Генетические предикторы ремоделирования левого желудочка у больных инфарктом миокарда с подъёмом сегмента ST

Внедрение чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) в качестве рутинного метода достижения реперфузии у больных инфарктом миокарда с подъёмом сегмента ST (ИМпST) значительно улучшило как ближайший, так и отдаленный прогноз данных пациентов [1]. Тем не менее ИМпST остаётся одной из самых частых причин развития хронической сердечной недостаточности (ХСН) с низкой и умеренно низкой фракцией выброса (ФВ) [2]. В основе манифестации и прогрессирования ХСН лежит постинфарктное ремоделирование левого желудочка (РЛЖ), которое определяется консенсусным документом [3] как комплекс изменений экспрессии генома, а также ультраструктуры миокарда (на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях), проявляющихся в изменении размера, формы и функции сердца в ответ на его повреждение. В рамках сложного патогенеза РЛЖ можно условно выделить следующие механизмы: клеточная смерть и регенерация, ишемически-реперфузионное повреждение и оксидативный стресс, воспаление, изменение энергетического и кальциевого метаболизма, нейрогормональная активация, кардиоренальные взаимоотношения, гипертрофия и фиброз, изменение геометрии сердца [4].

Отчасти относительно высокая частота развития РЛЖ и ХСН связана с недостижением полной реперфузии миокарда вследствие развития феномена коронарной микрососудистой обструкции, осложняющего ~5-10% процедур ЧКВ [5]. С другой стороны, даже при успешной реперфузии и сходном клиническом профиле пациентов наблюдается неоднородность в отношении их отдалённых исходов, что предполагает участие генетических факторов в процессах РЛЖ.

В дореперфузионную эпоху закономерно, в контексте обоснования применения ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента у пациентов с ХСН, внимание уделялось полиморфизмам данного гена ACE D/I [6]. С развитием реперфузионных технологий и генетических исследований поиск продолжился среди других генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы: AGT (rs699) [7], NR3C2 (rs2070950 и rs4635799) [8].

Также в настоящее время активно изучаются однонуклеотидные полиморфизмы (ОНП) генов, тесно вовлечённых в процесс формирования фиброзных изменений в миокарде. Например, ОНП матриксных металлопротеиназ ММP-20 (rs2245803) [9], MMP-3 (5A/6A) [10], MMP-1 (G-1607GG) [11], MMP-9 (rs3918242) [12], а также системы воспаления и ангиогенеза: VEGFD (rs4830939) [13], LGALS-3 (rs2274273 и rs17128183) [14].

Тем не менее список ОНП, ассоциированных с процессами постинфарктного РЛЖ, не полон. Часть работ опирается на данные, полученные ещё в дореперфузионную эпоху; другие же — не исследовали роль ОНП в процессах РЛЖ в контексте полноты достижения реперфузии миокарда. Данные генетической эпидемиологии свидетельствуют о том, что множественные геномные локусы оказывают плейотропное действие на факторы риска. Поэтому изучение множественных ОНП в оценке полигенного вклада риска развития осложнений ИБС является актуальной задачей и может стать новым инструментом для улучшения прогнозирования сердечно-сосудистых осложнений, в частности РЛЖ у больных ИМпST [15].

Цель: выявить генетические особенности у пациентов с РЛЖ после ИМпST, подвергнутых ЧКВ с достоверным достижением реперфузии.

Материал и методы

Дизайн исследования

Работа является субанализом исследования "Генетические детерминантны синдрома коронарной микрососудистой обструкции при ЧКВ" (clinicaltrials.gov, nct05355532) и носит пилотный характер.

Проведено одноцентровое обсервационное исследование. Критерии включения: 1) наличие ИМпST, 2) выполнение ЧКВ в течение первых 48 ч от начала симптомов, 3) успешная реперфузия. В свою очередь, критериями успешной реперфузии были: кровоток в инфаркт-ответственной артерии (ИОА) 3 балла по шкале TIMI flow grade и перфузия миокарда ≥2 баллов по шкале Myocardial blush grade. Всего было включено 40 больных.

