ÖNSÖZ
Periferik arter hastalığı toplum sağlığında çok önemli bir yer tutmaktadır.
Koroner arter hastalığı ile yakın ilişkisi koroner arter hastalığının prognozunu kötüleştirdiği gibi periferik arter hastalığının kendiside ciddi mortalite ve morbidite sebebidir.Bu projede, koroner arter hastalığı ile periferik arter hastalığında rol alan inflamatuar markerler incelenerek, periferik arter hastalığının tanısını kolaylaşıtıracak olası biyomarkerlar araştırılmıştır. Bu çalışma Namık Kemal Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından NKUBAP.02.GA.16.043 Proje numarası ile desteklenmiştir.
Doç. Dr. Özcan GÜR
İÇİNDEKİLER
Özet ... 4
Abstract... 5
Giriş... 6
Gereç ve Yöntem... 9
Bulgular...13
Tartışma ve Sonuçlar...18
Kaynaklar...24
TABLO VE ŞEKİL LİSTESİ
Tablo 1: Çalışma gruplarının demografik verilerinin karşılaştırılması Tablo 2: Çalışma Gurublarında Biyokimyasal Markerların Karşılaştırılması Figure 1: Enflamatuar mediatörlere genel bakış
ÖZET
Amaç: Vasküler kalsifikasyon, periferik arter hastalığında (PAH) sıklıkla görülmekte olup intima'da parçalı infiltrat olarak veya medya tabakasında çevresel olarak meydana gelebilir. Medya tabakasında gözlenen arteriyel kalsifikasyon MAK olarak da bilinir. PAH genellikle düşük ayak bileği-kol indeksiyle (ABI ≤ 0.9), MAK ise yüksek ABI (ABI> 1.4) ile tanı alır. ABI spektrumunun her iki ucunda kardiyovasküler mortalitenin arttığı bilinmektedir. Biz bu çalışmada, kardiyovasküler hastalıklarda PTX3, hsCRP, copeptin, sTREM-1, midkine, NT-proBNP ve neopterin gibi prognostik önemi kanıtlanmış sitokinleri kullanarak, ABI spekturumunun iki ucundaki farklı patofizyolojik mekanizmaları araştırmaya çalıştık
Method: Çalışmamızda çok damar koroner bypass (CABG) operasyonu yapılan toplam 180 hasta alındı. Hastalar ABI ölçümleine göre 3 gruba ayrıldı.
Buna göre, ABI <0.9 olan 60 hasta "PAH Grubu", normal ABI'lı 60 hasta "normal", ABI> 1.4 olan 60 hasta ise "MAC" grubunu oluşturdu.
Bulgular: PTX3, hsCRP, copeptin ve sTREM-1 gibi ağırlıklı olarak pro-aterojenik etkilere sahip sitokin düzeyleri PAH grubunda yüksek bulunmuş ve ABI arttıkça azaldıkları gösterilmiştir. Midkine, NT-proBNP ve neopterin gibi pleiotropik etkilere sahip sitokinlerin konsantrasyonları ise MAK grubunda artmış ve ABI azaldığında azalma eğilimi göstermişlerdir. Doğrusal regresyon analizi, neopterin ve midkinin MAC'i öngörebildiğini, PTX3 ve copeptinin PAH'yi öngörebildiğini ortaya koymuştur.
Sonuç: Bu sonuçlar, ABI spektrumunun karşıt uçlarında farklı inflamatuvar yolakların kullanıldığını düşündürmekte ve PTX3, copeptin, neopterin ve midkinin teşhis amaçlı umut verici biyolojik belirteçler olduğunu göstermektedir.
Anahtar kelimeler: Koroner arter hastalığı, periferik arter hastalığı, inflamasyon, sitokin, ankle brakial indeks
ABSTRACT
Background and aims: Vascular calcification is a prevalent entity in peripheral arterial diesase (PAD) and is located either in intima as patchy infiltrates or circumferentially in media; also known as medial arterial calcification (MAC). PAD is typically reflected by low ankle brachial index (ABI ≤ 0.9) whereas MAC is revealed by high ABI (ABI>1.4). Given that cardiovascular mortality is increased at both ends of the ABI spectrum, we have sought to explore the pathophysiologic mechanisms involved through cytokines with established prognostic significance in cardiovascular diseases namely PTX3, hsCRP, copeptin, sTREM-1, midkine, NT-proBNP and neopterin
Methods: We categorized 180 patients with multivessel coronary artery bypass grafting surgery into three groups with regard to their ABI measurements. Accordingly, 60 patients with ABI ≤ 0.9 constituted the 'PAD', 60 patients with normal ABI constituted 'normal ' and 60 patients with ABI>1.4 constituted the 'MAC' group.
Results: The levels of cytokines with predominantly pro-atherogenic actions like PTX3, hsCRP, copeptin and sTREM-1 were elevated in PAD group and declined as the ABI increased. The concentrations of cytokines with pleiotropic actions such as midkine, NT- proBNP and neopterin tended to be elevated in the MAC group and decreased as ABI decreased. The linear regression analysis revealed that neopterin and midkine could predict MAC while PTX3 and copeptin could predict PAD.
Conclusions: These results prove the influence of different inflammatory pathways in the opposing ends of ABI spectrum and suggest that PTX3, copeptin, neopterin and midkine are promising biomarkers for diagnostic purposes.
Keywords: Coronary artery disease, peripheral arterial disease, inflammation, cytokines, ankle brachial index
GİRİŞ
Ateroskleroz, arteryel ağacı tutan sistemik bir hastalıktır. Koroner arter hastalığı (KAH), karotis arter hastalığı (SVH) veya periferik arter hastalığı (PAH) şeklinde olabileceği gibi bunların çeşitli kombinasyonları şeklinde karşımıza çıkabilir.
