Обзор метаболомных маркеров, использующихся для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний

В настоящее время интенсивно развивающимся подходом к специфической диагностике сердечно-сосудистых заболеваний является метаболомный анализ, который позволяет исследовать полные метаболомные профили и их отклонения, возникающие в результате изменения, например, экспрессии генов и РНК, активности белка или факторов окружающей среды. Анализ метаболомного профиля крови помогает в решении большого количества научных и клинических задач, одной из которых является поиск маркеров заболеваний, в частности сердечно-сосудистых. Цель исследования – на основе литературных данных изучить метаболомные маркеры, использующиеся для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). 

Материал и методы. Проведен анализ литературных данных по поисковым словам «сердечно-сосудистые заболевания», «метаболомика», метаболомный профиль», «метаболомные маркеры» в компьютерных базах данных PubMed, Scopus, Web of Science, СyberLeninka, PatentDB, Science Direct Open Access, eLibrary. 

Результаты. Анализ литературных данных и патентного поиска подтверждает высокую значимость метаболомных маркеров в диагностике ССЗ. В патентной литературе наиболее часто встречается использование BNP/NT-proBNP в качестве метаболомного маркера ССЗ (11,27 %), также часто используют С-реактивный белок (8,99 %) и тропонины (8,49 %). Наименьший интерес у изобретателей, как следует из анализа патентных документов приведенной выборки, вызывают PICP (0,02 %), sVCAM-1 (0,09 %), стимулирующий фактор роста ST-2 (0,12 %) и тромбомодулин (0,12 %) в качестве метаболомных маркеров ССЗ. 

Заключение. На фоне аналитических методов метаболомика является наиболее важным диагностическим направлением. При этом следует отметить, что, комбинируя результаты анализа метаболических исследований с другими, например геномными и протеомными, можно получить полную картину патогенеза заболеваний, оценить риск развития осложнений, а также определить результативность проводимого лечения.

1. Чаулин А.М. Некоторые современные биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний. The Scientific Heritage. 2020;(49):61–63. doi: 10.18411/lj09-2020-21

2. Беленков Ю.Н., Привалова Е.В., Кожевникова М.В., Коробкова Е.О., Ильгисонинс И.С., Каплунова В.Ю., Шакарьянц Г.А., Апполонова С.А., Кухаренко А.В., Ларцова Е.В., Месонжик Н.В. Метаболомное профилирование больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Кардиология. 2018;58(9):59–62. doi: 10.18087/cardio.2018.9.10172

3. Чаулин А.М. Биомаркеры для стратификации риска и выявления опасных для жизни сердечнососудистых заболеваний. Оригин. исслед. 2020;10(9):88–95.

4. Либис Р.А., Исаева Е.Н., Вдовенко Л.Г., Басырова И.Р. Мозговой натрийуретический пропептид как маркер поражения сердца у лиц с метаболическим синдромом. Рос. кардиол. ж. 2015;(4):84–88. doi: 10.15829/1560-4071-2015-4-8488

5. Пащенко Е.В., Чесникова А.И., Кудинов В.И., Терентьев В.П., Коломацкая О.Е. Расчет порогового уровня и оценка динамики натрийуретического пептида для оптимизации ведения коморбидных пациентов с тиреотоксикозом и сердечной недостаточностью. Мед. вестн. Юга России. 2018;9(4):73–80. doi: 10.21886/2219-8075-2018-9-4-73-80

6. Cao Z., Jia Y., Zhu B. BNP and NT-proBNP as diagnostic biomarkers for cardiac dysfunction in both clinical and forensic medicine. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(8):1820. doi: 10.3390/ijms20081820

7. Подзолков В.И., Тарзиманова А.И., Mohammadi L. Предикторы прогрессирования фибрилляции предсердий у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Клин. мед. 2017;95(7):613–617. doi: 10.18821/0023-2149-201795-7-613-617

8. Козлов И.А., Буржунова М.Г., Чумаков М.В., Тимербаев В.Х. Периоперационная динамика и клиническая значимость содержания натрийуретического пептида B-типа в крови кардиохирургических больных. Общ. реаниматол. 2012;8(4):133. doi: 10.15360/1813-9779-2012-4133

