Остеопонтин как предиктфактор неблагоприятных случаев у больных с коморбидной патологией

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 616.71-007.234                                 

В последнее время, помимо классических сердечно-сосудистых факторов риска, активно изучаются новые механизмы кардиоваскулярной патологии, включая воспаление, протромботические факторы и генные мутации с оценкой не только риска, но и в качестве возможной терапевтической цели для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1-3]. Несколько биологических процессов способствуют патогенезу ССЗ. В частности, было продемонстрировано, что противовоспалительное лечение у экспериментальных животных оказывает заживляющее действие и уменьшает повреждение миокарда при ишемии [4-5]. Кроме того, недавние клинические исследования показали, что воспалительная активность способствует повышенному риску сердечно-сосудистых заболеваний [6-7]. Например, повышение уровня высокочувствительного С-реактивного белка (вчСРБ) было признано независимым предиктором как рецидивирующей ишемии, так и смерти у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) [8], и снижение вчСРБ на фоне терапии розувастатином значительно снижало частоту основных сердечно-сосудистых событий в здоровых контрольных группах без гиперлипидемии [9]. В исследовании Canakinumab Anti-inflammatory Thrombosis Outcomes Study (CANTOS) применение препарата канакинумаб, который является ингибитором IL-1β, приводило к снижению частоты рецидивирующего нефатального инфаркта миокарда (ИМ), нефатального инсульта, или сердечно-сосудистой смерти среди пациентов со стабильной ИБС и уровнем вчСРБ >2 мг/л [7]. Снижение уровня вчСРБ приводит к снижению сердечно-сосудистых событий, сердечнососудистой смертности и смерти от всех причин [7]. Эти данные свидетельствуют о том, что воспаление влияет на патогенез ССЗ, и что противовоспалительная терапия потенциально клинически применима для профилактики и лечения кардиоваскулярной патологии.

Остеопонтин (ОПН) является белком, который опосредует различные биологические функции [10-11]. Протеин функционирует как провоспалительный цитокин и способствует клеточно-опосредованным иммунным реакциям [12-13]. В дополнение к своим провоспалительным эффектам, ОПН также обладает защитными функциями, такими как биоминерализация [12, 14] и заживление ран [11]. ОПН участвует в патогенезе ряда заболеваний, включая ИМ, атеросклероз, повреждение почек, сахарный диабет (СД) [15-16], а также является сильным предиктором неблагоприятных исходов у пациентов с ССЗ [17-19]. Таким образом, ОПН является не только фактором риска, но и потенциальной терапевтической мишенью при ССЗ.

ОПН имеет двуликий фенотип, зависящий от патологического состояния ряда ССЗ. ОПН практически не выражен в физиологических условиях [16], но при ряде патологических состояний его уровень заметно возрастает [16, 20]. Основной источник ОПН варьирует в зависимости от органа и патологических состояний. Острое повышение ОПН играет защитную роль, включая заживление ран и неоваскуляризацию [10, 16]. Напротив, хроническое увеличение ОПН является предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий независимо от традиционных факторов риска [11, 17, 21, 22].

В сердце человека после ИМ макрофаги, проникающие в инфарктный миокард, составляют основной источник ОПН [23]. ОПН почти не образуется в здоровом сердце, но его экспрессия заметно увеличивается после ИМ. В экспериментальных моделях хронического вирусного миокардита или некроза миокарда путем трансдиафрагмального замораживания-оттаивания инфильтрирующие макрофаги также были зарегистрированы в качестве основного источника ОПН [20]. ОПН был вовлечен в множественные функции макрофагов, включая фагоцитоз, хемотаксис, ангиогенез, выработку цитокинов и экспрессию индуцируемой синтазы оксида азота [24]. ОПН усиливает фагоцитоз через интегрин [25] и индуцирует миграцию макрофагов через взаимодействие С-концевого фрагмента с поверхностными рецепторами CD44 [26]. ОПН, секретируемый активированными макрофагами, непосредственно способствует фагоцитарному клиренсу погибших клеток и репаративному фиброзному ответу при заживлении ран [28]. ОПН также индуцирует дифференцировку сердечных фибробластов [29].

