Serological level of transforming growth factor-β as a predictive biomarker of aortic enlargement in patients with Marfan syndrome

Full Text

Актуальность

Синдром Марфана (СМ) — наследственное, аутосомно-доминантное заболевание, сопровождающееся классическим нарушением соединительной ткани, возникающее вследствие мутации гена FBN1, кодирующего синтез фибриллина-1, с ожидаемой частотой 3–5/10 000 и долей неомутаций 20–25 % [19]. Фибриллин-1, наряду с другими большими суперсемействами многодоменных белков, играет наиважнейшую роль в модуляции физиологической биодоступности ТФР-β (трансформирующий фактор — β) [2]. Обладая ТФР-β-сигнализирующими функциями во внеклеточном матриксе (ВКМ), аномалии указанного матричного белка в итоге приводят к повышению, а не к уменьшению внеклеточного уровня ТФР-β («ТФРβ-парадокс»).

В настоящее время доказано изменение ТФР-β-сигнализации при нарушении целостности основных компонентов ВКМ в стенке аорты с формированием аневризм/диссекций — основной причины смертности пациентов с СМ [16].

Изучение мышиной модели СМ убедительно продемонстрировало избыточную ТФР-β-сигнализацию [11, 17], а лечение антителами, нейтрализующими ТФР-β, предотвращало патологические изменения в стенке аорты и останавливало прогрессирующую дилатацию аорты [12], наряду с миксоматозной дегенерацией митрального клапана [18]. Высокие цифры циркулирующего ТФР-β коррелируют с возрастом и размером аорты и снижаются при лечении лозартаном у мышей с СМ [5].

Перед современной кардиологией стоит ряд нерешенных задач, в частности прогнозирование разрыва аорты, для формирования точных показаний к оперативному лечению. В настоящее время решение этой задачи строится на выявлении факторов риска: наследственный анамнез, абсолютный размер корня аорты, скорость расширения аорты, которые основываются на результатах анамнеза и визуализирующих методик УЗИ, КТ, МРТ. В то же время имеется вероятность развития разрыва аорты при нормальных размерах корня аорты и при отсутствии каких-либо факторов риска [10], а также после проведения профилактического протезирования корня аорты [7]. Это делает необходимым поиск альтернативных прогностических маркеров, угрожающих расслоением и разрывом аорты.

Данные литературы о корреляции между циркулирующим ТФР-β и диаметром аорты у людей с классическим фенотипом СМ представлены крайне недостаточно [8, 15], а при марфаноподобных состояниях — до настоящего времени остаются открытыми [3]. Синдром Марфана является болезнью со значительно разнообразными фенотипическими признаками и возрастом наступления различных проявлений, поэтому выявление биомаркеров, которые смогут предсказать активность заболевания и наступление угрожающего состояния (расслоения аорты), имеет первостепенное значение.

Цель: уточнить роль сывороточного ТФР-β как серологического биомаркера для оценки расширения корня аорты у пациентов с СМ с оценкой возможности применения сывороточных концентраций ТФР-β в качестве «серологической томографии» аорты.

Задачи: оценить уровень сывороточного ТФР-β1 у пациентов с СМ в зависимости от размеров и степени реконструкции аневризмы грудного отдела аорты.

Материал и методы

В простое одномоментное исследование включены 50 человек старше 18 лет (33 ± 9,3 года). Синдром Марфана диагностирован у 23 человек (Ж : М/7 : 16) — основная группа; 27 человек составили группу контроля без признаков наследственных нарушений соединительной ткани (ННСТ), все участники исследования сопоставимы по возрастным (30,2 ± 8,6 года) и гендерным (Ж : М/7 : 21) характеристикам. Пациенты основной группы с СМ дополнительно были разделены на три подгруппы: 1-я — с расширением корня аорты (Z > 1,96), 2-я — с нормальным размером корня аорты (Z < 1,96), 3-я — перенесшие оперативное протезирование корня аорты. Синдром Марфана диагностировался на основе Гентских критериев 2010 года [14]. Для определения сывороточного уровня ТФР-β1 производился забор венозной крови с подготовкой сыворотки по стандартной методике. Применялся набор для иммуноферментной диагностики фирмы DRG TGF-β1 ELISA (EIA-1864). Измерение сывороточного уровня ТФР-β1 для группы исследования и контроля проводилось в одной лаборатории с использованием идентичного набора. Работа проведена в рамках НИР № ГР 20132073: при финансовой поддержке Белорусского фонда фундаментальных исследований (М13У-001).

Критерием исключения было применение блокаторов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (ингибиторов АПФ / антагонистов рецепторов 1-го типа ангиотензина II (АРА)), потенциально обладающих влиянием на уровень ТФР-β1. Тактические подходы ведения пациентов с расширением грудной аорты основывались на современных опубликованных рекомендациях [1].

Диагностика расширения корня аорты проводилась на основании оценки эхокардиографических размеров корня аорты по методике «от переднего края до переднего края» (leading edgeto-leading edge) с расчетом показателя Z-критерия [4] c использованием регрессионных показателей норм для пациентов старше 15 лет [6]. Достоверность различий оценивалась по t-критерию Стьюдента при р < 0,05.

Результаты

В целом в основной группе пациентов с СМ средняя концентрация ТФР-β в сыворотке крови имела тенденцию к повышению в сравнении с группой контроля (34,8 и 29,15 нг/мл соответственно, t = 0,77, р < 0,1) (рис. 1).

Рис. 1. Среднее и стандартная ошибка среднего ТФР-β в сыворотке крови у пациентов с синдромом Марфана и у здоровых пациентов (контроль), p = 0,1

В основной группе у 10 пациентов было проведено оперативное лечение по протезированию аорты, у 6 отмечался нормальный размер аорты (Z-критерий в пределах < 1,96) и у 7 диагностировано расширение корня аорты с Z > 1,96.

