Белки теплового шока в оценке течения и прогноза исходов хронической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса

Сложная патофизиология и высокая частота хронической сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса (ХСНсФВ) остаются одной из главных проблем кардиологии. Распространенность этого заболевания, а также ассоциированные с ним уровни смертности и инвалидизации продолжают расти как в России, так и в мире [1-3]. Так, в Российской Федерации более половины госпитализаций, вызванных декомпенсацией сердечной недостаточности (СН), приходится на пациентов с ХСНсФВ. Декомпенсация ХСНсФВ значительно ухудшает прогноз для пациента и приводит к повышению вероятности повторных декомпенсаций и летального исхода [3]. Это подчеркивает важность разработки новых подходов к диагностике и тактике ведения пациентов с ХСНсФВ с оценкой прогноза. Согласно исследованиям, проведенным в российской популяции [4], более интенсивное наблюдение за пациентами с ХСНсФВ помогает снижать смертность от острой декомпенсации СН (ОДСН) в 3,5 раз.

Значительная гетерогенность фенотипов ХСНсФВ, а также многофакторная природа и сложность патофизиологии этого заболевания обосновывают необходимость при создании моделей прогнозирования исходов у пациентов с декомпенсацией ХСНсФВ учитывать широкий спектр маркеров риска, который включает клинико-­анамнестические, инструментальные и лабораторные показатели [5-7]. В связи с этим проблема поиска, апробации и внедрения в клиническую практику надежных, малоинвазивных и доступных к использованию маркеров, позволяющих оценивать риск неблагоприятных исходов при декомпенсации ХСНсФВ, сохраняет свою актуальность.

Важную роль в патогенезе СН играет клеточный стресс, который отражает реакцию клеток на воздействие различных метаболических, воспалительных, окислительных факторов и приводит к активации белков теплового шока (БТШ) [8][9]. БТШ представляют собой семейство белков, выполняющих функцию молекулярных шаперонов для других белков клетки, участвующих в стабилизации клеточных структур, восстановлении конформации белковых молекул, предотвращении агрегации белков, восстановлении активности ферментов [8][10]. Отличительной особенностью БТШ является их гиперэкспрессия под влиянием таких стрессовых факторов, как тепловое воздействие, интоксикация, воспалительная реакция и тканевая гипоксия [11].

Клеточный стресс в миокарде, возникающий в ответ на многочисленные физиологические или патологические воздействия, нарушает белковый гомеостаз и вызывает аномальное сворачивание клеточных белков. Патологически измененные белки подвергаются воздействию БТШ; если шаперонной системе не удаётся вернуть денатурированные белки в нормальное состояние, происходит декомпенсация, в ходе которой развиваются порочные круги, в частности, из-за гиперсекреции БТШ, усиливающей хроническое воспаление [12-17].

Наиболее изученными биомаркерами клеточного стресса являются БТШ27, относящийся к низкомолекулярным "малым" БТШ и участвующий в АТФ-независимом звене и БТШ70 — высокомолекулярный БТШ, участвующий в АТФ-зависимом ответе на клеточный стресс [18-20]. Интересным в контексте кардиоваскулярных заболеваний является кардио­васкулярный БТШ (квБТШ, или БТШb7), который обладает кардиоспецифичностью и является шапероном актиновых микрофиламентов; до недавних пор данный белок исследовался, главным образом, на экспериментальных моделях [21].

Учитывая значение клеточного стресса в патогенезе СН, можно полагать, что перспективным направлением является изучение способности БТШ прогнозировать персонализированный риск неблагоприятных исходов декомпенсированной ХСНсФВ.

Цель работы: провести анализ взаимосвязи концентраций циркулирующих БТШ: БТШ27, БТШ70 и квБТШ с течением ХСНсФВ и исходами острой декомпенсации заболевания.

Материал и методы

В исследование включено 120 пациентов с острой декомпенсацией ХСНсФВ (ОДСНсФВ), проходивших лечение в ГБУЗ "Городская клиническая больница им. В. В. Вересаева Департамента здравоохранения города Москвы" в период с 02.10.2023 по 24.07.2024, составивших основную группу. В контрольную группу вошло 20 больных ХСНсФВ без ОДСНсФВ, сопоставимых по полу и возрасту с пациентами основной группы (табл. 1).

