Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 13
Введение 13
1.1 Роль дисфункции эндотелия и воспаления в патогенезе инфаркта миокарда 14
1.2 Маркеры воспаления – клиническое и прогностическое значение 18
1.3 Генетические факторы регуляции воспалительной реакции при остром коронарном синдроме 27
1.4 Проблемы оценки системной воспалительной реакции при инфаркте миокарда в клинической практике 30
Глава 2 Материал и методы исследования 37
2.1 Общая клиническая характеристика больных 37
2.2 Общеклинические лабораторные и инструментальные методы обследования пациентов 42
2.3 Морфометрическое исследование сердца 46
2.4 Исследование полиморфизма генов медиаторов системы воспаления 47
2.5 Статистические методы анализа данных 47
Глава 3 Результаты собственных исследований и их обсуждение 50
3.1 Оценка клинической значимости лейкоцитарных индексов в качестве маркеров выраженности системной воспалительной реакции 50
3.2 Динамика лейкоцитарных индексов, их взаимосвязь с уровнем СРБ, другими биохимическими показателями крови и данными амбулаторного наблюдения 66
3.3 Оценка влияния коморбидной патологии на выраженность
системной воспалительной реакции в остром периоде инфаркта миокарда 76
3.4 Взаимосвязь показателей системной воспалительной реакции и полиморфизма генов медиаторов системы воспаления 87
3.5 Анализ связи показателей острофазовой воспалительной реакции с размерами некроза, оценка их прогностической значимости 94
Заключение 108
Выводы 117
Практические рекомендации 118
Список условных обозначений 119
Список 121
Литературы
- Генетические факторы регуляции воспалительной реакции при остром коронарном синдроме
- Общеклинические лабораторные и инструментальные методы обследования пациентов
- Динамика лейкоцитарных индексов, их взаимосвязь с уровнем СРБ, другими биохимическими показателями крови и данными амбулаторного наблюдения
- Анализ связи показателей острофазовой воспалительной реакции с размерами некроза, оценка их прогностической значимости
Генетические факторы регуляции воспалительной реакции при остром коронарном синдроме
Основу воспаления составляет каскад биохимических и иммунологических процессов, направленных на элиминацию повреждающего фактора, заживление и восстановление нарушенных функций тканей и органов. После публикации в 1999 г. ставшей уже хрестоматийной работы R. Ross большинство работ, направленных на изучение патогенеза и клинических проявлений атеросклероза, не обходится без констатации его воспалительной природы [187].
Иммуновоспалительные реакции различной степени выраженности отмечают практически при всех основных формах кардиальной патологии, а ОКС является классическим примером асептической воспалительной реакции, развивающейся вслед за развитием некроза [31, 174]. Признаки локального неспецифического воспалительного процесса при атеросклерозе прослеживаются с самых ранних стадий развития поражения стенки сосуда до момента дестабилизации и повреждения атеросклеротической бляшки [168, 185]. Результатами многочисленных исследований доказано, что иммуновоспалительные реакции у пациентов с нестабильным течением ИБС, имеют большую степень выраженности, чем у пациентов со стабильной формой [32, 46, 64, 174, 186].
Воспалительными маркерами, которые рассматриваются в качестве предикторов сердечно-сосудистого риска, являются молекулы межклеточной адгезии, цитокины, белки острой фазы (БОФ), число лейкоцитов и СОЭ, а также тканевые факторы. Лабораторные исследования уровня цитокинов и БОФ характеризуют состояние гуморального звена иммунитета, оценка уровня лейкоцитов и СОЭ характеризуют клеточный фактор иммунной системы. Клеточные и гуморальные компоненты взаимодействуют между собой и с адгезивными молекулами, количество которых увеличивается в крови пациентов в критических состояниях. Определение маркеров воспаления в периферической крови позволяет оценить воспалительный статус больных с ОКС [46].
