Биомаркеры фиброза в качестве предикторов тромбоза ушка левого предсердия у пациентов с неклапанной фибрилляцией предсердий

Тромбоз ушка левого предсердия (УЛП) у пациентов с неклапанной фибрилляцией предсердий (ФП) ассоциируется с повышением риска инсульта в 3,5 раза [1], что дает основание рассматривать его в качестве суррогатного маркера потенциального инсульта у пациентов с ФП [2].

Данные о прогностических возможностях шкалы CHA₂DS₂-VASc в выявлении тромбоза УЛП противоречивы: наряду с сообщениями о хорошей корреляции [3], имеются подтверждения её недостаточной чувствительности у пациентов низкого риска инсульта [4].

В последние годы сывороточные биомаркеры хорошо зарекомендовали себя в качестве предикторов неблагоприятных кардиоваскулярных событий у пациентов с неклапанной ФП [5]. Поскольку фиброз левого предсердия (ЛП) является электроанатомическим субстратом ФП, а его выраженность определяет развитие и поддержание ФП [6], и ассоциируется с повышением риска инсульта [7], мы предположили в качестве гипотезы, что уровни циркулирующих в крови биомаркеров фиброза могут являться предикторами тромбоза УЛП у пациентов с неклапанной ФП.

Цель исследования: провести сравнительный анализ клинических, эхокардиографических показателей и уровней сывороточных биомаркеров у пациентов с неклапанной ФП в зависимости от наличия тромба УЛП с последующим выявлением предикторов тромбоза УЛП.

Материал и методы

Из пациентов с неклапанной ФП, госпитализированных в Тюменский кардиологический научный центр в 2018-2021гг для катетерной аблации и подвергнутых чреспищеводной эхокардиографии (ЧПЭхоКГ), сформировано 2 группы пациентов, сопоставимые по полу и возрасту: группа 1 (n=45) с тромбозом УЛП и группа 2 (n=97) без тромбоза УЛП.

Критерии включения в исследование: пациенты с пароксизмальной и персистирующей неклапанной ФП обоего пола, в возрасте от 30 до 72 лет, подписавшие информированное согласие для участия в исследовании.

Критерии исключения: инфаркт миокарда в последние 12 мес., наличие острых или декомпенсация хронических сопутствующих заболеваний, беременность, отказ от участия в исследовании.

Исследование включало анализ демографических, клинико-анамнестических, лабораторных данных, инструментальных методов исследований. Диагноз артериальной гипертонии, ишемической болезни сердца (ИБС), хронической сердечной недостаточности (ХСН) выставлялся с учетом действующих рекомендаций.

Всем пациентам проведена стандартная трансторакальная эхокардиография (ЭхоКГ) с оценкой размеров и объемов камер сердца, а также систолической и диастолической функций левого желудочка (ЛЖ) в соответствии с современными рекомендациями Европейской ассоциации по кардиоваскулярной визуализации [8]. Для расчета объема ЛП использовали метод дисков (биплановый). ЛП трассировали в 4-камерной, 2-камерной позициях апикального доступа от точек крепления створок митрального клапана. Исследования выполнены одним исследователем, с применением ультразвукового сканера Vivid E9 (General Electric Medical Systems, США), с последующим сохранением данных и расчетом показателей, усредненных за 3 последовательных сердечных цикла.

ЧПЭхоКГ выполнена на аппарате Vivid E9 (General Electric Medical Systems, США) с использованием чреспищеводного датчика с рабочей частотой 5-7,5 МГц для оценки полости ЛП, включая его ушко.

Лабораторные методы исследования включали определение уровней биомаркеров в сыворотке крови: N-концевой промозговой натрийуретический пептид (NT-proBNP ) (пг/мл), фактор дифференцировки роста 15 (GDF-15) (пг/мл), трансформирующий фактор роста бета-1 (TGF-β1) (пг/мл), N-терминальный пропептид к проколлагену III (PIIINP) (нг/мл), высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ) (мг/л), цистатин С (мг/л). Для определения биомаркеров забор венозной крови производился натощак; после центрифугирования в течение 15 мин при 2500 оборотах сыворотку крови аликвотировали для дальнейшего замораживания (при -70⁰ C).

Уровень NT-proBNP (референсное значение <125 пг/мл) определяли конкурентным методом (твердофазный хемилюминесцентный иммуноферментный анализ) на анализаторе IMMULITE 2000 (Siemens Diagnostics, США). Уровни остальных биомаркеров определяли количественным методом (прямой иммуноферментный анализ) на микропланшетном фотометре StatFax 4200 (США). Для определения GDF-15 использовали набор Bio Vendor (Чехия) для исследовательских целей, с разбросом определений от 35 до 2240 пг/мл. Уровень TGF-β1 определяли с помощью набора Human TGF-beta 1 Platinum ELISA (Affymetrix, США/Bender MedSystems, Австрия). Ожидаемые значения: 5222-13731 пг/мл; минимально определяемая концентрация — 8,6 пг/мл. При определении PIIINP применяли набор Cloud-Clone Corp (Китай) для исследовательских целей, ожидаемые значения: 14,7-115,6 нг/мл, минутный объем кровообращения — 2,14 нг/мл. Уровень вчСРБ определяли с помощью набора Вектор-Бест (Россия), ожидаемые значения — до 5 мг/л. Для определения уровня цистатина С использовали набор Bio Vendor (Чехия), референсные значения для мужчин — 0,50-0,96 мг/л, для женщин — 0,57-0,96 мг/л.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программного пакета Statistica 12.0 и IBM SPSS Statistics 21. Распределение непрерывных переменных исследовали с помощью теста ШапироУилка. При нормальном распределении данные представляли как среднее M и стандартное отклонение (SD), при другом распределении — в виде медианы (Me) и межквартильного размаха [25%; 75%].

