Способ раннего прогнозирования риска возникновения тромбоэмболических осложнений у пациентов с ишемической болезнью сердца после реваскуляризации миокарда методом аортокоронарного шунтирования

Изобретение относится к области медицинской диагностики, может быть использовано для прогнозирования риска развития острого инфаркта миокарда, ишемического инсульта или тромбоэмболии ветвей легочной артерии у пациентов с ишемической болезни сердца (ИБС) после аортокоронарного шунтирования (АКШ).

В ряде исследований была обнаружена связь между провоспалительными цитокинами и сердечно-сосудистыми осложнениями (ССО), свидетельствующими о полезности их оценки для выявления риска острого ишемического события и обнаружения уязвимых бляшек [3, 6, 8], а по данным других авторов, гиперцитокинемия может повышать сосудисто-тромбоцитарный гемостаз, процесс свертывания крови и ингибировать фибринолиз, тем самым, также являясь независимыми предшественниками ССО [2, 5, 10, 12].

По мнению многих авторов, фактор некроза опухоли-α (ФНО-α) влияет на функциональные свойства эндотелия, участвует в метаболизме липидов, в процессах свертывания крови. В целом, практически все клетки в той или иной степени взаимодействуют с ФНО, что делает его ключевым медиатором воспаления [4].

Кроме того, по данным одного из исследований, ИЛ-10, подавляя патологическую воспалительную реакцию, способствует регенерации поврежденного миокарда и замедляет свертывание крови [11]. Семейство матриксных металлопротеиназ (ММП) рассматривается в качестве основных действующих ферментов системы протеолиза, участвующих в процессах развития воспаления и сердечно-сосудистых заболеваний [13]. А ММП-1, в свою очередь, являясь одним из членов - эндотелиальными клетками атеросклеротических бляшек и некоторые авторы предполагают, что ММП-1 может играть ключевую роль в разрыве уязвимой атеросклеротической бляшки [9, 14].

На сегодняшний день лабораторные исследования в диагностике тромбоэмболий имеют вспомогательное значение. Известны несколько способов их диагностики.

Один из них - способ прогнозирования сердечно-сосудистых осложнений у больных ишемической болезнью сердца после аортокоронарного шунтирования (Патент РФ №2466395). До операции АКШ в тромбоцитах периферической крови определяют активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и глицерол-3-фосфатдегидрогеназы (ГЗФДГ). Рассчитывают коэффициент субстратно-гликолитического обмена (КСГО), представляющий собой отношение активности Г6ФДГ к сумме активностей ЛДГ и ГЗФДГ. При значении КСГО ниже 0,05 прогнозируют развитие сердечно-сосудистых осложнений у больных после АКШ. При значении КСГО равном или выше 0,05 прогнозируют отсутствие сердечно-сосудистых осложнений. Изобретение позволяет прогнозировать развитие сердечно-сосудистых осложнений у больных до проведения операции АКШ и провести своевременную профилактику послеоперационных этих осложнений (острый инфаркт миокарда, рецидив стенокардии, сердечно-сосудистая смерть). Недостатком этого способа является, что не учитываются иммунологические показатели и способ неприменим для ранней диагностики ТЭО у пациентов после АКШ.

Известен способ прогнозирования сердечно-сосудистых осложнений у больных ишемической болезнью сердца после коронарного шунтирования (Патент РФ №2571715). Согласно способу, выполняют анализ факторов риска и расчет вероятного неблагоприятного прогноза по формуле. Считают риск неблагоприятного прогноза очень низким при значениях Y от 0 до 0,28, низкий - Y от 0,29 до 0,4, средний - Y 0,41-0,55, высокий риск - Y 0,56-0,7 и очень высокий риск при Y от 0,71 до 1. Способ позволяет повысить достоверность и доступность метода, устранить инвазивный подход, а также снизить число послеоперационных осложнений. Данный способ также не является методом ранней диагностики ТЭО у пациентов после реваскуляризации миокарда методом АКШ и определяет вероятный неблагоприятный прогноз.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ оценки риска развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий у больных ишемической болезнью сердца, подвергшихся эндоваскулярной реваскуляризации миокарда в течение одного года после вмешательства (Патент РФ №2444297). Согласно этому способу, для оценки риска развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий у больных ишемической болезнью сердца, проводят оценку уровня интерлейкина-6 (ИЛ-6) и фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), холестерина липопротеинов низкой плотности плазмы крови (ЛПНП), триглицеридов, холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), учитывают факт табакокурения и неприема статинов. При наличии более четырех учитываемых факторов: исходный уровень ИЛ-6 более 5 нг/мл и ФНО-α более 50 нг/мл, ЛПНП более 2,5 ммоль/л, ЛПВП менее 1,0 ммоль/л, триглицеридов более 1,7 ммоль/л, неприем статинов, больных относят к категории высокого риска наступления неблагоприятных сердечнососудистых событий. Данный способ расчитан на выявление сердечнососудистых событий в течение одного года после вмешательства и реализуется при наличии более четырех учитываемых факторов.