Визит 1 проводился непосредственно после выполнения ЧКВ и включал скрининг, подписание информированного согласия и забор крови для генетического исследования. Визит 2 включал выполнение эхокардиографического исследования (ЭхоКГ-В2) на 1-3 сут. после ЧКВ. На визите 3 (7-14 сут. после ЧКВ) проводились: ЭхоКГ (ЭхоКГ-В3), тест 6-мин ходьбы (Т6МХ-В3) и исследование N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP-В3). Визит 4 выполнялся через 12-15 мес. после выписки из стационара и включал следующие исследования: ЭхоКГ-В4, Т6МХ-В4 и NT-proBNP-В4.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Этическим комитетом ФГБОУ ВО "ПИМУ" Минздрава России (протокол № 5 от 08.04.2022). До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Анализируемые показатели и исходы

Наличие РЛЖ устанавливалось на основании: 1) комбинированного ЭхоКГ критерия: снижение ФВ левого желудочка <50%, увеличение его конечного диастолического объёма ≥20% или конечного систолического объёма ≥15% по данным сравнения ЭхоКГ-В4 с ЭхоКГ-В2; или на основании 2) клинического критерия: госпитализация по поводу острой декомпенсации сердечной недостаточности.

Таким образом, наличие РЛЖ могло быть установлено только у пациентов, прошедших все 4 визита. Летальный исход на госпитальном этапе зафиксирован у 2 пациентов, а в течение периода наблюдения после выписки — ещё у 1 больного. На визит 4 явились 24 пациента. Медиана наблюдения составила 392 [ 383; 406] дня.

Дизайн исследования и данные по прохождению пациентов представлены на рисунке 1.

Генетическое исследование

С учётом обсуждаемых патофизиологических механизмов РЛЖ были выбраны 22 ОНП, доступных для определения в рутинной клинической практике. Методом полимеразной цепной реакции в реальном времени на амплификаторе CFX96 Touch (Bio-Rad) определялись ОНП с помощью коммерческих наборов "SNP-Экспресс-Кардиогенетика" Lys198Asn гена EDN1 (Литех), а также "КардиоГенетика Гипертония", "Кардиогенетика Тромбофилия" и "Генетика метаболизма фолатов" (ДНК-технология). Характеристика исследуемых ОНП представлена в таблице 1.

Статистический анализ

Статистический анализ данных проведён с помощью пакета программ STATISTICA 10 (StatSoft) и MedCalc (MedCalc Software Ltd). С учётом малого размера выборки использовались непараметрические методы статистики. Для сравнения номинальных признаков применялся критерий Хи-квадрат Пирсона или точный критерий Фишера, если ожидаемые частоты были больше или меньше 5, соответственно. Для сравнения количественных и ранговых переменных использовался тест Манна-Уитни. Оценка соответствия распределения частот генотипов ОНП закону Харди-Вайнберга, неравновесности сцепления между ОНП, а также дополнительный анализ ассоциации генотипов с риском развития РЛЖ проводились с помощью web-ресурса SNPStats (https://www.snpstats.net/start.htm). ОНП считались находящимися в неравновесном сцеплении при показателях D`≥0,7 и r²≥0,7.

Контроль конфаундеров осуществлялся в рамках построения модели логистической регрессии. Для выявления мультиколлинеарных факторов оценивался коэффициент инфляции дисперсии (VIF), при его значении >5 эффект мультиколлинеарности переменной считался значимым.

Результаты

В соответствии с принятыми критериями наличие РЛЖ было подтверждено у 12 пациентов, которые составили группу "РЛЖ+". Соответственно, у 12 больных за время наблюдения не было выявлено признаков РЛЖ, и они составили группу "РЛЖ-".

Детальная сравнительная характеристика исследуемых групп представлена в таблице 2.

Сравниваемые группы РЛЖ+ и РЛЖ- не выявляли статистически значимых различий по полу, возрасту, индексу массы тела, наличию сахарного диабета и предшествующих сердечно-сосудистых заболеваний, а также лекарственной терапии до включения в настоящее исследование.

В отношении коронарной анатомии пациенты с РЛЖ+ по сравнению с больными группы РЛЖ- характеризовались более выраженным атеросклеротическим поражением, оценённым по SYNTAX score, как в целом: 23 [ 21,5; 28] vs 15 [ 7,5; 19] баллов (p=0,0017), — так и в бассейне ИОА: 18 [ 12; 20,5] vs 6 [ 3,8; 8,5] баллов (p<0,001). В качестве ИОА у данных пациентов также чаще выступала передняя нисходящая артерия: 83% vs 25% (p=0,012). При этом статистически значимых различий между сравниваемыми группами по выраженности коллатералей и размеру тромба ИОА выявлено не было.

