Оценка предикторной способности цистатина C и растворимого Fas-рецептора апоптоза для развития ишемических событий с использованием биобанка популяционного исследования

Идентификация лиц с высоким риском преждевременной сердечно-сосудистой смерти остается приоритетной задачей первичной профилактики. Биомаркеры, к которым относятся высокочувствительный тропонин T (вчТнТ), N-концевой мозговой натрийуретический пропептид (N-terminal Brain Natriuretic ProPeptide — N-t proBNP) и высокочувствительный C-реактивный белок (вчСРБ), широко используются для стратификации риска [1].

В популяционном исследовании «Узнай свое сердце» (УСС, Архангельск) повышенный уровень вчСРБ и сниженная фракция выброса левого желудочка предсказывали общую смертность, а содержание цистатина C (Цис C) и N-t proBNP — смертность от всех причин в возрастной группе 35—69 лет [2]. Однако предикторная ценность Цис C и биомаркеров Fas-опосредованного апоптоза для специфических ишемических событий (смерть от ишемической болезни сердца (ИБС) и нефатальный инфаркт миокарда — ИМ) в этой популяции не исследовалась.

Показано, что Цис C, традиционно рассматриваемый как маркер почечной дисфункции, также участвует в иммуно-ассоциированной регуляции апоптоза посредством про- и антиапоптотических механизмов в различных типах клеток [3—6]. Это позволяет использовать его для прогнозирования сердечной недостаточности и острого коронарного синдрома, независимо от функции почек [7]. Растворимые молекулы Fas-системы (sFas-рецептор (sFas) и sFas-лиганд) модулируют рецептор-опосредованный апоптоз и ассоциированы с окислительной модификацией липидов и дестабилизацией атеросклеротических бляшек [3]. Дисрегуляция Fas-зависимого апоптоза также рассматривается как ключевой механизм в патогенезе возраст-ассоциированных сердечно-сосудистых заболеваний [8].

С учетом общей роли Цис C и sFas в иммунной регуляции апоптоза и потенциальных механистических связей с атеросклерозом их комбинация с N-t proBNP и вчСРБ может улучшить прогнозирование ишемических событий.

Цель исследования — оценить прогностическую ценность цистатина C и растворимого Fas-рецептора апоптоза для ишемических событий в популяции 35—69 лет.

Исследование основано на данных поперечного исследования УСС (Архангельск, Россия, 2015— 2017 гг.) [9], банка биоматериалов участников и их проспективного наблюдения. В анализ включено 2370 мужчин и женщин 35—69 лет, у которых определен уровень Цис C в сыворотке крови. Базовое обследование включало анкетирование (социально-демографические, поведенческие и медицинские данные), забор крови и лабораторные и инструментальные тесты состояния сердечно-сосудистой системы.

Артериальную гипертонию (АГ) определяли при уровне систолического артериального давления (АД) ≥140 мм рт.ст., и/или диастолического АД ≥90 мм рт.ст., и/или при сообщении о приеме антигипертензивных препаратов, сахарный диабет 2 типа (СД2) — при уровне гликированного гемоглобина (HbA1c) ≥6,5%, и/или при сообщении о приеме противодиабетических препаратов, и/или при сообщении о наличии диагноза СД. Абдоминальное ожирение оценивали по окружности талии ≥94 см у мужчин и ≥80 см у женщин. Метаболический синдром (МС) определяли по критериям Американской ассоциации сердца/Национального института сердца, легких и крови (2009).

Образцы крови собраны через 4 ч после еды. После центрифугирования сыворотку аликвотировали, замораживали при –80 °C и транспортировали по холодовой цепи в ООО «Лаборатория «Литех» (Москва), где анализ выполнялся одной партией. Уровни общего холестерина (ХС), ХС липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и триглицеридов (ТГ) оценивали с помощью ферментативной калориметрии, аполипопротеина A-I (АпоА), аполипопротеина B (АпоВ), HbA1c и вчСРБ — иммунотурбидиметрии, Цис C, липопротеина (а) — Лп (а) — латекс-усиленной иммунотурбидиметрии (AU 680, «Beckman Coulter, Inc.», США). Концентрации вчТнТ и N-t proBNP оценивали методом ECLIA (Cobas e411 Analyzer, «Roche Diagnostics GmbH», Германия).

Исходом служила комбинированная конечная точка (КТ): нефатальный ИМ или смерть от ИБС. Участников наблюдали до 05.09.2024.