Критерии включения в основную группу: пациенты в возрасте от 50 до 90 лет, подписавшие информированное согласие, с диагнозом ОДСНсФВ. Диагноз ОДСНсФВ устанавливался по критериям, описанным в клинических рекомендациях [22], а именно: свой­ственные для диастолической дисфункции симптомы и признаки СН, структурные и/или функцио­нальные изменения сердца; признаки ОДСНсФВ, при которой усугубляются симптомы и признаки СН с нарастанием одышки, застойных явлений, ортопноэ, появлением клиники "сердечной астмы" и/или отека легких на фоне какого-либо триггера, например, колебаний артериального давления или нарушений сердечного ритма и проводимости, таких как пароксизм фибрилляции предсердий (ФП) или брадикардия; повышение концентрации N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP) >900 пг/мл у больных 50-75 лет и >1800 пг/мл у больных >75 лет.

Критерии включения в контрольную группу: пациенты в возрасте от 50 до 90 лет, подписавшие информированное согласие, с установленным диагнозом ХСНсФВ без признаков острой декомпенсации.

Исследование было проведено в соответствии с критериями Хельсинкской декларации. Оно получило одобрение локального этического комитета ФГБУ "НМИЦ терапии и профилактической медицины" Минздрава России (протокол № 04-05/23 от 18.09.2023г). Проект, в рамках которого осуществляется данное исследование, зарегистрирован в системе Clinical.Trials.gov под регистрационным номером NCT06114498.

Пациентам, участвующим в исследовании, выполнялась трансторакальная эхокардиография по стандартному протоколу с измерением следующих параметров: фракция выброса левого желудочка (%) по Симпсону, индекс массы миокарда левого желудочка (г/м²), относительная толщина стенок левого желудочка (мм), отношение максимальных скоростей раннего и позднего наполнения трансмитрального кровотока (E/A), отношение максимальных скорос­тей раннего наполнения трансмитрального кровотока и движения фиброзного кольца митрального клапана в раннюю диастолу (E/e'), индекс объема левого предсердия (мм/м²).

Рутинные лабораторные анализы включали определение уровней NT-proBNP, гемоглобина, креатинина, мочевины, расчет скорости клубочковой фильтрации по формуле Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration, аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, общего билирубина и калия. Кли­нический анализ крови проводился на гематологическом анализаторе BC-6800 Plus (Mindray, Китай), биохимические исследования выполнялись на анализаторе BS-800M1 (Mindray, Китай). Концентрация NT-proBNP в сыворотке крови определялась на анализаторе Maglumi 2000 (Snibe, Китай).

Взятие крови осуществлялось вакуумной системой Monovette Serum S (Sardstedt, Германия) из кубитальной вены до какого-либо терапевтического вмешательства. Через 30 мин после забора крови она центрифугировалась c ускорением 2000 g в течение 10 мин, после этого сыворотка крови аликвотировалась в 4 пластиковые криопробирки по 800 мкл и передавалась на ответственное хранение в "Банк биологического материала" ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России. Уровни БТШ определяли методом иммуноферментного анализа: БТШ27 — с использованием стандартизованной тест-системы Human Heat Shock Protein 27 AssayMax ELISA Kit (Assay Pro, США), квБТШ и БТШ70 — с помощью наборов реагентов компании Cloud-­Clone (КНР): ELISA Kit for Heat Shock Protein Beta 7 и ELISA Kit for Heat Shock Protein 70. Аналитическая чувствительность наборов полностью соответствовала для количественного определения БТШ в сыворотке крови; так минимальная определяемая концентрации для БТШ27 составила 0,16 нг/мл, БТШ70 — 1,33 нг/мл, квБТШ — 122 пг/мл. Определение всех аналитов осуществлялась в нативной сыворотке без дополнительных разведений. Исследование проводилось в полуавтоматическом режиме с промывкой иммуноферментных микропланшет на вошере Anthos Fluido (Biochrom, Великобритания), с инкубацией согласно указанному производителем режиму на термошейкере PST-60HL (Biosan/Вектор-­Бест, Латвия/Россия). Регистрация финальной адсорбции выполнялась с использованием микропланшетного ридера Multiskan FC (Thermo, США) на длине волны 450 нм (референсная длина 620 нм), проходящего ежегодные метрологические проверки. Калибровка и расчет концентраций БТШ осуществлялись с применением программного обеспечения анализатора SkanIt RE 7.0.2 (Thermo Fisher Scientific, США), результаты калибровки и вычислений проверялись с помощью стороннего калибровочного калькулятора Arigobio GainData (Китай).

