Добавка витамина D и гипертрофия сердца при хронической болезни почек (ХБП) (5C)

Влияние добавок витамина D на гипертрофию и функцию сердца у пациентов с хронической болезнью почек — рандомизированное плацебо-контролируемое исследование.

1. Краткое содержание:

   Пациенты с хронической болезнью почек (ХБП) в 3,5 раза чаще умирают от болезней сердца и сосудов (сердечно-сосудистые заболевания — ССЗ). Недостаточность витамина D очень часто встречается при ХБП и связана с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Исследования на животных показали улучшение размера и функции сердца при терапии витамином D, хотя доказательств у людей недостаточно. Предлагаемое исследование проверит, улучшит ли лечение пероральным приемом витамина D пациентов с дефицитом ХБП увеличение сердца и его функцию. С этими предлагаемыми изменениями исследователи ожидают снижения сердечно-сосудистых заболеваний и смертности у пациентов с ХБП.

2. Аннотация предлагаемого исследования:

Традиционные факторы риска неадекватно объясняют непропорциональное увеличение сердечно-сосудистого риска при ХБП. Гиповитаминоз D часто встречается при ХБП и связан с повышенной сердечно-сосудистой смертностью. В экспериментах на животных витамин D снижает массу ЛЖ (МЛЖ) и улучшает систолическую функцию. Обсервационные исследования показывают, что у диализных пациентов терапия витамином D снижает сердечно-сосудистую смертность и улучшает диастолическую функцию. Тем не менее, влияние нативного восполнения запасов витамина D на структуру и функцию сердца у людей не изучалось.

Исследователи предлагают проверить в рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании, приведет ли 40 недель перорального приема Колекальциферола у преддиализных пациентов с ХБП к уменьшению массы ЛЖ и улучшению систолической/диастолической функции наряду с составом сердечного внеклеточного матрикса.

В настоящее время NICE не рекомендует рутинное измерение уровня витамина D у пациентов с ХБП. Дальнейшие исследования результатов, если они эффективны в этих условиях, докажут, можно ли рутинно назначать эту недорогую и легко назначаемую терапию для предотвращения заболеваемости и смертности.

3. Предыстория проекта и пилотные данные: (i) ССЗ при ХБП: смертность от ССЗ у пациентов с ХБП в 3,4 раза выше, чем в общей популяции (1). Исследователи и другие исследователи продемонстрировали градуированную взаимосвязь между сердечно-сосудистыми событиями и смертью при снижении функции почек (2). Традиционные факторы риска лишь частично объясняют повышенный риск. Это подчеркивает важность нетрадиционных факторов риска, таких как воспаление, окислительный стресс и дефицит витамина D, в качестве модифицируемых сердечно-сосудистых факторов риска при ХБП.

(ii) Дефицит витамина D у населения в целом и при ХБП Гиповитаминоз D распространен среди населения в целом. Исследование, проведенное группой Тадхани из 15 088 взрослых, показало, что распространенность недостаточности витамина D среди населения США в целом составляет от 40 до 80% (3). Пациенты с ХБП подвержены повышенному риску гиповитаминоза D. В группе из 145 пациентов с ХБП без диализа из южного Лондона у 85% наблюдалась распространенность недостаточности витамина D [25-гидроксивитамин D (25(OH)D) < 75 нмоль /л], в том числе дефицит 32% [25(OH)D < 37,5 нмоль/л], ​​со значительно более высоким риском среди афро-карибцев и выходцев из Южной Азии» (4).

(iii) Гиповитаминоз D и сердечно-сосудистые заболевания: перекрестные исследования показывают независимую связь между низким уровнем 25 (OH) D и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний (5; 6). Обсервационные исследования, проведенные Thadhani et al. в диализной популяции, показали увеличение ранней сердечно-сосудистой смертности у пациентов с низким уровнем 25(OH)D (OR=1,9). Добавка витамина D связана с лучшей выживаемостью на диализе (ОШ = 0,6) (7).