Birden fazla bölgede görülen aterosklerotik tutulum prevelansı %15 ile 30 arasında bildirilmektedir. [1,2] PAH hastalarında mortalite artmış kardiyovasküler olaylarla ilişkili olup, kötüdür. KAH ve PAH birilikteliği durumunda ise prognoz daha da kötüleşmektedir. [4,5] Ancak KAH hastalarında beraberinde PAH varlığının mortaliteyi hangi yollarla arttırdığına dair yeterli veri bulunmamaktadır.
PAH’daki agresif aterosklerik süreç, patogenezindeki spesifik inflamatuvar yolaklara atfedilebilir. Buradaki vasküler hastalık, yoğun kalsifikasyonun ile seyreden diffüz aterosklerotik tutulum ile karakterizedir.[6] Altta yatan etyolojiye bağlı olarak, vasküler kalsifikasyonun arter duvarındaki konumu değişir. Ateroskleroza bağlı gelişen kalsifikasyon intimada lokalize olmakta, aterosklerozdan bağımsız olarak gelişen vasküler kalsifikasyon ise medya tabakasında lokalize olmaktadır. [7] Medial arteryel kalsifikasyon (MAK) olarak adlandırılan bu süreç, ilk defa 1902'de Mönckeberg tarafından tanımlanmıştır. MAK yaşlanma, diyabet ve kronik böbrek hastalığı ile yakından ilişkilidir ve [8] PAH ile birlikteliği sık gözlenmektedir. Ampute edilen üst ekstremitelerden alınan histolojik incelemelerde olguların %72’inde MAK tespit edildiği raporlanmıştır. [ 9] MAK varlığı klinikte, sert ve komprese edilemeyen arterlerin varlığı ve artmış Ankle-brakiyal indeks (ABI> 1.4) ile gösterilir. [10] Diğer taraftan, alt ekstremite arterlerinde PAH, ABI'nın azalmasına neden olur (ABI ≤0.9 ) [10] ABI spektrumunun her iki ucunda kardiyovasküler mortalite artmış olduğu
bilnimektedir. Biz bu çalışmad, kardiyovasküler hastalıklarda prognostik önemi olan sitokinleri, bilinen koroner arter hastalığı olup farklı ABI değerlerine sahip hastalarda incelemeyi amaçladık. [ 11]
Deneysel çalışmalar, proaterojenik etkiye sahip, esas olarak interlökin-1 (IL-1), interlökin-6 (IL-6) ve tümör nekroz faktörü-α'nın (TNF-α) aracılığı ile nükleer faktör kappa beta (NF-ΚB) sinyalizasyon kaskadı üzerinden çalışan sitokinler hakkında yeni kanıtlar sunmuştur. Bunların arasında, pentrakin-3 (PTX3), yüksek duyarlıklı C-reaktif protein (hsCRP), kopeptin ve soluble triggering receptor expressed on myeloid cells- 1(sTREM-1) bulunmaktadır. [12] (Şekil 1A). NF-ΚB, ateroskleroz patogenezinde önemli inflamatuar yolaklardan biridir [13]. PTX3 ve hsCRP; pentraxin ailesinin karakteristik akut faz proteinleridir. Kopeptin, inflamasyon tarafından tetiklenen bir stres hormonudur. Son olarak, sTREM-1 ise pro-inflamatuar sitokinlerin artışını sağlayan, yeni tanımlanmış bir hücre yüzey reseptörüdür [14,15,16]. (Şekil 1A)
İnflamasyonda dengeyi sağlamak için, hücre farklılaşması, migrasyon, proliferasyon ve apoptozu indükleyen Janus kinase/signal transducers and activators of transcription (JAK/STAT) gibi pleiotropik yolaklar vardır. (Şekil 1B) Neopterin ve midkine JAK / STAT yolun kullanan prognostik öneme sahip sitokinlerin örnekleridir [17,18].
Her ne kadar MAK biçimindeki vasküler kalsifikasyon, PAH'li birçok hastada bulunsa da, MAK'ın patogenezi ile ilgili çok az şey bilinmektedir.
Bu çalışmada, ABI spektrumunda yer alan patofizyolojik mekanizmaları keşfetmek amacı ile KAH bulunan ve ABI ölçümlerine göre gruplara ayrılmış hasta popülasyonda PTX3, hsCRP, copeptin, sTREM-1, midkine, NT-proBNP ve neopterin düzeyleri araştırıldı. PAH tanısını kolaylaştırmak veya MAK'li hastaları tanımlamak için PAH'a özgü biyolojik belirteç yoktur. Böyle bir belirteç belirlenmesi sadece
patofizyolojiyi tanımlamaya yardımcı olmaz, aynı zamanda gelecekteki olası tedavinin araştırmalarını da yönlendirir.
GEREÇ VE YÖNTEM
Bu çalışma amacı ile CABG yapılmış çok damar koroner arter hastaları prospektif olarak çalışmaya alındı. Kliniğimizde CABG yapılan hastalar, CABG sonrası her altı ayda bir rutin kontrolleri için hastanaye başvurmaları önerilmektedir.
bu prosedürün bir parçası olarak, operasyondan en az 6 ay sonra rutin kontrol amacı ile başvurmuş hastalar dahil edildi. Hastaların kardiyovasküler muayenesi, transtorasik ekokardiografisi ayrıntılı olarak yapıldı. Diabetes mellitus, hipertansiyon, aile kalp hastalığı öyküsü, hiperlipidemi gibi kardiyovasküler risk faktörleri ve sigara kullanımı gibi demografik veriler kaydedildi. Hastaların tümüne ekstremite ağrısı ve intermittent klodikasyo açısından sorgulandı ve kaydedildi. Tüm hastalarda ABI ölçüldü. Hastaların açlık kan örnekleri ABI ölçümlerini takiben alındı. Hastalar ABI ölçümlerine göre; 60 olgu ABI≤0.9, 60 olgu ABI >0.9 ile <1.4 ve 60 olgu ABI>1.4 olmak üzere 3 grup oluşturularak çalışmaya dahil edildi.
