Сопоставление морфо-функциональных изменений сердца по данным магнитно-резонансной томографии с результатами генетического исследования у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией

Термин "кардиомиопатия" был предложен W. Brigden в 1956г, чтобы объединить группу заболеваний сердца неопределенной этиологии с первичным поражением миокарда при отсутствии атеросклеротических изменений коронарных артерий [1].

Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) является одной из самых распространенных кардиомиопатий и представляет собой генетически обусловленное заболевание миокарда, характеризующееся гипертрофией миокарда левого желудочка (ЛЖ) ≥15 мм и/или правого желудочка (ПЖ), чаще асимметрического характера за счет утолщения межжелудочковой перегородки, что не может объясняться исключительно повышением нагрузки давлением, и возникающее при отсутствии другого сердечного или системного заболевания, метаболического или полиорганного синдрома, связанного с гипертрофией ЛЖ.

Частота встречаемости ГКМП в популяции по данным разных источников варьирует от 1:500 до 1:200. Четкой географической, этнической или половой структуры распределения ГКМП в настоящее время не выявлено.

ГКМП может манифестировать в любом возрасте, от младенчества до глубокой старости (с первых дней до 90 и более лет); при этом средний возраст пациентов при установке диагноза составляет 30-40 лет [2]. ГКМП характеризуется широким спектром клинических проявлений. Так, многие пациенты ведут нормальный образ жизни, без ограничений физической нагрузки [3][4]. Однако есть пациенты, представляющие группу риска развития неблагоприятных сердечно-сосудистых осложнений, таких как сердечная недостаточность (СН), фибрилляция предсердий, эмболические инсульты и внезапная сердечная смерть (ВСС) вследствие желудочковых нарушений ритма. В основе развития тех или иных клинических симптомов при ГКМП лежат различные патофизиологические механизмы: диастолическая дисфункция ЛЖ, обструкция выносящего тракта ЛЖ (ВТЛЖ) с развитием гемодинамически значимой митральной регургитации, внутрижелудочковая обструкция, микроваскулярная ишемия, нарушения ритма сердца [5].

Так как ГКМП — это заболевание, преимущественно обусловленное мутациями в генах, кодирующих белки саркомера, согласно существующим рекомендациям, обязательным при генетическом тестировании является анализ следующих 8 генов: MYH7, MYBPC3, TNNI3, TNNT2, TPM1, MYL2, MYL3 и ACTC1. ГКМП-ассоциированный вариант одного из этих генов выявляется в 30% спорадических случаев и в 60% семейных случаев ГКМП. Неблагоприятная роль наличия патогенных вариантов в генах саркомера в отношении развития желудочковых аритмий, тяжелой СН и фибрилляции предсердий была продемонстрирована в крупнейшем международном регистре ГКМП SHARE (Sarcomeric Human Cardiomyopathy Registry), включившем в себя 2763 генотипированных больных [6]. Результаты регистра SHARE послужили основанием для включения данных генетического анализа генов саркомера в Европейские рекомендации по профилактике ВСС 2022г [7]. Около 40% пациентов с клинически установленным диагнозом ГКМП не имеют семейного анамнеза заболевания и не обнаруживают саркомерных мутаций, а прогноз у них не хуже, чем в общей популяции [8]. Продолжающийся поиск причин развития заболевания у саркомер-негативных больных приводит к открытию новых несаркомерных генов, патогенные варианты в которых также ассоциированы с развитием ГКМП [9], хотя доля таких больных мала. В последнее десятилетие активно исследуется полигенная теория развития ГКМП, предполагающая участие и негенетических факторов, таких как артериальная гипертензия и ожирение, в формировании фенотипа больных. Таким образом, есть все основания изучать новые маркеры ГКМП с учетом данных генетического анализа.

Осложнения ГКМП в значительной степени могут объясняться фиброзом миокарда, который более выражен у больных с мутациями в генах саркомера, чем без них [10].

Мультипараметрическая магнитно-резонансная томография (МРТ) является не только "золотым стандартом" в оценке структур сердца, но и позволяет неинвазивно оценивать наличие, локализацию и выраженность как заместительного (рубцового), так и диффузного фиброза. Характеристики заместительного фиброза, получаемые с помощью МРТ, помогают в дифференциальной диагностике ГКМП и других заболеваний, сопровождающихся утолщением миокарда ЛЖ, оценке риска ВСС и показаний к установке имплантируемого кардиовертера-дефибриллятора (ИКД), что, как и результаты генетики, учтено в современных рекомендациях [11]. Визуализация заместительного фиброза проводится с помощью отсроченного контрастирования с использованием гадолиний-содержащих контрастных препаратов. Более молодые технологии, такие как Т1-картирование c определением фракции внеклеточного объема (extracellular volume, ECV) и Т2-картирование позволяют выявлять диффузный (или интерстициальный) фиброз миокарда и диффузный отек миокарда, соответственно. Данные по прогностическому значению этих параметров пока только изучаются.

