CC BY
23
УДК 612.017.1:616.12
О РОЛИ ГРАНУЛОЦИТАРНО-МАКРОФАГАЛЬНОГО КОЛОНИЕСТИМУЛИРУЮЩЕГО ФАКТОРА В ПАТОГЕНЕЗЕ ОСТРОГО КОРОНАРНОГО СИНДРОМА
В. И. Шальнев
ГОУ ДПО Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования, Россия
THE ROLE OF GRANULOCYTE MACROPHAGE COLONY-STIMULATING FACTOR IN ACUTE CORONARY SYNDROME PATHOGENESIS
V. I. Shalnev
St-Petersburg Medical Academy of Postgraduate Studies, Russia
© В. И. Шальнев, 2011 г.
В статье анализируются содержание и динамические изменения концентрации гранулоцитарно-макро-фагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) в плазме крови больных острым коронарным синдромом в различные сроки заболевания и их возможное клиническое и патогенетическое значение.
Выявлено повышение содержания данного цитокина в остром периоде острого коронарного синдрома, наиболее отчетливо выраженное при инфаркте миокарда с подъемом сегмента ST на ЭКГ и при осложненном течении заболевания. Через 6 месяцев отмечено значительное снижение уровня ГМ-КСФ по отношению к острой фазе заболевания, достоверно более низкая средняя концентрация ГМ-КСФ в этот период отмечена в группе больных, получавших терапию статинами с первых суток заболевания.
Ключевые слова: острый коронарный синдром, атеротромбоз, воспаление.
The article highlights the dynamic changes of granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) concentration in blood plasma in broad spectrum of patients with acute coronary syndrome and its role in pathogenesis of disease. In hospital stage in 68 patients STEMI was found, 88 patients presented with non-STEMI and unstable angina. The study revealed the highest level of GM-CSF in the first two weeks of ACS in patients with massive acute myocardial infarction and complicated course of disease. After 6 month follow-up period the plasma levels of GM-CSF declined in all group of patients, more significantly in those receiving statin therapy.
Keywords: acute coronary syndrome, atherothrombosis, inflammation.
Активация цитокинового каскада играет важную роль в дестабилизации атеросклеротиче-ской бляшки, при атеротромбозе и ремоделиро-вании миокарда [1-4].
В ряде экспериментальных работ установлено, что ряд колониестимулирующих факторов играет ведущую роль в неоангиогенезе, постнекротической регенерации и постинфарктном ре-моделировании миокарда, но роль и значение этих факторов в патогенезе острого коронарного синдрома (ОКС) практически не изучены.
Целью исследования было изучение динамики содержания в плазме крови гранулоцитар-но-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) в различные сроки острого коронарного синдрома, связи с клиническим течением и клинической формой данного синдрома.
Материал и методы. Обследовано 156 больных острым коронарным синдромом. Критериями включения в исследование были признаки
острого коронарного синдрома по определению ВНОК, приведенные в Национальных рекомендациях по диагностике и лечению острого коронарного синдрома [5]. У 68 больных диагностирован острый инфаркт миокарда (ОИМ) с подъемом сегмента SТ, у 88 больных — ОИМ без подъема сегмента SТ и нестабильная стенокардия.
В исследование не включали больных старше 75 лет, имевших длительность болевого синдрома более 48 часов от начала появления симптомов, перенесших в течение месяца перед госпитализацией или имевших на момент госпитализации какие-либо воспалительные заболевания, имевших хронические паренхиматозные заболевания печени или выраженную гепатомегалию, а также больных с выраженной левожелудоч-ковой недостаточностью в дебюте заболевания (3-4-й класс по классификации КПИр, то есть признаки развивающегося отека легких или кардиогенного шока), перенесших сердечно-ле-
Оригинальное научное исследование
гочную реанимацию в связи с остановкой сердца или электроимпульсную терапию в связи с угрожающими жизни нарушениями сердечного ритма в дебюте заболевания.
ГМ-КСФ определяли мультиплексным методом в первые 24 часа, на 14-е сутки заболевания и через 6 месяцев после развития ОКС на анализаторе «Bio-Plex» (США). Помимо ГМ-КСФ определяли широкий спектр Th-1 и Th-2 цито-кинов (не анализируются в данном сообщении). Оценку клинического течения проводили в период 12 месяцев от момента госпитализации по комбинированной конечной точке исследования, включавшей развитие ранней постинфарктной стенокардии, повторного ИМ, госпитализации в связи с ОКС, развития сердечной недостаточности и смерти от ИБС. На основании анализа клинического течения были выделены группы больных с осложненным течением (59 человек), у которых отмечалось достижение конечной точки исследования, и группа больных с неослож-ненным течением (97 человек).
