Диагностическая и прогностическая роль мультикомплексных аутоиммунных биологических маркеров кардиальной патологии

Полный текст

Введение

Кардиальная недостаточность является быстро прогрессирующей проблемой общественного здравоохранения с предполагаемой распространенностью более 37,7 миллионов людей [1, 2]. В России, как и во всем мире, несмотря на проводимые профилактические мероприятия, патология сердечно-сосудистой системы занимает лидирующую позицию и является главной причиной смерти россиян — 47 % случаев смертности. Исследование крупной амбулаторной когорты показало, что распределение этиологии кардиальной недостаточности составило 36,0 % дилатационной кардиомиопатии, 45,6 % ишемической кардиомиопатии, 12,9 % гипертонической кардиомиопатии и 5,5 % от других причин [3]. В повседневной клинической практике верификация алгоритма сердечно-сосудистой патологии (ССП) является проведение исследований: ЭКГ, ЭХОкг, КТ-грудного отдела согласно Клиническим рекомендациям РФ 2018–2020 и дополнительные лабораторные тесты, которые могут быть малоинформативными и лишь отражают общее состояния органов и систем. Для лучшего понимания патогенеза кардиального синдрома были изучены механизмы повреждения сердца, при которых отмечен более высокий гуморальный иммунный ответ иммуноглобулинов к сократительным белкам у пациентов с ССП [4], возникновение которых преимущественно происходит в результате поломки сердечно-сократительного аппарата в белке с толстыми и тонкими нитями [5]. Недавние результаты структурной биологии подтверждают убеждение, что тропонин работает, действуя совместно с альфа-актином и миозином и образуя сложный химический комплекс [6, 7]. Такие новые функциональные ауто-антитела могут помочь в диагностике кардиального синдрома и определять лечение путем оценки относительной роли вовлеченных патофизиологических механизмов.

Ключевое понимание протеомики привело к появлению новых биологических маркеров, важных как для диагностики тяжести патологического состояния, так и для донозологической диагностики сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [8]. Сложная мультинаправленная природа нарушения деятельности сердца называется кардиоренальным синдромом и может быть вызвана острой или хронической дисфункцией сосудистой системы [9]. Идентификация новых сигнальных ауто-иммуных биомаркеров, отражающих механизмы структурных изменений сердца, представляет собой клиническую потребность с эффективной доказательностью и высоким уровнем убедительности для принятия клинический решений. Новыми «сигнальными» белками можно считать аутоиммунные иммуноглобулины к тропонину I (cTnI), альфа-актину 1 (ACTC1), тяжелой цепи бета-миозина 7В (MYH7В), где демонстрируют четкую реакцию иммунной системы на биохимические процессы в кардиомиоцитах. Они отражают зависимость количественной динамики от морфофункциональных патофизиологических процессов, протекающих в миоцитах, и могут быть предикторами неблагоприятных событий ССП. Вышеупомянутые биомаркеры демонстрируют диагностическую полезность для диагностики кардиальной патологии и могут быть использованы для донозологической диагностики [6, 10–12]. Актуальность проведения аналогичных исследований и определила цель данной работы — определить диагностическую и практическую ценность количественных показателей кардиоспецифических ауто-антител к тропонину I, к альфа-актину 1 и к тяжелой цепи бета-миозина 7В у больных с кардиальной патологией.

Методы и материалы

В рамках настоящей работы нами было проведено медицинское обследование 50 лиц мужского пола, которые были разделены на группы. В состав I-й экспериментальной группы вошли 30 пациентов 45–66 лет (средний возраст 55,5 года ( ±  5,3)), с различной кардиальной патологией, проходившие стационарное лечение в ГБУЗ СК «Краевой клинический кардиологический диспансер» г. Ставрополь. У всех пациентов было получено добровольное информированное согласие на участие в исследовании согласно Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (WMA Declaration of Helsinki — Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects, 2013) и обработку персональных данных. Дизайн исследования одобрен этическим комитетом Северо-Кавказского федерального университета.

II-группа контрольная включала 20 практически здоровых мужчин, без клинически манифестных отклонений, в возрасте 30–55 лет (средний возраст 42,5 лет ( ±  5,5)). У лиц данной группы не обнаружено хронических заболеваний и значимых нарушений функции отдельных органов и систем. При наблюдении с помощью опросника собирались социально-демографические и связанные со здоровьем данные, анамнез пациента, включая хронические заболевание, вредные привычки и употребление лекарственных препаратов. Медицинское обследование пациентов в соответствии с клиническими рекомендациями по Международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем: 1. Осмотр терапевта, кардиолога, эндокринолога и невролога. 2. Лабораторный скрининг. 3. Инструментальная диагностика. Критериями исключения было наличие у исследуемых других сопутствующих заболеваний: хроническая почечная недостаточность, острые воспалительные и онкологические заболевания, сахарный диабет, кардиохирургические лечение, системная гипоксия при ряде патологических состояний (выраженная анемия, дыхательная недостаточность и др.), поражение центральной нервной системы, и другие некардинальные и системные состояния, что могло бы повлиять на возможные причины повышения ауто-иммунных антител к кардиоспецифических белкам.

