Теоретичні та практичні аспекти застосування біомаркерів при хронічній серцевій недостатності
DOI:
https://doi.org/10.30978/UTJ2021-1-93Ключові слова:
серцева недостатність, фурин, біомаркер, натрійуретична пептидна системаАнотація
Серцева недостатність (СН) залишається актуальною проблемою в сучасній системі охорони здоров’я, оскільки вона є причиною госпіталізації, інвалідизації та смертності населення. Одним з основних критеріїв, який дає змогу розподілити пацієнтів із СН на групи і від якого залежить тактика спостереження та лікування, є фракція викиду (ФВ) лівого шлуночка (ЛШ). Європейське кардіологічне товариство виділяє СН зі збереженою ФВ, СН з проміжною ФВ та СН зі зниженою ФВ. Останнім часом для оцінки ризиків виділяють такі фенотипи за ФВ ЛШ: стійка СН зі збереженою ФВ, стійка СН зі зниженою ФВ, СН зі збільшенням ФВ та СН зі зменшенням ФВ. Доведено, що найменша смертність — у групі СН зі збільшенням ФВ (17 %), а найбільша — у групі СН зі зменшенням ФВ (43 %). Варта уваги група СН з проміжною ФВ, оскільки ФВ ЛШ у пацієнтів цієї групи змінюється активніше, ніж в інших групах (за даними досліджень, через 1 рік у 44 % пацієнтів ФВ ЛШ зросла, а у 16 % — зменшилась). Для прогнозування змін ФВ ЛШ перспективним є визначення рівня біомаркерів у крові. Відомо, що найбільш дослідженим та інформативним кардіобіомаркером є кількість N‑термінального фрагмента мозкового натрійуретичного пептиду (NT‑proBNP). Його рівень у плазмі крові корелює з ФВ ЛШ, але використовуючи лише цей показник неможливо спрогнозувати зміни ФВ ЛШ. Більш того, точність визначення вмісту NT‑proBNP у діагностиці та прогнозуванні перебігу СН становить 75 — 80 %. Інші найбільш досліджені біомаркери, такі як галектин‑3, sST‑2, GDF‑15 та високочутливі тропоніни, поодинці виявилися неефективними для прогнозування змін ФВ ЛШ. Тому поширення набуває мультимаркерна модель прогнозування перебігу СН.
Дано визначення хронічної серцевої недостатності та класифікацію за ФВ ЛШ. Проведено огляд сучасних досліджень, які демонструють актуальність прогнозування змін ФВ ЛШ. Наведено дані щодо перспективних кардіобіомаркерів (натрійуретичний пептид, галектин‑3, sST‑2, GDF‑15 та високочутливі тропоніни), їх переваг і недоліків у діагностиці та стратифікації ризиків у пацієнтів із хронічною серцевою недостатністю, зокрема результати досліджень фурину, який є pro‑BNP‑конвертазою та перспективним кардіобіомаркером як компонент мультимаркерної моделі прогнозування перебігу СН.
Посилання
Babichev DP, Rudyk IuS, Medentseva OO. Prohnostychne znachennia korynu u khvorykh iz khronichnoiu sertsevoiu nedostatnistiu. Ukrainskyi terapevtychnyi zhurnal. 2020;1:76-82. doi: 10.30978/UTJ2020-1-76 [in Ukrainian].
Voronkov LH, Amosova KM, Dziak HV ta in. Rekomendatsii Asotsiatsii kardiolohiv Ukrainy z diahnostyky ta likuvannia khronichnoi sertsevoi nedostatnosti (2017). Sertseva nedostatnist ta komorbidni stany. 2017;1, dod. 1:6-66 [in Ukrainian].
Voronkov LH, Berezin OE, Zharinova VIu ta in. Konsensus Asotsiatsii kardiolohiv Ukrainy, Vseukrainskoi asotsiatsii fakhivtsiv z sertsevoi nedostatnosti ta Ukrainskoi asotsiatsii fakhivtsiv z nevidkladnoi kardiolohii iz zastosuvannia biomarkeriv pry sertsevii nedostatnosti. K., 2019. 36 s [in Ukrainian].
Rudik JuS, Medenceva EA. Rol’ markera fibroza ST2 i polimorfizma gena angiotenzinogena v progressirovanii hronicheskoj serdechnoj nedostatochnosti u bol’nyh saharnym diabetom tipa 2. Georgian Medical News. 2018;2 (275):105-111 [in Russian].
Abboud A, Januzzi JL. Heart Failure Biomarkers in COVID-19. URL: https://www.acc.org/latest-in-cardiology/articles/2020/07/27/09/25/heart-failure-biomarkers-in-covid-19.
Bayes-Genis A, de Antonio M, Vila J et al. Head-to-head comparison of 2 myocardial fibrosis biomarkers for long-term heart failure risk stratification: ST2 versus galectin-3. J Am Coll Cardiol. 2014;63(2):158-166. doi: 10.1016/j.
