Связь сывороточных уровней белков теплового шока с выраженностью венозного застоя у пациентов с острой декомпенсацией сердечной недостаточности с сохраненной фракцией выброса

Введение

Больше половины всех пациентов с сердечной недостаточностью (СН) в Российской Федерации имеют СН с сохраненной фракцией выброса (ФВ) (СНсФВ), и ее распространенность продолжает увеличивается по отношению к СН с низкой ФВ (СНнФВ). СНсФВ представляет собой сложное гетерогенное заболевание, сопряженное с высокой смертностью и госпитализациями на фоне ее декомпенсации. Сложность диагностики и патофизиологических механизмов, увеличение заболеваемости делают СНсФВ одной из актуальных проблем современной кардиологии [1][2].

Основным инструментальным методом диагностики СНсФВ является эхокардиография (ЭхоКГ). При проведении ЭхоКГ оцениваются систолическая и диастолическая функция левого желудочка (ЛЖ), признаки ремоделирования миокарда и другие структурные и функциональные изменения, необходимые для установления диагноза [3]. В стандартный протокол ЭхоКГ входит оценка диаметра и степени коллабирования нижней полой вены (НПВ), однако этих параметров недостаточно для полноценной оценки застойных явлений у пациентов с декомпенсацией СНсФВ. С этой целью в клинической практике все активнее применяются такие методы, как ультразвуковое исследование (УЗИ) легких с оценкой B-линий, а также протокол VExUS (VEnous excess UltraSound) для оценки выраженности венозного застоя [4][5]. Протокол VExUS включает измерение диаметра НПВ, а также пошаговую оценку допплеровских кривых в портальной, печеночных и почечных венах, что позволяет определить степень и характер застойных явлений. Его польза для прогнозирования исходов у пациентов с декомпенсацией СНсФВ изучена в отечественных и зарубежных работах [6][7]. Однако применение описанных выше методик часто ограничивается временем, отведенным на обследование пациента, и недостаточной квалификацией специалистов, что делает необходимым поиск новых прогностических биомаркеров СНсФВ.

Значительную роль в патогенезе СН играет клеточный стресс — реакция клетки на действие комплекса метаболических, митохондриальных, воспалительных, окислительных факторов, в результате которого развивается так называемый ответ белков теплового шока (БТШ) (HSR — heat shock response), декомпенсация которого приводит к развитию патологических замкнутых кругов, обусловленных в т.ч. гиперсекрецией БТШ [8]. БТШ представляют собой молекулярные шапероны, которые в физиологических условиях внутри клетки выполняют протективные функции, поддерживая целостность структуры внутриклеточных белков, тогда как их гиперсекреция во внеклеточную среду не только свидетельствует о недостаточности компенсаторных механизмов, но и сопровождается усилением хронического воспаления [9-12]. БТШ могут рассматриваться как факторы, характеризующие клеточный стресс на разных уровнях биологической организации и с различной тканеспецифичностью. Для биохимической оценки клеточного стресса могут рассматриваться как низкомолекулярные "малые" БТШ, отвечающие за независимое от аденозинтрифосфата (АТФ) звено — например, БТШ27, так и высокомолекулярные БТШ, отвечающие за АТФ-зависимую реакцию на клеточный стресс, среди которых наиболее изучен БТШ70 [13-15]. HSPb7 или кардиоваскулярный БТШ (квБТШ) выполняет функцию шаперона актиновых микрофиламентов и обладает кардиоспецифичностью, однако этот белок исследовался главным образом в экспериментальных моделях [16]. Таким образом, дополнительные маркеры, включая ультразвуковые критерии застойных явлений и биохимические показатели, характеризующие клеточный стресс, могут дополнять традиционные маркеры прогноза и оценки степени тяжести СНсФВ [17-19]. Большинство предыдущих исследований включали главным образом пациентов с СН с низкой и промежуточной фракцией выброса, тогда как СНсФВ в этом аспекте остается недостаточно исследованной.

