Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ИСХОДА У ПАЦИЕНТОВ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА В ТЕЧЕНИЕ ГОДА ПОСЛЕ КОРОНАРНОГО ШУНТИРОВАНИЯ

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии и может быть применено для прогнозирования неблагоприятного исхода у пациентов ишемической болезнью сердца в течение года после коронарного шунтирования (КШ).

В настоящее время эффективным методом лечения ишемической болезни сердца признан хирургический и его разновидностью является коронарное шунтирование. Данный метод лечения по количеству выполнения за год стоит на втором месте по сравнению с коронарным стентированием (36035 и 180948 случаев соответственно) (см. Бокерия Л.А., Милиевская Е.Б., Кудзоева З.Ф., Прянишников В.В. Сердечно-сосудистая хирургия - 2017. Болезни и врожденные аномалии системы кровообращения. М.: НМИЦССХ им. А.Н. Бакулева МЗ РФ; 2018. 252 с.).

По данным различных литературных источников, при проведении коронарного шунтирования в отдаленный послеоперационный период (в среднем через 1 год) отмечено меньшее количество внезапной сердечной смерти, повторного инфаркта миокарда, возникновение нестабильной стенокардии, чем при проведении чрескожного коронарного вмешательства (см. The adequacy of myocardial revascularization in patients with multivessel coronary artery disease Zimarino, Marco et al. International Journal of Cardiology, Volume 168, Issue 3, 1748-1757).

Причем, вопрос о причине возникновения данных осложнений является дискуссионным, что и повлекло разработку различных специализированных шкал для оценки рисков как госпитальных так и отдаленных неблагоприятных исходов.

Например, одной из часто используемых шкал является EuroScore, которая оценивает госпитальную смертность после проведения коронарного шунтирования, вне зависимости от вида поддержки кровообращения. Данная шкала включает такие предикторы как - возраст, пол, хроническая болезнь легких, нарушение подвижности, поражение других не коронарных артериальных сосудов, клиренс креатинина, наличие инсулинзависимого сахарного диабета, активный эндокардит, стенокардия высокого функционального класса, недавний инфаркт миокарда, фракция выброса левого желудочка, легочная гипертензия, срочность вмешательства, хирургические вмешательства на сердце.

Однако, данный инструмент, ввиду его многокомпонентности недооценивает риск у пациентов с коморбидной патологией, и занижает его у пациентов высокого риска, т.к. в основном шкала была разработана на пациентах низкого и промежуточного риска (см. Белялов Ф.И. Прогнозирование и шкалы в кардиологии. М.: МЕДпресс-информ. 2019. 208 с.).

Согласно данным различных литературных источников кардиальные осложнения, такие как внезапная сердечная смерть, нестабильная стенокардия, инфаркт миокарда у пациентов, перенесших коронарное шунтирование, связаны не только с коморбидностью пациента, но и непосредственно с прогрессированием атеросклероза.

Теория иммунного воспаления в развитии атеросклероза не вызывает сомнения. Как известно, запускает этот процесс врожденный иммунитет, являющийся посредником для активации адаптивного иммунного ответа. Первичным звеном в активации врожденного иммунитета выступает его рецепторный аппарат, а именно, толл-подобные рецепторы (TLR). Данные молекулы выполняют не только рецепторную функцию, но и являются сигнальными системами для реализации защитных реакций.

Так, например, толл-подобный рецептор-TLR9 экспрессируется на мембране эндосом и при распознавании патогена запускает каскад синтеза провоспалительных цитокинов, участвующих в прогрессировании атеросклероза. В связи с чем, оценка экспрессии TLR9 на моноцитах может служить надежным маркером прогрессирования атеросклероза и инструментом для оценки кардиальных осложнений после проведения коронарного шунтирования.

