Значение определения биомаркеров крови при отборе больных хронической сердечной недостаточностью на имплантацию кардиовертера-дефибриллятора

Введение

Несмотря на активное развитие медицинских технологий, результатом чего стало появление новых классов препаратов для медикаментозной терапии и ранее не известных методик интервенционного лечения, проблема диагностики и лечения хронической сердечной недостаточности (ХСН) не теряет своей актуальности и сохраняет высокий интерес со стороны многих исследователей. Стоит признать, что вопреки прилагаемым усилиям, в этой области остаются неразрешенными ряд задач, в частности, стратификации рисков больных с ХСН со сниженной фракцией выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ) (ХСНнФВ) [1]. Известно, что часть больных ХСНнФВ погибает по причине возникающих устойчивых желудочковых тахиаритмий (ЖТ) [2]. Единственным эффективным средством профилактики такого исхода является установка имплантируемого кардиовертера-дефибриллятора (ИКД) [3]. Между тем, объем оказания этой высокотехнологичной помощи ограничен высоким экономическим бременем [4]. Исходами несовершенной стратификации риска внезапной сердечной смерти (ВСС) становятся имплантации ИКД больным, которые умирают от острой декомпенсации ХСН в течение ближайшего года [5], и смерть по причине ВСС больных из листа ожидания на эту процедуру. Для оптимизации отбора больных на имплантацию ИКД предлагается использовать клинические данные [5], электрофизиологические показатели [6], результаты кардиовизуализационных методик [7]. Актуальным и востребованным направлением считается и анализ циркулирующих в крови биомаркеров, концентрации которых могут предоставить ценную информацию об анатомо-функциональных перестройках внеклеточного матрикса сердца, обладающих проаритмогенным потенциалом [8].

Цель работы — провести сравнительный анализ концентраций биомаркеров крови, изучить их прогностическую роль в возникновении устойчивых пароксизмов ЖТ, либо пароксизмов ЖТ, потребовавших нанесения электротерапии (антитахикардитической стимуляции или шоковой терапии) у пациентов с ХСН и ФВ ЛЖ ≤35% без синкопальных состояний либо устойчивых желудочковых нарушений ритма в анамнезе.

Материал и методы

Настоящее исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской Декларации. Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО Астраханского ГМУ Минздрава России (Протокол № 3 заседания ЛЭК от 30.12.2021г), представлен в публичном регистре clinicaltrials.gov (NCT05539898). Все пациенты, подвергнутые наблюдению, подписывали информированное согласие на участие в исследовании.

Отбор больных

В качестве критериев включения в исследование выступали действующие показания к имплантации ИКД с целью первичной профилактики ВСС [9]: ХСН III-IV функционального класса (ФК) по классификации Нью-Йоркской ассоциации сердца (NYHA — New-York Heart Association) с ФВ ЛЖ ≤35%. Большинство пациентов с ХСН IV ФК, при отсутствии показаний к проведению сердечной ресинхронизирующей терапии (СРТ), находились в листе ожидания на трансплантацию сердца.

В исследование не включали пациентов с гипертрофической кардиомиопатией, аритмогенной дисплазией правого желудочка, верифицированными наследственными каналопатиями, наличием показаний к кардиохирургическому вмешательству (реваскуляризации, коррекции клапанной недостаточности).

После проверки на соответствие критериям включения/невключения в исследование были включены 319 пациентов, которым в период 2012-2020гг в качестве средства первичной профилактики ВСС был имплантирован ИКД. При выраженных нарушениях внутрижелудочковой проводимости имплантировали ИКД с функцией СРТ (СРТ-Д) — 190 (60%) пациентов, остальным больным был имплантирован двухкамерный ИКД (рисунок 1).

Определение концентрации биомаркеров крови

Для определения концентрации биомаркеров проводили взятие крови натощак из локтевой вены методом венопункции в специальную стерильную вакуумную систему "BD Vacutainer®" с активатором свертывания. Полученные образцы крови инкубировали при комнатной температуре 30-45 мин, после чего в течение 15 мин центрифугировали при 3000 об./мин. Полученную сыворотку декантировали в одноразовые пластиковые пробирки, замораживали и хранили при -40º С. Лабораторные исследования проводили на иммунохемилюминесцентном анализаторе "Cobas е 411" ("Roche Diagnostics", Германия) и анализаторе "Cobas c 311" ("Roche Diagnostica", Германия).

Включенным в исследование больным определяли уровни электролитов крови (калия, магния, натрия, кальция) и С-реактивного белка (СРБ). Концентрацию электролитов выражали в ммоль/л, СРБ — в мг/л. Определяли уровень креатинина в сыворотке крови, который в дальнейшем использовался для расчета скорости клубочковой фильтрации (СКФ) по формуле CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration).