9. Zile M.R., Claggett B.L., Prescott M.F., McMurray J.J.V., Packer Mi., Rouleau J.L., Swedberg K., Desai A.S., Gong J., Shi V.C., Solomon S.D. Prognostic implications of changes in N-terminal pro-B-type natriuretic peptide in patients with heart failure. J. Am. Coll. Cardiol. 2016;68(22):735–1097. doi: 10.1016/j. jacc.2016.09.931

10. Stelzle D., Shah A.S.V., Anand A., Strachan F.E., Chapman A.R., Denvir M.A., Mills N. L., McAllister D.A. High-sensitivity cardiac troponin I and risk of heart failure in patients with suspected acute coronary syndrome: a cohort study. Eur. Heart J. Qual. Care Clin. Outcomes. 2018;4(1):36–42. doi: 10.1093/ehjqcco/qcx022

11. Ford I., Shah A., Zhang R., McAllister D.A., Strachan F.E., Caslake M., Newby D.E., Packard C.J., Mills N.L. High-sensitivity cardiac troponin, statin therapy, and risk of coronary heart disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2016;68:2719–2728. doi: 10.1016/j. jacc.2016.10.020

12. Weinmann K., Werner J., Koenig W., Rottbauer W., Walcher D., Kebler M. Use of cardiac biomarkers for monitoring improvement of left ventricular function by immunoadsorption treatment in dilated cardiomyopathy. Biomolecules. 2019;9(11):654. doi: 10.3390/biom9110654

13. Smáradóttir M.I., Catrinav S.B., Brismar K., Norhammar A., Gyberg V., Mellbin L.G. Copeptin and insulin-like growth factor binding protein-1 during follow-up after an acute myocardial infarction in patients with type 2 diabetes: A report from the Diabetes Mellitus Insulin-Glucose Infusion in Acute Myocardial Infarction 2 cohort. Diab. Vasc. Dis. Res. 2019;16(1):22– 27. doi: 10.1177/1479164118804451

14. Morawiec B., Kawecki D. Copeptin: a new marker in cardiology. J. Cardiovasc. Med. (Hagerstown). 2013;14(1):19–25. doi: 10.2459/ JCM.0b013e3283590d59

15. Morawiec B., Kawecki D., Przywara-Chowaniec B., Opara M., Muzyk P., Ho L., Tat L.C., Gabrysiak A., Muller O., Nowalany-Kozielska E. Copeptin as a prognostic marker in acute chest pain and suspected acute coronary syndrome. Dis. Markers. 2018;46:1–8. doi: 10.1155/2018/6597387

16. Сукманова И.А., Танана О.С., Пономаренко И.В., Косоухов А.П. Копептин и биомаркеры воспаления у пациентов с разными вариантами острого коронарного синдрома. Комплекс. пробл. серд.-сосуд. заболев. 2017;6(4):44–49. doi: 10.17802/2306-1278-2017-6-4-44-49

17. Maisel A., Mueller C., Neath S.X., Christenson R.H., Morgenthaler N.G., McCord J., Nowak R.M., Vilke G., Daniels L.B., Hollander J.E., … Peacock W.F. Copeptin helps in the early detection of patients with acute myocardial infarction: primary results of the CHOPIN trial (Copeptin Helps in the early detection Of Patients with acute myocardial INfarction). J. Am. Coll. Cardiol. 2013;62(2):150–160. doi: 10.1016/j. jacc.2013.04.011

18. Meune C., Zuily S., Wahbi K., Claessens Y.-E., Weber S., Chenevier-Gobeaux C. Combination of copeptin and high-sensitivity cardiac troponin T assay in unstable angina and non-ST-segment elevation myocardial infarction: a pilot study. Arch. Cardiovasc. Dis. 2011;104(1):4–10. doi: 10.1016/j.acvd.2010.11.002

19. Nishikimi T., Nakao K., Kangawa K. Adrenomedullin in heart failure: molecular mechanism and therapeutic implication. Current Hypertension Reviews. 2011;7(4):273–283. doi: 10.2174/157340211799304752

20. Абдулаев Р.Ф., Бахшалиев А.Б., Кулиева А.Д., Гусейнзаде Р.Р. Оценка зависимости концентрации эндотелина-1 и магния в крови от степени тяжести ишемической болезни сердца. Казан. мед. ж. 2016;97(4):492–496. doi: 10.17750/KMJ2016-492

21. Беляков В.И., Кучин С.С., Чернышов В.Н., Антипов Е.В. Сравнительное влияние мелатонина и агомелатина на параметры кровообращения. Вестн. мед. ин-та «РЕАВИЗ». 2017;6:213–218.