Известен способ раннего прогнозирования риска тромбоэмболических осложнений у пациентов, перенесших аортокоронарное шунтирование, основывающийся на определении уровня фактора некроза опухоли - α (ФНО-α), интерлейкина - 10 (ИЛ-10) и матриксной металлопротеиназы - 1 (ММП-1), до операции и в первые сутки после операции (см. патент RU 2657760 С1, опубл. 15.06.2018, Бюл. №17). При определении уровня ИЛ - 10 выше 65 пг/мл в предоперационном периоде и выше 230 пг/мл в первые сутки после операции, ФНО-α выше 24 пг/мл и ММП-1 выше 3,3 нг/мл в предоперационном периоде и после операции прогнозируют высокий риск развития тромбоэмболических осложнений. Однако, данный способ является достаточно трудоемким и материально затратным. Кроме того, уровень данных маркеров может меняться в зависимости от проводимой терапии, например, глюкокортикоидами и антибактериальными препаратами.

Чаще для прогноза неблагоприятного исхода у пациентов после коронарного шунтирования применяются способы учитывающие различные факторы, не только лабораторные, но и анамнестические, данные инструментальных исследований.

Так, например, известен способ оценки риска неблагоприятных сердечно-сосудистых осложнений у больных, перенесших инфаркт миокарда, которым выполнено коронарное шунтирование, на десятилетний период после вмешательства (см. патент RU 2347526 С1, опубл. 27.02.2009, Бюл. №6). В данном способе учитывается факт табакокурения, уровень липопротеинов низкой и высокой плотности, уровень триглицеридов, многососудистое поражение коронарных артерий, факт неполной реваскуляризации, показатель толерантности к физической нагрузке, значение конечного диастолического давления. Высокий риск сердечнососудистых осложнений регистрировался при наличии у пациента 6 факторов и более. Данный способ является весьма ориентировочным, и основывается на показателях, значения которых могут варьировать за короткий промежуток времени.

Техническим результатом изобретения является разработка способа прогнозирования риска развития негативного сердечно-сосудистого события у пациентов с ишемической болезнью сердца в течение года наблюдения после коронарного шунтирования.

Технический результат достигается тем, что пациентам с ишемической болезнью сердца в первые сутки поступления в стационар, перед проведением коронарного шунтирования, из локтевой вены осуществляется забор крови, методом проточной цитофлюориметрии проводят фенотипирование TLR9 в моноцитах периферической крови (%) с использованием моноклональных антител и рассчитывают прогностический коэффициент - К по формуле:

К=ехр(-11,7+0,15*х)/(1+ехр(-11,7+0,15*х)), где

К - прогностический коэффициент, отражающий вероятность развития негативного сердечно-сосудистого события

х - величина исходной экспрессии TLR9 моноцитами в %.

Постоянная величина -11,7 и коэффициент 0,15 перед переменной х получены методом логистической регрессии экспериментальным способом и при значении К≥0,639 прогнозируют высокий риск развития негативного сердечно-сосудистого события через год наблюдения после коронарного шунтирования, если К<0,639, то риск развития негативного сердечнососудистого события низкий.

Способ осуществляется следующим образом.

У больных ИБС перед операцией коронарного шунтирования, в первые сутки поступления в стационар, из локтевой вены осуществляется забор крови, методом проточной цитофлюориметрии проводят фенотипирование TLR9 в моноцитах периферической крови в % (х) и по формуле:

К=ехр(-11,7+0,15*х)/(1+ехр(-11,7+0,15*х)) рассчитывают прогностический коэффициент К. Если К≥0,639, то риск развития негативного сердечнососудистого события течение года после операции высокий, если менее 0,639, то низкий.

При проведении анализа патентных и литературных источников известности данного способа выявлено не было.

Новизна способа заключается в том, что он позволяет еще до оперативного вмешательства оценить риск развития неблагоприятного исхода у пациентов ишемической болезнью сердца в течение года после коронарного шунтирования.

На этапе разработки заявляемого способа прогнозирования были осуществлены следующие этапы.

При сборе анамнеза у пациентов, идущих на операцию коронарного шунтирования, уточняли отсутствие злокачественных новообразований, ревматологических заболеваний, инфекционно-воспалительных и аллергических процессов.