Цель работы — анализ ассоциаций сывороточных уровней БТШ (БТШ27, БТШ70 и квБТШ) с наличием острой декомпенсации и признаками венозного застоя у больных СНсФВ.

Материал и методы

В исследование включено 80 больных с диагнозом СНсФВ в возрасте от 50 до 85 лет, среди которых было 20 пациентов с компенсированной СНсФВ, проходивших лечение в ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России в период с 01.09.2023 по 01.03.2024, а также 60 больных с клинической картиной острой декомпенсации СНсФВ, госпитализированных в ГКБ им. В. В. Вересаева г. Москвы в тот же период времени.

Критерии включения: возраст 50-85 лет, для обеих групп — наличие подтвержденного диагноза СНсФВ в соответствии с критериями, представленными в клинических рекомендациях: ФВ ЛЖ >50%, наличие симптомов и признаков СН, структурные и/или функциональные изменения, свидетельствующие о наличии диастолической дисфункции [20]. В группу декомпенсации включались лица с признаками острой декомпенсации СНсФВ. Под острой декомпенсацией подразумевается усугубление ранее присутствовавших симптомов и признаков СН (одышка, ортопноэ, застойные явления и др.) на фоне триггерного события — колебаний артериального давления, нарушений ритма и проводимости сердца (брадикардия, пароксизм фибрилляции предсердий), или без провоцирующих факторов; повышение уровня N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP) >900 пг/мл у пациентов 50-75 лет и >1800 пг/мл у пациентов >75 лет [3].

Критерии невключения в исследование: острое нарушение мозгового кровообращения в течение последних 3 мес., онкологические заболевания и проведенная химиотерапия, лучевая терапия, тяжелый порок клапанов сердца, заболевания, которые сопровождаются симптомами, сходными с таковыми при СН (хроническая обструктивная болезнь легких, бронхиальная астма), тяжелые нарушения ритма и проводимости, требующие электрокардиостимуляции.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами Надлежащей клинической практики и принципами Хельсинкской декларации. Все пациенты подписывали информированное согласие при поступлении. Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России — № 04-05/23 от 18.09.2023г.

На момент исследования пациенты с СНсФВ получали лечение по показаниям в рамках лечения основного и сопутствующих заболеваний. В группе с декомпенсированной СНсФВ наиболее часто назначаемой группой препаратов были блокаторы ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) — 85,0%, в равных долях диуретики (50,0%) и β-адреноблокаторы (48,3%), в остальном по структуре назначенной терапии получены следующие данные: пероральные антикоагулянты — 43,3%, антагонисты минералокортикоидных рецепторов — 11,7%, ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа — 10,0%. В группе пациентов с компенсированной СНсФВ все пациенты получали блокаторы РААС (100%), у 85,0% назначены β-адреноблокаторы, у 55,0% диуретики, у 50,0% пероральные антикоагулянты, у 20,0% антагонисты минералокортикоидных рецепторов.

Пациентам, включенным в исследование, проводилась трансторакальная ЭхоКГ по стандартному протоколу с оценкой диастолической функции и рутинные лабораторные исследования (таблица 1).

Наряду с этим всем пациентам проводилось УЗИ легких с оценкой В-линий. В норме в каждом межреберном промежутке определяется <3 В-линий. Наличие ≥3 В-линий означает присутствие внесосудистой жидкости в легочной ткани.

