Оценка васкулопатии сердечного аллотрансплантата с помощью оптической когерентной томографии (EARLY-OCT)

Васкулопатия сердечного аллотрансплантата (CAV) представляет собой ведущую причину поздней заболеваемости и смертности у реципиентов трансплантата сердца и составляет вторую смертность от всех причин в течение 3 лет. Развитие CAV представляет собой сложный процесс, включающий утолщение интимы, атеросклероз, тромбоз и васкулит по гистологическим данным, но, в конечном счете, гиперплазия интимы является преобладающей причиной сужения просвета, что приводит к ишемии и отторжению трансплантата. В отличие от общего коронарного атеросклероза, который характеризуется очаговой и эксцентрической фиброзно-жировой атеромой, КАВ диффузно поражает всю коронарную сосудистую сеть с выраженной пролиферацией интимы и концентрическим утолщением и фиброзом сосудов.

Оптическая когерентная томография (ОКТ) по сравнению с ВСУЗИ более чувствительна для раннего выявления КАВ. ОКТ представляет собой катетерный метод нового поколения, позволяющий получать изображения с пространственным разрешением 10-20 мкм, что в 10 раз выше, чем у ВСУЗИ. ОКТ, очевидно, могла идентифицировать слой среды как более низкоэхогенную линию, которую нельзя было идентифицировать с помощью ВСУЗИ. При точной оценке качества внутрикоронарной структуры ОКТ, по-видимому, имеет больший потенциал, чем ВСУЗИ.

Эндотелиальные клетки сердечной сосудистой системы экспрессируют человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) и другие, такие как виментин и главный комплекс гистосовместимости (MHC) класса I, родственный цепи A (MICA), и, по-видимому, являются первичными мишенями клеточно-опосредованного и гуморального иммунного ответа. реакции после трансплантации сердца (HTx). Циркулирующие антитела опосредуют отторжение через активацию комплемента и фиксацию на эндотелии трансплантата, тем самым предрасполагая пациента к потере трансплантата, ускоренной кардиальной васкулопатии аллотрансплантата и смерти. Доля аллосенсибилизированных пациентов (пациентов с циркулирующими антителами против донорских антигенов) в листах ожидания увеличивается вследствие роста числа повторных трансплантаций и имплантаций вспомогательных устройств. Аллосенсибилизация является следствием воздействия разрозненных молекул HLA во время беременности, переливаний крови/тромбоцитов или после операций на сердце гомотрансплантатом, но может возникать у некоторых пациентов даже без какого-либо из этих триггеров по неизвестным причинам.

Ортотопическая трансплантация сердца сопровождается симпатической и парасимпатической денервацией. Последующая частота сердечных сокращений обычно выше, а циркадные колебания низки из-за устранения эффекта блуждающего нерва. Известно, что стойкое повышение частоты сердечных сокращений способствует патогенезу сосудистых заболеваний.

ЦЕЛИ ПРОЕКТА Целью данного исследования является использование ОКТ для выявления пациентов с ранним быстрым прогрессированием васкулопатии сердечного аллотрансплантата (быстрые прогрессоры) и выявление критических факторов риска, ответственных за прогрессирование КАВ. Влияние традиционных и специфичных для HTx факторов риска, таких как донор-специфические антитела (с использованием наиболее чувствительных методов их измерения) или учащенное сердцебиение (с использованием повторного холтеровского мониторирования), будет изучено в проспективном когортном исследовании национального уровня. Использование результатов ОКТ приведет к корректировке иммуносупрессивной терапии через год после трансплантации сердца для предотвращения дальнейшего прогрессирования заболевания у быстро прогрессирующих КАВ.

