Некомпактная и дилатационная кардиомиопатия: генотип-фенотипические и прогностические различия

Некомпактная кардиомиопатия (НКМП) — редкое заболевание миокарда левого желудочка (ЛЖ) (и/или правого желудочка (ПЖ)) с двухслойной структурой, характеризующейся губчатым эндокардиальным слоем (с выраженными трабекулами и глубокими межтрабекулярными углублениями) и более тонким уплотненным эпикардиальным слоем. Со времени публикации первых работ, в которых был использован термин "изолированная некомпактность миокарда левого желудочка", прошло более трёх десятилетий, однако эта форма кардиомиопатии (КМП) по-прежнему вызывает больше вопросов, чем ответов. Является ли НКМП самостоятельной КМП или морфологическим синдромом? НКМП — это специфическое генетическое заболевание? Какие из множества критериев и классификаций использовать? Отличается ли прогноз НКМП от других форм КМП? Является ли НКМП независимым фактором риска инсульта и системных тромбоэмболий [1][2]?

Учитывая отсутствие унифицированных критериев и единого определения НКМП, сложно оценить реальную заболеваемость. Эпидемиология НКМП точно неизвестна — по разным оценкам, уровень распространения выше у детей — от 4,8% до 9,2%, у взрослых уровень ниже — от 4,1% (по данным европейского регистра КМП EORP) до 5% (немецкий реестр Torch) [3][4]. Оценка распространенности зависит от метода популяционного исследования и от критериев диагностики, используемых при визуализации сердца. Термин "изолированный некомпактный миокард" (НКМ) применяется некоторыми авторами для описания морфологических аномалий без нарушения функции ЛЖ и НКМП — при сочетании НКМ с дисфункцией ЛЖ [5][6]. Однако не только дефиниции НКМП являются спорными, отличаются и классификации — Европейским обществом кардиологов (ESC) НКМП принята как "неклассифицируемая кардиомиопатия", Американской кардиологической ассоциацией (AHA) — как "генетическая кардиомиопатия" [7][8]. В классификации MOGE(S) предусмотрено буквенно-кодовое описание морфологии для фенотипов изолированного НКМ с сохранной систолической функцией без дилатации ЛЖ (M_LVNC), для НКМ с дилатированным ЛЖ и сократительной дисфункцией (M_LVNC-D), для НКМ с гипертрофией ЛЖ (M_LVNC-H) и рестриктивным фенотипом (M_LVNC-R), для некомпактного аритмогенного ПЖ (M_RVNC-A) [9]. НКМП является крайне гетерогенной морфологической аномалией в популяции взрослых и детей, поэтому эксперты рабочей группы Arbustini Е, et al. (2016) предложили детализированную классификацию с выделением 7 основных подтипов (включая приобретенные и потенциально обратимые НКМП; НКМП ПЖ или бивентрикулярные формы) [10]. Позже авторы van Waning J, et al. (2019) для нормирования системного анализа разделили НКМП на четыре подтипа: изолированная НКМП, гипертрофическая НКМП/ ГКМП, дилатационная НКМП/ДКМП и смешанная НКМП/ГКМП/ДКМП [11].

Известно, что НКМП ассоциирована с генетическими синдромами, включающими врожденные пороки сердца, нейромышечные расстройства и лицевые дисморфизмы [11]. К настоящему времени все больше появляется данных, свидетельствующих в пользу генетической природы НКМП. Зарегистрированы мутации в >40 генах, кодирующих белки саркомера, Z-диска, цитоскелета, ионных каналов, митохондрий. Описаны случаи даже хромосомных дефектов. Опубликованы работы с доказательной базой, подтверждающей значимость генотип-фенотипических корреляций и строгой взаимосвязи мутаций в гене ионных каналов (HCN4, а ктивируемый гиперполяризацией циклический нуклеотид калиевого канала 4), титине (TTN) и ламине A/C (LMNA) с высокой частотой развития тяжелой сердечной недостаточности (СН) и желудочковых тахиаритмий [11-13].