Целью исследования было проанализировать данные МРТ сердца пациентов с ГКМП и сопоставить их с результатами генетического тестирования.

Материал и методы

В исследование было включено 83 пациента с диагнозом ГКМП (39 мужчин, 44 женщины, средний возраст 50,4±14,9 лет), не имевших противопоказаний к проведению МРТ и подвергшихся генотипированию.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен этическими комитетами всех участвующих клинических центров. До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Диагноз ГКМП устанавливался в специализированных для работы с кардиомиопатиями медицинских учреждениях на основании действующих рекомендаций [2][11].

Наличие обструкции ВТЛЖ, определяемого как градиент давления в ВТЛЖ ≥30 мм рт.ст., устанавливали по данным эхокардиографии. Наличие обструкции также оценивалось по данным МРТ, при наличии высокоскоростного низкоинтенсивного потока в области ВТЛЖ. Градиент давления в ВТЛЖ также может быть измерен при помощи методики фазово-контрастной МРТ, однако количественная его оценка не входила в задачи настоящего исследования.

МРТ сердца проводилась на томографах с напряжением поля 1,5 Тл и 3 Тл (Siemens Medical Solutions, Германия) с использованием стандартного протокола, включавшего кино-изображения по короткой и длинной осям ЛЖ и ПЖ и отсроченное контрастирование гадолиний-содержащими препаратами. У 41 пациента в дополнение к стандартному протоколу было выполнено мультипараметрическое картирование, включавшее нативное Т1- и Т2-картирование, а также оценку ECV. Для оценки ECV использовались расчетные показатели гематокрита [12]. Для оценки объемных характеристик желудочков, массы миокарда, выраженности заместительного фиброза миокарда и расчета процента фиброза от общей массы миокарда ЛЖ использовали программу cvi42 [13].

Анализ результатов МРТ исследований проводился двумя исследователями независимо друг от друга. В ходе анализа проводилась оценка структур сердца, функции камер сердца и клапанного аппарата, наличия повышенной трабекулярности и клефт ЛЖ.

Повышенная трабекулярность определялась как повышение соотношения слоя некомпактного миокарда к слою компактного миокарда >2,3 в конце диастолы в проекциях по длинной оси ЛЖ [14].

Под клефтой понималась "расщелина" вдоль мышечных волокон стенки ЛЖ [15].

Всем пациентам было проведено генетическое исследование с оценкой генов саркомера, двух несаркомерных генов, ассоциированных с ГКМП, и генов синдромных заболеваний, маскирующихся под ГКМП (фенокопий), таких как болезни Фабри и Данон, и прочие: ALPK3, ACTC1, DES, FLNC, GLA, LAMP2, MYBPC3, MYH7, MYL2, MYL3, PLN, PRKAG2, PTPN11, TNNC1, TNNI3, TNNT2, TPM1, TTR. Секвенирование и интерпретация результатов генетического анализа проводились в сертифицированных лабораториях, доступных на момент обследования пациентов.

Статический анализ полученных результатов проводился в программе STATISTICA. Для сравнительного анализа данных, полученных в двух группах, использовали U критерий Манна-Уитни, в нескольких группах — непараметрический критерий Краскела-Уоллиса для независимых выборок. Сравнение частот признака в двух не связанных группах проводилось с помощью метода таблиц 2×2 с использованием критерия Фишера. Статистически значимыми считались значения р<0,05. Результаты представлены в виде среднего и стандартного отклонения (M±SD).

Результаты

Положительные результаты генетического тестирования получены у 49 из 83 пациентов (59%), из них 22 мужчины, 27 женщин, средний возраст 45,3±14,2 лет. Патогенные и вероятно патогенные варианты (мутации) были выявлены в следующих генах: MYBPC3 у 24 пациентов, MYH7 у 14 пациентов, TPM1 у 4 пациентов, FLNC у 3 пациентов, MYL2 у 2 пациентов, TNNC1 у 1 пациента, TNNI3 у 1 пациента (рис. 1). Ни у одного больного вариантов в генах фенокопий ГКМП найдено не было. Пациенты с выявленными генетическими вариантами были отнесены к группе генотип-положительных (G+).

