Роль гепсидина в оценке прогноза у пациентов пожилого и старческого возраста с хронической сердечной недостаточностью и анемией

Общепринятым биомаркером для диагностики и оценки тяжести хронической сердечной недостаточности (ХСН) является N-концевой промозговой натрийуретический пептид (NT-proBNP). Однако у пациентов с ХСН в сочетании с воспалительным, а также анемическим синдромами целесообразно исследовать прогностическую значимость маркеров, участвующих в патогенезе как анемии, так и воспаления, и которые могли бы дополнительно к NT-proBNP прогнозировать риски развития сердечно-сосудистых событий и смерти.

В настоящее время особое внимание придают белку гепсидину, открытому Park CH, et al. в 2001г [1], секретируемому в печени под влиянием провоспалительных цитокинов, преимущественно — интерлейкина-6 (ИЛ-6) [2]. Гепсидин, признанный главным регулятором обмена железа [3, 4], является, наряду с ферритином и С-реактивным белком (СРБ), медиатором воспаления [3-5], обладая свойствами, характерными для белков острой фазы [2][6].

Ранее предлагалось использовать гепсидин в качестве дополнительного диагностического критерия для дифференциальной диагностики между железодефицитной анемией и анемией хронических заболеваний наряду с ферритином и растворимыми рецепторами трансферрина [7]. А в последние годы предпринимаются попытки оценить прогностическую роль гепсидина при различных заболеваниях, в т.ч. при ХСН, однако полученные данные противоречивы.

Так, Ellingsen TS, et al. в исследовании TROMCE у пациентов старше 25 лет выявили, что повышенные уровни гепсидина коррелируют с повышенным риском венозных тромбоэмболий [8]. Li X, et al. выявили корреляцию повышенных уровней гепсидина со смертностью у пациентов с острым коронарным синдромом, но не выявили — у пациентов со стабильной ишемической болезнью сердца (ИБС) [9]. В то же время Grammer TB, et al. у пациентов со стабильной ИБС выявили более высокую смертность от сердечно-сосудистых и от всех причин при низких уровнях гепсидина [10]. Однако Ruhe J, et al. и Zeller T, et al. также у пациентов со стабильной ИБС не выявили существенного влияния низких уровней гепсидина на риск развития инфаркта миокарда [11] и смерти от сердечно-сосудистых причин [11][12].

У пациентов с ХСН многими авторами показана корреляция низких уровней гепсидина с риском смерти от всех причин, в т.ч. сердечно-сосудистых [13-15], в то же время корреляции повышенных уровней гепсидина с риском смерти выявлено не было [16]. При этом работы, где анализировалось бы прогностическое значение уровней гепсидина у пациентов с ХСН пожилого и старческого возраста, немногочисленны. Так, в цитируемых выше работах пациенты с ХСН были моложе (от 25 до 75 лет), исключались пациенты с воспалительным синдромом и не во всех исследованиях были пациенты с анемией. А работ, в которых прогностическая роль гепсидина оценивалась бы у когорты пациентов пожилого и старческого возраста, целенаправленно набранных для проспективного наблюдения не только с ХСН, но в сочетании с анемией и воспалительным синдромом, в доступной литературе мы не встретили.

Между тем, именно для пациентов пожилого и старческого возраста вследствие крайне высокой коморбидности характерно сочетание ХСН с анемией и воспалительным синдромом, которое часто встречается в реальной клинической практике, особенно на фоне декомпенсации ХСН, что обусловливает актуальность настоящего исследования.

Цель исследования: изучить роль гепсидина в оценке прогноза у пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН и анемией.

Материал и методы

В исследование включили 105 пациентов пожилого и старческого возраста (от 65 до 90 лет), Госпиталя для ветеранов войн № 1 ДЗМ с ХСН II-IV функционального класса (NYHA) ишемической этиологии в сочетании с анемией (уровнем гемоглобина <12,0 г/дл как для мужчин, так и для женщин). Согласно диагностическим критериям анемии Всемирной организации здравоохранения (1968г), уровень гемоглобина должен быть ниже 130 г/л у мужчин и 120 г/л у женщин, однако при их разработке не включались пациенты старше 65 лет. Авторы последующих крупных популяционных исследований, направленных на определение нормальных уровней гемоглобина у пациентов пожилого и старческого возраста, встретились с трудностями регистрации адекватного числа действительно здоровых людей в этом возрасте [17][18].

