РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК

Научный центр сердечно-сосудистой хирургии

им. А. Н. Бакулева РАМН

 

 

На правах рукописи

 

 

Руденко Николай Иванович

 

 

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ

АРИТМИЙ ПОСЛЕ СТИМУЛЯЦИИ АНГИО/МИОГЕНЕЗА МЕТОДОМ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ У ПАЦИЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

 

 

 

Сердечно-сосудистая хирургия – 14.00.44

 

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

 

 

 

Москва — 2006

 

Диссертационная работа выполнена в Научном Центре

сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН.

 

Научный руководитель:

академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор

Лео Антонович Бокерия

 

Официальные оппоненты:

 

доктор медицинских наук, профессор

Иван Иванович Скопин

 

член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор

Александр Васильевич Гавриленко

 

Ведущая организация:

Научный центр хирургии РАМН

 

Защита диссертации состоится «___» ____________ 2006 года в «______» часов на заседании диссертационного совета Д 001.015.01 при Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН (117931, Москва, Рублевское шоссе, 135).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦ ССХ                          им. А.Н. Бакулева РАМН.

 

Автореферат разослан «____» _______________2006 года.

 

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук____________________________ Д. Ш. Газизова

Общая характеристика диссертационной работы.

 

Актуальность проблемы.

Несмотря на значительные достижения в лечении сердечно-сосудистых заболеваний с использованием различных методов хирургической реваскуляризации и медикаментозной терапии, ишемическая болезнь сердца (ИБС) продолжает оставаться ведущей причиной смертности взрослого населения. Увеличивается число пациентов с прогрессирующим течением ИБС, с тяжёлым атеросклеротическим поражением дистального русла коронарных артерий (КА), для которых не могут быть использованы методы прямой реваскуляризации миокарда. Кроме того, актуальным является лечение больных с некоторыми формами врождённых пороков сердца (ВПС), таких как синдром аномального отхождения левой коронарной артерии (АО ЛКА) от лёгочного ствола, когда в исходе заболевания формируется выраженная дисфункция и аневризма левого желудочка (ЛЖ). Всё это является стимулом к поиску принципиально новых подходов к лечению данной категории больных на основе достижений молекулярной биологии и генетики (Л.А. Бокерия, Е.З. Голухова, М.В. Еремеева, 2002, 2004).

В последние 30 лет целью многих исследований стало изучение возможности нормализации кровообращения и сократительной способности миокарда при ИБС путём стимуляции ангио- и миогенеза. На сегодняшний день выполнены и продолжают анализироваться результаты целого ряда исследований в области клеточной терапии.

Однако, при использовании в экспериментальной и клинической практике различных типов клеток (фетальных кардиомиоцитов (ФК), эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), мезенхимальных стволовых клеток (МСК), аллогенных и аутологичных скелетных миобластов), в ряде случаев были зарегистрированы нарушения ритма сердца (НРС).

В Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. Бакулева РАМН под руководством академика РАМН Лео Антоновича Бокерия исследования ангиогенеза при ИБС ведутся с 1999 года, а с 2001 года было начато применение генных и клеточных технологий (использование гена VEGF 165, аутологичных клеток-предшественников CD 133+ и ФК) при различных сердечно-сосудистых заболеваниях.

В 2003 году в НЦ ССХ им. А. Н. Бакулева РАМН совместно с Международной организацией по клеточной трансплантологии (CellTransplants International, LLC; Мэмфис, штат Теннеси, США), возглавляемой профессором    P.K. Law, имеющим опыт использования скелетных миобластов при лечении миопатии Дюшена, было начато осуществление научно-исследовательского проекта по применению аллогенных скелетных миобластов в лечении больных с ишемической кардиомиопатией. Целью данного исследования явилось определение безопасности, осуществимости и эффективности трансплантации миобластных клеток в качестве дополнения к операции аортокоронарного шунтирования (АКШ). Было выполнено 3 операции АКШ с искусственным кровообращением в сочетании с интрамиокардиальным введением аллогенных скелетных миобластов в периинфарктную зону. В раннем послеоперационном периоде у всех пациентов наблюдались транзиторные ЖНР (желудочковая тахикардия (ЖТ) и/или злокачественные желудочковые экстрасистолы (ЖЭ)), которые были эффективно купированы амиодароном. Других послеоперационных осложнений не было. Один пациент умер от рецидивирующих, некупирующихся медикаментозно и при проведении радиочастотной аблации желудочковых аритмий.