Кардиомиоциты также были выявлены как основной источник ОПН при заболеваниях сердца. Экспрессия ОПН повышена в гипертрофированном миокарде [30], где он модулирует активацию р38-киназы и развитие гипертрофии миокарда в ответ на хроническую перегрузку давлением у мышей [31]. Сообщалось, что увеличение экспрессии ОПН при диабетической кардиомиопатии активирует апоптоз кардиомиоцитов, гипертрофию и фиброз путем модуляции активности протеинкиназы С. Подавление экспрессии ОПН улучшает функцию сердца и уменьшает фиброз миокарда у экспериментальных мышей [32].

Повышенная экспрессия ОПН защищает сердце после ИМ и играет протективную роль в регуляции ремоделирования ЛЖ после ИМ, способствуя синтезу и накоплению коллагена [23]. Внеклеточный матрикс (ВКМ) играет важную роль в патологическом ремоделировании миокарда [33-34], поскольку способствует развитию дисфункции ЛЖ и прогрессированию сердечной недостаточности [33-34]. Сердечные фибробласты играют фундаментальную роль в ремоделировании тканей после ИМ путем модуляции отложения ВКМ [35-36]. Кроме того, экспрессия ОПН повышается не только в макрофагах, но и в гладкомышечных и эндотелиальных клетках в коронарных атеросклеротических бляшках человека [37].

Таким образом, ОПН участвует в патогенезе ряда сердечно-сосудистых заболеваний, и основной источник и роль ОПН зависит от патологических состояний. Для того чтобы использовать ОПН в качестве терапевтической мишени, необходимо понимать индукцию и прогностическую роль ОПН при различных патологических состояниях сердечно-сосудистой системы.

Цель исследования - изучить прогностическую роль остеопонтина для стратификации риска неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и переломов костей у женщин с коморбидной патологией, включающей хроническую сердечную недостаточность (ХСН), СД 2 типа и остеопороз.

Материалы и методы

Для изучения предикторной роли ОПН в стратификации риска развития отдаленных (36-месячных) неблагоприятных кардиоваскулярных и остеопоретических событий обследовано 78 женщин возрасте от 50 до 65 лет (средний возраст 57,1±4,9 лет) с ХСН, СД 2 типа и остеопорозом, представленных в двух группах. В 1-ю группу (n=39) вошли пациентки с исходным уровнем ОПН ≤ 21,4 нг/мл, во 2-ю группу (n=39) включены пациентки с уровнем ОПН >  21,4 нг/мл (табл.1). В группу контроля вошли 35 женщин в постменопаузе, возрасте

50–65 лет (средний возраст 56,0±4,1 лет), без клинических нарушений гемодинамики, углеводного и минерального обмена. Все пациентки наблюдались на амбулаторном этапе по поводу ХСН I-III ФК (по NYHA), СД 2 типа и остеопороза. У всех обследуемых в стандартных условиях при обследовании в поликлинике брались пробы крови. Содержание сывороточного ОПН определялось твердофазным иммуноферментным методом (ELISA). За первичную конечную точку была принята смерть от сердечно-сосудистых причин. За комбинированную конечную точку принимали смерть от общих причин, нефатальный инфаркт миокарда, мозговой инсульт, случаи госпитализации с декомпенсацией ХСН, остеопоретические переломы костей.

Функциональный класс тяжести ХСН оценивался по классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA, 1964 г.). Для объективизации идентификации ФК ХСН использовался тест 6-минутной ходьбы.