Молекулы адгезии эндотелиальных клеток VCAM-1 играют важную роль в адгезии лимфоцитов, ICAM наиболее значима при миграции лейкоцитов в очаг воспаления. Движение лейкоцитов начинается с серии адгезионных событий, каждое из которых касается лейкоцитов определенного типа: нейтрофилов, моноцитов или лимфоцитов. Уже на ранних стадиях атерогенеза во время отложения липидов во внутренней оболочке артерий лейкоциты (моноциты и Т-лимфоциты) «прилипают» к поверхности эндотелия артерий и проникают в стенки сосудов. Необходимым условием для этого является усиление экспрессии на поверхности эндотелия молекул адгезии – сосудистых VCAM-1 и межклеточных ICAM-1 [27].
Путем активации клеток эндотелия и индукции экспрессии молекул адгезии провоспалительными цитокинами поддерживается местное воспаление в атеросклеротической бляшке, что играет существенную роль в развитии атеротромботических осложнений [64]. Выявлено увеличение концентраций растворимых форм молекул межклеточной адгезии sICAM-1 и sVCAM-1 у больных с ОКС и хронической ИБС [27, 182]. Обязательным атрибутом воспалительной реакции является изменение биосинтеза в печени БОФ, которые в первую очередь рассматриваются в качестве маркеров воспаления.
Белки острой фазы – это понятие объединяет до 30 белков плазмы крови. БОФ представляют собой функционально гетерогенную группу, в состав которой входят белки, участвующие в работе и регуляции различных систем: системы ингибиторов протеаз, свертывающей системы крови (фибриноген и др.), системы комплемента, системы транспортных белков (гаптоглобин, церулоплазмин), системы иммуномодуляции (С-реактивный белок, орозомукоид и др.). Концентрация БОФ существенно зависит от стадии, течения заболевания и массивности повреждения, что определяет ценность этих тестов для диагностики. Установлено активное участие многих БОФ в деструктивных и репаративных процессах при ИМ [104].
Из числа БОФ значимым фактором риска развития ИБС и сердечнососудистых осложнений признан фибриноген, который одновременно является белком острой фазы воспаления и важным фактором свертывания крови. Результаты мета-анализа показали, что повышение уровня фибриногена на 1,0 г/л в три раза повышает риск сердечно-сосудистой смертности и в 1,8 раза – риск развития ИМ, нестабильной стенокардии и острого нарушения мозгового кровообращения [29].
Основным маркером и мощным индуктором воспалительных реакций при атеросклерозе признан С-реактивный белок (СРБ). Ввиду его особой значимости в системном воспалении при ОКС следует подробнее рассмотреть его диагностические возможности.
С-реактивный белок – один из наиболее «быстрых» и чувствительных БОФ, относится к бета-глобулинам и является представителем сразу нескольких функциональных групп: медиаторов, транспортных белков, иммуномодуляторов. Именно этот белок исследователи признают инициатором острофазового ответа [104]. Синтез СРБ происходит в гепатоцитах и регулируется провоспалительными цитокинами, в первую очередь ИЛ-6, ИЛ-1 и ФНО- на уровне транскрипции гена СРБ, а также в жировых клетках (адипоцитах) и в бляшках [63, 160].
Роль СРБ в атерогенезе обсуждается не менее 30 лет, он является наиболее изученным маркером системного воспалительного ответа при атеросклерозе. В результате исследований последних лет показано, что СРБ связывается с модифицированными ЛПНП, накапливается в местах атеросклеротического поражения артерий и может усиливать образование свободных радикалов макрофагами и пенистыми клетками, а также вызывать экспрессию моноцитарного хемоаттрактантного белка клетками эндотелия [46].
Общеклинические лабораторные и инструментальные методы обследования пациентов
По имеющимся данным лейкоцитарные реакции крови отражают состояние реактивности и являются непосредственными системами обеспечения заживления ИМ [51]. Выделяются клинические признаки гипер- и гипореактивности больных ИМ. Так выявлено, что для гипореактивного ИМ характерно замедленное течение репаративных процессов [45]. При этом лейкоцитарные реакции крови развиваются с задержкой, что приводит к запаздыванию процессов деструкции некротизированных тканей и замедленному течению восстановительных процессов. Лабораторным подтверждением гипореактивного иммунного нарушения наряду с другими показателями является уменьшение числа лейкоцитов, абсолютного числа нейтрофилов и моноцитов [17]. Гиперреактивность организма больных обусловливает выраженные лейкоцитарные реакции крови. Лейкоцитарная формула представлена преимущественно одними гранулоцитами. Поврежденная ткань интенсивно и в короткие сроки инфильтрируется воспалительными клетками, в основном сегментоядерными нейтрофильными гранулоцитами, характеризуется быстрым течением деструктивных процессов. При этом восстановительные процессы запаздывают по отношению к деструктивным [118]. Лабораторным подтверждением гиперреактивных состояний является нейтрофильный лейкоцитоз с регенеративным ядерным сдвигом влево, увеличение концентрации СРБ и других белков воспаления. Клиническим эквивалентом является повреждение органов и тканей медиаторами воспаления [17].
