Способ прогнозирования течения хронической сердечной недостаточности
Владельцы патента RU 2357250:
Федеральное государственное учреждение "Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (RU)
Изобретение относится к области кардиологии, в частности к прогнозированию течения хронической сердечной недостаточности. Для осуществления способа определяют количество CD133+-клеток в образцах цельной крови и оценивают их колониеобразующую способность при культивировании in vitro. Риск развития неблагоприятного исхода: ранней смерти и/или госпитализации крайне высок, если при обследовании пациента с хронической сердечной недостаточностью представительство CD133+-клеток в цельной крови меньше или равно 1×105/л и количество колониеобразующих единиц меньше или равно 2/мм2. Благоприятный исход прогнозируют, если представительство CD133+-клеток в цельной крови более 1×105/л и количество колониеобразующих единиц более 2/мм2. Использование изобретения позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать неблагоприятное течение хронической сердечной недостаточности. 5 табл.
Изобретение относится к области кардиологии и, в частности, к прогнозированию течения хронической сердечной недостаточности.
Хроническая сердечная недостаточность до сих пор остается одним из самых распространенных и прогностически неблагоприятных осложнений сердечно-сосудистых заболеваний. По данным Фрамингемского исследования средняя 5-летняя выживаемость больных с хронической сердечной недостаточностью остается крайне низкой и составляет 35% для мужчин и 53% для женщин. Среди больных с тяжелыми стадиями хронической сердечной недостаточности сердечно-сосудистая летальность в течение года колеблется в пределах от 35 до 50%, а 3-летняя превышает 70% (Cleland J.G. et al., 2003). Прогноз больных с хронической сердечной недостаточностью зависит от многочисленных факторов, воздействующих на выживаемость пациентов. Среди этих факторов наибольшее значение имеет этиология хронической сердечной недостаточности, выраженность клинических ее проявлений, размеры сердца и его сократительная способность, нейрогуморальный статус, степень нарушения кровообращения, наличие жизнеопасных нарушений ритма и характер проводимой терапии (Guidelines HF, 2005). В связи с этим большинство тест-систем, используемых для оценки тяжести состояния пациента с хронической сердечной недостаточностью, позволяют с разной степенью приближения говорить о прогнозе заболевания.
В качестве независимых и строгих предикторов неблагоприятного прогноза при хронической сердечной недостаточности рассматривается ряд биохимических параметров, среди которых особое значение имеет определение уровня мозгового натрийуретического пептида в плазме крови (Cohn J.N. et al., 1993; Tsutamoto T. et al., 1997). Однако если нормальные значения мозгового натрийуретического пептида позволяют исключить у пациента сердечную недостаточность, то высокие значения данного показателя не всегда указывают на наличие систолической дисфункции левого желудочка (Struthers A.D., 2002). Таким образом, определение концентрации мозгового натрийуретического пептида в плазме крови у больных с хронической сердечной недостаточностью является высокочувствительным, но неспецифичным диагностическим тестом.
Эхокардиографические параметры и, прежде всего, фракция выброса левого желудочка, выбранная нами в качестве прототипа, является универсальным показателем, который самостоятельно определяет не только тяжесть декомпенсации и эффективность лечения, но и прогноз больного. В ряде клинических исследований показано, что снижение фракции выброса у асимптомных пациентов является важным прогностическим критерием не только манифестации сердечной недостаточности, но и смерти (Kearney M.T. et al., 2002). В частности, снижение фракции выброса левого желудочка до 40-50% существенно не влияет на показатели смертности больных, в то время как фракция выброса левого желудочка менее 30% ассоциирована с двухкратным увеличением риска сердечно-сосудистой летальности (Madsen В. et al., 1994). Однако у пациентов с одинаковой по величине фракцией выброса левого желудочка отдаленный прогноз может существенно различаться, что говорит об относительной самостоятельности фракции выброса как прогностического критерия (Nohria A. et al., 2003).
Задачей предлагаемого способа является повышение точности прогнозирования течения хронической сердечной недостаточности.
