Профибротические генетические полиморфизмы как возможные факторы риска развития диастолической дисфункции у больных с эпикардиальным ожирением

На протяжении длительного времени сердечная недостаточность (СН) воспринималась врачами как клинический синдром, обусловленный нарушением сократительной (систолической) функции левого желудочка (ЛЖ), когда он не в состоянии обеспечить должную величину минутного объема крови, необходимую для адекватного функционирования органов и систем в покое и при физической нагрузке [1]. Однако в настоящее время пришло понимание, что в патогенезе развития СН лежит не только нарушение гемодинамики, а  снижение систолической функции ЛЖ не является приоритетным предиктором развития клинической картины СН. Одной из причиной развития СН является нарушение диастолической функции ЛЖ. Известно, что СН многофакторное заболевание. Помимо кардиомиоцит-ориентированного представления о СН, в настоящее время принято считать, что изменения в экстрацеллюлярном матриксе и коронарной микроциркуляции также играют важную роль в развитии патологического структурного ремоделирования миокарда и фиброза, которое патофизиологически определяет механизм развития СН [2]. При этом отсутствуют данные о генетической основе формирования приобретенной СН, но имеются представления о роли генетических факторов для многих семейных кардиомиопатий, наследование которых соответствует менделевскому. Кроме того, в действующих рекомендациях отсутствуют алгоритмы по ведению пациентов с СН. Таким образом, понимание не только молекулярных, но и генетических механизмов формирования фиброза миокарда позволит разработать новую стратегию ведения пациентов с кардиофиброзом. Данных о вкладе конкретного генетического полиморфного варианта в риск развития фиброза миокарда у пациентов с ожирением, в т.ч. с висцеральным, в литературе крайне мало.

Таким образом, целью настоящего исследования является определить наличие ассоциаций вариабельных сайтов генов фиброгенеза с риском развитием диастолической дисфункции (ДД) ЛЖ у пациентов с эпикардиальным ожирением (ЭО).

Материал и методы

В рамках когортного исследования, проведенного с 2016 по 2017гг на базе КГБУЗ "Алтайский краевой кардиологический диспансер", последовательно включен 101 мужчина с общим ожирением. При обращении в диспансер пациенты предъявляли жалобы на боли в грудной клетке, однако при детальном исследовании каких-либо сердечно-сосудистых заболеваний диагностировано не было.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен Локальным этическим комитетом учреждения. До включения в исследование у всех пациентов получено письменное информированное согласие.

ЭхоКГ выполнена с помощью ультразвуковой системы VIVID Е95 (GE, Healthcare, США) секторным фазированным датчиком М5Sс 1,5-4,5 МГц. С целью изучения ДД ЛЖ определяли следующие параметры ЭхоКГ: скорость продольного удлинения ЛЖ в ранней диастоле по скорости движения митрального кольца, e’, отношение скорости E трансмитрального диастолического потока к средней скорости движения митрального кольца E/e’, индекс объема левого предсердия и максимальную скорость трикуспидальной регургитации, индекс массы ЛЖ и относительную толщину ЛЖ [3]. Все показатели были получены в соответствии с рекомендациями Европейской ассоциации эхокардиографии и Американского общества эхокардиографии 2016г [4].

Контрольная группа была сформирована лицами соответствующего пола (все мужчины) и возраста (средний возраст — 52,9±7,5 лет) без сердечно-сосудистых заболеваний в анамнезе и без ожирения (n=295). Пациенты с общим ожирением — население Алтайского края, контрольная — население Кемеровской области. Все участники из контрольной и опытной групп относились к славянскому населению.

С помощью трансторакальной ЭхоКГ у пациентов оценивалось наличие висцерального ожирения по толщине эпикардиальной жировой ткани (тЭЖТ). Линейную тЭЖТ измеряли перпендикулярно свободной стенке правого желудочка в конце систолы, учитывали среднее значение трех сердечных циклов для каждого ЭхоКГ-изображения. В качестве анатомического ориентира использовалось кольцо аорты. ЭхоКГ-исследование тЭЖТ проводилось из парастернальной позиции по длинной оси [5].