22. Медведев В.Э., Коровякова Э.А., Фролова В.И., Гушанская Е.В. Антидепрессивная терапия у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Неврол., нейропсихиатрия, психосоматика 2019;11(1):131–140. doi: 10.14412/2074-2711-20191-131-140

23. Михайлова З.Д., Шаленкова М.А. Роль мелатонина у больных с острым коронарным синдромом. Кардиология: Новости. Мнения. Обучение. 2017;2(13):39–44. doi: 10.24411/23091908-2017-00024

24. Копецкий И.С., Побожьева Л.В., Шевелюк Ю.В. Взаимосвязь воспалительных заболеваний пародонта и общесоматических заболеваний. Лечеб. дело. 2019;2:7–12. doi: 10.24411/2071-53152019-12106

25. Martínez G.J., Robertson S., Barraclough J., Xia Q., Mallat Z., Bursill C., Celermajer D.S., Patel S. Colchicine acutely suppresses local cardiac production of inflammatory cytokines in patients with an acute coronary syndrome. J. Am. Heart Assoc. 2015;4(8):4:e002128. doi: 10.1161/JAHA.115.002128

26. Åkerblom A., James S.K., Lakic T.G., Becker R., Cannon C., Steg P., Himmelmann A., Katus H., Storey R., Wallentin L., Weaver W., Siegbahn A., PLATO Investigators. Interleukin-18 in patients with acute coronary syndromes. Clin. Cardiol. 2019;2(12):202–1209. doi: 10.1002/clc.23274

27. Тепляков А.Т., Кузнецова А.В., Протопопова Н.В., Андриянова А.В., Суслова Т.Е., Насанова О.Н., Калюжин В.В. Липопротеин-ассоциированная фосфолипаза а2 в стратификации сердечно-сосудистого риска после коронарного стентирования у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа: какой порог решающего правила выбрать? Бюл. сиб. мед. 2015;14(2):47–54. doi: 10.20538/16820363-2015-2-47-54

28. Щербак С.Г., Лисовец Д.Г., Сарана А.М., Камилова Т.А., Глотов О.С., Анисенкова А.Ю., Апалько С.В., Уразов С.П. Биомаркеры сердечнососудистых заболеваний. Физ. и реабилитац. мед. 2019;1(2):60–76. doi: 10.36425/2658-6843-19190

29. Held C., White H.D., Stewart R.A.H., Budaj A., Cannon C., Hochman J., Koenig W., Siegbahn A., Steg P.G., Soffer J., … STABILITY Investigators. Inflammatory biomarkers interleukin-6 and C-reactive protein and outcomes in stable coronary heart disease: Experiences from the STABILITY (Stabilization of Atherosclerotic Plaque by Initiation of Darapladib Therapy) Trial. J. Am. Heart. Assoc. 2017;6(10):e005077. doi: 10.1161/JAHA.116.005077

30. Fujita D., Preiss L., Aizawa K., Asch F., Eagle K., Suzuki T., GenTAC registry investigators. Circulating interleukin-6 (IL-6) levels are associated with aortic dimensions in genetic aortic conditions. PLoS ONE. 2019;14(3):e0214084. doi: 10.1371/journal. pone.0214084

31. Дылева Ю.А., Груздева О.В., Учасова Е.Г., Кузьмина А.А., Каретникова В.Н. Стимулирующий фактор роста ST2 в кардиологии: настоящее и перспективы. Лечащий врач. 2017;11:65–65.