Также анализировали содержание и динамику ГМ-КСФ у больных с различными формами ОКС (ОКС с подъемом сегмента ST (ШТ), ОКС без подъема сегмента ST (БПST) и нестабильная стенокардия) и динамику ГМ-КСФ у больных, получавших терапию статинами (симвастатин в дозе 40 мг в сутки или аторвастатин в дозе 80 мг) с первого дня госпитализации, и у больных, не получавших статины в стационаре, выделенных в соответствующие подгруппы.
Статистическая обработка. Все количественные данные представлены как М ± 8. Для оценки нормальности распределения данных использовался критерий Колмогорова—Смирнова. При ненормальном распределении данных они подвергались лог-трансформации. При сопоставлении количественных данных использовался критерий t Стьюдента и модуль ANOVA для повторных измерений. Для сравнения категориальных данных использовался критерий %2. Достоверным считалось различие при значении р < 0,05.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы SPSS for Windows 14-й версии (SPSS Inc., США).
Результаты. У большинства включенных в исследование больных исходно отмечено повышение содержания ГМ-КСФ в плазме крови, среднее значение по всем больным, включенным в исследование, составило 1,25 ± 1,18 пкг/мл. Отмечена значительная вариабельность значений ГМ-КСФ в крови больных с различными формами ОКС, индивидуальные значения варьировали от 0 до 5,11 пкг/мл. Через 14 суток отмечено достоверное увеличение среднего значения ГМ-КСФ в целом по всей выборке включенных в анализ больных до 1,68 ± 1,86 пкг/мл (р < 0,001), с разнонаправленной динамикой данного показателя у отдельных больных. Через 6 месяцев отмечено снижение среднего значения ГМ-КСФ до 0,80 ± 0,74 пкг/мл, также статистически достоверное (р < 0,001) по отношению к результатам определения на 14-е сутки. При сравнении подгрупп всех больных с осложненным и неослож-ненным типом течения заболевания выявлены различия в динамике и уровне ГМ-КСФ (табл. 1). Исходные средние значения ГМ-КСФ были выше в подгруппе, объединившей всех больных с осложненным течением, составив соответственно 1,55 ± 1,11 и 1,08 ± 1,18 пкг/мл, различие было статистически достоверно, р < 0,05. Через две недели среднее значение ГМ-КСФ достоверно увеличилось в подгруппе больных с неослож-ненным течением до 1,51 ± 1,99 пкг/мл, в группе больных с осложненным течением содержание ГМ-КСФ также достоверно увеличилось, составив 1,99 ± 1,57 пкг/мл. Различие между подгруппами на этом этапе исследования было также статистически достоверно (р < 0,01). Через 6 месяцев отмечено снижение содержания ГМ-КСФ в обеих подгруппах, но уровень ГМ-КСФ на этом этапе был также достоверно выше в подгруппе всех больных с осложненным течением, составив соответственно 0,67 ± 0,79 и 1,04 ± 0,73 пкг/мл (р < 0,01).
Таблица 1
Динамика содержания ГМ-КСФ у больных с осложненным и неосложненным
течением заболевания
Периоды исследования ГМ-КСФ Неосложненное течение Осложненное течение р
абс. среднее (СО) абс. среднее (СО)
При поступлении 99 1,08 (1,18) 59 1,55 (1,11) 0,001
Через 14 суток 98 1,51 (1,99) 55 1,97 (1,57) 0,01
Через 6 месяцев 95 0,67 (0,79) 51 1,04 (0,73) 0,001
При анализе содержания и динамики ГМ-КСФ у больных с различными формами острого коронарного синдрома также выявлены существенные различия в уровне ГМ-КСФ у больных с крупноочаговым поражением миокарда, имевшим исходно форму ОКС с подъемом сегмента SТ на ЭКГ и у больных с ОКС без подъема сегмента SТ на ЭКГ, включавших больных с ОИМ без подъема сегмента SТ и нестабильной стенокардией. Исходные значения были значительно выше у больных с ОКС ПSТ, составив в среднем соответственно 1,54 ± 1,26 и 1,03 ± 1,06 пкг/мл, различие высоко достоверно (табл. 2). Через 14 суток отмечено умеренное повышение средних значений содержания ГМ-КСФ в плазме крови как у больных с ОКС БПST, так и у больных с ОКС
ПSТ, по отношению к исходным данным уровень ГМ-КСФ несколько более значительно увеличился у больных с крупноочаговым поражением миокарда, имевших исходно ОКС ПSТ. Средние значения ГМ-КСФ на этом этапе исследования составили в этих подгруппах соответственно 1,22 ± 1,21 пкг/мл в группе больных ОКС Б^Т и 2,30 ± 2,34 пкг/мл в группе больных ОКС ПSТ, различие между группами больных с различными формам ОКС на 14-е сутки было также высокодостоверным (р < 0,001). Через 6 месяцев отмечено снижение содержания ГМ-КСФ в указанных подгруппах больных до 0,61 ± 0,59 и 1,07 ± 0,94 пкг/мл соответственно, различие между подгруппами сохраняло статистическую достоверность (р < 0,01).
