СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕГРЕССА С ГИПЕРТРОФИИ МИОКАРДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА У ПАЦИЕНТОВ С АОРТАЛЬНЫМ СТЕНОЗОМ ПОСЛЕ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ АОРТАЛЬНОГО КЛАПАНА Российский патент 2009 года по МПК G01N33/68 

Изобретение относится к области кардиологии и, в частности, к оценке эффективности протезирования аортального клапана при неревматическом аортальном стенозе. Эффективность оперативного лечения определяется уменьшением функционального класса хронической сердечной недостаточности и улучшением качества жизни. Доказано наличие тесной связи между тяжестью хронической сердечной недостаточности и величиной индекса массы миокарда, который характеризует степень гипертрофии миокарда (Kupari М. et al., 2005). У пациентов с клапанной патологией сердца увеличение индекса массы миокарда сопровождается ростом риска операционной летальности, а сохраняющаяся после коррекции порока тяжелая гипертрофия левого желудочка ассоциирована со снижением выживаемости больных (Lamb H.J. et al., 2002). Показано, что увеличение индекса массы миокарда левого желудочка на 50 г/м² приводит к росту риска сердечно-сосудистых осложнений в 2 раза (Muiesan М. et al., 2006).

Коррекция порока ведет к устранению перегрузки миокарда и уменьшению индекса массы миокарда. Степень регресса гипертрофии и восстановления функции левого желудочка существенно различается между пациентами. У пациентов с аортальным стенозом процессы гипертрофии миокарда сопровождаются фиброзными изменениями в сердце, и именно они влияют на регресс гипертрофии (Bishop J.E. et al., 1988; Berk В.С. et al., 2007).

Исследования, посвященные изучению обратного регресса гипертрофии миокарда, у пациентов с аортальным стенозом практически отсутствуют. Основным методом прогнозирования обратного ремоделирования миокарда является эхокардиографическое исследование. Оно выполняется у всех пациентов с клапанными пороками сердца до операции, по результатам которого рассчитывается масса и индекс массы миокарда левого желудочка. Согласно данным М.Kupari с соавт. (2005) наибольший регресс гипертрофии ожидается у пациентов с исходно большей массой миокарда. Однако гипертрофия миокарда у больных с аортальным стенозом сопровождается развитием сердечного фиброза, степень выраженности которого влияет на величину регресса гипертрофии миокарда левого желудочка в послеоперационном периоде. Поэтому определение индекса массы миокарда левого желудочка не дает необходимой информации для прогнозирования регресса гипертрофии (Heymans S. et al., 2005). Кроме того, для оценки индекса массы миокарда левого желудочка необходимы дорогостоящее оборудование, высококвалифицированный специалист.

Из лабораторных маркеров, характеризующих степень фиброзных изменений миокарда, выбранного нами в качестве прототипа, наиболее известным является определение сывороточной концентрации С-терминального пептида проколлагена I типа (Querejeta R. et al., 2000). Однако концентрация проколлагена в сыворотке крови не является специфичной, повышается при развитии остеопороза у лиц старше 50 лет. Тогда как средний возраст пациентов с неревматическим аортальным стенозом составляет 60-65 лет. Поэтому данный метод редко используется для оценки прогноза регресса гипертрофии миокарда у больных с аортальным стенозом после операции.

Задачей предлагаемого способа является повышение точности способа прогнозирования.

Это достигается тем, что до операции у пациентов с неревматическим аортальным стенозом определяется сывороточный уровень тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы I типа. Если концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа больше 600 нг/мл, прогнозируют недостаточный регресс гипертрофии миокарда (изменение индекса массы миокарда левого желудочка менее 50 г/м²), а в случае, если концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа равна или меньше 600 нг/мл, то прогнозируют значительный регресс гипертрофии миокарда (изменение индекса массы миокарда левого желудочка более 50 г/м²).

Метод значительно более точен и специфичен, доступен, не требует дорогостоящего оборудования, имеет низкую стоимость, что, в свою очередь, позволит его использовать широко у пациентов с неревматическим аортальным стенозом и дифференцировано подходить к выбору лекарственной терапии в послеоперационном периоде.

