Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 8
1.1. Патогенез инфекционного эндокардита 9
1.2. Патогенетические аспекты воспалительного ответа при бактериальной инфекции . 11
2.1. С-реактивный белок 13
2.2. Фактор некроза опухоли альфа 15
2.3. Особенности цитокинового статуса при инфекционном эндокардите 17
1.3. Эндотелиальная дисфункция при ИЭ. 18
3.1. Сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) 21
1.4. Миокардиальная дисфункция при ИЭ. Возможности лабораторной диагностики и мониторинга. 22
4.1. Сердечные тропонины 24
4.2. Натрийуретические пептиды 28
Глава II. Материалы и методы исследования. 32
II.1 Материалы исследования. 32
II.2. Методы исследования. 40
Глава III. Результаты исследования 43
111.1. Сравнительная характеристика больных с первичным и вторичным ИЭ. 43
111.2. Исследование концентрации маркеров воспаления у больных ИЭ . 51
2.1.Исследование концентрации hsСРБ у больных ИЭ. 51
2.2. Исследование концентрации фактора некроза опухоли альфа (ФНО) у больных ИЭ. 61
2.3. Исследование концентрации ИЛ-1 и ИЛ-6 у больных ИЭ. 68
111.3. Исследование концентрации сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) у больных ИЭ. 76
111.4. Исследование маркеров повреждения и дисфункции миокарда у больных ИЭ. 82
4.1. Исследование концентрации hsTnI у больных ИЭ . 82
4.2. Исследование концентрации NT-pro-BNP у больных ИЭ. 90
111.5. Комплексная оценка уровней маркеров воспаления, дисфункции эндотелия и повреждения миокарда у больных ИЭ. 100
Заключение 107
Выводы 119
Практические рекомендации 119
Список литературы
- Патогенетические аспекты воспалительного ответа при бактериальной инфекции
- Эндотелиальная дисфункция при ИЭ.
- Исследование концентрации маркеров воспаления у больных ИЭ
- Исследование концентрации hsTnI у больных ИЭ
Патогенетические аспекты воспалительного ответа при бактериальной инфекции
В клинической практике для оценки наличия воспаления, среди других иммунологических маркеров, особое значение придают СРБ, являющемуся представителем семейства белков острой фазы. Его синтез происходит в печени, главным образом, под воздействием ИЛ-6 [98, 209]. ИЛ-1 и ФНО участвуют в синтезе этого белка опосредованно. СРБ демонстрирует как про-так и противовоспалительный эффекты в процессе воспаления, с одной стороны, стимулируя элиминацию возбудителя, а с другой – ингибируя взаимодействие эндотелиальных клеток и лейкоцитов. Под воздействием этого протеина активируется фагоцитоз, система комплемента, также он способен модулировать эффекты некоторых цитокинов: эффективно ингибирует эффекты ИЛ-8 на нейтрофилы человека, уменьшает митогенное действие рекомбинантного ИЛ-2 на мононуклеары периферической крови. Считается, что СРБ ограничивает развитие иммунного ответа в кровотоке, предотвращая возникновение потенциальной аутоиммунной реакции [26].
Классическими методами определения концентрации СРБ в плазме/сыворотке крови являются радиальная иммунодиффузия, иммунотурбидиметрия, нефелометрия. Повышенные концентрации СРБ, которые определяются в условиях патологии, находятся в интервале 5 – 500 мг/л и более, то есть в пределах диапазона концентраций, определяемых указанными методами. Уровень СРБ быстро и многократно увеличивается при воспалении различной природы и локализации, паразитарных инфекциях, травмах и опухолях. Он появляется в крови вскоре после повреждения тканей или начала воспаления (через 6-10 часов), достигает пика через 36 часов, увеличиваясь в 20-1000 раз в процессе воспаления, и снижается в ходе реконвалесценции. Степень повышения СРБ различна и зависит от причины воспаления. Уровень концентрации белка достигает 10-30 мг/мл при вирусных инфекциях, метастазировании опухоли, хронических или системных ревматических заболеваниях. В случае бактериальных инфекций, обострения хронических болезней, повреждения тканей (хирургические операции, острый инфаркт миокарда) концентрация СРБ достигает 40-200 мг/л. Генерализованные инфекции, ожоги, сепсис сопровождаются самым высоким приростом уровня этого белка – до 300 мг/л и более [34].
