The role of galectin-3 in the diagnosis and control of the effectiveness of pharmacotherapy of chronic heart failure

Full Text

В настоящее время только мозговой натрийуретический пептид (BNP) и N-концевой мозговой натрийуретический пептид (NT-proBNP) рекомендованы для использования в качестве биомаркеров для диагностики, мониторинга и оптимизации фармакотерапии пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН). Известно, что основным триггером для продукции натрийуретических пептидов является натяжение стенки миокарда левого желудочка (ЛЖ) в ответ на перегрузку объемом. Однако кроме напряжения стенки миокарда в патогенезе ХСН также принимают участие и другие процессы, такие как воспаление и фиброз. Натрийуретические пептиды не способны отражать выраженность данных процессов, в связи с чем поиск биомаркеров фиброза и воспаления является актуальным. В исследованиях DEAL-HF и СOACH была продемонстрирована способность нового биомаркера галектина-3 отражать процессы воспаления и фиброза, лежащие в основе ремоделирования миокарда у пациентов с ХСН [1-3]. Галектин-3 принадлежит к семейству b-галактозидсвязывающих протеинов. Благодаря наличию в своей структуре коллагеноподобного домена галектин-3 связывается с широким спектром протеинов экстрацеллюлярного матрикса, таких как тенасцин, фибронектин и ламинин. Галектин-3 экспрессируется многими клетками, включая нейтрофилы, макрофаги, лаброциты, фибробласты и остеокласты. Данные исследований на животных свидетельствуют о ключевой роли галектина-3 в процессах фиброзирования [4, 5]. Данные нескольких когортных исследований свидетельствуют о способности галектина-3 прогнозировать риск развития крупных сердечно-сосудистых событий у пациентов с ХСН, таких как смерть и частота госпитализаций [6-8]. Целью настоящего исследования являлось изучение уровней галектина-3 у пациентов с ХСН II-III функционального класса (ФК) по Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (New York Heart Association - NYHA), взаимосвязи уровней галектина-3 с клиническими и эхокардиографическими характеристиками пациентов, сопоставление динамики уровней NT-proBNP и галектина-3 до и после проведенной терапии. Материалы и методы Предварительному скринингу подверглись 78 пациентов с ХСН в анамнезе, госпитализированных в терапевтическое отделение городской клинической больницы №23 (Москва) с жалобами на острую одышку, задержкой жидкости в организме. В исследование были включены 53 пациента с ХСН II-III ФК NYHA, подтвержденной с помощью комплексного клинико-инструментального обследования (эхокардиографии, динамики состояния на фоне проводимой терапии, физикального осмотра). Среди них 31 (58,5%) женщина, 22 (41,5%) мужчины. Средний возраст больных составил 71 год. Протокол исследования был утвержден локальным этическим комитетом, всеми пациентами было подписано добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Критериями включения пациентов являлись: подписанное информированное согласие на участие в исследовании, возраст от 18 лет и старше, ХСН II-III ФК NYHA. Критериями исключения являлись наличие онкологических заболеваний в анамнезе менее 5-летней давности, инфаркт миокарда, инсульт, операции на открытом сердце в течение 4 предшествующих недель до включения с исследование, участие пациента в другом исследовании, а также алкоголизм и наркомания. Соответственно ФК ХСН по NYHA пациенты были разделены на 2 группы. В 1-ю группу (n=14) были включены пациенты с ХСН II ФК NYHA, во 2-ю (n=39) - пациенты с ХСН III ФК NYHA. Осмотр и лабораторно-инструментальные обследования выполняли до назначения медикаментозной терапии (за исключением терапии на догоспитальном этапе) при поступлении и перед выпиской пациента. Проводились физикальный осмотр, тест 6-минутной ходьбы, эхокардиография с измерением стандартных систоло-диастолических показателей, забор крови на общий, биохимический и гормональный анализы. Оценка тяжести состояния производилась по шкале оценки клинического состояния (ШОКС) при ХСН (модификация В.Ю.