Наличие указанных заболеваний явилось критерием для не включения пациента в дальнейшее наблюдение.

У больных перед операцией, в первые сутки поступления в стационар, утром натощак, из локтевой вены осуществляли забор крови в пробирку с консервантом этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА). Моноциты выделяли на градиенте плотности фиколл-верографина 1,077 г/мл.

Далее выделенные клетки пермеабилизировали с помощью реагента производства «Immunotech» согласно инструкции производителя.

Для определения экспрессии TLR9, клетки инкубировали с меченными антителами CD14-FITC/CD289-PE, производства Beckman Coulter в течение 30 минут при температуре 4°С, затем отмывали 1200 об/мин, при 4°С и фиксировали раствором BDCellFix.

Далее на цитофлюориметре Cytomics FC 500 учитывали процент двойных позитивных клеток, экспрессирующих TLR9. Среди лиц не страдающих клиническими проявлениями атеросклероза среднее значение TLR9 на моноцитах 13,2±1,7, %.

Проводили коронарное шунтирование.

Далее через 11-12 месяцев после оперативного вмешательства пациентов приглашали на контрольный визит. Во время визита уточняли наличие инфаркта миокарда, внезапной сердечной смерти (по телефону у родственника), нестабильной стенокардии.

При наличии показаний проводили ЭКГ тесты с дозированной физической нагрузкой, при положительных результатах выполняли коронароангиографию.

После повторного визита пациенты были разделены на две группы: первая (n=18) - негативные коронарные события есть, вторая (n=29) - негативных коронарных событий нет.

У пациентов первой группы после проведения коронарного шунтирования инфаркт миокарда случился у 3 человек, у 7 пациентов возникла нестабильная стенокардия, 3 пациента умерло (внезапная сердечнососудистая смерть), у 3 пациентов появилось жизнеугрожающее нарушение ритма (пробежка желудочковой тахикардии), у 2 несостоятельность шунта. После выписки из стационара пациенты принимали многокомпонентную терапию, в течении всего периода наблюдения.

Во второй группе негативных сердечно-сосудистых событий не было, при проведении нагрузочных стресс тестов ЭКГ ишемических изменений не выявлено.

Ретроспективно с учетом ранга больных (пациенты 1 группы ранжированы 1 (событие есть), а 2 группы - 0 (события нет)) полученные значения TLR9 обработаны методом статистического анализа с помощью программы Statistica 12,0 (StatSoft, США).

Между двумя группами по исходному значению TLR9 зарегистрировано статистически значимое различие. В 1 группе до операции значение TLR9 (%) составило 81,5±1,9%, во 2 группе данный показатель был 72,1±3,3%. Уровень статистической значимости составил р=0,049.

На следующем этапе методом логистической регрессии было получено уравнение для расчета вероятности развития неблагоприятных сердечнососудистых событий.

Для этого в качестве группирующей переменной выступал ранг больного (1/0) в зависимости от наличия или отсутствия отрицательного сердечно-сосудистого события, а в качестве зависимой переменной (предиктора) выступали исходные значения TLR9, %, которые определяли до операции.

Полученное уравнение имело вид:

К=ехр(-11,7+0,15*х)/(1+ехр(-11,7+0,15*х)), где

К - прогностический коэффициент, отражающий вероятность развития негативного сердечно-сосудистого события

х - экспрессия (содержание) TLR9 в моноцитах, выраженная в %, до операции;

постоянная величина -11,7 и коэффициент 0,15 перед переменной х, получены методом логистической регрессии экспериментальным способом.

Подставляя исходное значение экспрессии TLR9 в моноцитах, выраженное в %, определяемое до операции, можно рассчитать величину К вероятности развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в первые 12 месяцев наблюдения после операции коронарного шунтирования.

На рисунке 1 изображена кривая логит-регрессии развития негативного сердечно-сосудистого события у больных ИБС в отдаленный период наблюдения после коронарного шунтирования в зависимости от исходной величины экспрессии TLR9 до проведения коронарного шунтирования иллюстрирует полученную зависимость.

