Значимость маркеров воспаления у пациентов с коронарной микроваскулярной дисфункцией на фоне необструктивного поражения коронарных артерий

Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса (СНсФВ) в настоящее время составляет примерно половину всех случаев хронической сердечной недостаточности (ХСН) [1]. Установлено, что развитие СНсФВ тесно связано с наличием коморбидной патологии, такой как ожирение, сахарный диабет (СД) 2 типа, синдром обструктивного апноэ сна, фибрилляция предсердий (ФП) и др. [2-4]. При этом клинические исходы при СНсФВ остаются зачастую неблагоприятными: частота госпитализаций по поводу декомпенсации ХСН составляет 12-24% в течение 1 года, а летальность после госпитализации — 7-12% [4][5].

В настоящее время СНсФВ все чаще признают системным синдромом, а не просто заболеванием, связанным с нарушением диастолической функции левого желудочка (ЛЖ) и ремоделированием сердца. Ученые отходят от традиционно описываемой модели чрезмерной постнагрузки, приводящей к диастолической дисфункции, к предложенной новой провоспалительной гипотезе, в основе патофизиологии которой лежит коронарная микроваскулярная дисфункция (КМД) [3]. Считается, что хронические сопутствующие заболевания вызывают системное провоспалительное состояние, приводящее к сердечной и экстракардиальной дисфункции эндотелия, связанной с нарушением вазодилатационной способности и КМД, что, в свою очередь, способствует последующему развитию и прогрессированию гипертрофии, фиброза и ригидности миокарда, а также дилатации левого предсердия (ЛП) и нарушению релаксации ЛЖ [4].

В экспериментальных моделях с перегрузкой давлением в гипертрофированном миокарде на фоне фиброза всегда обнаруживаются и признаки воспаления, при этом области фиброза и воспаления обычно совпадают и чем более выражено воспаление, тем более выражен и фиброз. Воспаление всегда предшествует формированию фиброза миокарда, и если удается подавить воспаление, то это позволяет предотвратить и фиброз [6]. Показано, что циркулирующие уровни маркеров воспаления, включая высокочувствительный C-реактивный белок (вчСРБ), фактор некроза опухоли-α, интерлейкины (ИЛ)-6 и 1, выше при СНсФВ, чем при ХСН со сниженной фракцией выброса (ФВ) ЛЖ. По данным обсервационных исследований показано, что биомаркеры воспаления являются лучшими предикторами тяжести и прогноза при СНсФВ [7]. Однако роль маркеров воспаления остается мало изученной проблемой при КМД, в частности, у больных с необструктивным поражением коронарных артерий (КА).

Целью данного исследования являлось изучение взаимосвязи КМД с уровнями про- и противовоспалительных биомаркеров у пациентов с сохраненной ФВ ЛЖ и необструктивным поражением КА.

Материал и методы

Этические аспекты исследования. Набор пациентов осуществлялся на базе Научно-исследовательского института кардиологии — Федерального государственного бюджетного научного учреждения "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук". Исследование было проведено в соответствии с положениями Хельсинкской декларации и одобрено локальным этическим комитетом данного научно-исследовательского института (протокол № 204 от 18 ноября 2020г). Информированное письменное согласие получено от всех пациентов до начала процедур исследования.

Исследуемая популяция. В исследование включено 118 пациентов (70 мужчин, средний возраст 62,0 [ 58,0; 69,0] лет) с сохраненной ФВ ЛЖ (62 [ 59; 64]%) и необструктивным поражением КА, соответствующих критериям включения/исключения.

Критерии включения: 1) необструктивное (<50%) поражение КА по данным коронарной компьютерной томографической ангиографии; 2) документированная по данным эхокардиографии (ЭхоКГ) ФВ ЛЖ ≥50%; 3) синусовый ритм; 4) подписанное информированное согласие.