Клиническая картина НКМП отличается значительным разнообразием и варьирует от минимальных симптомов до терминальной стадии СН, летальных аритмий, внезапной сердечной смерти (ВСС) и тромбоэмболических осложнений (ТЭО) (инсульт, транзиторная ишемическая атака, периферические эмболии, мезентериальные и почечные тромбозы, инфаркт миокарда) [1][2][10-14]. Частота тромбоэмболий у больных с НКМП составляет примерно 15%. В ретроспективном исследовании в когорте из 169 пациентов с НКМП у 15% лиц зарегистрированы ТЭО: 92% из них перенесли инсульт и 8% лиц — периферическую эмболию; среди 18 пациентов с инсультом, только у 7 (39%) лиц зарегистрирована фибрилляция предсердий (ФП), в то время как у 14 (78%) пациентов наблюдалась систолическая дисфункция ЛЖ [14]. Частота ФП у пациентов с НКМП составляет от 25% до 30%, чаще наблюдается у пациентов со сниженной систолической функцией ЛЖ [15]. Однако до сих пор остается спорным вопрос о том, является ли НКМП самостоятельным и независимым фактором риска инсульта и системных ТЭО. Желудочковые тахиаритмии встречаются в половине случаев НКМП. Так, по данным метаанализа 2022г, включающего 135 пациентов с НКМП, желудочковая тахикардия (ЖТ) зарегистрирована в 68% случаев, в т.ч. в 19% из них обнаружена полиморфная ЖТ, в 23% случаев мономорфных ЖТ эктопический субстрат соответствовал зонам НКМ, 83% устойчивых ЖТ были связаны с механизмом re-entry, а  17% — с фокусным механизмом [16].

Таким образом, пациенты с НКМП имеют широкий спектр клинических проявлений — от бессимптомной формы до симптомов тяжелой СН, от клинически незначимой экстрасистолии до жизнеугрожающих аритмий/ВСС, ФП и ТЭО [1-8]. В большинстве опубликованных исследований авторы анализировали когорты НКМП в целом, без разделения их на подтипы, что приводило к погрешностям при сравнении фенотипов и генотипов, к неоднозначной оценке клинических исходов и прогноза НКМП в разных работах и, в итоге, — к противоречивым результатам [13][17][18]. К настоящему времени опубликовано несколько исследований, в которых представлены результаты сравнительного анализа среднесрочных прогнозов НКМП и других форм КМП, в частности, сравнение с дилатационной КМП (ДКМП) и гипертрофической КМП, однако вопрос о различиях в прогнозах НКМП и ДКМП все еще является предметом обсуждения [18-20].

Цель исследования: изучение генетических и фенотипических признаков у пациентов с НКМП и ДКМП, сравнительный анализ клинических исходов и кумулятивной выживаемости пациентов с НКМП и ДКМП.

Материал и методы

В проспективное исследование включили 144 неродственных пациента с КМП: НКМП (n=74) и ДКМП (n=70). Всем пациентам (39 [ 30; 49] лет; 96/66,7% мужчин; фракция выброса (ФВ) ЛЖ 30,5 [ 24; 46]%; конечно-диастолический диаметр ЛЖ 67,7 [ 61; 74] мм; период наблюдения 62 [ 56; 79] мес.) проведен комплекс клинико-инструментальных исследований: электрокардиография (ЭКГ), эхокардиография (ЭхоКГ), холтеровское мониторирование (ХМ), магнитно-резонансная томография (МРТ) сердца, коронароангиография, генотипирование (ДНК-диагностика с помощью метода секвенирования нового поколения с последующей верификацией выявленных вариантов по методу Sanger), каскадный семейный скрининг и косегрегационный анализ.