Разобщение в течении некротических и восстановительных процессов при гипо- и гиперреактивном ИМ приводит к снижению прочности стенки сердца в зоне инфаркта, чем создаются условия для развития послеинфарктных осложнений. Поскольку начальные организующие механизмы воспаления имеют исключительное значение в его последующем течении и исходах, важно определить тип СВР уже в первые часы после поступления больного в клинику. Заключение должно основываться на объективных, доступных в экстремальных условиях неотложных состояний показателях, обеспечивающих своевременный выбор тактики интенсивной терапии. Такими показателями могут служить индексы соотношения лейкоцитов периферической крови, которые уже использовались в ряде исследований для оценки динамики состояния различных звеньев иммунной системы [6, 15, 53, 61, 66, 69, 74, 81, 87, 95]. При необходимости в дальнейшем заключение о типе СВР может быть подтверждено иммунологическими методами исследований.
Важной проблемой прогнозирования тяжести и исхода ИМ является проблема оценки влияния сопутствующих заболеваний на интенсивность течения СВР. Исследованиями в клинической медицине установлено, что развитие коморбидности определяется появлением группы заболеваний, объединенных единым патогенетическим механизмом. В основе взаимного отягощения ИМ и сопутствующих заболеваний лежит общность ряда факторов риска и звеньев патогенеза, включая, иммуновоспалительные сдвиги. Характер и степень системных воспалительных сдвигов, обусловленных коморбидностью, их влияние на частоту осложнений и прогноз ИМ исследованы недостаточно.
Наиболее распространенными и часто сочетающимися заболеваниями при ИМ являются артериальная гипертония (АГ), сахарный диабет 2 типа (СД2) и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Особенностям течения ИМ в сочетании с СД 2 и ХОБЛ посвящено достаточно много работ [36, 38, 77, 96, 117, 142]. В целом, они подтверждают отягощающее влияние сопутствующей патологии на течение ИМ. В патогенезе данных заболеваний значительную роль играют воспалительные процессы, что позволяет предположить их влияние на изменение течения СВ при ИМ у данных категорий пациентов. Вместе с тем, данные о механизмах такого влияния единичны, а иногда противоречивы, не определена роль «фонового» воспаления в течении и прогнозе ИМ у больных с сопутствующей патологией. Таким образом, анализ публикаций в отечественной и зарубежной литературе за последние 10-15 лет подтвердил, что воспаление играет определяющую роль в патогенезе ИБС и ОКС. Активация локальных и системных воспалительных процессов является следствием ответной реакции эндотелия на повреждающее действие атерогенных факторов. Иммунные воспалительные реакции, вызванные ИМ, в значительной степени определяют степень повреждения миокарда и последующее течение болезни. Маркеры воспаления стали предметом интенсивных исследований в кардиологии. Однако до настоящего времени не определено, какие маркёры и на какой стадии ОКС обладают большими предиктивными возможностями. Отсутствуют четкие представления о связи между воспалением и риском развития острых коронарных явлений.
Использование ограниченного числа биологических маркеров из множества известных может не отражать интенсивности течения СВР, угрозы развития острых коронарных явлений и неблагоприятных исходов. В этой связи особое значение имеют маркеры, доступные в клинической практике ОРИТ, к которым относятся показатели иммунной клеточной реактивности, позволяющие на количественном уровне дифференцировать гипо- и гиперреактивные типы СВР. Поскольку СВР при ОИМ непосредственно связана с активацией нейтрофилов, интенсивность воспаления может быть определена по соотношению популяций лейкоцитов периферической крови – значению лейкоцитарных индексов. Однако объективность оценки интенсивности СВР с использованием интегральных лейкоцитарных показателей нуждается в обосновании.
