Значение пропротеиновой конвертазы субтилизин-кексинового типа 9 и маркеров воспаления в диагностике каротидного атеросклероза у мужчин с артериальной гипертензией

Сердечно-сосудистый риск (ССР) связан не только с повышенным уровнем артериального давления (АД), но и с гиперхолестеринемией и, соответственно, с атеросклеротическими осложнениями. В мире 1,76 млрд человек живут с гиперхолестеринемией ¹. Гендерное распределение в российской популяции по гиперхолестеринемии — 56,3% случаев у мужчин и 58,4% женщин, по гиперлипопротеинемии — 13,2% и 15,2%, соответственно, по данным ЭССЕ-РФ [1].

Исследование Multiple Risk Factor Intervention Trial подтвердило связь между артериальной гипертензией (АГ) и атеросклеротическим поражением различных сосудистых бассейнов [2].

Атерогенез подразумевает различные патофизиологические пути, и новые данные дают понимание, что пропротеин-конвертаза субтилизин-кексинового типа 9 (PCSK9) вовлечен в патогенез различных сосудистых заболеваний. Научные изыскания показывают опосредованную роль PCSK9 в регуляции липидного обмена секретируемого белка, оказывая местное и системное действие в иммунорегуляции, как убедительно продемонстрировали Ricci C, et al. PCSK9 влияет на макрофаги и усиление экспрессии провоспалительных интерлейкинов (IL). В свою очередь, как экспериментальные, так и клинические данные подтверждают концепцию о том, что системное воспаление вызывает увеличение экспрессии PCSK9 [3][4]. Понимание роли PCSK9 в наличии каротидного атеросклероза у пациентов с АГ с точки зрения его взаимосвязи с маркерами воспаления ограниченно и все еще требуются испытания для выяснения диагностического и прогностического значения PCSK9, в т. ч. у пациентов с АГ.

Цель исследования: персонификация стратификации ССР с учетом диагностического значения PCSK9 и маркеров воспаления у мужчин с АГ и каротидным атеросклерозом.

Материал и методы

Испытание проведено на кафедре внутренних болезней ФГБОУ ВО "СамГМУ" МЗ РФ на базе кардиологического отделения № 1 с центром АГ ЧУЗ "КБ "РЖД-Медицина". Для однородности выборки все обследуемые были мужского пола. Включены в научную работу 162 человека.

Критериями включения в эксперимент являлись мужской пол, диагноз гипертонической болезни I-III стадии (по классификации ESC 2018г) различного ССР с достигнутым целевым уровнем АД; возраст 30-65 лет, наличие письменного согласия пациента на участие в исследовании.

Критерии невключения: вторичная АГ; острое нарушение мозгового кровообращения и перенесенный инфаркт миокарда в течение 6 мес. перед обследованием; хроническая сердечная недостаточность II-III стадии, функциональный класс по NYHA III-IV; нарушение ритма сердца (фибрилляция предсердий), сахарный диабет 1 типа; семейная гиперхолестеринемия; аутоиммунные заболевания; хронический гепатит, цирроз печени; хроническая болезнь почек (С3б-С5); отказ пациента от участия. Всем пациентам проведены общеклинические обследования со сбором жалоб и анамнеза, физикальное обследование с антропометрией. Клинический анализ крови осуществлялся с определением лейкоцитарной формулы и скоростью оседания эритроцитов (СОЭ по Вестергрену, мм/ч). Проведено определение биохимических показателей крови: фибриногена (г/л), С-реактивного белка (СРБ, мг/л), общего холестерина (ОХС, ммоль/л), липопротеина низкой плотности (ЛНП, ммоль/л), триглицеридов (ммоль/л), глюкозы крови (ммоль/л), креатинина сыворотки крови (мкмоль/л). Скорость клубочковой фильтрации (мл/мин/1,73 м²) рассчитана по формуле CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration, 2009). Диагностика гипертонической нефропатии проводилась с помощью теста на микроальбуминурию (мг/г).

Иммуноферментным методом определены PCSK9 (нг/мл), IL-8, IL-10 сыворотки крови (пг/мл). В комплекс исследований включены инструментальные методы: суточный мониторинг АД (СМАД) и исследование брахиоцефальных артерий (БЦА) с определением толщины комплекса интима-медиа (ТКИМ) и степени стеноза каротидных артерий на аппарате "Philips EN Visor". При разделении пациентов по уровню PCSK9 на 3 группы предварительно вычислили процентили (33 и 66): 33 процентиль — 287,90 нг/мл; 66 процентиль — 480,00 нг/мл.