Таблица 1 ИСХОДНАЯ КЛИНИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАЦИЕНТОК, РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПО ГРУППАМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЕЙ ОСТЕОПОНТИНА

Показатель Группа 1 ОПН ≤21,4 нг/мл n=39 Группа 2 ОПН >21,4 нг/мл n=39 p-value Возраст, годы 56,4±3,2 57,8±4,2 0,856 ИМТ, кг/м2 28,7±3,9 29,2,4±3,5 0,735 ХСН, n (%) ФК I 17 (43,6) 13 (33,3) 0,021 ФК II 20 (51,3) 18 (46,2) 0,314 ФК III 2 (5,1) 8 (20,5) 0,001 ФВ ЛЖ, % 46,4±3,8 44,4±4,1 0,289 АГ, n (%) 25 (64,1) 23 (59,0) 0,403 АД сист., мм рт. ст. 130,1±8,4 131,5±7,1 0,856 АД диаст., мм рт. ст. 84,7±3,3 85,5±3,8 0,897 Стенокардия напряжения II-III ФК, n (%) 19 (48,7) 22 (56,4) 0,097 Перенесенный ИМ, n (%) 5 (12,8) 7 (17,9) 0,348 ОНМК, n (%) 2 (5,1) 3 (7,7) 0,781 ТЭЛА, n (%) 2 (5,1) 2 (5,1) 1,000 Остеопоретические переломы, n (%) 5 (12,8) 6 (15,4) 0,520 Примечание: ОПН – остеопонтин, ИМТ - индекс массы тела, ХСН – хроническая сердечная недостаточность, ФК - функциональный класс, ФВ ЛЖ - фракция выброса левого желудочка, АГ - артериальная гипертония, АД - артериальное давление, ЧСС - частота сердечных сокращений, ИМ -инфаркт миокарда, ОНМК – острое нарушение мозгового кровообращения, ТЭЛА - тромбоэмболия легочной артерии

Состояние внутрисердечной гемодинамики оценивалось по данным ЭхоКГ, проводимой по стандартному протоколу. У пациенток СД 2 типа компенсация углеводного обмена оценивалась по уровню гликированного гемоглобина (HbA1c). Минеральная плотность костной ткани (МПК) оценивалась рентгенологически методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии поясничного отдела позвоночника и проксимального отдела (шейки) бедренной кости. Состояние МПК характеризовалась по Т–критерию: диагноз остеопороза идентифицировался при показателе Т-критерия <  -2,5 SD, снижение МПК по Т-критерию более чем на 1 SD — рассматривалось как остеопения.

В исследование не включались пациентки с гемодинамически значимыми поражениями клапанов сердца, перикардитами, миокардитами, болезнями соединительной ткани, печени, онкологической патологией. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом. Все пациентки дали свое письменное информированное согласие на участие в проспективном исследовании и использование результатов наблюдения.

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакета статистических программ STATISTICA. Определяли среднее значение и стандартную ошибку среднего значения исследуемых количественных переменных (M±m). Для выявления предикторов развития неблагоприятных конечных точек использовали метод логистической регрессии. Для выявления факторов, оказывающих значимое влияние на течение и прогноз заболевания, производился расчет отношения шансов (ОШ). Для выявления предикторов развития неблагоприятных конечных точек использовали ROC-анализ с построением характеристических кривых и расчетом AUC (площади под кривой). Значимым считали значение площади под ROC-кривой, превышающее 0,70. Для проведения корреляционного анализа был использован коэффициент ранговой корреляции Спирмена (Spearman R). Критический уровень значимости p для всех используемых процедур статистического анализа принимали равным 0,05.

Результаты

В настоящем исследовании во всех случаях диагностировалась ХСН (во 2-й группе III ФК по NYHA регистрировался чаще по сравнению с 1-й группой, р=0,001), ассоциированная с СД 2 типа и остеопорозом. Анализ развития коморбидной патологии показал, что на момент включения в исследование пациентки были сопоставимы по перенесенным ранее крупноочаговому инфаркту миокарда (ИМ) (р=0,348), острому нарушению мозгового кровообращения (р=0,784), тромбоэмболии легочной артерии (р=1,000), остеопоретическим переломам тел позвонков или проксимального отдела бедренной кости (р=0,520).

Неблагоприятные события в течение 36 месяцев проспективного наблюдения у пациенток с коморбидной патологией представлены в табл. 2. У женщин с уровнем ОПН > 21,4 нг/мл значимо чаще регистрировались неблагоприятные сердечно-сосудистые события и остеопоретические переломы. Во 2-й группе 2 пациентки умерли на фоне декомпенсированной СН. В контрольной группе случаи фатальных событий отсутствовали.