Диагноз НКМП верифицировали на основании 3 из 5 морфологических критериев — ЭхоКГ (Jenni/ Stollberger) и МРТ (Petersen/Jacquier/Grothof) — с подтверждением диагноза ≥1 облигатным клиническим признаком (семейный анамнез, нейромышечные расстройства, а номальная ЭКГ, а ритмии, СН или ТЭО) [1][6]. Заболевание ДКМП диагностировали в соответствии с рекомендациями экспертов рабочей группы ESC в тех случаях, когда бивентрикулярная систолическая дисфункция и дилатация камер сердца не были связаны с известными объяснимыми причинами — перегрузкой давлением или объемом, клапанными аномалиями, ишемической болезнью сердца. Для установления семейной формы заболевания применяли критерии Pinto Y, et al. (2016) [21].

Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом. При включении в исследование у всех участников (в т.ч. у родственников пробандов) было получено письменное информированное согласие. Исследование выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской Декларации. Дизайн исследования представлен на рисунке 1.

Геномная ДНК пациентов была использована для высокопроизводительного секвенирования (NGS, таргетная кардиопанель, 174 генов) на приборе MiSeq System (Illumina Inc., San Diego, US). Патогенность идентифицированных мутаций определяли согласно рекомендациям Американского колледжа медицинской генетики (ACMG) c классификацией вариантов на 5 категорий: патогенные (pathogenic variant, PV), вероятно патогенные (likely pathogenic variant, LPV), варианты неопределённой клинической значимости (variant of unknown significance, VUS), вероятно доброкачественные и доброкачественные [22]. В 12 (8,33%) случаях пробандам с признаками аутосомно-доминантного наследования семейной болезни, в отсутствии патогенных генетических находок при таргетном исследовании, проведено полноэкзомное секвенирование.

Для оценки клинических исходов группу НКМП (n=74; ФВ 43 [ 29; 50]%), учитывая гетерогенность фенотипа, разделили на два подтипа в соответствие с контрактильной функцией и размерами ЛЖ по данным ЭхоКГ: НКМП с признаками дилатационного подтипа — НКМП/ДКМП (50 лиц с ФВ ЛЖ ≤49%) и изолированная НКМП с сохранной систолической функцией (24 пациента с ФВ ≥50%). Неблагоприятные события, такие как: кардиоваскулярная смерть, трансплантация сердца (ТС), устойчивая ЖТ/фибрилляция (уЖТ/ФЖ), успешная сердечно-легочная реанимация (СЛР) и мозговые ТЭО были приняты в качестве комбинированной конечной точки (кКТ).

Клиническая характеристика пациентов с ДКМП и НКМП, включенных в исследование, представлена в таблице 1.

Пациенты в анализируемом периоде наблюдения получали базовую стандартную терапию СН: ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (76,4%), бета-адреноблокаторы (97,3%), петлевые диуретики (26,4%), а нтагонисты минералокортикоидных рецепторов (70,1%), непрямые антикоагулянты (30,5%) и сакубитрил/валсартан (16,7%).

Результаты

Пациенты с ДКМП исходно отличались более тяжелыми симптомами СН, дилатацией и систолической дисфункцией ЛЖ, прогрессированием негативного ремоделирования желудочков в 5-летнем периоде наблюдения. Так, по данным МРТ сердца конечно-диастолический объем ЛЖ в группе ДКМП составил 246 [ 190; 310] мл vs 191 [ 149; 258] мл в подгруппе НКМП/ДКМП vs 125 [ 104; 137] мл в подгруппе НКМП (p=0,001); конечно-систолический объем ЛЖ в группе ДКМП составил 180 [ 126; 235] мл vs 127 [ 92,5; 187] мл в подгруппе НКМП/ДКМП vs 52 [ 42; 63] мл в подгруппе НКМП (p=0,001); соответственно, самая низкая ФВ ЛЖ наблюдалась в группе ДКМП (26 [ 27; 35]% и 31 [ 26; 44]% vs 56 [ 51; 62]%; p=0,001). Более выраженная сократительная дисфункция ПЖ по оценке систолической экскурсии в плоскости трикуспидального кольца (TAPSE) выявлена в группе ДКМП (14 [ 11; 18] мл) в сравнении с подгруппами НКМП/ДКМП (17 [ 13,5; 19] мм) и изолированной НКМП (22 [ 19; 25] мм; p=0,001). Значимо более выраженные симптомы СН по данным теста 6-мин ходьбы (Н=17,9; р=0,001) и по уровню биомаркеров миокардиального стресса (NTproBNP: Н=21,5; р=0,0001) также доминировали в группе пациентов с ДКМП (рис. 2).

