Способ прогнозирования развития рестеноза у пациентов с периферическим атеросклерозом после эндоваскулярных вмешательств

Изобретение относится к медицине, в частности сердечно-сосудистой хирургии и ангиологии. Определяют в периферической венозной крови пациента уровень растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину С (sEPCR) и активность фактора свертываемости FVIII. Затем осуществляют оценку наличия или отсутствия сахарного диабета 2 типа. На основании полученных данных рассчитывают показатель по оригинальной формуле. После чего, используя полученное значение z, рассчитывают вероятность развития рестеноза по оригинальной формуле. Способ позволяет выполнить прогнозирование развития рестеноза зоны артериальной реконструкции в течение года после вмешательства. 2 пр.

 

Изобретение относится к медицине, в частности сердечно-сосудистой хирургии и ангиологии, и может быть использовано при лечении периферического атеросклероза (заболевания периферических артерий (ЗПА) атеросклеротической этиологии).

Периферический атеросклероз занимает третье по распространенности место в структуре атеросклеротического поражения артерий после ишемической болезни сердца (ИБС) и ишемии головного мозга. Консервативное лечение, эндоваскулярные и открытые оперативные вмешательства предлагают широкий выбор в улучшении качества жизни и прогноз заболевания. Однако со временем у пациентов регистрируются прогрессирование атеросклероза, развитие тромбозов и рестеноза после проведенного лечения, что приводит к повышению инвалидности и летальности.

Спустя несколько месяцев после ангиопластики/стентирования артерий может отмечаться существенное стенозирование либо окклюзия зоны реконструкции. Подобный рецидив стеноза и снижение просвета сосуда принято обозначать как рестеноз. Причин для развития рестеноза несколько. Как правило, первичная патология, выявляемая в сосуде при рестенозе, это гиперплазия интимы. Также важную роль может играть ремоделирование сосудистой стенки даже в отсутствие выраженной неоинтимальной гиперплазии.

Гиперплазия интимы – это патологический процесс, участниками которого являются и кровь, и сосудистая стенка, и периваскулярное пространство; в сложное взаимодействие вовлечены многочисленные клеточные линии и сигнальные пути. Известно о том, что в патогенезе развития стенотических и рестенотических процессов в сосудах задействовано большое количество хемо- и цитокинов, биологически активных веществ. Ряд исследований проводится в отношении Р-, L- и Е-селектинов в развитии эндотелиальной дисфункции, воспаления и рестеноза [1]. Эндотелиальные клетки в физиологичных условиях способны поддерживать устойчивый гомеостаз в отношении атромбогенности внутренней выстилки сосудов за счет экспрессии антикоагулянтных факторов, включая оксид азота, тромбомодулин, гепарин, простагландин PGI2 и другие, наличия рецепторов к протеину С, в норме поддерживающих атромбогенность интимы [2]. При возникновении сосудистого повреждения эндотелий может выделять различные прокоагулянтные вещества, ассоциированные с воспалением и гиперкоагуляцией.

Эндотелий поддерживает атромбогенность и нормальный ток крови за счет оптимальной регуляции реактивности тромбоцитов, коагуляции, тромболизиса путем синтеза широкого спектра вазоактивных молекул. Потеря нормальной структуры и функции эндотелия приводит к развитию тромбоза либо развитию хронических изменений, ассоциированных с атеросклерозом, рестенозом, диабетом, ожирением и пр. [3, 4].

Рецепторы протеина С EPCR, характерные для эндотелиальных клеток, структурно схожи с семейством белков 1/CDI комплекса гистосовместимости HLA, задействованных в процессах иммунного ответа [5]. EPCR ускоряют опосредованную тромбином активацию протеина С, концентрируя его рядом с поверхностью сосудистой стенки. По сравнению с тромбомодулином, EPCR преимущественно экспрессируются в ЭК крупных сосудов, а также нейтрофилах [6]. Точных причин и условий, способствующих отщеплению sEPCR от ЭК, в настоящее время достоверно неизвестно, однако есть работы, посвященные данной тематике. Так, Lattenist L. и соавт (2016) выявили, что индуцируемое ферментом ADAM отщепление рецепторов к протеину С усиливается в условиях гипергликемии [7]. В целом, несмотря на то, что полного понимания функций EPCR и sEPCR в настоящее время нет, предполагается, что подобно тромбомодулину и активированному протеину С, они могут изменять воспалительные ответы посредством сложных регуляторных механизмов.