Динамика лейкоцитарных индексов, их взаимосвязь с уровнем СРБ, другими биохимическими показателями крови и данными амбулаторного наблюдения
Полученные нами результаты согласуются с данными других исследований, свидетельствующих о нарушении репаративных процессов в миокарде и неблагоприятном прогнозе заболевания при выраженной активации воспалительной реакции в остром периоде ИМ [101]. Учитывая важность определения основных факторов риска смерти в течение года после перенесенного ОИМ и небольшое число больных с длительным периодом наблюдения в нашем исследовании, этот вопрос требует самостоятельного рассмотрения. Взаимосвязь интегральных лейкоцитарных показателей в остром периоде ИМ с прогнозом нуждается в дополнительном исследовании, тем более что в литературе последних лет высказано достаточно обоснованное мнение о том, что ни одна из известных шкал стратификации риска не отвечает необходимым критериям для практического применения [33].
Таким образом, по результатам определения концентрации hsСРБ в первые сутки ОИМ установлены 20-кратные превышения референтных величин и значительная дисперсия показателя. При этом не выявлено достоверных различий между группами, выделенными по типам СВР. Значительные превышения референтных значений лейкоцитарных индексов, сохраняющиеся на второй неделе заболевания, как и наиболее высокие концентрации hsСРБ отмечены в группе больных с гиперреактивным воспалительным ответом. В послеинфарктном периоде в этой же группе пациентов достоверно выше риск смерти в течение полутора лет наблюдения. Нормализация лейкоцитарных индексов, характеризующих замедление или активацию течения СВР, происходит в разное время и завершается к концу госпитального периода. Осложненное течение ОИМ ведет к длительной активации провоспалительного ответа.
Полученные нами результаты соответствуют данным литературы, свидетельствующим, что выраженное повышение активности острофазовой воспалительной реакции в остром периоде ИМ может отрицательно повлиять на восстановление миокарда и приводить к неблагоприятному течению заболевания [102]. Не представляется возможным сравнить полученные нами данные об уровне летальности, составляющем 24% в течение 1 года после перенесенного ОИМ, с показателями других аналогичных исследований. До настоящего времени научные разработки, отслеживающие отдаленные исходы ОИМ (1 год) на репрезентативных выборках, немногочисленны и существенно различаются по результатам. Причиной этого являются методические трудности проведения подобных исследований. Согласно имеющимся новейшим данным почти половина больных умирает в течение первых 3-х лет после перенесенного острого инфаркта миокарда [21].
Оценка влияния коморбидной патологии на выраженность системной воспалительной реакции в остром периоде ИМ Известно, что ОИМ часто развивается на фоне различных коморбидных состояний, существенно ухудшающих течение острого и постинфарктного периодов. Наиболее распространенными и часто сочетающимися заболеваниями при ИМ являются артериальная гипертония (АГ), сахарный диабет 2-го типа (СД2) и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) [66]. Многочисленные исследования подтверждают отягощающее влияние сопутствующей патологии на течение и прогноз ИМ.
В основе взаимного отягощения лежит общность многих факторов риска и звеньев патогенеза, включая микроциркуляторные расстройства и иммуновоспалительные сдвиги. Так, снижение чувствительности тканей к инсулину и развитие инсулинорезистентности, лежащие в основе СД2, нередко наблюдают при АГ и у больных ОИМ, что свидетельствует об общности патогенетических механизмов развития данных заболеваний [113]. Это позволяет предположить влияние сопутствующей патологии на измененное течение системной воспалительной реакции при остром инфаркте миокарда. Для выяснения этого вопроса проведен анализ взаимосвязи выраженности СВР и коморбидности. Частота сопутствующих заболеваний у обследованных пациентов с ОИМ представлена в таблице 8.