РАБОЧИЕ ГИПОТЕЗЫ

1. Пациентов с быстрым прогрессированием васкулопатии сердечного аллотрансплантата можно идентифицировать по увеличению титров донор-специфических анти-HLA- и/или MICA-антител.
2. Можно выделить специфические характеристики высокого риска анти-HLA-антител, связанные с особенно высокой скоростью прогрессирования КАВ (активация сосудистого комплемента в биоптатах, определенные гаплотипы HLA).
3. Тахикардия у реципиентов трансплантата сердца представляет собой фактор риска развития васкулопатии сердечного аллотрансплантата.
4. Влияние анти-HLA-антител и учащение пульса не зависит от уже установленных факторов риска КАВ.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ Сбор данных и образцов крови будет проводиться одновременно с регулярной плановой катетеризацией сердца пациента (через 1 и 12 месяцев после трансплантации сердца). Кроме того, донор-специфические анти-HLA-антитела (класс I, II) и комплекс МНС класса I - антитела, родственные цепи А (MICA), будут измеряться также перед трансплантацией сердца и через 6 месяцев после трансплантации сердца во время регулярных наблюдений.

ОКТ (оптическая когерентная томография) будет проводиться одновременно с регулярной плановой катетеризацией сердца пациента (через 1 и 12 месяцев после трансплантации сердца). ОКТ-изображения будут выполняться с помощью имеющегося в продаже частотного домена второго поколения Ilumien Optis (Санкт-Петербург). Jude Medical, Сент-Пол, Миннесота). Катетер ОКТ (Dragonfly Duo) будет продвигаться по 0,014-дюймовому коронарному проводнику в средние сегменты всех трех основных артерий (левая передняя нисходящая, левая огибающая и правая коронарная артерия), а визуализация будет выполняться автоматическим отведением на длину 45 мм, со скоростью отката 25 мм/сек в режиме высокого разрешения (10 кадров/мм). ОКТ-исследование проводят после внутрикоронарного введения 200-300 мкг нитроглицерина и одновременного введения по 14 мл контрастного вещества в каждую артерию с помощью мощного инъектора через проводниковый катетер. Данные ОКТ будут использоваться для трехмерной реконструкции сосудов, выполненной путем слияния с обычной ангиографией, выполненной в двух проекциях, разнесенных не менее чем на 60 градусов.

Данные изображения, полученные в результате двухплоскостной ангиографии, можно использовать для точной реконструкции пути и ориентации катетера ОКТ в трехмерном изображении.

Ангиограммы в двух плоскостях снимаются непосредственно перед началом отведения и охватывают как минимум один сердечный цикл каждая. Они используются для автоматического извлечения пути катетера по ожидаемой траектории отвода с помощью подхода динамического программирования. На основе известной геометрии изображения создается точная трехмерная модель пути катетера в соответствующем сегменте сосуда для конечно-диастолической фазы сердца. Для получения ОКТ моторизованный отвод обеспечивает постоянную скорость отвода, что позволяет назначать каждому кадру изображения ОКТ определенное место на трехмерной модели траектории катетера. Относительная и абсолютная ориентация кадров ОКТ определяется с использованием ранее описанной системы для установления абсолютной ориентации в 3-D изображениях ВСУЗИ. Количественные данные могут быть получены из данных о контурах, таких как размеры просвета и толщина бляшки, с фактическим учетом кривизны сосуда, в отличие от обычных систем реконструкции ОКТ. Пространство между соседними контурами интерполируется для формирования элемента объема. В местах расположения бляшки интегрирование по всему сегменту сосуда или любой его части дает общий объем бляшки, заключенный между внутренней и внешней поверхностями бляшки.

Исследование ОКТ будет проанализировано в соответствии с общепринятыми стандартными определениями ОКТ. Интима может быть распознана как однородный яркий слой с высоким уровнем сигнала, а среда - как более темный слой с низким уровнем сигнала из-за низкого обратного рассеяния. Слои просвета, интимы и медии будут трассироваться автоматически с ручной коррекцией для получения средней толщины и площади для каждого кадра. Единственный сегмент без признаков коронарного атеросклероза на коронароангиографии будет использоваться для исследования ОКТ. Будут проанализированы следующие показатели:

1. Нормализованный объем интимы: сумма площади поперечного сечения интимы (разница между площадью медии и площадью просвета) в каждом кадре/длине оттягивания.
2. Нормализованный объем просвета: сумма площади поперечного сечения просвета в каждом кадре/длине отвода.
3. Средняя толщина интимы: значения всех кадров достаточного качества будут усреднены, чтобы получить среднюю толщину интимы.
4. Среднее соотношение интимы и медии (I/M): значения всех кадров достаточного качества будут усреднены, чтобы получить среднюю толщину интимы и толщину медии. Отношение интима-медиа (I/M) будет рассчитываться как отношение средней площади каждого слоя по всему отводу. Отношение I/M более 1 будет определено как ненормальное.