Способ осуществляется следующим образом. Для исследования используется венозная кровь. Сыворотка крови, полученная стандартным методом, может храниться при температуре -20°С 2-3 месяца до выполнения исследования. Определение концентрации тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа осуществляется с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA). Ячейки микропланшета покрыты моноклональными антителами к человеческому тканевому ингибитору матриксных металлопротеиназ I типа. В ходе реакции в лунки планшета добавляются стандарты, контрольные образцы сыворотки и образцы сыворотки пациентов. Затем добавляются вторые биотинилированные моноклональные антитела. Во время первой инкубации человеческий тканевой ингибитор матриксных металлопротеиназ I типа связывается произвольно с иммобилизированными антителами, находящимися в растворе, вторым сайтом связывания. После удаления избытка вторых антител добавляется стрептавидин-пероксидаза, которая связывается с биотинилированными моноклональными антителами с формированием сэндвич-комплекса из 4-х реагентов. После второй инкубации и промывки удаляется несвязавшийся фрагмент, после чего добавляется субстратный раствор, который взаимодействует с ферментом с образованием цветного комплекса. Интенсивность окраски раствора прямо пропорциональна концентрации человеческого тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа, присутствующего в образце сыворотки. Концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа определяется колориметрическим способом и выражается в нг/мл. Вариабельность оценки белка в параллельных пробах составила 3,7%. Чувствительность метода - менее 1 нг/мл. Время, необходимое для получения результатов обследования, составляет 3 часа. Возможно одновременное обследование до 40 образцов крови. Показано, что концентрация матриксных металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов в сыворотке крови имеет прямую корреляцию с их содержанием в миокарде (Fielitz J. et al., 2004).

Клинические испытания способа проводились на базе ФГУ «ФЦЭСКИЭ имени В.А.Алмазова Росмедтехнологии», Санкт-Петербург. Для оценки прогностической значимости предлагаемого способа было обследовано 22 пациента с аортальным стенозом до и после протезирования аортального клапана. До операции и после операции проводили эхокардиографическое обследование на аппарате VINGMED, System Five (GE, США) по стандартному протоколу с расчетом индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ) по формуле R. Devereux (1977). Одновременно исследовалась концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа иммуноферментным методом. Через 6 месяцев после операции у пациентов с высокой концентрацией тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа до операции сохранялся более высокий индекс массы миокарда левого желудочка. У пациентов с концентрацией тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы I типа 600 нг/мл и менее выявлен достоверный регресс гипертрофии левого желудочка через полгода после протезирования аортального клапана (изменение индекса массы миокарда левого желудочка более 50 г/м²). У пациентов с концентрацией тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы I типа более 600 нг/мл изменение индекса массы миокарда левого желудочка было менее 50 г/м².

Для сравнения точности предлагаемого способа был выбран способ прогнозирования регресса гипертрофии левого желудочка, основанный на данных эхокардиографического исследования, поскольку он широко используется в современной клинической практике.

Таблица 1. Расчет эффективности прогнозирования степени регресса гипертрофии левого желудочка у больных с аортальным стенозом путем определения исходного индекса массы миокарда левого желудочка

Эхокардиографическое исследование Регресс гипертрофии левого желудочка Больше 50 г/м² Менее 50 г/м² +
ИММЛЖ<190 г/м² А
5 В
6 А+В
11 -
ИММЛЖ>190 г/м² С
4 D
4 C+D
8   А+С
9 B+D
10  

Чувствительность=А/(А+С)·100%=5/(5+4)·100%=55,5%

Специфичность=D(В+D)·100%=4/(6+4)·100%=40%

Таблица 2. Расчет эффективности прогнозирования степени регресса гипертрофии левого желудочка у больных с аортальным стенозом с помощью предлагаемого метода

ТИМП-1 Регресс гипертрофии левого желудочка Больше 50 г/м² Менее 50 г/м² +
менее 600 нг/мл А
6 В
4 А+В
10 -
более 600 нг/мл С
3 D
7 C+D
11   А+С
9 B+D
11  

Чувствительность=6/(6+3)·100%=66,6%

Специфичность=7/(4+7)·100%=63,6%

Пример 1. Пациент, мужчина 65 лет, с диагнозом неревматического аортального стеноза, артериальной гипертензией II стадии, риск-3, хронической сердечной недостаточности IIa/II функционального класса был госпитализирован для оперативного лечения аортального стеноза, протезирования аортального клапана. До операции по данным эхокардиографического исследования сердца выявлена значительная гипертрофия левого желудочка (индекс массы миокарда составлял 206,5 г/м²). Через шесть месяцев после протезирования аортального клапана пациент был обследован повторно: индекс массы миокарда уменьшился на 75 г/м² и составлял 131,6 г/м². До операции концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа в сыворотке крови составила 503 нг/мл (менее 600 нг/мл).

Пример 2. Пациент, мужчина 68 лет, с диагнозом неревматического аортального стеноза, артериальной гипертензией II стадии, риск-3, хронической сердечной недостаточностью IIa/III функционального класса был госпитализирован для оперативного лечения аортального стеноза, протезирования аортального клапана. До операции по данным эхокардиографического исследования сердца отмечена значительная гипертрофия левого желудочка (индекс массы миокарда составлял 200,7 г/м²). Через шесть месяцев после протезирования аортального клапана пациент был обследован повторно: индекс массы миокарда уменьшился всего на 28,5 г/м² (менее 50 г/м²) и составлял 172,3 г/м². До операции концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа в сыворотке крови - 720 нг/мл (более 600 нг/мл).

