ИСТИНА

Актуальность и степень разработанности темы исследования Возраст-зависимая церебральная микроангиопатия (ЦМА)/ болезнь мелких сосудов (англ. – cerebral small vessel disease / сerebral microangiopathy) является главной причиной сосудистых и смешанных с дегенерацией когнитивных расстройств (КР), одной из ведущих причин инсультов [Боголепова А. Н., 2015; Парфенов В.А., 2017; Пирадов М.А. и др., 2017; Калашникова Л. А., Гулевская Т.С., Добрынина Л.А., 2018; Gorelick P., et.al., 2011; Wardlaw J. M. et.al., 2013]. Ведущим в повреждении мозга при ЦМА является ишемия/ гипоксия белого вещества, обусловленная прогрессирующим артериолосклерозом [Гулевская Т.С., Моргунов В. А., 2009; Гераскина Л. А., Фонякин А. В., 2009; Максимова М.Ю., Гулевская Т.С., 2019; Pantoni L., 2010]. Другим обсуждаемым механизмом является повреждение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) с развитием нейровоспаления [Low A. et.al., 2019]. Поскольку повреждение ГЭБ является признанным механизмом развития и болезни Альцгеймера (БА) [Sweeney M. D., Sagare A. P., Zlokovic B. V., 2018], можно предполагать его определяющее значение в развитии коморбидности ЦМА и БА [Toledo J.B. et.al., 2013; Attems J., Jellinger K.A., 2014]. Доминирование смешанных форм КР у пожилых, имеющих более высокий риск развития деменции [Sachdev P. et al., 2014; Kapasi A. et.al., 2017; Kim H.W. et al., 2020], схожесть нейропсихологического профиля и наличие гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ) на МРТ головного мозга у значительной части пациентов с ЦМА и БА, обосновывают актуальность поиска биомаркеров дифференцирования причин КР и перехода от сосудистой к смешанной форме ЦМА с БА. Потенциальные возможности дифференцирования данных форм могут иметь показатели крови и ЦСЖ, ассоциированные с повреждением ГЭБ, мозга и нейродегенерацией. Данные исследования при ЦМА с КР немногочисленны. Они включают оценку нескольких показателей, в основном без уточнения их связей с особенностями КР и МРТ-проявлениями и без сопоставления маркеров, характерных для КР вследствие ЦМА, с таковыми при БА. К классическим маркерам повреждения ГЭБ, подтвердившим свое значение при ЦМА, относят фибриноген в ЦСЖ и коэффициент альбумина в крови и ЦСЖ [Hermann P., et al., 2014; Wallin A., et al., 2017; McAleese K., et al., 2019]. Другими установленными маркерами повреждения ГЭБ у пациентов с ЦМА и КР в ЦСЖ являются повышенные уровни – ММР-2 и -9 (matrix metalloproteinase, матриксная металлопротеиназа) [Bjerke M. et al., 2014], в крови – TNFα (tumor necrosis factor-α, фактор некроза опухоли-α) [Добрынина Л.А. и др., 2020; Dobrynina L.A. et.al., 2020], t-PA (tissue-type plasminogen activator, тканевой активатор плазминогена) [Забитова М.Р., 2018]. Установлена связь объема ГИБВ с повышенными уровнями ММР-9 и возможность использования ММР-2 и -9 в дифференцировании сосудистых КР от дегенеративных [Bjerke M. et.al., 2011, Rosenberg G.A. et.al., 2014, Rosenberg G.A. et.al., 2015]. Фибриноген и t-PA также показали корреляцию c выраженностью ГИБВ при ЦМА, а t-PA – с тяжестью КР [Забитова М.