В составе I-группы пациентов установлены следующие диагнозы: кардиомиопатия смешанного генеза (80 %), стенокардия (65 %), пароксизмальная форма фибрилляции предсердий (40 %), артериосклеротический кардиосклероз (45 %), гипертрофия миокарда левого желудочка (ЛЖ) и межжелудочковой перегородки (МП) — (60 %), ишемическая болезнь сердца (ИБС) — (85 %), желудочковая и наджелудочковая экстрасистола — 88 %, фибрилляция предсердий пароксизмальная форма, тахисистола — 45 %. Осложнение основного заболевания: хроническая сердечная недостаточность (ХСН) I–III A ФК I–III (NYNA). Диагнозы были подтверждены данными анамнеза, клинической картины, инструментальными и лабораторными методами диагностики в соответствии с рекомендациями Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК) и Общества специалистов по сердечной недостаточности (ОССН).

При обследовании пациентов проводили следующие лабораторные исследования:

1. Гематологические показатели крови (ОАК) определяли с помощью гематологического анализатора XN SYSMEX (Sysmex Corporation, Япония) с использованием регентов фирмы Beckman Culter (Beckman Culter, Калифорния, США).
2. Уровень гормонов щитовидной железы: свободный тироксин (св.Т4), общий трийодтиронин (общ.Т3), тиреотропный гормон (ТТГ) определяли методом полуавтоматического иммуноферментного анализа (ИФА) на стриповом фотометр-анализаторе Humareader Single Plus (Human GmbH, Германия) с использованием наборов Алко-Био (Россия) и Хема (Россия). Количественный показатель полового гормона-тестостерона определяли методом иммунохемюлисцентного анализа (ИХЛ) на автоматическом иммунохимическом анализаторе Beckman Coulter Unicel Dxi 800 (Beckman Coulter, Калифорния, США).
3. Лабораторные критерии маркеров: креатинфосфокиназа (КФК), лактатдегидрогеназа (ЛДГ) исследовали оптимизированным энзиматически-кинетическим методом; креатинфосфокиназа-МВ (КФК-МВ) — на полуавтоматическом биохимическом анализаторе фирмы Clima MC-15 (Диакон, Россия) с использованием регентов Витал (Россия). Полуколичественный показатель миоглобина в крови исследовали серологическим ручным методом реакции обратной пассивной гемагглютинации (РОПГА) с использованием диагностических систем (производитель Россия). Концентрацию тропонина I для чистоты эксперимента определяли иммунохемюлюнисцентным методом на анализаторе экспертного класса PATHFAST (LSI Medience Corporation, Япония).
4. Ауто-иммунный скрининг иммуноглобулинов к тропонину I (cTnI), к альфа-актину 1 (ACTC1) и к тяжелой цепи бета-миозина 7В (MYH7В) в сыворотке крови. Кардиоспецефические ауто-антитела определяли количественно методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью высокочувствительного и высокоспецифичного набора фирмы Cloud CloneCorp (Китай). Для исследования кардиоспецифических белков: к актину- использовали набор для определения антител к альфа-актину 1 сердечной мышцы (Anti-A CTC1), к миозину — набор для определения антител к тяжелой цепи бета-миозина 7В сердечной мышцы (Anti-MYH7B), к тропонину — набор для определения антител к сердечному тропонину I (Anti-cTnI). С использованием оборудования: фотометр микропланшетный для научных исследований hermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, Финляндия) с функцией автоматической калибровки, шейкер медицинский термостатируемый ST-3L (Elmi, Латвия), предназначенный для перемешивания жидкостей при поддержании заданной температуры в иммунологических планшетах, автоматический микропланшетный промыватель Thermo Scientific (Thermo Fisher Scientific, США) для мойки 96-луночных микропланшетов. Относительная чувствительность лабораторных показателей составляет 100 %. Относительная специфичность составляет 97,1 %.
5. Анализ работы сердца и сосудов, коэффициент морфологических и функциональных изменений миокарда и клапанного аппарата, оценку функций сердечной деятельности, скрытых патологий и отклонений определяли: ЭХОКГ-методом секторного фазирования для кардиоваскулярных исследований ультразвуковой с использованием аппарата General Electric Vivid 7 (General Electric, США) и ЭКГ на приборе АТЕС МЕДИКА Easy ECG (ECM, Россия) по 12-канальным параметрам.