Ни один из вышеизложенных способов не позволяет диагностировать в ранний послеоперационный период возможность тромбоэмболических осложнений у пациентов после аортокоронарного шунтирования.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа раннего прогнозирования риска тромбоэмболических осложнений у пациентов с ИБС после АКШ, позволяющего выявлять наиболее достоверные критерии риска возникновения этих осложнений и в короткие сроки определять клинический прогноз.

Для решения поставленной задачи в способе раннего прогнозирования риска возникновения тромбоэмболических осложнений у пациентов с ишемической болезнью сердца после реваскуляризации миокарда методом аортокоронарного шунтирования, включающем определение уровня ФНО-α, ИЛ-10 и ММП-1 в сыворотке крови с помощью твердофазного иммуноферментного анализа, согласно изобретению, в случае выявления уровня ИЛ-10 выше 65 пг/мл в предоперационном периоде и выше 320 пг/мл в 1-е сутки после операции, уровня ФНО-α выше 24 пг/мл в предоперационном периоде и концентрации ММП-1 выше 3,3 нг/мл в предоперационном периоде и после операции, прогнозируют высокий риск возникновения тромбоэмболических осложнений после операции.

Технический результат изобретения - выявлены достоверные критерии риска возникновения тромбоэмболических осложнений у пациентов с ИБС после АКШ, а именно: высокие уровни ФНО-α, ИЛ-10 и ММП-1 в сыворотке крови перед проведением АКШ, и затем на первые сутки после вмешательства. Это позволяет в короткие сроки после операции прогнозировать риск тромбоэмболических осложнений, и принять необходимую стратегию терапии данного патологического состояния.

Для разработки заявляемого способа на клинической базе заявителя были проведены соответствующие исследования. В исследовании приняло участие 105 пациентов в возрасте 44-75 лет, средний возраст 62,0±0,7 года, среди них - 68 мужчин и 37 женщин. Все пациенты оформляли договор о личном согласии на прохождение всех этапов исследования.

Выполнена комплексная оценка биохимических, цитокиновых, показателей межклеточного матрикса и гемостаза у пациентов с зарегистрированными ТЭ осложнениями в послеоперационном периоде и в группе со стабильным течением после АКШ. Выявлены наиболее достоверные иммуногенетические показатели крови и установлен их уровень для определения раннего прогнозирования риска возникновения ТЭО.

На Фиг. 1 представлена ROC-кривая оценки продукции ФНО-α (А) и ММП-1 (Б) у пациентов с ТЭО после АКШ в сравнении с пациентами со стабильным течением послеоперационного периода.

На Фиг. 2 представлена ROC-кривая оценки продукции ИЛ-10 у пациентов с ТЭО после АКШ в сравнении с пациентами со стабильным течением послеоперационного периода.

Определение уровня ФНО-α было выполнено с помощью постановки реакций со специфическими реактивами фирмы «R&D Diagnostic. Inc» (США), методом сэндвич - варианта твердофазного иммуноферментного анализа. Количественную оценку результатов проводили методом построения калибровочной кривой, отражающей зависимость оптической плотности от концентрации антитела. Учет результатов производили с помощью иммуноферментного анализатора (Multiscan, Финляндия). Расчет количества ФНО-α проводили путем построения калибровочной кривой с помощью компьютерной программы Excel. Содержание цитокинов выражали в пикограммах на миллилитр (пг/мл), чувствительность применяемых методов составляла 1 пг/мл. Концентрация ИЛ-10 оценивалась в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА наборами ИЛ-10 (R&D Systems, США). Содержание ИЛ-10 выражали в пг/мл, чувствительность применяемых методов составляла 1 пг/мл. За контрольные значения принимались результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Концентрация ММП-1 оценивалась в сыворотке крови количественным методом твердофазного ИФА наборами ММП-1 (R&D Systems, США). Содержание металлопротеиназы выражали в нанограммах на миллилитр (нг/мл), чувствительность применяемых методов составляла 1 нг/мл. За контрольные значения принимались результаты аналогичных тестов, проведенных в группе здоровых людей. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ «Statistica-6». Данные представляли в виде медианы и двух квартилей (Me, Q₂₅, Q₇₅). Межгрупповые (между группой с ТЭ осложнениями и без них) различия оценивали с помощью критерия Манна - Уитни в рамках прикладной программы SPSS v. 16.