При оценке параметров, отражающих тяжесть инфаркта, обращали на себя внимание в группе РЛЖ+ тенденция к тахикардии: 89 [ 78; 105] vs 68 [ 56; 74] уд./мин (p<0,001), — и более высокие уровни максимально зафиксированного креатинина: 126,6 [ 101,3; 181,7] vs 94,5 [ 88,8; 113,3] мкмоль/л (p=0,017). Примечательно, что значения пикового тропонина I также были выше в группе РЛЖ+, однако данные различия находились на уровне статистической тенденции ввиду цензурирования справа на отметке 50 нг/мл в силу ограничений лабораторного анализатора. Рутинно доступные маркеры воспаления в группах сравнения (уровни лейкоцитов, лимфоцитов, нейтрофилов) были сопоставимы (p>0,05).

По данным ЭхоКГ группа РЛЖ+ характеризовалась более низкой систолической функцией левого желудочка, оцениваемой по ФВ и глобальной продольной деформации как по данным ЭхоКГ-В2, так и ЭхоКГ-В3. При этом доли пациентов со сниженными показателями ФВ <50% и глобальной продольной деформации <|-16|% составили соответственно в группах РЛЖ+ vs РЛЖ-: 92% vs 33% (p=0,009) и 62% vs 38% (p=0,036) по ЭхоКГ-В2, а также 56% vs 10% (p=0,005) и 70% vs 30% (p=0,011) по ЭхоКГ-В3.

Результаты Т6МХ-В3 и Т6МХ-В4 в исследуемых группах не различались, в то время как уровень NT-proBNP оказался статистически значимо выше в группе РЛЖ+ на визите 3: 834 [ 477; 1758] vs 330 [ 63; 531] пг/мл, p=0,006 — и на визите 4: 416 [ 155; 555] vs 32 [ 18; 243] пг/мл, p=0,002.

Не было выявлено межгрупповых различий по частотам регулярного приёма в течение периода наблюдения ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента, блокаторов рецепторов ангиотензина, ингибитора рецепторов ангиотензина и неприлизина, бета-адреноблокаторов, антагонистов минералокортикоидных рецепторов, ингибиторов натрий-глюкозного ко-транспортёра 2 типа в отдельности или в составе одобренной квадротерапии ХСН как при условии снижения ФВ <50%, так и при условии сохранной ФВ (p>0,05).

Частоты генотипов исследуемых полиморфизмов в сравниваемых группах находились в равновесии Харди-Вайнберга (p>0,05), за исключением rs1403543 и rs1799983. Были проанализированы возможные ассоциации оставшихся ОНП с РЛЖ по пяти различным моделям (кодоминантной, доминантной, рецессивной, сверхдоминантной и лог-аддитивной). Статистически значимые межгрупповые различия были продемонстрированы для двух ОНП: rs5370 и rs1126643. В обоих случаях наименьший критерий Акаике имела доминантная модель, а аллелью риска являлся референсный. Распределение генотипов обсуждаемых ОНП представлено в таблице 3.

Оба ОНП находились в равновесном сцеплении (D`=0,36, r²=0,2) и были объединены в рамках аддитивной модели.

С целью контроля конфаундеров пол, возраст, а также переменные, продемонстрировавшие статистически значимые различия при однофакторном анализе, были включены в модель логистической регрессии. Среди упомянутых переменных выявлено 3 фактора, характеризующих коронарную анатомию: SYNTAX score, SYNTAX score ИОА и вовлечение передней нисходящей артерии в качестве ИОА. Для снижения избыточности оценок предпочтение было отдано SYNTAX score как интегральному показателю тяжести и распространенности атеросклеротического поражения.

В результате пошаговой перестройки модели обратным методом Вальда с исключением была подтверждена роль ОНП rs5370 и rs1126643 в рамках аддитивной модели в качестве независимых предикторов, имеющих протективное значение в отношении развития РЛЖ (табл. 4). В целом модель характеризовалась высокой статистической значимостью (p<0,001).

Обсуждение

Всего в исследуемой группе было 37 генотипированных пациентов по ОНП rs5370 и 39 — по ОНП rs1126643. Ввиду диплоидности в первом случае суммарная абсолютная частота референсного и альтернативного аллелей составила 74, во втором — 78. Исходя из этого, на основе данных базы dbSNP о частоте встречаемости указанных аллелей в европейской популяции рассчитаны ожидаемые абсолютные частоты. Таким образом, фактическая частота аллелей в исследуемой выборке была сопоставима с европейской популяцией, p>0,05 (табл. 5).