Таблица 2

НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ СОБЫТИЯ И ОСТЕОПОРЕТИЧЕСКИЕ ПЕРЕЛОМЫ В ТЕЧЕНИЕ 36 МЕСЯЦЕВ НАБЛЮДЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ УРОВНЯ ОСТЕОПОНТИНА (n, %)

Неблагоприятное событие	Группа 1 ОПН ≤21,4 нг/мл n=39	Группа 2 ОПН > 21,4 нг/мл n=39	p-value
Общее количество пациенток с неблагоприятными ССС, n (%)	15 (38,5)	31 (79,5)	0,001
Прогрессирование ХСН (по данным ТШХ), n (%)	11 (28,2)	24 (61,5)	0,001
Повторные госпитализации, n (%)	8 (20,5)	13 (33,3)	0,012
ТЭЛА, n (%)	1 (2,6)	2 (5,1)	0,072
ОКС, n (%)	1 (2,6)	4 (10,3)	0,021
ОНМК n (%)	1 (2,6)	3 (7,7)	0,042
Остеопоретические переломы, n (%)	4 (10,3)	15 (38,5)	0,001

Примечание: ССС - сердечно-сосудистые события, ХСН - хроническая сердечная недостаточность, ТШХ - тест шестиминутной ходьбы, ТЭЛА - тромбоэмболия легочной артерии, ОКС - острый коронарный синдром, ОНМК – острое нарушение мозгового кровообращения

Установлено высокодостоверное (p < 0,001) повышение уровня экспрессии ОПН у пациенток 1-й и 2-й групп по сравнению с группой контроля (7,2±1,9 нг/мл, р=0,001).

Анализ отношения шансов (ОШ) и 95% доверительный интервал (ДИ) влияния повышенной активации ОПН был рассчитан отдельно для каждого фактора риска. У пациенток 2-й группы с уровнем ОПН > 21,4 нг/мл по сравнению с группой с концентрацией ОПН ≤21,4 нг/мл, риск кумулятивной (объединенной частоты комбинированной конечной точки кардиоваскулярных событий) был повышен (ОШ=6,200 [95% ДИ 2,258-17,024; р=0,001]). Раздельный анализ показал существенное повышение риска неблагоприятных событий в течение 36 месяцев при концентрации ОПН > 21,4 нг/мл: прогрессирование ХСН (ОШ=4,073 [95% ДИ 1,575-10,531; р=0,023]) и остеопоретических переломов костей (ОШ=0,81 [95% ДИ 0,72-0,90; р=0,01]); риски ИМ (ОШ=4,343 [95% ДИ 0,463-40,751; р=0,162]), мозгового инсульта (ОШ=1,178 [95% ДИ 0,315-31,860; р=0,498]) и декомпенсации ХСН (ОШ=1,938 [95% ДИ 0,696-5,391; р=0,083]) повышались несущественно.

Применение ROC-анализа по значением ОПН выявило, что уровень маркера > 21,4 нг/мл (чувствительность-83%, специфичность-62%) позволяет с высокой вероятностью прогнозировать наступление неблагоприятных сердечно-сосудистых событий у больных ИБС с СД 2 типа и остеопорозом. Площадь под кривой АИС для ОПН составила 0,87 (95% ДИ [0,76-0,98; р=0,001]), что превышает аналогичный показатель для классических конвенционных факторов риска. Следовательно, скрининг уровня в крови ОПН можно использовать в качестве независимого маркера стратификации риска развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий при рассматриваемой коморбидной патологии.

Оценка диагностической и прогностической значимости нарушений МПК при повышенной экспрессии ОПН в условиях развития ХСН у пациенток с СД 2 типа и остеопорозом по данным ROC-анализа показала, что минеральная плотность костной ткани по Т – критерию = -2,5 SD имеет прогностическую значимость в отношении кумулятивной точки (площадь под кривой 0,63 (95% ДИ 0,53-0,81; р=0,03), предсказывая вероятность наступления неблагоприятных клинических событий с чувствительностью 72,1%, специфичностью 42,1%. При принятии за CUT-OFF значения МПК>-2,5 SD по Т-критерию чувствительность теста составила 79,2%, специфичность - 61% (площадь под кривой 0,69 (95% ДИ 0,57-0,84; р=0,01).