Çalışmamızda dışlanma kriterleri aşağıda sunulmuştur.
Stabil koroner arter hastalığı veya akut koroner sendrom düşündüren angina pectoris bulunan hastalar
Son 6 ay içerisinde akut koroner sendrom geçiren hastalar
Ciddi sistolik disfonksiyonu bulunan (ejeksiyon fraksiyonu <50%) bulunan hastalar
Ciddi kalp kapak hastalığı bulunan Kronik inflamatuar hastalığı bulunan akut infeksiyon,
bilinen malignensi
kronik karaciğer hastalığı ve
Kronik böbrek yetmezliği glomerüler filtrasyon hızı < 60 mL/min/1.73m2 olan olgular
karotis arter hastalığı bulunan veya operasyon öncesi rutin kontrol sırasında Doppler Ultrasonografi ile karotis arter hastalığı saptanan olgularda çalışma dışı bırakıldı.
Çalışma için lokal Etik Kurul onayı alındıktan sonra, çalışmaya katılan tüm hastalardan ayrıntılı bilgilendirilmiş onam formu onayları alındı.
Ayak Bileği -Kol İndeks (ABI) Ölçümü
ABI ölçümü 8-10 MHz Doppler ultrasonografi cihazı ile (Huntleigh Healthcare limited, Wales, UK) Doppler tekniği kullanılarak tecrübeli doktorlar tarafından literature uygun bir şekilde yapıldı [10].15 dakika istirahati takiben supin istirahat pozisyonunda ayak bileği ve brakiyal arter basınçları uygun büyüklükte manşon kullanılarak ölçüldü.
Ayak bileğinde dorsalis pedis ve tibialis posteriyor arter basınçları ayrı ayrı ölçüldü.
Aynı şekilde her iki kol basınçları ölçülerek yüksek olan brakiyal arter basıncı kullanıldı. ABI ölçümlerine göre düşük ABI grubu ≤ 0.9; normal grup 0.9-1.4 ; ve ABI 1.4’den büyük olan yüksek ABI grubu veya MAK grubu olarak adlandırıldı.
Biyokimyasal Analiz
Hastaların açlık kan örnekleri antekübital fossadan alınarak hızlı bir biçimde santrifüj edilip serumları ayrılarak -86°C’de biyokimyasal analiz yapılıncaya kadar saklandı.
Copeptin, midkine, neopterin, pentraxin 3, hsCRP, NT-proBNP ve sTREM-1 düzeyleri Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) yöntemi belirlendi.
PTX3 kitinin (Human Pentraxin 3 ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd.
Shangai, PCR) inter-assay ve intra-assay CV% <10 %; ve PTX3 minimum tespit edilebilen kan düzeyi 0.051ng/mL idi.
Copeptin kiti (Human CCP ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd. Shangai, PCR) ve sTREM-1 kitinde (Human sTREM-1 ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd.
Shangai, PCR) inter-assay CV% <12% ve intra-assay CV% a<10 % idi. Human copeptin tespit edilebilen minimum düzeyi 0.067 ng/mL; human sTREM-1’de ise 3.102 pg/mL idi. hsCRP kitinde (C-reactive protein HS ELISA kit, DRG International, Inc. USA) inter-assay CV% <4.5% ve intra-assay CV% <7.5 %; ve tespit edilebilen minimum düzeyi 0.1 mg/L idi. Neopterin (Human neopterin ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd. Shangai, PCR), Midkine (Human midkine ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd. Shangai, PCR) ve NT-proBNP kitinde (Human NT-proBNP ELISA kit, SunRed Biotechnology Co. Ltd. Shangai, PCR) inter-assay CV% <12%
ve intra-assay CV% <10 %. Minumum tespit edilen düzeyi neopterin, midkine ve NT- proBNP’nde sırası ile 0.117 nmol/L,4.006 ng/Land ve 1.117 pg/mL idi.
İstatiksel Analiz
İstatiksel analiz SPSS 20 istatistik program kullanılarak yapıldı (IBM Corp., Armonk, NY). Sürekli değişkenler ortalama±standart sapma veya median (min-max); olarak verilirken, kategorik değişkenler yüzde olarak sunuldu. Değişkenler Kolmogorov Smirnov analiz yöntemi ile normalizasyonu değerlendirildi. Dağılımı normal olan 3 hasta grubu ANOVA yöntemi ile karşılaştırılırken, dağılımı anormal saptanan gruplar Kruskal-Wallis ile karşılaştırıldı. Varyansların homojenliğine bağlı olarak Tukey veya Tamhane'nin testi kullanılarak ANOVA ile belirgin sapmaların olması durumunda post hoc analizi gerçekleştirildi
Benzer şekilde, Dunn testi, Kruskal-Wallis testini takiben parametrik olmayan ikili karşılaştırma amacı ile kullanılmıştır. Kategorik değişkenler Ki kare ile karşılaştırılmıştır. Kategorik değişkenlerin ikili kıyaslamasında Banforrini yöntemi ile
düzeltilmiş p değeri 0.017 olarak belirlendi. Spearman korelasyon katsayıları, biyobelirteçler ve diğer değişkenler arasındaki sürekli ve sürekli olmayan ilişkileri değerlendirmek için hesaplandı. Bağımlı değişken olarak ABI kullanılarak, çok değişkenli doğrusal regresyon analizi yapıldı ve p değeri ≤0.2 olan değişkenler, ABI'nın öngördürücülerini belirlemek için Enter metodu kullanılarak modele dahil edildi. Benzer şekilde, KAH'lı hastalarda PAH'in öngörücüleri, Enter modeli kullanılarak yapılan çok değişkenli lojistik regresyon analiziyle tanımlandı.
