Способ генетической диагностики неблагоприятных исходов у больных в течение одного года после острого коронарного синдрома с подъемом сегмента st
Владельцы патента RU 2502474:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИ КПССЗ" СО РАМН) (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии. Для генетической диагностики неблагоприятных исходов у больных в течение одного года после острого коронарного синдрома с подъемом сегмента ST проводят анализ полиморфных генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний и стратификацию риска на основании бальной системы оценки. Определяют генотипы полиморфного варианта rs4291 гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ), полиморфного варианта rs6025 гена V свертывающего фактора (F5), а также генотипы полиморфного варианта rs5918 гена тромбоцитарного гликопротеина IIIa (IGTB3). Выявленный генотип ТТ по полиморфизму rs4291 (ген АСЕ) оценивают в 2 балла, генотип AT оценивают в 1 балл, генотип АА - 0 баллов; генотип ТТ по полиморфному rs6025 (ген F5) - 2 балла, генотип СТ - 1 балл, генотип СС - 0 баллов; генотипу СС полиморфизма rs5918 гена IGTB3 присваивают 2 балла, генотипу СТ - 1 балл, а генотипу ТТ - 0 баллов. Минимальный риск развития неблагоприятных событий определяют при сумме баллов 0-1, средний риск при сумме баллов 2, а высокий риск при сумме баллов, равной 3-4. Способ позволяет прогнозировать развитие неблагоприятных исходов через 12 месяцев у пациентов после острого коронарного синдрома с подъемом сегмента ST и стратификацию риска на основании бальной системы оценки по результатам исследования маркеров генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний. 3 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии, и может быть использовано для стратификации риска развития неблагоприятных исходов в течение года у пациентов, перенесших острый коронарный синдром с подъемом сегмента ST.
Известен способ прогнозирования риска развития неблагоприятных исходов у пациентов после острого коронарного синдрома без подъема сегмента ST, который позволяет оценивать риск смерти и развития нефатального инфаркта миокарда в течение 6 месяцев после начала заболевания (Prediction of risk of death and myocardial infarction in the six months after presentation with acute coronary syndrome: prospective multinational observational study (GRACE) / K.A. Fox, О.H.Dabbous, R.J.Goldberg et al. // BMJ. - 2006. - Vol.333. - P.1091). Стратификация риска по шкале GRACE основана на оценке ряда факторов, таких как возраст, частота сокращений сердца, артериальное давление, класс острой сердечной недостаточности по классификации Killip, концентрация креатинина крови, зафиксированные по ЭКГ нарушения ритма и проводимости, девиация сегмента ST, повышение кардиоспецифических ферментов крови. Каждому прогностическому признаку присваивается определенное цифровое значение (балл) и путем математических расчетов определяют вероятность развития повторных инфарктов миокарда и смерти в последующем периоде наблюдения. С целью определения степени индивидуального риска по шкале GRACE предложена программа acs_risk.exe на сайте www.outcomes-umassmed.org/qrace/.
Недостатком известного способа является использование в оценочной шкале субъективных и динамических факторов, таких как, частота сердечных сокращений, систолическое артериальное давление, класс сердечной недостаточности. Кроме того, для автоматического расчета необходимо наличие компьютера с доступом к сети Интернет, либо с установленным калькулятором GRACE. Данные недостатки затрудняют использование известного способа в клинической практике.
Известен способ прогнозирования вероятности тридцатидневной летальности для пациентов с острым коронарным синдромом с подъемом сегмента ST (ОКСпST), с использованием шкалы TIMI (TIMI risk score for ST-elevation myocardial infarction. A convenient, bedside, clinical score for risk assessment at presentation. An intravenous nPA for Treatment of infracting Myocardium Early II Trial substudy / D.A. Morrow, E.M. Antman, A. Charlesworth et al. // Circulation. - 2000. - Vol.102. - P. 2031-2037). При этом оценку вероятности неблагоприятных событий проводят на основании ранжирования следующих показателей: возраст старше 65 лет; наличие в анамнезе сахарного диабета, артериальной гипертензии или стенокардии; частота сердечных сокращений более 100 уд/мин; систолическое артериальное давление менее 100 мм рт.ст.; нарушение гемодинамики по классификации Killip от II до IV; вес менее 67 кг; передняя локализация инфаркта миокарда (ИМ), а также время от начала приступа более 4 часов. На основании полученной суммы баллов определят низкий, средний и высокий риск смерти, либо повторного инфаркта миокарда, требующего реваскуляризации.