В зависимости от распределения при сравнении показателей в двух независимых группах использовали t-критерий Стьюдента или U-критерий МаннаУитни. Качественные показатели сравнивали с помощью критерия χ2 и двустороннего точного критерия Фишера.

Для поиска предикторов и получения модели прогнозирования тромбоза УЛП применяли однофакторный и многофакторный логистический регрессионный анализ. В многофакторной логистической регрессии использовали метод пошагового включения переменных. Для определения отрезных значений количественных переменных в качестве предикторов и оценки качества и эффективности модели применяли ROC-анализ. Результаты оценивались как статистически значимые при уровне p<0,05, при уровне p<0,1 — как наличие статистической тенденции.

Исследование соответствует положениям Хельсинкской декларации, протокол исследования одобрен местным комитетом по этике (протокол № 136 от 06.04.2018г). Информированное согласие получено от всех субъектов исследования.

Результаты

При сравнении клинических показателей (табл. 1) отмечено, что в группе 1 чаще встречались персистирующая ФП, ИБС, ХСН. Различий по среднему баллу и доле пациентов с ≥2 баллами по шкале CHA₂DS₂-VASc не отмечено.

Пациенты группы 1 имели более высокие объемы обоих предсердий, индекс массы миокарда ЛЖ, конечно-систолический размер ЛЖ, систолическое давление в легочной артерии, более низкие фракцию выброса ЛЖ и скорость кровотока в УЛП (табл. 1).

При сравнении медикаментозной терапии в группах (табл. 2) различий по доле пациентов, не принимавших оральные антикоагулянты (ОАК), и по спектру ОАК, не отмечено. В группе 1 пациенты чаще принимали диуретики и β блокаторы. Различий в антиаритмической и базовой терапии по поводу основного заболевания не отмечено. Приверженность к приему, а также дозы и длительность приема ОАК не оценивались.

При сравнении уровней циркулирующих в крови биомаркеров (табл. 3) у пациентов группы 1 отмечены более высокие уровни NT-proBNP, GDF-15 и PIIINP.

Для поиска предикторов тромбоза УЛП первым этапом проведен однофакторный регрессионный анализ, в который в качестве независимых переменных включены клинические параметры, показатели ЭхоКГ и биомаркеры, статистически значимо различающиеся между группами. Статистически значимая связь с тромбозом УЛП отмечена для следующих переменных: форма ФП, наличие ИБС, ХСН, индекс объема ЛП, конечно-систолический размер ЛЖ, фракция выброса ЛЖ, систолическое давление в легочной артерии, NT-proBNP, GDF-15 и PIIINP. Для удобства модели с помощью ROC-анализа найдены отрезные точки биомаркеров, разделяющие пациентов по наличию или отсутствию тромбоза с оптимальным соотношением чувствительности и специфичности. Такими отрезными точками оказались: для NT-proBNP ≥281пг/мл — AUC=0,662 (95% доверительный интервал (ДИ) 0,565-0,753, р=0,004); для GDF-15 ≥933 пг/мл — AUC=0,672 (95% ДИ 0,575- 0,770, р=0,001); для PIIINP ≥68 пг/мл — AUC=0,706 (95% ДИ 0,613-0,799, р<0,001).

Вторым этапом все вышеуказанные параметры, подтвердившие значимую связь с тромбозом УЛП в однофакторном анализе, были включены в многофакторный регрессионный анализ. Независимые предикторы тромбоза УЛП, вошедшие в окончательную модель, представлены в таблице 4.

С помощью ROC-анализа, где классифицирующей была переменная, определяющая наличие/отсутствие тромбоза УЛП, качество полученной модели оценено как очень хорошее (рис. 1): площадь под кривой AUC=0,815 (p<0,001). Специфичность модели составила 74,4%, чувствительность — 72,7%.

Таким образом, полученные результаты подтвердили предварительную гипотезу о том, что уровни биомаркеров фиброза GDF-15 и PIIINP выше определенных в ходе исследования отрезных значений (≥933 пг/мл и ≥68 пг/мл, соответственно), наряду с индексом объема ЛП, могут являться независимыми предикторами тромбоза УЛП у пациентов с неклапанной ФП, в т.ч. у пациентов невысокого риска, принимающих ОАК.