Р., 2018]. Среди маркеров повреждения мозга и нейродегенерации в нескольких исследованиях показана связь повышения NЕFL (neurofilament light chain, легких цепей нейрофиламентов) с поражением белого вещества и вентрикуломегалией при ЦМА [Wallin A. et al., 2017], снижения Аβ (β-амилоид) 1-42 в ЦСЖ при сосудистой деменции с низкими показателями общего когнитивного уровня [Skillback T. et al., 2014] и при БА – с наличием микрокровоизлияний (Мкр) [Goos J.D. et.al., 2012]. Таким образом, актуальность диагностирования чисто сосудистых форм и их перехода в смешанные с БА обосновывает оценку показателей повреждения ГЭБ, мозга и нейродегенерации при ЦМА и их сравнения с БА для уточнения общих и дифференцирующих маркеров и связанных с ними механизмов. Доступность диагностических маркеров ЦМА позволит объективизировать вклад сосудистого поражения в развитие БА и смешанных форм, оценивать прогрессирование заболевания на основании сочетания маркеров ЦМА и БА, а также может стать инструментом идентификации однородных выборок с деменцией для будущих клинических исследований. Цель исследования: определить маркеры повреждения гематоэнцефалического барьера, мозга и нейродегенерации при ЦМА и оценить их диагностические возможности. Задачи исследования: 1. Оценить клинические проявления и тяжесть поражения мозга у пациентов основной группы – церебральной микроангиопатии (ЦМА), группы сравнения – вероятной болезни Альцгеймера (далее БА) и в контроле. 2. Определить уровень показателей, ассоциированных с повреждением гематоэнцефалического барьера, в крови и ЦСЖ у пациентов с ЦМА и БА, в крови – в контроле. 3. Определить уровень показателей, ассоциированных с повреждением мозга, в крови и ЦСЖ у пациентов с ЦМА и БА, в крови – в контроле. 4. Определить уровень амилоидных белков (Аβ1-42, Аβ1-40), тау-протеина в крови и ЦСЖ у пациентов с ЦМА и БА, в крови – в контроле. 5. Оценить связь клинических проявлений, сосудистых факторов риска и тяжести поражения мозга у пациентов с ЦМА с показателями, ассоциированными с повреждением гематоэнцефалического барьера и мозга. Научная новизна Впервые одновременно на одной выборке пациентов с ЦМА, вероятной БА и в контроле с едиными методическими стандартами были оценены биохимические показатели повреждения ГЭБ, мозга и нейродегенерации в крови и ЦСЖ и проведены их сопоставления. Впервые уточнены диагностические маркеры ЦМА и ее дифференцирования от БА, сосудистых КР от дегенеративных вследствие вероятной БА. Диагностическая значимость данных маркеров подтверждена сопоставлением их уровней с особенностями клинических проявлений, нейровизуализационными изменениями и сосудистыми факторами риска. Впервые предложен подход диагностирования смешанных форм ЦМА и БА и высокого риска развития деменции по сочетанию установленных маркеров ЦМА и БА. Впервые установлено, что маркеры ЦМА имеют диагностическую значимость, начиная с ранних стадий заболевания – субъективных КР и минимальных МРТ-изменений. Для ЦМА и БА были выявлены общие патологические механизмы, опосредуемые повышением VEGF-C (vascular endothelial growth factor type C, сосудистый эндотелиальный фактор лимфоангиогенеза), ММР-2, -9 в крови. Отличающими данные заболевания маркерами являются: для ЦМА – повышение TNF-α в крови и ЦСЖ и GFAP (glial fibrillary acidic protein, глиофибриллярный кислый белок) в ЦСЖ; для БА – повышение NEFL и снижение Aβ1-40 в крови, снижение Aβ1-42 и его соотношение с Aβ1-40 в ЦСЖ, повышение тау-протеина в крови и ЦСЖ. Теоретическая значимость работы Установлены биохимические маркеры, позволяющие диагностировать ЦМА и дифференцировать ее от БА на основании стандартизированной диагностики показателей повреждения гематоэнцефалического барьера, мозга и нейродегенерации в крови и ЦСЖ на одной выборке пациентов и группы контроля. Высокая чувствительность и специфичность установленных диагностических маркеров ЦМА и ее дифференцирования от БА позволяет использовать их в качестве эквивалента