CC BY
94
О.Л. Барбараш*, А.В. Осокина
Роль маркеров системы CD40/CD40L в прогнозировании сердечно-сосудистых событий при коронарном атеросклерозе
* УРАМН «НИИ комплексных проблем сердечнососудистых заболеваний СО РАМН» 650002, Кемерово, Сосновый б-р, 6. [email protected]
ГОУВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Федерального агентства здравоохранения и социального развития», 650029, Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А
УДК 616.1-036 ВАК 14.01.05
Поступила в редакцию 10 декабря 2010 г.
© О.Л. Барбараш, А.В. Осокина, 2011
Процессы субклинического воспаления играют значимую роль в патогенезе не только ишемической болезни сердца (ИБС) и ее острой формы - инфаркта миокарда (ИМ), но и являются патофизиологическим процессом реализации нарушений углеводного обмена, в частности, сахарного диабета (СД). В настоящее время в экспериментальных и клинических исследованиях изучается ряд маркеров воспаления, включая sCD40L. Провоспалительные свойства системы СD40/СD40L обусловлены способностью увеличивать синтез молекул клеточной адгезии и различных хемокинов, усиливать экспрессию тканевого фактора, а также матриксных металлопротеаз, ведущих к нестабильности атеросклеротичес-кой бляшки (АБ). Эти результаты совместно с данными о высоком содержании СD40L в атеросклеро-тической бляшке подтверждают концепцию о том, что взаимодействие СD40L со своим рецептором может способствовать развитию нестабильности АБ, вызывая острые тромботические осложнения атеросклероза. В последние годы получены важные данные о высокой прогностической ценности определения показателя sCD40L. Предполагается, что sCD40L является потенциальным индикатором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Доказано, что его уровень повышен при ИМ, сердечной недостаточности, инсульте. Кроме того, повышение концентрации sCD40L в плазме крови определяется и у пациентов, находящихся на гемодиализе, что рассматривается как доказательство наличия у них высокого риска фатальных и нефатальных кардиоваскулярных событий. Несмотря на существенную роль sCD40L в прогнозе ИБС, остается много нерешенных вопросов. Необходима единая методика его определения. Мало данных, позволяющих отнести данный маркер к терапевтической мишени, что диктует необходимость дальнейших исследований в данном направлении. Ключевые слова: субклиническое воспаление; СD40/СD40L; атеросклероз.
Результаты эпидемиологических исследований подтверждают рост заболеваемости и смертности от ишемической болезни сердца (ИБС), в частности при острых коронарных синдромах (ОКС) [1, 2]. Все это обусловливает поиск новых методов диагностики и лечения ИБС. Однако создание эффективных методов профилактики и лечения любого заболевания невозможно без выявления наиболее важных механизмов развития патологии и его осложнений.
Особую актуальность для практической медицины приобретают вопросы диагностики, лечения и прогнозирования течения ОКС. Существует необходимость не только эффективного лечения пациента на госпитальном этапе с проведением реперфузионной терапии и профилактикой ближайших осложнений заболевания, но и эффективное прогнозирование течения постинфарктного периода для выделения группы повышенного риска развития отдаленных осложнений и проведения агрессивной их профилактики.
В последние годы все большее внимание исследователей привлекает роль воспаления в патогенезе атеросклероза. Доказано, что в плазме крови больных сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), прежде всего ИБС, выявлены неспецифические маркеры воспаления - интерлейкин (ИЛ)-1, 4, 6, 10, фактор некроза опухоли - альфа (ФНО-а), фибриноген, С-реактивный белок (СРБ) [5, 4, 7]. Однако наибольшее число публикаций посвящено СРБ. Доказано, что повышение уровня СРБ может быть маркером неблагоприятного прогноза не только у пациентов с инфарктом миокарда (ИМ) [20], но и у пациентов с хроническими формами ИБС, а также у практически здоровых лиц. Исследования последующих лет продемонстрировали, что, помимо СРБ, воспалительную реакцию при атеросклерозе можно оценить по содержанию в крови ИЛ, хемокинов, молекул межклеточной адгезии [10].