Berezin AE. Circulating biomarkers in heart failure: diagnostic and prognostic importance. Journal of Laboratory and Precision Medicine. 2018;Vol 3 (4):36. doi: 10.21037/jlpm.2018.03.13.
Besler C, Lang D, Urban D et al. Plasma and cardiac galectin-3 in patients with heart failure reflects both inflammation and fibrosis: implications for its use as a biomarker. Circ Heart Fail. 2017;10(3). e003804. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.116.003804.
Biomarkers Definitions Working Group. Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. Clin. Pharmacol Ther. 2001;69(3):89-95. doi: 10.1067/mcp.2001.113989.
Braunwald E, Heart failure. JACC Heart Fail. 2013;1(1):1-20. doi: 10.1016/j.jchf.2012.10.002.
Chioncel O, Lainscak M, Seferovic PM et al. Epidemiology and one-year outcomes in patients with chronic heart failure and preserved, mid-range and reduced ejection fraction: an analysis of the ESC Heart Failure Long-Term Registry. Eur J Heart Fail. 2017;19 (12):1574-1585. doi: 10.1002/ejhf.813.
Daniels LB, Maisel AS. Natriuretic peptides. J Am Coll Cardiol. 2007;50 (25):2357-2368. doi: 10.1016/j.jacc.2007.09.021.
De Lemos JA. Increasingly sensitive assays for cardiac troponins: a review. JAMA. 2013;309 (21):2262-2269. doi: 10.1001/jama.2013.5809.
De Vito P. Atrial natriuretic peptide: an old hormone or a new cytokine. Peptides. 2014;58:108-116. doi: 10.1016/j.peptides.2014.06.011.
Díaz-Alvarez L, Ortega E. The many roles of galectin-3, a multifaceted molecule, in innate immune responses against pathogens. Mediators Inflamm. 2017;9247574. doi: 10.1155/2017/9247574.
Dries DL. Process matters: Emerging concepts underlying impaired natriuretic peptide system function in heart failure. Circ Heart Fail. 2011;4:107-110. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.111.960948.
Dunlay S, Pereira N, Kushwaha S. Contemporary strategies in the diagnosis and management of heart failure. Mayo Clin Proc. 2014;89(5):662-676. doi: 10.1016/j. mayocp.2014.01.004.
Falk M, Huhn R, Behmenburg F et al. Biomechanical stress in myocardial infarctions: can endothelin-1 and growth differentiation factor 15 serve as imunohistochemical markers?. Int J Legal Med. 2018;132(2):509-518. doi: 10.1007/s00414-017-1726-z.
Fathy SA, Abdel Hamid FF, Zabut BM et al. Diagnostic utility of BNP, corin and furin as biomarkers for cardiovascular complications in type 2 diabetes mellitus patients. Biomarkers. 2015;20 (6-7):460-469. doi: 10.3109/1354750X.2015.1093032.
Fernandez C, Rysä J, Almgren P et al. Plasma levels of the proprotein convertase furin and incidence of diabetes and mortality. J Intern Med. 2018;284(4):377-387. doi: 10.1111/joim.12783.
Hara A, Niwa M, Kanayama T et al. Galectin-3:a potential prognostic and diagnostic marker for heart disease and detection of early stage pathology. Biomolecules. 2020;10(9):1277. doi: 10.3390/biom10091277.
Hashmi S, Al-Salam S. Galectin-3 is expressed in the myocardium very early post-myocardial infarction. Cardiovasc Pathol. 2015;24(4):213-23. doi: 10.1016/j.carpath.2014.12.001.
Imran TF, Shin HJ, Mathenge N et al. Meta-analysis of the usefulness of plasma galectin-3 to predict the risk of mortality in patients with heart failure and in the general population. Am J Cardiol. 2017;119(1):57-64. doi: 10.1016/j.amjcard.2016.09.019.
Kaura A, Panoulas V, Glampson B et al. Association of troponin level and age with mortality in 250000 patients: cohort study across five UK acute care centres. // BMJ. 2019;367:l6055. doi: 10.1136/. BMJ. l6055.
Lala RI, Lungeani D, Darabantiu D et al. Galectin-3 as a marker for clinical prognosis and cardiac remodeling in acute heart failure. Herz. 2018;43(2):146-155. English. doi: 10.1007/s00059-017-4538-5.
Lala RI, Puschita M, Darabantiu D, Pilat L. Galectin-3 in heart failure pathology — «another brick in the wall»?. Acta Cardiol. 2015;70(3):323-331. doi: 10.1080/ac.70.3.3080637.
Maisel AS, Krishnaswamy P, Nowak RM et al. Rapid measurement of B-type natriuretic peptide in the emergency diagnosis of heart failure. N Engl J Med. 2002;347(3):161-167. doi: 10.1056/NEJMoa020233.
Mebazaa A, Di SS, Maisel AS, Bayes-Genis A. ST2 and multimarker testing in acute decompensated heart failure. Am J Cardiol. 2015;115 (suppl. 7):38B-43B. doi: 10.1016/j.amjcard.2015.01.039.