(iv) Витамин D улучшает сердечную функцию и морфологию: эндокринная система витамина D повсеместно присутствует в тканях человека, включая миокард и эндотелий сосудов. В настоящее время появляется все больше свидетельств исследований на животных, что витамин D напрямую влияет на функцию и структуру сердца посредством геномного действия на сердечные миоциты. У мышей с нокаутом витамина D наблюдается увеличение гипертрофии кардиомиоцитов, сердечного фиброза и массы сердца (8). Что еще более важно, было показано, что лечение витамином D крыс со спонтанной гипертензией и мышей дикого типа ослабляет сердечную гипертрофию и фиброз и модулирует сократительную способность сердечных миоцитов соответственно (9; 10).

В животной модели чувствительных к соли крыс Даля, получавших активный витамин D в течение 6 недель, группа Тадхани продемонстрировала снижение массы сердца, ММЛЖ, толщины задней стенки и увеличение фракционного укорочения. Наблюдалось значительное снижение уровней BNP и ренина в плазме у крыс, получавших пищу с высоким содержанием соли (HS) вместе с витамином D, по сравнению с крысами, получавшими только диету HS. Не было различий в АД между двумя группами, что подтверждает прямое действие витамина D на морфологию и функцию сердца, в отличие от гемодинамического эффекта. Что наиболее важно, они также продемонстрировали улучшение диастолической функции и уменьшение толщины перегородки и задней стенки в небольшом обсервационном исследовании пациентов, находящихся на гемодиализе, получавших активный витамин D, что позволяет предположить, что результаты, полученные на животных моделях, могут быть воспроизведены у людей (11). . Более того, внутривенное введение витамина D в группе пациентов, находящихся на гемодиализе с вторичным гиперпаратиреозом, было связано со значительным снижением индекса МЛЖ (с 178 ± 73 до 165 ± 61 г/м2) на трансторакальной эхокардиограмме в течение 15 недель (12). Тем не менее, до сих пор ни одно исследование не изучало влияние нативного восполнения запасов витамина D на структуру и функцию сердца, как рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование при ХБП до диализа.

(v) Витамин D и сердечный фиброз. Недавние данные с использованием магнитно-резонансной томографии сердца с усилением гадолинием (CMR) позволяют предположить, что сердечный фиброз является преобладающим признаком уремической кардиомиопатии (13). Исследования на животных продемонстрировали важную роль витамина D в поддержании состава внеклеточного матрикса (ECM) в сердце. В модели мышей с нокаутом рецептора витамина D наблюдается заметное увеличение сердечного фиброза, связанное с аномальной экспрессией коллагеназ (14).

Исследования, проведенные группой Диеза у пациентов с гипертонической болезнью сердца, выявили надежный сывороточный биомаркер, отражающий синтез коллагена 1 типа в карбоксильном концевом пропептиде проколлагена 1 типа сердца человека (PICP) (15). Сывороточный PICP вместе со свободной матриксной металлопротеиназой 1 (MMP-1) и свободным тканевым ингибитором металлопротеиназы 1 (TIMP 1) в качестве маркеров деградации коллагена точно отражает метаболизм коллагена в сердце (15). PICP высвобождается в соотношении 1:1 во время синтеза коллагена 1 типа из его предшественника проколлагена 1 типа. Кроме того, PICP периферической сыворотки точно отражает количество волокон коллагена типа 1 в сердце (16) и поэтому может использоваться для мониторинга влияния лечения на содержание коллагена в сердце (17). Однако до сих пор ни одно исследование не показало влияние терапии витамином D на изменения состава внеклеточного матрикса в сердце человека.

(vi) Аномальный размер ЛЖ с систолической и диастолической дисфункцией у пациентов с ХБП до диализа: в группе из 18 последовательно стабильных пациентов с ХБП 4 и 5 стадий, признанных подходящими для трансплантации почки, исследователи наблюдали значительное увеличение ММЛЖ, межжелудочковой перегородки (МЖП). ) диаметр и диаметр задней стенки при систолической и диастолической дисфункции; с использованием комбинации эхокардиографии с трансторакальной и допплеровской визуализацией тканей сердца (TDI) по сравнению с нормальным контролем.

(5) Первоначальная гипотеза. Исследователи предполагают, что 40-недельное лечение пероральным колекальциферолом улучшит структуру и функцию сердца у преддиализных пациентов с ХЗП вследствие улучшения состава и оборота внеклеточного матрикса сердца.

