Роль показателей вариабельности сердечного ритма и индекса регуляторно-адаптивного статуса в прогнозировании криза отторжения после трансплантации сердца

Трансплантация сердца является единственной радикальной методикой лечения больных с тяжелой сердечной недостаточностью [1]. Прогрессивное развитие сопутствующей иммунносупрессивной терапии, модификация хирургической техники трансплантации, пожизненное наблюдение в трансплантационных центрах позволили улучшить выживаемость и качество жизни реципиентов, однако по-прежнему крайне актуальной остается проблема отторжения сердечного аллографта. Выполняемая ежегодно и по показаниям процедура эндомиокардиальной биопсии (ЭМБ) является основным методом диагностики криза отторжения [1]. Инвазивность, дороговизна, риск осложнений данной манипуляции послужили стимулом к поиску безопасных, неинвазивных и простых методов прогнозирования криза отторжения, позволяющих оценить необходимость выполнения ЭМБ вне раннего послеоперационного периода. В настоящее время российскими и зарубежными коллегами предлагаются как лабораторные, так и функциональные методы прогнозирования отторжения аллографта. Самыми современными являются исследование микроРНК-101 и микроРНК-27 в плазме реципиентов и ультразвуковая методика speckle treacking при проведении эхокардиографии [2][3]. Особенность нашего исследования заключается в оценке диагностической ценности методов, направленных на диагностику реиннервации трансплантата, в прогнозировании реакции отторжения аллографта.

Материал и методы

В исследование включены 70 пациентов после ортотопической трансплантации сердца по модифицированной бикавальной методике, выполненной в период 2012-2015гг. Большая часть реципиентов — мужчины 59 (84,29%), средний возраст исследуемой группы — 50,24±10 лет. Показанием к трансплантации сердца явились ишемическая кардиомиопатия — у 30 пациентов (42,86%), дилатационная кардиомиопатия — у 33 (47,14%), миокардит у 4 пациентов (5,71%), клапанная патология у 3 (4,29%). Длительность наблюдения составила 36±1 мес. от даты операции. Медикаментозная терапия в посттрансплантационном периоде включала следующие группы препаратов: ингибиторы кальциневрина (такролимус с целевой концентрацией 10-15 нг/мл в течение 1 года, далее 5-10 нг/мл), препараты микофеноловой кислоты, глюкокортикоиды (преднизолон в дозе 1 мг/кг с постепенным снижением дозы и последующей отменой через 1 год после трансплантации), ацетилсалициловую кислоту, статины, ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента. В исследование включались пациенты с синусовым ритмом, без искусственного водителя ритма, не принимающие пульсурежающие препараты. Через 12, 24 и 36 меc. после операции всем исследуемым наряду со стандартными методами обследования после трансплантации сердца проводились суточное мониторирование (СМ) электрокардиограммы (ЭКГ), проба сердечно-дыхательного синхронизма (СДС).

СМ ЭКГ проводилось в течение 24 ч аппаратом “Кардиотехника-07” (“Инкарт”, г. Санкт-Петербург). С целью исключения возможных нарушений ритма сердца и искажения показателей вариабельности ритма сердца (ВРС), связанных с проведением инвазивных процедур, исследование выполнялось через 48 ч после ЭМБ и коронароангиографии. Анализ результатов проводился в программе KT Result 2 (Эксперт) (“Инкарт”, г. Санкт-Петербург). Последовательно ана-лизировались среднесуточная частота сердечных сокращений (ЧСС), форма QRS-комплекса, ритмы и аритмии, стандартные показатели ВРС.