Таблица 2
Динамика содержания ГМ-КСФ при различных формах ОКС
Периоды исследования ГМ-КСФ ОКС БП8Т ОКС ^Т р
абс. среднее(СО) абс. среднее (СО)
При поступлении 89 1,03 (1,06) 69 1,54 (1,26) < 0,01
Через 14 суток 88 1,22 (1,21) 65 2,3 (2,34) < 0,001
Через 6 месяцев 85 0,61 (0,59) 61 1,07 ± 0,94 < 0,01
Исходный уровень ГМ-КСФ был практически идентичным в подгруппах больных, получавших раннюю терапию статинами и стан-
дартную терапию, составив соответственно 1,17 ± 1,13 пкг/мл и 1,34 ± 1,22 пкг/мл (р < 0,05) (табл. 3).
Таблица 3
Динамика содержания ГМ-КСФ группах больных, получавших и не получавших
раннюю терапию статинами
Периоды исследования ГМ-КСФ Основная группа Контрольная группа р
абс. среднее (СО) абс. среднее (СО)
При поступлении 79 1,17 (1,13) 79 1,34 (1,22) > 0,05
Через 14 суток 77 1,58 (2,11) 76 1,78 (1,58) < 0,05
Через 6 месяцев 73 0,61 (0,72) 73 0,99 (0,81) < 0,01
Через 14 суток отмечено умеренное, но статистически высокодостоверное (р < 0,001) увеличение средних значений ГМ-КСФ в обеих подгруппах, составив соответственно 1,58 ± ± 2,11 пкг/мл в подгруппе больных, получавших статины и 1,78 ± 1,58 пкг/мл в группе получавшей стандартную терапию, но различие между группами к 14 суткам не было статистически достоверно (р < 0,05). Через 6 месяцев отмечено снижение содержания ГМ-КСФ в обеих группах, также статистически достоверное по отношению к данным на 14-е сутки, составив в среднем соответственно 0,61 ± 0,72 пкг/мл в группе
больных, получавших статины и 0,99 ± 0,81 пкг/мл в группе стандартной терапии, различие между группами на этом этапе исследования было достоверно (р < 0,01).