С целью оценки выраженности периферического венозного застоя проводилось УЗИ по протоколу VExUS [5]. Первым шагом данного протокола является оценка диаметра НПВ. При НПВ ≥20 мм проводится оценка формы допплеровских кривых в печеночных венах, затем в портальной и в междолевых венах почек. В норме в печеночных венах систолическая фаза кровотока преобладает над диастолической, изменение соотношения фаз является умеренным отклонением, полный реверс систолической фазы считается выраженным отклонением. В портальной вене рассчитывается индекс пульсации, значения 30-50% считаются умеренным отклонением, >50% — выраженным. В почечных венах в норме кровоток непрерывный, двухфазный кровоток является умеренным отклонением, однофазный — выраженным. В зависимости от диаметра НПВ, количества и степени выявленных отклонений устанавливается степень выраженности венозного застоя: VExUS Grade 0 (застоя нет), VExUS Grade 1 (незначительный застой), VExUS Grade 2 (умеренный застой) и VExUS Grade 3 (выраженный застой).

Взятие крови для исследования БТШ проводилось натощак из кубитальной вены, непосредственно перед началом каких-либо лечебных мероприятий в вакуумную систему Monovette Serum S (Sarstedt, Германия). После центрифугирования при 3000 об./мин при комнатной температуре полученная сыворотка находилась на надежном ответственном хранении при температуре от -70 до -80° С в "Банке биологического материала" ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России. Количественное определение БТШ проводилось твердофазным иммуноферментным методом с использованием наборов реактивов Human Heat Shock Protein 27 AssayMax ELISA Kit (Assay Pro, США), ELISA Kit for Heat Shock Protein 70 (Cloud-Clone, КНР/США) и ELISA Kit for Heat Shock Protein Beta 7 (Cloud-Clone, КНР/США) с детекцией на микропланшетном фотометре Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США).

Статистический анализ полученных результатов проводился в программе Statistica 10 (Statsoft, США) и SPSS (IBM, Россия). Количественные переменные описывались медианами (Ме) и интерквартильным размахом [Q25-Q75], для сравнения групп использовался непараметрический критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ проводился методом ранговой корреляции по Спирмену. Для анализа диагностической эффективности биомаркеров применялся ROC-анализ (Receiver operating characteristic analysis) с расчетом площади под кривой (AUC — area under curve), для расчета пороговых уровней применялся коэффициент Юдена (J). Различия и корреляционные связи считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Ме концентрации БТШ27 у больных с острой декомпенсацией СНсФВ была в 2,2 раза выше (p=0,019), чем у больных с компенсированной СНсФВ, при этом максимальное значение данного показателя (66,2 нг/мл) было характерно для группы с острой декомпенсацией (таблица 2). Ме уровня БТШ70 в сыворотке крови больных с декомпенсацией также была статистически значимо выше (p=0,002) относительно группы со стабильной СНсФВ, при этом максимальные концентрации белка достигали 36,8 нг/мл. Проведенный анализ уровней квБТШ показал статистически значимые различия (p=0,001) между группами с острой декомпенсацией и компенсированной СНсФВ, при этом Me в группе пациентов с декомпенсацией была выше в >2,7 раз, однако таких выраженных вариаций, как для других проанализированных нами БТШ выявлено не было и максимальное значение в данной группе составило 2505 пг/мл.

Анализ концентраций БТШ показал отсутствие статистически значимой зависимости данных биомаркеров от возраста пациентов (БТШ 27: R=0,08, p=0,52; БТШ70: R=-0,10; p=0,43; квБТШ: R=0,08, p=0,55), индекса массы тела (БТШ 27: R=0,12, p=0,37; БТШ70: R=-0,17; p=0,19; квБТШ: R=0,012, p=0,92), а также не выявил различий в зависимости от пола больных СНсФВ и других клинико-анамнестических характеристик, тогда как для БТШ 27 и квБТШ были получены статистически значимые ассоциации с результатами УЗИ, характеризующими застойные явления. Более того, в группе острой декомпенсации СНсФВ не было выявлено статистически значимых различий концентраций анализируемых БТШ в зависимости от наличия острого почечного повреждения (БТШ27: p=0,06; БТШ70: p=0,08; квБТШ: p=0,3).