Исследователи планируют рассмотреть эту центральную гипотезу, преследуя следующие конкретные цели:

(i) Конкретная цель 1: определить влияние пероральной терапии колекальциферолом на массу левого желудочка, измеренную с помощью МРТ. Исследователи ожидают снижения LVM на 10 г на CMR в группе активного лечения по сравнению с контрольной группой.

(ii) Конкретная цель 2: определить влияние пероральной терапии колекальциферолом на систолическую функцию сердца с помощью TDI сердца и диастолическую функцию с помощью трансторакальной эхокардиографии.

Систолическая функция будет измеряться как улучшение средней продольной пиковой скорости систолической деформации (SR) и продольной конечной систолической деформации (S), оцененных в основании, средней стенке и верхушке МЖП, латеральной, нижней и передней стенках при сердечном TDI. Улучшение диастолической функции будет измеряться ранним (пик E) и поздним (пик A) трансмитральным потоком и движением кольца, временем изоволюметрической релаксации (IVRT) и временем замедления (DT) на трансторакальной эхокардиограмме.

Эти параметры будут проверены в рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании с участием 25 пациентов в каждой группе. В данном предложении использовался 25-гидроксивитамин D3 [25(OH)D], так как ожидается, что у пациентов с ХЗП 3-4 стадии будут достаточные запасы фермента 1 α-гидроксилазы для превращения 25(OH)D в активные 1,25 (OH)2 D. Исследователи измерят уровень 25-гидроксиколекальциферола, чтобы обеспечить адекватное восполнение. Было показано, что колекальциферол безопасен и эффективен при приеме в этой дозе (18; 19). Чтобы изучить улучшение состава и оборота внеклеточного матрикса, исследователи продемонстрируют снижение содержания коллагена в сердце, что измеряется снижением сывороточного PICP и тканевого ингибитора металлопротеиназы 1 (TIMP1) и увеличением сывороточной матриксной металлопротеиназы 1 (MMP1). PICP будет скорректирован с учетом рСКФ и алкРО4 в костях. Соотношение MMP1/TIMP1 будет использоваться для измерения деградации коллагена. Сердечная функция до и после терапии также будет оцениваться путем измерения N-концевого proBNP в плазме (NT proBNP). Кроме того, будет создан биобанк целых клеток, мРНК и ДНК, крови и мочи для будущего анализа новых генов или биологических путей.

(6) Детали эксперимента и дизайн предлагаемого проекта

(i) Исследуемая популяция: пациенты, ранее не получавшие витамин D, будут набраны из амбулаторных клиник общей нефрологии больниц Сент-Джордж, Гая и Кингстона. В исследование будут включены пациенты с дефицитом 25(OH)D [(25(OH)D < 37,5 нмоль/л] (руководство Инициативы по качеству исходов заболеваний почек), получающие терапию иАПФ/БРА. Критерием рекрутирования сердца будет индекс массы левого желудочка (ИММЛЖ) в пределах 80-160 г/м2 для женщин и 100-160 г/м2 для мужчин (эти цифры соответствуют верхнему терцилю нормального индекса массы левого желудочка (ИММЛЖ) по ТТЭ на основе Исследование Framingham Heart (20) и те, у кого ИММЛЖ 1SD выше средних значений, наблюдаемых при ХБП 3-4, на основании исследования CREATE) (21)

(ii) Рандомизация пациентов, ослепление и последующее наблюдение: фармацевт клинических испытаний будет контролировать рандомизацию на две равные группы для сравнения, ослепления и выдачи лекарств.

Этапы судебного разбирательства кратко изложены ниже:

