Комплексная реваскуляризация миокарда со стимуляцией экстракардиального ангиогенеза у больных ИБС с диффузным поражением коронарного русла Борщев Глеб Геннадьевич

Краткое описание

Борщев Глеб Геннадьевич. Комплексная реваскуляризация миокарда со стимуляцией экстракардиального ангиогенеза у больных ИБС с диффузным поражением коронарного русла: диссертация ... доктора Медицинских наук: 14.01.26 / Борщев Глеб Геннадьевич;[Место защиты: ФГБУ «Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации], 2019
Комплексная реваскуляризация миокарда со стимуляцией экстракардиального ангиогенеза у больных ИБС с диффузным поражением коронарного русла Борщев Глеб Геннадьевич
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
доктор наук Борщев Глеб Геннадьевич
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛЕЧЕНИЕ БОЛЬНЫХ ИБС С ДИФФУЗНЫМ ПОРАЖЕНИЕМ КОРОНАРНОГО РУСЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДИК СТИМУЛЯЦИИ ЭКСТРАКАРДИАЛЬНОГО НЕОАНГИОГЕНЕЗА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Ишемическая болезнь сердца: значимость, методы лечения

1.2. Эволюция методов лечения больных ИБС

1.3. Клеточные технологии в лечении пациентов с ИБС

1.4. Факторы роста как индукторы неоангиогенеза

1.5. Возможность стимуляции ятрогенного неоангиогенеза при ИБС

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общая характеристика исследования

2.2. Характеристика материалов и методов экспериментального исследования

2.2. Характеристика материалов и методов клинического исследования (лабораторный этап)

2.3. Характеристика материалов клинического исследования (стационарный этап)

2.3.1. Первый этап исследования: оценка безопасности клинического применения предлагаемой методики

2.3.2. Второй этап исследования: оценка клинической эффективности предлагаемой методики

2.4. Характеристика материалов клинического исследования (амбулаторный

этап)

2.5. Характеристика методов исследования

2.5.1. Лабораторные исследования

2.5.2. Инструментальные методы исследования

2.6. Изучение качества жизни

2.6. Статистическая обработка результатов исследований

ГЛАВА III. МЕТОДИКИ ИНДУКЦИИ НЕПРЯМОЙ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ МИОКАРДА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

3.1. Характеристика лабораторных животных, включённых в исследование. Нормативная документация

3.2. Экспериментальная часть. Характеристика оперативных вмешательств

3.2.1. Первая часть эксперимента - моделирование аварийной гипертрофии

3.2.2. Вторая часть эксперимента - моделирование инфаркта миокарда

3.2.3. Третья часть эксперимента - стимуляция неоангиогенеза

3.2.4. Подготовка обогащённой тромбоцитами плазмы крови

3.2.5. Методика формирования аутологичной тканевой липидно-фибриновой матрицы, обогащённой тромбоцитами

3.3. Полученные результаты и их обсуждение

3.4. Морфологические данные

3.5. Клиническое исследование реакции перикарда и эпикарда на различные

воздействия

3.5.1. Методы обработки эпикарда и перикарда в клинической практике

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ IN VITRO

4.1. Источники факторов роста сосудов (VGEF) и пути их получения.

4.2. Полученные результаты и их обсуждение

133

4.3. Исследование жировой ткани различной локализации для качественного и

количественного определения МСК

4.4. Разработка липидно-фибриновой матрицы как источника МСК и стимуляторов неоангиогенеза

ГЛАВА V. ИНДУКЦИЯ ЭКСТРАКАРДИАЛЬНОЙ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ МИОКАРДА У БОЛЬНЫХ ИБС С ДИФФУЗНЫМ ПОРАЖЕНИЕМ

КОРОНАРНОГО РУСЛА: ОПИСАНИЕ МЕТОДИК

5.1. Методика ЮрЛеон

5.2 Методика ЮрЛеон II

ГЛАВА VI. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

МЕТОДИК ЮРЛЕОН

6.1. Анализ интраоперационных осложнений

6.2. Анализ воспалительных маркеров в периферической крови

6.3. Бактериологический анализ

6.4. Ультразвуковая динамическая оценка перикардита

6.5. Наблюдение за пациентами в отдалённом периоде

ГЛАВА VII. КЛИНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ МЕТОДИК ЮРЛЕОН