Кроме того, у пациенток с ОПН > 21,4 нг/мл регистрировалась большая частота (р=0,001) переломов костей. При этом у пациенток с уровнем дефицита МПК>-2,5 SD по Т-критерию регистрировалась большая в 1,5 раза частота неблагоприятных клинических событий (включая повторные ИМ, декомпенсацию ХСН, инсульты) и переломы костей.

Обсуждение

Было показано, что ряд стимулов, которые играют важную роль в патогенезе ХСН, способствует экспрессии ОПН, включая цитокины, активные формы кислорода (АФК), ангиотензин II, высокий уровень глюкозы и гипоксию [16, 23 ,38].

Ангиотензин II повышает экспрессию ОПН у взрослых крыс сердечными фибробластами путем АФК-опосредованной активации путей, а интрелейкин-1β и фактор некроза опухоли-α дополнительно действуют синергически с ангиотензином II, еще больше увеличивая экспрессию ОПН [39]. Ангиотензин II активирует митоген-активированный протеинкиназный путь с последующей индукцией экспрессии ОПН в микрососудистых эндотелиальных клетках сердца [39]. Интересно, что блокирование ангиотензина II ингибирует экспрессию ОПН в неинфарктной зоне сердца после ИМ [38]. Назначение олмесартана, который является блокатором рецепторов ангиотензина II, значительно снижает уровень ОПН в плазме у пациентов с артериальной гипертензией [39].

Кроме того, гипергликемия и гипоксия синергетически увеличивают экспрессию ОПН в гладкомышечных или эпителиальных клетках проксимальных канальцев почек [16, 40]. Таким образом, механизмы, регулирующие экспрессию ОПН, варьируются между типами клеток и патологиями, что приводит к сложности влияния на ОПН как терапевтической мишени при сердечно-сосудистых заболеваниях. Накопленные данные свидетельствуют о том, что ОПН является мощным биомаркером и медиатором при сердечно-сосудистых заболеваниях. Уровни ОПН в плазме существенно изменялись у пациентов, перенесших успешную реперфузию после острого ИМ передней стенки, и они начали увеличиваться на второй день, достигнув пика на третий день и сохраняясь до 14-го дня (420 нг/мл в контрольной группе против 1139 нг/мл в группе больных на третий день) [41].

Уровни ОПН в плазме также повышались у пациентов со стабильной ИБС [42, 43], а фракция выброса ЛЖ обратно коррелирована с уровнями ОПН в плазме у этих пациентов [42, 44]. Кроме того, у пациентов со стабильной ИБС и сохраненной фракцией выброса левого желудочка на оптимальной медикаментозной терапии уровни ОПН в плазме являлись независимыми предикторами неблагоприятных сердечно-сосудистыми исходов [17].

Сердечные фибробласты играют фундаментальную роль в процессе ремоделирования тканей после ИМ, модулируя состав внеклеточного матрикса. Трансформирующий фактора роста-β1 (TGF-β1) индуцирует дифференцировку фибробластов в миофибробласты под влиянием ОПН [45].

Матриксные металлопротеиназы (MMP) являются протеазами внеклеточного матрикса и играют фундаментальную роль в ремоделировании при некоторых сердечно-сосудистых патологических состояниях, включая гипертрофию, вызванную перегрузкой давлением, ИМ и ХСН [45, 46]. MMP отвечают за деградацию коллагена во внеклеточном матриксе, а активация MMP вызывает снижение прочности сердечной ткани на растяжение и вызывает систолическую и диастолическую дисфункцию [47]. ОПН вызывает повышение регуляции тканевых ингибиторов MMP и коллагена и снижение экспрессии MMP-1 в сердечных фибробластах [48]. ОПН ингибирует интерлейкин-1β-индуцированную активацию MMP-2 и MMP-9 через вовлечение интегринов β3 и активацию протеинкиназы. Ингибирование MMP уменьшает дилатацию и дисфункцию ЛЖ после ИМ [27].