Ряд зарубежных авторов (Ying Ming Zhang, MD, PhD; Criss Hartzell, PhD; Michael Harlow, BSc; Samuel C. Dudley, Jr, MD, PhD (2003г.)) сообщают, что кардиомиоциты, полученные из плюрипотентных ЭСК и клеток эмбриональной карциномы (КЭК), как оказалось, способны к спонтанной длительной электрической активности и могут легко индуцировать аритмии. ЭСК оказались способны прижиться в поврежденном миокарде, что в принципе, могло бы способствовать использованию этих клеток в терапевтических целях при кардиомиопатиях. Но, учитывая то, что данный тип стволовых клеток (СК) обладает такими свойствами, можно сделать вывод, что их использование в терапевтических целях небезопасно, т.к. после трансплантации они могут образовывать дополнительный водитель ритма, вызывая тем самым аритмии.

Таким образом, использование клеточных технологий у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями представляет определённые перспективы, но для выяснения эффективности и безопасности этих методов необходимы дальнейшие исследования. Данная тема является фрагментом целевой комплексной программы «Новые клеточные и генные технологии в кардиохирургии», разрабатываемой в НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН.

Необходимость внедрения клеточных технологий в сердечно-сосудистую хирургию определило выбор цели исследования: оценка риска возникновения аритмий при использовании клеточных технологий для стимуляции ангио/миогенеза.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи исследования:

1. Оценить безопасность использования клеточных технологий при лечении пациентов с различными сердечно-сосудистыми заболеваниями с точки зрения возникновения нарушений ритма сердца.
2. Выявить риск возникновения аритмий в зависимости от способа введения стволовых клеток.
3. Оценить эффективность различных хирургических методов применения клеточных технологий.
4. Определить наиболее оптимальное место введения клеточных препаратов.

 

Научная новизна исследования.

Впервые в нашей стране проведено исследование, доказывающее безопасность, с точки зрения возникновения аритмий, имплантации плюрипотентных аутологичных клеток-предшественников, экспрессирующих поверхностный антиген CD133+, при различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Установлено, что частота возникновения жизнеугрожающих нарушений ритма сердца не зависит от факта применения данного типа СК и способа их имплантации. Разработаны оптимальные хирургические методы введения клеточных препаратов. Доказана их эффективность и безопасность. В мировой печати такие данные не встречаются.

 

Практическая значимость работы.

Нарушения ритма сердца часто встречаются при ИБС и представляют собой одно из наиболее серьезных осложнений, которое определяет исход лечения. Выявить влияние имплантации клеточных препаратов на развитие аритмий в данной ситуации очень важно, так как это позволит применять клеточные технологии при тяжелых заболеваниях сердечно-сосудистой системы (в частности, ИБС, дилатационная кардиомиопатия (ДКМП)). Проведенное исследование доказывает возможность применения МСК при этих патологиях, так как результаты работы показали, что при имплантации данного типа клеток различными способами (интракоронарно, интрамиокардиально, трансэндокардиально), риск возникновения аритмий минимален, так как не получено достоверного различия с результатами группы контроля. Возникающие ЖНР во всех случаях успешно купировались лидокаином.

В любом случае, при имплантации различных видов стволовых клеток рекомендуется проведение постоянного мониторирования ЭКГ в ближайшем послеоперационном периоде.

Внедрение в практику.

Результаты проведенного исследования, выводы и сформулированные практические рекомендации начинают внедряться в клиническую практику НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН и могут быть рекомендованы для использования в других кардиологических и кардиохирургических центрах.

Апробация диссертации.

Материалы исследования доложены и обсуждены на девятой ежегодной сессии НЦ ССХ им. А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (май 2005 г.).

 

Положения, выносимые на защиту.