Полученные данные обрабатывали с помощью методов вариационной статистики с использованием статистических пакетов «Statistics for Windows» v. 6.0 и Biostat (version 4.03). Для оценки статистической значимости различий между группами исследуемых применяли t-критерий Стьюдента и критерий Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение

При сравнении групп по основным клинико-демографическим параметрами и анамнеза значимых различий выявлено не было, что свидетельствует о сопоставимости этих 2 групп.

При инструментальном методе исследования I-группы диагностировано: на ЭХОКг — увеличение полостей левого предсердия (ЛП) и левого желудочка (ЛЖ); истончение, фиброз, гипокенез базальных и средних сегментов ЛЖ; глобальное снижение сократительной способности миокарда; диффузные изменения и гипертрофия межжелудочковой перегородки (МЖП) в базальных сегментах; уплотнения створок и недостаточность митрального клапана (МК) и подклапанных структур, уплотнение аорты; участки кальциноза оснований и краев аортальных полулуний; аортальная, трикуспидальная, митральная и легочная регургитация разной степени; уплотнение полостей правого предсердия и правого желудочка; фибрилляция предсердий.

Данные электрофизиологической картины I-группы: признаки увеличения и гипертрофии ЛЖ и ЛП; нарушение внутрижелудочковой проводимости; нарушение процессов реполяризации в миокарде; фибрилляция предсердий; замедление и нарушение проводимости импульса правой ножки пучка Гиса; в контрольной группе при обследовании (ЭхоКГ, ЭКГ) значимых отклонений не зарегистрировано.

При гематологическом исследовании крови I-й группы (табл. 1) отмечен умеренный лейкоцитоз и ускорение СОЭ (р < 0,01), это связано с особенностью пациентов, так как у них в анамнезе: кардиомиопатия смешанного генеза, стенокардия, пароксизмальная форма фибрилляции предсердий, гипертрофия миокарда ЛЖ и МП, ИБС и т. д.

Такое значение следует ожидать при воспалительных процессах, некроза и повреждениях ткани сердца, что соответствует установленным диагнозам. В остальных показателях крови: HGB, RBC, MHC, PLT — достоверных отклонений не обнаружено.

Исследование гормонального статуса (табл. 2) не выявило критических отклонении и не выходит за пределы референсных значений. Имеются незначительные отличия между группами, где отмечен (р < 0,01) более высокий уровень ТТГ в группе I — на 16,50 % по сравнению с контрольной-II. Снижение концентрации гормонов у лиц с функциональными нарушениями ССС: свободного Т4 на 13,25 %; общего Т3 на 8,60 % ( ± 0,4473) и снижение тестостерона на 71,74 % (р < 0,01) свидетельствует о недостатке андрогенов и гормонов щитовидной железы и находится в прямой линейной зависимости от состояния сосудистой системы [13].

Таблица 1. Сравнительная характеристика лабораторных показателей гематологического профиля

Примечание: * р — достоверность отличий.

Table 1. Comparative characteristics of laboratory parameters of the hematological profile

Note: * p — the reliability of the differences.

Таблица 2. Сравнительная характеристика лабораторных показателей гормонального статуса

Примечание: * р — достоверность отличий.

Table 2. Comparative characteristics of laboratory parameters of hormonal status

Note: * p — the reliability of the differences.

Показатели биохимического анализа (липидный, азотистый, электролитный профиль и гемостазиограмма), исследованные в стационаре у пациентов I-группы в пределах референсных значений и нет достоверных отличий с контрольной группой. Это состояние связано с отсутствием острых состояний организма в целом и со стабилизацией и комплексом практических мер по ведению пациентов с использованием стандартных протоколов первичной и вторичной профилактики и назначения соответствующего лечения с применением базовых технологий [14]. Следует отметить, что исследования биохимического профиля не являются специфическими для диагностики кардиальных аномалий, они отражают функциональное состояния организма в целом и внутренних органов в отдельности. Их задача — выявление сопутствующих заболеваний, которые ухудшают прогноз сердечной недостаточности [15].

При сравнении значений биомаркеров некроза и ишемии в образцах крови между исследуемыми диагностически значимыми отклонениями мы не обнаружили. В группе I зарегистрировано возрастание активности: КФК на — 41,6 % (р = 0,015), КФК-МВ на — 111,2 % (р = 0,025), ЛДГ на — 28,9 % (р = 0,022), миоглобин на- 210,4 % (р = 0,016), тропонин I — на 110,0 % Нг/л (р = 0,008) по сравнению с контрольной группой и не превышает референтный интервал.

Полученные результаты (табл. 3) подтверждают наличие повреждения и нарушение компенсаторных возможностей миокарда и используются для оценки прогноза. Однако данные вышеперечисленных критериев носят оценочный характер, т. к. обладают хорошей чувствительностью, но низкой специфичностью в диагностике кардиальных отклонений и не являются строго основными маркерами повреждения ССС, за исключением тропонина I.