7.1. Анализ осложнений в ходе и в ранние сроки после операции

7.2. Анализ выживаемости в отдалённом периоде

7.3. Исследование функциональных резервов миокарда

7.3.1. Результаты клинического опроса и обследования

7.3.2. Результаты теста 6-минутной ходьбы

7.3.3. Результаты эхокардиографии

7.3.4. Результаты исследования перфузии миокарда

7.3.5. Результаты коронарошунтографии

7.4. Оценка качества жизни до операции, в ближайший и отдалённый периоды

7.5. Клинико-инструментальный анализ состояния пациентов в отдалённом периоде

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

241

Список литературы

Эволюция методов лечения больных ИБС
Изначально проблема имела приверженцев лишь терапевтического лечения. Более 135 лет назад один из величайших хирургов XIX века Christian Albert Theodor Billroth сказал: «Всякий хирург, который попытается оперировать на сердце, должен потерять уважение коллег». Однако шли годы, и развитие хирургии невозможно было остановить. И уже в 1896 году по всему миру разошлось сообщение о том, что немецкий хирург Людвиг Рен успешно ушил рану сердца. Начавшись с этого события, кардиохирургия сегодня представляется одной из самых высокотехнологичных отраслей медицины [94].
Попытки хирургов в лечении стенокардии были предприняты ещё в конце XIX столетия. Первоначально этой проблемой занялись нейрохирурги совместно с терапевтами, позже к ним присоединились и специалисты в области грудной хирургии.
Операции, основной целью которых было устранение болевого синдрома путем воздействия на афферентные нервные пути сердца. В конце XIX века Francois-Frank C. A. предпринял попытку устранить сердечные боли путем пресечения симпатических стволов на шее [37,123]. В 1916 году Jonnesco T. проводил удаление симпатических узлов - средних и нижних шейных ганглиев и первых грудные ганглиев с левой стороны. Его результат был настолько обнадёживающим, что он не оперировал с правой стороны. В более поздней модификации операции он также удалил верхние шейные ганглии. [163]. Fauteux M. в 1946 году применял пересечение задних корешков спинного мозга в сочетании с периартериальной симпатэктомией КА [114]. Все подобные вмешательства основывались как минимум на трёх принципах, реализуемых в ходе вмешательства: блокада передачи сосудосуживающих импульсов по вазомоторным нервам; перерыв в осуществлении кардиопрессорных рефлексов и снижение в результате этого работы миокарда; блокада эфферентных импульсов.
Kocher T. впервые выдвинул гипотезу причинно-следственной связи между гипотиреозом и атеросклерозом в 1883 году [171]. Он в 1902 году заметил, что после полной тиреоидэктомии пациент с стенокардией стал бессимптомным. Было высказано предположение, что повышенные гормоны щитовидной железы привели к увеличению потребности миокарда в кислороде и питательных веществах и, следовательно, вызвали ишемию. Boas (1926) впервые выполнил субтотальную тиреоидэктомию для лечения стенокардии, но безуспешно [212]. Levine S. A. в 1933 году провел полную тиреоидэктомию для снятия стенокардии и сообщил об этом опыте [185].
В 1933 г. Blumhart H. L. комбинировал эти методы лечения и впервые выполнил операцию тиреоидэктомии в сочетании с шейной симпатэктомией. В нашей стране подобную операцию выполнил директор госпитальной хирургической клиники 1-го Московского медицинского института им. И. М. Сеченова профессор П.А. Герцен в 1938 г.
Предпринимались и принципиально другие попытки, направленные на снижение нагрузок на миокард и его работы. Так, Г.А. Рейнберг предложил облегчить работу сердца по преодолению отрицательного давления со стороны плевральных полостей посредством образования окна в центре диафрагмы, что обеспечивало функциональную абдоминальную транспозицию сердца. Первая такая операция была выполнена в 1953 году Е.Л. Березовым.
Но, несмотря на все эти разработки, уже тогда приходило осознание недостаточной эффективности подобных вмешательств. Результаты операций не оправдывали себя. Было очевидно: необходимо искать пути улучшения кровоснабжения миокарда.