Больные ХСНсФВ получали лечение основного и сопутствующих заболеваний согласно актуальным клиническим рекомендациям [22]. В группе ОДСНсФВ на момент поступления пациенты получали: блокаторы ренин-­ангиотензин-альдостероновой системы — 89,17%, ингибиторы натрий-­глюкозного котранспортера 2 типа — 10,08%, пероральные антикоагулянты — 50,83%, β-адреноблокаторы — 55,83% и антагонисты минералокортикоидных рецепторов (15,83%). В стационаре проводилась в/в терапия фуросемидом в дозировке 40-400 мг/сут. в зависимости от тяжести заболевания у 90,83% больных, остальные 9,17% больных получали пероральную терапию диуретиками. В группе пациентов с компенсированной ХСНсФВ также большинство пациентов получали блокаторы ренин-­ангиотензин-альдостероновой системы — 95,0% и β-адреноблокаторы — 90,0%, диу­ретики — 55,0%, пероральные антикоагулянты — 40,0%, антагонисты минералокортикоидных рецепторов и антиагреганты — 20,0%. Перед выпиской из стационара пациентам назначалась терапия, соответствующая актуальным клиническим рекомендациям согласно имеющимся заболеваниям. Через полгода с момента первого контакта и взятия образцов сыворотки крови проводилось уточнение жизненного статуса пациента. С этой целью использовался специальный скрипт (анкета), которая заполнялась во время телефонного контакта с пациентом или его родственником. В случае невозможности установить контакт с пациентом или его родственником, использовались данные из Единой медицинской информационно-­аналитической системы (ЕМИАС). В качестве первичной конечной точки исследования была выбрана смерть от всех причин. Из 120 пациентов, включенных в исследование, конечной точки исследования через 6 мес. наблюдения достиг 21, из них 18 случаев смерти по причине повторной ОДСНсФВ, 2 — по причине острой недостаточности мозгового кровообращения и 1 случай смерти от новой коронавирусной инфекции. Частота отклика в исследовании составила 90%. Все пациенты наблюдались до 6 мес. (±10 дней), у части пациентов конечная точка достигалась ранее, а по части больных были получены данные о жизненном статусе через 1,5 года, таким образом, медиана периода наблюдения составила 183 дня.

Статистический анализ полученных результатов проводился в программе Statistica 10 (Statsoft) и SPSS (IBM). Для попарного сравнения непрерывных (количественных) переменных применялся непарамет­рический метод Манна-­Уитни. Сравнение различий частот категориальных переменных анализировалось с использованием двухстороннего точного критерия Фишера. Для оценки потенциальной эффективности биомаркеров проводилось построение графиков чувствительности в зависимости от значения (1-специфичность) с использованием ROC-анализа (Receiver operating characteristic), включающего расчет площади под кривой (AUC — area under curve) и выбор оптимальных пороговых уровней с использованием максимального коэффициента Юдена (Jmax). Анализ выживаемости проводился методом построения кривых Каплан-­Мейера (Kaplan-­Mayer) с оценкой различий с применением логрангового критерия (Log-rank). Для анализа потенциальных факторов, ассоциированных со снижением выживаемости, дополнительно проводился регрессионный анализ с помощью модели пропорциональных рисков Кокса (Cox hazards regression model) c расчетом отношения рисков (HR — hazard ratio). Различия считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Концентрации БТШ были определены в сыворотке крови 140 больных. У пациентов с ОДСНсФВ медианы уровня БТШ70 и квБТШ в сыворотке крови были статистически значимо выше, чем у пациентов с компенсированной ХСНсФВ (3,17 vs 2,08 нг/мл, p=0,001) и квБТШ (1068 vs 614 пг/мл, p=0,001), тогда как различия по уровню БТШ27 статистической значимости не достигли (табл. 1).

Для анализа взаимосвязи концентраций циркулирующих БТШ с исходами ОДСНсФВ было проведено сравнение исходных уровней (полученных в крови, взятой при первом наблюдении) анализируемых БТШ в группе больных с ОДСНсФВ в зависимости от жизненного статуса, оценённого через 6 мес. Исходная медиана концентрации БТШ27 у больных, достигших конечной точки, составила 1,30 [ 0,41-4,58] vs 0,77 [ 0,33-2,76] нг/мл в группе выживших, однако различия не достигли статистической значимости (p=0,4). Не было выявлено статистически значимых различий и по медиане квБТШ — 1117 [ 928-1378] vs 1039 [ 905-1185] пг/мл (p=0,29) между группами умерших и выживших. В то же время по исходным сывороточным концентрациям высокомолекулярного БТШ70 были обнаружены статистически значимые различия между группой больных, достигших конечной точки, — 4,15 [ 3,11-6,09] нг/мл и группой выживших — 2,89 [ 2,09-4,57] нг/мл, p=0,005. Для расчета пороговых уровней БТШ, которые были использованы в дальнейшем анализе выживаемости, был проведен ROC анализ (рис. 1).