• Будут набраны 50 пациентов с 25 уровнями (OH) D < 37,5 нмоль/л. Демографические данные пациента, антропометрические данные и соответствующая история болезни будут получены при регистрации. Кровь будет собираться для определения уровня кальция, фосфата, паратиреоидного гормона, alkPO4 в костях и высокочувствительного С-реактивного белка (hsCRP). Будут измеряться биомаркеры сердечного фиброза (сывороточный PICP), метаболизм ECM (MMP1 и TIMP1) и функция сердца (плазменный NT proBNP). Трансторакальная эхокардиография будет выполняться на исходном уровне для выполнения критериев рекрутмента и диастолической функции. Сердечная функция TDI и CMR будут выполняться на исходном уровне для систолической функции и LVM, соответственно.
• Пациенты будут рандомизированы на 2 равные группы для получения 4 пероральных доз по 150 000 МЕ в 50 мл растительного масла колекальциферола (Мартиндейл, Великобритания) в 0, 10, 20 и 30 недель или соответствующего плацебо.
• В 40 недель будут взяты образцы крови для повторного анализа крови, биохимии и биомаркеров синтеза коллагена и метаболизма, как указано выше. Изменения в геометрии и функции ЛЖ будут повторно измерены с использованием CMR, трансторакальной и кардиальной эхокардиографии TDI соответственно.

Изменения в измерениях до и после лечения будут сравниваться в активной группе и группе плацебо. Все пациенты будут по-прежнему находиться под наблюдением в общей нефрологической клинике во время исследования и впоследствии по его завершении.

(iv) Протокол CMR: все субъекты будут визуализированы на МРТ-сканере Philips Intera 1,5 Тл со специальной 32-канальной сердечной катушкой. Протокол МРТ будет включать плановое сканирование, эталонное сканирование SENSE, интерактивное сканирование для определения 4-камерной, 2-камерной длинной оси и геометрии сердца по короткой оси. Будет получена задержка дыхания в устойчивом состоянии Free Procession 4-камерный, 2-камерный и короткоосевой стек (1,5 мм, 1,5 мм, 10 мм) кино (30 фаз сердца). Масса желудочков будет рассчитываться с использованием рабочей станции Viewforum (Philips Healthcare) путем определения диастолических границ эндокарда и эпикарда левого желудочка (рис. 2).

(v) Допплеровская визуализация сердечной ткани и трансторакальная эхокардиография: Сердечная TDI будет записана для продольной деформации. Данные будут получены из перегородки, боковой, передней и нижней стенки с использованием узкого сектора (обычно 120). Продольные S и SR будут рассчитываться на расчетной площади 10 мм. SR и S, усредненные за 3 сердечных цикла, будут проанализированы с использованием специального программного обеспечения (SPEQLE, Univ. Левен) (рис. 3). Вариабельность этого подхода внутри и между наблюдателями составляет менее 10% (22).

Данные будут получены из парастернальной и апикальной проекций с использованием сканера GE Vivid 7. Объемы ЛЖ будут измеряться по формуле Тейхлоза. Диастолическая функция будет оцениваться, как описано ранее нашей группой (17). Глобальная радиальная функция будет оцениваться как по фракционному укорочению эндокарда, так и по средней стенке. Все измерения будут выполняться с использованием рабочей станции Echo-Pac (GE) и усредняться по 3 отдельным измерениям.

(vi) Анализ биомаркеров воспаления, сердечного фиброза и сердечной функции: Хроническое воспаление будет количественно оцениваться по уровням в сыворотке высокочувствительного С-реактивного белка (hsCRP) с использованием хемилюминесцентного иммунометрического анализа (Immulite® 2500) при 0,20 и 40. недели. Образцы сыворотки, хранящиеся при температуре -70°C, и партии, проанализированные на PICP (RIA-Framos Diagnostica), MMP1 и TIMP 1 (ELISA-Amersham) в Университете Памплоны и Plasma NT proBNP, будут измеряться с помощью иммуноанализа Elecsys® proBNP на приборе Roche Elecsys®. Анализатор иммуноанализа 1010 на исходном уровне и по завершении исследования.

(vii) Возможные искажающие факторы: уровень гемоглобина будет поддерживаться на уровне 10-13 г %. Использование средств, стимулирующих эритропоэтин, доза/частота заместительной терапии железом и любое переливание крови будут документированы. Офисное кровяное давление в соответствии с рекомендациями BHS будет документироваться на этапах введения витамина D. Будут отмечены изменения в антигипертензивных препаратах в течение периода наблюдения. Кроме того, в 0, 20 и 40 недель будут оцениваться следующие параметры:

• Соотношение активности альдостерона/ренина в плазме;
• скорость пульсовой волны, центральное артериальное давление и индекс аугментации (система SphygmoCor Pulse Wave Velocity);
• Продукт сывороточного кальция x фосфата (<5 ммоль/л);
• Соотношение белка и креатинина в моче, натрий и фракционная экскреция фосфатов;
• Сыворотка FGF-23.