Чаще всего НКМ определяли в верхушечных и нижних сегментах передней и боковой стенки ЛЖ (81-97% случаев). Локализация НКМ превалировала в верхушечно-передних, верхушечно-боковых и верхушечно-нижних сегментах ЛЖ (70-97%). НКМ в среднебоковых сегментах наблюдался в 62,2% случаев. Некомпактность верхушки ПЖ визуализировали у 33,3% лиц с НКМП и у 38% пациентов с НКМП/ ДКМП. НКМ средней части передней стенки ЛЖ, межжелудочковой перегородки и базальных сегментов боковой и передней стенок наблюдался значительно реже (рис. 3). Три и более сегментов НКМ в ЛЖ выявлены у 98,6% пациентов с НКМП. Среднее значение соотношения NC/C при ЭхоКГ измерении (согласно критериям Jenni) в разных сегментах составило от 2,0 до 2,5; при измерении в режиме МРТ сердца (согласно критериям Petersen) — от 2,3 до 2,7. У одной трети (32,8%) пациентов с ДКМП отмечалось гипертрабекулярное строение верхушки ЛЖ.

Генетические сходства и различия НКМП и ДКМП

В группе c изолированной НКМП патогенные мутации (PV/LPV) выявлены у 7 (29,1%) пациентов: 3 варианта идентифицированы в 2 саркомерных генах — 3/42,8% (TTNtv — 1; MYBPC3 — 2), 3 варианта в 3 генах ионных каналов — 3/42,8% (HCN4 — 1; SCN5A — 1; SCN2B — 1) и 1 мутация выявлена в цитоскелетном гене (ACTN2 — 1), кодирующем белок альфа-актинин-2.

В группе НКМП/ДКМП выявлено 17 (53,1%) мутаций из 32 PV/LPV в 7 саркомерных генах (TTNtv — 4; MYBPC3 — 2; MYH7 — 6; MYH6 — 1; TPM1 — 1; ACTC1 — 2; TNNТ2 — 1), в то время как в группе ДКМП патогенные варианты обнаружены только в 2 саркомерных генах (TTNtv — 6 и MYH7 — 2) у 8 (27,6%) из 29 ген-позитивных пробандов. Мутации (PV/LPV) в белках компонентов ядра превалировали у пациентов с ДКМП — 27,6% (LMNA — 6; EMD — 1; RBM20 — 1), но также выявлены у лиц с НКМП/ ДКМП — 18,7% (LMNA — 5; PRDM16 — 1) и не обнаружены в группе с изолированной НКМП. В группах НКМП и НКМП/ДКМП не встречались варианты в генах десмосом, в то время как у пробандов с ДКМП идентифицированы 2 PV (гомозиготные) и 5 VUS в гене DSP.

Мутации в генах цитоскелетных, функциональных и Z-диск-ассоциированных белков доминировали в группе ДКМП (MYPN — 1; DMD — 2; BAG3 — 3; FLNA –1), однако по одному варианту (LPV) в цитоскелетных генах выявлено в группах НКМП (ACTN2 — 1) и НКМП/ДКМП (FLNC — 1).

Варианты в генах ионных каналов встречались в трех группах: по две мутации в гене натриевого канала — SCN5A — обнаружены в группах ДКМП и НКМП/ДКМП и 1 вариант в группе НКМП. Однако два варианта (LPV и VUS) в гене активируемого гиперполяризацией циклического нуклеотида калиевого канала 4 — HCN4 — выявлены только у пациентов с НКМП. В этом гене был обнаружен новый вариант — инсерция 13 пар оснований в седьмом экзоне, приводящая к сдвигу рамки считывания и укорочению белка (NM005477: p.L711fs). Вариант косегрегировал с фенотипом НКМП в семье пробанда (НКМ, брадикардия и желудочковая парасистолия/экстрасистолия) и был классифицирован как вероятно патогенный. Варианты в двух других генах, ACTN2 (новый миссенс LPV в 1 экзоне: NM_001278343: c.C57A; p.Y19X) и PRDM16 (делеция в локусе 1р36), также, по-видимому, связаны в первую очередь с фенотипом НКМП с учетом результатов каскадного скрининга и сегрегации.