Наибольшая AUC была характерна для БТШ70, тогда как для других биомаркеров AUC была существенно ниже. Полученные с использованием максимального индекса Юдена пороговые уровни составили для БТШ27 — 0,72 нг/мл (Jmax =0,161), для БТШ70 — 3,5 нг/мл (Jmax =0,323), квБТШ — 1321 пг/мл (Jmax =0,243).

С целью учета неполных (цензурированных) наблюдений нами проводился анализ выживаемости методом Каплана-­Мейера, который показал наличие статистически значимых различий кумулятивной пропорциональной выживаемости больных ОДСНсФВ в зависимости от рассчитанных пороговых значений для БТШ70 (p log-rank =0,008) (рис. 2). Выживаемость больных ОДСНсФВ с исходным уровнем БТШ70 ≤3,5 нг/мл составила 90,7% на сроке 3 мес. и 87,3% на сроке 6 мес., тогда как у больных с гиперсекрецией БТШ70 >3,5 н/мл прогноз был менее благоприятный — выживаемость на сроке 3 мес. — 77,6%, на сроке 6 меc. — 72,4%.

Для БТШ27 статистически значимых различий при анализе выживаемости получено не было (p log-rank =0,17), тогда как для квБТШ были выявлены статистически значимые различия (p log-rank =0,011) выживаемости в зависимости от уровней маркера (рис. 3). Так, 3- и 6-месячная выживаемость у больных с уровнем квБТШ ≤1321 пг/мл составила 88,1 и 85,2%, соответственно, тогда как в группе с высокими концентрациями квБТШ >1321 пг/мл кумулятивная пропорциональная выживаемость на данных сроках была ниже и составила, соответственно, 70,0 и 59,5%.

Регрессионный анализ с использованием модели Кокса, включающий ряд клинических факторов и уровни БТШ (табл. 2), также показал, что факторами прогноза, статистически значимо ассоци­ированными со снижением выживаемости больных ОДСНсФВ, являются повышенный уровень БТШ70: HR [ 95% доверительный интервал (ДИ)] =3,95 [ 1,13-13,78], p=0,031 и квБТШ: HR [ 95% ДИ] =3,50 [ 1,11-11,06], p=0,033, а также индекс массы тела (ИМТ): HR [ 95% ДИ] =1,03 [ 1,02-1,06], p=0,038.

Как видно из таблицы 2, в число значимых переменных в модель вошли БТШ70 и квБТШ и ИМТ, однако HR для ИМТ оказалось достаточно низким.

Обсуждение

Сердечная недостаточность — заболевание со сложной и не до конца изученной патофизиологией. За последние десятилетия наше понимание ключевых механизмов, участвующих в развитии и прогрес­сировании СН, эволюционировало от "простой" гемодинамической проблемы через нейрогормональные нарушения и воспалительные процессы до сложной мультиорганной дисфункции, сопровождающейся недостаточной перфузией органов и систем. Именно поэтому в настоящее время актуален поиск новых биомолекул, которые могут представлять ценность для стратификации риска, раннего выявления, и прогнозирования осложнений течения заболевания, однако реальное клиническое значение имеют лишь немногие из них.

В рамках настоящей работы проанализирован комплекс БТШ, характеризующих системный биохимический ответ на клеточный стресс у больных с ОДСНсФВ. Исследование является продолжением нашей предыдущей работы, в которой изучался комплекс БТШ27, БТШ70 и квБТШ в сыворотке крови у пациентов при компенсированной ХСНсФВ и ОДСНсФВ, в котором, однако, не оценивалось прогностическое значение БТШ. Так, в работе [23] было показано, что концентрации БТШ у пациентов с ОДСНсФВ статистически значимо выше, чем у стабильных пациентов с ХСНсФВ; была выявлена прямая связь выраженности венозного застоя с уровнями БТШ27 и квБТШ.