32. Барбараш О.Л., Груздева О.В., Печерина Т.Б., Акбашева О.Е., Бородкина Д А., Кашталап В.В., Каретникова В.Н., Коков А.Н., Брель Н.К., Дылева Ю.А., … Кузьмина А.А. Предикторы развития кардиофиброза и кахексии эпикардиальной жировой ткани в отдаленном периоде инфаркта миокарда. Рос. кардиол. ж. 2020;25(2):3474. doi: 10.15829/1560-4071-2020-2-3474

33. Carlsson A.C., Ruge T., Kjoller E., Hilden J., Kolmos H., Sajadieh A., Kastrup J., Jensen G., Larsson A., Nowak C., … Ärnlöv J. 10-Year associations between tumor necrosis factor receptors 1 and 2 and cardiovascular events in patients with stable coronary heart disease: A CLARICOR (effect of clarithromycin on mortality and morbidity in patients with ischemic heart disease) trial substudy. J. Am. Heart. Assoc. 2018;7(9):e008299. doi: 10.1161/JAHA.117.008299

34. Chen X.L., Li Q., Huang W.S., Lin Y.-S., Xue J., Wang B., Jin K.-L., Shao B. Serum YKL-40, a prognostic marker in patients with large-artery atherosclerotic stroke. Acta Neurol. Scand. 2017;136(2):97–102. doi: 10.1111/ane.12688

35. Грачева С.А., Клефортова И.И., Шамхалова М.Ш. Распространенность сочетанного атеросклеротического поражения сосудов у больных сахарным диабетом. Сах. диабет. 2012;15(1):49–55. doi: 10.14341/2072-0351-5979

36. Topchieva L.V., Korneva V.A., Kurbatova I.V. The relationship of the carriership of allelic variations in rs2228145 (A > C) of the IL6R gene with the levels of VCAM1 and ICAM1 gene transcripts in patients with essential hypertension. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020;24(1):96–101. doi: 10.18699/VJ20.600

37. Бобко О.В., Тихомирова О.В., Зыбина Н.Н., Фролова М.Ю. Маркеры десинхроноза в оценке риска развития метаболического синдрома. Мед. алфавит. 2019;1(4):21–26. doi: 10.33667/2078-56312019-1-4(379)-21-26

38. Жолбаева А.З., Табина А.Е., Голухова Е.З. Молекулярные механизмы фибрилляции предсердий: в поиске «идеального» маркера. Креатив. кардиол. 2015;2:40–53. doi: 10.15275/ kreatkard.2015.02.04

39. Дунаевская С.С., Винник Ю.С. Развитие эндотелиальной дисфункции при облитерирующем атеросклерозе сосудов нижних конечностей и маркеры прогнозирования течения заболевания. Бюл. сиб. мед. 2017;16(1):108–118. doi: 10.20538/16820363-2017-1-108-118

40. Устюжанина М.А., Ковтун О.П., Царькова С.А. Аполипопротеины В и А1 в педиатрической практике как маркеры риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Урал. мед. ж. 2017;5:74–78.

41. Wang W., Blackett P., Khan S., Lee E. Apolipoproteins A-I, B, and C-III and obesity in young adult cherokee. J. Lipids. 2017:8236325. doi: 10.1155/2017/8236325

42. Александров А.А., Леонтьева И.В., Розанов В.Б., Исайкина О.Ю., Котова М.Б. Влияние отягощенной наследственности по сердечнососудистым заболеваниям на уровни и исходы факторов риска у детей: результаты 32-летнего проспективного наблюдения. Профилакт. мед. 2019;22(3):37–43. doi: 10.17116/profmed20192203137

43. Васюк Ю.А., Садулаева И.А., Ющук Е.Н., Трофименко О.С., Иванова С.В. Ретинол-связывающий белок как маркер сердечно-сосудистого риска у пациентов с артериальной гипертензией и ожирением. Рос. кардиол. ж. 2018;4(156):14–18. doi: 10.15829/1560-4071-2018-4-14-18

44. Nalini D., Karthick R., Shirin V., Manohar G., Malathi R. Role of the adipocyte hormone leptin in cardiovascular diseases – a study from Chennai based Population. Thromb. J. 2015;13(12):1–7. doi: 10.1186/ s12959-015-0042-4