Критерии исключения: 1) перенесенный ранее инфаркт миокарда; 2) планируемая коронарная реваскуляризация и/или предшествующая реваскуляризация КА; 3) систолическое артериальное давление >160 мм рт.ст.; 4) симптоматическая гипотензия со средним систолическим артериальным давлением <90 мм рт.ст.; 5) атриовентрикулярная блокада II-III степени, синдром слабости синусового узла; 6) персистирующая или хроническая форма ФП и/или трепетания предсердий; 7) недостаточность или стеноз клапанов сердца ≥2 степени; 8) гипертрофическая и дилатационная кардиомиопатии; 9) перенесенная ранее тромбоэмболия легочной артерии с высокой легочной гипертензией (систолическое давление в правом желудочке ≥45 мм рт.ст.); 10) тяжелая форма бронхиальной астмы и/или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ); 11) патология щитовидной железы; 12) скорость клубочковой фильтрации (CKD-EPI) <50 мл/мин/м²; 13) печеночная недостаточность класса С по Чайлд-Пью; 14) острые и хронические воспалительные заболевания сердца; 15) уровень гемоглобина <100 г/дл; 16) инсульт или транзиторная ишемическая атака в течение 90 дней до включения в исследование; 17) индекс массы тела >35 кг/м²; 18) желудочковая экстрасистолия III-V градации (по Lown).

ЭхоКГ. Для выполнения двухмерной (2D, B-real time) трансторакальной ЭхоКГ использовали ультразвуковой сканер с улучшенной визуализацией Philips Affiniti 70. Все исследования были выполнены одним специалистом. Выявление диастолической дисфункции ЛЖ основывалось на оценке шести показателей: пик Е, отношение E/A, lateral e’, среднее отношение E/e’, индексированный объем ЛП и пиковая скорость трикуспидальной регургитации. Диастолическая дисфункция ЛЖ диагностировалась при наличии ≥3 анормальных значений показателей [8].

Динамическая однофотонная эмиссионная компьютерная томография. За 24 ч до исследования пациентам отменяли прием бета-адреноблокаторов, нитратов, антагонистов кальциевых каналов, кофеина и производных метилксантина. Исследования выполняли в утренние часы, натощак, на фоне синусового ритма, по двухдневному протоколу "покой-нагрузка" с использованием радиофармпрепарата ^99mTc-метокси-изобутил-изотнитрил, который вводили внутривенно болюсно в дозировке 260-444 МБк. Для выполнения исследования в состоянии нагрузки использовали стресс-агент аденозинтрифосфат, который вводили внутривенно при помощи инфузомата в дозировке 160 мкг/кг/мин в течение 4 мин.

Для коррекции аттенюации выполняли низкодозовую компьютерную томографию органов грудной клетки. Все исследования были выполнены на гибридном компьютерном томографе Discovery NM/CT 570с (GE Healthcare, США), оснащенном гамма-камерой с высокочувствительными полупроводниковыми CZT-детекторами. Общая эффективная лучевая нагрузка исследования составила ~6,25 мЗв.

Полученные сцинтиграфические изображения обрабатывали на специализированной рабочей станции Xeleris II (GE Healthcare, Израиль). Определяли стандартные полуколичественные индексы нарушения миокардиальной перфузии: Summed Stress Score — сумма баллов при нагрузке, Summed Rest Score — сумма баллов в покое, Summed Difference Score — разница между нагрузкой и покоем, а также количественные показатели: Stress Myocardial Blood Flow (stress-MBF) — миокардиальный кровоток при нагрузке, Rest Myocardial Blood Flow (rest-MBF) — миокардиальный кровоток в покое, coronary flow reserve (CFR) — резерв коронарного кровотока. При отсутствии окклюзирующего поражения субэпикардиальных КА CFR ≤2 являлся маркером КМД.