Эти показатели будут сравниваться между исходными и последующими исследованиями. После определения сосудистых ориентиров, соответствующих двум трехмерным моделям сосудов, пары моделей для конкретного пациента будут совместно зарегистрированы, чтобы правильно совпадать с извлечениями ОКТ.

Исходные и последующие ОКТ-обследования будут проводиться в Праге (больница IKEM) и Брно (больница Святой Анны), а данные будут отправлены в основную лабораторию Института биомедицинской визуализации Айовы Университета Айовы, США, для анализа. Институт биомедицинской визуализации штата Айова — исследовательский центр, обладающий обширным опытом оценки коронарного атеросклероза. С целью детального анализа коронарных артерий в этом учреждении было разработано уникальное программное обеспечение для создания трехмерных реконструкций коронарных артерий на основе слияния ангиографии и оптической когерентной томографии. Это программное обеспечение позволяет точно оценить объемы бляшек и просветов. Программное обеспечение защищено патентом США. Из-за большого объема данных и пациентов в этом проекте применение таких автоматизированных аналитических инструментов является необходимым условием успешного выполнения.

Средняя частота сердечных сокращений будет измеряться во время 24-часового холтеровского мониторирования ЭКГ, при котором будут оцениваться все необходимые параметры, включая ее циркадную вариабельность. Запись ЭКГ по Холтеру будет проводиться через 1 месяц и через 12 месяцев после трансплантации сердца. В дополнение к средней частоте сердечных сокращений за 24 часа будут проанализированы компоненты вариабельности сердечного ритма во временной и частотной областях, чтобы получить оценку степени реиннервации блуждающего нерва.

Будут измеряться донор-специфические анти-HLA-антитела (класс I, II) и комплекс МНС класса I, связанные с цепью А (MICA) (до трансплантации сердца, через 1 месяц, 6 месяцев и 12 месяцев после трансплантации сердца). Оценку уровня (титров) анти-HLA-антител в сыворотке крови больного проводят по интенсивности флуоресценции образующихся комплексов. Двойной лазерный цитометр Luminex 100 IS 2.3 используется для считывания флуоресценции. На основе сравнения отрицательного и положительного контролей рассчитывают пороговое значение.

Традиционные факторы риска КАВ будут определять через 1 месяц и через 12 месяцев после трансплантации сердца.

Будет измерен профиль липидов (общий холестерин, ЛПНП, ЛПВП и триглицериды). Артериальное давление в трех экземплярах будет измеряться в положении лежа (за 1 час до регулярных эндомиокардиальных биопсий). Гликемический контроль будет количественно определяться измерением уровня гемоглобина А1, глюкозы в плазме. Статус цитомегаловируса (ЦМВ) будет измеряться титрами иммуноглобулина G (IgG), иммуноглобулина M (IgM).

Другими отслеживаемыми параметрами будут: 1) течение после трансплантации и клиническое состояние; возникновение дисфункции трансплантата (эхокардиографический мониторинг будет следовать за каждой эндомиокардиальной биопсией), 2) возникновение клеточного и/или гуморального отторжения в эндомиокардиальных биоптатах (8 протокольных эндомиокардиальных биопсий в течение 12 месяцев после трансплантации сердца), 3) наличие и тканевое распределение (сосудистое /несосудистый) окрашивание на фрагменты комплемента С3 и С4 (маркеры антитело-опосредованной активации комплемента), 4) период холодовой ишемии сердечного аллотрансплантата 5) этиология смерти головного мозга донора 6) степень несоответствия HLA между донором и реципиентом , 7) уровень цитокинов в крови, участвующих в регуляции гуморального иммунного ответа.