Потенциальную роль в развитии послеоперационных осложнени й, включая рестеноз и тромбоз, играют факторы свертываемости, в том числе, относящиеся к внутреннему пути коагуляции, включая факторы FVIII, FIX, FXI. Прокофактор VIII, или антигемофильный фактор, циркулирует в плазме в виде комплекса с фактором фон Виллебранда [8]. Традиционно считалось, что фактор VIII вырабатывается лишь в эндотелиоцитах печени, однако позже было показано, что выработка его активно происходит и во внепеченочных эндотелиальных клетках. Львиная доля (до 95%) фактора VIII находится в комплексе с фактором фон Виллебранда, что защищает его от инактивации протеином С [9]. Фактор VIII активируется путем взаимодействия с альфа-тромбином с образованием кофактора фактора VIIIa. Далее уже активированный фактор VIII формирует комплекс с сериновой протеазой – фактором IXa, ионами Ca2+, что приводит к образованию «внутреннего» фактора – теназы. Фактор VIII на 40% гомологичен фактору V. Y. Kamikubo и соавт. (2017) выявили, что тканевой фактор в составе внешнего пути свёртывания может селективно активировать антигемофильный фактор, фактор VIII, и в целом внутренний путь свертывания в независимости от активности тромбина [10]. Д. Гайани (2016) рассматривали FXI как важный связующий пункт внешнего и внутреннего путей свертывания, в то время как факторы FIX и FVIII играли важную роль в активации фактора X (Arruda VR, 2015).

Таким образом, указанные выше рецепторы sEPCR и факторы свертываемости могут играть важную роль в процессах коагуляции и сосудистого воспаления. Изучение их уровня и активности может играть потенциальную роль в оценке рисков неблагоприятных исходов после инвазивных вмешательств на сосудистом русле.

В литературе представлено несколько потенциальных способов прогнозирования рестеноза после эндоваскулярных вмешательств на артериях нижних конечностей. Gökgöl C. и соавт. (2019) сделали вывод о том, что перспективным может стать прогнозирование риска рестеноза путем оценки гемодинамических показателей кровотока созданием 3D моделей геометрии артерий в различных положениях конечности; при этом авторы уточняют, что в настоящее время имеются существенные ограничения к использованию данной методики в клинической практике [11]. Vertes M. (2019) сообщают о том, что при стентировании артерий аорто-подздошных сегментов у пациентов с периферическим атеросклерозом имплантация стентов с оставлением длинных сегментов эндопротезов в аорте может рассматриваться в качестве нового предиктора [12]. Chen N. и соавт. (2019) сделали заключение о том, что оценка сывороточного уровня Р-селектина и эндотелина-1 имели важное прогностическое значение в оценке развития рестеноза после эндоваскулярного лечения у пациентов с атеросклерозом артерий нижних конечностей [13]. Lee S. и соавт. (2020) сообщают о том, что соотношение уровня тромбоцитов к лимфоцитами и нейтрофилов к лимфоцитам имеет прогностическое значение в отношении развития рестеноза [14].

Нами предложен способ прогнозирования развития рестеноза зоны артериальной реконструкции у пациентов с периферическим атеросклерозом, которым выполняются эндоваскулярные вмешательства на магистральных артериях нижних конечностей в виде баллонной ангиопластики и/или стентирования с использованием нитиноловых стентов, путем определения гемостатических маркеров дисфункции эндотелия - уровня растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину С (soluble endothelial protein C receptors, sEPCR), активности фактора коагуляции VIII (FVIII) и оценки наличия сахарного диабета.

Технический результат изобретения: разработка эффективного способа прогнозирования развития рестеноза у пациентов с периферическим атеросклерозом после эндоваскулярных вмешательств на магистральных артериях нижних конечностей.

