Биомаркеры воспаления и матриксного ремоделирования у пациентов с острым коронарным синдромом и уязвимой атеросклеротической бляшкой

Введение

По данным многочисленных исследований основной причиной развития острых форм ишемической болезни сердца являются уязвимость и разрыв атеросклеротической бляшки (АСБ), а не размер АСБ и тяжесть стеноза. За дестабилизацию АСБ отвечает не только изменение ее липидного состава, но и инфильтрация иммуновоспалительными клетками, деградация внеклеточного матрикса сосудистой стенки, а также активная воспалительная реакция и неоваскуляризация бляшки [1][2].

Уязвимые АСБ (УБ) — любые типы бляшек с высокой вероятностью тромботических осложнений и быстрым прогрессированием, характеризующиеся тонкой фиброзной оболочкой, увеличенным липидным ядром, часто с развитием кровоизлияния, что способствует продукции провоспалительных медиаторов (цитокинов, хемокинов, металлопротеиназ) [1-4]. Кроме того, в УБ присутствуют адвентициальная неоваскуляризация, отложение кристаллов кальция и фиброз. Микрокальцификация внутри фиброзной покрышки, ассоциированная с М1-поляризацией макрофагов, имеет решающее значение для дестабилизации АСБ, тогда как макрокальцификация связана с большей стабильностью АСБ [5]. Одним из механизмов предотвращения неблагоприятных сердечно-сосудистых событий может быть стабилизация АСБ и/или регрессия ее объема. Необходимо совершенствовать выявление УБ до развития клинических проявлений.

В настоящее время получить представление о состоянии АСБ in vivo можно с помощью внутрисосудистого ультразвука, мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ), магнитного резонанса высокого разрешения, а также позитронно-эмиссионной томографии — компьютерной томографии и оптической когерентной томографии [6-8].

Традиционных методов визуализации, характеризующих бляшку по ее внешнему виду и размеру, недостаточно для прогнозирования риска ее разрыва и развития острого тромботического события. В эксперименте изучалось прогностическое значение ряда биомаркеров, отражающих нестабильность АСБ. Однако до настоящего времени надежных биомаркеров представлено не было. Вместе с тем, комбинированное использование различных сывороточных и тканевых биомаркеров может быть ключом к выявлению УБ, способствуя точной стратификации пациентов по риску острых сосудистых событий.

Цель исследования — оценить взаимосвязь между маркерами воспаления, матриксного ремоделирования и наличием критериев уязвимости АСБ по данным МСКТ коронарных артерий, а также показателями липидного профиля у пациентов с острым коронарным синдромом (ОКС).

Материал и методы

В период с сентября 2022г по июль 2023г в проспективное одноцентровое исследование было включено 125 пациентов в возрасте 59 (55-64) лет, из них 68,8% мужчин, поступивших в экстренном порядке с клиникой ОКС. Критерии включения: возраст 18-75 лет; острые формы ишемической болезни сердца (нестабильная стенокардия (НС) или инфаркт миокарда (ИМ)), по крайней мере с одним стенозом инфаркт-связанной коронарной артерии (КА), требующим проведения чрескожного коронарного вмешательства; давность ИМ до 24 ч; наличие АСБ в одной-двух не-инфаркт-связанных КА, стенозирующих просвет <50%; отсутствие приема статинов в течение не <3 мес. или недостижение целевого уровня холестерина (ХС) липопротеинов низкой плотности (ЛНП) на момент поступления в стационар.

Исследование NCT05624658 (ClinicalTrials.gov) было одобрено этическим комитетом (протокол № 253 от 14.09.2022). Пациенты дали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Лечение ОКС проводилось согласно действующим клиническим рекомендациям Минздрава России, в т.ч. статинотерапия в максимальной дозировке (аторвастатин 80 мг/сут./розувастатин 40 мг/сут.) [5][9].

Через 1 мес. после ОКС всем пациентам проводили МСКТ КА (для обнаружения уязвимых АСБ) на 128-срезовом аппарате GE Revolution EVO. УБ оценивались в программе Plaque ID по следующим критериям: положительное ремоделирование (ПР) — увеличение общего объема АСБ, приводящего к относительному расширению диаметра КА; наличие участка низкой плотности (УНП) внутри бляшки (<30 HU); наличие точечных кальцинатов (ТК) внутри бляшки — неравномерные включения мелких кальциевых отложений <3 мм; феномен "кругового свечения" — кольцеобразное увеличение плотности рентгеновских лучей по периферии бляшки.