Ген EDN1 кодирует белок препроэндотелин-1 (pre-proET-1), являющийся неактивным предшественником эндотелина-1 (ET-1). Активация происходит ступенчато через образование 38-аминокислотной молекулы "big endothelin-1" под действием фурин-подобной протеазы и собственно конечного продукта, 21-аминокислотного пептида, при участии эндотелинпревращающего фермента. Весь процесс сопряжен с образованием различных побочных продуктов, например, C-концевого про-эндотелина-1 [16].

ET-1 реализует свое биологическое действие через рецепторы ET_A и ET_B. Стимуляция первого подтипа способствует вазоконстрикции, гипертрофии, фиброзу и воспалительным изменениям. Напротив, связывание лиганда со вторым подтипом рецепторов стимулирует местную выработку оксида азота и удаление ET-1 из кровотока. Хотя в некоторых случаях ET_B также может опосредовать вазоконстрикцию, играя значимую роль в патогенезе, например, лёгочной артериальной гипертензии [17].

ET-1 и связанные с ним протеины (ввиду короткого периода полужизни активного ET-1) широко изучены как предикторы неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, в т.ч. развития и прогрессирования ХСН [18].

Имеется несколько исследований, демонстрирующих связь полиморфизмов гена EDN1 с развитием ХСН [19][20]. Однако данные статьи обнаруживают альтернативный аллель в качестве аллеля риска. Важно отметить, что первое исследование включало главным образом итальянских пациентов с ишемической кардиомиопатией и проведено в 2006г, до широкого внедрения рентгенэндоваскулярных методов реперфузии. Второе исследование изучало индийских пациентов с подтверждённым диагнозом дилатационной кардиомиопатии. В обоих работах можно допустить участие механизмов развития РЛЖ, отличных от изучаемых в настоящем исследовании.

ОНП rs5370 характеризуется заменой аминокислоты лизин на аспарагин в положении 198 молекулы pre-proET-1, в то время как активная молекула ET-1 формируется из участка, расположенного между аминокислотными остатками 53 и 73. Таким образом, обсуждаемый ОНП не влияет на структуру зрелой молекулы ET-1 и точное функциональное значение данного варианта остается неизвестным. Предполагается, что rs5370 может находиться в неравновесном сцеплении с полиморфизмами регуляторных областей гена EDN1, например, -134 3A/4A [21].

ITGA2 кодирует альфа субъединицу гетеродимерного трансмембранного рецептора тромбоцитов к коллагену GPIa-IIa (α2β1) [22]. ОНП rs1126643 приводит к сайленс мутации, не сопровождающейся изменением аминокислотной последовательности. Предполагается, что данный вариант может влиять на изменение плотности рецепторов на мембране тромбоцитов [23]. Исследований, указывающих на возможные ассоциации rs1126643 с риском постинфарктного РЛЖ и/или ХСН, в настоящее время нет. Тем не менее роль тромбоцитов и их рецепторов не ограничивается гемостазом. Имеются литературные данные об их участии в процессах воспаления, в частности, через взаимодействие α2β1-интегрина и матриксных металлопротеиназ [24].

Результаты многофакторного анализа демонстрируют независимую от клинических характеристик ассоциацию референсных генотипов GG ОНП rs5370 и CC ОНП rs1126643 с риском развития РЛЖ у больных ИМпST с достигнутой реперфузией, потенциально указывая на лежащие в его основе новые молекулярные механизмы. Однако полученные данные не могут использоваться для создания релевантной прогностической модели в силу ограничений малой выборки. Также сложно оценить вклад частых ОНП в развитие фенотипа, т.к. по отдельности они вносят лишь небольшой вклад в итоговый фенотип. Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) позволяет проводить оценку вклада индивидуальных ОНП и создавать шкалы генетического риска с количественной оценкой полигенного вклада в развитие фенотипа РЛЖ. GWAS является активной областью исследований, и в будущем станет возможным создание более совершенных прогностических моделей, включающих большее количество полиморфизмов [15].

Ограничения исследования. Ограничения включают небольшой размер выборки, одноцентровой характер исследования и кандидатный подход к анализу генетических ассоциаций, что может ограничивать обобщаемость результатов.

Заключение

По результатам настоящего исследования впервые установлено, что референсные генотипы GG ОНП rs5370 и CC ОНП rs1126643 могут являться частью генетической предрасположенности к РЛЖ у больных ИМпST с успешной реперфузией. Полученные данные не являются исчерпывающими и требуют проверки в ходе более масштабных исследований. Тем не менее выявленные полиморфизмы могут указывать на новые молекулярные механизмы, лежащие в основе постинфарктного РЛЖ, и могут определить потенциальные терапевтические цели.

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