Для выполнения пробы СДС использовалась установка “ВНС-Микро” (“Нейрософт”, Россия), компьютерная программа “Система для определения сердечно-дыхательного синхронизма у человека” (Покровский В.М. и др., 2009) [4]. Пациенту параллельно регистрировались ЭКГ и спирограмма в исходном состоянии. Далее проводилась фотостимуляция дыхания с последующей автоматической регистрацией факта синхронизации между заданным ритмом дыхания и ЧСС. Через несколько минут после окончания, необходимых пациенту для восстановления ЧСС и дыхания на начальном уровне, пробы повторялись с последующим 5% ростом частоты фотостимуляции выдоха до наступления СДС. Частотный диапазон СДС определялся путем регистрации максимальной и минимальной границ наступления СДС. Индекс регуляторно-адаптивного статуса (ИРАС) рассчитывался по формуле: ИРАС= ДС/ДлРмин.гр.*100, где ДС  — диапазон синхронизации, ДлРмин.гр  — длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона. Регуляторно-адаптивные возможности оценивались в зависимости от показателя ИРАС: ИРАС >100 — высокие, 50 99 — хорошие, 24-49  — удовлетворительные, 9-23  — низкие, <9  — неудовлетворительные [4].

ЭМБ выполнялась ежегодно по стандартной методике. Параллельно патоморфологическому исследованию проводилось иммунногистохимическое исследование с целью выявления антитело-опосредованного отторжения. Полученные результаты интерпретировались в соответствии с классификацией клеточного и  гуморального отторжения международного общества по трансплантации сердца и легких ISHLT.

Статистическая обработка данных проводилась в программе Statistica 10 (StatSoft Inc., version 10.0.228.8, Oklahoma, USA). Используемые методы: частотный анализ неблагоприятных исходов; статистическое сравнение пропорций частоты неблагоприятных исходов в различные периоды наблюдений (z-критерий для пропорций); статистические сравнения средних значений показателей ВРС и СДС в случае криза отторжения и при его отсутствии в различные периоды времени (тест Манна-Уитни с  установленным уровнем значимости р<0,05), медиана, межквартильный размах (Me (25%-75%)); ROC-анализ информативности показателей ВРС и СДС при прогнозировании кризов отторжения.

Исследование было выполнено в  соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и  принципами Хельсинской Декларации. До включения в  исследование у  всех участников было получено письменное информированное согласие. Получено одобрение локального этического комитета на проведение исследования.

Результаты

По данным ЭМБ через 1 год после трансплантации у 23 (33%) реципиентов верифицировалось клеточное отторжение, среди них 1R — у 16 пациентов, 2R — у 6, 3R — у 1 пациента. Через 24 мес. после операции количество отторжений составило 23 (34,8%), среди них: 19  — с  клеточным отторжением 1R, 2  — 2R и у 2 пациентов — гуморальное отторжение AMR 2. Через 3 года после трансплантации сердца у  19 (29,6%) пациентов развилось клеточное отторжение: 15 — 1R, 3 — 2R. Число летальных исходов за период наблюдения составило 6, среди них 4 в период между 1-ым и  2-ым годом, 2  — между 2-ым и  3-им годом.

Результаты статистических сравнений средних значений показателей ВРС и  СДС показывают, что через 1 год между выборками с  наличием и  отсутствием криза отторжения не наблюдалось статистически значимых различий по всем показателям ВРС и СДС (табл. 1, 2). По показателям СДС не было установлено статистически значимых различий и  в  последующие годы наблюдения (p>0,3 во 2-ой и 3-ий год), что указывает на отсутствие существенных изменений показателей СДС при наличии криза отторжения (табл. 2).

Среди показателей ВРС во второй год наблюдения существенные различия между клиническими группами наблюдались по значениям среднесуточной ЧСС (p=0,038), высокочастотного спектрального компонента (HF) (p=0,010) и  среднеквадратичного значения разности последовательных RR (rMSSD) (p=0,040) (табл. 1). Через 36 мес. различия регистрировались уже по многим показателям ВРС: ЧСС, HF, rMSSD, низкочастотному спектральному компоненту (LF) (р<0,001); суммарному показателю вариабельности величин интервалов RR за весь рассматриваемый период (SDNN) (р<0,05); очень низкочастотному спектральному компоненту (VLF) (р<0,01) (табл. 1). По медианам исследуемых признаков можно судить о степени повышения/снижения значимых показателей ВРС.