Практически у всех обследованных больных – 94% ОИМ развился на фоне артериальной гипертонии. Это не позволяет исключить влияние данного фактора на клиническое течение заболевания или в сравнительном аспекте оценить его наряду с другими сопутствующими заболеваниями и необходимо иметь в виду при дальнейшем анализе. Следует лишь отметить, что при фатальном исходе ОИМ частота фоновой АГ несколько ниже (на 7,8%), чем при благоприятном (p 0,05). Как видно из таблицы, обратная тенденция характерна при добавлении к ОИМ и АГ таких форм сопутствующей патологии как СД2 или ХОБЛ. Внутрибольничная летальностьпри этом несколько увеличивается – на 2,4% (p=0,589) и 3,0% (p=0,468) соответственно. Статистически значимое увеличение госпитальной смертности выявлено при сопутствующей анемии (p=0,019).
В целом данные о распространенности сопутствующих заболеваний у больных ОИМ, включенным в исследование, согласуются с представленными в литературе. Так, в нашем исследовании доля пациентов с ОИМ в сочетании с СД2 составила 22%. По данным мультинациональных регистров GRACE, OASIS и EHS-ACS от 19 до 23% пациентов с ОИМ имели ранее диагностированный СД [188].
Распространенность ХОБЛ у больных ОИМ по данным рандомизированного исследования VALIANT составляла 8,6% [203]. По результатам исследования, проведенного в Кемеровской области, встречаемость ХОБЛ среди больных ИМпST –12,3% [77]. В целом в популяции лиц старше 40 лет по результатам глобального исследования BOLD частота ХОБЛ составляет 10,1±4,8%, [165]. По данным эпидемиологического исследования, проведенного в Самарской области среди жителей 30 лет и старше, – 14,5% [30]. По результатам наших исследований распространенность ХОБЛ среди пациентов с ОИМ составляет 13% (таблица 8). Эпидемиологическими исследованиями установлено, что риск инфаркта миокарда увеличивается в 2,3 раза в течение 5 дней после обострения ХОБЛ, что связано с активацией системного воспаления [142]. Перемежающие периоды обострения ХОБЛ увеличивают интенсивность системного воспаления.
У 17,4% обследованных пациентов выявлена анемия. В соответствии с данными английских специалистов распространенность анемии у больных с ОКС при госпитализации составляет 20% и за 7 недель наблюдения увеличивается до 40% [126]. При этом отмечен повышенный риск смерти или развития ОИМ по сравнению с теми, у кого сохранялся нормальный уровень гемоглобина. По результатам российского регистра РЕКОРД у больных с ОКС исходный сниженный уровень гемоглобина ( 110 г/л) также является независимым предиктором смертельного исхода за время госпитализации [115], что соответствует полученным нами данным.
Анализ связи показателей острофазовой воспалительной реакции с размерами некроза, оценка их прогностической значимости
Статистически значимых различий уровня смертности в зависимости от типа СВР в группах с сочетанной патологией не выявлено: при сопутствующих СД2 p=0,769, ХОБЛ p=0,608, ЯБ p=0,749, анемии p=0,799. Гиперреактивность острофазовой воспалительной реакции преобладает независимо от наличия или отсутствия коморбидной патологии – от 40-49% случаев. Не установлено активации системной воспалительной реакции в остром периоде ИМ при наличии у больных одного или нескольких сопутствующих заболеваний.
Механизмы запуска системного воспаления и его участия в развитии ОИМ в настоящее время не определены. Реализация того или иного типа воспалительной реакции опосредуется через многие факторы – генетические, нейроэндокринные, тканевые. Установлено, что концентрация маркеров воспаления в крови может зависеть от генетических факторов, влияющих на уровни транскрипции отдельных генов. Исследование различий в генетической регуляции воспалительного процесса может найти объяснение ареактивному и гиперреактивному течению воспалительных реакций у больных ОИМ с одинаковыми клинико-демографическими и анамнестическими характеристиками.
Для выяснения этого вопроса проведено обследование на генетические полиморфизмы 30 больных ОИМ, включенных в исследование. В выборке представлены все три типа СВР – гипо-, нормо- и гиперреактивный примерно в равных долях. Исследовано наличие полиморфизмов C3872T гена CRP, G-1082A гена IL-10 и G-308A гена TNF, по которым имеются данные, что они реализуют свое действие на начальных этапах воспаления при остром ИМ [13, 39, 75, 93, 128, 164]. Выделенные полиморфизмы G1082A гена противовоспалительного интерлейкина IL-10 и C3872T гена CRP ассоциированы со сниженной экспрессией генов-кандидатов, ответственных за синтез соответствующих белков, связанных с воспалительными реакциями. Полиморфизм G-308A способствует увеличению экспрессии и синтеза провоспалительного TNF-.