Коронарная компьютерная томографическая ангиография. Подготовка к исследованию проводилась по стандартному протоколу, перед каждым сканированием оценивали частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Все пациенты получали 0,5 мг нитроглицерина сублингвально. Для контрастного усиления использовали 70-90 мл неионогенного контрастного вещества (йопамидол 370 мг, Bracco Diagnostics, Италия), который вводили внутривенно через кубитальный катетер. Согласно модифицированной классификации Ассоциации кардиологов КА подразделялись на 16 сегментов [9].

Биохимический анализ. Забор крови осуществлялся путем венепункции, а образцы сыворотки, полученные после центрифугирования, хранились при температуре -24^ C с одним циклом замораживания-оттаивания. Уровни N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP), ИЛ-1β, 6 и 10, вчСРБ в сыворотке крови определяли с помощью иммуноферментного анализа (ИЛ 1β, 6 и 10 — Вектор-бест, Россия; NT-proBNP и вчСРБ — Biomedica, Австрия).

Статистический анализ. Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью программ STATISTICA 10.0 и MedCalc 11.5.0.0. Для проверки статистических гипотез при сравнении двух независимых групп использовали критерий Манна-Уитни. При анализе качественных признаков проводили анализ таблиц сопряженности с использованием критерия χ² Пирсона. Данные представляли в виде медианы (Me) и межквартильного интервала (Q — 25-й и 75-й процентили). Для выявления уровней биомаркеров для диагностики СНсФВ использовали ROC-анализ с построением характеристических кривых и расчетом AUC (площади под кривой). Однофакторный и многофакторный регрессионные анализы с расчетом отношения шансов (ОШ) с 95% доверительным интервалом (ДИ) использовали для оценки влияния параметров на риск развития КМД. В многофакторный регрессионный анализ были включены исходные параметры, которые являлись клинически значимыми или имели унивариантную взаимосвязь с КМД и не обладали высокой степенью коллинеарности (r≥0,7): пол, возраст, индекс массы тела, наличие СД, ХОБЛ, ФП, ХСН, значения скорости клубочковой фильтрации, NT-proBNP, С-реактивного белка, ИЛ, фибриногена, гликированного гемоглобина, калия, параметров липидного спектра, ФВ ЛЖ, конечные систолический и диастолический объемы, индексированный объем ЛП, пиковая скорость трикуспидальной регургитации, отношение E/e’. Критический уровень значимости p-value для всех используемых процедур анализа принимали равным 0,05.

Результаты

Пациенты были разделены на группы в зависимости от наличия КМД: группа 1 включала больных с КМД (CFR ≤2; n=45), а группа 2 составила группу контроля и включала больных без КМД (CFR >2; n=73). Исходно СНсФВ I-III функциональных классов (по NYHA) была диагностирована у 58 пациентов (49,2%) в соответствии с рекомендациями ESC 2021г по диагностике и лечению острой и ХСН [10]. У пациентов с КМД чаще диагностировалась ХСН (p<0,001), в анамнезе они имели СД 2 типа (р=0,007) и являлись курильщиками (р=0,009) чаще, чем пациенты без КМД. Остальные исходные клинико-демографические характеристики пациентов не различались между группами. Поскольку диагноз ХСН был установлен впервые, то на момент включения в исследование пациенты не получали оптимальной медикаментозной терапии: частота назначения β-блокаторов составляла 15,3%, ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента/антагонистов ре- цепторов к ангиотензину II — 11,9%, статинов — 19,5%, диуретиков — 14,4% и антиаритмических препаратов — 5,6%. По частоте распределения назначаемых препаратов группы значимо не различались (табл. 1). В дальнейшем проводилась коррекция лечения и назначалась оптимальная медикаментозная терапия согласно клиническим рекомендациям.