На рисунке 2 изображена ROC-кривая для определения риска негативного сердечно-сосудистого события в отдаленный период наблюдения у больных ИБС после КШ по исходному уровню экспрессии TLR9,% до кардиохирургического вмешательства.

На заключительном этапе методом ROC анализа определено пороговое значение коэффициента К для формирования заключения о прогнозе негативного сердечно-сосудистого события у больных ИБС в течение 12 месяцев наблюдения после КШ. Пороговое значение К равно 0,639. Если К≥0,639, то риск развития негативного сердечно-сосудистого события у больных ИБС в отдаленный период наблюдения после КШ высокий, если менее 0,639, то низкий. Диагностическая чувствительность 76,9%, специфичность 96,7%. Площадь под ROC кривой 0,88±0,0475 (р<0,0001). Определено хорошее качество теста для прогноза.

Приводим клинические примеры применения способа

Клинический пример 1.

Пациент А., 58 лет.

Поступил в отделение кардиохирургии 24.11.2017, с жалобами на давящие, сжимающие боли в области сердца, иррадиирующие в левую руку, усиливающиеся при физической нагрузке. Ишемическая болезнь сердца в течение 20 лет. В 1998 году перенес инфаркт миокарда.

Принимает длительно терапию: ингибиторы ангиотензин превращающего фермента, антиагреганты, статины, бетаблокаторы, блокаторы рецепторов альдостерона. В течение последнего месяца терапия без эффекта.

Пациенту выполнено:

- УЗИ сердца. Гипертрофии миокарда левого желудочка нет. Полости сердца не расширены. Фракция выброса 50%. Уплотнение стенки аорты, створок АК, МК. Зоны гипокинеза нижне-базального и нижне-срединного сегментов. Правые камеры не изменены. Признаков легочной гипертензии не выявлено.

- Суточное мониторирование ЭКГ - ритм синусовый. Регистрируется суправентикулярная тахикардия, максимальная ЧСС 150 в мин, 5 эпизодов. Зарегистрирована диагностически значимая депрессии сегмента ST до 2 мм, сопровождающееся чувством дискомфорта за грудиной, одышку.

- С помощью метода проточной цитофлюориметрии проведено исследование экспрессии TLR9, в % на моноцитах. По результатам выявлено значительное повышение данного показателя TLR9,% - 99,1, что свидетельствует об активации данного рецептора на моноцитах и поддержании синтеза провоспалительных цитокинов.

- Коронароангиография - стеноз ствола левой коронарной артерии в дистальной трети 60%. Стеноз проксимальной трети передней межжелудочковой ветви 70%. Стеноз проксимальной трети огибающей ветви левой коронарной артерии 70%. Стеноз устья ветви тупого края 80%. Стеноз правой коронарной артерии в средней трети 50%. Критический стеноз задней межжелудочковой ветви 99%.

Основной клинический диагноз - ишемическая болезнь сердца. Стенокардия напряжения функциональный класс III. Постинфарктный кардиосклероз (1998 г.) Атеросклероз коронарных артерий, многососудистое поражение. Гипертоническая болезнь III стадии, 2 степени, риск сердечнососудистых осложнений очень высокий. Осложнения - хроническая сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса. Стадия IIA. Функциональный класс III.

У данного пациента в первые сутки поступления в стационар, до операции КШ, был рассчитан прогностический коэффициент (К), отражающий вероятность развития неблагоприятного исхода в течение 12 месяцев, по формуле: К=ехр(-11,7+0,15*99,1)/(1+ехр(-11,7+0,15*99,1))=0,96.

Согласно математическому расчету, у данного пациента коэффициент прогноза равен 0,96, т.е. К≥0,639, риск неблагоприятного исхода оценен как высокий.

С учетом поражения коронарного русла, 27.11.2017 г. пациенту выполнена прямая реваскуляризация миокарда – маммарокоронарное шунтирование с передней межжелудочковой ветвью, секвенциальное шунтирование диагональной и ветви тупого края.

