un panel de personnes saines ou présentant éventuellement différents types de pathologies et troubles cliniques connus de façon à obtenir une base de données, et
- on effectue une analyse statistique de cette base de données en s'appuyant sur des relations connues dans le domaine médical et décrites dans la littérature de façon :
- à établir pour chacun des marqueurs biologiques une échelle de gravité associée aux écarts constatés par rapport à des valeurs de référence,
- à rassembler les marqueurs biologiques en au moins trois grou- pes de marqueurs biologiques exprimant respectivement des informations différentes pouvant être associées à des stades différents de développement du stress oxydatif et correspondant respectivement à des antioxydants exogènes, à des antioxydants endogènes et à des marqueurs de dégâts oxydatifs, et - à attribuer un poids d'une part à chaque groupe de marqueurs biologiques, et d'autre part à chacun des marqueurs biologiques au sein de chaque groupe, puis
- on évalue plusieurs marqueurs biologiques du patient appartenant à plusieurs groupes de marqueurs biologiques, - on attribue à chacune des valeurs ainsi obtenues une note sur l'échelle de gravité, et
- on calcule un score de stress oxydatif Spatient spécifique au patient en utilisant la formule
2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on attribue au premier groupe de marqueurs biologique correspondant à des antioxydants exogènes un poids égal à 1, au second groupe de marqueurs biologiques correspondant à des antioxydants endogènes un poids étal à 5, et au troisième groupe de marqueurs biologiques correspondant à des marqueurs de dégâts biologiques un poids égal à 10.
3°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier groupe de marqueurs biologiques renferme au moins sept mar- queurs biologiques constitués par la vitamine C, la vitamine E, le cuivre, le zinc, le sélénium et les rapports vitamine C/vitamine E et cuivre/zinc.
4°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le second groupe de marqueurs biologiques renferme au moins quatre marqueurs biologiques constitués par le glutathion total GSH, le gluta- thion oxydé GSSG, les protéines thiols et le rapport GSH/ GSSG.
5°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le troisième groupe de marqueurs biologiques renferme au moins un marqueur biologique choisi parmi les lipides basse densité oxydés LDL Oxyd. et le rapport 8 hydroxy 2 guano sine /créatinine.
6°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la note d'un marqueur biologique sur l'échelle de gravité peut varier de 1 à 2 à de 1 à 10 selon les marqueurs.
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