В день проведения МСКТ пациентам выполняли анализ липидного профиля — определяли уровни общего ХС, ХС ЛНП, триглицеридов, ХС липопротеинов высокой плотности (ЛВП), и биомаркеров воспаления и матриксного ремоделирования — матриксной металлопротеиназы 9 типа (MMP-9), тканевого ингибитора металлопротеиназ 1 типа (TIMP-1), галектина-3 (Gal-3), липокалина, ассоциированный с нейтрофильной желатиназой (NGAL). Биохимический анализ крови выполнялся на анализаторе Beckman Coulter AU680 (США) с соответствующими тест-системами. Уровень MMP-9, TIMP-1, Gal-3, NGAL определяли с помощью прямого иммуноферментного анализа с использованием аналитических наборов Human ELISA Kit (CloudClone Corp., Китай) на аппарате Multiskan FC Thermo Fisher Scientific (США). Кровь для исследования брали натощак в вакуумные пробирки с активатором свертывания и гелем, выдерживали 30 мин при комнатной температуре; после центрифугирования в течение 15 мин при 2500 об./мин сыворотку крови замораживали при температуре -27° С (до 6 мес.) и подвергали анализу партиями по мере накопления биообразцов.

Cтатистический анализ был выполнен в программе IBM SPSS Statistics 26. Оценка нормального распределения количественных переменных проводилась с помощью критерия Шапиро-Уилка. При распределении количественных показателей, отличном от нормального, данные представлялись в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха (Q25; Q75). Для выявления различий между подгруппами по количественным показателям использовался непараметрический критерий Манна-Уитни. Для оценки статистической связи между двумя признаками использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена с оценкой его значимости. Многофакторный анализ проводился методом бинарной логистической регрессии. Для оценки прогностической значимости регрессионной модели применяли метод ROC-анализа. Нулевую статистическую гипотезу об отсутствии различий и связей отвергали при р<0,05.

Результаты

Исходные клинико-демографические характеристики пациентов приведены в таблице 1. Из 125 пациентов, включенных в исследование, мужчин было 86 (68,8%), медиана возраста составила 59 (55; 64) лет. ИМ был диагностирован у 94 (75%) пациентов, из них ИМ с подъемом сегмента ST у 50, что составило 53%, ИМ без подъема сегмента ST у 44 (47%), остальные имели НС. Почти все пациенты имели артериальную гипертензию (96% случаев).

Критерии уязвимости по данным МСКТ были выявлены у 55 (44%) пациентов исследуемой группы. ПР было выявлено у 35 пациентов, УНП у 30, ТК у 11 пациентов (рисунок 1). Сравнительная характеристика групп в зависимости от наличия каждого из критериев уязвимости АСБ представлена в таблице 2. У пациентов с наличием ТК был значимо (p=0,004) выше уровень ХС ЛВП — 1,22 (1,02; 1,34) ммоль/л, в сравнении с группой лиц, не имеющих ТК, — 0,97 (0,77; 1,13) ммоль/л. Уровень Gal-3 был статистически значимо выше при отсутствии УНП — 35,4 (8,6; 65,0) нг/мл, в сравнении с группой пациентов, у которых данный критерий выявлялся, и составил 16,1 (5,9; 27,4) нг/мл (p=0,006). При отсутствии ТК концентрация Gal-3 составила 34,04 (8,6; 61,0) против 5,88 (2,73; 25,4) нг/мл в группе с наличием ТК (p=0,046). По остальным параметрам статистически значимых различий выявлено не было.

Высокая связь по шкале Чеддока при проведении корреляционного анализа была выявлена между MMP-9 и TIMP1 (r=0,771, p<0,001), MMP-9 и NGAL (r=0,804, p<0,001), NGAL и TIMP1 (r=0,658, p<0,001). Между биомаркерами и параметрами уязвимости АСБ по данным МСКТ были выявлены следующие взаимосвязи Gal-3 и УНП (r=0,306, p=0,006), Gal-3 и ТК (r=-0,223, p=0,045), MMP9/TIMP1 и УНП 0,295 (p=0,009). При проведении многофакторного анализа методом бинарной логистической регрессии мы использовали биомаркеры, продемонстрировавшие связь с УБ при однофакторном анализе. Биомаркерами, увеличивающими шансы выявления УБ на МСКТ, стали MMP-9 — odds ratio (OR) 1,069 (95% доверительный интервал (ДИ): 1,029-1,110), р=0,001, TIMP1 — OR 0,952 (95% ДИ: 0,908-0,999), р=0,045, Gal-3 — ОD 0,969 (95% ДИ: 0,948-0,990), р=0,005, для NGAL — ОD 0,997 (95% ДИ: 0,995-1,0), р=0,019. Построенная регрессионная модель оказалась статистически значимой (p<0,001). Характеристики каждого из факторов, включенных в модель представлены в таблице 3.

Наблюдаемая зависимость описывается уравнением:

P=1/(1+e^-z)×100% (1),

в котором z=-0,186+0,066×X_ММР-9–0,049×X_TIMP-1–0,032×X_GAL-3–0,003×X_NGAL,

где P — вероятность выявления УБ (%), X_MMP-9 — уровень ММР-9 в крови (нг/мл), X_TIMP-1 — уровень TIMP-1 в крови (нг/мл), X_GAL-3 — уровень GAL-3 в крови (нг/мл), X_NGAL — уровень NGAL в крови (нг/мл).