45. Махсудова Х.Ф., Султанова Ф.Х. Факторы риска поражения сердечно-сосудистой системы у детей с ожирением. Re-health Journal. 2020;32(7):43–47. doi: 10.24411/2181-0443/2020-10120

46. Albarracín M.L.G., Torres A.Y.F. Adiponectin and leptin adipocytokines in metabolic syndrome: what is its importance? Dubai Diabetes and Endocrinology Journal. 2020;26:93–102. doi: 10.1159/000510521

47. An Z., Yang G., Zheng H., Nie W., Liu G. Biomarkers in patients with myocardial fibrosis. Open Life Sciences. 2017;12(1):337–344. doi: 10.1515/biol-20170039

48. Щукин Ю.В., Березин И.И., Медведева Е.А., Селезнев Е.И., Дьячков В.А., Слатова Л.Н. О значении галектина-3 как маркера и медиатора эндогенного воспаления и окислительно-нитрозилирующего стресса у больных хронической сердечной недостаточностью. Рос. кардиол. ж. 2013;2(100):45– 49. doi: 10.15829/1560-4071-2013-2-45-49

49. Алиева А.М., Резник Е.В., Гасанова Э.Т., Жбанов И.В., Никитин И.Г. Клиническое значение определения биомаркеров крови у больных с хронической сердечной недостаточностью. Арх. внутр. мед. 2018;8(5):333–345. doi: 10.20514/22266704-2018-8-5-333-345

50. Лебедев Д.А., Лясникова Е.А., Васильева А.А., Васильева Е.Ю., Бабенко А.Ю., Шляхто Е.В. Молекулярный биомаркерный профиль хронической сердечной недостаточности с промежуточной и сохраненной фракцией выброса левого желудочка на фоне сахарного диабета 2 типа. Рос. кардиол. ж. 2020;25(10):70–78. doi: 10.15829/15604071-2020-3967

51. Shah A.S.V., Anand A., Strachan F.E., Ferry A., Lee K., Chapman A., Sandeman D., Stables C., Adamson P., Andrews J., … High-STEACS Investigators. High-sensitivity troponin in the evaluation of patients with suspected acute coronary syndrome: a steppedwedge, cluster-randomised controlled trial. The Lancet. 2018;392(10151):919–928. doi: 10.1016/S01406736(18)31923-8

52. Adamson P.D., Anderson J.A., Brook R.D., Calverley P., Celli B., Cowans N., Crim C., Dixon I., Martinez F., Newby D., Vestbo J., Yates J., Mills N. Cardiac troponin i and cardiovascular risk in patients with chronic obstructive pulmonary disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2018;72(10):1126–1137. doi: 10.1016/j.jacc.2018.06.051

53. Маслянский А.Л., Звартау Н.Э., Колесова Е.П., Безкишкий Э.Н., Шевчук И.А., Васильева Е.Ю., Мазуров В.И., Конради А.О. Оценка функционального состояния эндотелия у больных ревматологическими заболеваниями. Артериал. гипертензия. 2015;21(2):168–180. doi: 10.18705/1607-419X-2015-21-2-168-180

54. Дубченко Е.А., Иванов А.В., Бойко А.Н., Спирина Н.Н., Гусев Е.И., Кубатиев А.А. Гипергомоцистеинемия и эндотелиальная дисфункция при сосудистых и аутоиммунных заболеваниях головного мозга. Ж. неврол. и психиатрии. 2019;119(11):133–138. doi: 10.17116/ jnevro2019119111133

55. Агранович Н.В., Анопченко А.С., Пилипович Л.А., Алботова Л.В., Мацукатова В.С. Динамика профиля биохимических маркеров артериальной гипертензии у пожилых пациентов при воздействии физической нагрузки. Вопр. курорт., физиотерапии и лечеб. физ. культуры. 2019;1:4–10. doi: 10.17116/ kurort2019960114

56. Noutsias M., Hohmann C., Pauschinger M., Schwimmbeck P., Ostermann K., Rode U., Yacoub M.H., Kühl U., Schultheiss H. sICAM-1 correlates with myocardial ICAM-1 expression in dilated cardiomyopathy. Int. J. Cardiol. 2003;91(2-3):153–161. doi: 10.1016/ S0167-5273(03)00033-0