В дальнейшем были предприняты попытки соединить интрамиокардиальную сосудистую сеть с полостью левого желудочка воздействуя на эндокард насечками, либо его иссечением [138,289,167]. Эти работы получили своё продолжение при разработке искусственных трансмиокардиальных каналов методом акупунктуры, тунелирования миокарда левого желудочка, однако анализ результатов этих работ показал быстрое закрытие, фиброз и рубцевание создаваемых каналов. Использование лазерных технологий для выполнения процедуры непрямой реваскуляризации миокарда широко распространено в настоящее время.
Подшивание к поверхности перикарда других тканей.
В начале XX столетия некоторые учёные обратили внимание, что существует группа больных, у которых имеется несовместимая с жизнью полная облитерация коронарных сосудов при наличии обширных сращений сердца с перикардом [93]. Было выдвинуто предположение, что эти богато васкуляризированные сращения являются альтернативным источником кровоснабжения миокарда.
Метод поверхностной реваскуляризация миокарда заключается в подшивании к миокарду какого-либо хорошо васкуляризированного органа или ткани. Через определённый промежуток времени возникают сосудистые анастомозы, обеспечивающие приток крови из экстракардиального органа к миокарду, тем самым улучшается его кровоснабжение [252].
Начиная с 1933 г. проводили работы по увеличению коллатерального кровообращения в сердце и экстракардиальных анастомозов [92]. Они сделали вывод о том, что закрытие обеих КА совместимо с жизнью после предварительного создания сращения между сердцем и васкуляризирующей тканью, пригодной для создания коллатералей.
В 1935 году Beck C. опубликовал первую работу по прямым вмешательствам такого типа на сердце [92]. В 1935 г. ирландский хирург L. O Shanghnessy подшил к поверхности сердца больного, страдавшего ИБС, сальник на ножке. К 1938 г. он располагал опытом 20 подобных операций [223]. Позднее была разработана методика кардиопневмопексии — подшивание к миокарду лёгкого, а также жировой клетчатки средостенья, однако выраженного клинического эффекта операция не имела. Л. С. Журавский (1963) разработал в эксперименте и применил в клинике метод еюнокардиопексии. Техника операции заключалась в выполнении левосторонней торакотомии, диафрагмотомии, затем в плевральную полость выводилась петля тонкой кишки; вскрывался перикард и после скарификации эпикарда и серозного покрова на кишке последняя подшивалась к эпикарду после предварительного наложения энтероэнтероанастомоза [21]. Однако последующие исследования не показали наличие значимого эффекта в отдаленном периоде.
В 1938 году, впервые в эксперименте, предложили для улучшения реваскуляризации сердца подшивать левую долю лёгкого к миокарду [187]. В дальнейшем эта операция широко использовалась в клинике. Сообщали о положительном эффекте у половины прооперированных больных [41]. Использовать для реваскуляризации миокарда кожный лоскут на ножке предложили J.Wedel (1955). Лоскут выкраивался в области верхушечного толчка и после перикардиотомии фиксировался к передней поверхности миокарда правого и левого желудочков [286].
В 1957 году Рейнберг Г. А. предложил операцию абдоминализации сердца с целью лечения ИБС. Техника операции состоит в рассечении диафрагмы и перикарда, в результате чего полость перикарда сообщается с брюшной полостью. При этом после перикардиотомии развиваются сращения, которые ведут к экстравазальной реваскуляризации миокарда [52].
В дальнейшем применялись различные методы миокардиопексий: подшивание к эпикарду грудной мышцы, лоскута межрёберных мышц [39], прямой мышцы живота и филатовского стебля. В экспериментальных исследованиях была показана возможность образования сосудистых анастомозов между сальником и декапсулированной почкой после ее оментизации [41].
Кардиоперикардиопексия.
Использовать перикард как источник коллатерального кровоснабжения было предложено в 1932 г. В 1935 г. Roberts W.I. сообщил о возможности вызвать искусственный перикардит. В следующем году O Shanghnessy стал применять алеуронатовую пасту с целью получения воспалительной реакции в полости перикарда. Beck C. использовал с этой же целью костяной порошок. Операции такого типа получили широкое распространение с 1939 г., когда Thomson L. применил для этой цели тальк. Техника операция была следующая: над 5-м левым рёберным хрящом делают разрез длиной в 7,5 см, доходящий до грудинно-реберного сочленения. После осторожного разделения тканей делают небольшой разрез в перикарде, через который отсасывают содержимое полости перикарда и вводят 5 мл 2% новокаина на поверхность эпикарда с целью предупредить возможное мерцание желудочков. Раствор новокаина через 5 мин. отсасывают; затем на переднюю поверхность и нижний и левый контуры сердца наносят примерно около 8 г стерильного талька; разрез на перикарде зашивают.