Мареева, 2000) [9]. Все пациенты получали стандартную фармакотерапию ХСН, включавшую ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента или блокаторы рецепторов ангиотензина, b2-адреноблокаторы, антагонисты минералокортикоидных рецепторов, петлевые диуретики. Забор крови для определения концентрации биомаркеров NT-proBNP и галектина-3 осуществляли всем пациентам при поступлении, через 48 ч пребывания в стационаре. С целью оценки динамики показателей биомаркеров в группе из 24 пациентов в день выписки выполнялся повторный анализ уровня галектина-3 и NT-proBNP плазмы. Забор крови производился в пробирки с этилендиаминтетрауксусной кислотой. Кровь центрифугировали, полученную плазму замораживали при температуре -30°С. Уровень галектина-3 в плазме крови пациентов определяли с помощью набора для иммуноферментного анализа (Bender MedSystems, США). Уровни NT-proBNP в плазме крови пациентов определялись с помощью набора для иммуноферментного анализа (Biomedica Gruppe, Австрия); табл. 1. При статистической обработке данных для признаков с распределением, значимо отличающихся от нормального, рассчитывали медиану, квартили и применяли непараметрические методы сравнения несвязанных признаков (Kruskal-Wallis Anova & Median test при количестве сравниваемых групп более двух и Манна-Уитни при сопоставлении двух групп). Для свяанных значений применяли критерий Вилкоксона. При сравнении частот строили таблицы сопряженности признаков. Для расчета р использовали точный критерий Фишера (при небольших объемах групп) и непараметрический критерий c2. Для частот, характеризующих чувствительность и специфичность, рассчитывали 95% доверительные интервалы. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Проводили корреляционный анализ Пирсона (Спирмена для непараметрических данных) с расчетом коэффициента корреляции и уровня его значимости. Результаты Обе группы были сопоставимы по возрасту, полу, сопутствующим заболеваниям (артериальная гипертония, наличие инфаркта миокарда в анамнезе, фибрилляция предсердий, сахарный диабет, хроническая почечная недостаточность). При сравнении средних уровней биомаркеров ХСН было выявлено, что уровень галектина-3 в плазме крови больных в группе пациентов с ХСН II ФК NYHA составил 6,85 [3, 67; 10, 02] нг/мл, в группе ХСН III ФК NYHA - 9,61 [7, 75; 12, 6] нг/мл. Различие средних уровней галектина-3 в сравниваемых группах было статистически значимым (p=0,02); рис. 1. Динамика уровней галектина-3 и NT-proBNP до и после проведенной терапии Повторное определение уровней галектина-3 и NT-proBNP проводилось в день выписки каждого пациента. В группу по оценке динамики уровней галектина-3 и NT-proBNP вошли 24 пациента. После проведенного лечения было установлено достоверное снижение уровня галектина-3 в сравнении с начальным показателем (p<0,001); табл. 2, рис. 2. Снижение уровня галектина-3 после проведенного лечения было выявлено у 84,3% пациентов. При оценке взаимосвязи уровня галектина-3 с тяжестью клинического состояния по ШОКС после проведенной терапии наблюдалась умеренная прямо пропорциональная связь (r=0,5, p=0,1); рис. 3. При повторном определении NT-proBNP также было установлено достоверное снижение его уровня (p<0,003); см. рис. 3. Снижение данного показателя после проведенного лечения было выявлено у большинства пациентов (84,2%). При оценке взаимосвязи уровня галектина-3 с тяжестью клинического состояния по ШОКС после проведенной терапии наблюдалась умеренная прямо пропорциональная связь (r=0,5; p=0,1); рис. 4. Обсуждение Взаимосвязь повышенного уровня NT-proBNP c негативным прогнозом ХСН убедительно продемонстрирована в многочисленных исследованиях [10, 11]. В связи с этим представляет интерес связь уровней натрийуретических пептидов c новыми биомаркерами. В нашей работе была выявлена слабая корреляционная связь между уровнями NT-proBNP и галектина-3 плазмы (r=0,3, p=0,02); табл. 3. Это сопоставимо с результатами многоцентрового рандомизированного исследования HF-ACTION [12]. В ряде исследований была показана прогностическая ценность повторного измерения галектина-3 в плазме пациентов с ХСН [13, 14]. Так, повышение уровня галектина-3 15% и более при повторном измерении через 3 мес повышало риск развития сердечно-сосудистых событий (относительный риск 2,85; 95% доверительный интервал 1,13-7,15, p=0,03), через 6 мес - относительный риск 2,68; 95% доверительный интервал 1,14-6,32, p=0,02. Согласно результатам исследования DEAL-HF у пациентов c ХСН с уровнем галекти-на-3>17,8 нг/мл и NT-proBNP>100,1 пмоль/л 6-месячный риск госпитализации и смертности повышался на 42,7% [1]. В исследовании R.van Kimmenade и соавт. возрастание уровня галектина-3 коррелировало с возрастом пациентов, ухудшением функции почек, тяжестью ХСН [15]. В нашей работе медиана галектина-3 была связана со стадией ХСН ФК NYHA (p<0,05). Уровень галектина-3 в плазме крови больных в группе пациентов с ХСН ФК II NYHA составил 6,85 [3, 67; 