доминирования определенных механизмов поражения мозга и на основании их сочетания прогнозировать возможность коморбидности ЦМА и БА с развитием смешанных форм КР, приводящих к утяжелению течения заболевания. Уточнение общих и преимущественно характерных для ЦМА и БА механизмов указывает на потенциальные пути развития смешанных форм у пациентов с ЦМА. В соответствии с полученными данными, воспаление, ассоциированное с TNF-α, является инициирующим механизмом и поддерживается GFAP-активацией у пациентов с ЦМА, что в последующем приводит к NEFL-ассоциированной гибели миелина, аксональной дегенерации и отложению патологических белков нейродегенерации. Практическая значимость работы Диагностическая точность установленных маркеров ЦМА и дифференцирования ЦМА от БА подтверждена их взаимосвязью с особенностями КР и МРТ-изменений, что позволяет использовать данные маркеры в клинической практике и по отклонению от пороговых значений делать заключение о характере процесса и потенциальной коморбидности ЦМА и БА в качестве условия более тяжелого течения заболевания. Использование диагностических маркеров крови и ЦСЖ при ЦМА обеспечивает возможность дифференцирования сосудистой этиологии КР при схожести клинического паттерна ЦМА и БА. Применена методология определения и использования Aβ 1-42, Aβ 1-40, тау-протеина и их коэффициентов кровь/ЦСЖ в клинической практике. Установлены маркеры крови, имеющие высокую чувствительность и специфичность в диагностике ЦМА, чье значение подтверждено их изменениями в ЦСЖ с тяжестью заболевания. Методология и методы исследования Обследовались пациенты основной группы с ЦМА и КР, диагностированной по МРТ-критериям STRIVE [Wardlaw J., et al., 2013], группы сравнения – с вероятной БА [Dubois B. et al., 2021], – и здоровые добровольцы группы контроля. Однократно оценивались течение заболевания, сосудистые факторы риска, когнитивные функции по расширенному протоколу с использованием признанных шкал. Всем участникам проводилась МРТ головного мозга с оценкой МРТ-признаков ЦМА, БА и воксель-ориентированная морфометрия. У всех участников бралась кровь, а у пациентов с ЦМА и БА – ЦСЖ для определения отобранных маркеров повреждения ГЭБ, мозга и нейродегенерации. Большинство показателей в крови и ЦСЖ оценивались методом ИФА сэндвич-типа, концентрация фибриногена в крови определялась по методу Клауса, а альбумин в крови и ЦСЖ – на автоматическом биохимическом анализаторе. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Настоящее исследование посвящено поиску биохимических маркеров, обладающих предиктивными возможностями в отношении диагностики ЦМА и дифференцирования ее от БА на основании оценки показателей повреждения ГЭБ (TNF-α, VEGF-C, ММР-2, -9, фибриноген), мозга (NEFL, GFAP, NSE) и нейродегенерации (Aβ 1-42, Aβ 1-40, тау-протеин) в крови и ЦСЖ. Диагностическими биохимическими маркерами ЦМА при отклонении их уровня от пороговых величин являются: повышение TNF-α, VEGF-С, ММР-2, -9, GFAP в крови,– маркерами дифференцирующими ЦМА от БА: повышение TNF-α в крови и ЦСЖ, снижение NEFL в крови, повышение GFAP и снижение NSE в ЦСЖ. Выявление при ЦМА и БА единых и дифференцирующих маркеров свидетельствует о наличии общих, вероятно, формирующих коморбидность заболеваний, и различающих их механизмов. Общие звенья патогенеза ЦМА и БА опосредованы повышением VEGF-C, ММР-2, -9 в крови. Характерными особенностями для ЦМА являются повышение TNF-α в крови и ЦСЖ и GFAP в ЦСЖ; для БА – повышение NEFL и снижение Aβ 1-40 в крови, снижение Aβ 1-42 