Для проверки взаимосвязи или независимости между величинами определяли критерий χ². Для выявления чувствительности и специфичности изменения выбранных параметров использовали метод линейной регрессии с построением ROC-кривых в программе MedCalc. Уровень доверительной вероятности был задан равным 95%, т.е. нулевые гипотезы отвергались в том случае, когда достигнутый уровень значимости Р используемого статистического критерия принимал значения менее 5%.

Для выявления предикторов развития тромбоэмболических осложнений в послеоперационном периоде выполняли следующее: осуществляли забор венозной крови у пациентов с инфарктом миокарда, ишемическим инсультом и тромбоэмболией легочной артерии мелких, средних и крупных ветвей - до операции, на первые, и третьи сутки после вмешательства для лабораторного определения сывороточного уровня фактора некроза опухоли-α (ФНО-α), интерлейкина-10 (ИЛ-10) и металлопротеиназы-1 (ММП-1). Временной промежуток забора крови обусловлен доказанными периодами максимального воспалительного ответа и экспрессии цитокинов в этот период (Иммунология: Учебник / Под ред. В.А. Черешнева и Б.Г. Юшкова. - Центр стратигического партнерства НП, 2014. - 608 с.; 519 с.). Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1

Содержание ФНО-α, ИЛ-10 и ММП-1 в сыворотке крови пациентов до и после операции АКШ в группах со стабильным течением послеоперационного периода (п/о) и с ТЭ осложнениями

Примечание:

статистическая достоверность различий между группами: с группой контроля: p<0,05 - *; p<0,01 - **; p<0,001 - ***;

статистическая достоверность различий между исследуемыми группами: p<0,05 - ^#; p<0,01 - ^##; p<0,001 - ^###.

По результатам исследований при разработке заявляемого способа были выявлены предикторы развития тромбоэмболических осложнений в послеоперационном периоде. Вывод о риске возникновения ТЭО у пациентов с ИБС после АКШ делают в случае выявления раннего и чрезмерного (предоперационный период и в 1-е сутки после АКШ) увеличения уровней (табл. 1):

- ИЛ-10 выше 65 пг/мл в дооперационном периоде и выше 320 пг/мл в 1-е сутки после операции,

- ФНО-α выше 24 пг/мл до АКШ,

- ММП-1 выше 3,3 нг/мл перед операцией и после АКШ.

Таким образом, предложен новый достоверный способ раннего прогнозирования риска возникновения ТЭО у пациентов с ИБС после реваскуляризации миокарда методом АКШ.

Проведенные патентные исследования и анализ научной медицинской информации, не выявили способа раннего прогнозирования риска ТЭО у пациентов с ИБС после реваскуляризации миокарда методом АКШ, содержащих всю совокупность существенных признаков заявленного изобретения. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна». Заявляемое изобретение может быть использовано в медицинской практике согласно своему назначению и на этом основании оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Сделать вывод о том, что заявляемое изобретение для специалиста явным образом не следует из уровня техники, и, поэтому, соответствует критерию «изобретательский уровень» позволяет тот факт, что до настоящего времени остается актуальной проблема диагностики возможности тромбоэмболических осложнений в ранний послеоперационный период у пациентов после аортокоронарного шунтирования. Существенное отличие изобретения состоит в том, что о высоком риске возникновения тромбоэмболических осложнений после операции судят по наличию раннего и чрезмерного повышения концентрации ФНО-α, ИЛ-10 и ММП-1, а именно: при выявлении уровня ИЛ-10 выше 65 пг/мл в предоперационном периоде и выше 320 пг/мл в 1-е сутки после операции, уровня ФНО-α выше 24 пг/мл в предоперационном периоде и концентрации ММП-1 выше 3,3 нг/мл в предоперационном периоде и после операции.

Концентрацию ФНО-α, ММП-1 и ИЛ-10 оценивают величиной значения AUC (площадь, ограниченная ROC-кривой и осью доли ложных положительных классификаций). Известно, что чем больше AUC, тем выше вероятность предлагаемого диагностического признака [1]. Далее приведены графики проведенного ROC-анализа (фиг. 1, 2).

Проведенный ROC-анализ подтвердил, что гиперпродукция ФНО-α до операции (AUC=0,91), ММП-1 до и после АКШ (AUC=0,963) и ИЛ-10 до операции и в 1-е сутки после АКШ (AUC=0,829) у пациентов с ИБС имеют высокую вероятность предлагаемого диагностического признака - риска возникновения ТЭО.