Для разработки способа было проведено следующее исследование: была изучена группа пациентов из 55 человек, страдающих ЗПА атеросклеротической этиологии IIБ - IV стадии заболевания по классификации А.В. Покровского-Фонтейна; средний возраст пациентов составил 63,5±8,5 лет; 87,3% (48) пациентов – мужского пола. Ангиопластика была выполнена 36 (65,5%) пациентам, остальным – проведено стентирование. 18 (32,73%) пациентов имели сахарный диабет 2 типа.

За сутки до и через 3 месяца после выполнения эндоваскулярных вмешательств на магистральных артериях нижних конечностей в виде баллонной ангиопластики и/или стентирования с использованием нитиноловых стентов пациентам, выполнялся забор периферической венозной крови для оценки гемостатических маркеров дисфункции эндотелия - уровня растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину С (soluble endothelial protein C receptors, sEPCR), активности фактора свертываемости FVIII. Помимо фактора свертываемости FVIII, мы определяли активность факторов FIX и FXI как одних из ключевых элементов внутреннего каскада коагуляции.

Уровень растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину С (sEPCR) в сыворотке крови определялся с использованием набора для количественного определения эндотелиального рецептора протеина С методом иммуноферментного анализа (Cloud-Clone Corp., США, каталожный номер SEA022Hu) на автоматическом иммуноферментном анализаторе Lazurit (Dynex, США). Уровень sEPCR определялся в нг/мл. Активность факторов свертываемости VIII, IX, XI определялась в плазме крови клоттинговым гемостазиологическим методом на оптическом полуавтоматическом коагулометре SYSMEX СА 50 (Япония) с использованием субстратной дефицитной по VIII фактору плазме (Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH, Германия, каталожный номер OTXW17), дефицитной по IX фактору плазме (Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH, Германия, каталожный номер OTXX17), дефицитной по XI фактору плазме (Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH, Германия, каталожный номер OSDF13), Активность FVIII, FIX, FXI определялась в %.

Оценка рестеноза зоны артериальной реконструкции в сроки 3, 6, 9 и 12 месяцев проводилась путем ультразвуковой допплерографии с измерением лодыжечно-плечевого индекса (ЛПИ) с использованием портативного допплера «АНГИОДИН ПК» и ультразвукового сканера Sono Scape S20 (Китай), ультразвукового дуплексного сканирования (УЗДС) артерий нижних конечностей с использованием сканеров Sono Scape S20 (Китай) и eSaote Lab Seven (Италия) при помощи линейного и конвексного датчиков, а также при наличии показаний при помощи ангиографического исследования на ангиографических комплексах Philips «Integris 5000» (Германия) и Siemens Axiom Artis (Германия) с использованием ангиографической инъекционной системы MEDRAD Mark V ProVis (Германия).

Статистический анализ базовых результатов клинического исследования проводился с использованием программы STATISTICA 10.0.

В среднем уровень sEPCR до вмешательств составил 62,1±22,1нг/мл. Активность FVIII до вмешательства составила 157,7±64%, активность FIX - 200,2±112,2%, активность FXI - 157,2±117,1%.

В течение 1 года после эндоваскулярного лечения рестеноз развился у 13 (23,6%) пациентов.

У пациентов, среди которых в течение 1 года наблюдения был выявлен рестеноз зоны реконструкции, отмечались следующие статистически значимые различия: изначальный уровень sEPCR у пациентов с рестенозом составил 46,8±15,8г/мл по сравнению с пациентами, у которых не было рестеноза 66,9± 21,7 нг/мл (р=0.002).

Активность FVIII у пациентов с рестенозом до операции составила 135,6± 60,3%, без рестеноза – 168,1± 63,6% (р=0.05).

Активность FIX у пациентов с рестенозом до операции составила 218,8461538± 160,8%, без рестеноза – 194,5±94,2% (р>0.05).

Активность FXI у пациентов с рестенозом до операции составила 157,4± 148,4%, без рестеноза – 157,1±107,7% (р>0.05).