Длительное время диагностически значимым считалось повышение СРБ свыше 5 мг/л. При меньшей концентрации белка констатировали отсутствие системного воспалительного ответа. Однако, в настоящее время разработаны высокочувствительные методы исследования СРБ (hsСРБ), позволяющие определять, так называемые, базовые концентрации белка с нижним порогом значений 0,5 мг/мл. Проведенные начиная с середины 90–х годов обширные проспективные эпидемиологические и клинические исследования показали, что величина базового уровня hsСРБ имеет важное практическое значение, так как она непосредственно связана с риском развития тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений – острого инфаркта миокарда и мозгового инсульта [151,159].
Многочисленные исследования доказывают ценность определения СРБ в сочетании с другими диагностическими тестами для подтверждения пневмонии [80]. У пациентов с хирургической патологией уровень СРБ используется в качестве дополнительного критерия в дифференциальной диагностике аппендицита и других неинфекционных причин абдоминальной боли [195], также степень его повышения прогнозирует развитие инфекционных осложнений после колоректальных операций [203]. Однако, данные по возможности его применения для подтверждения или исключения инфекционного характера патологии противоречивы. Так, специфичность использования СРБ для прогноза инфекционных осложнений после оперативного лечения опухолей желудка и пищевода, а также острого панкреатита низка [158, 203] а у пациентов с сепсисом значительно проигрывает» другим маркерам. По данным мета-анализов последних лет наибольшей ценностью в дифференциальной диагностике инфекционной и неинфекционной причин воспаления обладает прокальцитонин (РСТ), для него чувствительность составляет 77%, а специфичность - 79%, в то время как для СРБ - 75% и 67%, соответственно [173, 204]. Уровень таких показателей для СРБ может объясняться рядом причин: медленная динамика изменения концентрации, нарастание значений даже при инфекциях легкой тяжести и при различных состояниях неинфекционной природы (травма, операции, системные заболевания). Использование СРБ в качестве предиктора положительной гемокультуры у пациентов с инфекцией любой локализации неэффективно [205], также как и прогнозирование смертности [182] .
Эндотелиальная дисфункция при ИЭ.
У наркоманов регистрировались достоверно более высокие уровни hsСРБ (55,89±14,05 мг/л, р 0,05). У другой социально неблагополучной категории пациентов, злоупотребляющих алкоголем, также как и при ПИЭ концентрация маркера была меньше (20,06±2,96 мг/л).
У пациентов, погибших в ранние сроки госпитализации, отмечалось нарастание концентрации маркера при динамическом исследовании, у выживших - уровень белка снижался (рисунок 10). Через 3 недели терапии концентрация hsCPB, в среднем, составила 30,38±6,31 мг/л (таблица 9, рисунок 13). Снижение величины маркера почти вдвое (до 15,3±5,4 мг/л) наблюдалась в 70% наблюдений, преимущественно у пациентов моложе 55 лет и соответствовала стойкой нормализации температуры, снижению уровня лейкоцитов, СОЭ, отсутствию жизнеугрожающих осложнений.
Сохранение высоких уровней hsCPB наблюдалось у больных с иммунокомплексным нефритом (44,1±6,4 мг/л), эмболиями, преимущественно в селезенку и легочные артерии (45,4±8,2 мг/л), при наличии крупных вегетации (41,9±8,6 мг/л) и прогрессировании сердечной недостаточности (57,8±11,2) (р 0,05).
Нарастание концентрации hsCPB в 2 раза отмечалось у 3 пациентов (30%). Среднее содержание протеина в этот период составило 65,56±14,37 мг/л. У всех больных наблюдались иммунокомплексные осложнения с преобладанием нефрита, у 70% - тромбоэмболии в селезенку и периферические артерии, у 75% отмечалось прогрессирование сердечной недостаточности. При наличии внутрисердечных абсцессов, особенно с прорывом и формированием фистул, выявлено значительное увеличение показателя до 39,7±8,4 мг/л.