С учетом проведенного ЭхоКГ-исследования из лиц опытной группы с общим ожирением (n=101) выделены: 1 группа с ЭО (ЭО+), тЭЖТ ≥7 мм, n=70 и 2 группа без ЭО (ЭО-), тЭЖТ <7 мм, n=31. Спустя 4,7±0,3 лет пациентам проводилась повторно ЭхоКГ для оценки диастолической функции ЛЖ. Выявлено, что у 20 пациентов с ЭО имеется нарушение диастолической функции ЛЖ, из них 18 пациентов в группе ЭО+, а  2 — пациенты из группы ЭО-.

Генотипирование проводили из материала всех включенных в исследование лиц по семи полиморфным (SNV) сайтам (MMP9 rs17576, TGFB1 rs1800469, MMP3 rs6796620, MMP3 rs626750, MMP1 rs514921, LOC101927143 rs4290029, TIMP2 rs2277698). Данные SNV, локализованные в генах MMP9, TGFB1, MMP3, MMP1, LOC101927143, TIMP2, выбраны в связи с тем, что ранее было показано изменение их экспрессии при заболеваниях, связанных с фиброзом различных органов и тканей, в т.ч. миокарда [6]. В качестве материала для исследования использовалась выделенная из венозной крови ДНК. ДНК выделяли методом фенол-хлороформной экстракции по стандартному протоколу. До проведения генотипирования ДНК хранили при температуре -20° С. Молекулярно-генетическое исследование проводили методом полимеразной цепной реакции, которую проводили с использованием термоциклера с детекцией флуоресценции амплификации нуклеиновых кислот в режиме "реального времени" CFX96 Optics Module (Bio-Rad Laboratories, Сингапур). Наборы зондов для генотипирования в режиме "реального времени" произведены компанией "ДНК-Синтез" (Россия). Для исключения ошибок генотипирования 10% случайно выбранных образцов повторно тестировали, при этом сотрудник лаборатории не располагал информацией о тестируемых образцах.

Статистический анализ проводили с помощью пакета программ для научно-технических расчетов STATISTICA версии 13.0 (StatSoft, Inc., США) и SNPStats. Для подтверждения независимого распределения аллелей в изучаемых полиморфизмах проверяли его на соответствие закону Харди-Вайнберга. Проводилось сравнение изучаемых групп по пяти возможным моделям наследования (кодоминантной, доминантной, рецессивной, сверхдоминантной и логаддитивной), отражающим различные варианты сравнения генотипов. При наименьшем значении информационного критерия Акаике определялась наиболее вероятная модель наследования для каждого конкретного случая. Возможное влияние генотипа на признак оценивали, определяя отношение шансов и 95% доверительные интервалы. Критическое значение уровня значимости принимали равным 0,05.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-15-00305 "Патофизиологические особенности формирования остеосаркопенического ожирения при мультифокальном атеросклерозе как маркера биологического старения".

Результаты

Клиническая характеристика пациентов, включенных в исследование, представлена в таблице 1. Пациенты выделенных групп ЭО+ и ЭОне имели отличий по возрасту, индексу массы тела, уровню систолического и диастолического давления, окружности талии и окружности бедер. При этом в группе с ЭО тЭЖТ была статистически значимо больше, чем в группе без ЭО в 1,8 раза, р<0,0001.

В проведенных ранее исследованиях нами показано, что висцеральное ожирение характеризуется значимыми метаболическими нарушениями, происходит изменение уровней адипоцитокиновых факторов, участвующих в формировании липотоксического поражения миокарда, и существенно меняется профибротический статус [7]. Также у этих пациентов имеются нарушения механики ЛЖ как проявление раннего нарушения диастолической функции ЛЖ (при отсутствии ДД ЛЖ по данным трансторакальной ЭхоКГ с определением традиционных показателей) [8]. В связи с этим в данном исследовании нами проводился поиск ассоциаций полиморфных вариантов генов фиброгенеза с риском развития ДД ЛЖ именно у пациентов с ЭО.

Не выявлено отклонений в распределении аллелей и генотипов исследуемых полиморфизмов от равновесия Харди-Вайнберга в группе сравнения. У пациентов с ЭО равновесие Харди-Вайнберга для всех полиморфизмов не соблюдалось, что не являлось технической ошибкой, а  характеризует данную выборку.