Недостатком известного способа является то, что он предназначен для краткосрочного прогнозирования и позволяет оценить вероятность летального исхода инфаркта миокарда (ИМ) в течение 30 дней от начала заболевания.
Наиболее близким к заявленному, является способ оценки предрасположенности к неблагоприятному исходу у больных, перенесших острый коронарный синдром с использованием полиморфных маркеров генов-кандидатов (Агапкина Ю.В. Полиморфные маркеры генов-кандидатов и генетическая предрасположенность к неблагоприятному исходу у больных, перенесших острый коронарный синдром: автореф. дис. канд. биолог, наук: 03.01.03 / Ю.В. Агапкина; Москва. ФГУП «ГосНИИ генетика». - М., 2010. - 20 с). Способ основан на анализе генотипов генов-кандидатов сердечно-сосудистой патологии по полиморфным вариантам Ser447Ter b T(-93)G гена LPL, T(-219)G гена APOE, C(-516)T гена АРОВ, G(-455)A гена FGB и С(-1654)Т гена PROC. При этом носительство генотипов СТ и ТТ полиморфного маркера С (-1654)Т гена PROC у больных, перенесших острый коронарный синдром, ассоциировано с развитием неблагоприятного исхода.
Недостатком способа является отсутствие в предложенной шкале объективизации риска неблагоприятного исхода инфаркта миокарда, который оценивается как «повышенный» при выявлении генотипов СТ и ТТ полиморфного маркера С(-1654)Т гена PROC, кроме того, риск развития неблагоприятного исхода оценивают к четвертому году от начала заболевания, в то время как основные неблагоприятные коронарные события регистрируют во время первого года наблюдения после перенесенного инфаркта миокарда.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности прогнозирования развития неблагоприятных исходов через 12 месяцев у пациентов после острого коронарного синдрома с подъемом сегмента ST и стратификация риска на основании бальной системы оценки по результатам исследования маркеров генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний.
С целью выявления генетических маркеров, определяющих развитие неблагоприятных исходов (смерть или нефатальный инфаркт миокарда) в течение года после OKCпST, в ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН проведено генотипирование 146 пациентов с OKCпST. В таблице 1 представлен перечень 32 полиморфизмов 24 генов-кандидатов, которые определяли у исследуемой категории пациентов.
| Таблица 1 | |
| Список полиморфизмов, генотипируемых у больных OKCпST | |
| Ген / название /локализация на хромосоме | Rs - номер полиморфного варианта |
| АСЕ (ген ангиотензин-превращающего фермента) - 17q23.3 | rs4291 |
| rs4343 | |
| ADRB1 (ген β1-адренергического рецептора) - 10q24-q26 | rs1801252 |
| ADRB2 (β2-адренергического рецептора) - 5q31-q32 | rs1042713 |
| rs1042714 | |
| AGT {ген ангиотензиногена) - 1q42-q43 | rs699 |
| AGTR1 (ген рецептора 1 типа к ангиотензиногену II) - 3q24 | rs5186 |
| СЕТР (ген белка переносчика холестерола) - 16q21 | rs1800775 |
| rs5882 | |
| F2 (ген протромбина) - 11р11 | rs1799963 |
| F5 (ген свертывающего фактора V/фактора Лейдена) - 1q23 | rs6027 |
| rs6025 | |
| rs1800595 | |
| ITGB3 (ген тромбоцитарного гликопротеина IIIа/ ген β3-интегрина) - 17q21.32 | rs5918 |
| LIPC (ген печеночной липазы) - 15q21-q23 | rs1800588 |
| LPL (ген липопротеин липазы) - 8р22 | rs328 |