Biyokimyasal belirteçlerin düşük ve yüksek ABI için tanısal özelliklerini tanımlamak için reciever operating curves (ROC) eğrileri oluşturuldu.
P değerinin <0.05 olması istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.
BULGULAR
Geçirilmiş CABG hikayesi olan ve yaş ortalaması 63.8 ± 9.4; 180 hasta, çalışmaya dahil edildi. ABI ölçümü ile gruplara ayrılan hastaların demografik özellikleri Tablo I'de sunulmuştur. Çalışma grupları arasında kardiyovasküler risk faktörleri açısından istatistiksel olarak anlamlı fark yoktu. Kullanılan ilaçlar normal ve MAK grupları arasında benzer olup, PAH'li hasta grubunda asetilsalisilik asit kullanımı daha fazla, beta-bloker kullanım sıklığı ise daha az idi.
Tablo 1: Çalışma gruplarının demografik verilerinin karşılaştırılması Demografik
Özellikler
PAH
(ABI ≤0.9) n=60
Normal ABI n=60
MAC
(ABI>1.4) n=60
p value pa pb pc
Yaş 64.8±10.8 63.0±8.7 64.2±8.9 0.61 0.57 0.85 0.88
Cİnsiyet ,n(%) 50(83.3%) 50(83.3%) 53(88.3%) 0.67 1 1 0.43 Sigara,n(%) 19(31.7%) 13(21.7%) 15(20%) 0.28 0.23 0.78 0.14 Aile Hikayesi,n(%) 26(43.3%) 15(25%) 26(43.3%) 0.05 0.03 0.034 0.93 Diabetes
mellitus,n(%)
34(56.7%) 26(43.3%) 27(45%) 0.28 0.14 0.85 0.20 Hipertansiyon,n(%) 47(78.3%) 52(86.7%) 46(76.7%) 0.33 0.23 0.15 0.82 Hiperlipidemi,n(%) 41(68.3%) 48(80%) 49(81.7%) 0.17 0.14 0.817 0.09
ABI 0.71
(0.4-0.9)
1.17 (0.92-1.31)
1.5 (1.4-2.0)
<0.001 <0.001 <0.001 <0.001
İlaçlar,n(%)
Beta bloker 34(56.7%) 47(78.3%) 42(70%) 0.04 0.011 0.29 0.13 ASA 31(51.7%) 13(21.7%) 17(28.3%) 0.002 0.001 0.43 0.009 Klopidogrel 37(61.7%) 46(76.7%) 45(75%) 0.11 0.053 0.70 0.11
Statin 33(55%) 43(71.7%) 44(73.3%) 0.06 0.058 0.83 0.036 ACEi 12(20%) 14(23.3%) 16(26.7%) 0.68 0.65 0.67 0.38
ARB 15(25%) 15(25%) 14(23.3%) 0.97 1 0.83 0.83 Insulin 13(21.7%) 4(6.7%) 7(11.7%) 0.048 0.018 0.34 0.14 Metformin 9(15%) 12(20%) 9(15%) 0.69 0.47 0.47 1
OAİ 6(10%) 5(8.3%) 3(5%) 0.59 0.65 0.47 0.31 Semptom 35(58.3%) 11(18.3%) 13(21.7%) <0.001 <0.001 0.64 <0.001
ABI: Ayak bileği kol indeksi, ASA: Asetilsalisilik Asit, ACEi:Angiotensin converting enzim inhibitörü, ARB:Angiotensin Reseptor Blokeri, OAİ: oral antidiyabetik ilaç, MAC:medial Arterial Calcification, PAH: Periferik Arter Hastalığı
Kategorik değişkenler Ki kare ile, sürekli değişkenler ANOVA veya Kruskal Wallis testi ile karşılaştırılmıştır.
pa: Düşük ABI vs Normal ABI, p<0.017 anlamlı babul edildi.
pb: Normal ABI vs yuksek ABI, p<0.017 anlamlı babul edildi.
pc: Düşük ABI vs Yüksek ABI, p<0.017 anlamlı kabul edildi.
Tablo II: Çalışma Gurublarında Biyokimyasal Markerların Karşılaştırılması
Biomarkers PAD
(ABI ≤0.9) n=60
Normal ABI n=60
MAC (ABI>1.4)
n=60
p pa pb pc
PTX3, ng/mL 4.6 (0.19-12.5)
3.2 (0.2-12.6)
2.6 (1.63-6.7)
<0.001 0.002 0.03 <0.001
hsCRP, mg/L 5.2 (0.5-10.5)
3.8 (0.1-10.5)
2.9 (0.3-10.2)
<0.001 0.024 0.609 <0.001
Copeptin,
ng/mL
4.0 (0.9-12.6)
3.0 (0.03-12.6)
1.9 (0.9-9.6)
<0.001 0.69 0.004 <0.001
sTREM-1,
pg/mL
146.9 (1.0-434.2)
135.7 (1.01- 584.6)
105.3 (20.7- 578.9)
0.037 1.0 0.226 0.037
Midkine,ng/L 115.9 (25.8- 359.9)
144.3 (12.5- 615.8)
209.2 (12.5- 837.5)
<0.001 1.0 0.001 <0.001
NT-
ProBNP,pg/mL
232.0 (115.9- 1038.3)
257.9 (45.1- 1046.9)
317.8 (128.7- 902.1)
0.004 1.0 0.045 0.004
Neopterin,
nmol/L
5.0 (0.9-20.9)
9.1 (0.3-20.9)
9.4 (0.3-20.9)
<0.001 <0.001 0.197 <0.001
PTX3:pentraxin 3, hsCRP: Yüksek Sensitiviteli C Reaktif protein, sTREM-1:soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1, NT-proBNP: N terminal pro-brain natriuretic peptide, PAH: Periferal Arter Hastalığı, MAK: Medial Arteriyal Kalsifikasyon.