Сообщается также, что ОПН участвует в ангиогенезе, который является важным процессом в постишемическом восстановлении после ИМ. Ангиогенез усиливает снабжение кислородом и питательными веществами, необходимыми для процесса заживления ран, и уменьшает тяжесть ишемических событий [49]. ОПН играет важную роль в постишемической неоваскуляризации [50] и повышается у пациентов с заболеванием периферических артерий или сахарным диабетом (СД) [51]. Подавление экспрессии ОПН снижает ангиогенез в сердечно-сосудистых эндотелиальных клетках после ИМ, что приводит к неблагоприятному ремоделированию после ИМ [52].

Таким образом, ОПН оказывает комплексное влияние на ремоделирование сердца после ИМ. Ингибирование ОПН может не только уменьшить чрезмерный фиброз, но и способствовать активности MMP и ингибировать ангиогенез. Кроме того, основной источник ОПН в хронической фазе ИМ остается неясным.

Увеличение экспрессии ОПН в тканях аорты наблюдалось на некоторых гипертензивных животных моделях, и его экспрессия коррелировала с систолическим артериальным давлением [53]. Экспрессия ОПН способствует выработке MMP-2 в гладкомышечных клетках сосудов с последующим их ремоделированием [53]. Влияние ОПН на MMP противоположно в сердечных фибробластах и клетках гладкой мускулатуры сосудов, и действие ОПН может быть зависимым от клеток-мишеней. Кроме того, ОПН играет существенную роль в модуляции компенсаторной гипертрофии сердца в ответ на хроническую перегрузку давлением, а регуляция MMP остеопонтином важна для этого процесса [31].

По данным исследователей уровни ОПН в плазме были повышены у пациентов с хронической сердечной недостаточностью и коррелировали с тяжестью заболевания. Кроме того, уровни ОПН в плазме являлись предикторами летального исхода в течение четырех лет наблюдения у этих пациентов (382 нг/мл для контрольных субъектов против 532 нг/мл для пациентов с ХСН; и 479 нг/мл для I/II функционального класса (ФК) ХСН по классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA) против 672 нг/мл для ФК ХСН класса III/IV) [54]. Экспрессия ОПН увеличивается в миокарде пациентов с гипертонической болезнью и СН по сравнению с контрольной группой, а увеличение экспрессии ОПН обратно коррелирует с фракцией выброса ЛЖ [55]. Кроме того, сывороточные уровни ОПН являются предикторами желудочковой тахикардии и фибрилляции предсердий у пациентов с ХСН [56].

Однако основной источник ОПН при ХСН остается неясным. ХСН является сложным заболеванием, поражая несколько органов, и, таким образом, экспрессия ОПН может увеличиваться не только в сердце, но и в других органах, включая почки, легкие и печень. Выяснение основного источника и индуктора ОПН приведет к новым методам лечения ХСН.

Таким образом, расшифровка патогенетических механизмов, определяющих взаимосвязь факторов риска континуума коморбидной патологии, представленной ХСН, СД 2 типа и остеопорозом, имеет важное значение для разработки инновационных более эффективных и перспективных подходов персонализированной диагностики, профилактики и лечения этих заболеваний. Установленная в настоящей работе прогностическая роль нового биомаркера остеопонтина с риском развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и остеопоретических переломов при коморбидной патологии, включающей ХСН, СД 2 типа и остеопороз, позволяют не только совершенствовать стратификацию риска вовлеченности конвенционных и неконвенционных факторов риска в развитие указанных заболеваний, но и обеспечивают полноценный контроль в качестве объективного независимого критерия эффективности патогенетической терапии. При этом прогноз у женщин с ХСН, ассоциированной с СД, представляется актуальным для тактики ведения декомпенсированной СН, составляющих большинство среди госпитализированных в стационары пациентов.