Обсуждение. Из представленных данных следует, что более высокие средние значения ГМ-КСФ отмечены при осложненном течении заболевания и при ОКС ПSТ, то есть при более обширном ишемическом и некротическом поражении миокарда. Отмечен рост содержания ГМ КСФ в плазме крови при всех формах ОКС в течение первых двух недель острого коронарного синдрома с последующим значительным снижением к 6-му ме-
Оригинальное научное исследование
сяцу от развития ОКС. Эти данные можно объяснить биологическими свойствами ГМ-КСФ. Данный цитокин относится к семейству колоние-стимулирующих факторов, основной функцией которых являются размножение, дифференциация и выживание миелоидных клеток-предшественниц. Недавно было выявлено, что эти ростовые факторы секретируются значительно более широким кругом клеток, чем предполагалось ранее, — клетками эндотелия, гладкой мускулатуры сосудов и кардиомиоцитами. Их роль сегодня представляется значительно шире, чем только гемопоэтическая функция. Обсуждается их участие в атерогенезе, регенерации и ремоде-лировании миокарда в постинфарктном периоде [6-8]. Данные о возможной роли ГМ-КСФ в патогенезе атеросклероза и атеротромбоза крайне ограничены и противоречивы. Из единичных экспериментальных исследований известно, что он участвует в атерогенезе, наряду с МСР-1 стимулируя трансформацию моноцитов периферической крови в макрофаги и далее в «пенистые» клетки [1, 8]. Он секретируется клетками эндотелия в ответ на воздействие окисленных ЛПНП и определяется в области атеросклеротических поражений [6, 8, 9]. В нескольких экспериментальных исследованиях показано проатерогенное действие ГМ-КСФ [9, 10]. В другом исследовании авторами отмечен антиатерогенный эффект этого фактора [11]. Ряд исследователей считает, что данный цитокин может проявлять в зависимости от различных воздействий как анти- так и про-атерогенные свойства [6, 7]. Установлено, что ГМ-КСФ обладает способностью стимулировать неоангиогенез в ряде органов и тканей, в том числе мозге и миокарде [12]. Нам не удалось найти в отечественной и зарубежной литературе данных о значении содержания гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора при остром коронарном синдроме. Имеется сообщение о значительно более высоком уровне содержания другого фактора этого семейства, М-КСФ в крови у больных с нестабильной стенокардией по сравнению с хронической ИБС и о худшем прогнозе у больных с повышенным уровнем этого фактора [13]. Авторы объясняли это провоспалительными свойствами данного ци-токина. Ряд авторов считает, что ГМ-КСФ также является преимущественно прокоагулянтным и провоспалительным цитокином [8, 12]. Исследования последних лет показали, что колоние-стимулирующие факторы, включая ГМ-КСФ, определяются в зоне инфаркта и активно участвуют в постинфарктном ремоделировании мио-
карда [2, 8]. Эти факторы вызывают усиленное поступление стволовых клеток костного мозга в периферический кровоток — процесс, называемый мобилизацией стволовых клеток. Мобилизация стволовых клеток в зону ИМ является мощным фактором регенерации и восстановления миокарда. Показано, что гранулоцитарный коло-ниестимулирущий фактор (Г-КСФ) улучшает сердечную функцию и выживаемость после экспериментального ОИМ [14, 15]. Окончательно механизм этого эффекта не изучен, но показано участие «мобилизованных» из костного мозга стволовых клеток с их последующим «хоумингом» в зоне инфаркта и дифференциацией в клетки миокарда, что приводит к ускорению регенерации миокарда и неоангиогенезу [14-16]. Учитывая сходство и перекрестность биологических эффектов ГМ-КСФ, М-КСФ и Г-КСФ, можно предположить, что повышение содержания ГМ-КСФ в плазме крови к 14-м суткам ОКС в нашем исследовании связано с его участием в репаратив-ных процессах в миокарде. Это предположение, безусловно, требует дальнейшего изучения и подтверждения. Более высокое среднее значение ГМ-КСФ у больных с обширным поражением миокарда можно объяснить более интенсивным синтезом данного цитокина при репарационных процессах и ремоделировании миокарда у этой группы больных, что представляется обоснованным. Выявленный более высокий уровень ГМ-КСФ у больных с осложненным течением требует дальнейшего изучения и может свидетельствовать о прокоагулянтном и провоспалительном эффекте данного цитокина. Последующее снижение активности ГМ-КСФ к 6-му месяцу от развития ОКС объясняется, с нашей точки зрения, естественным течением патологического процесса, завершением воспалительных и реге-нерационных процессов в миокарде.
Уровень ГМ-КСФ при этом был достоверно выше у больных, получавших статины. Эти различия были достоверны через 6 месяцев от развития ОКС, что может свидетельствовать об отчетливом иммуномодулирующем эффекте статинов на этом этапе исследования. Это может быть объяснено противовоспалительным и имму-номодулирующим эффектом препаратов этого класса, отмеченным в ряде исследований [17, 18].
Выводы
1) В первые 14 суток острого коронарного синдрома отмечается значительное повышение содержания ГМ-КСФ в плазме крови с разнонаправленной динамикой у отдельных больных и увеличением средних значений ГМ-КСФ
к 14-м суткам заболевания с последующим значительным снижением уровня ГМ-КСФ к 6-му месяцу от развития ОКС.
2) Более высокие значения содержания ГМ-КСФ в остром периоде заболевания отмечены у больных с обширным некротическим пораже-
нием миокарда и в группе больных с осложненным течением ОКС.
3) Раннее назначение статинов приводит к снижению уровня ГМ-КСФ в плазме крови, статистически достоверное различие между группами отмечено на 6-м месяце терапии.