У больных с декомпенсированной СНсФВ с незначительным венозным застоем (VExUS Grade =1; n=25) уровни БТШ27 и квБТШ отличались от концентраций у больных с умеренным или выраженным венозным застоем (VExUS Grade =2 или 3; n=35). На рисунке 1 видно, что Ме уровня БТШ27 в группе с VExUS Grade 2-3 была почти в 3 раза выше? чем у больных с VExUS Grade 1, при этом различия носили статистически значимый характер (p=0,038). Различия для квБТШ были также статистически значимы, однако разница в уровнях была не столь выраженной, тогда как для БТШ70 различий в зависимости от выраженности застойных явлений выявлено не было.

При анализе B-линий у больных с острой декомпенсацией СНсФВ пациенты разделялись согласно количеству В-линий в одном сегменте на две подгруппы — больные с количеством B-линий <3 и больные с количеством В-линий ≥3 (рисунок 2). Проведенный анализ концентраций БТШ в зависимости от данного показателя выявил зависимости, схожие с результатами анализа по VExUS Grade. Так, Me концентрации БТШ27 у больных с количеством B-линий в одном сегменте ≥3 была статистически значимо (p=0,014) выше Ме данного маркера у больных с количеством B-линий в одном сегменте <3 более чем в 3,6 раз. Для концентраций БТШ70 статистически значимых различий по данному признаку получено не было, тогда как для квБТШ были выявлены различия (p=0,015) Ме в зависимости от количества В-линий, однако Ме квБТШ в группе пациентов с количеством B-линий в одном сегменте ≥3 только в 1,2 раза превышала Ме концентрации данного белка в сыворотке крови больных с количеством B-линий в одном сегменте <3.

С целью оценки потенциальной возможности применения БТШ27 и квБТШ в качестве биомаркеров, отражающих венозный застой при острой декомпенсации СНсФВ, характеризуемый по VExUS и B-линиям, был проведен ROC-анализ (рисунок 3).

При анализе диагностической эффективности БТШ в качестве биомаркеров, позволяющих дифференцировать незначительный венозный застой от умеренного и выраженного (1 vs 2 и 3 по VExUS Grade) для БТШ27 площадь под кривой (AUC) составила 0,658, для квБТШ AUC=0,686, для БТШ70 AUC=0,585; таким образом наибольшая диагностическая эффективность была характерна для квБТШ и БТШ27. Рассчитанный согласно максимальному индексу Юдена (J) пороговый уровень для БТШ27 составил 1,6 нг/мл (J=0,274, диагностическая чувствительность 51,4%, при диагностической специфичности 76,0%), для квБТШ — 1003 пг/мл (J=0,371, чувствительность 57,1%, специфичность 80,0%).

ROC-анализ также показал потенциальную диагностическую эффективность ряда БТШ для дифференцировки больных с количеством B-линий <3 и больных с количеством В-линий ≥3. Так, AUC для БТШ27 и квБТШ достигала 0,756, тогда как для БТШ70 была низкой (AUC=0,432). Были рассчитаны пороговые уровни для БТШ27 — 1,0 нг/мл (J=0,46, диагностическая чувствительность — 56,9%, при диагностической специфичности 88,9%) и для квБТШ — 931 пг/мл (J=0,405 чувствительность 62,7%, при специфичности 77,8%).

Обсуждение

В настоящей работе впервые в Российской Федерации нами были проанализированы уровни БТШ в группах пациентов с компенсированной СНсФВ и острой декомпенсацией СНсФВ. У пациентов с декомпенсацией СНсФВ также были изучены ассоциации между выраженностью застойных явлений и уровнями БТШ. Оценка тяжести венозного застоя проводилась при помощи ультразвукового определения В-линий и протокола VExUS. Оба метода находят широкое применение в диагностике и оценке тяжести острой декомпенсации СНсФВ, однако требуют четкого соблюдения протокола и являются зависимыми от квалификации оператора [4-7]. Более того, УЗИ легких в сочетании с полным VExUS протоколом занимает существенное количество дополнительного времени на обследование одного пациента, что может явиться ограничением в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии. В связи с вышеописанными причинами крайне актуален поиск простых для определения биохимических маркеров, характеризующих тяжесть течения декомпенсированной СНсФВ.