Обсуждение

Результаты нашего исследования подтвердили опубликованные ранее данные Wasmer K, et al. [4] о недостаточной чувствительности шкалы CHA2DS2- VASc в выявлении тромбоза УЛП у пациентов с ФП невысокого риска: у 13 из 49 пациентов с тромбозом УЛП (29%) имелся 1 балл, из них 12 принимали ОАК. Это подтверждает целесообразность выполнения ЧПЭхоКГ всем пациентам перед катетерной аблацией, независимо от приема ОАК.

Выявление индекса объема ЛП в качестве независимого предиктора тромбоза УЛП подтвердило уже известные сведения о том, что ремоделирование ЛП лежит в основе патогенеза ФП, а выраженность дилатации ЛП коррелирует с прогрессированием ФП и фиброзом ЛП [9]. Это согласуется с результатами ретроспективного анализа данных 638 пациентов с неклапанной ФП, подвергнутых ЧПЭхоКГ, согласно которым наличие тромбоза УЛП или спонтанного эхоконтрастирования ассоциировалось с увеличением диаметра ЛП >43 мм и устойчивостью ФП [10].

В последнее десятилетие получено много доказательств пользы применения сывороточных биомаркеров в стратификации риска, прогнозировании и выборе стратегии лечения при ФП [5]. В этом контексте представляют интерес биомаркеры, оценивающие степень фиброза косвенно: TGF-β1, маркеры синтеза коллагена I и III в крови и оборота коллагена (PIIINP, С-концевой пропептид коллагена типа-1 и С-концевой телопептид коллагена типа 1), ферменты деградации экстраклеточного матрикса (матриксные металлопротеиназы ММР-1 и MMP-9) и молекулы, участвующие в процессах воспаления и фиброза (вчСРБ, галектин-3, GDF-15) [11].

Часть из определяемых нами биомаркеров не вошли в окончательную модель прогнозирования тромбоза ЛП/УЛП: в частности, TGF-β1, который относится к основным профиброзным молекулам, способствующим развитию предсердного фиброза посредством влияния на сигнальную систему SMAD [6]. Возможно, полезность сывороточного уровня TGF-β1 в качестве предиктора фиброза и тромбоза ЛП является сомнительной ввиду динамичности внеклеточного матрикса в условиях постоянного структурного ремоделирования [6].

Одним из независимых предикторов тромбоза УЛП явился GDF-15, пептидный гормон и дивергентный член суперсемейства TGF-β1 [12]. Ранее Hu XF, et al. в перекрестном исследовании пациентов с неклапанной ФП, не принимавших ОАК, продемонстрировали связь повышенного уровня GDF-15 с наличием тромба УЛП [13]. Позднее были опубликованы данные, подтвердившие возможность использования GDF-15 в качестве предиктора тромбоза УЛП у пациентов, продолжающих принимать ОАК [14]. Одно из возможных объяснений этой связи заключается в том, что GDF-15, как стрессчувствительный цитокин, задействован в механизмах, связывающих воспаление с тромбозом, приводящим к активации и/или дисфункции эндотелия, выработке тканевого фактора моноцитами, гиперреактивности тромбоцитов, повышенной свертываемости и экспрессии фибриногена [14].

Возможность применения сывороточного уровня PIIINP как предиктора тромбоза УЛП в нашем исследовании изучена впервые. Ранее в двух проспективных исследованиях, Cardiovascular Health Study (CHS) и MESA, циркулирующие маркеры оборота коллагена показали свои возможности в предсказании развития ФП на больших когортах лиц, в т.ч. без сердечно-сосудистых заболеваний, в процессе 9-10-летнего наблюдения [15]. Повышение уровня PIIINP при тромбозе УЛП можно объяснить тем, что увеличение объема ЛП приводит к структурным изменениям эндокардиального внеклеточного матрикса, формированию очагов фиброза, дисфункции эндокарда с его повреждением, которое, согласно триаде Вирхова, является фактором риска образования тромба [10].

Таким образом, полученные результаты показали перспективность дальнейших исследований, направленных на изучение роли циркулирующих в крови биомаркеров фиброза в качестве предикторов инсульта у пациентов с неклапанной ФП, что особенно актуально для пациентов невысокого риска инсульта в соответствии со шкалой CHA2DS2-VASc.

Ограничения исследования. Исследование является одноцентровым, включает небольшую группу пациентов. При определении уровней биомаркеров фиброза использованы аналитические наборы для исследовательских целей, что диктует необходимость расширения объема исследования и определения собственных референсных значений, в т.ч. для отдельных возрастных категорий.

Заключение

По данным нашего исследования, у пациентов с неклапанной ФП, принимающих ОАК, более высокие уровни сывороточных биомаркеров PIIINP ≥68 пг/мл и GDF-15 ≥933 пг/мл, наряду с индексом объема ЛП, могут являться независимыми предикторами тромбоза УЛП.

Благодарности. Авторы выражают благодарность Горбатенко Елене Александровне за проведенный статистический анализ результатов исследования и помощь в представлении результатов исследования.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.