ГБУЗ АО «Медицинский информационно-аналитический центр» (Архангельск) для каждого случая смерти предоставил обезличенные данные о дате и причине смерти (ИБС, МКБ-10: I20—I25). Для несмертельных исходов учитывались случаи обращения за стационарной медицинской помощью с основным, заключительным и впервые установленным диагнозом острого ИМ (I21—I22). Из анализа исключено 115 участников с перенесенным ИМ и 10 — без данных минимум по одному биомаркеру. В результате анализ прогноза КТ проведен в выборке 2232 человека.

Выборка «случай-контроль» включала 36 участников с зарегистрированными исходами и 124 контроля (отобраны случайно). В 2024 г. у 160 участников определяли sFas и sFasL (лиганд) методом ИФА («RayBiotech Inc.», США); использовали анализатор Multiskan FC («Thermo Fisher Scientific Instruments Co., Ltd.», США).

Статистический анализ. Количественные переменные представлены как средние значения (M) со стандартными отклонениями (SD) или медиана (Me) и квартили (Q₁—Q₃). Непрерывные переменные со скошенными распределениями анализировали в логарифмированном виде. Категориальные переменные представлены как абсолютные значения и процентные доли (%). Сравнения групп проводили с помощью t-теста для непрерывных переменных и теста χ² Пирсона для категориальных. Тренды оценивали с помощью линейных регрессий для количественных признаков и логистических — для категориальных.

Ассоциации биомаркеров с факторами риска оценивали с применением многомерных линейных регрессий с коррекцией на возраст и пол. Результаты представлены в виде стандартизованных коэффициентов β.

Логистические модели использовали для оценки связи КТ с биомаркерами в проспективных данных и исследовании «случай-контроль»: модель 1 скорректирована на пол и возраст; модель 2 дополнительно включала взаимную поправку биомаркеров. Результаты представлены как отношения шансов (ОШ) с 95% доверительными интервалами (ДИ). Для статистического анализа использовали программы Stata 18.0 и IBM SPSS Statistics 17 («IBM Corporation», США).

Этическое одобрение. Исследование УСС одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО СГМУ (Архангельск) Минздрава России (№01/01-15, 2015) и этическим комитетом Лондонской школы гигиены и тропической медицины (№8808, 2015). Одобрение на последующее исследование смертности и заболеваемости получено от локального этического комитета ФГБОУ ВО СГМУ (Архангельск) Минздрава России (№01/04-19, 2019). Все участники подписали информированное добровольное согласие.

Выборка УСС включала 1380 (58,3%) женщин и 987 (41,7%) мужчин, средний возраст 53,8 года. Медиана концентрации Цис C составила 0,87 мг/л (Q₁—Q₃: 0,78—0,97).

Все демографические, поведенческие, медицинские и лабораторные показатели (табл. 1) демонстрировали статистически значимые тренды по квартилям Цис C. После корректировки на пол и возраст сохранялась значимость всех трендов, за исключением рака и Лп (а). Большинство показателей увеличивалось, тогда как уровни ХС ЛПВП и АпоА снижались.

Таблица 1.Базовая характеристика участников по квартилям цистатина C (n=2370)

Примечание. а — p для тренда без коррекции; б — p для тренда с поправкой на пол и возраст. Переменные со скошенным распределением проанализированы в логарифмированном виде. ИМ — инфаркт миокарда; ХСН — хроническая сердечная недостаточность; ИМТ — индекс массы тела; HbA1c — гликированный гемоглобин; ХС — общий холестерин; ТГ — триглицериды; АпоА1 — аполипопротеин A1; Лп (а) — липопротеин (а); вчТропонин Т — высокочувствительный тропонин Т. Здесь и в табл. 2—6: вчСРБ — высокочувствительный C-реактивный белок, N-t proBNP — N-терминальный фрагмент предшественника мозгового натрийуретического пептида. Здесь и в табл. 5: ЛПВП — липопротеины высокой плотности; ЛПНП — липопротеины низкой плотности; АпоВ — аполипопротеин B.

В выборке УСС (n=2232) оценена прогностическая ценность Цис C для КТ (табл. 2); зарегистрировано 36 исходов к 05.09.2023, медиана наблюдения 7,5 года. Цис C был связан с риском КТ после корректировки на пол и возраст (модель 1), однако при добавлении N-t proBNP и вчСРБ значимость ассоциации исчезала (модель 2), что указывает на частичное перекрытие эффекта. При этом тренд роста ОШ КТ по квартилям Цис C сохранялся значимым.