Генетическая структура и сравнение уровней выявляемости патогенных мутаций в группах НКМП и ДКМП представлены на рисунке 6.

Полученные данные свидетельствуют о значимом совпадении генов, а ссоциированных как с НКМП, так и с ДКМП, что подтверждает гипотезу о том, что многие случаи НКМП/ДКМП представляют собой изменчивый морфологический фенотип ДКМП. Однако варианты в генах HCN4, ACTN2 и PRDM16 связаны, вероятно, с преимущественным фенотипом НКМП по данным анализа семейной косегрегации.

Клинические исходы

Результаты сравнительного анализа неблагоприятных исходов в зависимости от трех клинических фенотипов КМП (НКМП, НКМП/ДКМП и ДКМП) представлены в таблице 3.

Таким образом, прогноз изолированной формы НКМП в 5-летнем периоде наблюдения можно расценивать как относительно благоприятный, по сравнению с подтипом НКМП/ДКМП со сниженной ФВ и ДКМП.

Для определения независимых факторов риска неблагоприятного клинического исхода проведен ROC анализ кКТ в общей выборке. В результате построения характеристических ROC кривых для оценки бинарной модели классификации, а нализа площади под кривыми и точек отсечения анализируемых количественных предикторов, выявлены наиболее значимые факторы риска в общей когорте пациентов: конечно-систолический объем ЛЖ ≥132 мл (AUC=0,859; 95% ДИ 0,730-0,989; р=0,0001; чувствительность 75%, специфичность 80%), NTproBNP ≥1225 пг/мл (AUC=0,825; 95% ДИ 0,6670,983; р=0,001; чувствительность 74%, специфичность 80%), ширина QRS ≥120 мс (AUC=0,851; 95% ДИ 0,728-0,973; р=0,0001; чувствительность 78%, специфичность 67%), фиброз миокарда ≥3 сегментов (AUC=0,771; 95% ДИ 0,607-0,935; р=0,005; чувствительность 78%, специфичность 67%) и генпозитивность (AUC=0,745; 95% ДИ 0,570-0,920; р=0,012; чувствительность 96%, специфичность 59%).

Среди показателей, отражающих систолическую функцию желудочков, наибольшая прогностическая значимость определена для ФВ ЛЖ ≤33% (AUC=0,769; 95% ДИ 0,685-0,852; р=0,0001; чувствительность 73%, специфичность 75%) и TAPSE ≤15 мм (AUC=0,724; 95% ДИ 0,634-0,815; р=0,0001; чувствительность 79%, специфичность 60%). ROC кривые с оценкой их характеристик представлены в дополнительных материалах (рис. 1, 2 и табл. 1, 2).

Дополнительные материалы

Обсуждение

Таким образом, результаты представленного исследования продемонстрировали худший прогноз у пациентов с дилатационным подтипом НКМП в сравнении с ДКМП и с изолированным подтипом НКМП. Полученные данные согласуются с другими исследованиями, подтверждающими более тяжелое течение, неблагоприятный прогноз и низкую выживаемость пациентов с НКМП/ДКМП по сравнению с ДКМП [13][23].