Tablo II, biyokimyasal belirteçlerin dolaşımdaki konsantrasyonlarını göstermektedir.
Sonuçlar, PTX3, hsCRP, copeptin ve sTREM-1 gibi ağırlıklı olarak pro-aterojenik etkilere sahip sitokinlerin PAH grubunda yüksek olduğu ve ABI arttıkça azaldığını göstermektedir.
PTX3 seviyeleri PAH'li hastalarda (4.6[0.19-12.5] ng/mL) en yüksek olup bunu normal ABI'lı hastalar (3.2[0.2-12.6] ng/mL), sonrasında ise MAK olan hastalar (2.6 [1.63-6.7] ng/mL) izlemiştir. (p<0.001) Kısa pentraxin olan hsCRP de benzer şekilde PAH hastalarında en yüksek (5.2 [0.5-10.5] mg/L) olup normal ABI olan hastalarda 3.8 [0.1-10.5] mg/L, MAK hastalarında ise 2.9 [0.3-10.2] mg/L saptandı. Normal ve MAC grupları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (p = 0.609).
Kopeptin seviyeleri PAH'li hastalarda (4.0 ± 0.9-12.6 ± ng / mL), normal ABI'li hastalarla (3.0 ± 0.03-12.6 ± ng / mL) karşılaştırıldığında daha yüksekti fakat bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (p = 0.69) MAK olan hastalardaki kopeptin (1.9 [0.9- 9.6] ng/mL) diğer iki gruba göre anlamlı olarak daha düşüktü.
Aterosklerozun bir başka inflamatuvar sitokini olan sTREM-1 de, PAH hastalarında en yüksek düzeyde saptandı ve ABI değerinin artması ile azaldı (PAH hastalarında 146.0[1-343.2], Normal hastalarda 135.7[1.01-584.6] ve MAK olan hastalarda 105.3 [20.7-578.9] pg/mL). PAH ve MAK grupları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlıydı. (P = 0.037)
Midkine, NT-proBNP ve neopterin gibi pleiotropik etkileri ön planda olan sitokin konsantrasyonları MAK grubunda yüksek olup bunu normal ve PAH hastaları izledi.
Bu bağlamda, midkine ve NT-proBNP konsantrasyonları, MAK hastalarında (209.2[12.5-837.5] ng/L and 317.8[128.7-902.1] pg/); normal ABI hastalarıyla (144.3 [12.5- 615.8] ng/L and 257.9[45.1-1046.9] pg/mL) veya PAD hastalarıyla (115.9 [25.8-3569.9] ng/L
and (232.0 [115.9-1038.3] pg/mL) karşılaştırıldığında daha yüksekti. Normal ve PAH hastaları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı değildi. Neopterin düzeyleri MAC ve normal ABI gruplarında PAD grubuna göre daha yüksekti ( MAK hastalarında 9.1[0.3-20.9], normal ABI hastalarında 9.1[0.3-20.9] ve PAH hastalarında 5.0[0.9-20.9]
nmol/L).
ABI ve biyokimyasal belirteçler arasındaki korelasyon analizi yapıldı (Tablo 3) ABI ile en güçlü korelasyon gösteren biyokimyasal belirteçler neopterin (r = 0.40, p
<0.001) ve PTX3 (r = -0.40, p <0.001 ) olarak saptandı. Ayrıca, proaterojenik sitokinler olan PTX3 ile copeptin (r = 0.65, p <0.001), sTREM-1 (r = 0.49, p <0.001) ve hsCRP (r = 0.29, p <0.001) arasında anlamlı bir korelasyon vardı.
Doğrusal regresyon analizi, PTX3, copeptin, neopterin ve midkinin ABI'nın bağımsız öngördürücüleri olduğunu ortaya koymuştur; neopterin ve midkin yüksek ABI'yi öngörürken PTX3 ve copeptin düşük ABI'yi öngörebilmektedir. (Tablo 4)
Şekil 2 A ve B'de sırasıyla gösterilen ROC eğrileri, bu proteinlerin PAH'ı (düşük ABI) ve MAC (yüksek ABI) teşhis etme yeteneğini göstermektedir. PTX3 (AUC = 0.74, 0.67-0.82% 95 CI, p <0.001; cut-off değeri olarak 3.2 ng / mL için% 81 sensitivite ve% 64 özgüllük öngörmektedir) ve copeptin (AUC 0.66, 0.57-0.74, p = 0.001; cut-off değeri olarak 2.9 ng/mL için % 64 sensitivite ve %60 özgüllük öngörmektedir) PAH tanımada faydalı olabileceği gösterilmiştir. Neopterin (AUC = 0.71, 0.63-0.78% 95 CI, p <0.001; cut-off değeri olarak 8.25 mmol / L % 70 için duyarlılık ve %66 özgüllük öngörmektedir) ve midkine (AUC = 0.70, 0.61-0.79,% 95 CI, p <0.001; cut-off değeri olarak 181.6 ng / L için% 60 duyarlılık ve% 80 özgüllük öngörmektedir) MAK değerlendirilmesinde faydalı olacağı gösterilmiştir.