1 группа (n=53) медиана уровня PCSK9 — 208,26 (50,60); min — 108; max — 280 нг/мл;

2 группа (n=47) медиана уровня PCSK9 — 392,13 (60,37); min — 290; max — 470 нг/мл;

3 группа (n=62) медиана уровня PCSK9 — 641,61 (130,19); min — 480; max — 860 нг/мл.

Сбор и хранение данных осуществляли в пакете Microsoft Excel. Для статистического анализа использовали специализированное программное обеспечение: SPSS 21 (лицензия № 20130626-3).

Научная работа была выполнена в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Комитетом по биоэтике при ФГБОУ ВО "СамГМУ" МЗ РФ. До включения в эксперимент у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Результаты

Группы пациентов были сопоставимы по сопутствующим заболеваниям и по получаемой терапии (р>0,05). Пациенты с сахарным диабетом 2 типа получали сахароснижающую терапию и достигли целевых значений гликированного гемоглобина. В таблице 1 представлена характеристика пациентов.

Данные обследованных пациентов в зависимости от уровня PCSK9 были сопоставимы по уровню IL-8, IL-10 (р≥0,05) и представлены в таблице 2.

Мы изучили взаимосвязи факторов ССР и PCSK9: анализ всего массива данных выявил прямую взаимосвязь возраста мужчин (r=0,220, p=0,032), систолическое АД (САД) (r=0,230, p=0,033), диастолическое АД (ДАД) (r=0,260, p=0,015) и PCSK9; обратные взаимосвязи PCSK9 с наследственностью (r=-0,286, p=0,011). Наследственность и курение также определили свой вклад в инициацию воспаления — выявлены прямые взаимосвязи с СРБ и уровнем фибриногена (r=0,30; р=0,04; r=0,36; р=0,01). При оценке процесса неспецифического воспаления мы выявили обратные взаимосвязи нейтрофильно-лимфоцитарного отношения (НЛО) с ОХС и ЛНП (r=-0,55; р=0,0001; r=-0,47; р=0,001, соответственно).

Анализ традиционных факторов ССР и цитокинового статуса по IL-8 и IL-10 у обследуемых мужчин показал обратную связь возраста и IL-8 (r=-0,230; р=0,036), IL-8/IL-10 (r=-0,309; р=0,005); наследственности и IL-8/IL-10 (r=-0,423; р=0,001). Индикаторы воспаления, такие как СРБ и СОЭ, были взаимосвязаны с уровнем IL-10, что ассоциируется с активацией противовоспалительной активности (r=0,78; р=0,02; r=0,78; р=0,02, соответственно).

Мы изучили распределение уровня лабораторных маркеров (IL-8, IL-10) в зависимости от ССР обследуемых (рис. 1) и установили, что уровень PCSK9 статистически значимо повышался с ростом ССР. С изменением ССР изменялся и цитокиновый дисбаланс: IL-8 преобладал у пациентов с высоким ССР, IL-10 — с очень высоким ССР.

Анализ результатов СМАД обследуемых показал, что САД, ДАД, пульсовое АД в дневное время статистически незначимо отличались во всех группах (р>0,05). В 3 группе показатели САД и ДАД во время бодрствования и сна, индекс времени САД и ДАД — максимальные. Показатели СМАД пациентов не различались в зависимости от статуса курения, длительности АГ, индекса массы тела и степени ожирения.

ДАД во время сна и степень снижения ДАД статистически значимо выше у обследуемых 3 группы в сравнении с 1 группой (рис. 2). НЛО ассоциировано с уровнем САД в ночное время (r=0,42; р=0,02) и снижением ДАД в ночное время (r=-0,39; р=0,03). Ночное снижение ДАД и САД взаимосвязаны с уровнем СРБ (r=0,42; р=0,02; r=0,56; р=0,01, соответственно), уровень фибриногена ассоциирован со степенью снижения САД в ночное время (r=0,66; р=0,01). Обнаруженные связи маркеров неспецифического воспаления и результатов СМАД, возможно, отражают эндотелиальную дисфункцию в развитии АГ и атерогенеза.

У пациентов 3 группы неизмененный суточный профиль ДАД определялся чаще (p<0,05) на 28,3% и 22,2%, чем у пациентов других групп.

