Клинико-лабораторные, генетические и ангиографические факторы, ассоциированные с особенностями коллатерального кровотока у больных ишемической болезнью сердца Старостин Иван Васильевич

Введение к работе

Актуальность проблемы

Атеросклероз - патологический процесс, приводящий к развитию инфаркта миокарда, инсульта и окклюзирующих поражений периферических артерий. Размер инфаркта миокарда (ИМ) и тяжесть осложнений при окклюзии коронарной артерии (КА) зависят, среди прочего, и от состояния коллатерального кровотока. Коллатеральный кровоток - естественный способ компенсаторного кровообращения в ишемизированных участках миокарда, однако его эффективность варьирует от больного к больному [Meier et al, 2007, Pohl et al, 2001]. В последние десятилетия в области лечения ИБС и хронической ишемии нижних конечностей развивается направление терапевтического ангиогенеза, однако результаты этих исследований противоречивы [Kastrup et al, 2011, Henry et al, 2003, Simons et al, 2002). Пока единственным эффективным средством улучшения кровоснабжения ишемизированного участка является реваскуляризация (ангиопластика и шунтирование), однако по ряду причин она возможна не у всех больных [Карпов Ю.А. и др., 2010]. Вот почему по-прежнему актуальным является поиск факторов, ассоциированных с различным состоянием коллатерального кровотока, а также возможных модифицируемых факторов, воздействуя на которые можно было бы повлиять на характеристики коллатерального кровотока, замедлить развитие ИБС или выделить группу больных, которым показана более ранняя коронарная реваскуляризация.

В здоровом сердце существует разветвлённая сеть коллатералей, состоящая из артериол. Важную роль в васкуло-, ангио- и артериогенезе играют ангиогенные ростовые факторы. Сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), - один из основных участников ангиогенеза - процесса формирования капиллярной сети [Clayton et al, 2008]. Он участвует в артериогенезе -процессе превращения артериол в артерии, который и обеспечивает трансформацию изначально существующей коллатеральной сети артериол в коллатеральные артерии во взрослом организме. Существуют данные о повышении его уровня при артериогенезе и об активации артериогенеза при введении VEGF и его гена [Ferrara, 2003, Banai et al, 1994, Pearlman et al, 1995, Harada K, 1996]. Таким образом, VEGF может быть один из основных факторов, влияющих на состояние коллатерального кровотока. Полиморфизм гена VEGF влияет на его концентрации [Watson et al, 2000]. Полиморфизм гена VEGF при ИБС практически не изучен. Одним из возможных способов исследовать роль VEGF в формировании коллатерального кровотока является оценка взаимосвязи однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) гена VEGF с выраженностью коллатерального кровотока при наличии стенозирующих поражений коронарных артерий (КА).

Учитывая данные о тесной ассоциации атеросклероза с инсулинорезистентностью, о меньшей эффективности коллатерального кровотока у больных сахарным диабетом (СД), нельзя исключить, что эффективность коллатерального кровотока может быть прямо или косвенно связана с инсулинорезистентностью и влияющими на нее факторами [Islam et al, 2006, Werner et al, 2003]. Негативное влияние СД2 на функцию эндотелия, моноцитов и цитокинов [Tepper et al, 2002, Loomans et al, 2004] также предположительно может нарушать артериогенез.

Данных о взаимодействии клинико-лабораторных, ангиографических и генетических факторов с состоянием коллатерального кровотока у больных с ИБС недостаточно, а их комплексное изучение в сопоставлении с состоянием коллатералей ранее не проводилось.

Цель исследования

Выявление клинических, лабораторных, ангиографических и генетических факторов, ассоциированных с различным состоянием коллатерального кровотока у больных ИБС.

Задачи исследования

1. Изучить состояние коллатерального кровотока при различных вариантах поражения коронарного русла у больных ИБС и дать ему количественную оценку.

2. Идентифицировать демографические, клинические и лабораторные факторы, ассоциированные с различной выраженностью коллатерального кровотока.

3. Изучить связь между уровнем VEGF в плазме и однонуклеотидными полиморфизмами его гена и состоянием коллатералей у больных ИБС.

4. Исследовать зависимость состояния коллатерального кровотока от наличия нарушений углеводного обмена (НУО).

5. Оценить влияние коллатералей на функциональное состояние миокарда левого желудочка (ЛЖ), оцененное методом эхокардиографии, у больных хронической ИБС.

Научная новизна

Впервые показаны принципиальные различия в состоянии коллатерального кровотока у больных со стенозом КА < 95% и >95%. Впервые проведён многофакторный анализ независимых факторов риска недостаточного развития коллатерального кровотока у больных со стенозами <95% и > 95% и идентифицированы различия в факторах, ассоциированных с коллатеральным кровотоком, у больных с индексными стенозами <95% и >95%.