Последующий статистический анализ производился с использованием программы IBM SPSS Statistics 26. Для оценки возможности прогнозирования исходов применялся метод бинарной логистической регрессии.

R-квадрат Найджелкерка составил 0,524 (R²=0,524).

Значимость модели составила 0,000062 (p=0,000062).

Уравнение регрессии:

Z = 4,956 – 0,014 * X₁ – 0,089 * X₂ + 2,115 * X₃, где

Х1 – значение активности FVIII до вмешательства;

Х2 – значение sEPCR до вмешательства;

Х3 – значение, отражающее наличие или отсутствие сахарного диабета 2 типа у пациента – бинарная переменная 0 (нет сахарного диабета) или 1 (есть сахарный диабет).

Расчёт вероятности рестеноза:

Р = 1 / (1 + е^-Z), где Р –вероятность развития рестеноза, е – основание натурального логарифма (число Эйлера).

У пациентов с сахарным диабетом 2 типа риск развития рестеноза в 2,6 раз выше, чем у пациентов без сахарного диабета (Отношение рисков 2,6, ДИ 95% 1.031-6.599). Абсолютный риск – 41,18±12% (ДИ 95% 17,78-64,58%). Индекс потенциального вреда сахарного диабета 2 типа – 3,94.

Согласно результату бинарной логистической регрессии активность факторов FIX и FXI не оказала влияния на прогнозирование рестеноза после эндоваскулярных вмешательства.

Вероятность развития рестеноза находится в обратной зависимости от исходных показателей активности FVIII и уровня sEPCR. Чем ниже абсолютные значения FVIII и sEPCR, тем выше вероятность развития рестеноза в послеоперационном периоде.

Клинический пример №1

Пациент Х страдает сахарным диабетом 2 типа; значения активности FVIII до операции – 48,5%, уровень sEPCR – 40,8 нг/мл.

Подставляем значения в уравнение регрессии:

Z = 4,956 – 0,014 * 48,5 – 0,089 * 40,8 + 2,115 * 1 = 2,76

Вероятность развития рестеноза в послеоперационном периоде:

P = 1 / (1 + e^-2,76) = 0,94 или 94%.

В послеоперационном периоде у пациента Х развился рестеноз.

Клинический пример №2

Пациент Y не страдает сахарным диабетом 2 типа; значения активности FVIII до операции – 199,5%, уровень sEPCR – 72,3 нг/мл.

Подставляем значения в уравнение регрессии:

Z = 4,956 – 0,014 * 199,5 – 0,089 * 72,3 + 2,115 * 0 = -4,27

Вероятность развития рестеноза в послеоперационном периоде:

P = 1 / (1 + e^-(-4,27)) = 0,01 или 1%.

В послеоперационном периоде у пациента Y не развился рестеноз.

Таким образом, знание у пациентов с ЗПА атеросклеротической этиологии предоперационного уровня растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину с (soluble endothelial protein C receptors, sEPCR), активности фактора свертываемости VIII (FVIII) и наличия сахарного диабета 2 типа у пациентов, которым выполняются эндоваскулярные вмешательства на магистральных артериях нижних конечностей в виде баллонной ангиопластики и/или стентирования с использованием нитиноловых стентов, позволяет выполнить прогнозирование развития рестеноза зоны артериальной реконструкции в течение года после вмешательства.

Источники информации:

1. Ivetic A, Hoskins Green HL, Hart SJ. L-selectin: A Major Regulator of Leukocyte Adhesion, Migration and Signaling. Front Immunol. 2019 May 14;10:1068. doi: 10.3389/fimmu.2019.01068. eCollection 2019.