Цитокиновый дисбаланс IL-8/IL-10 был наиболее выражен у пациентов с суточным профилем САД "night-peaker" (р=0,02): IL-10 был наибольшим, снижен уровень IL-8 в сравнении с пациентами с другим суточным профилем САД (рис. 3), что свидетельствует об участии иммунологических механизмов в формировании данного хронотипа АГ.

Установление наличия атеросклеротической бляшки (АСБ), опосредованной АГ, согласно ESC по ведению больных с АГ 2018 и 2021гг [5], рекомендуется для оценки поражения органов.

В нашем эксперименте ТКИМ обследуемых групп статистически значимо не отличалась и составляла, соответственно: 1 группа — 1,2 (0,33) мм; 2 группа — 1,22 (0,28) мм; 3 группа — 1,19 (0,22) мм. Корреляционный анализ данных выявил взаимосвязи ТКИМ с возрастом (r=0,763; р=0,0001); с длительностью АГ (r=0,377; р=0,002); с уровнем глюкозы крови (r=0,240; р=0,049); Вариабельность ДАД (r=-0,657; р=0,039) и скорость клубочковой фильтрации (r=-0,432; р=0,001) обратно взаимосвязаны с ТКИМ. Для PCSK9 мы не обнаружили корреляции с ТКИМ.

Анализируя характер изменений ТКИМ в 1 группе, мы выявили, что БЦА не изменены в 28,3% (15/53) случаев, ТКИМ утолщена в 20,75% (11/53); АСБ обнаружены в 50,9% (27/53) случаев. Во 2 группе — БЦА не изменены в 17,4% (8/47) случаев, утолщение ТКИМ — 30,4% (14/47); АСБ — 52,2% (24/47). В 3 группе — БЦА не изменены в 9,7% (6/62) случаев, утолщение ТКИМ — 37,1% (23/62); наличие АСБ — 53,2% (33/62 случаев, их них 9,1% (6/62) — со стенозом >50%) (рис. 4). То есть более высокий уровень PCSK9 может быть ассоциирован с более распространенным и тяжелым поражением БЦА.

Мы изучили особенности уровня PCSK9 и IL в зависимости от типа изменений ТКИМ. У пациентов c утолщением ТКИМ и АСБ отмечался статистически значимо самый высокий уровень PCSK9 (р=0,006). Уровень IL-8 был статистически значимо выше у пациентов с неизмененным ТКИМ (р=0,01), а уровень IL-10 статистически выше у пациентов с АСБ (р=0,4).

При внутригрупповом анализе выявлено: во 2 группе пациентов с нормальной ТКИМ статистически значимо увеличен IL-8 в сравнении с пациентами с утолщением ТКИМ и АСБ (р=0,04); в 3 группе у пациентов с утолщением ТКИМ уровень IL-10 статистически значимо ниже в сравнении с пациентами с наличием АСБ в БЦА (р=0,04), (табл. 3).

У пациентов с АСБ >50% были самые высокие показатели ночного снижения ДАД и пульсовое АД (рис. 5).

Мы использовали многофакторный анализ при математическом моделировании для подтверждения роли PCSK9 и факторов воспаления в наличии каротидного атеросклероза у пациентов с АГ. При изучении всех параметров рассчитаны тесты по предсказуемой ценности положительного результата (пациенты с АГ с высоким риском каротидного атеросклероза) и предсказуемой ценности отрицательного результата (пациенты с АГ с низким риском каротидного атеросклероза). Переменные, вошедшие в модель: PCSK9, IL-8, ЛНП. Апробация данного способа прогнозирования проведена у 162 пациентов, в возрасте от 25 до 65 лет, с установленным диагнозом гипертоническая болезнь. Чувствительность (Se) — 75%; специфичность (Sp) — 71% представлено в виде ROC-кривой; отношение шансов 1,63 (95% доверительный интервал: 1,01-2,61); AUC — 0,79. На основе математической модели разработана программа и калькулятор "Прогнозирование каротидного и коронарного атеросклероза у пациентов с артериальной гипертонией" (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020617886 от 15.07.2020).

Обсуждение

В нашем испытании мужчины с АГ были распределены на 3 группы по уровню PCSK9. Как известно, PCSK9 играет важную роль в деградации рецепторов ЛНП, тем самым повышая уровень ЛНП и, соответственно, увеличивая ССР. Несмотря на сопоставимость уровней ОХС и ЛНП обследуемых пациентов (р>0,05), значения их в группах превышали целевые и оценивались как фактор риска у пациентов с АГ.