У 34 (41%) пациентов (17 мужчин, 17 женщин, средний возраст 57,7±12,9 лет) были получены отрицательные результаты генетического тестирования. Эти пациенты сформировали группу генотип-отрицательных (G-) случаев.

Сравнение клинических и МРТ параметров между больными из G+ и G- групп приведено в таблице 1.

В группе G- пациенты были достоверно старше, с меньшей толщиной стенок ЛЖ, более высокой фракцией выброса (ФВ) ЛЖ, чаще встречались признаки обструкции ВТЛЖ. Также было отмечено, что в группе G- клефты встречались значительно реже (табл. 1).

Статистически значимой разницы между группами по наличию переднесистолического движения створок митрального клапана, повышенной трабекулярности миокарда ЛЖ и гипертрофии ПЖ получено не было.

Сравнение параметров фиброза миокарда между группами показало значимо меньшую частоту выявления отсроченного контрастирования в группе G-, а в случае его наличия выраженность фиброзных изменений, которая оценивалась как процент фиброза от общей массы миокарда ЛЖ, была значительно меньше, чем в группе G+ (табл. 1). При анализе данных нативного Т1- и Т2-картирования значения времени Т2-релаксации были достоверно выше в группе G+; значения времени Т1-релаксации были также выше в группе G+, однако статистической значимости эти различия не достигли. Различий по значениям ECV между группами G- и G+ отмечено не было (табл. 1).

Также нами был проведен анализ МРТ-данных среди G+ пациентов в зависимости от выявленных мутаций (табл. 2). Мы выделили 3 группы: 14 пациентов с мутациями в гене MYH7 (MYH7+), 24 пациента с мутациями в гене MYBPC3 (MYBPC3+) и 12 пациентов с мутациями в других генах (MYH7-/MYBPC3-). При сравнении было выявлено статистически значимое различие только по максимальной толщине стенки ЛЖ: в группах MYH7+ и MYBPC3+ толщина миокарда была достоверно выше, чем в группе MYH7-/MYBPC3-. По остальным анализируемым параметрам достоверной разницы выявлено не было (табл. 2).

Примеры изображений МРТ сердца пациентов из G+ и G- групп приведены на рисунках 2 и 3.

Обсуждение

В ходе проведенного нами исследования было показано, что пациенты с ГКМП с выявленными патогенными и вероятно патогенными генетическими вариантами (G+), в большинстве случаев несущие мутации в генах саркомера, имеют более ранний дебют заболевания и большую выраженность заместительного фиброза миокарда, большую толщину стенок ЛЖ и меньшую вероятность развития обструкции ВТЛЖ, чем пациенты без выявленных мутаций (G-). Наши результаты согласуются с ранее опубликованными данными [10].

В целом ряде исследований было показано, что выраженность фиброзных изменений при ГКМП коррелирует с частотой развития жизнеугрожающих нарушений ритма сердца. У пациентов с объемом заместительного фиброза ≥15% от массы миокарда ЛЖ риск развития ВСС в 2 раза выше, это значение является дополнительным показанием для установки ИКД [7][11]. В нашей группе было 13 больных (16%) с количеством заместительного фиброза ≥15%, при этом большинство из них (11) были из группы G+. В 2022г в Европейские рекомендации по профилактике ВСС [7] положительный результат генетического анализа на выявление мутации в одном из генов саркомера был внесен как дополнительный фактор риска ВСС. Тем не менее вопрос о прогностической роли генетического статуса остается спорным, на сегодняшний день не все авторы готовы учитывать данные генетического анализа при калькуляции риска ВСС [16]. Наши данные о значительно большем количестве больных с выраженным фиброзом среди пациентов из группы G+ косвенно подтверждают значение генетики у больных с ГКМП в оценке риска ВСС. Среди наших пациентов в группе G+ количество больных с выраженным заместительным фиброзом (≥15% от массы миокарда ЛЖ) составило 23%, что больше ожидаемого. Это может отражать тот факт, что на МРТ сердца отправляются более тяжелые больные, в т. ч. перед хирургическими методами лечения.