Это достигается тем, что у больного с асимптомной и симптомной дисфункцией левого желудочка методом проточной цитометрии определяют количество CD133+-клеток в образцах цельной крови, а также оценивают их колониеобразующую способность при культивировании in vitro. И если при обследовании пациента с хронической сердечной недостаточностью представительство CD133+-клеток в цельной крови меньше или равно 1×105/л, а количество колониеобразующих единиц меньше или равно 2/мм2, то риск развития неблагоприятного исхода в течение года с момента обследования: ранней смерти и/или госпитализации в связи с ухудшением течения заболевания, крайне высок. А в случае, если представительство CD133+-клеток в цельной крови превышает 1×105/л и количество колониеобразующих единиц более 2/мм2, то исход заболевания в течение года благоприятный. В остальных случаях прогноз не определен.
Использование данного способа позволяет с большей точностью прогнозировать раннюю смертность и госпитализации по поводу ухудшения течения заболевания у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Это позволит существенно улучшить качество оказания медицинской помощи, в том числе и высокотехнологической медицинской помощи, у пациентов высокого риска и уменьшить экономические затраты, связанные с обеспечением дорогостоящими лекарственными средствами пациентов низкого риска.
Способ осуществляется следующим образом. Для исследования используется венозная кровь, стабилизированная гепарином. Количество CD133+-клеток оценивается в цельной крови методом проточной цитометрии (Becton Dickinson FACScan). Для выявления антигена используют моноклональные антитела CD133, связанные с флюоресцентной меткой «фикоэритрин». Относительное представительство CD133+-клеток, выраженное в процентах, пересчитывается на количество лимфоцитов в цельной венозной крови, которое определяется с помощью гематологического анализатора Sysmex, КХ-21 (Kobe, Япония).
Для получения мононуклеарных лейкоцитов цельная венозная кровь в стерильных условиях разводится 1:1 средой RPMI и наслаивается 2:1 на градиент плотности 1,077 («Histopaque», «Sigma», США), а затем центрифугируется при 1500 об/мин × 40 минут. Для дальнейшего культивирования полученная в интерфазе фракция мононуклеарных лейкоцитов трижды отмывается центрифугированием при 1000 об/мин × 10 мин в 10-кратном объеме 0,1 М стерильного фосфатного буфера. Изолированные мононуклеарные лейкоциты ресуспензируются в среде ДМЕМ/F12 с добавлением 20% фетальной сыворотки и высаживают в 36-мм чашки, покрытые фибронектином, с плотностью 3×106 клеток/мл среды. Через 48 часов неприкрепившиеся клетки удаляют и высаживают на чашки, покрытые фибронектином, в среде с добавлением ростовых факторов: основной фактор роста фибробластов и сосудистый ростовой фактор. Через 7 дней культивирования оценивают колониеобразующую способность эндотелиальных клеток-предшественников и выражают в виде количества колоний на 1 мм2 площади чашки.
Клинические испытания способа проводились на базе ФГУ «Федеральный центр сердца крови и эндокринологии им. В.А.Алмазова Росмедтехнологии», г.Санкт-Петербург. Для оценки прогностической значимости предлагаемого способа обследовано 23 пациента с документированной ишемической болезнью сердца и систолической дисфункцией левого желудочка (фракция выброса менее 40%). Всем больным выполнялось эхокардиографическое обследование на аппарате VINGMED, System Five (GE, США) по стандартному протоколу, определение количества CD133+-клеток и колониеобразующих единиц эндотелиальных клеток-предшественников. В ходе анализа полученных данных все пациенты были разделены на две группы: с фракцией выброса менее 30% и фракцией выброса более 30%. Критериями информативности прототипа и предлагаемого способа служили показатели сердечно-сосудистой летальности и частоты госпитализаций в связи с декомпенсацией хронической сердечной недостаточности в течение 1 года. За период наблюдения (1 год) 4 пациента умерло и 11 пациентов госпитализировано в стационар в связи с декомпенсацией хронической сердечной недостаточности.
В табл.1 показана связь показателей сердечно-сосудистой летальности и частоты госпитализаций пациентов хронической сердечной недостаточности с величиной фракции выброса, представительством CD133+-клеток и количеством колониеобразующих единиц.
| Таблица 1 | ||||
| Группа б-ных со 100% выживаемостью в течение года 1 M±m |
Группа б-ных со 100% летальностью в течение года 2 M±m |
Группа с отсутствием госпитализаций в течение года 3 M±m |
Группа с госпитализациями в течение года 4 M±m |
|
| Фракция выброса, % | 34,8±1,5 | 32,3±2,4 p1,2>0,05 |
38,0±1,0 | 31,0±1,8 р3,4=0,003 |
| Количество CD133+-клеток, ×105/л | 1,75±0,32 | 0,25±0,18 p1,2=0,05 |
2,38±0,48 | 0,67±0,13 р3,4=0,002 |
| КОЕ, кол-во/мм2 | 3,3±0,6 | 0,7±0,3 p1,2=0,05 |
4,2±0,8 | 1,5±0,3 р3,4=0,005 |
Для оценки точности предлагаемого способа проводили сравнение с методом прогнозирования течения хронической сердечной недостаточности, основанным на анализе фракции выброса левого желудочка, поскольку данный способ широко используется в современной клинической практике.