Согласно данным ROC-анализа, через 2 года после операции криз отторжения лучше всего сопоставляется с показателем HF (AUC=0,693 при р=0,005) (табл. 3). По сравнению с ЧСС и rMSSD данный показатель имеет примерно равные чувствительность (Se=73,9) и специфичность (Sp=72,1), что указывает на равномерное соотношение ошибок ложной тревоги и пропуска патологии. При HF ?12 мс2 с вероятностью в 73,9% клинический случай будет отнесен к группе с кризом отторжения. Положительная прогностическая ценность показателя HF составляет 58,6%, отрицательная прогностическая ценность составляет 83,8%. Таким образом, по данному показателю наиболее качественно будут прогнозироваться случаи отсутствия криза отторжения.

Через 3 года после операции все анализируемые показатели ВРС продемонстрировали информативность для диагностики криза отторжения (табл. 4). Согласно полученным данным, на 3-ем году наблюдения криз отторжения лучше всего сопоставляется с показателем ЧСС (AUC=0,873 при р<0,001). Показатель имеет высокую чувствительность (Se=80,0) и специфичность (Sp=90,0). При ЧСС >92 с вероятностью в 80% у пациента будет отмечаться криз отторжения. Высокие значения +PV=80,0 и -PV=90,0 определяют ЧСС через 3 года после операции наиболее ценным прогностическим показателем в отношении кризов отторжения. Следует отметить, что среди показателей, характеризующих вегетативную регуляцию сердечной деятельности, наиболее высокой предсказательной ценностью обладают показатели парасимпатической реиннервации как частотного, так и временного домена: HF (AUC=0,814 при p<0,001) и rMSSD (AUC=0,882 при p<0,001). Анализируя результаты ROC-анализа, интересным является тот факт, что общий показатель ВРС SDNN имеет меньшую специфичность и чувствительность в сравнении с показателем ЧСС (75% vs 80%, 56,8% vs 90,9%). Показатели LF, VLF обладают невысокой чувствительностью, что делает их менее пригодными для прогнозирования кризов отторжения у реципиентов сердца на 3-ем году после операции.

Обсуждение

Трансплантированное сердце является классическим примером полной вегетативной блокады функционирующего органа в организме реципиента ввиду хирургической денервации. Это обусловливает особенности физиологии трансплантата: высокую ЧСС, отсутствие циркадности и ВРС, медленный прирост ЧСС в ответ на физическую нагрузку и замедленное восстановление исходной ЧСС, отсутствие изменения ЧСС в ответ на вагусные пробы [5]. Однако c течением времени после трансплантации регистрируются признаки частичной реиннервации аллографта, что демонстрируют результаты экспериментальных и клинических исследований [6][7]. Наиболее доступной, безопасной и в то же время информативной функциональной методикой верификации реиннервации является СМ ЭКГ.

