Биомаркеры эндотелиальной дисфункции при оценке степени тяжести поражения коронарного русла и особенностей клинического течения ишемической болезни сердца у мужчин среднего возраста

Болезни системы кровообращения занимают лидирующую позицию среди причин смерти в России [1]. Потерянные годы потенциальной жизни из-за инфаркта миокарда у мужчин в стране превышают аналогичный показатель у женщин в 4,4 раза, а от ишемической болезни сердца (ИБС) — в 3,8 раза [2]. Современные исследования сосредоточены на поиске новых подходов к воздействию на процессы атерогенеза, включая регуляцию уровня липидов и подавление системного воспаления [3].

В настоящее время роль эндотелиальной дисфункции как одной из возможных причин локального воспаления в стенке артерии, приводящего к деструкции атеросклеротической бляшки у пациентов с поражением коронарного русла, остается недостаточно изученной [4]. Семейство факторов роста эндотелия сосудов (VEGF), регулирующих широкий спектр биологических процессов, преимущественно исследуется в области онкологических заболеваний и офтальмологии. Однако их функции могут также играть важную роль в развитии атеросклероза и ИБС [5]. Имеющиеся данные в этой области противоречивы. Например, в одном из недавних исследований выявлена связь между уровнем VEGF-A в плазме крови и риском развития сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов с ИБС [6]. В то же время в другом исследовании показано, что при обострении ИБС и гипоксии VEGF-A способствует формированию коллатерального кровотока в зоне пораженной коронарной артерии, выполняя защитную функцию [7]. Дополнительно требуется исследовать роль эндотелина-1 в процессах атерогенеза, так как имеются данные, что уровень эндотелина-1 в крови коррелирует с количеством атеросклеротических бляшек в коронарных артериях [8]. Не исключена роль гомоцистеина, поскольку у пациентов с инфарктом миокарда и обструкцией коронарного русла его уровень выше, чем у больных без обструкции [9]. Таким образом, несмотря на значительное количество исследований в области маркеров эндотелиальной дисфункции, необходимо дальнейшее углубленное изучение их роли в развитии нестабильной стенокардии на фоне атеросклеротического поражения коронарных артерий.

Цель исследования — оценить количественный профиль биомаркеров эндотелиальной дисфункции (эндотелина-1, VEGF-A, гомоцистеина) у мужчин среднего возраста с хроническим коронарным синдромом (ХКС) и острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST (ОКСбпST), а также определить связь уровней этих маркеров с выраженностью атеросклеротического поражения коронарных артерий на основе данных коронарографии.

Исследование проведено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и положениями Хельсинкской декларации (протокол Этического комитета ФГБОУ ВО СПбГПМУ Минздрава России №12/1 от 09.12.2019). Участники исследования распределены в 3 группы: 1-я группа — с ОКСбпST (n=93), 2-я группа — с ХКС (n=63), контрольная группа — без признаков кардиальной патологии (n=36).

Критерии включения: мужчины трудоспособного возраста (от 45 до 59 лет), наличие подписанного добровольного информированного согласия.

Критерии исключения: наличие патологических состояний, способствующих повышению уровня маркеров системного воспаления (инфекционные заболевания в острой стадии, онкопатология, аутоиммунные заболевания, сахарный диабет, заболевания печени, хроническая болезнь почек, тромбоэмболия легочной артерии, нарушения функции щитовидной железы, хроническая обструктивная болезнь почек в стадии обострения).

Пациенты 1-й группы поступили на экстренную госпитализацию с ОКСбпST. Лечение проводилось в соответствии с Клиническими рекомендациями «Острый коронарный синдром без подъема сегмента ST» (2020)¹ и приказом Минздрава России от 02.03.2021 №158н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST электрокардиограммы (диагностика, лечение и диспансерное наблюдение)»².

Для пациентов данной группы характерны более выраженные изменения гемодинамических, биохимических и липидных показателей, отражающие тяжесть их острого клинического состояния. При этом у пациентов 1-й группы не отмечалось прогрессирования ОКСбпST до острого инфаркта миокарда. Пациенты 2-й группы поступили на плановую госпитализацию по поводу стабильной стенокардии II функционального класса для выполнения чрескожного коронарного вмешательства. Пациенты этой группы характеризовалась стабильным состоянием, что подтверждалось меньшим количеством клинических симптомов при госпитализации и меньшей частотой осложнений. Лечение пациентов этой группы осуществлялось в соответствии с приказом Минздрава России от 28.04.2021 №410н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при стабильной ишемической болезни сердца (диагностика, лечение и диспансерное наблюдение)»³.