Наши данные не противоречат результатам Mayne IJ, et al. (2013) [6]. В дополнение, Рагино Ю. И. и др. определили, что более высокий уровень PCSK9 соответствует высокому уровню как ОХС, так и ЛНП [7][8].

Пропротеин, по данным исследователей, представлен в широком диапазоне физиологических функций, а именно, в липидном, углеводном обменах, в инициации и регуляции воспаления, в виде влияния на уровень АД, участия в канцерогенезе, нейрокогнитивной дисфункции и неблагоприятных сердечно-сосудистых осложнениях [9]. Влияние факторов риска и связь с маркерами воспаления, хронотипом АД пациентов, каротидным и коронарным атеросклерозом и PCSK9 в российской популяции исследованы недостаточно широко. В результате анализа факторов риска обследуемых с АГ, мы получили доказательства их взаимосвязи с PCSK9. Среди пациентов 1 группы выявлен самый высокий процент курильщиков, в 3 группе — наименьший (р=0,03). По данным Бенимецкой К. С. и др. (2019), содержание PCSK9 выше у пациентов со статусом курения, чем в выборке некурящих (r=0,115; p=0,01) [10]. В нашем исследовании таких данных не получено. Наш результат показал, что группы пациентов статистически не значимо отличались по возрасту (р=0,09), отягощенной наследственности и уровню САД, однако ДАД было статистически значимо выше в 3 группе, в сравнении с 1 группой. При проведении корреляционного анализа нами была получена прямая слабая связь между САД (r=0,230, p=0,033), ДАД (r=0,260, p=0,015) и PCSK9. ДАД было наибольшим в группе с высоким уровнем PCSK9. По данным Рагино Ю. И. и др. (2017), в российской популяции взаимосвязи между PCSK9 и уровнями CАД и ДАД не выявлено, но ассоциация с наличием гипертонии убедительно показана [7]. Таким образом, артериальная гипертония является важным и независимым предиктором повышения концентрации PCSK9.

Мы изучили распределение уровня лабораторных маркеров в зависимости от ССР обследуемых пациентов и установили, что уровень PCSK9 статистически значимо повышался с ростом ССР (рис. 1).

Повышенный ССР при АГ реализуется посредством разнообразных патофизиологических влияний. Воздействие на эпителиальные натриевые каналы регулирует АД посредством PCSK9. Регуляция пропротеином эпителиальных натриевых каналов и рецепторов ЛНП одинакова, но риск АГ повышается при увеличении почечной абсорбции Na⁺ и объема циркулирующей крови при снижении экспрессии PCSK9. Повышение функции PCSK9 приводит к деградации рецептора ЛНП и увеличению ЛНП, т. е. регуляция происходит посредством разных сайтов связывания, но результат влияния на ССР противоположный [11]. Таким образом, благоприятно снижение функции PCSK9, предотвращая влияние на липидный обмен и ССР и, напротив, не благоприятно в отношении влияния на рост АД. Противоречивость в полученных исследованиях и объясняет актуальность и интерес к изучению связи АД и PCSK9.

Мы изучили данные, полученные при мониторировании АД у пациентов с различным уровнем PCSK9, т. к. суточный профиль АД вносит существенный вклад в развитие и прогрессирование ассоциированного с АГ поражения органов и ассоциированных клинических состояний и, анализируя актуальную информацию в научной литературе, не обнаружили работ с анализом показателей СМАД и уровнем PCSK9 [10][12][13].

Наш эксперимент выявил, что у пациентов с более высокими показателями PCSK9 степень ночного снижения ДАД более выражена, в сравнении с группой с "низкими" значениями PCSK9, чаще регистрировался нормальный суточный профиль САД и ДАД. Однако при распределении изучаемых лабораторных маркеров по типу изменений суточного профиля АД, мы обнаружили, что уровень PCSK9 и IL-8 не различался в зависимости от типа суточного профиля АД. Уровень IL-10 был наибольшим у пациентов с суточным профилем САД "night-peaker" и наиболее выражен цитокиновый дисбаланс IL-8/IL-10. По данным Chen Y, et al. (2018), у пациентов с гипертонией "non-dipper" был повышен индекс массы левого желудочка, более высокая распространенность эксцентрической и концентрической гипертрофии левого желудочка, более выраженные нарушения диастолической и систолической функции левого желудочка и жесткость периферических артерий, в сравнении с "dipper" гипертонией [14]. Рассинхронизация суточного профиля и обмена веществ в организме способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний, в т. ч. атеросклероза и тромбоза. Суточный профиль АД участвует в контроле воспалительных процессов и метаболизма, что может влиять на атерогенез и атеротромбоз [13][15].