Основной целью данной работы был анализ уровня экспрессии аутоиммунных антител и связь их с патологией сердца. Согласно полученным данным (табл. 4) мы обнаружили достоверно значимые отличия между группами (р < 0,01). Отмечено повышение уровня ауто-антител к cTnI на 2,36  нг/ мл (694,11 %) к ACTC1 на 3,6 нг/мл (141,73 %) и к MYH7В на 1,74 нг/мл (119,17 %), что свидетельствует о росте сердечных и сывороточных концентраций кардиоспецифических белков в ответ повреждения миокарда.

Таблица 3. Сравнительная характеристика лабораторных показателей маркеров некроза и ишемии в сыворотке крови

Примечание: р — достоверность отличий.

Table 3. Comparative characteristics of laboratory parameters of markers of necrosis and ischemia in blood serum

Note: p — the reliability of the differences.

Таблица 4. Сравнительная характеристика лабораторных показателей кардиоспецифических аутоантител (ауто-АТ)  к тропонину I, к альфа-актину 1, к тяжелой цепи бета-миозина 7В

Примечание: p— достоверность отличий.

Table 4 Comparative characteristics of laboratory parameters of cardiospecific autoantibodies (auto-AT)  to troponin I, to alpha-actin 1, to the heavy chain of beta-myosin 7B

Note: p — the reliability of the differences.

Повышение титра ауто-АТ против TnI ACTC1, MYH7В в сыворотке крови фиксируется у лиц с нарушениями ритма сердца, в том числе — предрасполагающими к ВСС, включая ишемическую, дилатационную и перипартальную кардиомиопатию, гипертрофию, инфаркт миокарда и другие структурно-функциональные изменения.

Величина и скорость изменения концентрации уровня ауто-антител могут помочь дифференцировать донзологическую диагностику патологии сердца. Эти аспекты особенно значимы в клинической практике, в общей терапии и кардиологи для оценки выраженности аномальных процессов, нарушающих функционирование сердца (прескриптивный скрининг по терминологии принятой ВОЗ). Хотя наши наблюдения подчеркивают ограничения использования однократных измерений ауто-антител к cTnI, ACTC1, MYH7В для подтверждения диагноза кардиальной патологии необходимо последовательного тестирования и повышения или снижения уровня кардиальных антител в сыворотке крови. Исследование мульти-комплексных кардиоспецифических ауто-антител требуют дальнейших исследований и проверки в более широкой когорте пациентов с кардиоренальным синдромом.

Наши представления о явлении аутоиммунного ответа постоянно растет, согласно современному видению, экспрессия аутоантител направлена на поддержание его многоклеточности и гомеостаза. Следовательно, ее нарушение представляет интерес не только при изучении аутоиммунных заболеваний, но и для диагностики патологии миокардиальной дисфункции [16, 17].

Выводы

Результаты исследований показали связь изменения активности кардиоспецифических ауто-АТ к белкам кардиомиоцитов (Anti-cTnI, Anti ACTC1, Anti-MYH7B) у больных с кардиальной патологий, свидетельствующих не только о системно-мембранных нарушениях (мембранопатиях), но и служат убедительным доказательством непосредственных химических изменений в кардиомиоцитах. Также установлена корреляционная аналогия между кардиомареками некроза и ишемии (КФК, КФК-МВ, ЛДГ, миоглобин, тропонин I), хоть перечисленные показатели не выходят за пределы референсных интервалов, но имеются отличия между группами, и аутоиммунных глобулинов (Anti-cTnI, Anti ACTC1, Anti-MYH7B), что подтверждает ее  диагностическую и практическую ценность данного лабораторного анализа.

Комплексный анализ 3-х показателей аутоиммунных антител к белкам кардиомиоцитов (cTnI, ACTC1 и MYH7В) с помощью лабораторного метода анализа можно считать новыми «сигнальными» биомаркерами информативного показателя функционального состояния сердечной ткани, которые демонстрируют четкую реакцию на патофизиологические процессы к белкам миокарда. Они имеют обратную корреляционную связь и могут рассматриваться как лабораторный маркёр повреждения миокардиальной мышцы. Сочетонный анализ показателей ауто-иммунных глобулинов против cTnI, ACTC1 и MYH7В в крови зарекомендовал себя как чувствительный и специфичный, обладающий высокой прогностической ценностью метод диагностики. Данный комплексный анализ в будущем мог бы помочь клиницистам в принятии медицинских решений. Следовательно, дальнейшее ее изучение может стать практическим звеном в решении клинических задач и иметь диагностическую значимость.

Об авторах

Э. Д. Лёвочкина

Автор, ответственный за переписку.
Email: Minaeva-Elvira1990@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1996-0920
Ставрополь, Российская Федерация

Список литературы