Таблица 2. Связь цистатина C и других биомаркеров с шансами конечной точки (n=2232)

Примечание. а — с коррекцией на пол и возраст; б — с коррекцией на пол, возраст и с учетом взаимной коррекции анализируемых переменных; * — p_тренд<0,001; ** — p_тренд=0,017.

В исследовании «случай-контроль» среди случаев отмечалась более высокая доля мужчин, тогда как структура контролей по полу была близка к выборке УСС. В среднем случаи были старше контролей. Исходные различия между группами отмечены также по ряду биомаркеров. Значимые различия выявлены для Цис C, вчСРБ, N-t proBNP и отношения sFas/sFasL. Для sFas наблюдалась пограничная разница (p=0,052), тогда как уровни sFasL не различались (табл. 3).

Таблица3. Базовая характеристика группы «случай-контроль»

Примечание. Здесь и в табл. 4, 6: sFas-рецептор — растворимый Fas-рецептор.

В выборке случаев и контролей (n=160) отмечен линейный рост уровней sFas и отношения sFas/sFasL по квартилям Цис C, тогда как для sFasL значимый тренд не выявлен (табл. 4). В многомерной линейной регрессионной модели (n=160) выявлены независимые ассоциации уровней sFas с АпоВ, Цис C и курением (табл. 5).

Таблица 4.Исходные уровни растворимого Fas-рецептора в выборке (n=160) по квартилям цистатина C

Примечание. * — тест Джонкхиера—Терпстры.

Таблица 5. Ассоциации растворимого Fas-рецепторав с факторами сердечно-сосудистого риска в выборке случай-контроль (n=160)

Примечание. а — простая линейная регрессия; б — многомерная линейная регрессия с включением всех переменных, представленных в табл. 5; в — показатель использован в логарифмированном виде.

В выборке «случай-контроль» оценена прогностическая роль комбинации биомаркеров (табл. 6), связанных общими патогенетическими механизмами (N-t proBNP, вчСРБ и sFas). ROC-анализ показал предсказательную способность Цис C (AUC 0,789; 95% ДИ 0,677—0,878; p<0,001), N-t proBNP (AUC 0,705; 95% ДИ 0,589—0,822; p<0,001), вчСРБ (AUC 0,657; 95% ДИ 0,556—0,758; p=0,004) и пограничный результат для sFas (AUC 0,607; 95% ДИ 0,500—0,713; p=0,052).

Таблица 6. Предикторы конечной точки в выборке «случай-контроль» без учета уровня растворимого Fas-рецептора в сыворотке крови и с его включением

Примечание. a — с коррекцией на пол и возраст; b, c, d — с коррекцией на пол, возраст и с учетом взаимной коррекции анализируемых переменных в соответствующей модели.

Все биомаркеры показали связь с шансами КТ после коррекции на пол и возраст (модель 1). Взаимная коррекция N-t proBNP и вчСРБ частично уменьшала связи (модель 2). Высокие уровни Цис C (Q₄) оставались значимым предиктором как в анализе отдельного биомаркера (см. табл. 2), так и при добавлении к N-t proBNP и вчСРБ (модель 3), но величина эффекта снижалась.

Добавление sFas к модели, включающей N-t proBNP и вчСРБ (модель 4), улучшало точность прогноза КТ и усиливало значимость N-t proBNP и вчСРБ. Тест отношения правдоподобия, использованный для сравнения двух моделей, показал, что модель 4 с добавлением sFas (ln) значимо лучше модели 2 (p=0,0415), но не имеет отличия от модели 3.

Комбинация биомаркеров может повысить эффективность прогноза [10]. Используя биобанк популяционного исследования [11], мы показали предикторную ценность биомаркеров апоптоза (Цис C и sFas) в комбинации с N-t proBNP и вчСРБ для нефатального ИМ и смерти от ИБС в популяции 35—69 лет с медианой наблюдения 7,5 года.