Таким образом, повышение уровня hsСРБ наблюдалось у большинства обследованных больных. ПИЭ характеризовался достоверно более высокой концентрацией маркера. В обеих группах максимальные значения протеина отмечены у молодых пациентов, не получавших антибактериальную терапию на догоспитальном этапе. При ВИЭ существенное нарастание концентрации hsСРБ отмечено также у больных старше 70 лет. При поступлении у инъекционных наркоманов выявлено значительное повышение маркера, а у пациентов, злоупотреблявших алкоголем, зарегистрированы минимальные показатели. При ПИЭ максимальные концентрации hsСРБ регистрировались при стафилококковой и стрептококковой, при ВИЭ – энтерококковой этиологии ИЭ. Наиболее высокое содержание протеина в обеих группах наблюдалось у пациентов с сохраняющейся активностью инфекционно-токсического процесса (гектическая лихорадка, лейкоцитоз, повышение СОЭ), септическим шоком, при наличии внутрисердечных абсцессов, фистул, тромбоэмболии сосудов селезенки и легких. В обеих группах значительное повышение уровня маркера при поступлении и его нарастание в динамике отражало осложненное течение заболевания с высоким риском летального исхода. Снижение содержания hsСРБ и его нормализация чаще наблюдались при ПИЭ, что соответствовало клиническому благополучию в этот период.
Более высокие уровни маркера наблюдались у пациентов с выраженными проявлениями инфекционно-токсического процесса: при фебрильной лихорадке (38,7±6,5 пг/мл), лейкоцитозе (33,5±4,2 пг/мл), тромбоцитопении (37,4±5,3 пг/мл), спленомегалии (37,2±4,4 пг/мл), а также у пациентов с положительной гемокультурой (34,2±4,2 пг/мл) (рисунок 14). 40 субфебрильная фебрильная гектическая 25 15 5 ПИЭ ВИЭ Рисунок 14. Концентрация ФНО у больных с разной выраженностью лихорадки
Уровни маркера различались в зависимости от вида возбудителя, выделенного при бактериологическом исследовании крови (таблица 10). Максимальные значения ФНО наблюдались при энтерококковой и стафилококковой этиологии эндокардита и достигали 37,8±4,5 пг/мл и 33,6±5,7 пг/мл, соответственно. При выделении смешанной флоры, Stenotrophomonas maltophylia (представителя рода синегнойной палочки), также регистрировались высокие значения цитокина.
Исследование концентрации маркеров воспаления у больных ИЭ
У больных с НК III-IV ФК уровни маркера достигали 32,2 (18,425; 74,6) пг/мл и в 3 раза превышали показатели при НК I-IIФК (р 0,05) (рисунок 35).
Отмечена связь уровня тропонина с показателями инфекционно-токсического процесса: самые высокие значения наблюдались при гектической лихорадке (45,1 (34,9; 211,6) пг/мл), лейкоцитозе (32,2 (18,8; 88,2) пг/мл), спленомегалии (45,1 (17,8; 84,2) пг/мл) и тромбоцитопении (45,1 (1463; 602,3) пг/мл). Концентрация hsTnI значительно превышала норму при стафилококковой этиологии заболевания (40 (16,7; 309,3) пг/мл).
Максимальные значения маркера наблюдались у пациентов с септическим шоком, нуждающихся в длительном наблюдении в условиях отделения реанимации (406,95 (211,6; 602,3) пг/мл) (рисунок 39) . Рисунок 39. Сравнительная характеристика уровней hsTnI при поступлении при осложненном и неосложненном течении ВИЭ.
Риск летального исхода как в первые недели госпитализации, так и в отдаленном периоде был в 3 раза выше у пациентов с повышенным уровнем hsTnI при поступлении (23,65 (9,8; 166,1) пг/мл) (рисунок 37).
Через 3 недели терапии концентрация hsTnI составила 38,45 (21,1; 73,8) пг/мл (таблица 16, рисунок 40). У 9 больных (75%) снижение уровня маркера почти в 2 раза соответствовало благоприятному прогнозу заболевания: не было случаев развития септического шока, в 2 раза реже встречались внутрисердечные абсцессы и фистулы, у 66,7% больных отмечалось уменьшение явлений сердечной недостаточности, у 55,6% пациентов регрессировали признаки активности инфекционно-токсического процесса. По данным ЭХО-КГ в динамике реже наблюдались крупные (более 15 мм) и подвижные вегетации (20% и 80%, соответственно) (р 0,05), отсутствовали внутрисердечные осложнения. Не отмечено летальных исходов в первые недели госпитализации (p 0,05). Нормализация уровня маркера отмечена у 6 больных (50%).
Сохранение высоких показателей маркера соответствовало НК III-IV ФК, осложненному течению заболевания, развитию внутрисердечных абсцессов и фистул, высокому риску летального исхода в отдаленном периоде.