Контрольную группу (3-я группа) составили практически здоровые мужчины, у которых в анамнезе отсутствовала кардиальная патология, что подтверждено данными первичной медицинской документации.

Забор крови у пациентов производили из локтевой вены в количестве 10 мл в пробирки, не содержащие антикоагулянт, с помощью центрифуги отделялась плазма, которую впоследствии хранили при температуре –78 °C.

У всех участников исследования определяли уровни гомоцистеина, эндотелина-1 и VEGF-A в сыворотке крови. Определение уровня гомоцистеина проводили методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием тест-системы Axis Homocysteine Enzyme Immunoassay («Axis Shield Diagnostics Ltd.», Великобритания) на анализаторе ИФА «Biotech» (США). Референсные значения гомоцистеина составляли 4,44—13,56 мкмоль/л в соответствии с рекомендациями производителя тест-системы.

Уровень VEGF-A измеряли с помощью наборов реактивов Bender Medsystems VEGF-A («Bender MedSystems GmbH», Австрия) методом ИФА. Согласно рекомендациям производителя, референсные значения VEGF-A находились в диапазоне 0—42,6 нг/мл.

Концентрацию эндотелина-1 (зрелая форма 1-21) определяли с использованием тест-системы Quantikine ELISA Endothelin-1 Immunoassay («Enzo LifeSciences LLC», США). Референсные значения эндотелина-1, указанные производителем, составляли 1—3 пг/мл.

Инструментальное обследование пациентов 1-й и 2-й групп с ИБС включало: регистрацию электрокардиограммы в 12 стандартных отведениях в покое, трансторакальное эхокардиографическое исследование и селективную коронароангиографию. Селективную коронароангиографию выполняли в 1-е сутки после госпитализации с использованием ангиографической установки GE Innova 3100 («GE Healthcare (General Electric)», США) через трансрадиальный доступ. При анализе коронарограмм оценивали степень стенозирования коронарных артерий, количество пораженных сегментов коронарного русла, включая гемодинамически значимые стенозы.

Статистическая обработка. Для анализа межгрупповых различий между тремя группами и более использовали модуль ANOVA в пакете Statistica 14.0, определяя F-критерий Фишера (F) и уровень статистической значимости различий p. Различия считались статистически значимыми при уровне значимости p<0,05. Силу и направление связи между двумя переменными оценивали по коэффициенту ранговой корреляции Спирмена (R). Для ROC-анализа (Receiver Operating Characteristic) использовали модуль Neural Networks программы Statistica 14.0.

Исследованы средние уровни эндотелина-1, гомоцистеина и VEGF-A у лиц всех групп (рис. 1). У пациентов группы с ОКСбпST определен более высокий средний уровень эндотелина-1, чем у пациентов группы с ХКС и у лиц контрольной группы (4,83±1,02; 3,08±1,21; 1,99±0,41 пг/мл; F=14,09; p=0,000001). Выявлены межгрупповые различия по уровню эндотелина-1 (1-я и 2-я группы, 4,83±1,02; 3,08±1,21 пг/мл соответственно; p=0,00037). Следует отметить, что проводившиеся исследования людей с дебютом атеросклероза в молодом возрасте, а также исследования на свиньях и мышах показали патологическое воздействие при повышении уровня эндотелина-1 в сыворотке крови [10]. Помимо этого, прослеживается связь между тяжестью кальцинирования сосудистой стенки и отклонением от нормы эндотелина-1 [11].

Рис. 1. Средние показатели эндотелина-1, гомоцистеина и VEGF-A у участников групп исследования.

ОКСбпST — острый коронарный синдром без подъема сегмента ST; ХКС — хронический коронарный синдром.

Анализ уровня гомоцистеина показал, что его максимальные концентрации определялись у пациентов с ХКС по сравнению с пациентами группы с ОКСбпST и лицами контрольной группы (15,59±6,33; 15,37±7,86; 9,66±3,51 мкмоль/л соответственно; F=11,93; p=0,00001). При этом не выявлены межгрупповые различия по уровню гомоцистеина между мужчинами с ОКСбпST и ХКС (15,59±6,33 и 15,37±7,86 мкмоль/л; p=0,81). Зарубежные исследования показывают, что гипергомоцистеинемия связана с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний [12].