Для проверки взаимосвязи или независимости между предлагаемыми показателями, выполнена оценка χ² между гиперпродукцией ФНО-α у исследуемых пациентов и риском возникновения ТЭО, установлен уровень значимости 0,05% (χ²=4,28, p<0,05), то есть выявлена достоверная связь увеличения ФНО-α выше 24 пг/мл до АКШ и возникновением ТЭО у пациентов с ИБС после АКШ.

Определение %2 подтверждает тесную связь трехкратного (выше 3,3 нг/мл) повышения ММП-1 (χ²=6,66, p<0,01) и ИЛ-10 выше 65 пг/мл в дооперационном периоде и выше 320 пг/мл в 1-е сутки после операции (χ²=3,97, p<0,05) с риском возникновения ТЭО у пациентов с ИБС после реваскуляризации миокарда методом АКШ.

Клинический пример №1.

Больной М, 72 лет, дата поступления: 19.06.2014.

Поступил с жалобами на пекущие, жгучие, давящие боли за грудиной при ходьбе быстрым шагом в горку, проходят в покое, общую слабость. Диагноз при поступлении: ИБС. Стенокардия напряжения III функциональный класс (ФК). Постинфарктный кардиосклероз (1993 г., 2009 г.). Гипертоническая болезнь 3 стадии. Риск 4. Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) 2Аст.3 ФК.

По данным коронароангиографии (КАГ): Ствол левой коронарной артерии (ЛКА) - без сужений; стеноз передней межжелудочковой ветви (ПМЖВ) - 90%; окклюзия в дистальной трети огибающей ветви (ОВ), без заполнениея дистального русла; стеноз правой коронарной артерии (ПКА) - 95%. Планируется реваскуляризации миокарда в объеме АКШ.

До операции АКШ (23.06.2014), согласно предлагаемому способу, определили содержание ФНО-α, ММП-1 и ИЛ-10 в сыворотке крови путем иммуноферментного анализа. При этом уровень ФНО-α составил 34,76 пг/мл, ММП-1 - 4,01 нг/мл, а уровень ИЛ-10 составил - 64,79 пг/мл.

Выполнено плановое АКШ (24.06.2014) в объеме трех шунтов (один шунт - левая внутренняя грудная артерия (ЛВГА) и два венозных шунта - большая подкожная вена (БПВ) голени справа).

В первые сутки после операции (24.06.2014) было выполнено определение уровня ФНО-α: 19,05 пг/мл, ММП-1 - 3,63 нг/мл и ИЛ-10 - 322,05 пг/мл. С профилактической целью увеличена антикоагулянтная и антитромбоцитарная терапия, статины, нитратотерапия, клинико-биохимический, инструментальный контроль и мониторинг за состоянием пациента в динамике.

По ЭКГ от 25.06.14: Синусовая тахикардия 92 в минуту. В динамике появилась приподнятость STv2-6, появились признаки субэпикардиального повреждения.

Продолжена вышеуказанная терапия.

По ЭКГ от 26.06.14: в динамике синусовый ритм 79 в минуту, STv2-6 приблизился к изолинии.

26.06.2014 - уровень ФНО-α: 10,35 пг/мл, ММП-1 - 2,13 нг/мл и ИЛ-10 - 21,03 пг/мл.

Вышеуказанная лечебно-профилактическая терапия была назначена своевременно, пациент был переведен с отделения интенсивной терапии и в последствии был выписан по месту жительства.

Клинический пример №2.

Больной М, 60 лет. Дата поступления: 21.09.2014. Поступил с жалобами на приступы давящих жгучих болей за грудиной с иррадиацией в руки, возникающие при ходьбе в гору и быстро по ровному месту, сопровождающиеся ощущением нехватки воздуха, заставляющие останавливаться, купирующиеся приемом нитроглицерина в покое. На повышение АД до 190 и 100 мм рт.ст. максимально, субъективно не ощущаемое, на одышку при физической нагрузке.

Диагноз при поступлении: ИБС. Стенокардия напряжения III ф. класс. Постинфарктный кардиосклероз (ИМ от ноября 2010 г.). Гипертоническая болезнь 3 стадии, 4 ст. риска. ХСН II А ст., II ф. класс.

На КАГ выявлено окклюзия ПМЖВ, стеноз диагональной ветви (ДВ) - 90%. Поступил для оперативного лечения.