В связи с чем многими гериатрами предлагается равный у обоих полов порог уровня гемоглобина в 12 г/дл для определения анемии, т.к. снижение гемоглобина с возрастом имеет тенденцию быть более выраженным у мужчин, чем у женщин, что связывают с прогрессирующим дефицитом андрогенов [18][19].

В исследование не включали пациентов с доказанной острой или хронической кровопотерей, гемолитическими, апластическими и мегалобластными анемиями, аутоиммунными и онкологическими заболеваниями, первичными заболеваниями почек.

У всех пациентов при поступлении осуществляли забор венозной крови для определения в сыворотке уровней гепсидина (Human Hepcidin-25), эритропоэтина (ЭПО), ИЛ-6 и NT-proBNP методом иммуноферментного анализа, а также — СРБ, ферритина и трансферрина, которые исследовали иммунотурбидиметрическим методом. Коэффициент насыщения трансферрина железом (КНТЖ) рассчитывали по формуле: сывороточное железо (мкмоль/л)/трансферрин (г/л) × 3,98.

Далее пациентов наблюдали до 24 мес. и фиксировали случаи смерти от сердечно-сосудистых и не сердечно-сосудистых причин (первичная конечная точка (ПКТ)), т.е. от всех причин, за исключением несчастных случаев. Все больные получали медикаментозную терапию ХСН согласно Клиническим рекомендациям по ХСН 2020 (Российское кардиологическое общество), утвержденным Минздравом России [20].

Исследование одобрено ЛЭК Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский Университет). Протокол 01.21 от 22.01.2021. Все участники подписали информированное согласие.

Статистический анализ проводили с использованием пакетов статистических программ Statistica 8.0 Statsoft Inc. и IBM SPSS Statistics 23 (США). Статистические характеристики нормально распределенных показателей сравнивали при помощи параметрических тестов: дисперсионного анализа (one-way ANOVA) и post-hoc теста Ньюмена-Келлса (N-К). Прочие показатели сравнивали посредством непараметрических тестов: Манна-Уитни (U) или точного критерия Фишера. Для попарных множественных сравнений использовали дисперсионный анализ Краскала-Уоллиса (Н) с поправкой Бонферрони.

Для оценки влияния различных уровней гепсидина на риск смерти пациентов стратифицировали по квартильным интервалам (КИ) уровней гепсидина. Для каждого КИ построили по две многофакторные регрессионные модели Кокса. В модель 1 помимо гепсидина включали показатели, характеризующие обмен железа (гемоглобин, КНТЖ, ферритин, ЭПО). В модель 2 помимо гепсидина включали показатели, характеризующие системное воспаление (СРБ, ИЛ-6), а также ферритин. Для каждого КИ определяли отношение рисков и его 95% доверительные интервалы. Для визуализации связи гепсидина с риском смерти для каждой модели построили графики переменных регрессии с использованием кубических сплайнов, где в качестве контрольных точек использовали значения отношение рисков для каждого КИ.

Для сравнения частоты смертности и сроков наступления ПКТ в зависимости от выраженности дефицита железа (ДЖ) в каждом КИ пациентов разделили на 2 группы: с абсолютным ДЖ и функциональным ДЖ. ДЖ определяли как уровень ферритина <100 нг/мл ("абсолютный ДЖ") или уровень ферритина от 100 до 299 нг/мл при КНТЖ <20% ("функцио- нальный ДЖ") [17, 18, 21]. Уровнем статистической значимости считали р<0,05.

Результаты

Характеристика пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН и анемией, стратифицированных по КИ уровней гепсидина

Пациенты с ХСН и анемией, стратифицированные по КИ уровней гепсидина, были сопоставимы по возрасту, тяжести ХСН и анемии, значимо не различались по сердечной коморбидности, однако у пациентов 4КИ чаще диагносцировались пневмонии (р=0,038) и мочевые инфекции (р=0,025), чем у пациентов 1КИ (табл. 1).

Согласно полученным данным, у обследованных пациентов выявлен широкий разброс значений ферритина, гепсидина, ЭПО, а также — СРБ и ИЛ-6, уровни которых значимо различались между 1КИ и 4КИ (р<0,001) (табл. 2).