Использование этих маркеров позволяет более информативно характеризовать различные стороны воспалительного процесса
при атеросклерозе. Однако наряду с мнением о высокой чувствительности и специфичности данных маркеров воспаления у пациентов с острыми и хроническими формами ИБС в определении их тяжести и прогноза некоторые исследователи пессимистичны в этом отношении [17]. Данный факт обусловливает поиск новых биомаркеров, имеющих высокую диагностическую и прогностическую ценность для пациентов с сердечно-сосудистой патологией (ССП). Одним из наиболее обсуждаемых показателей субклинического воспаления и тромбоген-ности в настоящее время считается система СD40/СD40L.
Молекула CD40 - трансмембранный рецептор типа -А представляет собой фосфопротеин с молекулярной массой 48 ^а и является триммером, поэтому его активация очень важна. Лиганд протеина CD40 (СD40L) - белок типа II мембранных белков с внутриклеточными амин-ными терминалями и внешними карбокситерминалями. Его внеклеточная область относится к семейству ФНО-а. В отличие от рецептора Т^а I типа, в цитоплазматическом участке CD40 отсутствует «домен смерти», определяющий передачу сигнала к апоптозу [32]. CD40 экспрессируется не только на В-лимфоцитах, но и на клетках эндотелия, тромбоцитов, макрофагах, дендритных (в основном на фолликулярных) клетках, фибробластах, гладкомышечных клетках сосудов, а ее лиганд находится в гранулах неактивированных тромбоцитов, но быстро выходит на их поверхность при активации. Экспрессируемый на поверхности СD40L затем отщепляется и уходит с поверхности тромбоцитов в виде растворимого CD40 лиганда (sCD40L). Экспрессия CD40 индуцируется провоспалительными стимулами - ИЛ 1, 3 и 4 и ФНО-а и регулируется факторами транскрипции - ядерным фактором карра В и активатором транскрипционных киназ. Кроме того, провоспали-тельные цитокины и окисленные липопротеиды низкой плотности вызывают экспрессию генов СD40L, который локализован на хромосоме Х [11]. После лигирования СD40 активируется, и рецептор перемещается в клетку, связываясь с рецепторами семейства ФНО-а и активируя сигнальные пути, включая карра В с последующей активацией провоспалительных и проатерогенных генов.
Тромбоциты экспрессируют СD40L под влиянием тромбина и агонистов его рецепторов, например, коллагена [13]. Факт повышения sСD40L обнаружили в тромбоцитах пациентов с сахарным диабетом (СД) после стимуляции тромбоцитов тромбином и пептидом и активации его регуляторов [35]. Кроме того, доказано, что инсули-норезистентность, глюкоза и конечные продукты повышенной гликации вызывают выделение sСD40L из тромбоцитов и повышают экспессию СD40L мегакариоцитами мышей. Еще одним важным фактором, регулирующим экспрессию СD40/СD40L, является система оксида азота. В клинических исследованиях [25] и в эксперименте [28] доказано, что угнетение NO-синтазы снижает фосфори-лирование тромбоцитарного фосфопротеина, активиру-
емого вазодилатацией, и вызывает активацию тромбоцитов с высвобождением большого количества СD40.
В последние годы получены доказательства того, что взаимосвязь СD40 с его иммуномодулирующим лигандом СD40L, экспрессируемым в тромбоцитах, клетках сосудов и иммунных клетках, активно участвует в развитии атеросклероза и тромбозов и является связующим звеном между воспалением, атеросклерозом и тромбозом [29].
Провоспалительные свойства системы СD40/СD40L обусловлены способностью увеличивать синтез молекул клеточной адгезии и различных хемокинов, усиливать экспрессию тканевого фактора, а также матриксных металлопротеаз, ведущих к нестабильности атероскле-ротической бляшки (АБ). Эти результаты совместно с данными о высоком содержании СD40L в атеросклеро-тической бляшке подтверждают концепцию о том, что взаимодействие СD40L со своим рецептором может способствовать развитию нестабильности АБ, вызывая острые тромботические осложнения атеросклероза [34].
Предполагается, что sCD40L является потенциальным индикатором риска развития ССЗ. Его уровень повышен при ИМ, сердечной недостаточности, инсульте [27].