Расчет эффективности прогнозирования течения сердечной недостаточности путем оценки фракции выброса (прототип) приведен в табл.2 и 3.
| Таблица 2 | |||
| Смертность | |||
| 100% | 0% | ||
| ФВ<30% | А | В | A+B |
| 2 | 3 | 5 | |
| С | D | C+D | |
| ФВ>30% | |||
| 2 | 16 | 18 | |
| А+С | B+D | ||
| 4 | 19 | ||
| Чувствительность = А/(А+С)*100%=2/(4)*100%=50% | |||
| Специфичность = D/(В+D)*100%=16/19*100%=84% |
| Таблица 3 | |||
| Госпитализация | |||
| (+) | (-) | ||
| ФВ<30% | А | В | A+B |
| 5 | 0 | 5 | |
| С | D | C+D | |
| ФВ>30% | |||
| 8 | 10 | 18 | |
| А+С | B+D | ||
| 13 | 10 | ||
| Чувствительность = А/(А+С)*100%=5(13)*100%=38% | |||
| Специфичность = D/(B+D)*100%=10/10*100%=100% |
Расчет эффективности прогнозирования течения сердечной недостаточности путем оценки представительства CD133+-клеток и колониеобразующей способности эндотелиальных клеток предшественников показан в табл.4 и 5.
| Таблица 4 | |||
| Смертность | |||
| 100% | 0% | ||
| CD133+-клеток, ≤1×105/л КОЕ, ≤2/мм2 | А | В | A+B |
| 4 | 6 | 10 | |
| CD133+-клеток, >1×105/л КОЕ, >2/мм2 | С | D | C+D |
| 0 | 8 | 8 | |
| А+С | B+D | ||
| 4 | 14 | ||
| Чувствительность = А/(А+С)*100%=4/(4)*100%=100% | |||
| Специфичность = D/(B+D)*100%=8/14*100%=57% |
| Таблица 5 | |||
| Госпитализация | |||
| (+) | (-) | ||
| CD133+-клеток, ≤1×105/л КОЕ, ≤2/мм2 | А | В | A+B |
| 9 | 2 | 11 | |
| CD133+-клеток, >1×105/л КОЕ, >2/мм2 | С | D | C+D |
| 1 | 7 | 8 | |
| А+С | B+D | ||
| 10 | 9 | ||
| Чувствительность = A/(A+C)*100%-9/(10)*100%=90% | |||
| Специфичность = В/(В+0)*100%=7/9*100%=78% |
Пример 1. Больной М., 58 лет, индекс массы тела 22,2 кг/м2, давность артериальной гипертензии около 21 года. Дебют ишемической болезни сердца три года назад с острого инфаркта миокарда. Клинические проявления хронической сердечной недостаточности на уровне II ф.кл. При эхокардиографическом обследовании фракция выброса 39,1%. В цельной крови выявлено 4,62×105/л CD133+-клеток. При культивировании колониеобразующая способность эндотелиальных клеток-предшественников составила 2,2/мм2. За период наблюдения состояние больного стабильное, толерантность к физической нагрузке без существенных изменений (тест с шестиминутной ходьбой 494 м против 502 м на период включения в исследование).
Пример 2. Больной П., 51 год, индекс массы тела 33,8 кг/м2, давность артериальной гипертензии около 2 лет, страдающий сахарным диабетом 2 типа, компенсированным на сахароснижающей терапии. Ишемическая болезнь сердца в течение 3 лет. 2 года назад перенес острый трансмуральный передний инфаркт миокарда. Клинические проявления хронической сердечной недостаточности на уровне III ф.кл. При эхокардиографическом исследовании фракция выброса 33%. В цельной крови CD133+-клетки не определяются. При культивировании число колониеобразующих единиц 0,1 /мм2. В течение года пациент дважды госпитализировался в связи с прогрессирование клинических проявлений сердечной недостаточности. Умер на фоне рецидивирующих тромбэмболий в систему легочной артерии.
