Взаимосвязь полиморфизма генов ренин-ангиотензиновой системы с артериальной жесткостью у пациентов с COVID-19

Введение

Коронавирусная инфекция, вызванная SARS-CoV-2 (COVID-19), характеризуется поражением различных органов и тканей, в основе которого во многом лежит повреждение сосудистой стенки [1-2]. Для этого заболевания описано развитие системного эндотелиита с эндотелиальной дисфункцией, активацией системы комплемента и склонностью к повышенному тромбообразованию. Все это, по-видимому, имеет двойственное происхождение. С одной стороны, описана связь тяжести течения COVID-19 с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), в том числе с артериальной гипертензией (АГ), хронической сердечной недостаточностью, а также сахарным диабетом, ожирением и хронической болезнью почек (ХБП) [3-4]. Это определяет наличие у пациентов еще до развития COVID-19 предшествующей эндотелиальной дисфункции, как основополагающего компонента сердечно-сосудистого континуума. С другой стороны, само действие SARS-CoV-2 приводит к поражению сердечно-сосудистой системы, вследствие патологического системного воспалительного ответа, кардиотоксического действия вируса с развитием миокардита, поражения сосудов микроциркуляторного русла, прямого повреждающего действия вируса на эндотелий сосудов, в том числе, коронарных артерий, а также тромботических осложнений [5].

Еще одним важным механизмом вовлечения сосудистого русла в патогенез COVID-19 является дисрегуляция ренин-ангиотензиновой системы (РАС). SARS-CoV-2 для проникновения внутрь клетки использует рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 типа (АПФ2), что приводит к снижению уровня этого фермента за счет блокады вирусными частицами, снижения экспрессии, расщепления трансмембранной металлопротеиназой 17. Вследствие этого нарушается превращение ангиотензина I в ангиотензин 1-9 и ангиотензина II (АТ II) в ангиотензин 1-7, что сопровождается смещением активности РАС в сторону синтеза АТ II и усиления его эффектов [6]. Активность РАС, во-многом, определяется полиморфными вариантами генов, кодирующих ангиотензиноген (АГТ), ангиотензинпревращающего фермент 1 типа (АПФ1), а также рецепторы к ангиотензину II 1 типа (АТР1) и 2 типа (АТР2) [7].

Артериальная жесткость представляет собой существенный компонент поражения сердечно-сосудистой системы, проявляющийся дезинтеграцией эластина, накоплением компонентов деградации коллагена и незрелых коллагеновых волокон, что типично для большинства ССЗ [8]. Одним из важных патогенетических механизмов формирования артериальной жесткости является активация РАС [9]. В ряде работ показано, что для пациентов с COVID-19 характерны статистически значимо более высокие уровни артериальной жесткости [10-16]. Этот процесс, по-видимому, обусловлен не только наличием сопутствующей кардиальной патологии, но и самим инфекционным процессом, поскольку описана связь артериальной жесткости с маркерами воспаления [17] и тромбообразования при COVID-19 [18], что может быть обусловлено и индивидуальными особенностями функционирования РАС.

Цель исследования — оценить взаимосвязь артериальной жесткости и полиморфизма генов РАС у пациентов с COVID-19.

Материал и методы

В одномоментное исследование были включены 100 пациентов европеоидной расы, находившихся на лечении в Университетской клинической больнице №4 Сеченовского Университета с лабораторно подтвержденным диагнозом COVID-19. Все больные дали письменное информированное согласие на участие в исследовании. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО Первого МГМУ им. И. М. Сеченова (протокол 02-23 от 26.01.2023).

Критериями включения в исследование были: возраст пациента >18 лет, согласие на участие в исследовании. Критерии невключения: острый коронарный синдром, острое нарушение мозгового кровообращения, тромбоэмболия ветвей легочной артерии, тяжелая патология печени или почек, гиперкалиемия, анемия тяжелой степени, онкологические заболевания.

Пациентам проводились лабораторные и инструментальные обследования, а также лечение в соответствии с действовавшими на момент включения пациентов временными методическими рекомендациями Минздрава России. Лечение сопутствующей сердечно-сосудистой патологии проводилось в соответствии с действующими рекомендациями [19].