Несмотря на то, что значения вчСРБ и ИЛ не превышали референсных интервалов, были выявлены различия в их уровнях в зависимости от значений CFR. Так, концентрации вчСРБ были выше в 1,8 раз (р=0,011) в группе 1 по сравнению с группой 2 (4,1 [ 3,0; 11,4] vs 2,3 [ 1,1; 8,7] г/л, соответственно). Уровни ИЛ-6 значимо не различались между группами (р=0,842), тогда как концентрации ИЛ-10 были ниже на 21,7% (р=0,048) у пациентов с КМД по сравнению с пациентами без нее (2,87 [ 2,58; 3,57] vs 3,67 [ 3,32; 4,04] пг/мл, соответственно), а ИЛ-1β выше в 2,7 раз (р=0,046) в группе 1 по сравнению с группой 2 (1,2 [ 0,74; 1,48] vs 3,19 [ 1,64; 5,47] пг/мл, соответственно) (табл. 1, рис. 1).

У пациентов с КМД частота и выраженность диастолической дисфункции была выше, чем у пациентов без нее. Значения lateral е’ были ниже в группе 1 (р=0,008) на 35%, чем в группе 2. Пиковая скорость трикуспидальной регургитации была больше на 12% (р=0,011), отношение Е/е’ на 21,4% (р=0,041) и индексированный объем ЛП на 51,2% (р=0,038) в группе 1, чем группа 2. Другие эхокардиографические параметры значимо не различались между группами (табл. 2).

Были проанализированы параметры CFR и MBF в зависимости от наличия КМД (табл. 3). У больных с КМД значения CFR были ниже на 48,3% (р<0,001), чем у больных без нее. В группе 1 rest-MBF был выше на 30,1% (р<0,001), а stress-MBF был ниже на 30,1% (p<0,001) по сравнению с группой 2. Стандартные полуколичественные индексы нарушения миокардиальной перфузии не отличались между группами.

По данным ROC-анализа концентрации вчСРБ ≥4,8 г/л (чувствительность 56,5%, специфичность 77,5%; AUС=0,655; р=0,012) и NT-proBNP ≥950,6 пг/мл (чувствительность 69%, специфичность 78%; AUC=0,792; р<0,001) были идентифицированы как маркеры, связанные с наличием КМД у больных с необструктивным поражением КА, тогда как уровни ИЛ-1β, 6 и 10 не показали диагностической значимости (рис. 2).

Уровни ИЛ-10 коррелировали со значениями CFR (r=0,511, p=0,005), rest-MBF (r=-0,432, p=0,045) и stress-MBF (r=0,317; p=0,012), тогда как уровни ИЛ-1β значимо коррелировали со значениями CFR (r=-0,371; p=0,046) и E/e’ (r=0,278; p=0,019), а концентрации вчСРБ — со значениями CFR (r=-0,412; p=0,019).

По данным однофакторного регрессионного анализа установлено, что наличие СД 2 типа (ОШ 1,43; 95% ДИ: 1,17-3,57; р=0,012), диастолической дисфункции (ОШ 3,18; 95% ДИ: 1,16-4,12; р<0,001), курения (ОШ 2,01; 95% ДИ: 0,99-2,43; p=0,043), гиперэкспрессии NT-proBNP ≥950,6 пг/мл (ОШ 1,98; 95% ДИ: 1,78-6,23; p=0,003) и вчСРБ ≥4,8 г/л (ОШ 1,87; 95% ДИ: 0,98-2,12; р=0,018) были связаны с КМД. Тогда как многофакторный регрессионный анализ показал, что наличие диастолической дисфункции (ОШ 3,27; 95% ДИ: 2,26-5,64; р<0,001) и гиперэкспрессии NT-proBNP ≥950,6 пг/мл (ОШ 2,07; 95% ДИ: 1,56-4,12; р=0,023) являлись независимыми факторами, связанными с КМД.