Так как ранее Ponikowska B, et al. выявили повышенный риск смерти у пациентов как с низкими, так и высокими уровнями ферритина [22], а также с учетом положительной связи между уровнями ферритина и гепсидина [9][15], мы проанализировали процент пациентов с низкими уровнями ферритина <100 мкг/л (абсолютным ДЖ) и уровнями ферритина от 100 до 299 мкг/л (функциональным ДЖ) в разных КИ уровней гепсидина (рис. 1).

Выявлено, что уровни ферритина <100 мкг/л (от 3,1 до 99,2 мкг/л) при сниженном КНТЖ <20% (от 3,4 до 17,5%) были у всех пациентов 1КИ, т.е. у 100% пациентов 1КИ выявлен абсолютный ДЖ (рис. 1).

Во 2КИ уровни ферритина <100 мкг/л (от 11,1 до 88,1 мкг/л) были выявлены у 23 пациентов (85%), в то же время у 4 пациентов (15%) уровни ферритина были >100 мкг/л (от 104,2 до 126,1 мкг/л) при КНТЖ <20% (от 2,91% до 18,9%), т.е. у 85% пациентов 2КИ выявлен абсолютный ДЖ, а у 15% функциональный ДЖ (рис. 1).

В 3КИ уровни ферритина <100 мкг/л (от 44,2 до 91,1 мкг/л) были выявлены у 14 пациентов (52%), в то же время у 13 пациентов (48%) уровни ферритина были >100 мкг/л (от 101,1 до 282 мкг/л) при КНТЖ <20% (от 3,12 до 19,4%), т.е. у 52% пациентов 3КИ выявлен абсолютный ДЖ, а у 48% функциональный ДЖ (рис. 1).

В 4КИ только у 4 пациентов (15%) уровни ферритина были <100 мкг/л (от 57,1 до 96,1 мкг/л), а у 22 пациентов (85%) >100 мкг/л (от 105,1 до 300,0 мкг/л) при КНТЖ <20% (от 4,9 до 19,1%), т.е. у 15% пациентов 4КИ выявлен абсолютный ДЖ, а у 85% функциональный ДЖ (рис. 1).

Таким образом, большинство пациентов с абсолютным ДЖ выявлено среди пациентов 1КИ, у которых выявлены низкие уровни гепсидина, а большинство пациентов с функциональным ДЖ — среди пациентов 4КИ, у которых выявлены повышенные уровни гепсидина. При этом процент пациентов с абсолютным ДЖ уменьшался от 1КИ к 4КИ, а выраженность системной воспалительной реакции, напротив, возрастала от 1КИ к 4КИ (табл. 2, рис. 1-3). С учетом выявленного абсолютного и функционального ДЖ и повышенных уровней белков острой фазы воспаления: СРБ, ферритина, а также провоспалительного цитокина ИЛ-6, анемический синдром у пациентов всех КИ носил смешанный характер (железодефицитная анемия и анемия хронических заболеваний), с преимущественно абсолютным (1КИ) или функциональным ДЖ (4КИ).

Уровни гепсидина у пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН и анемией и время наступления ПКТ

За 24 мес. наблюдения умерли 70 пациентов из 105 (67%), при этом в 1КИ — 15 из 25 (60%), во 2КИ — 19 из 27 (70%), в 3КИ — 16 из 27 (59%), а в 4КИ — 20 из 26 (77%) пациентов. Частота смертности и причины смерти представлены в таблице 3. Сравнение процентов смертности как для всех КИ (по критерию хи-квадрат (χ²=0,31; р=0,96), так и для отдельных КИ, а также по точному критерию Фишера, р=0,236) показало отсутствие значимых различий между КИ уровней гепсидина.

Учитывая это, мы проанализировали частоту смертности в разных КИ уровней гепсидина: до 6 мес., от 6 до 12, от 12 до 18 и от 18 до 24 мес. (рис. 4). Обращает внимание значимо высокая смертность (40%) за первые 6 мес. наблюдения в 1КИ, в котором все пациенты (100%) были с абсолютным ДЖ. А наибольшее количество умерших (77%) за 24 мес. наблюдения выявлено в 4КИ, в котором большинство пациентов (85%) были с функциональным ДЖ и у всех пациентов которого были выраженные признаки системной воспалительной реакции (табл. 2, рис. 4).