Всем пациентам проводилась оценка артериальной жесткости с помощью кардио-лодыжечного индекса (Cardio-Ankle Vascular Index, CAVI) методом сфигмоманометрии на аппарате Vasera VS-1500N (Fukuda Denshi, Япония) по стандартной методике. Для выделения группы с повышенной артериальной жесткостью у каждого пациента рассчитывалось среднее значение CAVI между правой и левой руками. Повышенным считали значение CAVI ≥9,5 [20].

Всем пациентам (n=100) идентифицировали аллели и генотипы полиморфных маркеров rs4762 гена АГТ, rs1799752 гена АПФ1, rs5186 гена АТР1 и rs1403543 гена АТР2 методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени в препаратах ДНК человека, полученных из венозной крови, с использованием аллель-специфичных TagMan-зондов на оборудовании Real-time CFX96C1000 Touch, Bio-Rad. Для выделения ДНК из анализируемого материала использовался комплект реагентов ДНК–ЭКСТРАН-1 (ООО НПФ "Синтол"). В результате для полиморфного маркера rs4762 гена АГТ идентифицированы аллели С и T, генотипы C/C, Т/Т, C/Т; для полиморфного маркера rs1799752 гена АПФ1 идентифицированы аллели I и D, генотипы I/I, D/D, D/I; для полиморфного маркера rs5186 гена АТР1 идентифицированы аллели А и С, генотипы А/А, С/С, А/С; для полиморфного маркера rs1403543 гена АТР2 идентифицированы аллели G и А, генотипы G/G, А/А, G/A.

Статистический анализ проведен для выявления всех возможных связей между частотами различных генотипов и степенью тяжести течения COVID-19. Частоты аллелей (%) рассчитывались на основании подсчета генов и генотипов. Частоты каждого полиморфизма сопоставлялись с ожидаемыми для популяции в соответствии с равновесием Харди-Вайнберга.

Статистическая обработка полученных результатов проводилась на персональном компьютере с помощью программы Statistica 8.0 (Statsoft Inc., США). Количественные данные представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха [Q25; Q75], качественные — в виде абсолютных и относительных частот. При сравнении данных использовали критерий Манна-Уитни, при сравнении качественных характеристик — критерий χ2 Пирсона. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.

Результаты

Клиническая характеристика пациентов представлена в табл. 1. На основании результатов проведенной сфигмоманометрии пациенты были разделены на лиц с нормальной артериальной жесткостью (CAVI <9,5) и с повышенной артериальной жесткостью (CAVI ≥9,5). Повышенная артериальная жесткость выявлена у 29% обследованных пациентов. Лица с повышенной артериальной жесткостью (CAVI ≥9,5) были старше, чаще в анамнезе имели АГ, ХБП и ишемическую болезнь сердца (ИБС).

Антигипертензивную терапию получал 31 пациент с нормальной артериальной жесткостью (43,7%) и 19 пациентов с повышенной артериальной жесткостью (65,5%), в том числе ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ) 11,3 и 37,9%, блокаторы рецепторов к ангиотензину II 1 типа 8,5 и 27,6%, бета-адреноблокаторы 18,3 и 55,2%, диуретики 7,1 и 20,7%, антагонисты кальция 4,2 и 17,2%, соответственно.

Сопоставление распределения полиморфизмов изученных четырех генов РАС в зависимости от наличия артериальной жесткости представлено в табл. 2.

Различия распространенности полиморфных вариантов АГТ rs4762 отсутствовали. Вместе с тем, выявлены статистически значимые различия распределения генотипов АПФ1 rs1799752, АТР1 rs5186 и АТР2 rs1403543 у пациентов с COVID-19 в зависимости от степени артериальной жесткости. Так, у лиц с нормальным уровнем CAVI выявлена статистически значимо более высокая частота генотипов АТР1 rs5186, включающих А-аллель, то есть А/А+А/С по сравнению с С/С: 95,0% и 5,0% по сравнению с 87,5% и 12,5% у лиц с CAVI≥9,5 (χ2 3,907 р=0,049). Тем не менее, отсутствовали различия в частотах отдельных аллелей А и С гена АТР1 rs5186.