Обсуждение

Подобно СНсФВ, КМД сама по себе является гетерогенным заболеванием со сложными лежащими в ее основе патофизиологическими механизмами, которые остаются не до конца изученными [10]. При этом наличие КМД может способствовать развитию и прогрессированию СНсФВ, в т.ч. у бессимптомных пациентов (например, у больных с СД 2 типа, артериальной гипертензией и т.д.) [11]. В крупном перекрестном исследовании, включавшем пациентов с СД 2 типа и факторами риска ХСН (n=336), распространенность КМД (CFR <2,5 по данным допплер-ЭхоКГ) составляла 59% [12]. Еще 76 пациентам было проведено дополнительное фенотипирование с рядом маркеров эндотелиальной дисфункции, воспаления и диастолической дисфункции. 17 воспалительных биомаркеров отрицательно коррелировали с CFR, а 15 — положительно с E/e’. И CFR, и E/e’ коррелировали только в подгруппе пациентов с КМД и признаками повышенного давления наполнения (E/e’ >10; p=0,012), что указывает на возможную связь между воспалением и КМД при СНсФВ, ассоциированной с СД 2 типа [12]. При этом средние значения ИЛ-1β составляли 7,53 пг/мл, а ИЛ-6 — 13,49 пг/мл, что было выше медианы уровней данных биомаркеров, полученных в нашем исследовании. Вероятнее всего, это связано с наличием СД 2 типа у всех включенных пациентов, в отличие от данного наблюдения, где доля больных с СД 2 типа составляла 14,4%. Однако, несмотря на то, что значения биомаркеров не превышали референсных интервалов, выявлены различия в концентрациях вчСРБ, ИЛ-10 и 1β в зависимости от наличия КМД. Так, концентрации вчСРБ были выше в 1,8 раз (р=0,011), ИЛ-10 ниже на 21,7% (р=0,048), а ИЛ-1β выше в 2,7 раз (р=0,046) у пациентов с КМД по сравнению с пациентами без нее, а уровни ИЛ-1β и 10, и вчСРБ коррелировали с резервом коронарного кровотока (p<0,05). Эти данные, вероятно, свидетельствуют о наличии хронического неактивного воспалительного процесса как одного из патогенетических паттернов КМД.

В другом ретроспективном исследовании, включавшем 201 пациента с необструктивным поражением КА без ХСН, но с такими факторами риска, как СД 2 типа, ожирение и гипертония, развитие СНсФВ было зарегистрировано у 36 пациентов в течение 4 лет наблюдения, при этом КМД, выявленная по данным позитронной эмиссионной томографии (CFR <2), диагностировалась у 54% пациентов [13]. Данные результаты о нарушении резерва коронарного кровотока при сопутствующих состояниях, тесно связанных с СНсФВ еще до ее развития, согласуются с КМД, лежащей в основе различных фенотипов СНсФВ. В нашем исследовании также подтверждается вклад коморбидной патологии в патогенез КМД, так пациенты с КМД в анамнезе чаще имели СД 2 типа (р=0,007) и являлись курильщиками (р=0,009), чем пациенты без КМД. При этом частота встречаемости СНсФВ среди больных с КМД была значимо выше (p<0,001), чем у больных без нее.

С одной стороны, развитие СНсФВ на фоне КМД возникает в результате сочетания микрососудистых структурных изменений, эндотелиальной дисфункции и/или дисфункции гладкой мускулатуры сосудов [14]. Установлено, что оксид азота играет ключевую роль для поддержания функции эндотелия и гладкой мускулатуры, тогда как нарушение функции эндотелия приводит к повышенному микрососудистому кровотоку в покое и реактивности NO-синтазы, и, как следствие, к почти максимальному вазодилататорному состоянию в покое и ослаблению реакций на стресс [15]. С другой стороны, хроническое системное воспаление запускает процессы фиброзирования, на фоне которых кровоток в покое может повышаться из-за диффузного фиброза миокарда и компенсаторного эндотелий-зависимого увеличения периферического сосудистого сопротивления, а реакция на стресс снижаться за счет периваскулярного фиброза [10]. Данные нашего исследования не расходятся с ранее полученными результатами. Так, у пациентов с КМД значения CFR были ниже на 48,3% (р<0,001), rest-MBF был выше на 30,1% (р<0,001), а stress-MBF был ниже на 30,1% (p<0,001), чем у больных без КМД.