Таким образом, выявлено, что более половины больных ИЭ имели повышенные уровни hsTnI при поступлении. Максимальные концентрации регистрировались у пациентов старше 70 лет. В обеих группах повышенные уровни hsTnI достоверно коррелировали с величиной и подвижностью вегетаций, внутрисердечными осложнениями, морфо-функциональными изменениями миокарда, тяжестью СН. Наиболее высокие уровни hsTnI при ПИЭ наблюдались у пациентов, нуждающихся в наблюдении в условиях реанимационного отделения, при развитии септического шока, стафилококковой этиологии заболевания, высоком риске летального исхода. У пациентов с ВИЭ нарастание уровней маркера преимущественно наблюдалось на фоне прогрессирования СН, при ПИЭ это соответствовало высокой активности инфекционно-токсического процесса. Нормализация концентрации hsTnI на фоне лечения в 8,5 раз чаще отмечалась при ВИЭ. Снижение уровня маркера в обеих группах преимущественно наблюдалось у пациентов моложе 50 лет, соответствовало клиническому улучшению и сопровождалось уменьшением инфекционно-токсических проявлений и тяжести СН.
Концентрация NT-pro-BNP при поступлении была повышена у 78,2% больных ИЭ, и, в среднем, составила 780,3 (247,8; 2034,2) пг/мл, что почти в 4 раза превышало нормальные значения (норма до 200 пг/мл).
При первичном инфекционном эндокардитe (ПИЭ) средние уровни NT-pro-BNP превышали норму у 76,7% пациентов, достигая 492,2 (203,5; 1818,1) пг/мл (таблица 15). Максимальные уровни NT-pro-BNP регистрировались у пациентов в возрасте от 41 до 69 лет (1125,1 (213; 2149,9) пг/мл). В возрастной группе до 40 лет значения маркера были в 3 раза меньше.
Уровень NT-pro-BNP при поступлении достоверно коррелировал с ФК НК (r=0,819) (р 0,05), величиной ФВ (r=-0,850) (р 0,05), диастолическим давлением (r=-0,794) (р 0,05).
Концентрация белка была достоверно выше у больных с дилатацией левых камер сердца и легочной гипертензией (р 0,05) (рисунок 27). При многоклапанном поражении значения NT-pro-BNP были в 7,5 раз выше, чем при локализации процесса на 1 клапане (р 0,001). При развитии внутрисердечных осложнений (абсцесс, фистула, отрыв хорд) регистрировались более высокие концентрации белка (811,8 (357,4; 17220,6) пг/мл и 450 (252,2; 1795,7) пг/мл, соответственно). Повышение уровня маркера наблюдалось во всех случаях развития различных нарушений ритма, средние его значения составили 1812,4 (580,2;25042,9) пг/мл, что было в 4 раза выше, чем у пациентов без аритмии.
Исследование концентрации hsTnI у больных ИЭ
Изучение содержания NT-pro-BNP при поступлении выявило повышение его концентрации в 4 раза у 78,2% больных ИЭ. При ВИЭ повышенные показатели маркера встречались чаще и в 2 раза превышали уровни NT-pro-BNP у больных с ПИЭ. При ПИЭ максимальные концентрации белка наблюдались у пациентов до 55 лет, при ВИЭ – старше 70 лет, что связано с максимальной степенью дисфункции миокарда у молодых пациентов на фоне активности инфекционного процесса, а у пожилых пациентов комбинацией факторов с преобладанием вторичного характера поражения миокарда. Уровень NT-pro-BNP при поступлении достоверно коррелировал с ФК НК (r=0,819) (р 0,05), величиной ФВ (r=-0,850) (р 0,05), с размерами левого желудочка (r=0,525) (р 0,01), шириной и длиной левого предсердия (r=0,565 и r=0,59) (р 0,01), величиной давления в легочной артерии (r=0,432) (р 0,05). При многоклапанном поражении уровень маркера в 13-17 раз превышал пороговые значения (р 0,05). Максимальные уровни маркера соответствовали осложненному течению заболевания, высокому риску летального исхода, как в ранние, так и в отдаленные сроки. При септическом шоке, почечной недостаточности концентрации NT-pro-BNP достоверно превышали показатели при неосложненном течении (р 0,05). У наркоманов уровень пептида был ниже, по-видимому, из-за преобладания пациентов молодого возраста в этой категории. У больных, злоупотребляющих алкоголем, регистрировались наиболее высокие значения маркера, что может объясняться наличием у них алкогольной кардиомиопатии.