Tartisma
Bu çalışmada, çalışma popülasyonu, ileri koroner aterosklerozu bulunan ve ABI ölçümüne göre gruplanmış homojen üç grup hastadan oluşmaktadır. Biyolojik belirteçlerin konsantrasyonundaki değişiklikler halehazırda KAH olan hastalarda olup bu klinik pratiğe yakın bir hasta popülasyonunu temsil etmektedir. Bu bağlamda, PTX3, hsCRP, copeptin ve sTREM-1 gibi pro-aterojenik mediatörlerin PAH grubunu işaret edecek şekilde yükseldiğini; pleiotropic / hemodinamik mediatörlerin ise MAK varlığını işaret edecek şekilde yükseldiğini gösterdik. Bu, PAH ve MAC'in birbirinden farko olaylar olduğunu kanıtlamaktadır. Buna göre PTX3 ve copeptin, diğer faktörlerden bağımsız olarak PAH göstermekte; midkine ve neopterin ise MAK varlığını göstermekte idi.
PAH ve koroner arter hastalığı birlikteliğinin mortalitesi yüksek olmakla beraber KAH'a eşlik eden PAH sıklıkla tanı alamamaktadır. Tanıyı örten en önemli faktör, imtermittan kladukasyo gibi PAH semptomlarının PAH hastalarının yalnızca % 10- 30'unda mevcut olması ve ancak hastalığın ileri dönemlerinde ortaya çıkmasıdır. [4]
Bu nedenle, PAH hastalarının çoğu asemptomatiktir ve doktora başvuru sebepleri çoğunlukla diğer ateroskleroz belirtileridir. ABI ölçümü günlük pratikte uzmanlık ve gerekli ekipman gerektiren bir ölçümdür. PAH'a özgü bir marker tanımlanması, vasküler laboratuara yönlendirilecek hastaların seçimine yardımcı olmakla kalmayıp risk değerlendirilmesine yardımcı olacaktır. Bu nedenle bu çalışmanın günlük pratikte kolaylıklar sağlayacağını düşünmekteyiz.
Alt ekstremite periferik arter hastalığı ve ateroskleroz sıklıkla kendini düşük ABI olarak göstermektedir (ABI ≤ 0.9).[10]. Aterosklerozun inflamatuar yolu, NF- ΚB yolu, IL-1 ve TNF-α gibi sitokinler tarafından aktive edilir [13]. Bu yolağın
aktivasyonu, sırayla, çeşitli inflamatuar mediatörlerin transkripsiyonunu indükler (Figure 1).
Figure 1: Enflamatuar mediatörlere genel bakış A: Temelde pro-aterojenik etkilere, interlökin-1 (IL-1), interlökin-6 (IL-6) ve tümör nekroz faktörü-α'nın (TNF-α) aracılık ettiği, nükleer faktör kappa beta (NF-ΚB) sinyalleme kaskadı B: Janus kinaz / sinyal transdüserleri ve transkripsiyonun aktive edicileri (JAK / STAT) yolağı aracılığıyla hücre farklılaşması, migrasyon, proliferasyon ve apoptoz gibi pleiotropik etkiler.
Bu çalışmada PAH bulunan hastalarda IL-1 ve TNF-α aracılığı ile NF-ΚB yolağını kullanan PTX3, hsCRP, copeptin ve sTREM-1 gibi sitokinlerin PAH hastalarında yükselmiş oldukları gösterilmiştir. PTX3 ve CRP akut faz proteinlerinin prototipleridir [14].
hsCRP, IL-1, 6 ve 7 indüksiyonu ile karaciğer tarafından sentezlenirken PTX3 ise, IL-1 ve TNF-α'ya maruz kalmış makrofajlar, endotel hücreleri ve fibroblastlar gibi kaynaklar tarafından sentezlenir.
Önceki çalışmalar, PTX3'ün endotel disfonksiyonunu ve PAH'ı CRP'den daha doğru olarak öngördüğünü kanıtlamıştır. [19,20] Bununla uyumlu olarak çalışmamızda PTX3'ün ABI ile hsCRP'ye göre daha güçlü bir korelasyona sahip olduğunu ve PTX3'ün aynı zamanda düşük ABI’nın bağımsız öngörücüsü olduğunu göstermiştir . Kopeptin, proarjinin vasopressin'in terminal C parçasıdır. Hipotalamo-hipofizer eksenin özellikle TNF-α, IL-1 ve IL-6 gibi inflamatuvar mediatörlerle uyarılmasına yanıt olarak salınan bir peptiddir. Bu çalışmada gösterildiği gibi PAH hastalarında yüksek seviyelerde bulunan kopeptin, ABI ile negatif korelasyon göstermektedir.
Ayrıca proaterojenik döngünün aktivasyonunu temsil etmektedir. PTX3 ile düşük ABI birlikteliği PAH'in bağımsız bir öngördürücüsüdür.
sTREM-1, granülosit ve makrofajlar üzerinde yeni tanımlanmış bir reseptör olup uyarılması sonucunda TNF-α gibi birçok sitokinin sentezini tetikler [16] Rao ve arkadaşları, sTREM-1'in sinyal yollarını tanımlamış ve TNF-α'nın sTREM-1'in karotis plaklarındaki ekspresyonunu arttırdığını göstermiştir. [21] sTREM-1 PTX3 ve copeptin gibi davranarak mevcut durumu dahada kötüleştirmektedir. STREM-1, PTX3 (r = 49) ve copeptin (r = 0.34) arasındaki anlamlı pozitif korelasyon deneysel
çalışmaları desteklemektedir.