Системное воспалительное состояние, вызванное такими сопутствующими заболеваниями, как СД 2, ожирение и ХОБЛ, может привести к увеличению продукции эндотелиальных активных форм кислорода. Реакция между кофакторами активных форм кислорода и eNOS снижает продукцию и биодоступность оксида азота. В результате снижение доступности оксида азота снижает уровень протеинкиназы G, которая необходима для фосфорилирования титина, цитоскелетного белка, ответственного за диастолическую функцию и растяжимость миокарда [14]. Следовательно, нарушение фосфорилирования титина из-за нарушения регуляции по оси "оксид азота — протеинкиназа G" может способствовать снижению диастолического резерва. Показано, что пациенты с СНсФВ имели большее микрососудистое разрежение и более выраженный фиброз миокарда, а также более низкую плотность микрососудов по сравнению с контрольной группой сопоставимого возраста, при этом авторы предположили, что именно микроваскулярное эндотелиальное воспаление может являться триггером развития КМД и фиброза миокарда. В нашем исследовании, несмотря на полученные различия в уровнях ИЛ-1β и 10, вчСРБ и NT-proBNP, только уровни двух последних обладали диагностической значимостью в отношении выявления КМД у больных с необструктивным поражением КА. В то же время, многофакторный регрессионный анализ показал, что только наличие диастолической дисфункции (ОШ 3,27; 95% ДИ: 2,26-5,64; р<0,001) и гиперэкспрессии NT-proBNP ≥950,6 пг/мл (ОШ 2,07; 95% ДИ: 1,56-4,12; р=0,023) являлись независимыми факторами, ассоциированными с КМД. Вероятно, это связано с тем, что почти у половины пациентов (49,2%) на момент включения в исследование сформировалась ХСН, а значит, процессы периваскулярного фиброза и ремоделирования экстрацеллюлярного матрикса вышли на первый план, поэтому хроническая воспалительная реакция уже не являлась настолько выраженной. К сожалению, мы не оценивали стаж СД 2 типа, гипертонической болезни и других сопутствующих патологий, которые могли повлиять на уровни воспалительных и провоспалительных маркеров, а в проанализированной литературе нами не была обнаружена данная информация. Однако наличие открытых в данной области вопросов подчёркивает ее актуальность и необходимость проведения дальнейших исследований с включением большего количества больных и анализом дополнительных факторов в отношении развития КМД. Изучение патогенетических механизмов формирования СНсФВ позволит открыть двери для новых методов профилактики и терапии, а значит снизить затраты на лечение данного социально значимого заболевания.

Ограничения исследования. Основными ограничениями исследования являлись: 1) относительно небольшая и неоднородная выборка больных; 2) отсутствие данных в отношении стажа СД 2 типа, гипертонической болезни и других сопутствующих патологий, которые также могли повлиять на уровни воспалительных и провоспалительных маркеров.

Заключение

Таким образом, установлено, что у пациентов с необструктивным поражением КА наличие КМД связано с более высокой экспрессией ИЛ-1β (р=0,046) и вчСРБ (р=0,011), а также снижением экспрессии ИЛ-10 (р=0,048), что может подтверждать тот факт, что хроническое воспаление является одним из звеньев патогенеза развития КМД. По данным ROC-анализа концентрации вчСРБ ≥4,8 г/л (AUС=0,655; р=0,012) и NT-proBNP ≥950,6 пг/мл (AUC=0,792; р<0,001) были идентифицированы как маркеры, связанные с наличием КМД у больных с необструктивным поражением КА, тогда как уровни ИЛ не показали диагностической значимости.

Отношения и деятельность. Грант Президента Российской Федерации № MK-4257.2022.3.