(viii) Создание биобанка Образцы 10 мл ЭДТА для клеток и пробирки темпус 3x3 мл для мРНК на РВМС/цельной крови будут собираться на неделе 0, 20 и 40 для создания биобанка в Королевском колледже Лондона (кампус Гая) на будущее. анализ новых генов или биологических путей.

(ix) Набор и удержание участников испытаний

Планирование и подготовка исследования будут проводиться в течение первых 6 недель. 120 пациентов с ХБП в неделю наблюдают в трех больницах. 30 % пациентов страдают сахарным диабетом, а 60 % пациентов имеют СКФ < 45 мл/мин/1,73 м2. Исследователи оценивают дефицит витамина D примерно в 35% на основе нашего пилотного исследования. Набор будет более 50 недель. Общая продолжительность испытания составит 102 недели. График предлагаемого исследования описан на рисунке 3.

(7) Расчет мощности и статистический анализ Межисследованная вариабельность CMR для массы ЛЖ с использованием протокола, аналогичного нашему, составила от 2,8% до 4,8% при стандартном отклонении 8,4 г (23). Чтобы продемонстрировать улучшение массы ЛЖ на 10 г в группе активного лечения, исследователям потребовалось 19 пациентов [α = 0,05 и мощность = 95%]. Учитывая процент отсева 30%, исследователи будут набирать по 25 пациентов в каждую группу. Сравнения для непрерывных переменных будут выполняться с использованием независимого выборочного t-критерия между группой активного лечения и группой плацебо.

(8) Ожидаемая ценность результатов Исследователи уверены, что исследование достаточно мощное, чтобы показать изменение ММЛЖ на 10 г при использовании МРТ в лаборатории Резы Резави, если таковая существует; аналогично изменение систолической функции с помощью эхокардиограммы в экспертной лаборатории в Сент-Джордж. Исследователи также смогут изучить роль фиброза в ГЛЖ и систолической дисфункции путем измерения биомаркеров в лаборатории Хавьера Диеза. Большое количество пациентов с ХБП в больницах Сент-Джордж, Гая и Кингстона облегчит набор.

Рисунок 3: Временная шкала, выраженная в неделях, показывающая планирование, набор и предполагаемую рандомизацию 50 пациентов с 25 (OH) уровнями витамина D < 37,5 нмоль/л. Кардиомагнитный резонанс, эхокардиография, маркеры сердечного фиброза будут измеряться при рандомизации и по завершении исследования. CMR – магнитно-резонансная томография сердца, TDI – тканевая допплерография, TTE – трансторакальная эхокардиография. Анализ и сообщение о результатах будет происходить между 96-102 неделями.

(9) Возможные проблемы и альтернативные стратегии:

• Влияние потенциальных искажающих факторов было сведено к минимуму благодаря строгим критериям включения и протоколу последующего наблюдения. В нашем расчете размера выборки допускается коэффициент отсева 30%, чтобы учесть изменения в клиническом статусе пациентов, которые могут объяснить наблюдаемые изменения в сердечных измерениях, такие как быстрое снижение почечной функции, ИМ или смерть во время наблюдения за исследованием, до - эмпирическая трансплантация почки, продукт CaxP > 5 ммоль/л, гемоглобин < 10 или > 13 г % и стойкое высокое офисное АД (> 150/90 мм рт. ст.).
• Хотя пациенты в нашем пилотном исследовании были молодыми, исследователи ожидают пропорционального улучшения параметров и у участников исследования.
• Исследователи осознают, что улучшения функции и морфологии ЛЖ ранее не наблюдалось при терапии витамином D у людей. Однако доказательства геномных эффектов витамина D на сердечные миоциты, внеклеточный матрикс и сократительную способность миокарда хорошо известны в исследованиях на животных. Что наиболее важно, в этом исследовании исследуется новый антифиброзный механизм терапии витамином D у людей, который может предоставить доказательство принципа использования витамина D при других болезненных состояниях, таких как аутоиммунные заболевания.