Впервые показано, что, кроме выраженности стеноза КА, с лучшим развитием коллатеральной сети независимо ассоциированы другие структурные особенности коронарного русла: антеградный кровоток по TIMI в области индексного стеноза, наличие окклюзии в КА, отличных от индексной, наличие стенозов правой и огибающей КА и балл Syntax.

Впервые в многофакторной модели доказано независимое (самостоятельное) протективное значение коллатерального кровотока в отношении сохранности локальной и глобальной сократимости миокарда и величины конечно-систолического размера ЛЖ.

В работе впервые выявлен ряд клинических факторов, ассоциированных с лучшим состоянием коллатерального кровотока: большая длительность ИБС, меньший индекс массы тела (ИМТ) и отсутствие курения на момент исследования. Кроме того, впервые показано, что лабильная артериальная гипертензия (АГ) отрицательно ассоциирована с состоянием коллатерального кровотока при хронической ИБС. Впервые установлено худшее состояние коллатерального кровотока у больных с отягощенным семейным анамнезом по сердечнососудистым событиям (ССС).

Впервые установлено, что НУО независимо ассоциированы с состоянием коллатерального кровотока у больных с любой выраженностью стенозов, а сам факт наличия НУО сопряжён с тем, что рост выраженности стеноза сопровождается усилением коллатерального кровотока в меньшей степени, чем в отсутствие НУО.

Впервые в российской популяции изучены однонуклеотидные полиморфизмы гена VEGF у больных с разной степенью выраженности коллатерального кровотока и показано лучшее развитие коллатералей в миокарде при наличии определенной комбинации полиморфизмов.

Теоретическая и практическая значимость

Модифицированный индекс Рентропа может использоваться для количественной оценки развития коллатералей в миокарде при любом количестве поражённых коронарных артерий.

Полученные данные могут быть использованы в разработке препаратов, стимулирующих формирование коллатералей: как для отбора пациентов с предположительно большей способностью к формированию коллатералей, так и для воздействия на потенциально более перспективные терапевтические мишени, ассоциированные с некоторыми из выявленных нами независимых модифицируемых факторов, таких, как нарушения углеводного обмена и VEGF

Методология и методы исследования

Дизайн исследования и критерии отбора. Изучение клинико-лабораторных, генетических и ангиографических факторов, ассоциированных с особенностями коллатерального кровотока у больных ИБС, проводили в когортном исследовании «поперечного» типа. Критериями включения были наличие хотя бы одного стеноза одной К А диаметром > 1.5 мм, сужающего просвет КА на >50%; диагноз ИБС при выписке после коронароангиографии (КАТ) и письменное информированное согласие больного. К критериям исключения относились чрескожное коронарное вмешательство давностью до 3 месяцев, аортокоронарное шунтирование в анамнезе, ИМ давностью менее 1 месяца и вазоспастическая стенокардия.

Больные. В исследование были включены 603 больных ИБС, из них 73.5% мужчин, 23.4% курящих; средний возраст составил 61.6±9.8 года, средний ИМТ - 29.2±4.5 кг/м², артериальная гипертония (АГ) имелась у 87.7% больных, отягощенный семейный анамнез по ССС у 31.5%. ИМ в анамнезе имели 60.4% больных, стенокардией напряжения страдали 85.7% (1 ФК: 3.8%, 2 ФК: 37.8%, 3 ФК: 23.1%, 4 ФК: 20.9%), безболевой ишемией 11.0%. НУО имелись у 47.4% больных ИБС, из них нарушение гликемии натощак у 2.8%, нарушение толерантности к глюкозе - у 3.5%), СД1 - у 1.0%, СД2 - у 24.2%), у 15.8% - неуточненное НУО. Таким образом, участники исследования представляли собой максимально широкий по клиническим характеристикам спектр больных с доказанным стенозирующим поражением КА.

Клинические, лабораторные и инструментальные методы обследования. Все больные прошли стандартное клинико-анамнестическое и лабораторное обследование, включая общие клинические анализы крови (Cell-Dyn 3700, Abbot, США) и мочи (Hitachi 912, Roche, Швейцария; iQ200 Elite, Iris, США) и биохимический анализ (Architect с8000, Abbott, США). Трансторакальную двухмерную эхокардиографию (ЭхоКГ) проводили в М и В-режимах, с импульсным непрерывно-волновым допплеровским сканированием, цветовым допплеровским картированием по стандартным методикам на аппаратах VIVID 7 (GE, США) и HDI 5000 SonoCT (Philips, США).