Части больных определяли концентрации N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP), растворимого супрессора туморогенеза-2 (sST-2) и галектина-3. Для количественного измерения концентрации sST-2 в сыворотке крови использовали набор "Presage® ST2 Assay Kit" (Critical Diagnostics, США), основанный на "сэндвич" иммуноферментном анализе в микропланшетном формате. Определение концентрации галектина-3 выполняли методом твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа с использованием тест-системы "Human Galectin-3 ELISA Kit" (RayBiotech Inc., США). Измерение оптических плотностей, построение калибровочных графиков, оценку и учет результатов количественного содержания всех определяемых показателей проводили с помощью микропланшетного ридера "Multiskan FC" (Финляндия).

Оценку и интерпретацию результатов лабораторных исследований осуществляли с помощью референтных интервалов, указанных в инструкции к наборам реактивов и справочной литературе.

Послеоперационное наблюдение

Включенные в исследование пациенты получали оптимальную медикаментозную терапию ХСН и наблюдались в течение 2 лет кардиологами центра, в котором была проведена имплантация (визиты в клинику через 3, 6, 12, 18, 24 мес.). Во время визитов в клинику проводили оценку клинического статуса, тестирование ИКД. Протокол программирования ИКД, наблюдения и регистрации конечных точек описан авторами ранее [10].

Регистрировали конечную точку: впервые возникший устойчивый пароксизм ЖТ (продолжительностью ≥30 с), детектированный в "мониторной" зоне ЖТ, либо пароксизм ЖТ, потребовавший применения электротерапии (антитахикардитической стимуляции или шоковой терапии).

Статистический анализ. Статистический анализ осуществлялся с использованием программы IBM SPSS Statistics 26. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации и визуализация полученных результатов проводилась в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2010. Материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа. Описание и сравнение количественных показателей выполнялось с учетом распределения, соответствие которого нормальному оценивалось с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. При подтверждении нормальности распределения данные описывались с помощью средней арифметической (M) и стандартного отклонения (SD). Сравнение выполнялось с помощью t-критерия Стьюдента. При распределении, отличном от нормального, указывались значения медианы (Me) и интерквартильного размаха (Q1-Q3), показатели сравнивались с помощью критерия Манна-Уитни. Сравнение показателей, измеренных в номинальной шкале, проводилось при помощи критерия χ² Пирсона. В качестве количественной меры эффекта при сравнении относительных показателей использовался показатель отношения шансов (ОШ). Значимость фактора считалась доказанной в случае нахождения доверительного интервала за пределами границы отсутствия эффекта, принимаемой за 1. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.

Построение многофакторных прогностических моделей для определения 2-летней вероятности возникновения ЖТ у больных ХСНнФВ на основании исследуемых эхокардиологических показателей выполнялось при помощи метода бинарной логистической регрессии. Отбор независимых переменных проводился методом пошаговой обратной селекции с использованием в качестве критерия исключения статистики Вальдовского. Статистическая значимость полученной модели определялась с помощью критерия χ². Мерой определенности, указывающей на ту часть дисперсии, которая может быть объяснена с помощью логистической регрессии, служил показатель R² Найджелкерка. Для оценки прогностической значимости модели и нахождения порогового значения полученной функции в точке cut-off проводился ROC-анализ с расчетом площади под кривой (AUC).

Результаты

В ходе 2-летнего наблюдения исследуемая конечная точка была зарегистрирована у 84 (26,3%) больных в среднем через 20,7 (0,4) мес. (95% доверительный интервал (ДИ): 19,9-21,4 мес.). Сформированные в зависимости от достижения конечной точки группы оказались сопоставимы по большинству клинико-демографических характеристик (таблица 1).

Сформированные в зависимости от достижения исследуемой конечной точки группы различались по концентрации NT-proBNP и sST-2. Различия по уровню галектина-3 носили характер тенденции (p=0,066) (таблица 2).

С использованием метода бинарной логистической регрессии были разработаны прогностические модели, позволяющие определять вероятность наступления смерти вследствие острой декомпенсации сердечно недостаточности у больных ХСНнФВ на основании исследуемых биомаркеров.

Лучшая прогностическая модель была представлена следующим уравнением (1):

р=1/(1+e^-z)×100% и

z=2,152 + 0,0001×Х_NT-proBNP + 0,026×X_sST-2 — 0,015×X_гал, (1)

где р — вероятность возникновения ЖТ, Х_NT-proBNP — концентрация N_T-proBNP в крови, X_sST-2 — концентрация sST-2 в крови, X_гал — концентрация галектина-3 в крови, е — математическая константа, равная ~2,71828.