Наиболее высокий уровень VEGF-A наблюдался у пациентов группы с ОКСбпST по сравнению с пациентами с ХКС и лицами контрольной группы (62,88±17,16 и 34,56±14,83; 24,78±11,16 пг/мл соответственно; F=7,55; p=0,0006). У пациентов группы с ХКС и лиц контрольной группы уровень VEGF-A находился в пределах референсных значений, а у пациентов группы с ОКСбпST наблюдался его повышенный уровень. Выявлены существенные различия показателей у больных с ОКСбпST и ХКС (62,88±17,16 и 34,56±14,83 пг/мл соответственно; p=0,00001). Согласно другому исследованию, у пациентов с ОКС также наблюдался статистически значимо более высокий уровень VEGF-A, что согласуется с результатами настоящего исследования [13]. Исследователи предполагают, что гипоксия индуцирует продукцию эндотелием фактора VEGF-A, который в свою очередь должен компенсировать неблагоприятные эффекты ишемии [14]. В одном из зарубежных клинических исследований показано, что уровень VEGF-A независимо связан с микрососудистой окклюзией во время инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST и коррелирует со среднесрочной фракцией выброса левого желудочка. Исследователи полагают, что VEGF-A можно рассматривать как биомаркер микрососудистой окклюзии у пациентов с инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST и применять для стратификации прогноза [15]. Однако роль VEGF-A в развитии атеросклероза противоречива. Например, повышение уровня VEGF-A может как способствовать пролиферации сосудов для компенсации гипоксии миокарда, так и повышать проницаемость сосудов для ускорения воспаления [14].

В таблице представлены статистически значимые корреляции между уровнями биомаркеров эндотелиальной дисфункции и тяжестью поражения коронарного русла по результатам коронарографии. У обследованных мужчин среднего возраста выявлены корреляционные связи всех изученных биомаркеров с количеством гемодинамически значимых стенозов в коронарном русле. Однако наиболее выраженная положительная корреляция наблюдается с уровнем эндотелина-1 (R=0,39; p=0,0001). Менее выраженная, но статистически значимая связь установлена между уровнем эндотелина-1 и общим количеством пораженных участков коронарного русла (R=0,27; p=0,0021).

Статистически значимые корреляции уровней цитокинов с тяжестью поражения коронарного русла у мужчин среднего возраста, госпитализированных по поводу ишемической болезни сердца

С увеличением концентраций эндотелина-1 и гомоцистеина в сыворотке крови наблюдается нарастание степени стенозирования различных сегментов коронарных артерий. Одновременно с этим компенсаторно повышается уровень VEGF-A, регулирующий процессы регенерации сосудистой стенки, что подтверждается данными предыдущих исследований [6]. Однако в случаях диффузного поражения коронарного русла, сопровождающегося кальцификацией и формированием гемодинамически значимых стенозов, регенераторная функция эндотелия подавляется. Это отражается в виде слабой, но статистически значимой отрицательной корреляции уровня VEGF-A с количеством гемодинамически значимых стенозов (R=−0,15; p=0,032). У пациентов подгруппы с кальцификацией коронарного русла уровень VEGF-A оказался ниже, чем у пациентов без его кальцификации (45,11±7,31 и 51,29±11,09 нг/мл соответственно, p=0,026). Аналогично у пациентов с диффузным атеросклеротическим поражением коронарного русла уровень VEGF-A был ниже, чем у пациентов с локализованным характером его поражения (48,81±8,42 и 53,34±12,16 нг/мл соответственно, p=0,018). Вместе с тем повышение уровня VEGF-A ассоциируется с риском рестеноза коронарных артерий (R=0,37; p=0,016), что подтверждается данными других исследований [16]. Эти результаты подчеркивают двойственную роль VEGF-A: с одной стороны, он участвует в компенсаторных процессах регенерации, а с другой — связан с патологическими реакциями, такими как рестеноз.

На рис. 2 представлена ROC-кривая, иллюстрирующая связь уровня эндотелина-1 с развитием ОКСбпST у мужчин с ИБС. Установлено, что уровень эндотелина-1 обладает средней диагностической точностью для определения вероятности ОКСбпST у мужчин с ИБС (площадь под кривой 0,78, чувствительность 85,1% и специфичность 83,6%). Пороговое значение эндотелина-1 составило ≥3,2 пг/мл. Для других биомаркеров эндотелиальной дисфункции, изученных в данном исследовании, при анализе ROC-кривых получены менее выраженные статистические показатели.

Рис. 2. ROC-кривая, характеризующая связь уровня эндотелина-1 с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST у мужчин среднего возраста с ишемической болезнью сердца.