Нами показаны связи Цис C с факторами риска атеросклеротических заболеваний, особенно с МС и его компонентами, липопротеинами, биомаркерами воспаления, ремоделирования сосудов и миокарда, а также с клиническими событиями, что предполагает вовлеченность Цис C в механизмы атерогенеза. Мы выявили демографические тренды в виде поквартильного увеличения уровня Цис C с возрастом и у мужчин, что согласуется с данными других авторов [18, 19]. J. Chen и соавт. отметили, что Цис C был статистически значимо связан с наличием бляшек в тяжелой форме у пациентов в возрасте 55—65 лет. Но только более высокие уровни Цис C (Q3) были ассоциированы с наличием бляшек в тяжелой форме у пациентов старше 65 лет, что может говорить о различии в доминирующих звеньях атерогенеза и дебюта ИБС у лиц разного возраста [15]. В нашем исследовании уровни Цис C росли с увеличением показателей индекса массы тела (ИМТ), вчСРБ, АГ и табакокурения, как и в национальном американском исследовании NHANES III [18]. На сегодняшний день МС признан фактором риска развития ИБС [20]. Мы показали поквартильное повышение уровня Цис C с ростом доли МС и его компонентов, что сходится с мнением других авторов [21—24].

Мы выявили популяционный рост уровня вчСРБ по квартилям Цис C. Воспаление и уровень вчСРБ — ключевые факторы атерогенеза и разрыва атеросклеротической бляшки [25—27]. Цис C — ингибитор протеаз, уровень которого растет при хроническом воспалении и является предиктором нестабильности бляшек, независимо от СКФ [7, 28]. Уровни обоих биомаркеров коррелируют [29, 30]. Таким образом, Цис C и СРБ являются индикаторами системного воспаления с разными патофизиологическими механизмами.

Атерогенез сопровождается нарушением баланса между катепсинами и их ингибитором — Цис C, уровень которого отражает компенсаторные усилия по противодействию разрушению коллагена, дестабилизации бляшки, формированию пенистых клеток и тромбозу [28]. Нами выявлены тренды увеличения доли нозологий (АГ, ИБС, сердечной недостаточности, СД, болезней почек) при возрастании уровня Цис C, скорректированные на пол и возраст. Подобные тренды наблюдались для биомаркеров ремоделирования сердца (вчТнТ и N-t proBNP) [7, 13—15].

Благодаря биобанку УСС мы оценили биомаркеры апоптоза (sFasL, sFas и sFas/sFasL) за 7,5 года до событий у 160 человек. Fas-опосредованный апоптоз играет критическую роль в атеросклерозе, дестабилизации бляшки, развитии острого коронарного синдрома [31] и постинфарктном ремоделировании [32—34]. В отличие от мембранной формы sFas блокирует апоптотический сигнал и может отражать компенсаторные механизмы при хроническом повреждении сосудов.

Нами определены положительные корреляции sFas с АпоВ, ТГ, ЛПНП, Цис C, курением и ИМТ и отрицательная — с ЛПВП. Подобные связи показаны в исследовании, где sFas (sAPO-1) был связан с ожирением и липидными параметрами у здоровых взрослых [35]. Многомерный анализ показал независимые ассоциации sFas с Цис C, курением и АпоВ. Связь с АпоВ особенно значима, поскольку этот показатель отражает весь пул атерогенных липопротеинов и является ключевым маркером дислипидемии [36]. Самая сильная ассоциация выявлена нами между sFas и Цис C. Отмечено, что sFas может служить связующим звеном между дислипидемией и сосудистым повреждением — окисленные ЛПНП индуцируют апоптоз мононуклеаров и эндотелиоцитов коронарных сосудов [3].

Апоптоз гладкомышечных клеток, макрофагов и эндотелиоцитов наиболее интенсивен на ранних стадиях атеросклероза и создает условия для дестабилизации бляшки, тромбоза и изъязвления [31]. При прогрессировании атеросклероза интенсивность апоптоза снижается, преобладают некроптоз и некроз с воспалением. От Fas-опосредованной гибели клетку защищает белок FAIM [37], уровень которого повышается в активированных B-клетках. В экспериментальных исследованиях с внутримиокардиальной имплантацией мезенхимальных стволовых клеток с целью стимуляции неоваскуляризации и улучшения работы сердца после ИМ показано FAIM-опосредованнное повышение их выживаемости [38]. Цис C может быть вовлечен в механизмы апоптоза через T- и B-лимфоциты [6], на которых при активации появляется мембранный Fas-рецептор (APO-1, CD95+). Цис C ослабляет Fas-опосредованный апоптоз эндотелиоцитов и кардиомиоцитов [6] и, по нашим данным, положительно ассоциирован с циркулирующей формой sFas, обладающей антиапоптотическими свойствами.