Возможность стимуляции ятрогенного неоангиогенеза при ИБС
Ятрогенный неоангиогенез представляет собой новую тактику улучшения перфузии ишемизированных тканей с помощью усиления естественных, но недостаточных процессов неоваскуляризации. Разработке этой лечебной тактики способствовало развитие современных представлений о молекулярных и клеточных механизмах регуляции роста и ремоделирования кровеносных сосудов. Толчок к интенсивному исследованию этих механизмов был дан Folkman J., предложившим гипотезу о том, что прогрессирующее развитие злокачественных опухолей зависит от их васкуляризации [121]. Было показано, что опухоль продуцирует в большом количестве фактор, стимулирующий рост сосудов, который вскоре после этого Svet-Moldavsky G.J, Chimishkyan KL. предложили использовать для реваскуляризации ишемизированного миокарда и лечения ИМ [269]. В дальнейшем большое количество экспериментальных и некоторые небольшие нерандомизированные исследования показали огромный терапевтический потенциал данной концепции. Однако, по данным больших плацебо-контролируемых клинических исследований не подтвердилась однозначная эффективность стимуляции ростовыми факторами направленного неоваскулогенеза в ишемизированном миокарде.
Рост и образование сосудов в постнатальном периоде развития организма осуществляется через ангиогенез, артериогенез и васкулогенез. Ангиогенез представляет собой образование новых капилляров от посткапиллярных венул, которое осуществляется через активацию эндотелиальных клеток (ЭК), экспрессию в них протеаз, деградацию внеклеточного матрикса, пролиферацию и миграцию этих клеток, образование ими первичных высокопроницаемых сосудистых структур, последующую стабилизацию и "взросление" этих структур за счёт привлечения перицитов и гладкомышечных клеток (ГМК) и организации их в сложную трехмерную сосудистую сеть [19,99]. Основным стимулом к ангиогенезу при физиологических и патологических состояниях является недостаток кислорода (гипоксия или ишемия), который через активатор транскрипции факторов ангиогенеза индуцируемый гипоксией фактор-1 (HIF-1), индуцирует экспрессию многих ангиогенных факторов и прежде всего основного регулятора ангиогенеза как в эмбриональном, так и в постнатальном периоде развития организма фактор роста (ФР) эндотелия сосудов (VEGF) и его рецепторов. VEGF избирательно стимулирует пролиферацию и миграцию ЭК, их предшественников и моноцитов, экспрессирующих рецепторы к нему, увеличивает сосудистую проницаемость, способствуя пропотеванию белков плазмы в околососудистое пространство, которое необходимо для миграции ЭК, индуцирует экспрессию эндотелиальной NO-синтазы и образование NO, что способствует вазодилатации и стимулирует экспрессию протеаз, разрушающих связи между ЭК и внеклеточным матриксом, что необходимо для направленной миграции клеток. В процессе стабилизации и взросления” вновь образованной незрелой сосудистой сети участвует ряд факторов: ангиопоэтин-1, подавляющий пролиферацию ЭК, уменьшающий сосудистую проницаемость, способствующий привлечению перицитов; тромбоцитарный ФР (PDGF), привлекающий перициты и ГМК; трансформирующий ФР-бета 1 (TGF-beta 1), стимулирующий синтез белков матрикса. Процесс ангиогенеза строго регулируется ФР во времени и пространстве, и это необходимо учитывать при планировании тактики терапевтического ангиогенеза. Недостаточный физиологический ангиогенез, обусловленный недостаточной продукцией ФР или экспрессией их рецепторов, либо увеличенной продукцией его ингибиторов, может способствовать нарастанию тяжести ишемических заболеваний (ИБС, хронической ишемии нижних конечностей). Ангиогенез приводит к увеличению плотности капиллярной сети в ишемизированных тканях и уменьшению периферического сосудистого сопротивления, что необходимо для обеспечения перфузии тканей, однако без артериогенеза он недостаточен для полноценной реваскуляризации.