Литература
1. Ross R. Atherosclerosis: an inflammatory disease // N. Engl. J. Med. — 1999. — Vol. 340. — P. 115-126.
2. Libby P., Ridker P. M., Hannson G. K. Inflammation in atherosclerosis // J. Am. Coll. Cardiology. — 2009. — Vol. 54. — P. 2129-2138.
3. Armstrong E. J., Morrow D. A. and Sabatine M. S. Inflammatory Bio markers in Acute Coronary Syndromes: Part I: Introduction and Cytokines // Circulation. — 2006. — Vol. 113. — P. 72-75.
4. Libby P., Simon D. I. Inflammation and thrombosis: the clot thickens // Circulation. — 2001. — Vol. 103. — P. 1718-1720.
5. Российские национальные рекомендации по диагностике и лечению острого коронарного синдрома без подъема сегмента SТ на ЭКГ // ВНОК. — 2006. — С. 6-32.
6. Kleemann R., Zadelaar S. and Kooistra T. Cytokines and atherosclerosis: a comprehensive review of studies in mice // Cardiovasc. Res. — 2008. — Vol. 79. — P. 360-376.
7. Tedgui А., Mallat Z. Cytokines in Atherosclerosis: Pathogenic and Regulatory Pathways // Physiology Review. — 2006. — Vol. 86. — P. 515-586.
8. Kovacic J. C., Muller D. W., Graham R. M. Actions and therapeutic potential of G-CSF and GM-CSF in cardiovascular disease // J. Mol. Cell. Cardiol. — 2007. — Vol. 42. — P. 19-33.
9. Shaposhnik Z, Wang X., Weinstein M. et al. Granulocyte macrophage colony-stimulating factor regulates dendritic cell content of atherosclerotic lesions // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2007. — Vol. 27. — P. 621-627.
10. Haghighat A., Weiss D., Whalin M. K., Cowan D. P., Taylor W. R. Granulocyte colony-stimulating factor and granulocyte macrophage colony-stimulating factor exacerbate atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice // Circulation. — 2007. — Vol. 115. — P. 2049-2054.
11. Ditiatkovski M., Toh B.H., Bobik A. GM-CSF deficiency reduces macrophage PPAR-gamma expression and aggravates atherosclerosis in ApoE-deficient mice // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2006. — Vol. 26. — P. 2337-2344.
12 Van Oostrem M., Van Oostrem О., Quax P. et al. Insights into mechanisms behind arteriogenesis: what does the future holds? // J. Leuk. Biology. — 2008. — Vol. 84. — Р. 1379-1391.
13. Saitoh T., Kishida H., Tsukada Y. et al. Clinical significance of increased plasma concentration of macrophage colony-stimulating factor in patients with angina pectoris // J. Am. Coll. Cardiol. — 2000. — Vol. 35. — P. 655-665.
14. Fukuhara S., Tomita S., Nakatani T. et al. G-CSF promotes bone marrow cells to migrate into infarcted mice heart, and differentiate into cardiomyocytes // Cell. Transplant. — 2004. — Vol. 13. — P. 741-748.
15. Zohlnhofer D., Dibra A., Koppara T. et al. Stem cell mobilization by granulocyte colony-stimulating factor for myocardial recovery after acute myocardial infarction: a meta-analysis // J. Am. Coll. Cardiol. — 2008. — Vol. 51. — P. 1429-1437.
16. Dawn B., Yiru G., Rezazadeh A. et al. Postinfarct Cytokine Therapy Regenerates Cardiac Tissue and Improves Left Ventricular Function // Circulation Res. — 2006. — Vol. 98. — P. 1098-1105.
17. Link A., Ayahdi T., Bohm M. et al. Rapid immunomodulation by rosuvastatin in patients with acute coronary syndrome // Europe Heart J. — 2006. — Vol. 27. — P. 2945-2955.
18. Ray K. K., Cannon C. P. The Potential Relevance of the Multiple Lipid-Independent (Pleiotropic) Effects of Statins in the Management of Acute Coronary Syndromes // J. Am. Coll. Cardiol. — 2005. — Vol. 46. — P. 1425-1433.
Автор:
Шальнев Владимир Ильич — доцент кафедры неотложной медицины СПбМАПО
Адрес для контакта: СПбМАПО, Кирочная ул. 41, кафедра неотложной медицины; тел. 588-43-11, [email protected]