Согласно результатам ROC-анализа, уровень эндотелина-1 в сыворотке крови обладает средней диагностической точностью в определении вероятности повторного чрескожного коронарного вмешательства (площадь под кривой 0,76; чувствительность 84,9%; специфичность 73,3%) (рис. 3). Пороговое значение составило ≥4,3 пг/мл, при превышении которого пациентов с ИБС можно разделить на группы в зависимости от необходимости повторного или первичного чрескожного коронарного вмешательства. Важно, что другие биомаркеры эндотелиальной дисфункции, изученные в данном исследовании, показали менее значимые результаты при проведении ROC-анализа, что подтверждает ведущую роль эндотелина-1 в оценке вероятности повторных чрескожных коронарных вмешательств.

Рис. 3. ROC-кривая, характеризующая связь уровня эндотелина-1 с повторным чрескожным коронарным вмешательством у мужчин среднего возраста с ишемической болезнью сердца.

Полученные результаты подтверждают наличие взаимосвязи ухудшения функционального состояния эндотелия и увеличения количества гемодинамически значимых стенозов у мужчин с ИБС. Статистический анализ определил ключевое значение повышенного уровня эндотелина-1 в трансформации хронических форм ИБС в острые.

В результате ROC-анализа получены пороговые значения для VEGF-A, ассоциируемые с развитием рестеноза коронарных артерий у мужчин среднего возраста с ИБС (рис. 4). Площадь под кривой составила 0,98; чувствительность — 100%; специфичность — 93,8%. Путем расчета максимального коэффициента Юдена (J = чувствительность + специфичность – 1) математически доказано, что пороговое значение VEGF-A составляет >67,87 пг/мл. Полученные данные демонстрируют связь между повышением уровня VEGF-A >67,9 пг/мл и рестенозом коронарных артерий у мужчин среднего возраста с ИБС.

Рис. 4. ROC-кривая, характеризующая связь уровня VEGF-A с рестенозом в стенте у мужчин среднего возраста с ишемической болезнью сердца.

1. У обследованных мужчин с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST определены более высокие уровни эндотелина-1 и VEGF-A по сравнению с пациентами с хроническим коронарным синдромом и лицами контрольной группы. Уровень гомоцистеина не имел статистически значимых различий между пациентами с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST и хроническим коронарным синдромом, что свидетельствует о меньшей роли этого биомаркера в дифференциации данных патологических состояний.

2. Установлена корреляция уровней эндотелина-1, VEGF-A и гомоцистеина с количеством гемодинамически значимых стенозов в коронарных артериях. Из всех изученных биомаркеров эндотелин-1 имел наиболее значимые корреляционные связи с тяжестью поражения коронарного русла, что свидетельствует об его ключевой роли в прогрессировании атеросклеротического поражения коронарных артерий.

3. Концентрация эндотелина-1 ≥3,2 пг/мл является биомаркером риска клинического исхода хронического коронарного синдрома в острый коронарный синдром без подъема сегмента ST. Повышение уровня эндотелина-1 до ≥4,3 пг/мл ассоциировано с увеличением вероятности повторного чрескожного коронарного вмешательства, что делает его перспективным биомаркером для оценки риска неблагоприятных клинических исходов у мужчин среднего возраста с ишемической болезнью сердца.

4. Повышение уровня VEGF-A >67,9 пг/мл связано с развитием рестеноза в стенте у пациентов с ишемической болезнью сердца, что показывает роль VEGF-A в патологической пролиферации сосудистой стенки после стентирования. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности мониторинга VEGF-A у пациентов после чрескожного коронарного вмешательства для прогнозирования риска рестеноза.

Вклад авторов: концепция и дизайн исследования — Гостимский В.А., Авдеева М.В., Щеглова Л.В.; сбор и обработка материала — Гостимский В.А., Авдеева М.В.; статистический анализ данных — Гостимский В.А., Авдеева М.В.; написание текста — Гостимский В.А.; научное редактирование — Щеглова Л.В.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Authors contribution: study design and concept — Gostimsky V.A., Avdeeva M.V., Shcheglova L.V.; data collection and processing — Gostimsky V.A., Avdeeva M.V.; statistical analysis — Gostimsky V.A., Avdeeva M.V.; text writing — Gostimsky V.A.; scientific editing — Shcheglova L.V.

¹ Клинические рекомендации «Острый коронарный синдром без подъема сегмента ST». Одобрено Научно-практическим советом Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2020. Ссылка активна на 30.03.25. https://disuria.ru/_ld/10/1017_kr20OKSbpSTmz.pdf

²Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 02.03.2021 №158н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST электрокардиограммы (диагностика, лечение и диспансерное наблюдение)». Ссылка активна на 30.03.25. https://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202104130021

³Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 28.04.2021 №410н «Об утверждении стандарта медицинской помощи взрослым при стабильной ишемической болезни сердца (диагностика, лечение и диспансерное наблюдение)». Ссылка активна на 30.03.25. https://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202105240046