Пример 3. Больной М., 56 лет, индекс массы тела 28,1 кг/м2, давность артериальной гипертензии около 7 лет. Страдает сахарным диабетом 2 типа, компенсированным на сахароснижающей терапии. Дебют ишемической болезни сердца 5 лет назад. В анамнезе 2 инфаркта миокарда. На момент обследования клинические проявления хронической сердечной недостаточности на уровне III ф.кл. Фракция выброса при эхокардиографическом исследовании 35,8%. В цельной крови 0,72×105/л CD133+-клеток. Получено 2/мм2 колониеобразующих единиц при культивировании мононуклеарных лейкоцитов in vitro. За период наблюдения больной однократно госпитализирован в стационар в связи с декомпенсацией хронической сердечной недостаточности.
Пример 4. Больной М., 35 лет, индекс массы тела 29,8 кг/м2 без указаний в анамнезе на повышение артериального давления. На момент обследования клинические проявления хронической сердечной недостаточности на уровне III ф.кл. Фракция выброса при эхокардиографическом исследовании 29,1%. При коронарографическом исследовании стенозы коронарных артерий гемодинамически незначимые (менее 50%). В цельной крови 1,86×105/л CD133+-клеток. При культивировании мононуклеарных лейкоцитов in vitro 3,5 колониеобразующие единицы на мм2. За период наблюдения состояние больного стабильное, не госпитализировался, скорую помощь не вызывал.
Таким образом, примеры 1, 2 и 3 наглядно демонстрируют низкую информативность оценки фракции выброса в однородной популяции пациентов (диапазон фракции выброса от 30-40%) в отношении прогноза хронической сердечной недостаточности. Тогда как количество циркулирующих стволовых клеток (CD133+) и их пролиферативная активность (показатель колониеобразования) позволяют с высокой степенью достоверности прогнозировать развитие сердечно-сосудистых событий. Пример 4 подтверждает преимущество предлагаемого метода, доказывая тот факт, что низкая фракция выброса (<30%) не всегда сопряжена с развитием сердечно-сосудистых осложнений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Cleland J.G., Khand A., Clark A et al. The EuroHeart Failure Survey Programme. A survey on the quality of care among patients with heart failure in Europe". Part I: patient characteristics and diagnosis // European Heart Journal 2003; 24: 422-463.
2. Guidelines for the diagnosis and treatment of chronic heart failure // European Heart Journal 2005: 1-45.
3. Cohn J.N., Johnson G.R., Shabetai R. et al. Ejection fraction, peak exercise oxygen consumption, cardiothoracic ratio, ventricular arrhythmias, and plasma norepinephrine as determinants of prognosis in heart failure // Circulation 1993-87: VI5-VI16.
4. Tsutamoto Т., Wada A., Maeda K. et al. Attenuation of compensation of endogenous cardiac natriuretic peotide system in CHF // Circulation 1997; 96:509-516.
5. Struthers A.D. Introducing a new role for BNP: as a general indicator of cardiac structural disease rather than a specific indicator of systolic dysfunction only // Heart 2002; 87:97-98.
6. Kearney M.T., Fox K.A., Lee A.J. Predicting death due to progressive heart failure in patient with mild-to-moderate CHF // J Amer Coil Cardiol 2002; 40: 1801-1808.
7. Madsen В., Hansen J., Stokholm K., et al. Chronic congestive heart failure. Eur Heart J 1994; 15:303-10.
8. Nohria A., Tsang S.W., Fang J.C. et al. Clinical assessment identifies haemodynamic profiles the predict outcomes in patient admitted with heart failure // J Amer Coll Card 2003; 41:1797-1804.
Способ прогнозирования течения хронической сердечной недостаточности путем диагностического обследования, отличающийся тем, что определяют количество CD133+-клеток в образцах цельной крови, а также оценивают их колониеобразующую способность при культивировании in vitro, и в случае, если представительство CD133+-клеток в цельной крови меньше или равно 1×105/л и количество колониеобразующих единиц меньше или равно 2/мм2, то риск развития неблагоприятного исхода: ранней смерти и/или госпитализации, в течение 1 года с момента обследования крайне высок, а в случае, если представительство CD133+-клеток в цельной крови более 1×105/л и количество колониеобразующих единиц более 2/мм2, то в течение того же срока ожидают благоприятный исход, в остальных случаях прогноз не определен.