Meijers WC, van der Velde AR, Muller Kobold AC et al. Variability of biomarkers in patients with chronic heart failure and healthy controls. Eur J Heart Fail. 2017;19(3):357-365. doi: 10.1002/ejhf.669.
Motwani JG, McAlfine H, Kennedy N, Struthers AD. Plasma brain natriuretic peptide as an indicator for angiotensin-conver-ting-enzyme inhibition after myocardial infarction. Lancet. 1993;341 (8853):1109-1113. doi: 10.1016/0140-6736 (93)93126-l.
Mozaffarian D, Benjamin EJ, Go AS et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2015 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 2014;131(4):e29-322. doi: 10.1161/CIR.0000000000000152.
Nagarajan V, Hernandez AV, Tang WH. Prognostic value of cardisc troponin in chronic stable heart failure: a systematic review. Heart. 2012;98 (24):1778-86. doi: 10.1136/heartjnl-2012-301779.
Nishikimi T, Nakagawa Y, Minamino N et al. Pro-B-type natriuretic peptide is cleaved intracellularly: impact of distance between O-glycosylation and cleavage sites. Am J Physiol. Regul Integr Comp Physiol. 2015;309(6):R639-49. doi: 10.1152/ajpregu.00074.2015.
Noguchi K, Tomita H, Kanayama T et al. Time-course analysis of cardiac and serum galectin-3 in viral myocarditis after an encephalomyocarditis virus inoculation. PLoS One. 2019;14(1). e0210971. doi: 10.1371/journal.pone.0210971.
Park JJ, Mebazaa A, Hwang IC et al. Phenotyping heart failure according to the longitudinal ejection fraction change: myocardial strain, predictors, and outcomes. J Am Heart Assoc. 2020;9 (12). e015009. doi: 10.1161/JAHA.119.015009.
Peake BF, Eze SM, Yang L et al. Growth differentiation factor 15 mediates epithelial mesenchymal transition and invasion of breast cancers through IGF-1R-FoxM1 signaling. Oncotarget. 2017;8 (55):94393-94406. doi: 10.18632/ oncotarget.21765.
Ponikowski P, Voors AA, Anker SD et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC). Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur J Heart Fail. 2016;18(8):891-975. doi: 10.1002/ejhf.592.
Sabatine MS, Morrow DA, Higgins LJ et al. Complementary roles for biomarkers of biomechanical strain ST2 and N-terminal prohormone B-type natriuretic peptide in patients with ST-elevation myocardial infarction. Circulation. 2008;117:1936-1944. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.728022.
Sanders-van Wijk S, Masson S, Milani V et al., TIME-CHF Investigators and the GISSI-HF Investigators. Interaction of Galectin-3 Concentrations with the Treatment Effects of β-Blockers and RAS Blockade in Patients with Systolic Heart Failure: A Derivation-Validation Study from TIME-CHF and GISSI-HF. Clin Chem. 2016;62(4):605-616. doi: 10.1373/clinchem.2015.246850.
Semenov AG, Tamm NN, Seferian KR et al. Processing of pro-B-type natriuretic peptide: furin and corin as candidate convertases. Clin Chem. 2010;56(7):1166-1176. doi: 10.1373/clinchem.2010.143883.
Sharma A, Stevens SR, Lucas J et al. Utility of growth differentiation factor-15, a marker of oxidative stress and inflammation, in chronic heart failure: Insights from the HF-ACTION Study. JACC Heart Fail. 2017;5 (10):724-734. doi: 10.1016/j.jchf.2017.07.013.
Tang WH, Shresths K, Shao Z et al. Usefulness of plasma galectin-3 levels in systolic heart failure to predict renal insufficiency and survival. Am J Cardiol. 2011;108(3):385-390. doi: 10.1016/j.amjcard.2011.03.056.
Tsuji K, Sakata Y, Nochioka K et al., CHART-2 Investigators. Characterization of heart failure patients withmid-range left ventricular ejection fraction — a report from the CHART-2 Study. Eur J Heart Fail. 2017;19 (10):1258-1269. doi: 10.1002/ejhf.807.
Waldo SW, Beede J, Isakson S et al. Pro-B-type natriuretic peptide levels in acute decompensated heart failure. J Am Coll Cardiol. 2008;51 (19):1874-1882. doi: 10.1016/j.jacc.2007.12.051.
Wei Z.-H., Li Y.-Y., Huang, S. Q., Tan Z-Q. Genetic variants in IL-33/ST2 pathway with the susceptibility to hepatocellular carcinoma in a Chinese population. Cytokine. 2018;18:124-129. doi: 10.1016/j.cyto.2018.03.036.
Yu Z, Lu X, Xu W et al. Serum corin is associated with the risk of chronic heart failure. Oncotarget. 2017;8 (59):100353-100357. doi: 10.18632/oncotarget.22227.
Zhou X, Chen JC, Liu Y et al. Plasma corin as predictor of cardiovascular events in patients with chronic heart failure. JACC: Heart Fail. 2016;4(8):664-669. doi: 10.1016/j.jchf.2016.03.006.