Артериогенез формирование коллатеральных сосудов из нефункционирующих артериолярных соединений представляет собой наиболее эффективный процесс реваскуляризации, обеспечивая кровоток в обход места окклюзии. Важнейшим стимулятором артериогенеза является увеличение напряжения сдвига выше места окклюзии, обусловленное увеличением кровотока, что способствует экспрессии молекул адгезии ЭК и последующей аккумуляции моноцитов в стенке сосуда, секретирующих большое количество ФР, из которых основными регуляторами артериогенеза являются ФР фибробластов (FGF), а также PDGF, VEGF и CXC-хемокины [17,291]. В многочисленных работах показана значительная индивидуальная вариабельность состояния естественных механизмов неоваскуляризации, вероятно, генетически детерминированных, что может влиять и на эффективность ангиогенной терапии [250,278,234].
Васкулогенез это формирование in situ кровеносных сосудов из прогениторных ЭК. Васкулогенез тесно ассоциирован с ангиогенезом и является обязательным участником формирования новых сосудистых отростков и неоваскуляризации, как физиологической (в ишемизированных тканях) [89], так и патологической (в опухолях) [260,111]. Цель терапевтического ангиогенеза обеспечить реваскуляризацию ишемизированных тканей за счёт стимуляции естественных процессов образования и роста сосудов. Стратегия ангиогенной терапии включает в себя снабжение этих тканей экзогенными факторами роста в виде рекомбинантных белков или генетических конструкций, стволовыми или прогениторными клетками, мобилизацию эндогенных стволовых и прогениторных клеток из костного мозга или тканевого депо, а также сочетание этих воздействий.
Таким образом, проблема ИБС занимает одно из ведущих мест среди важнейших медицинских проблем XXI века. Являясь распространённым заболеванием, она стоит первой среди основных причин смертности, а также временной и стойкой утраты трудоспособности населения в развитых странах мира и является одной из главных в развитии СН.
Больные с постинфарктным кардиосклерозом, диффузным поражением коронарных артерий, отсутствием возможности выполнения полной хирургической реваскуляризации миокарда, составляют многочисленную группу больных ИБС, тем самым, вызывая особый интерес среди практикующих врачей к вопросам ведения больных данной категории и выбора оптимальных методов лечения, особенно у пациентов, ранее уже перенесших КШ. Судьба этих больных во многом зависит от качества и своевременности диагностики, а в последующем и от адекватности проводимого современного терапевтического и хирургического лечения.
При этом появились данные о возможности использования новых методов лечения подобных больных, направленные на стимуляцию неоваскуляризации и репаративных процессов в миокарде. Перспективным направлением является изучение клеточной терапии и применению факторов роста в лечении пациентов с ИБС.
С каждым годом использование клеточной терапии в практическом здравоохранении у больных с ишемической дисфункцией миокарда приобретает все большее значение. Метод клеточной трансплантации в настоящее время считается наиболее перспективным для стимуляции регенерационно-репаративных процессов в миокарде. В течение последних лет эта процедура была введена в клиническую практику для улучшения результатов лечения пациентов с ишемической дисфункцией миокарда. Вместе с тем, функциональность микроциркуляторного русла миокарда и проницаемостные характеристики гемокапилляров, интенсивность ангиогенеза в сердечной мышце при непрямой реваскуляризации миокарда и усилении процессов репарации и регенарации кардиомиоцитов на фоне ишемии не изучены.
Использование мезенхимальных стволовых аутологичных клеток жировой ткани в комплексе с применением факторов роста эндотелия и создание условий для неоангиогенеза новый и неизученный метод лечения наиболее тяжёлой категории пациентов с ИБС. При этом используемые клетки, будучи аутологичными для реципиента, снимают с врача этические, юридические и организационные проблемы получения донорских клеток, а также устраняют необходимость иммуносупрессивной терапии, которая обычно требуется после трансплантации эмбриональных и фетальных клеток.
Поиск эффективного метода, позволяющего направленно проводить неоваскуляризацию в ишемизированных и/или гибернированных участках миокарда, может стать методом выбора для большой части пациентов с коронарной патологией. Основой такого метода может стать использование «клеточных технологий» в сочетании с применением непрямой реваскуляризацией.