ЧСС отражает влияние на синусовый узел нервнорефлекторных и гуморальных факторов, а показатели частотного и временного доменов ВРС — степень парасимпатического и симпатического влияния на функцию синусового узла. СДС — прием создания общего синхронного ритма дыхания и сердца у человека посредством заданной частоты произвольного дыхания, обычно превышающей исходный сердечный ритм (Покровский В. М., 2003г). Параметры СДС являются интегральными показателями, поскольку при реализации СДС участвует целый ряд процессов в центральной и вегетативной нервной системе, системе дыхания и в самом сердце. В основе процесса синхронизации лежит трансформация заданного зрительного сигнала в команду произвольного управления дыханием с частотой, соответствующей фотостимуляции, включение межцентральных взаимодействий дыхательного и сердечного центров и синхронизация их ритмов, последующая передача в форме залпов импульсов по блуждающим нервам, взаимодействие сигналов с собственными ритмогенными структурами сердца и воспроизведение сердцем заданной дыханием частоты [4]. Исходя из вышеописанного механизма развития феномена СДС становится ясным, что сам факт положительной пробы СДС отражает реиннервацию сердечного трансплантата, а значение ИРАС — степень ее выраженности. Данные методики исследования были выбраны нами с целью оценки прогноза криза отторжения с позиции особой физиологии трансплантата. Согласно полученным результатам, через 1 год после операции ни один из показателей ВРС и СДС не имел связи с кризом отторжения, что объясняется малым сроком после операции и высокой ригидностью сердечного ритма. Крайне низкие значения показателей ВРС обусловлены превалированием гормональной и интракардиальной системы регуляции. Анализ ряда работ зарубежных авторов показал, что в более ранние сроки наблюдаются признаки симпатической реиннервации (от 5-6 мес. до 1 года после операции), а парасимпатическая требует более длительного послеоперационного периода и регистрируется на втором году после операции [8- 10]. По данным других источников, в наиболее длительном исследовании, проведенном Beckers F, et al., положительная динамика ВРС отмечена через 2 года после операции, а увеличение мощности LF и, соответственно, наличие симпатической реиннервации трансплантата — через 4 года, но значения LF ниже, чем у здоровых [11]. Различие сроков и уровня показателя среди реципиентов сердца позволяет сделать вывод о гетерогенности симпатической реиннервации сердечного аллографта.

Недавний обзор по реиннервации сердечного трансплантата содержит информацию об отсутствии взаимосвязи между реиннервацией аллографта и исходом после операции [12]. Однако следует отметить, что в описанном исследовании, проведенном Bengel F, et al., оценивалась только симпатическая реиннервация и ее взаимосвязь с кризом отторжения. В нашей работе через 2 года после трансплантации согласно данным ROC-анализа диагностическую ценность в отношении криза отторжения приобретают среднесуточная ЧСС и показатели парасимпатической активности вегетативной нервной системы — HF и rMSSD. Результаты, полученные через 3 года после операции, демонстрируют хорошую прогностическую ценность среднесуточной ЧСС, в то время как показатели симпатической и парасимпатической реиннервации имеют меньшее предсказательное значения. Учитывая топографическую и временную гетерогенность процессов симпатической и парасимпатической реиннервации, можно сделать вывод, что к третьему году после трансплантации отмечается баланс между компонентами вегетативной нервной регуляции трансплантата, усиливается их влияние на среднесуточную ЧСС, формируя условия для регуляции ЧСС, близкие к физиологии непересаженного сердца.

Ожидаемая нами прогностическая связь между ИРАС по данным пробы СДС и развитием криза отторжения в течение трехлетнего периода наблюдения не была выявлена. Отсутствие ее с большей вероятностью можно объяснить недостаточным периодом наблюдения. По данным динамического наблюдения, мы отмечаем некоторое постепенное увеличение ширины диапазона синхронизации, однако ИРАС и на третьем году после операции имеет значение, расцениваемое как удовлетворительное.

Ограничения исследования. Выполненное нами исследование имеет некоторые ограничения. Сравнительно небольшая длительность периода наблюдения после операции не позволяет отследить диагностическую ценность показателей ВРС и СДС в прогнозировании кризов отторжения в отдаленном периоде после трансплантации, а также их возможную прогностическую роль в отношении васкулопатии аллографта и летального исхода. Визуализация симпатической реиннервации посредством позитронноэмиссионной томографии или сцинтиграфии миокарда с использованием радиоизотопов позволила бы получить более полную картину вегетативной регуляции сердечного трансплантата, однако ввиду отсутствия технической возможности выполнения данного исследования всей выборке пациентов, было принято решение о невключении визуализирующих методов в протокол исследования.

Заключение

Полученные нами результаты позволяют рекомендовать исследование ВРС как неинвазивную, безопасную и легковоспроизводимую методику для оценки риска криза отторжения у реципиентов через 2 и 3 года после операции, а исследование СДС для верификации факта реиннервации сердечного трансплантата и оценки регуляторно-адаптивных возможностей реципиента.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.