10, 02] нг/мл, в группе пациентов с ХСН ФК III NYHA - 9,61 [7, 75; 12, 6] нг/мл. Различие в сравниваемых группах было статистически достоверным (p<0,05). Слабая связь галектина-3 установлена с уровнем креатинина плазмы крови (r=0,3, p<0,05). Медиана уровня NT-proBNP у пациентов c ХСН ФК II NYHA составила 45,83 [20, 99; 74, 77] пмоль/л, с ХСН ФК III NYHA 91,57 [43, 66; 137, 65] пмоль/л. Уровень NT-proBNP у пациентов с ФК III NYHA был достоверно выше (p<0,0005), что соответствует данным исследования PRIDE, где уровень концентрации NT-proBNP плазмы крови пациентов повышался с ухудшением их функционального состояния [16]. В группе больных ФК II NYHA преобладали пациенты с сохранной фракцией выброса (СФВ) - 92,9%. В группе ФК III NYHA отмечалось равное распределение пациентов по показателям фракции выброса - ФВ (СФВ 48,8%, сниженная ФВ 51,2%). Группы различались по показателям ФВ (p<0,05). Значимое повышение уровня NT-proBNP в группе ФК III NYHA связано с более выраженным поражением миокарда. Дилатация ЛЖ была более выражена у пациентов, имеющих сниженную ФВ (r=-0,7, p<0,0001). Показатели конечного диастолического объема (КДО) пациентов находились в обратной зависимости с ФВ (r=-0,7, p<0,0001). Медиана уровней галектина-3 плазмы у пациентов в группе ФК II NYHA и ФК III NYHA составляла 6,85 [3, 67; 10, 02] нг/мл и 9,61 [7, 75; 12, 6] нг/мл соответственно (p<0,05). Данные уровни сопоставимы со средней концентрацией этого биомаркера у пациентов с острой сердечной недостаточностью в исследовании PRIDE, M.Batlle и соавт. [15, 16]. Согласно данным исследований альдостерон служит стимулом для синтеза галектина-3 макрофагами миокарда. Галектин-3, в свою очередь, передает паракринный сигнал фибробластам, что ведет к повышению их пролиферации и депозиции проколлагена-1 [17]. Данные недавних исследований свидетельствовали о том, что галектин-3 служит медиатором миокардиального фиброза, опосредованного альдостероном. Так, в исследовании L.Calvier и соавт. введение альдостерона у крыс сопровождалось гипертензией, воспалением, фиброзом, повышением экспрессии галектина-3 в аорте, в то время как у крыс с деплецией гена галектина-3 подобных изменений не отмечалось. Применение антагониста минералокортикоидных рецепторов эплеренона у крыс снижало уровни альдостерониндуцированного галектина-3 [18]. В исследовании O.Deveci и соавт. добавление спиронолактона к стандартной терапии ХСН по окончании 6-месячного периода наблюдения приводило к достоверному снижению уровней галектина-3 плазмы (p<0,001) [19]. В исследовании W.Tang и соавт. уровни галектина-3 были значительно ниже у пациентов, находившихся на терапии b-адреноблокаторами (13,4 нг/мл vs 14,9 нг/мл, p=0,024) и спиронолактоном (13,1 нг/мл vs 14,3 нг/мл, p=0,043), в сравнении с пациентами не получавшими терапии [6]. В нашем исследовании медиана уровня галектина-3 плазмы крови в обеих группах снижалась с начального 8,5 [5, 21; 15, 72] нг/мл до 6,49 [3, 36; 12, 79] нг/мл (p<0,001) через 3 нед терапии, включавшей ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента/блокаторы рецепторов ангиотензина, b-адреноблокатор, петлевой диуретик, спиронолактон. Медиана уровня NT-proBNP снижалась с 121,47 [43, 3; 177, 88] пмоль/л вначале до 82,69 [31, 88; 132, 66] по окончании фармакотерапии. В исследовании DEAL-HF c участием пациентов с ХСН высокие уровни галектина-3 ассоциировались с повышенным риском повторных госпитализаций и смертности [1]. Заключение Таким образом, клинические и экспериментальные данные позволяют расценивать галектин-3 не только в качестве биомаркера, но также в качестве фармакологической мишени. Так, ингибирование галектина-3 может уменьшать процессы фиброзирования и ремоделирования миокарда, улучшать прогноз ХСН. В комплексной диагностике ХСН определение галектина-3 может являться дополнительным критерием, подтверждающим наличие фиброза миокарда, а также имеющим дополнительное прогностическое значение. Каждый из двух биомаркеров (галектин-3 и NT-proBNP) дает определенную независимую информацию о прогнозе таких пациентов. Применение галектина-3 в клинической практике может расширять возможности кардиолога в диагностике и оценке риска больных с ХСН.

About the authors

K. A Giamdzhian

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: karina.gyamdjyan@gmail.com
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

V. G Kukes

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia, d. 8, str. 2

References

Supplementary files