| MTHFR (ген метилтетрагидрофолат редуктазы) - 1р36.3 | rs1801131 |
| rs1801133 | |
| MYH7 (ген тяжелой цепи β-миозина) - 14q12 | rs2069542 |
| NOS3 (ген NO-синтазы 3) - 7q36 | rs2070744 |
| rs1799983 | |
| PON1 (ген параоксоназы 1) - 7q21.3 | rs662 |
| rs854560 | |
| PPARG (ген пролиферативно-активирущего рецептора пероксисом гамма) - 3р25 | rs1801282 |
| TCF7L2 (Т-специфичный транскрипционный фактор 7, | rs7903146 |
| подобный фактору 2) - 10q25.3 | |
| EDN1 (ген эндотелина 1) - 6р24.1 | rs5370 |
| GNB3 (ген G-белка 3) - 12р13 | rs5443 |
| MYBPC3 (ген миозин связывающего белка С) - 11 р11.2 | rs1052373 |
| MTND2 (ген митохондриальной НАДН+-дегидрогеназы 2) - митохондриальный геном | rs28357372 |
| TNF (ген фактора некроза опухоли) - 6р21.3 | rs1800629 |
| CDKN2A/B (ген ингибитора циклин-зависимой киназы 2А/В) - 9р21 | rs10811661 |
Из представленного набора полиморфизмов генов-кандидатов, на основании регрессионного анализа по Коксу выделены варианты, носительство которых может с высокой точностью прогнозировать развитие неблагоприятного исхода OKCпST (смерти или нефатального инфаркта миокарда) в течение 12 месяцев - АСЕ, rs4291, F5, rs6025, IGTB3, rs5918.
Ген АСЕ картирован на 17 хромосоме (17g23) и кодирует аминокислотную последовательность ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), который является важным физиологическим регулятором артериального давления, за счет влияния на водно-солевой обмен, сердечно-сосудистую и другие системы организма. Ген АПФ привлекает внимание как один из потенциальных генов риска сердечно-сосудистых заболеваний, в первую очередь ИБС, ИМ, АГ. Однако до сих пор не детерминировано влияние различных полиморфизмов данного гена на отдаленный прогноз острых сердечно-сосудистых катастроф.
Ген F5 кодирует аминокислотную последовательность белка свертывающей системы крови - коагуляционного фактора V (фактор Лейдена, «мутация Лейдена»), функция которого заключается в активизации реакции образования тромбина из протромбина, и определяет подверженность к развитию тромботических осложнений. Исследование полиморфизма гена F5 (“мутация Лейден”) имеет прогностическое значение, позволяющее определить риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы из-за нарушений в свертывающей системе крови, оценить вероятность сердечно-сосудистой патологии у потомства.
Исследование полиморфизма гена тромбоцитарного рецептора фибриногена (ITGB3) имеет прогностическое значение, позволяющее определить риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы из-за нарушений в свертывающей системе крови, оценить вероятность сердечно-сосудистой патологии у потомства. Ген ITGB3 кодирует аминокислотную последовательность белковой молекулы тромбоцитарного рецептора фибриногена. Данный рецептор обеспечивает взаимодействие тромбоцитов с фибриногеном плазмы крови, в результате чего происходит агрегация тромбоцитов и образование тромба.
Только для представленных полиморфизмов трех генов выявлена статистически значимая связь с развитием неблагоприятного исхода через 12 месяцев после инфаркта миокарда (инфаркт миокарда, смерть), что подтверждается значениями р=0,003. Полученные результаты в виде переменных в уравнении регрессии Кокса представлены в таблице 2. Эти данные показывают вклад каждого генетического фактора в оценку прогноза.