2. Калинин РЕ, Сучков ИА, Мжаванадзе НД и др. Показатели гемостаза у пациентов с атеросклерозом периферических артерий при реконструктивно-восстановительных операция. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2018;8:46-49. 10.17116/hirurgia2018846

3. Hao H, Hu S, Chen H, Bu D, Zhu L, Xu C, Chu F, Huo X, Tang Y, Sun X, Ding BS, Liu DP, Hu S, Wang M. Loss of endothelial CXCR7 impairs vascular homeostasis and cardiac remodeling after myocardial infarction: implications for cardiovascular drug discovery. Circulation. 2017; 135:1253–1264. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.023027.LinkGoogle Scholar

4. Godo S, Shimokawa H. Endothelial functions. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017; 37:e108–e114. doi: 10.1161/ATVBAHA.117.309813.LinkGoogle Scholar

5. Fukudome K, Esmon C. Molecular cloning and expression of murine and bovine endothelial cell protein C/activated protein C receptor (EPCR). J Biol Chem. 1995; 270: 5571–5577.

6. Fukudome K, Ye X, Tsuneyoshi N, Tokunaga O, Sugawara K, Mizokami H, Kimoto M. Activation mechanism of anticoagulant protein C in large blood vessels involving the endothelial cell protein C receptor. J Exp Med. 1998; 187: 1029–1035.

7. Lattenist L, Ochodnicky P, Ahdi M et al. Renal endothelial protein C receptor expression and shedding during diabetic nephropathy. Journal of thrombosis and hemostasis. 2016;14:6:1171-1182. https://doi.org/10.1111/jth.13315

8. Christensen IV, Loftager M, Rode F et al. Impact of capacity-limited binding on recombinant factor VIII and von Willebrand factor pharmacokinetics in hemophilia A rats. J Thromb Haemost. 2019 Jun;17:6:964-974. doi: 10.1111/jth.14441. Epub 2019 May 9

Everett LA9. , Cleuren AC, Khoriaty RN. Murine coagulation factor VIII is synthesized in endothelial cells. Blood. 2014;123:24: 3697-705.

10. Kamikubo Y, Mendolicchio GL, Zampolli A et al. Selective factor VIII activation by the tissue factor-factor VIIa-factor Xa complex. Blood. 2017 Oct 5;130(14):1661-1670. doi: 10.1182/blood-2017-02-767079. Epub 2017 Jul 20.

11. Gökgöl, C., Diehm, N., Räber, L. et al. Prediction of restenosis based on hemodynamical markers in revascularized femoro-popliteal arteries during leg flexion. Biomech Model Mechanobiol 18, 1883–1893 (2019). https://doi.org/10.1007/s10237-019-01183-9

12. Vértes M, Juhász IZ, Nguyen DT. Long Aortic Part of the Stents as a New Predictor for In-stent Restenosis After Kissing Stenting of the Aortoiliac Arteries. EJVES Abstract. 2019; 58; 6;2: E323-E324

13. Chen N, Chen L, Jiang S, Wang Z and Liu T: Predictive value of P‑selectin and endothelin‑1 for vascular restenosis after interventional procedures for peripheral artery disease. Exp Ther Med. 2019: 17; 3907-3912. https://doi.org/10.3892/etm.2019.7407

14. Lee S, Hoberstorfer T, Wadowski P.P. et al. Platelet-to-lymphocyte and Neutrophil-to-lymphocyte Ratios Predict Target Vessel Restenosis after Infrainguinal Angioplasty with Stent Implantation. J. Clin. Med. 2020, 9, 1729. https://doi.org/10.3390/jcm9061729

Способ прогнозирования развития рестеноза у пациентов с периферическим атеросклерозом после эндоваскулярных вмешательств, заключающийся в определении в периферической венозной крови уровня растворимых эндотелиальных рецепторов к протеину С (sEPCR) и активности фактора свертываемости FVIII, оценке наличия или отсутствия сахарного диабета 2 типа, с последующим расчетом вероятности развития рестеноза по формуле Р = 1 / (1 + е^-Z), где Р – вероятность развития рестеноза, е – основание натурального логарифма (число Эйлера), а z – показатель, рассчитываемый следующим образом:

Z = 4,956 – 0,014 * X₁ – 0,089 * X₂ + 2,115 * X₃,

где

Х₁ – значение активности FVIII до вмешательства;

Х₂ – значение sEPCR до вмешательства;

Х₃ – значение, отражающее наличие или отсутствие сахарного диабета 2 типа, составляющее 0 при отсутствии сахарного диабета или 1 при наличиии сахарного диабета.