У пациентов с COVID-19 и повышенной артериальной жесткостью статистически значимо чаще выявлялся DD генотип rs1799752 (χ2 20,560, p<0,001) и D-аллель АПФ1 (χ2 14,587, p<0,001). У лиц с нормальной артериальной жесткостью отмечалась более высокая частота генотипов, включающих I-аллель (II и ID): 43,8 по сравнению с 15,0% в группе с повышенной жесткостью (χ2 20,219, р<0,001). И в противоположность этому, у пациентов с повышенной жесткостью выявлялась более высокая частота генотипов, включающих D-аллель (DD и ID): 95,0 по сравнению с 81,3% в группе с нормальной жесткостью (χ2 9,280, р<0,003).

Помимо этого, при повышенной артериальной жесткости зарегистрирована статистически значимо более высокая частота А/А генотипа АТР2 rs1403543: 43,8% по сравнению с 27,5% у лиц с нормальным CAVI (χ2 6,311, р=0,013). У больных с COVID-19 и CAVI ≥9,5 выявляется статистически значимо более высокая частота генотипов, включающих А-аллель, то есть G/A+А/А по сравнению с G/G: 68,7% и 31,3% по сравнению с 55,0% и 45,0% у лиц с нормальной артериальной жесткостью (χ2 4,160, р=0,042).

Таким образом, у пациентов, госпитализированных с COVID-19, наличие повышенной артериальной жесткости с уровнем CAVI ≥9,5 сопряжено с более высокой частотой неблагоприятных D/D генотипа АПФ1 rs1799752, С/С генотипа АТР1 rs5186, А/А генотипа и А-аллеля АТР2 rs1403543 (рис. 1).

Обсуждение

Артериальная жесткость представляет собой важный предиктор сердечно-сосудистых событий [21]. Повышение ее маркеров, в том числе скорости пульсовой волны, CAVI, индекса аугментации отмечается при большинстве ССЗ, а также у лиц с такими метаболическими нарушениями, как ожирение и сахарный диабет. В связи с этим артериальная жесткость рассматривается как раннее проявление поражения артериальной стенки, предшествующее атеросклеротическим процессам.

Повышение артериальной жесткости у пациентов с COVID-19 продемонстрировано в ряде работ [10-16]. В работе R. Szeghy и соавт. [10] и S. Ratchford и соавт. [11] выявлено повышение ее маркеров (соответственно аортального индекса аугментации и скорости пульсовой волны) у молодых пациентов с COVID-19 без сопутствующих ССЗ. В исследованиях S. Schnaubelt и соавт. [12] и D. Faria и соавт. [13] зарегистрированы статистически значимо более высокие показатели скорости пульсовой волны у пациентов с COVID-19 в сочетании с сахарным диабетом и АГ. Эти данные, полученные в небольших выборках, подтверждены и в бóльших группах в работах K. Stamatelopoulos и соавт. [14], E. Aydin и соавт. [15] и V. Podzolkov и соавт. [16]. Подтверждена независимая от других факторов связь между повышением CAVI и COVID-19, что свидетельствует о значимости COVID-19 для артериальной жесткости, которая является прогностическим фактором ССЗ [16].

Классическая ось РАС (АПФ — АТ II — АТР1) является важным компонентом поражения сосудистой стенки при ССЗ [22]. АТ II представляет собой мощный провоспалительный и профибротический агент, реализующий свои эффекты в сосудистой стенке посредством моноцитарного белка-хемоаттрактанта 1, фактора некроза опухоли α, интерлейкина 6 и ряда других биологически активных веществ [23]. Активность и биодоступность АТ II во многом определяется полиморфизмом генов АГТ, АПФ1, АГТ1 и АГТ2. Так, полиморфизм гена АПФ1 rs1799752, проявляющийся делецией Alu-повтора, сопровождается существенным повышением концентрации АПФ1 в организме [24], которое происходит уже при гетерозиготном статусе (I/D) и наиболее высоким является у лиц с гомозиготным D/D генотипом rs1799752, при котором концентрация АСЕ1 в два раза выше, чем при I/I генотипе. Показана связь D/D генотипа с широким спектром ССЗ, в том числе ИБС и инфарктом миокарда [25-26], гипертрофией левого желудочка и АГ [27], ХБП и болезнью Альцгеймера. Имеются данные о большей частоте генотипов А/С или С/С гена АТР1 rs5186, Т-аллеля гена АГТ rs4762, G/A и А/А генотипов АТР2 rs1403543 у лиц с АГ, ИБС и у беременных с преэклампсией по сравнению со здоровыми людьми [28-30].