Анализ 24-мес. выживаемости пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН и анемией, стратифицированных по КИ уровней гепсидина в регрессионных моделях Кокса

Анализ 24-мес. выживаемости выявил значимое влияние на риск смерти низких уровней гепсидина (3,05-10,33 нг/мл) у пациентов 1КИ в модели 1 (р=0,002), в модели 2 (р<0,001), а также тенденцию к значимому влиянию на риск смерти повышенных уровней гепсидина (25,81-70,71 нг/мл) у пациентов 4КИ в модели 1 (р=0,070), а в модели 2 — значимых влияний на риск смерти не выявлено (р=0,135) (табл. 4).

Для визуализации полученных данных были построены графики переменных регрессии с использованием кубических сплайнов для каждой модели, на которых зависимость между гепсидином и риском смерти представляет собой U-образную кривую как в модели 1, так и в модели 2 для всех КИ уровней гепсидина (рис. 5 А, Б).

Обсуждение

Выявленные в настоящем исследовании уровни гепсидина у пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН и анемией имели широкий диапазон значений: от 3,05 до 70,71 нг/мл. В предыдущих исследованиях у пациентов с ХСН также был выявлен большой разброс значений гепсидина: от 0,5 до 28 нг/мл [14, 15], от 2,2 до 141,8 нг/мл [13], от 20,8 до 69,6 нг/мл [16], что, очевидно, обусловлено неоднородностью обследуемых пациентов (различной сте- пенью тяжести ХСН, разной выраженностью ДЖ, различиями по возрасту, наличием или отсутствием сопутствующей патологии, в т.ч. анемии и воспалительных заболеваний), использованием разных тест-систем.

Известно, что при абсолютном ДЖ низкий уровень сывороточного железа опосредованно через растворимые рецепторы трансферрина, а также высокий уровень ЭПО — через эритроферрон, по типу обратной связи подавляют выработку гепсидина для обеспечения физиологической концентрации железа в плазме, поскольку гепсидин при низких значениях, наряду с ферритином и КНТЖ, более чувствителен к ДЖ, чем гемоглобин [13][23].

А при воспалении, вследствие длительной иммунной активации под влиянием ИЛ-6 выработка гепсидина повышается, что сопровождается снижением его чувствительности к растворимым рецепторам трансферрина и приводит к неконтролируемой деградации ферропортина, снижению уровня железа в сыворотке крови и накоплению его в депо в виде ферритина с развитием функционального или ("перераспределительного") ДЖ [2][3][23][24].

Выявленные у 66 из 105 (62,85%) обследуемых пациентов признаки абсолютного ДЖ (причем у всех пациентов 1КИ, т.е. при пониженных уровнях гепсидина) согласуются с данными Singh B, et al., которые выявили абсолютный ДЖ у 83% пациентов с ХСН [25]. Причинами абсолютного ДЖ могут быть не диагносцированные микрокровопотери вследствие приема антикоагулянтов [26] и антиагрегантов [27], а также недостаточное всасывание железа вследствие отека стенки кишки [16][23][28].

Абсолютный ДЖ, обуславливая системную гипоксию и глобальные метаболические нарушения в тканях, часто необратимые, приводит к высокой смертности, что ранее было показано многими авторами [6][13][21], а также — в настоящем исследовании у пациентов 1КИ (т.е. при низких уровнях гепсидина), у которых смертность составила 60% за 24 мес. наблюдения, причем 40% пациентов умерли в первые 6 мес.

Функциональный ДЖ, выявленный у 39 из 105 обследованных пациентов (37,15%), причем у большинства (85%) пациентов 4КИ (т.е. при повышенных уровнях гепсидина), по данным литературы также ухудшает прогноз, качество и продолжительность жизни пациентов как с анемией [29], так и без анемии [13], но в меньшей степени, чем абсолютный ДЖ [30][31].

Очевидно, абсолютный ДЖ, выявленный у большинства пациентов 1КИ, приводит к более ранней смертности, а функциональный ДЖ на фоне выраженной системной воспалительной реакции у пациентов 4КИ, усугубляемой частыми декомпенсациями, пневмониями, мочевыми и другими рецидивирующими инфекциями, характерными для пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН, оказывает влияние на смертность в течение всего периода наблюдения, включая отдаленный период, что приводит к наибольшему проценту умерших (77%) к 24 мес. по сравнению с другими КИ. У пациентов 2КИ и 3КИ на смертность влиял как абсолютный ДЖ, но в меньшей степени чем в 1КИ, так и системная воспалительная реакция, но в меньшей степени, чем в 4КИ.