Процесс системного воспаления в совокупности с эндотелиальной дисфункцией является важнейшим патогенетическим механизмом у пациентов с АГ. Каскад воспалительных реакций, протекающих в стенке сосуда с провоспалительным и прооксидантным действием, увеличивает ССР. Маркеры системного неспецифического воспаления (НЛО, СОЭ, СРБ, фибриноген), провоспалительный IL-8 имеют определенную предикторную ценность. IL-8 непосредственно участвует в активации нейтрофилов, хемотаксисе Т-лимфоцитов, ангиогенезе. В нашем исследовании у пациентов в зависимости от уровня PCSK9 уровни лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, НЛО, а также фибриноген, СРБ и СОЭ статистически значимо не отличались. Отношение IL-8/IL-10, отражающее цитокиновый дисбаланс, было максимальным у пациентов 2 группы и статистически значимо выше в сравнении с пациентами 3 группы с максимальным уровнем PCSK9.

Мы провели анализ взаимосвязи уровня PCSK9, маркеров воспаления и изменений артерий каротидного бассейна и выявили, что степень выраженности атеросклероза БЦА статистически значимо зависит от уровня PCSK9 (р=0,006). Уровень IL-8 был статистически значимо выше у пациентов с неизмененным ТКИМ, а уровень IL-10 статистически незначимо выше у пациентов с АСБ. Индикаторы воспаления, такие как СРБ и СОЭ, были взаимосвязаны с уровнем IL-10, что ассоциируется с активацией противовоспалительной активности (r=0,78; р=0,02; r=0,78; р=0,02, соответственно). Эти явления объясняются неспецифическим воспалительным процессом в интиме сосудов и ростом показателей IL-8, которые, в свою очередь, повышают адгезию клеток в атерогенезе, что подтверждено прямой корреляционной связью. Вместе с повышенной экспрессией провоспалительного IL-8 отмечается и высокая концентрация противовоспалительного IL-10, что обусловливает защитный механизм, ограничивающий как зону некроза, так и активность воспаления при ассоциированных состояниях [16].

Корреляционный анализ полученных нами данных выявил взаимосвязи ТКИМ с IL-8 (r=-0,257; р=0,019) и соотношением IL-8/IL-10 (r=-0,380; р=0,003). Изучив особенности уровня PCSK9 и IL в зависимости от типа изменений ТКИМ, у пациентов c утолщением ТКИМ и АСБ отмечался статистически значимо самый высокий уровень PCSK9. Уровень IL-8 был статистически значимо выше у пациентов с неизмененным ТКИМ, а уровень IL-10 статистически незначимо выше у пациентов с утолщением ТКИМ и АСБ. Во 2 группе у пациентов с нормальной ТКИМ был статистически значимо увеличен IL-8 в сравнении с пациентами с утолщением ТКИМ и АСБ (р=0,04). В 3 группе у пациентов с утолщением ТКИМ уровень IL-10 статистически значимо ниже в сравнении с пациентами с наличием АСБ (р=0,04). Напротив, Toth S, et al. (2017) установили, что плазменные уровни PCSK9 достоверно коррелируют с ТКИМ, скоростью пульсовой волны и индексом жесткости [17].

Заключение

Факторы ССР ассоциированы с воспалением (IL-8) и цитокиновым дисбалансом (IL-8/IL-10). У пациентов с высоким уровнем PCSK9 отмечаются более тесные взаимосвязи факторов риска АГ и цитокинового дисбаланса.

Тип суточного профиля АД (р>0,05) не влияет на уровень PCSK9. Цитокиновый дисбаланс (уменьшение соотношения IL-8/IL-10 (р=0,023) за счет усиления вклада противовоспалительного IL-10 (р=0,044)) характеризует суточный профиль САД "night-peaker".

Степень выраженности атеросклероза БЦА статистически значимо зависит от повышения уровня PCSK9 (р=0,006). Уровень провоспалительного IL-8 был статистически значимо выше у пациентов с неизмененной ТКИМ, а уровень противовоспалительного IL-10 статистически незначимо выше у пациентов с утолщением ТКИМ и АСБ.

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