Плюрипотентные аутологичные клетки-предшественники, экспрессирующие поверхностный антиген CD133+, могут применяться с целью стимуляции ангио/миогенеза при ИБС, ДКМП с хорошим эффектом и без риска возникновения аритмий.

Разработанные методы имплантации данного типа клеток, а именно, интракоронарный, интрамиокардиальный и субэндокардиальный, также являются эффективными и безопасными, то есть могут использоваться рутинно при сердечно-сосудистых заболеваниях, характеризующихся низкой сократительной способностью миокарда левого желудочка (например, ИБС, ДКМП).

СК необходимо имплантировать в пограничную с рубцом зону для того, чтобы происходило формирование межклеточных контактов и, соответственно, их участие в сокращении миокарда. Если же имплантировать СК в рубцовую ткань, то это не приведет к электромеханическому единству, так как из них формируются кардиомиоциты, изолированные от непораженного миокарда.

 

Публикации.

Опубликовано 7 печатных работ, 1 статья опубликована на глобальном сайте молодых врачей и организаторов здравоохраненияhttp://info@medplus.org, а также  будет напечатана в сборнике научных трудов 7-й Международной медицинской научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке».

 

 

Объем и структура работы.

Диссертационная работа изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 47 отечественных и 130  иностранных источников. Работа содержит 17 таблиц и 21 рисунок.

 

Основное содержание работы.

 

Материал и методы исследования.

Материалы и методы исследования описаны во второй главе диссертационной работы. Материалом для данного исследования послужили результаты хирургического   лечения   46   пациентов   прооперированных  в  НЦ ССХ   имени А. Н. Бакулева РАМН с 2003 по 2005 г. Все больные, вошедшие в исследование страдали тяжелой формой заболеваний, характеризующихся низкой сократительной способностью миокарда, а также высокой степенью операционного риска (ИБС, осложненная формированием ПИА ЛЖ и ДКМП). Из них 22 пациента подверглись процедуре имплантации плюрипотентных аутологичных клеток-предшественников, экспрессирующих поверхностный антиген CD133+.

Возраст больных варьировал от 20 до 72 лет и в среднем составил 46,7 ± 12,3 г. В исследование вошло мужчин – 40 (87%), женщин – 6 (13%).

Распределение больных, которым была выполнена имплантация СК, по основному заболеванию было следующим: 12 – ДКМП; 10 – ИБС, осложненная формированием ПИА ЛЖ. Группу контроля составили 24 больных с ПИА ЛЖ.

В зависимости от метода введения СК пациенты были распределены на три группы: 1) CD 133+ вводились интракоронарно (6 больных – 4 ИБС, 2 ДКМП); 2) интрамиокардиально в ЛЖ со стороны эпикарда (12 больных – 4 ИБС, 8 ДКМП); 3) Субэндокардиально с помощью специальной иглы (4 больных – 2 ИБС, 2 ДКМП).

 

В 1 группе трем пациентам интракоронарное введение CD 133+ было выполнено в переднюю межжелудочковую ветвь (ПМЖВ) левой КА, двум больным – в правую КА, одному – в коронарный синус.

2 группа может быть распределена по способу интрамиокардиального введения CD 133+ и сочетанию с другими операциями следующим образом:

1) Шести пациентам совместно с процедурой имплантации CD 133+ в околорубцовую область была произведена операция геометрической реконструкции ЛЖ, при этом в  2 случаях совместно с АКШ (при ИБС), в 4 – в сочетании с пластикой МК и ТК (при ДКМП).

2) Четырем больным с ДКМП CD 133+ вводились в сочетании с различными операциями пластики МК и ТК.

3) Двум пациентам с ИБС производилась операция интрамиокардиальной имплантации CD 133+ совместно с ТМЛР.

3 группа представлена четырьмя пациентам, которым CD 133+ были введены с внутренней стороны полости ЛЖ с помощью специального катетера посредством использования гибкой системы для интрамиокардиальной пункции с выбросом гибкой иглы.

 

Клиническая характеристика 22 пациентов, которые подверглись процедуре имплантации плюрипотентных аутологичных клеток-предшественников, экспрессирующих поверхностный антиген CD133+ может быть представлена следующим образом.