Среди близких по тематике работ отдельного внимания заслуживает исследование Traxler D, et al., в котором оценивали уровень циркулирующего БТШ27 в плазме крови у пациентов со стабильной СН [24]. Результаты показали, что БТШ27 является независимым предиктором сердечно-­сосудистой смерти или незапланированной госпитализации, связанной с СН, при уровне БТШ27, превышающем медиану 3820 пг/мл. Уровни БТШ27 у пациентов, перенесших сердечно-­сосудистые события, составили 4214 пг/мл, в то время как у больных без таких событий они были значительно ниже — 3444 пг/мл. Стоит отметить, что в настоящем исследовании статистически значимых различий в зависимости от исхода заболевания и исходной концентрацией БТШ27 получено не было. В то же время, в отличие от исследования [24], мы анализировали не все фенотипы СН, а только ХСНсФВ. В ряде работ изучали связь уровней циркулирующих БТШ с ФП. Так, в исследовании, проведенном Hu YF, et al., было показано, что более высокий уровень БТШ27 был фактором, который ассоциировался с поддержанием синусового ритма после проведенной катетерной аблации [25]. В другом исследовании сывороточные уровни БТШ27, БТШ70, квБТШ у пациентов с различными формами ФП, обратившихся для проведения электрической кардио­версии или катетерной аблации, анализировались до вмешательства и через 3, 6 и 12 мес. после него. Связи между исходными уровнями БТШ27, БТШ70, квБТШ и наличием ФП, стадией ФП или вероятностью рецидива ФП выявить не удалось, однако уровень БТШ27 был повышен в образцах сыворотки пациентов с рецидивом ФП в течение года после оперативного вмешательства; это позволило авторам предположить, что уровень БТШ27 может предсказывать рецидив ФП после катетерного лечения [26].

В ряде работ оценивали прогностический потенциал БТШ70. Так, в исследовании Rigopoulos AG, et al. изучали взаимосвязь циркулирующего БТШ70 с рецидивом симптоматической ФП в течение 1 года. Показано, что повышенный уровень БТШ70 с пороговым значением ≥0,65 нг/мл оказался независимым фактором, связанным с рецидивом ФП [27]. В другой работе, проведенной Desai SR, et al., оценивался 5-летний риск смерти от всех причин, от сердечно-­сосудистых причин и риск нефатального инфаркта миокарда у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС). Модель прогнозирования рис­ка включала 6 биомаркеров, в т. ч. и БТШ70. Уровень БТШ70 >11,3 нг/мл был связан с более высокой частотой развития нежелательных событий. Авторы подчёркивают, что интеграция нескольких биомаркеров с клиническими переменными улучшает оценку сердечно-­сосудистого риска у пациентов с ИБС [28]. Данный результат согласуется с нашими данными, однако следует отметить, что в настоящей работе исследовалась более узкая группа пациентов, а именно, с ОДСНсФВ. Полученное нами пороговое значение 3,5 нг/мл для БТШ70 ниже, чем в упомянутой работе [28], что может быть связано как с различиями используемых тест-систем, различиями в диагнозах исследуемых больных — в нашем исследовании это была группа больных ОДСНсФВ, тогда как в исследовании Rigopoulos AG, et al. были пациенты с ФП без сопутствующих заболеваний, которые могли осложнить течение ФП, таких как ИБС, хроническая или острая СН. Таким образом, в литературе описан ряд ассоциаций БТШ с наличием заболевания, тя­жестью и прогнозом течения ряда сердечно-­сосудистых заболеваний; в то же время нами при исследовании БТШ70, БТШ27 и квБТШ в группе больных ОДСНсФВ впервые была показана связь гиперсекреции БТШ70 и квБТШ с неблагоприятным прогнозом в отношении выживаемости после ОДСНсФВ.

Ограничения исследования. Настоящая работа носит пилотный характер и имеет ряд ограничений, включающих относительно небольшой объем выборки и малую продолжительность наблюдения. Отклик исследования достаточно высок (90%), однако часть пациентов через 6 мес. на контакт не вышла. В качестве первичной конечной точки была выбрана смерть от всех причин. Данный показатель включает в себя как смерть от сердечно-­сосудистой патологии, так и от любых других причин, что требует дополнительных исследований с бóльшим объемом выборки с дифференцировкой причин смерти.

Заключение

Проведенный анализ показал различия в сывороточных уровнях БТШ70 и квБТШ у больных с компенсированной ХСНсФВ и ОДСНсФВ. При этом у больных с ОДСНсФВ повышенные уровни БТШ70 >3,5 нг/мл и квБТШ >1321 пг/мл были ассоциированы с неблагоприятным прогнозом в отношении смерти от всех причин. Полученные в настоящей работе результаты демонстрируют, что гиперсекреция БТШ в кровоток может свидетельствовать о декомпенсации заболевания, его неблагоприятном течении, что предположительно может быть связано с выраженностью ответа на клеточный стресс, возникающий при повреждении внутриклеточных структур в результате хронического воспаления и тканевой гипо­ксии, играющих роль в патогенезе ХСНсФВ.

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