Полученная регрессионная модель является статистически значимой (р=0,001). Исходя из значения коэффициента детерминации Найджелкерка, модель (1) учитывает 30,9% факторов, определяющих вероятность возникновения ЖТ в течение двух лет после имплантации ИКД с целью первичной профилактики ВСС.

Площадь под ROC-кривой, соответствующей взаимосвязи прогноза возникновения первичной конечной точки и значения регрессионной функции, составила 0,750±0,058 с 95% ДИ: 0,636-0,864.

После корректировки порога классификации на основании результатов анализа ROC-кривой, диагностическая эффективность полученной прогностической модели составила 65% (чувствительность — 66%, специфичность — 65%).

Для определения критических значений выявленных количественных предикторов (p<0,05) дополнительно был проведен ROC-анализ. Было обнаружено, что при sST-2 >35 нг/мл риск первой манифестации ЖТ в течение периода наблюдения повышался в ~3 раза — ОШ=2,86; 95% ДИ: 1,23-6,64 (р=0,013). Сопоставимое прогностическое значение имел и уровень галектина-3 >12 нг/мл — ОШ=2,64; 95% ДИ: 1,06-6,53 (р=0,032). В случае увеличения концентрации NT-proBNP >2000 пг/мл риск того же исхода был менее чем в 2,2 раза — ОШ=0,46; 95% ДИ: 0,22-0,95 (р=0,034).

Возникновение конечной точки в группах с повышенным уровнем этих биомаркеров регистрировалось раньше: в среднем через 18,7 (0,8) мес. (95% ДИ: 19,8-22,8 мес.) в группе sST-2 >35 нг/мл и через 19,1 (0,9) мес. (95% ДИ: 17,4-20,8 мес.) при повышении галектина-3 >12 нг/мл.

Обсуждение

Проблему несовершенства действующей системы стратификации риска ВСС, основанной только на величине ФВ ЛЖ, подчеркивают результаты ряда проведенных исследований. В исследовании DANISH (A DANish Randomized, Controlled, Multicenter Study to Assess the Efficacy of Implantable Cardioverter Defibrillator in Patients With Non-ischemic Systolic Heart Failure on Mortality) было выявлено, что имплантация ИКД с целью первичной профилактики ВСС при симптомной ХСН, вызванной не ишемической болезнью сердца, не ассоциируется со снижением риска смерти у пациентов, получающих современное лечение ХСН [11]. В итоге далеко не всегда ИКД имплантируются тем пациентам, которые особенно остро в них нуждаются. В проведенном авторами оригинальном исследовании было показано, что биомаркеры крови способны предоставлять информацию, помогающую выявить среди больных с ХСНнФВ пациентов с крайне высоким риском возникновения ЖТ, нуждающимся в первую очередь в проведении имплантации ИКД.

Разный риск манифестации ЖТ, по всей видимости, объясняется гетерогенностью аритмического субстрата (анатомического/электрофизиологического) и проаритмогенных триггеров (ишемия, электролитные расстройства, вегетативный статус и пр.) у больных ХСНнФВ. Именно с наличием такой патофизиологической неоднородности связывают возможный прогностический потенциал биомаркеров крови.

Известно, что ST-2 способен связываться с медиатором воспаления интерлейкином-33 (IL-33) (лиганд ST-2 рецептора), образуя на мембране кардиомиоцитов комплекс IL-33/ST-2, обладающий способностью защищать сердечные клетки в условиях гипоксии, противостоять факторам их гипертрофии под действием ангиотензина II, уменьшать выраженность фиброза кардиомиоцитов и снижать выработку натрийуретических пептидов [12]. Повышение уровня растворимой формы этого биомаркера — sST-2 >35 нг/мл свидетельствует о напряжении либо частичном истощении системы IL-33/ST-2, ассоциированным с прогрессированием патологического ремоделирования миокарда в ответ на различные повреждающие факторы [13][14]. Такое же отрезное значение концентрации sST-2 оказалось значимым и в представленном исследовании: вероятность возникновения ЖТ в течение ближайших двух лет после имплантации ИКД возрастала в ~3 раза — ОШ=2,86; 95% ДИ: 1,23-6,64 (р=0,013).