Через 10 месяцев, 23.07.2018 г. пациент обратился к кардиологу РостГМУ, с жалобами на одышку, приступообразные боли, сжимающего характера, в области сердца возникающие при физической нагрузке. Пациент госпитализирован в кардиохирургическое отделение, где были определены показания для проведения коронароангиографии. По результатам данного исследования выявлена несостоятельно шунта.

Таким образом, определение экспрессии TLR9,% на моноцитах, показал свою прогностическую способность.

Клинический пример 2.

Пациент Г., 53 лет.

09.11.17 г. поступил в отделение кардиохирургии с жалобами на выраженную одышку при прохождении расстояния в 150 метров, учащенное сердцебиение. Из анамнеза известно, что ишемическая болезнь сердца в течение 7 лет. Принимает стандартную терапию согласно клиническим рекомендациям. Уменьшилась толерантность к физической нагрузке.

Пациенту выполнено:

- УЗИ сердца. Гипертрофии миокарда левого желудочка нет. Полости сердца не расширены. Фракция выброса 54%. Уплотнение стенки аорты, створок АК, МК. Регургитация на МК 1 ст. Правые камеры не изменены. Признаков легочной гипертензии не выявлено. Добавочная хорда левого желудочка.

- Суточное мониторирование ЭКГ. Ритм синусовый. Не исключен однократный эпизод фибрилляции предсердий с ЧСС 180 в мин. Зарегистрировано 2 эпизода диагностически значимой депрессии сегмента ST до 4 мм, сопровождающееся чувством нехватки воздуха.

- С помощью метода проточной цитофлюориметрии проведено исследование экспрессии TLR9, в % на моноцитах. По результатам выявлено значительное повышение данного показателя TLR9,% - 40,3 что свидетельствует о повышенной экспрессии данного рецептора на моноцитах и поддержании продукции провоспалительных цитокинов.

- Коронароангиография - стеноз ствола левой коронарной артерии в 70%. Диффузное поражение передней межжелудочковой ветви со стенозами до 90%. Диффузное поражение огибающей ветви левой коронарной артерии со стенозами до 90%. Окклюзия проксимальной трети правой коронарной артерии.

Основной клинический диагноз - ишемическая болезнь сердца. Стенокардия напряжения функциональный класс III. Атеросклероз коронарных артерий, многососудистое поражение. Гипертоническая болезнь III стадии, 3 степени, риск сердечно-сосудистых осложнений очень высокий. Осложнения - хроническая сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса. IIA стадии. Функциональный класс III.

У данного пациента в первые сутки поступления в стационар, до операции КШ, был рассчитан прогностический коэффициент (К), отражающий вероятность развития неблагоприятного исхода в течение 12 месяцев, по формуле: К=ехр(-11,7+0,15*44,3)/(1+ехр(-11,7+0,15*44,3))=0,007.

Согласно математическому расчету, у данного пациента коэффициент прогноза равен 0,007, т.е. К<0,639, риск неблагоприятного исхода оценен как низкий.

С учетом поражения коронарного русла, 13.11.2017 г. пациенту выполнена прямая реваскуляризация миокарда - коронарное шунтирование с передней межжелудочковой ветвью, секвенциальное шунтирование диагональной ветви и ветви тупого края.

При плановом посещении кардиолога через 12 месяцев, 17.12.2018, пациент жалоб на одышку не предъявлял. Повысилась толерантность к физическим нагрузкам. Проведен тест стресс-экг на тредмиле, ишемических изменений не выявлено. Результат реваскуляризации миокарда оценен как удовлетворительный.

Данным способом был рассчитан прогноз 123 пациентам.

Технико-экономическая эффективность способа заключается в том, что он позволяет рассчитать риск развития неблагоприятных сердечнососудистых событий у пациентов с ишемической болезнью сердца в первые 12 месяцев наблюдения после операции коронарного шунтирования.