в ЦСЖ, повышение тау-протеина в крови и ЦСЖ. TNF-α-ассоциированное воспаление, наиболее вероятно, является инициирующим механизмом ЦМА. Оно поддерживается GFAP-активацией и в последующем приводит к NEFL-ассоциированной гибели миелина, аксональной дегенерации и отложению патологических белков. Более широкое использование установленных маркеров в исследовательской и клинической практике позволит определять ведущие патогенетические механизмы поражения головного мозга, дифференцировать сосудистые и нейродегенеративные причины КР и их коморбидность. Это является крайне важным в разработке патогенетической терапии и оценке ее эффективности при ЦМА и БА, прогнозировании течения заболевания. ВЫВОДЫ 1. Пациенты с ЦМА по сравнению с вероятной БА сходного возраста характеризуются более частой встречаемостью сосудистых факторов риска – АГ тяжелого течения и курения, меньшей частотой деменции при одинаковой представленности УКР. Выраженная гиперинтенсивность белого вещества и наличие лакун имеют высокую диагностическую значимость для ЦМА в отличии от атрофии височных и теменных долей, встречающихся в обеих группах, преобладая при БА. 2. Показатели повреждения ГЭБ и мозга – повышение уровней TNF-α, VEGF-С, ММР-2, -9, GFAP в крови – могут быть использованы в качестве диагностических маркеров ЦМА, а повышение концентраций TNF-альфа в крови и ЦСЖ, GFAP в ЦСЖ, снижение NEFL в крови и NSE в ЦСЖ – как дифференцирующие маркеры ЦМА от БА при отклонении их уровня от установленных пороговых величин. 3. Показателями нейродегенерации с диагностической значимостью для ЦМА являются Аβ1-42 в крови при снижении ниже порогового уровня; дифференцирующими ЦМА от БА – Aβ 1-40 при повышении в крови и снижении в ЦСЖ, Aβ 1-42 при повышении в ЦСЖ, тау-протеин при снижении в крови и ЦСЖ. 4. Развитие когнитивных расстройств, начиная со стадии субъективных отклонений, при ЦМА связано с повышением в крови уровня маркеров повреждения ГЭБ – TNF-альфа, VEGF-C, ММР-2, -9, t-PA, GFAP – и снижением уровня маркеров повреждения мозга и нейродегенерации – NSE, Aβ 1-42, Aβ 1-40 и соотношения Aβ1-42/1-40. Тяжесть и длительность АГ при ЦМА связана со значимым снижением уровней GFAP и NEFL в крови. 5. Тяжесть и выраженность МРТ-признаков ЦМА тесно связаны с уровнем маркеров повреждения ГЭБ и мозга – t-PA в крови и ЦСЖ, GFAP в крови, TNF-альфа, VEGF-С, MMP-9 в ЦСЖ. Наибольшие значения показателей отмечались на ранних стадиях ЦМА и наименьшие – при выраженных изменениях, что соответствует высокой значимости повышенной проницаемости ГЭБ и ассоциированных с этим реакцией на ранних стадиях заболевания. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Целесообразно создание панели биохимических маркеров когнитивных расстройств при ЦМА для использования в клинической практике с целью прогнозирования тяжести их течения, оценки механизмов прогрессирования и дифференцирования от болезни Альцгеймера. Рекомендуемые к определению в крови маркеры – TNF-α, ММР-2, -9, NEFL, Aβ 1-40, Aβ 1-42, тау-протеина; в ЦСЖ – TNF-α, GFAP, NSE, Aβ 1-40, Aβ 1-42, тау-протеина. 2. Приоритет в определении биохимических показателей когнитивных расстройств имеют больные с ЦМА со схожестью клинического паттерна с БА, а также при диссоциации выраженности МРТ-признаков ЦМА с тяжестью и профилем когнитивных расстройств. 3. Пациенты с отклонением показателей, характерных для ЦМА и БА, должны находиться под особым контролем как категория больных с высоким риском тяжелого поражения мозга вследствие потенциальной коморбидности ЦМА и БА.