Через 3 недели терапии концентрация NT-pro-BNP оставалась повышенной у 87,5% выживших больных с ПИЭ и 83,3% – с ВИЭ. Снижение концентрации маркера коррелировало с уменьшением явлений сердечной недостаточности (r=0,516) (р 0,05). Нормализация уровня NT-pro-BNP наблюдалась у 6 больных моложе 55 лет с поражением не более 1 клапана, отсутствием внутрисердечных осложнений, исходно сохранной ФВ. Стойко повышенные или возрастающие уровни маркера соответствовали крайне тяжелому течению заболевания, нарастанию сердечной и почечной недостаточности, формированию абсцессов и фистул, множественным эмболиям.
Таким образом, повышение NT-pro-BNP является закономерным для большинства больных ИЭ. Установлены достоверные связи уровня пептида с ФК НК, морфо-функциональными изменениями миокарда и осложненным течением ИЭ. Отсутствие положительной динамики на фоне терапии является прогностически неблагоприятным фактором, отражающим резистентность к терапии и развитие осложнений.
При комплексной оценке изменений концентраций маркеров воспаления (ФНО-альфа, СРБ, ИЛ-6), повреждения и дисфункции миокарда (hsTnI, NT-pro-BNP), сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) отмечено повышение их значений у большинства больных ИЭ. Выявлены корреляции СРБ и ИЛ-6 (r=0,700) (р 0,05), СРБ и ФНО- (r=0,240), ФНО- и ИЛ-6 (r=0,451) (р 0,001), повышенных уровней hsTnI с СРБ и ИЛ-6 (r=0,650 и r=0,583), (р 0,05), а также уровня лейкоцитов с СРБ и VEGF (r=0,407 и r=0,273), что указывает на ключевую роль изучаемых факторов в развитии инфекционно-токсического процесса и отражает связь активности воспаления со степенью повреждения миокарда и прогрессированием его дисфункции. Учитывая наличие сердечной недостаточности различной выраженности у всех больных ИЭ, закономерной оказалась взаимосвязь уровней hsTnI и NT-pro-BNP (r=0,595) (р 0,001) c ФК НК (r=0,398) (р 0,05). Многократное (более чем в 7-8 раз) повышение hsTnI при ПИЭ наблюдалось у больных с сочетанием выраженных инфекционно-токсических проявлений и явлений тяжелой НК на фоне многоклапанного поражения, при этом отмечалась корреляция уровней hsTnI и ФНО-альфа (r=0,700). Осложненное течение заболевания с развитием тромбоэмболий, внутрисердечных абсцессов и фистул, тяжелой степени НК характеризовалось более высокими уровнями изучаемых биомаркеров.
Через 3 недели терапии в обеих группах отмечалось снижение уровня всех маркеров у больных с неосложненным течением ИЭ. Достоверные взаимосвязи положительной динамики содержания факторов выявлены для ИЛ-6 и СРБ (r=0,408) (р 0,05), ИЛ-6 и ФНО- (r=0,474) (р 0,01). При динамическом исследовании показателей сохранялись корреляционные связи уровней СРБ и ИЛ-6 (r=0,481) (р 0,01), ФНО- и СРБ (r=0,533) (р 0,01), hsTnI и NT-pro-BNP (r=0,587)(р 0,001), более низкие концентрации VEGF соответствовали повышенным уровням hsTnI и NT-pro-BNP (r=-0,211 и r=-0,313). Сохранение высоких концентраций СРБ коррелировало с уровнем hsTnI и NT-pro-BNP (r=280 и r=0,208), указывая на роль прогрессирования инфекционного процесса в развитии повреждения и угнетения деятельности кардиомиоцитов.
В результате исследования установлена связь активности воспаления и выраженности дисфункции миокарда, что подтверждается закономерной динамикой изменения уровней hsTnI, NT-pro-BNP и воспалительных цитокинов. Доказано прогностическое значение уровней hsTnI и NT-pro-BNP при поступлении в отношении ранней смертности. Выраженные изменения уровней VEGF у больных с различным исходом подтверждают 118 ключевую роль эндотелия в развивающихся при ИЭ патологических процессах. Низкие концентрации VEGF в сочетании с повышением hsTnI и воспалительных маркеров (ФНО-альфа, СРБ) прогнозировали неблагоприятный исход ИЭ. Мониторирование концентраций ФНО-альфа, СРБ, ИЛ-6 в сочетании с комплексом клинических данных позволяет оценивать эффективность проводимой антибактериальной терапии, проводить ее коррекцию.