Уровень VEGF-A в плазме определяли иммуноферментным методом с использованием коммерческих наборов «Human VEGF-A Platinum Elisa» (eBioscience, США) на микропланшетном фотометре Sunrise (Тесап, Австрия).

Анализ генетической вариабельности гена VEGF-A. Были определены следующие ОНП гена VEGF: -634C/G (rs2010963), -2578С/А (rs699947) и -1154G/A (rs 1570360). Для выделения использовали автоматическую станцию epMoton 5075 (Eppendorf, Германия) и наборы NucleoSpin 96 Blood (Macherey-Nagel, Германия). Для определения ОНП -634C/G (rs2010963) и VEGF -2578С/А (rs699947) использовали готовые наборы фирмы «ДНК-технология» (Россия) и ПЦР с детекцией в режиме реального времени.

Инсулинорезистентность оценивали у больных, не получавших сахароснижающей терапии, с расчетом индекса НОМА по формуле: ИР-НОМА = глюкоза (ммоль/л) х инсулин (мкЕд/мл): 22.5. Уровни инсулина в плазме определяли на анализаторе Elecsys 2010 с.

Состояние коллатерального кровотока в миокарде оценивали методом визуальной оценки КАТ. Количественную оценку коронарных коллатералей проводили по методике Рентропа в модификации [Rentrop et al., 1985, 1988] с расчетом максимального модифицированного индекса Рентропа (МИР). Для каждой КА определили число коллатералей с указанием их источника - от пораженной К А в обход стеноза или от двух других К А, со следующей градацией по МИР: 0 -видимых коллатералей нет; 1 - коллатерали видны, контраст заполняет только ветви стенозированной / окклюзированной КА; 2 - коллатерали видны, контраст не полностью заполняет сегмент КА дистальнее стеноза/ окклюзии, ветви КА за счёт коллатералей не контрастируются; 3 - коллатерали видны, контраст туго заполняет сегмент КА дистальнее стеноза/ окклюзии, ветви пораженной КА контрастируются за счёт коллатералей.

При локализации стеноза в ветви К А применяли следующую градацию МИР: 0 - видимых коллатералей нет; 1 - коллатерали видны, контраст заполняет только ветви 2-го порядка, отходящие от стенозированной/окклюзированной ветви 1-го порядка; 2 - коллатерали видны, контраст не полностью заполняет сегмент ветви КА дистальнее стеноза/ окклюзии, ветви 2-го порядка за счёт коллатералей не контрастируются; 3 - коллатерали видны, контраст туго заполняет сегмент ветви КА дистальнее стеноза/окклюзии, ветви 2-го порядка, отходящие от ветви 1-го порядка, контрастируются за счёт коллатералей.

Стенозы >50% фиксировали в 5 сегментах К А (устье, проксимальный сегмент, средний сегмент, дистальный сегмент, ветвь). Антеградный кровоток оценивали для каждого стеноза по модифицированной классификации ТГМІ: 0 - антеградного кровотока дистальнее стеноза / окклюзии нет; 1 - антеградный кровоток минимальный и вскоре прекращается, все сосудистое дерево дистальнее стеноза / окклюзии не видно; 2 - замедленный в сравнении с другими артериями антеградный кровоток, с визуализацией всего сосудистого дерева дистальнее стеноза/окклюзии; 3 - полностью сохранный антеградный кровоток.

На КАТ анализировали следующие отделы коронарного русла: передняя нисходящая артерия (ПНА), огибающая артерия (О А) и правая К А (ПК А). У каждого больного атеросклерозом могли быть поражены от 1 до 3 КА (+ ствол левой КА), поэтому в анализ брали максимальные значения коллатерального кровотока (от 0 до 3) и соответствующие им значения стеноза (максимальный стеноз для данной коронарной артерии); его обозначали как «индексный стеноз». Если максимальное значение коллатерального кровотока определялось в бассейне двух или трех К А, выбирали ту из них, которой соответствовал наименьший стеноз.

В качестве суррогатного маркёра выраженности и комплексности атеросклеротического поражения коронарного русла использован балл Syntax [Sianos et al, 2005].