Kalsifikasyon aterosklerozun sıklıkla görülen bir özelliği olup intima'da yamalı infiltratlar şekilde yerleşmektedir. MAK olgularında ise kalsifikasyon vasküler medya tabakasında çepeçevre kalsiyum birikimi şeklindedir. Klinik olarak, sıklıkla x-ray’de gözlenen ve komprese edilemeyen arterler ile karakterizedir. [22]
Mevcut analizde, neopterin ve midkine, yüksek ABI'nin (MAK) bağımsız belirleyicileri olarak saptandı. Neopterin, interferon δ (INF δ) uyarımı üzerine aktive makrofajlar tarafından üretilen bir pteridin ürünüdür. [17]
PTX3, hsCRP, copeptin ve sTREM-1'in aksine; INF δ aracılıklı inflamasyon, IL-1 reseptörünü inhibe eder, IL-1 reseptöründen sonraki sinyal kaskadını inaktive eder.
[23] Bu sırada, NF-KB yolu yerine JAK-STAT sinyal yolunu kullanır. [24] Unutmamak gerekir ki, INF δ'nın IL-6 ile karşıt rolleri olduğu gösterilmiştir. [25] Bu nedenle, farklı sinyal yolaklarını kullanan PTX3 ile neopterin konsantrasyonlarının ters yönlerde olması şaşırtıcı değildir.
Klinik KAH çalışmalarında, neopterin konsantrasyonları plak özellikleri ve mortalite ile ilişkili bulunmuş, fakat koroner lezyonların anatomik özellikleri ile korelasyon göstermemiştir. [26] Makrofajların aktivasyonunu sağlayan ve önemli prognostik bilgi sağlayan bir aktivasyon belirteç olarak düşünülmektedir. [27] Çalışmamızda MAC hasta grubunda neopterin konsantrasyonlarının yüksek olduğunu gösterdik. Bu bulgu yüksek ABİ'de mortalitenin neden arttığını açıklamaktadır.
NT-ProBNP, kardiyovasküler hastalığın belirlenmiş bir biyogöstergesidir ve PAD hastalarında kötü sonuç ile ilişkilidir. [28]
Çalışmamızda, NT-proBNP, PAD grubunda azalmış ve MAK grubunda ise artmıştı.
Natriüretik peptitlerin endotel yenilenmesini uyardığı ve antiaterojenik etkilere sahip olduğu literatur bilgisi olduğuna göre, bizim bulgularımız literatür ile uyumlu idi. [28]
Nitekim, aterosklerotik vasküler hastalık ve düşük ABI saptanan hastalarda düşük NT-proBNP'ye sahip olması beklenebilir. MAK hastalarında artmış NT-proBNP düzeylerinin artan hemodinamik stres ve arteriyel sertlik ile ilişkili olduğunu düşünmekteyiz. [29].
Midkine, pleiotropik fonksiyonlara sahip bir heparin bağlayıcı bir büyüme faktörüdür ve MAC'li hastalarda yüksek olarak bulunmuştur. [18]. Aterosklerotik bakış açısından bakıldığında, midkine çelişkili etkilere sahiptir: vasküler düz kas hücre göçünü ve proliferasyonunu arttırırken, aterosklerozu arttıran makrofajların apoptozunu inhibe ederek aynı zamanda endotel hücresi disfonksiyonunu azaltır. [18] Bu süreçte, farklı sinyal yolları kullanır (Şekil 1A ve B). MAK'in aterosklerozdan bağımsız olarak vasküler düz kas hücresinin aracılık ettiği bir süreç olduğu düşünülürse, midkinin etkileri farklı vasküler bölgelerde farklı şekilde olacaktır. Başka bir deyişle, koroner damarlarda proaterojenik, ancak periferik arterlerde ateroprotektif ve kalsifikasyonu kolaylaştıran etkinlik gösteriyor olabilir.
Sonuç olarak, bu çalışmada, PAH hastalarında PTX3, copeptin, sTREM-1 ve hsCRP'de anlamlı artış olduğunu göstermiş bulunmaktayız. Ayrıca MAK olan hastalarda neopterin, midkine ve NT-proBNP'de artış olduğunu gösterdik. PTX3 ve ko-peptin PAH grubunda bağımsız öngörücü iken, MAC grubunda neopterin ve midkine bağımsız belirleyici olarak saptandı.
Bu sonuçlar, ABI spektrumunun farklı uçlarında farklı inflamasyon yollarının etkisi olduğunu kanıtlamaktadır. Mevcut veriler, PTX3, copeptin, neopterin ve midkinin ileride tanısal amaçlı kulanımı için umut verici olduğunu göstermektedir.
Çıkar Çatışması:
Yazarların herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Finansal Destek:
Bu çalışma Namık Kemal Üniversitesi Bilimsel araştırma projesi olarak finance edilmiştir.(NKUBAP.02.GA.16.043)
References
1.Criqui MH, Aboyans V. Epidemiology of peripheral arterial disease. Circ Res 2015;116:1509-1526.
2.Valentijin TM, Stolker RJ. Lessons from the REACH registry in Europe. Current Vasc Pharmacol. 2012;10:725-7.
3. Welten GM, Schouten O, Hoeks SE, et al. Long-term prognosis of patients with peripheral arterial disease: a comparison in patients with coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2008; 51: 1588-96.
4. McDermott, MM, Liu, K, Greenland, P, et al. Functional decline in peripheral arterial disease: associations with the ankle brachial index and leg symptoms. JAMA .2004; 292: 453–61.
5. Hirsch, AT, Criqui, MH, Treat-Jacobson, D, et al. Peripheral arterial disease detection, awareness, and treatment in primary care. JAMA. 2001; 286: 1317–24.