Все 22 человека имели выраженную клиническую картину заболевания. Инфаркт миокарда (ИМ) отмечался в анамнезе у 10 человек (45,5%). У 12 пациентов (54,5%) была диагностирована ДКМП. Пациенты имели различной степени выраженности жалобы на одышку, быструю утомляемость, наличие периферических отеков, то есть клинические проявления сердечной недостаточности. Распределение больных по классам СН по NYHA было следующим:  1 и 2 классы – 10 (45,5%), 3 и 4 классы – 12 (54,5%).

Артериальной гипертензией той или иной этиологии страдали 16 пациентов, что составляет 72,7%. Из других сопутствующих заболеваний у 4 человек (18,1%) отмечается сахарный диабет (СД) 2 типа, у 6 (27,3%) – поверхностный гастрит, у одного пациента была единственная левая почка (4,5%).

По данным ЭхоКГ ФВ ЛЖ до операции находилась в пределах от 17% до 50% и в среднем составила 31,4 ± 2,5%. Показатели общей гемодинамики по данным ЭхоКГ представлены в табл. 1.

Значение	Диапазон	Ср. ± ст. откл.
КДО, мл	168 — 526	307,2 ± 54,5
КСО, мл	93 — 436	222,6 ± 26,7
УО, мл	65 — 127	87,4 ± 4,8
ФВ, %	17 — 50	31,4 ± 2,5

Таблица 1.

При анализе данных ЭхоКГ и ЛВГ отмечается значительное увеличение объемных характеристик ЛЖ сердца и снижение ФВ. Кроме того, у всех 10 пациентов, которые имели в анамнезе ИМ, он осложнился формированием ПИА ЛЖ сердца. Причем, у 6 пациентов передне-перегородочной (60%), а у 4 – задне-диафрагмальной локализации (40%). То есть, наиболее часто ПИА ЛЖ занимала передне-перегородочную локализацию (60%).

При анализе данных селективной коронарографии выявлено, что у 10 пациентов с ИБС 1 КА была поражена у 1 больного; 3 КА – у 2; 4 КА – у 7 (в среднем 3,5 ± 0,5 на пациента). Кроме того, что у этой категории больных отмечены выраженные изменения значительного количества КА, необходимо также обратить внимание на факт превалирования дистальных форм поражения. У 12 пациентов с ДКМП не было выявлено гемодинамически значимых стенозов.

Из всех 22 пациентов при УЗДГ были выявлены не гемодинамически значимые стенозы БЦА у 6 (25%) пациентов; поражение артерий нижних конечностей не требующее хирургического вмешательства у 2 (8,3%) пациентов.

На основании анализа результатов ЭКГ всех 22 больных до операции выявлены следующие виды нарушения проводимости и ритма сердца: постоянная форма мерцательной аритмии у 8 человек (33,3%); 10 пациентов имели рубцовые постинфарктные изменения с формированием ПИА ЛЖ (6 пациентов передне-перегородочной (60%), а у 4 – задне-диафрагмальной локализации (40%); из нарушений проводимости – у 2 пациентов (8,3%) выявлена АВ блокада I степени, у 3 (12,5%) – неполная блокада левой ножки пучка Гиса (ЛНПГ), у 4 (16,7%) – полная блокада ЛНПГ, у 2 (8,3%) – полная блокада правой ножки пучка Гиса (ПНПГ).

Данные ХМ ЭКГ представлены в таблицах 2 и 3.

Группа	МА	I	II	III	IV А	IV Б	V
1	2 (33,3%)	1 (16,7%)	0	1 (16,7%)	0	1 (16,7%)	0
2 и 3	6 (37,5%)	1 (6,3%)	0	4 (25%)	4 (25%)	2 (12,5%)	1 (6,3%)

Таблица 2. Представлено количество больных (процентное выражение) в каждой подгруппе 2 группы, имеющих тот или иной класс ЖЭ по Lown-Wolf.

При этом, низкие градации ЖЭ включали в себя 1 и 2 класс по Lown-Wolf; высокие градации — 3, 4а, 4б и 5 степени. См. табл. 3.

Группы	ЖЭ низких градаций	ЖЭ высоких градаций
1	1 (16,7%)	2 (33,3%)