Статистический анализ. Качественные переменные выражали в абсолютных и относительных частотах, количественные - методами описательной статистики с указанием средних и стандартного отклонения (СО) при нормальном типе и медианы с 1-м и 3-м квартилями - при других типах распределения. При нормальном типе распределения количественные переменные сравнивали по t-критерию для независимых выборок, методом дисперсионного анализа ANOVA и простой линейной регрессии, при иных типах распределения - по критериям Манна-Уитни и Краскелла-Уоллиса. Качественные переменные сравнивали с помощью теста х²

и упорядоченной логит-регрессии. Корреляции анализировали по Пирсону или Спирмэну, в зависимости от типа распределения. В однофакторном анализе за уровень статистической значимости принята а=5% (р<0.05). Многофакторный анализ проводили с использованием упорядоченной логит-регрессии. Допустимым порогом значимости в многофакторных моделях была а >10% (р<0.1). Все факторы проверены на возможную нелинейность связи с зависимой переменной. Результаты представлены в виде отношений шансов (ОШ) на лучшее состояние коллатерального кровотока. Результаты простой и множественной линейной регрессии даны в виде нестандартизованных коэффициентов «В» для качественных переменных и нормированных на СО коэффициентов Р для количественных. Независимые переменные всех моделей проверены на линейные и нелинейные взаимодействия. Использован компьютерный статистический пакет «Stata v.12» (Stata Corporation, США).

Положения, выносимые на защиту

1. Для оптимизации ведения больных хронической ИБС и улучшения их прогноза
необходимо углублённое понимание роли и вклада различных клинических, лабораторных,
ангиографически и генетических факторов, независимо ассоциированных с коллатеральным
кровотоком, часть из которых является потенциально модифицируемыми и может служить
точками приложения терапевтического воздействия.

2. Определяющим фактором для состояния коллатералей в миокарде является
выраженность и характер атеросклеротического поражения коронарных артерий. Ряд
показателей, отражающих характер поражения коронарного русла при ИБС (стеноз >95%,
сохранность антеградного кровотока в КА, окклюзия неиндексных КА, стенозы ОА и ПКА)
независимо ассоциированы с лучшим состоянием коллатерального кровотока. Кроме того,
степень стеноза модифицирует влияние клинических и лабораторных факторов на состояние
коллатералей.

3. Существует ряд клинических, лабораторных и эхокардиографических характеристик, которые позволяют с определённой степенью вероятности прогнозировать состояние коллатерального кровотока, что может повлиять на решение о проведении КАТ и дальнейшего стентирования больным среднего сердечно-сосудистого риска.

4. Участие VEGF в формировании коллатерального кровотока реализуется как за счёт его концентрации в крови, так и за счёт полиморфизмов кодирующего его гена.

5. НУО сложным образом связаны с состоянием коллатерального кровотока и способны влиять на формирование коллатералей как напрямую, так и за счет изменения реакции коллатералей на рост выраженности стеноза.

6. Состояние коллатерального кровотока в миокарде связано с лучшим функциональным состоянием миокарда ЛЖ по трём ЭхоКГ показателям: фракции выброса (ФВ) ЛЖ, его конечно-систолического размера и зонам нарушенной локальной сократимости. Это является потенциальным механизмом, опосредующим лучшую выживаемость больных с развитым коллатеральным кровотоком.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность результатов исследования обеспечена репрезентативностью и большим размером клинической выборки (603 больных, отобранные в результате скрининга 1010

больных), применением полимодальных методов исследования (клинико-анамнестического, лабораторного, включая генетические анализы, рентгено-ангиографического с количественной оценкой коллатерального кровотока и других). Результаты получены и обработаны лично автором современными статистическими методами, включая многофакторный регрессионный анализ. Описанная методология исследования соответствовала поставленной цели и определила валидность и обоснованность результатов и сделанных на их основе выводов.

Материалы работы доложены и обсуждены на межотделенческой конференции НИИ клинической кардиологии им. А. Л. Мясникова ФГБУ РКНПК МЗ РФ (сентябрь 2014), конференции «Новые возможности в диагностике и лечении пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями» (Москва, 2013), школе Европейского общества по гипертонии (ESH, Порту, Португалия, 2013) и X Всероссийском конгрессе «Артериальная гипертония как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний» (Москва, 2014). Основные результаты исследования внедрены в практику отделов ангиологии и рентгеноэндоваскулярных методов диагностики и лечения НИИ клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ РКНПК МЗ РФ и используются в учебном процессе на ФУВ ГБУЗ МО «МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского». Внедрение осуществлялось в форме разработки общедоступной модели для прогнозирования состояния коллатерального кровотока, оценки коллатерального кровотока с использованием МИР, дополнительного мотивирования больных на отказ от курения, контроль гликемии и коррекцию веса с помощью информации об их влиянии на коллатеральный кровоток и сократимость миокарда.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Она изложена на 166 страницах текста, иллюстрирована 37 таблицами и 32 рисунками. Указатель литературы включает 207 источников, из них 17 отечественных и 190 зарубежных.