Полученные нами результаты подтверждают мнение Grammer TB, et al. о том, что как глубокое истощение запасов сывороточного и тканевого железа, так и секвестрация его в макрофагах со снижением пула железа в сыворотке на фоне длительного системного воспаления связаны с плохим прогнозом [10].

Выявленное у пациентов 1КИ, как в 1, так во 2 модели, значимое влияние низких уровней гепсидина (<10,33 нг/мл) на риск 24-мес. смертности, вероятно, объясняется тем, что именно абсолютный ДЖ ухудшает прогноз, на что ранее обращали внимание многие авторы [10][32], причем независимо от анемии и даже при умеренном уровне воспаления [33]. Ранее связь низких уровней гепсидина со смерт- ностью в регрессионных моделях Кокса была показана у пациентов с ХСН и анемией [14][15], а также — у пациентов с ХСН без анемии [10][13].

Выявленная у пациентов 4КИ тенденция к значимому влиянию повышенных уровней гепсидина (>25,81 нг/мл) на риск смерти в модели 1, вероятно, объясняется тем, что повышенный уровень гепсидина вследствие выраженной системной воспалительной реакции способствует депонированию железа в тканях, что приводит к функциональному ДЖ, который также ухудшает прогноз, но в меньшей степени, чем абсолютный ДЖ [34]. Однако у пациентов в настоящем исследовании помимо ДЖ были признаки выраженной системной воспалительной реакции. Очевидно, именно это обусловило высокую смертность на протяжении всего периода наблюдения. Это предположение подтверждается отсутствием влияния повышенных уровней гепсидина на риск смерти в модели 2.

Вероятно, с увеличением тяжести ХСН и выраженности системной воспалительной реакции вследствие частых декомпенсаций, повторных пневмоний, мочевых и других рецидивирующих инфекций, влияние гепсидина на прогноз ослабевает, уступая маркерам воспаления — ИЛ-6 и СРБ, влияние которых на смертность было показано ранее [30]. Ранее также было показано, что активность гепсидина как регулятора обмена железа при повышенных его уровнях проявляется в меньшей степени, чем при низких [17]. При повышенных уровнях гепсидин проявляет себя в большей степени как белок острой фазы, отражая выраженность системной воспалительной реакции, наряду с СРБ и ферритином [2-6].

Таким образом, прогностическая значимость низких уровней гепсидина для риска смерти у пациентов с ХСН, показанная ранее многими авторами [13-15], подтверждена и в настоящей работе. Однако корреляция повышенных уровней гепсидина со смертностью ранее не была показана [9][13][16]. Выявленная в настоящем исследовании связь гепсидина с риском смерти имеет U-образную кривую, что подразумевает неблагоприятный прогноз как при низких, так и повышенных уровнях гепсидина. Следует отметить, что в процитированных выше исследованиях пациенты с воспалительным синдромом не включались, что является принципиальным отличием от настоящего исследования, в которое включались пациенты не просто с ХСН и анемией, но с декомпенсированной ХСН, для которой характерна системная воспалительная реакция, усугубляемая пневмониями, мочевыми и другими рецидивирующими инфекциями, характерными для пациентов пожилого и старческого возраста, и которых много в реальной клинической практике.

Таким образом, настоящее исследование подтвердило выводы немногочисленных авторов о негативном влиянии на прогноз низких уровней гепсидина, и одновременно показало, что повышенные уровни гепсидина также могут быть неблагоприятны для прогноза. Но это предположение нуждается в дополнительных, более крупных исследованиях.

Ограничения исследования. Результаты исследования получены на небольшой выборке — 105 пациентов пожилого и старческого возраста (от 65 до 90 лет), поэтому полученные данные могут быть экстраполированы на другие возрастные группы с осторожностью.

Заключение

У пациентов пожилого и старческого возраста с ХСН, анемией и признаками системной воспалительной реакции с учетом значимого влияния (р=0,002) на риск смерти низких (<10,33 нг/мл), а также — на уровне тенденции (р=0,070) повышенных (>25,81 нг/мл) уровней гепсидина, для оценки прогноза (как краткосрочного, так и отдаленного) помимо NT-proBNP целесообразно определение уровней гепсидина.