В подгруппах пациентов с СМ с нормальным размером корня аорты (n = 6), как и у пациентов, перенесших протезирование аорты (n = 10), достоверных различий в концентрации ТФР-β1 в сыворотке крови с группой контроля выявлено не было (p > 0,05).

У пациентов с СМ с диагностированным расширением корня аорты (n = 7; Z > 1,96) средняя концентрация ТФР-β1 в сыворотке крови составила 49,1 нг/мл, достоверно превышающая таковую в контрольной группе — 29,15 нг/мл (t = 2,01, р < 0,05) (рис. 2).

Рис. 2. Среднее и стандартная ошибка среднего ТФР-β в сыворотке крови у пациентов с синдромом Марфана, имеющих расширение аорты (Z > 1,96), и у здоровых пациентов (контроль), p < 0,005

В подгруппе пациентов с СМ с диагностированным расширением корня аорты отмечена слабая корреляция между размером аорты и уровнем ТФР-β1 в сыворотке крови (R = 0,34, р < 0,05) (рис. 3). В других подгруппах положительных корреляционных связей не установлено (р < 0,05).

Рис. 3. Среднее и стандартная ошибка среднего ТФР-β в сыворотке крови у пациентов с синдромом Марфана, имеющих расширение аорты (Z > 1,96), и у здоровых пациентов (контроль), p < 0,005

Обсуждение

Исследования последних лет закрепили ключевую роль дизрегуляции ТФР-β в прогрессировании СМ [5], сывороточные концентрации которого могут служить маркерами терапевтического ответа на β-адреноблокаторы и АРА (лозартан) [8]. В нашем исследовании мы показали, что сывороточный уровень ТФР-β1 не является уникальным признаком СМ, так как не превышает норму при нормальных размерах корня аорты, а также после протезирования аорты. Однако в подгруппе пациентов с СМ с диагностированным расширением корня аорты отмечена значимая взаимосвязь размера аорты и уровнем ТФР-β1 в сыворотке, что соответствует данным литературы, полученным как на мышиной модели СМ [15], так и в проспективных исследованиях [8]. Вместе с тем полученные результаты вступают и в некую контрадикцию с более ранними результатами других исследователей, выводы которых являются разноречивыми в отношении сывороточных концентраций ТФР-β1 при СМ [8, 15]. Отсутствие единых данных может объясняться различными гипотезами, в том числе модифицирующей ролью латентного воспаления, которое может «искажать» патофизиологические механизмы дилатации аорты  [13]. Остаются нераскрытыми и взаимосвязи между тканевыми (местными) и системными (сывороточными) уровнями ТФР-β. В настоящее время достоверно неизвестно, насколько значимый вклад в сывороточный уровень ТФР-β вносит прогрессивное расширение корня аорты и одновременно какое влияние могут оказывать на системный уровень ТФР-β патология других органов и систем при СМ (в том числе скелетные мышцы, кожа, легкие, желудочно-кишечный тракт и др.).

В целом, по результатам нашего исследования, можно утверждать, что повышенный уровень ТФР-β в сыворотке крови у пациентов с СМ может служить серологическим маркером, свидетельствующим об имеющемся увеличении диаметра корня аорты, и использование сывороточного ТФР-β является крайне заманчивой перспективой, которая потенциально может позволить индивидуализировать подходы к терапевтической тактике ведения пациентов с СМ. Однако данный посыл исходит из упрощения о том, что латентный комплекс ТФР-β просто «вымывается» из тканей в системную циркуляцию из-за недостаточной функциональной активности ВКМ. При этом в системном кровотоке латентный комплекс ТФР-β имеет полупериод жизни 90 минут, а свободный ТФР-β — всего 2 минуты, что может накладывать значительные ограничения на процедуру исследования [9].

Полученные результаты не являются уникальными в данной области [8]. Вместе с тем, учитывая, что предыдущими исследователями не получено однозначного ответа по прогностической значимости сывороточных концентраций ТФР-β для рассечения аорты, наши данные представляют несомненный интерес и требуют дополнительного изучения вопроса, поскольку метод имеет значительное количество ограничений и нюансов. В частности, собственные нестандартизированные нормы (референсные диапазоны нормативных величин ТФР-β1) для каждой отдельной лаборатории, набора производителя не дают возможности сравнивать абсолютные показатели различных исследователей, что делает определение ТФР-β в сыворотке крови больше научным исследованием, нежели методом, применимым на практике, и требует группы контроля.

Выводы

1. Сывороточный уровень ТФР-β1 не является уникальным признаком СМ, так как не превышает норму при нормальных размерах корня аорты, а также после протезирования аорты. 2. Повышенный уровень ТФР-β1 в сыворотке крови у пациентов с СМ может служить серологическим маркером, свидетельствующим о неблагоприятном прогнозе, сопровождающемся увеличением размеров корня аорты. 3. Методические сложности определения сывороточного уровня ТФР-β1 иммуноферментным методом, включающие в том числе собственные нестандартизированные нормы (референсные диапазоны нормативных величин ТФР-β1) для каждой отдельной лаборатории, не дают возможность сравнивать абсолютные показатели, что делает определение ТФР-β в сыворотке крови в настоящее время больше научным исследованием, нежели методом, применимым на практике.

About the authors

Andrey S Rudoy

Author for correspondence.
Email: andrewrudoj@gmail.com
MD, PhD, Dr Med Sci, Associate Professor, Head, Department of Military Field Therapy Russian Federation

Alexey M Uryvaev

Email: alexeyuryvaev@gmail.com
Assistant Professor, Department of Military Field Therapy Russian Federation

References

Supplementary files