Застойная СН — нечастое осложнение ГКМП, развивающееся в 5% случаев вследствие негативного ремоделирования полости ЛЖ, сопровождающегося снижением ФВ ЛЖ <50% на фоне прогрессирующего фиброза миокарда ЛЖ. Было показано, что больные с ГКМП, у которых ФВ ЛЖ находится в пределах от 50 до 65%, имеют повышенный риск трансформации в гипокинетическую ГКМП [17]. В нашем исследовании у пациентов в группе G+ ФВ ЛЖ была <65% (64,7±10,4%) а в группе G- — выше 65% (70,5±10,7%). Таким образом, при выявлении патогенного генетического варианта у больного выше риск развития терминальной стадии ГКМП. В нашей группе 4 больных (5%) имели ФВ ЛЖ <50%. Интересно, что среди них был пациент с отрицательным генетическим анализом. В данном случае можно предполагать, что ген, ответственный за развитие заболевания, не был исследован.

В нашем исследовании показатели нативного Т1- и Т2-картирования были выше у G+ пациентов. Можно предполагать большую активность фиброзного процесса и большую распространенность диффузного фиброза в участках миокарда без заместительного фиброза у пациентов с положительными результатами генетического анализа.

Новые МР-технологии, к которым относятся Т1-картирование c определением ECV и Т2-картирование, позволяют оценивать диффузные изменения миокарда. В перспективе данные показатели могут стать новыми маркерами прогноза при различных заболеваниях сердца, включая ГКМП. Преимуществом метода мультипараметрического картирования является возможность количественного анализа состояния миокарда, особенно, в случае диффузного характера поражения и на ранних, потенциально обратимых стадиях патологического процесса. Учитывая, что патологические процессы в миокарде приводят к изменению молекулярного состава миокарда, а следовательно, могут изменять продольное (Т1) и поперечное (Т2) время релаксации, методики Т1- и Т2-картирования позволяют сравнивать полученные количественные параметры миокарда с референсными значениями и определять наличие или отсутствие поражения миокарда [18].

Прогностических данных по новым МР-технологиям в оценке фиброза миокарда ЛЖ при ГКМП пока немного, тем не менее было показано, что у пациентов с ГКМП при повышении времени Т2-релаксации риск развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, таких как ВСС, развитие СН и установка ИКД по поводу желудочковой тахикардии/фибрилляции, был выше [19]. Кроме того, по данным некоторых авторов оценка ECV лучше предсказывает прогрессирование СН и летальный исход по сравнению с нативным и постконтрастным Т1-картированием [20]. В настоящем исследовании мы не анализировали данные суточного мониторирования по Холтеру и не можем подтвердить связь времени Т2-релаксации с желудочковыми аритмиями. Отсутствие различий в значениях ECV для пациентов из G- и G+ групп, наиболее вероятно, связано с небольшой выборкой.

Как известно, у носителей мутаций в генах саркомера еще на доклинической стадии (до появления гипертрофии миокарда) при проведении МРТ сердца чаще по сравнению со здоровыми людьми определяются другие аномалии, которые также относят к малым признакам ГКМП. Среди них клефты, повышенная трабекулярность миокарда ЛЖ и удлинение створок митрального клапана. Интересно, что у носителей патогенных вариантов в гене MYBPC3 клефты присутствуют в 2 раза чаще, чем у носителей вариантов во всех других генах саркомера [21].

В ходе нашего исследования у 20 (24%) больных были выявлены клефты (расщелины) миокарда, у 30 пациентов (36%) — повышенная трабекулярность миокарда, у 32 (39%) — удлиненные створки митрального клапана и их переднесистолическое движение. Частота встречаемости клефт была достоверно выше в группе G+, разницы по частоте встречаемости повышенной трабекулярности и удлиненных створок митрального клапана обнаружено не было.

Мы провели отдельный анализ данных МРТ в подгруппе G+ больных в зависимости от генотипа (MYH7+, MYBPC3+ или MYH7-/MYBPC3-). В группах пациентов MYH7+ и MYBPC3+ максимальная толщина миокарда ЛЖ была больше, чем в группе MYH7-/MYBPC3-. Достоверных различий по выраженности фиброзных изменений миокарда, частоте обструкции ВТЛЖ, индексированной массе миокарда ЛЖ, а также дополнительным характеристикам ГКМП (клефты и прочее) обнаружено не было.

Ограничения исследования. Главным ограничением настоящей работы является небольшой объем выборки. Для валидации полученных нами результатов необходимо проведение более масштабных исследований на больных с различными генотипами.

Заключение

У больных с ГКМП положительный генетический анализ и обнаружение патогенных и вероятно патогенных генетических вариантов, вне зависимости от пораженного гена, по данным МРТ сердца ассоциированы с большей выраженностью как заместительного, так и диффузного фиброза, снижением систолической функции ЛЖ (наличием погранично нормальной ФВ), что свидетельствует о менее благоприятном прогнозе.

Отношения и деятельность. Исследование выполнено в рамках Государственного задания Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.