В выборке «случай-контроль» мы показали исходные межгрупповые различия для Цис C, вчСРБ, N-t proBNP и отношения sFas/sFasL, а также линейный тренд нарастания sFas и sFas/sFasL по квартилям Цис C. Исходы за 7,5 года оказались положительно ассоциированы с мужским полом и исходным уровнем Цис C, что подтверждает предикторную ценность этого биомаркера.

Используя N-t proBNP и вчСРБ, роль которых для прогноза смертности показана ранее [1, 2], мы продемонстрировали четыре регрессионные модели. Отмечено, что модель 1 показала значимость каждого биомаркера изолированно при коррекции на пол и возраст, модели 2—4 — роль взаимной коррекции. Высокие значения Цис C (Q4) указывают на повышенные риски как отдельно, так и в сочетании с N-t proBNP и вчСРБ.

Важно, что sFas в комбинации с N-t proBNP и вчСРБ может иметь даже большую значимость для прогноза исхода, чем Цис C. Таким образом, исходные Цис C и sFas в сочетании с традиционными биомаркерами полезны для прогноза ишемических событий. Данный анализ показал ассоциации маркеров апоптоза с традиционными факторами риска и расширил представления о патогенезе МС и атеросклеротических заболеваний сердца. Биобанк с образцами 2015—2017 гг. позволит продолжить исследование когорты и поиск новых маркеров — предикторов сердечно-сосудистых заболеваний.

Небольшое количество случаев в выборке «случай-контроль» снижает статистическую мощность и ограничивает возможность выявления причинно-следственных связей. Исключение участников с ранее перенесенным ИМ основано на самоотчетах, поэтому нельзя полностью исключить попадание в анализ лиц с нераспознанным ИМ в анамнезе.

Показаны значимые ассоциации содержания цистатина C с полом и возрастом, курением, заболеваниями и лабораторными показателями кардиоваскулярного риска, метаболического синдрома и воспаления. Растворимый Fas-рецептор апоптоза также ассоциирован с атерогенной дислипидемией (в многомерной модели — с аполипопротеином B), курением и наиболее тесно — с уровнем цистатина C. Оба биомаркера, отражающие регуляцию апоптоза, обладали прогностической ценностью для неблагоприятных ишемических событий (нефатального инфаркта миокарда и смерти от ишемической болезни сердца). Включение растворимого Fas-рецептора апоптоза в модель, содержащую N-концевой мозговой натрийуретический пропептид и высокочувствительный C-реактивный белок, улучшало точность прогноза и усиливало вклад каждого показателя. Полученные данные указывают на перспективность использования цистатина C и растворимого Fas-рецептора апоптоза совместно с традиционными кардиомаркерами для оценки риска сердечно-сосудистых событий.

Вклад авторов: концепция и дизайн исследования — Миролюбова О.А., Кудрявцев А.В.; сбор и обработка материала — Кудрявцев А.В.; статистический анализ данных — Кудрявцев А.В.; Миролюбова О.А.; написание текста — Миролюбова О.А., Стрелкова А.В., Мосеева А.С.; редактирование — Кудрявцев А.В., Миролюбова А.О., Митькин Н.А., Стрелкова А.В., Сибирцева В.В.

Финансирование: исследование «Узнай свое сердце» являлось частью Международного проекта по сердечно-сосудистым заболеваниям в России (International Project on Cardiovascular Disease in Russia, https://knowyourheart.science/), реализованного в 2014—2019 гг. при финансовой поддержке Wellcome Trust [Strategic Award 100217], UiT — Арктического университета Норвегии, Норвежского института общественного здравоохранения и Минздрава Норвегии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Authors contribution: study design and concept — Mirolyubova O.A., Kudryavtsev A.V.; data collection and processing — Kudryavtsev A.V.; statistical analysis — Kudryavtsev A.V., Mirolyubova O.A.; text writing — Mirolyubova O.A., Strelkova A.V., Moseeva A.S.; scientific editing — Kudryavtsev A.V., Mirolyubova O.A., Mitkin N.A., Strelkova A.V., Sibirtseva V.V.

Financial Support: the «Know Your Heart» study was part of the International Project on Cardiovascular Disease in Russia (https://knowyourheart.science/), implemented in 2014—2019 with the financial support of Wellcome Trust [Strategic Award 100217], UiT — the Arctic University of Norway, the Norwegian Institute of Public Health, and the Ministry of Health of Norway.