Antoniades С. с соавторами показано, что содержание sCD40L в плазме крови у пациентов со стабильными формами ИБС больше, чем у здоровых людей, но меньше, чем у пациентов с ОКС. Доказано, что уровень sCD40L значительно увеличивается при развитии нестабильной стенокардии и ИМ [10]. Однако содержание данного маркера не различается у пациентов с различными формами ОКС [31]. Интракоронарный уровень sCD40L значительно превышает его в периферической крови, что говорит о важной роли местного воспалительного процесса в экспрессии данного маркера. Показано, что у пациентов с ОКС уровень sCD40L не коррелирует с активностью других маркеров воспаления (ИЛ-6, растворимых молекул межклеточной адгезии) и, наоборот, у здоровых лиц sCD40L имеет сильную корреляцию с ИЛ-6 в сыворотке крови. По-видимому, при развитии ОКС циркулирующий sCD40L главным образом зависит от его выделения из активированных тромбоцитов и в меньшей степени связан с активностью воспалительного процесса, как у здоровых. Хотя клиническое значение циркулирующих sCD40L при ОКС пока видится противоречивым [30], можно думать, что sCD40L может быть маркером воспаления или маркером активации тромбоцитов в зависимости от изучаемой патологии. По мнению С. Antoniades с соавторами (2009), уровень данного маркера у больных с ИМ определяется активностью тромбоцитов, а не отражает провоспалительный статус, в то время как у пациентов с хроническими формами ИБС - стабильной стенокардией, а еще более у здоровых лиц уровень sCD40L коррелирует с активностью воспалительного процесса, в частности с концентрацией ИЛ-6 в плазме крови [30].
Концентрация солюбилизированных лигандов CD40 (sCD40L) в плазме крови детектируется с большой вариабельностью [9, 23]. В зависимости от особенностей определения sCD40L, данные различных клинических исследований могут отличаться друг от друга. Имея в виду возможность активации тромбоцитов in vitro, важно учитывать способ обработки проб крови [37]. Поэтому пробы плазмы более удобны для определения sCD40L, так как его уровень в сыворотке коррелирует с числом тромбоцитов и отражает степень их активации [37]. Цельную кровь необходимо исследовать как можно скорее. Хранение крови при комнатной температуре в течение 3 ч до заморозки может привести к ошибке - увеличению уровня sCD40L. А хранение при температуре +4 °С мало влияет на уровень sCD40L. Его уровень больше в светлое время суток [37]. Вместе с тем установлено, что у больных с метаболическим синдромом уровень CD40 в плазме крови существенно выше, чем у здоровой популяции [37]. Тем не менее результаты Dallas Heart Study свидетельствуют, что sCD40L не способны помочь в идентификации субклинического атеросклеротического процесса у лиц в общей популяции [16]. У больных с ангиографически документированной ИБС показана тесная ассоциация между уровнем sCD40L и наличием атеромы, стеноза коронарной артерии [19]. Аналогичные данные получены и для пациентов с документированным стенозом сонных артерий. Более того, в исследовании Women's Health Study установлена взаимосвязь между концентрацией sCD40L в плазме крови и величиной кардиоваскулярного риска среди здоровых женщин. При этом использование для расчета риска пула sCD40L приводило к повышению расчетного значения относительного риска возникновения любых кардиоваскулярных событий в 2 раза. Даже у лиц с асимптомным стенозом сонных артерий элевация sCD40L в плазме крови сопровождалась снижением вероятности выживания [14]. Кроме того, повышение концентрации sCD40L в плазме крови определяется и у пациентов, находящихся на гемодиализе, что рассматривается как доказательство наличия у них высокого риска фатальных и нефатальных кардиоваскулярных событий [33].