Исходя из значений регрессионных коэффициентов, уровень MMP-9 имел прямую связь с вероятностью выявления УБ. Такие показатели, как Gal-3, TIMP-1, NGAL отличались обратной связью с вероятностью развития УБ. Следующим этапом был проведен ROC-анализ, по результатам которого найдено пороговое значение логистической функции P. Полученная кривая представлена на рисунке 2.

Площадь под ROC-кривой составила 0,85±0,53 (95% ДИ: 0,70-0,91). Значение логистической функции (1) в точке cut-off составило 48%. При значениях P≥48% определялся высокий риск выявления УБ, а при значениях P<48% — низкий. Чувствительность и специфичность модели (1) при данном пороговом значении составили 81,0% и 76,9%, соответственно.

Обсуждение

Воспалительные медиаторы — цитокины, хемокины, MMP играют важную роль в атерогенезе [1-5][10]. В настоящем исследовании мы оценивали связи между наличием критериев уязвимости АСБ и биомаркерами MMP-9, TIMP-1, Gal-3, NGAL. Полученная в результате проведенного регрессионного анализа прогностическая модель по выявлению УБ, включающая вышеперечисленные биомаркеры была статистически значимой (p<0,001).

ММР-9 играет роль в стабильности АСБ, поскольку противодействует утолщению интимы, приводящему к разрушению основных компонентов внеклеточного матрикса и провоцирующему разрыв бляшки. Li T, et al. в своем исследовании показали, что уровни MMP-9 выше в УБ, чем в стабильных бляшках. Это позволяет рассматривать повышенный уровень MMP-9 в качестве потенциального предиктора нестабильности АСБ и фактора риска будущих неблагоприятных сердечно-сосудистых событий [11].

ММP эндогенно ингибируются ТIMP. Дисбаланс между уровнями MMP и TIMP-1 приводит к нарушению регуляции протеолитической активности и обычно неблагоприятному ремоделированию внеклеточного матрикса и связан с прогрессированием и нестабильностью АСБ в КА. Корреляционная связь между MMP-9 и TIMP-1 в нашем исследовании была высокой (r=0,771, p<0,001).

Как известно, Gal-3 участвует в различных патофизиологических процессах, включая апоптоз, адгезию, ангиогенез, способствует дифференцировке макрофагов, образованию пенистых клеток, эндотелиальной дисфункции, пролиферации и миграции гладкомышечных клеток сосудов при атерогенезе [12][13]. Продемонстрирована положительная связь концентрации Gal-3 в сыворотке крови с количеством и с площадью их кальцификации. Ozturk D, et al. установили взаимосвязь между уровнем Gal-3 и структурой УБ КА, определяемой по МСКТ. Было показано, что уровни Gal-3 связаны со структурой бляшки и положительно коррелируют с общим количеством бляшек в пораженных сосудах [14][15]. В своем исследовании мы выявили взаимосвязи между Gal-3 и наличием УНП и ТК в АСБ.

Повышенная экспрессия NGAL в бляшках ассоциируется с их нестабильностью, данный биомаркер может связываться с MMP-9 с образованием комплекса NGAL/MMP-9, высокие урони которого в ряде исследований выявлялись в бляшках при наличии геморрагии или тромба внутри бляшки [16]. Eilenberg W, et al. исследовали уровни NGAL и MMP-9/NGAL в образцах крови пациентов со стенозом сонных артерий (СА). У больных с клинически явным атеросклерозом СА были выявлены значительно более высокие уровни NGAL по сравнению с бессимптомными больными. В многомерном регрессионном анализе высокий уровень NGAL, а не MMP-9/NGAL был независимо связан с клинически явным стенозом СА. Циркулирующие NGAL и MMP-9/NGAL ассоциированы с уязвимостью бляшек у пациентов со стенозом СА. Эти же авторы при обследовании 83 пациентов с бессимптомным стенозом СА пришли к выводу, что уровни циркулирующих NGAL и MMP-9/NGAL значительно увеличиваются у бессимптомных пациентов с УБ [17]. Мы не получили статистически значимых различий в группах по критериям наличия УБ, однако корреляционная взаимосвязь между MMP-9 и NGAL была высокой и статистически значимой.

Ограничения исследования. В работе исследовался относительно небольшой объем выборки пациентов. Вместе с тем, полученные результаты могут служить обоснованием дальнейших более крупных исследований в данной когорте больных. В настоящее время не определена отдаленная прогностическая ценность использованных в работе критериев уязвимости АСБ, полученных с помощью МСКТ. Исследование носит проспективный характер, что позволит в дальнейшем оценить динамику УБ на фоне высокодозовой комбинированной гиполипидемической терапии.

Заключение

Наличие критериев уязвимости в АСБ у пациентов, перенесших ОКС, имеет статистически значимую взаимосвязь с уровнем биомаркеров воспаления и матриксного ремоделирования. Комбинированное использование различных сывороточных и тканевых биомаркеров может быть ключом к выявлению УБ, наряду с данными МСКТ, способствуя точной стратификации пациентов по риску острых сердечно-сосудистых событий.

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