Однако прогноз НКМП все еще является предметом дискуссий. Несколько десятилетий назад НКМ ЛЖ считали редкой причиной сердечно-сосудистых заболеваний юных пациентов, у которых наблюдались ранние и частые кардиоваскулярные осложнения. В первых когортах наблюдения смертность, регистрируемая в долгосрочном периоде у лиц с НКМП, достигала 38%. Позже появились работы с более высокой оценкой распространенности НКМП (3-4%) [1][3][4] и отсутствием значимых прогностических различий НКМП от других форм КМП [17-19]. Неоднозначность и противоречия в прогнозах могут быть обусловлены неоднородностью выборок, связанной с различиями в фенотипах, генотипах и даже с разными дефинициями и критериями диагностики, которые затрудняют сравнение и анализ выборочных данных. Недавно опубликованные результаты исследования испанской когорты НКМП с 3-летним периодом наблюдения [18] и данные метаанализа 28 исследований с оценкой 5-летней кардиоваскулярной смертности не подтвердили гипотезу о различиях в прогнозах между НКМП и ДКМП (ОШ 1,10; 95% ДИ: 0,18-6,67) [19]. В метаанализе Aung N, et al. (2020) показано, что риски тромбоэмболии и желудочковых аритмий у пациентов с НКМП сопоставимы с тромбоэмболическими и аритмическими рисками у пациентов с ДКМП (2,17 vs 2,14 на 100 человеко-лет; p=0,93). Тем не менее пациенты с НКМП имели более высокую частоту госпитализаций по поводу прогрессирующей СН в сравнении с больными ДКМП (3,53 vs 2,37 на 100 человеко-лет; p=0,003) [19]. Однако эти исследования отличаются рядом важных ограничений — ретроспективным анализом, различиями в дефинициях НКМП, гетерогенностью выборочных когорт и анализируемых первичных конечных точек; например, испанское исследование ограничено небольшой выборкой ДКМП (13 пациентов). При сравнении долгосрочной выживаемости пациентов с НКМП с ожидаемой выживаемостью, сопоставимой по возрасту и полу, в общей популяции США обнаружено, что пациенты с НКМП имеют значимо сниженную выживаемость. Однако это исследование тоже было ретроспективным и без сравнительного анализа НКМП с ДКМП и другими формами КМП [20]. При сравнении сопоставимой по возрасту когорты НКМП (n=65) с регистром ДКМП (n=247) обнаружено, что сердечно-сосудистые события значительно чаще отмечались у пациентов с НКМП (отношение рисков 2,48; p=0,002) по сравнению с ДКМП, но и в этом исследовании пациенты были сопоставимы только по возрасту, но не по ФВ ЛЖ [13].

Согласно литературным данным, спектр генетических мутаций, связанных с НКМП, имеет значительное сходство с другими формами КМП, в частности с ДКМП, что также подтверждается представленными нами результатами. На основании проведенного метаанализа 172 исследований [11] (с типированием 66 генов у 561 пациента с НКМП) авторы пришли к выводу, что 52% НКМП ассоциированных генов кодируют саркомерные белки и 9% генов — белки компонентов ионных каналов, связанных с аритмией; несаркомерные, митохондриальные и сложные генотипы обнаружены в 6-8% случаев. Наиболее частыми находками были варианты в генах MYH7, MYBPC3 и TTN. Фенотипы НКМП, обусловленные вариантами в генах ионных каналов (ОШ 3,94; 95% ДИ: 1,71-9,08), генах MYBPC3 (ОШ 4,73; 95% ДИ: 1,98-11,3), TTN (ОШ 3,45; 95% ДИ: 1,17-10,2), а  также Х-сцепленные варианты (ОШ 5,65; 95% ДИ: 2,32-13,8) ассоциировались с высоким риском кардиоваскулярных событий [11]. И хотя корреляции генетических факторов с клиническими неблагоприятными исходами НКМП впечатляют, в настоящее время патогенетические и молекулярные механизмы этих вариантов изучены недостаточно. Полученные нами результаты полностью согласуются с этими данными: в 51,3% случаев НКМП обнаружены варианты в генах саркомерных белков, генпозитивность также ассоциировалась с неблагоприятными кардиоваскулярными событиями, и самая высокая степень косегрегации выявлена при сочетанном фенотипе НКМП/ДКМП. Эти данные подтверждают стратегическую важность и клиническое значение генетического тестирования для пациентов с дилатационным подтипом НКМП.

Заключение

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