До операции (28.09.2014) определили содержание ФНО-α, ММП-1 и ИЛ-10 в сыворотке крови путем иммуноферментного анализа. При этом уровень ФНО-α составил 25,14 пг/мл, ММП-1 - 5,57 нг/мл, а уровень ИЛ-10 составил - 72,79 пг\мл.

Выполнена плановая операция АКШ (29.09.14) в объеме двух шунтов (ЛВГА - ПМЖВ, ВШ - ДВ). С профилактической целью пациенту назначена антикоагулянтная терапия в лечебной дозе, антитромбоцитарная терапия, статины.

После операции 29.09.2014 концентрация ФНО-α составила 16,17 пг/мл, ММП-1 - 3,97 нг/мл, ИЛ-10 - 448,72 пг/мл.

31.09.2014 концентрация ФНО-α составила 11,17 пг/мл, ММП-1 - 2,62 нг/мл, ИЛ-10 - 29,72 пг/мл.

Таким образом, у пациента был установлен риск возникновения тромбоэмболических осложнений после АКШ, что позволило безотлагательно начать коррекцию влияния данных предикторов и это оказалось своевременным.

Итак, применение предлагаемого способа позволяет повысить точность и эффективность диагностики ТЭО на ранних стадиях заболевания, что будет способствовать более своевременному назначению лечебно-профилактических мероприятий.

Список документов, цитированных в описании

1. Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Технология ROC-анализа качества диагностических медико-биологических исследований. В сборнике: Системный анализ в медицине (САМ 2013) Материалы VII международной научной конференции. 2013: 7-10.

2. Гордеева М.А. Значение провоспалительных цитокинов в патогенезе и клинике острого коронарного синдрома. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. 2014: 20.

3. Калинкин М.Н., Соловьев В.А., Шинкаренко Т.В. и др. Матриксные металлопротеиназы и их роль в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний // Вестник ТВГУ. Серия «Биология и экология». - 2011. - Выпуск 22. - №12. - С. 64-76.

4. Корженевская К.В., Гавришева Н.А., Панов А.В., Сесь Т.П., Алексеева Г.В., Козлов В.В. Содержание ФНО-α и трансформирующего фактора роста-β 1-го типа у пациентов с ишемической болезнью сердца после коронарного шунтирования. Кардиология. 2011; 51 (6): 16- 20.

5. Кузник Б.И. Проблемы клинической медицины. Цитокины, атеросклероз, инфаркт миокарда и атеротромбоз. 2012; 1: 18-26.

6. Курбанова С.Ю., Мухаммедов И.М., Гадаев А.Г. Сравнительная оценка некоторых иммунологических показателей у больных с инфарктами миокарда. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2008; 4: 1-14.

7. Национальные рекомендации по антитромботической терапии у больных со стабильными проявлениями атеротромбоза. Кардиоваск. тер. и профилакт.2009; 8 (6): Прил. 6.

8. Тепляков А.Т., Болотская Л.А., Степачева Т.А. Супрессивное влияние рекомбинатного иммуномодулятора ронколейкина на уровень провоспалительных цитокинов, аутоантител к кардиолипину в крови и сердечную недостаточность. Кардиология. 2008; 8: 34-40.

9. Cavusoglu Е., Marmur, J.D., Hegde S., Yanamadala S., et al., Relation of Baseline Plasma MMP-1 Levels to Long-term All-Cause Mortality in Patients with Known or Suspected Coronary Artery Disease Referred for Coronary Angiography. Atherosclerosis. 2015; 239 (1): 268-275.

10. Du Т., Tan Z. Relationship between deep venous thrombosis and inflammatory cytokines in postoperative patients with malignant abdominal tumors. Brazillian journal of Medical and Biological Research. 2014; 47 (11): 1003-1007

11. George J. Mechanisms of disease: the evolving role of regulatory T cells in atherosclerosis. Nat. Clin. Pract. Cardiovasc. Med. 2008; 5: 531-540.

12. Hartfold M., Wiclung O., Hilten L., et al. Interleukin-18 as a predictor of futther events in patients with acute coronary syndroms. Arterioscler., Tromb., Vase, Biol. 2010; 30 (10): 2039-2046.

13. McKeown S., Richter A.G., O'Kane C. et al. MMP expression and abnormal lung permeability are important determinants of outcome in IPF. Eur. Respir. J. 2009; 33 (1): 77-84.

14. Pengyu Jia, Nan Wu, Xiaowen Zhang, Dalin Jia. Association of matrix metalloproteinase-1-519A/G polymorphism with acute coronary syndrome: a meta-analysis. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8 (4): 5675-5682.