6. Hussein AA, Uno K, Wolski K et al. Peripheral arterial disease and progression of coronary atherosclerosis. J Am Coll Cardiol. 2011; 57: 1220–5.
7. Chin Yee Ho, Catherine M. Shanahan. Medial arterial calcification: An overlooked player in peripheral arterial disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2016;36:1475-82.
8. Lanzer P, Boehm M, Sorribas V, et al. Medial vascular calcification revisited:
review and perspectives. Eur Heart J. 2014;35:1515–25.
9. O’Neill WC, Han KH, Schneider TM, Hennigar RS. Prevalence of nonatheromatous lesions in peripheral arterial disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2015; 35: 439-47.
10. Aboyans V, Criqui MH, Abraham P, et al. Measurement and interpretation of the ankle-brachial index. A scientific statement from the American Heart Association.
Circulation. 2012; 126(24): 2890-909.
11. Criqui MH, McClelland RL, et al. The ankle-brachial index and incident cardiovascular events in the MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis). J Am Coll Cardiol. 2010;56:1506–1512.
12. Lawrence T. The nuclear factor NF-kB pathway in inflammation. Cold Spring Harb Perspect Biol 2009;1:a001651
13. Pashar Y, Bias SR, Gill NS. Emerging role of various signaling pathways in the pathogenesis and therapeutics of atherosclerosis. Rev Cardiovasc Med. 2017;
10(11): 10-2.
14. Vilahur G, Badimon L. Biological actions of pentraxins. Vasc Pharmacol. 2015;
73:38–44.
15. Paraskevas KI, Briana DD, Malamitsi-Puchner A. Copeptin for all: A biomarker from infant pathology to adult cardiovascular disease. Angiology. 2016; 67: 894-5 16. Bouchon A, Dietrich J, Colonna M. Cutting edge inflammatory responses can be triggered by TREM-1, a novel receptor expressed on neutrophils and monocytes. J Immunol 2000;16410:4991-5.
17. Zuo H, Ueland PM, Ulvik A, et al. Plasma biomarkers of inflammation, the kynurenine pathway, and risks of all-cause, cancer, and cardiovascular disease mortality. The Hordaland Health Study. Am J Epidemiol. 2016;183:249–58.
18. Bădilă E, Daraban AM, Ţintea E, Bartoş D, Alexandru N, Georgescu A. Midkine proteins in cardio-vascular disease. Where do we come from and where are we heading to? Eur J Pharmacol. 2015; 762: 464–71.
19. Zhou Y, NiZ, Zhang J, et al. Plasma pentraxin 3 may be a better marker of peripheral artery disease in hemodialysis patients than C-reactive protein. Vasc Med 2013;18: 85-92
20. Igari K, Kudo T, Toyofuku T, Inoue Y. Relationship of inflammatory biomarkers with severity of peripheral arterial disease. Int J Vasc Med. 2016;6015701
21. Rao VH, Rai V, Syoupa S, Subramanian S, Agrawal DK. Tumor necrosis factor-α regulates triggering receptor expression on myleoid cells-1 dependent matrix metalloproteases in the carotid plaques of symptomatic patients with carotid stenosis.
Atherosclerosis. 2016:248:160-169.
22. Rocha-Singh KJ, Zeller T, Jaff MR. Peripheral arterial calcification: prevalence, mechanism, detection, and clinical implications. Catheter Cardiovasc Interv.2014;83:212–220
23. Hu X, Ivashkiv LB. Cross-regulation of Signaling Pathways by Interferon-g:
Implications for Immune Responses and Autoimmune Diseases.Immunity 2009;
16;31:539-50
24. Rawlings JS, Rosler KM, Harrison DA. The JAK/STAT signaling pathway. J Cell Sci.2014;117: 1281-1283
25. Qi YF, Huang Y, Wang H, Zhang Y, Bao Y, Sun L, Wu Y, Yu C et al.
Elucidating the crosstalk mechanism between IFN-gamma and IL-6 via mathematical modelling. BMC Bioinformatics 2013; 14:14-41.
26. Sun Y, He J, Tian J, Xie Z, Wang C, Yu B. Association of circulating levels of neopterin with non-culprit plaque vulnerability in CAD patients an angiogram, optical coherent tomography and intravascular ultrasound study. Atherosclerosis.2015;241:
138-142.
27. De Rosa S, Cirillo P, Pacileo M, et al. Neopterin: from forgotten biomarker to leading actor in cardiovascular pathophysiology.Curr Vasc Pharmacol. 2011;9:188- 99.
28. Hua BC, Li Y, Liu M, Sheng CS, Wang JG. Ankle-brachial index in relation to the
natriuretic peptide system polymorphisms and urinary sodium excretion in Chinese.
Atherosclerosis.2013; 230:86-91.
29. Jouni H, Rodeheffer RJ, Kullo IJ. Increased Serum N-Terminal Pro–B-Type Natriuretic Peptide Levels in Patients With Medial Arterial Calcification and Poorly Compressible Leg Arteries. Arterioscler Thromb Vasc Biol . 2011; 31: 197–202.
Figure legends:
Figure 1: Overview of the inflammatory mediatorsA: With mainly pro-atherogenic effectsare mediated by interleukin-1(IL-1), interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor- α (TNF-α) through nuclear factor kappa beta (NF- ΚB) signaling cascade.B:With pleiotropic effects like cell differentiation, migration, proliferation and apoptosis through Janus kinase/signal transducers and activators of transcription (JAK/STAT) pathway.
Figure 2:The ROC curves show the diagnostic ability of these proteins to diagnose 2A: PAD (revealed by low ABI) and 2B: MAC (revealed by high ABI).