Одним из механизмов этой связи может быть более высокая артериальная жесткость у лиц с неблагоприятными генотипами полиморфных вариантов генов РАС. В ряде работ показана связь D/D генотипа полиморфизма ACE1 rs1799752 с повышенной скоростью пульсовой волны и эндотелиальной дисфункцией [31], большей толщиной комплекса интима-медиа бедренной артерии [32], а также С/С генотипа АТР1 rs5186 с повышением скорости пульсовой волны [33-34], в том числе по данным проспективного исследования [35].

Нами обследована выборка пациентов, госпитализированных по поводу лабораторно подтвержденного COVID-19. При разделении на подгруппы в зависимости от уровня артериальной жесткости, выявлена сопоставимая тяжесть COVID-19 как по данным компьютерной томографии, так и лабораторным признакам. Вместе с тем имелась некоторая диспропорция по возрастному фактору, который является одним из наиболее значимых факторов повышения артериальной жесткости. Помимо этого, отмечены определенные различия в частоте АГ, ИБС и ХБП, которая закономерно возрастает с возрастом. При этом пациенты имели сопоставимые показатели систолического и диастолического артериального давления, что свидетельствует о контролируемом характере АГ в обеих группах на фоне проводимой стандартной антигипертензивной терапии. Адекватная терапия сопутствующих ССЗ позволяет полагать, что повышенная жесткость в данной выборке обусловлена не только имеющимися коморбидностями, но и непосредственно COVID-19 и особенностями полиморфизмов изученных генотипов.

В нашей работе у всех пациентов, госпитализированных с COVID-19, независимо от уровня CАVI выявлена статистически значимо более высокая частота D/D и I/D генотипов и D-аллеля гена АПФ1 rs1799752 по сравнению с европейской и российской популяцией, что описано нами ранее [36]. Подобная высокая распространенность неблагоприятных генотипов АПФ1 у пациентов с COVID-19 описана и в других работах [37]. В нашей выборке у лиц с повышенной артериальной жесткостью выявлена статистически значимо более высокая частота неблагоприятных с точки зрения сердечно-сосудистого прогноза DD генотипа АПФ1 rs1799752, генотипов АТР1 rs5186, включающих А-аллель, и А/А генотипа АТР2 rs1403543. Эти генетические особенности могут быть одним из механизмов формирования более высокой артериальной жесткости у пациентов с COVID-19, что может быть дополнительным к возрасту фактором, усугубляющим прогноз после COVID-19. По данным проспективных исследований, высокие скорость пульсовой волны и индекс аугментации могут сохраняться в течение 1 года после положительного ПЦР-теста на SARS-CoV-2 с неизвестным в последующем прогнозом в отношении нормализации маркеров артериальной жесткости [38-39], что требует длительного наблюдения пациентов, перенесшим COVID-19, с целью оценки состояния сосудистой стенки.

Ограничения исследования

Ограничения данного исследования — одномоментный характер и отсутствие контрольной группы, что может быть основой для дальнейшего продолжения данной работы с целью оценки динамики показателей артериальной жесткости.

Заключение

Таким образом, наличие определенных неблагоприятных генотипов АПФ1, АТР1 и АТР2 может способствовать формированию более высокой артериальной жесткости при COVID-19, которая представляет собой предиктор неблагоприятного сердечно-сосудистого прогноза. Вероятно, наличие D/D генотипа АПФ1, А-аллеля гена АТР1 и А/А генотипа АРТ2 в сочетании с COVID-19 можно рассматривать в качестве немодифицируемого фактора риска повышения жесткости сосудистой стенки наряду с таким значимым фактором, как возраст.

Отношения и Деятельность. Нет.

Relationships and Activities. None.

Финансирование. Исследование проведено при поддержке Сеченовского Университета.

Funding. The study was performed with the support of Sechenov University.