| Таблица 2 | |||||||
| Переменные в уравнении регрессии Кокса с пошаговым отбором | |||||||
| Полиморфные варианты | В | Стд. ошибка | Вальд | Р | Ехр(В) | 95,0% ДИ для Ехр(В) | |
| Нижняя | Верхняя | ||||||
| АСЕ, rs4291 | -0,711 | 0,353 | 4,058 | 0,044 | 0,491 | 0,246 | 0,981 |
| F5, rs6025 | 1,322 | 0,460 | 8,269 | 0,004 | 3,753 | 1,524 | 9,242 |
| IGTB3, rs5918 | 1,075 | 0,435 | 6,117 | 0,013 | 2,931 | 1,250 | 6,873 |
| Примечание. В - коэффициент регрессии; Вальд - квадрат отношения соответствующего коэффициента к его стандартной ошибке; Ехр(В) - отношение шансов. |
С целью определения специфичности и чувствительности предложенных полиморфизмов генов АСЕ, F5, IGTB3 для прогнозирования риска развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в течение 12 месяцев после инфаркта миокарда в практических целях, проведен регрессионный анализ ROC-кривой. При этом значения площади под ROC-кривой составило 0,78, что позволяет использовать предложенный набор полиморфизмов в клинике.
Риск развития неблагоприятных событий оценивали в зависимости от генотипа, выявленного у пациентов. Балльная оценка риска, представленная в таблице 3, основана на данных регрессионного анализа, который показывает, что гетерозигота по мутантному аллелю имеет промежуточный риск (1 условная единица риска - балл), а гомозигота - максимальный (2 условных единицы риска - балла). Набранные баллы у пациента по каждому гену суммируются.
| Таблица 3 | ||
| Балльная оценка генетических факторов риска | ||
| Полиморфный вариант гена | Генотип | Балл |
| АСЕ, rs4291 | ТТ | 2 |
| AT | 1 | |
| АА | 0 | |
| F5, rs6025 | ТТ | 2 |
| СТ | 1 | |
| СС | 0 | |
| IGTB3, rs5918 | СС | 2 |
| СТ | 1 | |
| ТТ | 0 |
Максимальное наблюдаемое количество баллов составило 4, что связано с тем, что в исследованной выборке не было больных, имеющих сочетание всех трех генотипов, где неблагоприятный аллель находился бы в гомозиготном состоянии. Согласно полученным результатам, не имели риска развития смерти/ИМ в течение года 30 пациентов с баллом 0, минимальный риск неблагоприятного прогноза (11,1%) был у 72 больных с 1 баллом, средний риск (17,1%) у 35 пациентов с 2 баллами, высокий риск (37,5%) у 8 - с 3 баллами и 100% риск был у 1 больного с 4 баллами.
Сущность предложенного способа поясняется примерами его осуществления.
Пример 1. В приемное отделение поступила пациентка А., 56 лет, женщина, работающая, вес - 74 кг, рост - 168 см. При поступлении предъявляла жалобы на впервые в жизни возникшую жгучую боль за грудиной в течение 4 часов без эффекта от нитроглицерина. Болевой синдром купирован наркотическими анальгетиками на этапе скорой помощи. В анамнезе имеется артериальная гипертензия. Наследственность отягощена по матери (инсульт), не курит. При поступлении АД - 125/70 мм. рт.ст., ЧСС - 67 в минуту. На ЭКГ у пациентки элевация сегмента ST в задней группе отведений, нарушений ритма и проводимости нет. По данным ЭхоКГ фракция выброса левого желудочка - 42%. Тяжесть сердечной недостаточности расценена как Killip I (хрипов в легких не было). Креатинин при поступлении - 92 мкмоль/л, при выписке - 78 мкмоль/л, креатинкиназа изоформы MB - 28 Е/л (максимальное значение 58 Е/л через 12 часов). Немедленно проведана коронарография, выявлены стенозы нескольких коронарных артерий не более 50% и тромботическая окклюзия правой коронарной артерии в проксимальном сегменте. Через 50 минут от поступления проведана успешная ангиопластика со стентированием правой коронарной артерии. В течение госпитального периода рецидивов коронарных болей не было, по результатам ранней нагрузочной пробы толерантность к физическим нагрузкам средняя. При выписке взята кровь на генетический анализ; АД 123/81 мм рт.ст., ЧСС 67 уд. в мин, назначена стандартная коронароактивная и антитромбоцитарная терапия, которую пациентка принимала в течение всего времени после госпитализации. Через 5 месяцев поступила вновь с клиникой повторного Q-образующего инфаркта миокарда по передней стенке.