В последние годы получены важные данные о высокой прогностической ценности определения показателя sCD40L. В качестве предиктора сердечно-сосудистого риска sCD40L был впервые изучен в рамках проспективного исследования Women's Health Study, в которое были включены женщины среднего возраста без кардиологического и онкологического анамнеза. Было показано, что высокие уровни маркера достоверно предсказывают увеличение суммарного риска смерти, развития нефатального ИМ и ишемического инсульта (ИИ) в 2,8 раз за 4 года [24, 15]. В исследовании CAPTURE (c7E3 Fab Anti-Platelet Therapy in Unstable Refractory Angina) у пациентов с высоким уровень sCD40L в 3 раза выше был риск сердечно-сосудистой смерти и ИМ [38]. В исследовании MIRACL (Myocardial Ischemia Reduction with Aggressive Cholesterol Lowering) высокий уровень sCD40L - неза-
висимый фактор риска рецидивов сердечно-сосудистых событий (ССС) [10]. Другими было отмечено, что у пациентов с нестабильным течением ИБС исходно повышенные уровни sСD40L в плазме крови связаны с увеличением риска повторных ССС в течение 10 месяцев после развития ОКС. Изучение прогностического значения sСD40L в плазме крови у больных ИБС за двухлетний период наблюдения было выполнено впервые О.П. Шевченко и соавторами [6]. Обнаружено, что в группе больных ИБС с уровнями sСD40L<1,5 нг/мл выживаемость без ССС достоверно лучше, чем у пациентов с концентрациями sСD40L>1,5 нг/мл (р<0,001). При этом исходно повышенные уровни sСD40L являются предикторами возникновения нежелательных ССС в течение 2 лет у больных с различными формами ИБС, независимо от наличия у них СД 2 типа [35].
Комбинация учета двух биомаркеров повышет эффективность прогнозирования. Так, учет как высоких значений sCD40L, так и тропонина-Т лучше прогнозирует течение заболевания после перенесенного ИМ [23]. Кроме того, носители 3459А^ полиморфизма гена CD40L имеют больше риск развития ИМ, что говорит о важной роли CD40L в патофизиологии ОКС [23].
В небольшом проспективном исследовании показано, что высокие значения sCD40L могут быть предиктором рестеноза после проведения коронарной ангиопластики [23]. Авторы исследования продемонстрировали важную роль CD40L как в развитии гиперплазии интимы, так и в констрикторном ремоделировании артерий, что и лежит в основе формирования рестеноза после проведения ангиопластики и стентирования коронарных артерий. Выяснено, что СD40L способен стимулировать экспрессию молекул межклеточной адгезии и повышать выделение из эндотелиальных клеток хемоаттрактант-ного белка для моноцитов - важного сигнала для накопления воспалительных клеток после повреждения сосуда и угнетающего миграцию эндотелия, необходимую для реэндотелизации поврежденного сосуда. Однако представленные выше факты о важной роли sCD40L при прогнозировании течения острых и хронических форм ИБС разделяются не всеми исследователями [18].
Подтверждением значимости данного маркера в развитии коронарных катастроф являются данные ранее проведенных исследований о том, что интракоронар-ный уровень sCD40L у животных в модели ОКС выше, чем в периферической крови, и это указывает на местный воспалительный процесс [26], а также доказанный факт, что использование таких медикаментозных средств, как статины [33], антитромбоцитарные препараты [9], а также специфические блокаторы sCD40L [22], используемые в эксперименте, способны, изменяя активность данного маркера, влиять на биохимические и клинические корреляты тяжести поражения при ИМ [21].
В связи с тем что активация воспаления в интиме ате-росклеротически измененных артерий ведет к про-
грессированию атеросклероза и дестабилизации ате-росклеротической бляшки, а длительно существующая повышенная активация тромбоцитов способствует усилению прокоагулянтной способности крови и развитию артериальных тромбозов, исходно повышенные уровни sCD40L в плазме крови дают возможность надежно выделить группы больных ИБС с высоким риском острых тромботических осложнений атеросклероза.