Согласно современным данным, уровень галкетина-3 регулируется макрофагами, а триггерами, инициирующим его повышение, считаются растяжение и/или повреждение миокарда, а также повышение активности β-адренорецепторов и уровня альдостерона крови [15]. Учитывая доказанное участие галектина-3 в пролиферативных процессах, повышение концентрации этого биомаркера в крови часто связывают с наличием в миокарде аритмогенного субстрата, способного манифестировать жизнеугрожающими ЖТ [16]. Сделанные нами выводы о возможности использования информации о концентрации галектина-3 в крови для прогноза ЖТ совпадают с рядом доступных для ознакомления работ как отечественных [17], так и зарубежных авторов [18]. Стоит отметить и наличие противоположной позиции экспертов, ставящих под сомнение наличие у биомаркера такого прогностического потенциала [19].

Пожалуй, самым неоднозначным результатом настоящей работы стало выявление высокой частоты впервые возникших ЖТ при концентрации NT-proBNP до 2000 пг/мл и 2-кратное снижение риска ЖТ при повышении биомаркера выше данной отрезной точки.

В литературе часто высказывается мнение, согласно которому высокие концентрации натрийуретических пептидов могут свидетельствовать об усилении активности процессов пролиферации и гипертрофии миокарда, результатом чего может стать появление проаритмогенного субстрата ЖТ [20]. В работе Levine YC, et al. повышение уровней натрийуретических пептидов оказалось важным предиктором возникновения ЖТ, независимо от ФК ХСН и величины ФВ ЛЖ [21]. В противоположность этому, при анализе данных проспективного регистра PROSe-ICD (The Prospective Observational Study of Implantable Cardioverter Defibrillators) было выявлено, что повышение концентраций биомаркеров воспаления, нейрогуморальной активации и миокардиального повреждения (включая NT-proBNP) указывало на риск смерти и не было ассоциировано с обоснованной электротерапией ИКД [22]. В 2023г был опубликован крупный метаанализ, включивший данные 5117 больных ХСН из 9 ранее проведенных клинических исследований [23]. Согласно сформулированным выводам, высокие уровни NT-proBNP ассоциировались с нанесением обоснованной электротерапии ИКД — ОШ=1,71; 95% ДИ: 1,18-2,48 (р<0,001). Стоит заметить, что большинство рассматриваемых исследований были проведены в период 2010-2014гг, поэтому правомочность переноса результатов на современную популяцию больных ХСН может вызывать сомнения. Интерес вызывают оригинальные исследования, опубликованные в последние годы. Так, в работе Sroubek J, et al. (2020) медиана и интерквартильный размах концентрации NT-proBNP всех больных составили 825 (406-2084) пг/мл [24], что значимо отличается от показателей наших пациентов — 2683 (1403-5044) пг/мл. Verstraelen TE, et al. (2021), подвергнув проспективному наблюдению большую когорту больных ХСН (1441 больных в обучающей и 1450 пациентов в валидационной выборке), не обнаружили прогностического потенциала NT-proBNP в отношении обоснованной шоковой терапии ИКД [25]. Наконец, Deng Yu, et al. (2022) пришли к выводу, что больные ХСН и высокими концентрациями NT-proBNP могут получить меньше пользы от имплантации ИКД, и это исследователи объяснили низкой вероятностью возникновения ВСС и высоким риском смерти от всех причин [26]. Исходя из представленных мнений, возможным объяснением наших результатов может стать гипотеза, согласно которой концентрация NT-proBNP в разных отрезных диапазонах может быть связана с риском развития разных клинически значимых событий, например, ЖТ и сердечно-сосудистой смерти. Такой подход, вероятно, позволил бы разъяснить гетерогенность результатов разных исследователей, однако его обоснование требует накопления дополнительных данных, связанных со стратификацией рисков больных с ХСНнФВ.

Ограничение исследования. К ограничениям проведенного исследования можно отнести одноцентровый характер и длительный период набора больных. Идентификация эпизодов ЖТ была обусловлена величиной интервала детекции, запрограммированной в ИКД, что ограничивало диагностику аритмий с более низкой частотой сердечных сокращений.

Заключение

Использование современных статистических методов, отвечающих поставленным целям исследования, позволило получить прогностическую модель хорошего качества (AUC 0,750±0,058). Рассчитанный коэффициент детерминации Найджелкерка (30,9%) указывает на необходимость совершенствования модели путем добавления новых потенциальных предикторов ЖТ, в т.ч. клинических факторов и результатов инструментальной диагностики. Доимплантационный скрининг концентраций NT-proBNP, sST-2 и галектина-3 может помочь в проведении персонализированной оценки аритмического риска у больных с ХСН и ФВ ЛЖ ≤35%, направляемых на интервенционную первичную профилактику ВСС.

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