Таким образом, исходно пациентка характеризовалась благоприятным прогнозом течения инфаркта миокарда: при первичной госпитализации балл по шкалам TIMI - 3 (из 14 возможных), GRACE 94 (из 263 возможных), что определяло низкую вероятность развития у пациентки как летального исхода, так и повторного инфаркта миокарда в ранние и отдаленные сроки. Однако, согласно предлагаемому способу оценки прогноза, у пациентки выявлялась высокая вероятность развития неблагоприятного исхода (3 балла) с учетом выявления генотипа ТТ по полиморфизму rs4291 (ген АСЕ), генотипа СТ по полиморфизму rs6025 (ген F5) и генотипа ТТ по полиморфизму rs5918 (ген IGTB3), что и реализовалось в развитии на 5 месяце наблюдения повторного инфаркта миокарда, хотя предикторов развития такового по традиционным шкалам не было.
Пример 2. Пациент М, 67 лет; рост - 178 см, вес - 96 кг. Поступил в приемное отделение с жалобами на болевой ангинозный синдром за грудиной в течение 6 часов. В анамнезе длительная артериальная гипертензия и ранее перенесенный инфаркт миокарда. По ЭКГ выявлены признаки переднего инфаркта миокарда с элевацией сегмента ST без нарушения ритма и проводимости. По ЭхоКГ фракция выброса составила 49%. Признаков сердечной недостаточности не было (Killip I). АД - 95/60 мм рт.ст. ЧСС - 112 в минуту. Уровень креатинкиназы изоформы MB - 52,8 Е/л, креатинина - 137 мкмоль/л. Наследственность не отягощена. Через 30 минут от поступления проведена экстренная коронарография, выявлен изолированный стеноз передней нисходящей артерии, проведана успешная ангиопластика со стентиованием. Нагрузочная проба показала среднюю толерантность к физической нагрузке. Перед выпиской взята кровь на генетический анализ. В течение одного года принимал рекомендуемые препараты. Через 12 месяцев исход инфаркта миокарда благоприятный, конечных точек не выявлено.
Таким образом, исходно пациент характеризовался неблагоприятным прогнозом течения инфаркта миокарда. Так при поступлении баллы по шкале TIMI составил 10, по GRACE - 142, что определяло у пациента высокий риск неблагоприятного прогноза. Согласно новому способу прогнозирования, у пациента риск неблагоприятного исхода отсутствовал (0 баллов) в виду выявления генотипа АА по полиморфизму rs4291 (ген АСЕ), генотипа СС по полиморфизму rs6025 (ген F5) и генотипа ТТ по полиморфизму rs5918 (ген IGTB3), что и подтвердилось наблюдением за больной в течение 12 месяцев отсутствием развития повторных инфарктов миокарда или смертельных осложнений.
Способ генетической диагностики неблагоприятных исходов у больных в течение одного года после острого коронарного синдрома с подъемом сегмента ST, включающий анализ полиморфных генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний и стратификацию риска на основании балльной системы оценки, отличающийся тем, что у пациента определяют генотипы полиморфного варианта rs4291 гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ), полиморфного варианта rs6025 гена V свертывающего фактора (F5), а также генотипы полиморфного варианта rs5918 гена тромбоцитарного гликопротеина IIIa (IGTB3), при этом выявленный генотип ТТ по полиморфизму rs4291 (ген АСЕ) оценивают в 2 балла, генотип AT оценивают в 1 балл, генотип АА - 0 баллов; генотип ТТ по полиморфному rs6025 (ген F5) - 2 балла, генотип СТ - 1 балл, генотип СС - 0 баллов; генотипу СС полиморфизма rs5918 гена IGTB3 присваивают 2 балла, генотипу СТ - 1 балл, а генотипу ТТ - 0 баллов; далее на основании полученной суммы баллов оценивают вероятный риск развития неблагоприятных событий, соответственно минимальный риск определяют при сумме баллов 0-1, средний риск при сумме баллов 2, а высокий риск при сумме баллов равной 3-4.