Проведен анализ распространенности генотипов и моделей наследования в группе с ЭО (n=70) в сравнении с контрольной группой (n=295). Результаты данного анализа представлены в таблице 2. Выявлено, что в группе с ЭО в 2 раза чаще встречается носительство гомозиготного генотипа Т/Т (рецессивная модель наследования, р=0,002) в позиции rs626750 MMP3 в группе с ЭО.

При проведении анализа моделей наследования, а  также сравнении генотипов в группах пациентов с ЭО с развившейся ДД ЛЖ (n=18) и без ДД ЛЖ (n=52) выявлено, что у пациентов с ЭО и развившейся ДД ЛЖ в 3,4 раза чаще встречается носительство аллеля Т в гомозиготном состоянии (рецессивная модель наследования, р=0,02) rs1800469 TGFB1, таблица 3.

Обсуждение

Исследования генетических ассоциаций СН были весьма противоречивыми; может иметь место взаимодействие или синергизм нескольких генетических вариантов, которые вместе приводят к конечному патологическому фенотипу для СН. Понимание роли, которую генетические варианты играют в развитии СН, имеет важное значение для индивидуальных профилактических и терапевтических стратегий.

В данном исследовании выявлено, что у пациентов с ЭО для гена MMP3 в сайте rs626750 в 2 раза чаще встречается носительство аллеля Т в гомозиготном состоянии (рецессивная модель наследования, р=0,0022). Имеются данные об однонуклеотидных полиморфизмах, которые происходят в областях промотора MMP, которые связаны с общими уровнями MMP и влияют на сердечно-сосудистые исходы [9]. Полиморфный вариант MMP-3 считается регулятором в развитии инфаркта миокарда и исходов СН [10]. Изучалось влияние MMP-3 на выживаемость у пациентов с СН с ишемической и неишемической кардиомиопатией, и выявлено, что оно различается. Аллель 6A MMP-3 является независимым предиктором сердечной смертности у пациентов с неишемической СН. Напротив, нет доказательств какого-либо влияния генотипа сайта -1171 на сердечные события у пациентов с ишемической кардиомиопатией [10].

В динамике через 4,7±0,3 года ДД ЛЖ выявлена у 18 пациентов в группе с ЭО и у 2 в группе без ЭО. При анализе моделей наследования, а  также сравнении генотипов в группах пациентов с ЭО с развившейся ДД ЛЖ (n=18) и у пациентов без ЭО и без ДД ЛЖ (n=52) выявлено, что у пациентов с ЭО и развившейся ДД ЛЖ в 3,4 раза чаще встречается носительство аллеля Т в гомозиготном состоянии (рецессивная модель наследования, р=0,02) для rs1800469 TGFB1, что вносит вклад в формирование профибротического статуса с последующим развитием кардиофиброза и ДД ЛЖ. Данных о влиянии полиморфизма TGFB1 на развитие фиброза миокарда крайне мало, имеются лишь единичные данные, полученные на ограниченных выборках. Так, в одном из исследований, проведенном на смешанной популяции западной части России, проанализирована генетическая предрасположенность к фиброзу миокарда у реципиентов трансплантата сердца, и обнаружены значимые ассоциации между этим признаком и носительством минорного аллеля TGFB1 s1800470 [11].

Дальнейшие исследования на большем количестве пациентов позволят получить более подробные характеристики влияния полиморфизмов одного нуклеотида на формирование фиброза у пациентов с ожирением.

Ограничения исследования. Потенциальные ограничения настоящего исследования при оценке ассоциаций полиморфных вариантов генов фиброгенеза с развитием ДД ЛЖ у пациентов с ожирением включают ограниченную выборку пациентов, включением пациентов только мужского пола, проведением исследования в одном центре.

Заключение

В настоящем исследовании выявлены различия во встречаемости носительства аллеля Т в гомозиготном состоянии (рецессивная модель наследования) для rs626750 MMP3 у пациентов с ЭО в сравнении с контрольной группой. Также выявлено, что у пациентов с ЭО, у которых развилась ДД ЛЖ, чаще встречается носительство аллеля Т (рецессивная модель наследования) гена TGFB1 rs1800469, что, вероятно, вносит вклад в формирование кардиофиброза и развития ДД ЛЖ.

Отношения и деятельность. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-15-00305 "Патофизиологические особенности формирования остеосаркопенического ожирения при мультифокальном атеросклерозе как маркера биологического старения".