Проанализированный в настоящем исследовании комплекс БТШ, характеризующих как системный биохимический ответ на клеточный стресс — БТШ27 и БТШ70, так и квБТШ, для которого описана кардиоспецифичность, ранее у больных с СНсФВ не исследовался.

В литературе имеется ряд работ, посвящённых изучению БТШ27 у больных СН, результаты которых достаточно неоднозначны; например, в одной из работ низкие уровни БТШ27 соответствовали более низкой ФВ ЛЖ у больных СН [21]. В другом исследовании были получены результаты, согласно которым средние уровни БТШ27 в сыворотке крови больных СНсФВ были выше, чем в контрольной группе, однако связь с декомпенсацией заболевания не исследовалась [22]. В исследовании Traxler D, et al., изучали только уровни БТШ27 у больных с СН с различной ФВ. В работе не было выявлено различий между пациентами с сохраненной, сниженной и низкой ФВ ЛЖ, однако была показана связь повышенных уровней БТШ27 с риском сердечно-сосудистой смерти и незапланированной госпитализации [17]. Несмотря на различный дизайн исследований, можно найти точки пересечения с нашими результатами, согласно которым гиперсекреция БТШ27 была ассоциирована с декомпенсацией и выраженностью застойных явлений, которые являются неблагоприятными факторами прогноза. В работе Traxler D, как и в нашей работе, не было выявлено связи БТШ27 с возрастом и полом больных, что подтверждает независимость концентраций биомаркера от этих факторов [17].

Большинство исследований, посвященных анализу БТШ70 в периферической крови больных с СН, демонстрирует связь гиперсекреции данного биомаркера с наличием структурного поражения сердца, более тяжелым течением СН и более высоким функциональным классом по NYHA (New York Heart Association) [23][24]. Полученные нами данные не выявили связи БТШ70 с выраженностью венозного застоя, однако при декомпенсации СНсФВ концентрации данного белка были значительно выше, что согласуется с литературными данными о связи циркулирующих уровней БТШ70 с более тяжелым течением СН.

Исследования квБТШ при СН проводилось ранее только в экспериментальных работах на мышах. При этом, если в кардиомиоцитах квБТШ играл, скорее, протективную роль, а его недостаток приводил к неблагоприятным исходам [16], то его повышенное содержание в сыворотке крови экспериментальных животных было ассоциировано с развитием СН, причем уже на ранних стадиях [25]. В настоящем исследовании были впервые измерены концентрации квБТШ у пациентов с СНсФВ, при этом концентрации маркера оказались более высокими при декомпенсации заболевания, а также при выраженном венозном застое.

Ограничения исследования. Одним из основных ограничений исследования является относительно небольшой объем выборки, что не позволило провести комплексный многофакторный анализ. Другим ограничением, связанным с особенностями маршрутизации пациентов, является использование двух различных клинических баз, однако важно отметить, что все пациенты с декомпенсацией СНсФВ исследовались на одной базе, что повышает значимость результатов внутри данной группы больных.

Заключение

В ходе настоящего исследования выявлена связь сывороточных концентраций БТШ27, БТШ70 и квБТШ с острой декомпенсацией СНсФВ. Помимо этого, для БТШ27 и квБТШ была показана взаимосвязь с выраженностью застойных явлений оцениваемых по VExUS и B-линиям. Таким образом, циркулирующие БТШ можно рассматривать как потенциальные биомаркеры, связанные c клиническими особенностями СНсФВ, дальнейшее изучение которых позволит оценить их возможности в диагностике и прогнозировании, а также лучше понять роль клеточного стресса в патогенезе данного заболевания.

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