Пример 1 демонстрирует совпадение результатов прогноза двумя способами. Пример 2 демонстрирует большую точность прогноза предлагаемого способа.

Список использованной литературы

1. Ahmed S.H., Clark L.L., Pennington W.R. et al. Matrix metalloproteinases/tissue inhibitors of metalloproteinases relationship between changes in proteolytic determinants of matrix composition and structural, functional, and clinical manifestations of hypertensive heart disease // Circulation 2006; 113: 2089-2096.

2. Baicu C.F., Stroud J.D., Livesay V.A. et al. Changes in extracellular collagen matrix alter myocardial systolic performance // Am J Physiol Heart Circ Physiol 2003; 284: 122-132.

3. Berk В.C, Fujiwara K., Lehoux S. ECM remodeling in hypertensive heart disease // J. Clin. Invest. 2007; 117: 568-575.

4. Bishop J.E., Laurent G.J. Collagen turnover and its regulation in the normal and hypertrophying heart // Eur Heart J 1995; 16: 38-44.

5. Devereux R.B., Reichek N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man. Anatomic validation of the method // Circulation 1977; 55 (4): 613-618.

6. Fielitz J., Leuschner M, Zurbregg H.R. et al. Regulation of matrix metalloproteinases and their inhibitors in the left ventricular myocardium of patients with aortic stenosis // Journal of Molecular Medicine 2004; 82: 809-820.

7. Heymans S., Schroen В., Vermeersch P. et al. Increased Cardiac Expression of Tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 is related to cardiac fibrosis and dysfunction in the chronic pressure-overloaded human heart // Circulation 2005; 112: 1136-1144.

8. Lamb H. J., Beyerbacht H.P., A. de Roos et al. Left ventricular remodeling early after aortic valve replacement: differential effects on diastolic function in aortic valve stenosis and aortic regurgitation // J A m Coll Cardiol 2002; 40: 2182-2188.

9. Muiesan M.L., de Simone G., Ganau A., Longhini C. et al. Inappropriate left ventricular mass: Reliability and limitations of echocardiographic measurement for risk stratification and follow-up in single patients // J Hypertens 2006; 24(11): 2293-2298.

10. Nagamoto Y., Carabello B.A., Coker M.L. et al. Differential effects of pressure or volume overload on myocardial MMP levels and inhibitory control // Am J Physiol Heart Circ. Physiol. 2000; 278: 151-161.

11. Newby A.C. Role of Matrix Metalloproteinases (Matrixins) in Intimal Thickening and Atherosclerotic Plaque Rupture // Physiol Rev 2005; 85: 1-31.

12. Querejeta R., Varo N., Lypez В., Larman M. et al. Serum Carboxy-Terminal Propeptide of Procollagen Type I Is a Marker of Myocardial Fibrosis in Hypertensive Heart Disease // Circulation 2000; 101: 1729-1735.

Изобретение относится к области медицины и может быть применимо для прогнозирования регресса гипертрофии миокарда после протезирования аортального клапана при неревматическом аортальном стенозе. Сущность метода заключается в количественном определении тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа в сыворотке крови человека до операции. При этом уровень тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа более 600 нг/мл свидетельствует о плохом прогнозе регресса гипертрофии миокарда после операции (изменение индекса массы миокарда левого желудочка менее 50 г/м²). В случае, если концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа равна или более 600 нг/мл, то прогнозируют значительный регресс гипертрофии миокарда (изменение индекса массы миокарда левого желудочка более 50 г/м²). Использование изобретения позволяет до операции прогнозировать эффективность протезирования аортального клапана при аортальном стенозе. Предлагаемый способ специфичен, точен и пригоден для скринингового обследования пациентов с неревматическим аортальным стенозом. 2 табл.

Способ прогнозирования регресса гипертрофии миокарда левого желудочка у пациентов с аортальным стенозом после протезирования аортального клапана путем проведения лабораторно-инструментального исследования, отличающийся тем, что определяют концентрацию тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа в сыворотке крови больного и в случае, если концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа больше 600 нг/мл, прогнозируют недостаточный регресс гипертрофии миокарда (изменение индекса массы миокарда левого желудочка менее 50 г/м²), а в случае, если концентрация тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ I типа равна или меньше 600 нг/мл, то прогнозируют значительный регресс гипертрофии миокарда (изменение индекса массы миокарда левого желудочка более 50 г/м²).