Ряд исследований подчеркивает роль нарушений в системе sCD40L при гипергликемии и гиперинсулинемии, придавая значение этому звену нарушений в системе тромбообразования и воспаления [5]. Так, в исследовании in vitro инкубация тромбоцитов в растворе с высоким содержанием глюкозы и инсулина (модель инсулиноре-зистентности) сопровождалась наибольшей экспрессией sCD40L по сравнению с моделью, где раствор изолированно содержал высокие концентрации инсулина или глюкозы. Однако наименьшая экспрессия данного маркера регистрировалась в растворе с нормальным содержанием глюкозы и инсулина. Существует ряд исследований, доказавших важную роль системы CD40/CD40L в оценке тяжести и прогноза у пациентов с сопутствующим СД. Исследование, проводимое в нашей клинике, ставило целью оценить возможность использования sCD40L в прогнозировании течения постинфарктного периода у пациентов в зависимости от наличия сопутствующего СД. Было доказано, что если у пациентов с благоприятным и неблагоприятным прогнозом СД различия в данном показателе были наиболее выражены, то они отсутствовали у пациентов без СД и различным прогнозом [3]. Эти факты свидетельствуют о значимости нарушений в системе sCD40L у пациентов именно с СД. Существуют исследования, доказавшие повышение уровня sCD40L в крови у пациентов с СД 1 и 2 типа. Кроме того, доказано, что терапия росиглитазоном у пациентов с СД сопровождается снижением уровня данного маркера в крови [8].
Появились первые работы, доказавшие возможность использования системы CD40/CD40L в качестве терапевтической мишени. Так, доказано, что клопидогрель, угнетая АДФ-рецепторы, полностью подавляет выделение sCD40L из тромбоцитов, стимулированных АДФ. Кроме того, показано, что аспирин снижает выделение sCD40L из тромбоцитов после их активации коллагеном. Подобные эффекты описаны и при лечении ингибиторами гли-копротеиновых рецепторов llb/Ша. В ряде исследований показана эффективность использования статинов в снижении уровня sCD40L. Так, доказана их способность снижать вызванную окисленными липопротеи-нами низкой плотности (ЛПНП) или цитокинами экспрессию CD40L на эндотелиальных и гладкомышечных клетках и фагоцитах. В исследовании MIRACL раннее начало лечения аторвастатином при ОКС снижало риск развития ССС, связанных с повышенным уровнем sCD40L.
Таким образом, вопросы рационального прогнозирования, а следовательно, и реабилитации после пере-
несенных ССС далеки от разрешения. Учет традиционных факторов сердечно-сосудистого риска не позволяет эффективно прогнозировать неблагоприятные исходы заболевания. Имеющиеся в настоящее время единичные клинические исследования по оценке маркеров воспаления у пациентов с различными проявлениями атеросклероза позволяют наметить новые пути лечения и реабилитации данной категории пациентов. Однако до сих пор продолжается поиск наиболее чувствительных для категории пациентов с ИМ маркеров воспаления.
Таким образом, несмотря на очевидную роль sCD40L в прогнозе ИБС, остается много нерешенных вопросов. Необходима единая методика его определения. Мало данных, позволяющих отнести данный маркер к терапевтической мишени, что диктует необходимость дальнейших исследований в данном направлении.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алферов С.П.: автореф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2009. 20 с.
2. Аронов Д.М. // Кардиология. 2004. № 10. С. 85-94.
3. Барбараш, О.Л., Осокина, А.В., Каретникова, В.Н. и др. // Цитоки-ны и воспаление. 2010. Т. 9, № 3. С. 25-29.
4. Дегтярева О.В., Петюнина О.В. // Укр. терапевт. журн. 2008. № 1. С. 41-44.
5. Орлова Н.В., Чукаева И.И., Пухальский А.Л. и др. //
15 Российский национальный конгресс «Человек и лекарство»: сб. материалов конгресса (тез. докл.). М., 2008. С. 253-254.
6. Природова О.Ф., Шевченко А.О., Орлова О.В. и др. // Кардиовас-кулярная терапия и профилактика. 2008. № 7 (1). С. 39-45.
7. Рагино Ю.И., Чернявский А.М., Полонский Я.В. и др. // Кардиология. 2009. № 6. С. 43-49.
8. Шевченко О.П., Природова О.Ф., Орлова О.В. и др. // Рос. кардиологический журн. 2006. № 5. С. 23-28.