В результате исследования установлено, что распространенность аллельных вариантов выделенных полиморфизмов у больных ОИМ составила 77%. Распределение мутантных аллелей генов в зависимости от типа СВР выявило их наибольшую частоту в группе пациентов с гиперреактивным воспалительным ответом. Носительство сочетаний аллелей C3872T гена CRP и G(-1082)A гена IL10 в большей мере ассоциировано с гиперреактивным типом СВР. Именно в этой группе выявлены также полиморфные маркеры G(-308)A гена TNF-. Такое сочетание связано с осложненным течением и неблагоприятным исходом ОИМ, что согласуется с данными литературы [13, 74, 93].
Интенсивность воспалительного ответа в значительной мере может быть обусловлена размерами некроза. Однако современные методы оценки размеров очага поражения в клинических условиях дают лишь приблизительные результаты [29]. В связи с этим, в рамках настоящей работы в дополнение к стандартному протоколу патологоанатомического исследования произведено определение объема некроза методом точечного счета в выборке из 39 умерших больных ОИМ, включенных в исследование. Полученные в результате аутопсий данные были разделены на группы в зависимости от величины объема поражения и в соответствии с существующей классификацией размеров инфаркта [124].
Минимальные размеры некроза выявлены в группе умерших больных с нормореактивным типом ИМ: 75% случаев 10% объема ЛЖ и 25% – от 10% до 30%, обширных инфарктов 30% объема ЛЖ в этой группе не установлено. В группах с гипо- и гиперреактивным воспалительным ответом доля обширных инфарктов составляла соответственно 38% и 44%. Объемы некроза статистически значимо различаются в зависимости от типа СВР: гипо- и нормореактивный ИМ (р=0,027), нормо- и гиперреактивный ИМ (р=0,016).
Выявленная связь лейкоцитарных индексов клеточной реактивности, определяющих тип СВР, с размером очага некроза и уровнем госпитальной смертности послужила основанием для разработки классификационной модели прогнозирования неблагоприятных исходов ОИМ. Для разработки модели использован алгоритм «дерево решений». На вход алгоритма подавались все атрибуты базы данных, характеризующие клинико-демографические и анамнестические данные больных ОИМ, далее отбирались наиболее значимые переменные. В соответствии с алгоритмом целевая переменная – риск смерти определялся с использованием наиболее значимых переменных на входе, в числе которых оказались: ИСЛК =3 и ИСЛК 3, Q-ИМ, не Q-ИМ, количество лейкоцитов, фракция выброса, наличие/отсутствие анемии при госпитализации, наличие/отсутствие отека легких.
Графической характеристикой качества полученной модели является ROC-кривая, построенная по значению вероятности события. Размер площади под кривой характеризует качество модели и составляет AUC=0,86, что по экспертной шкале для AUC классифицируется как хорошее. В результате моделирования из базы данных были извлечены 11 правил на естественном языке, которые определяют риск госпитальной смертности и количество объектов – больных ОИМ, соответствующих данному правилу. Исходя из правил, весь исследовательский массив можно было распределить по трем группам: больные с низким до 10% риском, средним – от 10% до 30% и высоким 30% прогнозируемым риском госпитальной смертности. Низкий риск определен почти у половины – 47% обследованных больных, средний у 19%, группу высокого риска составили 34% пациентов.
Распределение больных ОИМ, включенных в обследование, по типам СВР в соответствии с исходными значениями лейкоцитарных индексов было следующим: гипореактивный тип – 23%, нормореактивный – 28% и гиперреактивный – 49%. По результатам моделирования больные с гипер- и частично с гипореактивным типом СВР относятся к группе высокого и среднего риска, что подтверждает объективность оценки выраженности СВР с использованием интегральных лейкоцитарных показателей, их клиническую и прогностическую значимость.