9. Azar R., Kassab R., Zoghbi A. et al. // Am. Heart. J. 2006. V. 151. e1-e4.
10. Antoniades C., Tousoulis D., Vasiliadou C. et al. // J. Am. Coll. Cardiol. 2006. V. 47. Р. 1959-1966.
11. Anand S., Viles-Gonzalez J., Badimon J. et al. // Thromb. Haemost. 2003. V. 90 (3) P. 377-384.
12. Bavendiek U., Zirlik A., La Clair S. et al. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005. V. 25. Р. 1244-1249.
13. Chen Y., Chen J., Xiong Y. et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun.
2006. V. 345. P. 106-117.
14. De Lemos J., Zirlik A., Schonbeck U. et al. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005. V. 25 (10). P. 2192-2196.
15. Hocher B., Liefeldt L., Quaschning T. et al. // J. Am. Soc. Nephrol.
2007. V. 18 (4). P. 1323-1330.
16. Ivandic B., Spanuth E., Haase D. et. al. // Clin. Chem. 2007. V. 53. P. 1231-1234.
17. Ko Y., Jung J., Park S. et al. // Int. J. Cardiol. 2006. V. 112. Р. 66-71.
18. L'Allier P.L., Tardif J.C., Gregoire J. et al. // Can. J. Cardiol. 2005. V. 21 P. 495-500.
19. Lee W.L., Lee W.J., Chen Y.T. et al. // Metabolism 2006. V. 55 (8). P. 1029-1034.
20. Liang K., Sheu W., Lee W. et al. // Can. J. Cardiol. 2006. V. 22. Р. 691-696.
21. Li J., Zhao S., Peng D. et al. // Clin. Chem. 2004. V. 50. Р. 1696-1699.
22. Mosheimer B., Kaneider N., Feistritzer C. et al. // Blood Coagul Fibrinolysis. 2005. V. 16. Р. 105-110.
23. Malarstig A., Lindahl B., Wallentin L., Siegbahn A. // Arterioscler. Tromb. Vasc. Biol. 2006. V. 26. P. 1667-1673.
24. Novo S., Basili S., Tantillo R. et al. // Stroke. 2005. V. 36 (3) P. 673-675.
25. Poggi M., Jager J., Paulmyer-Lacroix O. et al. // Diabetologia. 2009. V. 52. P. 1152-1163.
26. Prontera C., Martelli N., Evangelista V. et al. // J. Am. Coll. Cardiol. 2007. V. 49. P. 2182-2190.
27. Plaikner M., Peer A., Falkensammer G. et al. // Clin. Chem. 2009. V. 55. P. 175-178.
28. Schafer A., Wiesmann F., Neubauer S. et al. // Circulation. 2004. V. 109. P. 1819-1822.
29. Schafer A., Alp N.J., Cai S. et al. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. V. 24. P. 1720-1726.
30. Tousoulis D., Antoniades C., Stefanadis C. // Heart. 2007. V. 93. P. 1001-1007.
31. Tousoulis D., Antoniades C., Nikolopulou A. et al. // Eur. J. Clin. Invest. 2007. V. 37. P. 623-628.
32. Tousoulis D., Antoniades C., Koumallos N. et al. // Cytokine Growth Factor Rev. 2006. V. 17. P. 225-233.
33. Tayebjee M., Lip G., Tan K. et al. // Am. J. Cardiol. 2005. V. 96 (3). P. 339-345.
34. Velazquez E., Pfeffer M. // Circulation. 2004. V. 109. P. 440-442.
35. Varo N., Libby P., Nuzzo R. et al. // Diab. Vasc. Dis. Res. 2005. V. 2. Р. 81-87.
36. Varo N., Nuzzo R., Natal C. et al. // Clin. Sci. 2006. V. 111 (5). P. 341-347.
37. Weber M., Rabenau B., Stanisch M. et al. // Clin. Chem. 2006. V. 52 (5). P. 888-891.
38. Zirlik A., Maier C., Gerdes N. et al. // Circulation. 2007. V. 115. Р. 1571-1580.
Барбараш Ольга Леонидовна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой кардиологии и сердечнососудистой хирургии Кемеровской государственной медицинской академии Росздрава.
Осокина Анастасия Вячеславовна - научный сотрудник лаборатории патологии кровообращения отдела мультифокального атеросклероза Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН.
