ФАКТОР ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ РОСТА-15 (GDF-15) КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ МАРКЕР ПРИ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Сердечная недостаточность является важной медицинск ой, социальной и экономической проблемой во всем мире. В последние годы был изучен ряд диагностических и прогностических биологических маркеров крови при сердечно-сосудистых заболеваниях. Идентификация новых биологических маркеров, анализ их патофизиологических аспектов и изменения концентрации под действием различных вариантов лечения, позволяют понять многие патогенетические особенности развития и течения сердечной недостаточности. Последние десятилетия в клиническую практику внедрены натрийуретические пептиды, широко используемые в качестве надежных биомаркеров для диагностической и прогностической оценки. Фактор дифференцировки роста-15 — цитокин, принадлежащий к семейству трансформирующих факторов роста, активность которого значимо повышается стрессе и воспалении. У пациентов с хронической сердечной недостаточностью концентрация данного биомаркера связана с повышенным риском общей летальности и неблагоприятными сердечно-сосудистыми событиями; у пациентов с сердечной недостаточностью с сохранной фракцией выброса левого желудочка использование биомаркера показало прогностическую и диагностическую значимость. Данные Фрамингемского исследования сердца показали, что фактор дифференцировки роста-15 был единственным биомаркером в многофакторном анализе, который продемонстрировал статистически значимую связь со всеми неблагоприятными сердечно-сосудистыми событиями. В 8 исследованиях показано, что избыточная экспрессия фактора дифференцировки роста-15 была связана с повышенным риском смертности у пациентов с сердечной недостаточностью. Показано, что Фактор дифференцировки роста-15 как прогностический биомаркер у пациентов с острой сердечной недостаточностью не уступает предшественнику мозгового натрийуретического пептида. Для подтверждения ценности определения в крови данного биомаркера у пациентов с сердечной недостаточностью необходимо проведение обширных проспективных рандомизированных клинических исследований.

1. Braunwald E. Heart failure. JACC Heart Fail. US National Institutes of Health. 2013; 1(1): 1-20. DOI: 10.1016/j.jchf.2012.10.0 02.

2. Фомин И.В. Хроническая сердечная недостаточность в Российской Федерации: что сегодня мы знаем и что должны делать. Российский кардиологический журнал. 2016;(8):7-13. DOI:10.15829/1560-4071-2016-8-7-13

3. Алиева А.М., Резник Е.В., Гасанова Э.Т. и др. Клиническое значение определения биомаркеров крови у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Архивъ внутренней медицины. 2018; 8(5): 333-345. DOI: 10.20514/2226-67042018-8-5-333-345.

4. Гаспарян А.Ж., Шлевков Н.Б., Скворцов А.А. Возможности современных биомаркеров для оценки риска развития желудочковых тахиаритмий и внезапной сердечной смерти у пациентов хронической сердечной недостаточностью. Кардиология. 2020;60(4):101–108. DOI: 10.18087/cardio.2020.4. n487.

5. Emmerson P.J., Duffin K.L., Chintharlapalli S. et al. GDF15 and Growth Control. Front Physiol. 2018; 9:1–7. DOI: 10.3389/fphys.2018.01712

6. Kempf T., Eden M., Strelau J. et al. The transforming growth factorsuperfamily member growth-differentiation factor-15 protects the heart from ischemia/reperfusion injury. Circ Res. 2006;98(3):351–60. DOI: 10.1161/01.RES.0000202805.73038.48

7. Ho J., Mahajan A., Chen M. et al. Clinical and genetic correlates of growth differentiation factor 15 in the community. Clin Chem. 2012;58(11):1582-1591. DOI:10.1373/clinchem.2012.190322.

8. May B.M., Pimentel M., Zimerman L.I. et al. GDF-15 as a Biomarker in Cardiovascular Disease. Arquivos Brasileiros de Cardiologia. 2021;116(3):494-500. DOI: 10.36660/abc.20200426

9. Wang T., Liu J., McDonald C. et al. GDF 15 is a heart-derived hormone that regulates body growth. EMBO molecular medicine. 2017;9(8):1150-1164. DOI: 10.15252/emmm.201707604

10. Wollert K.C., Guba-Quint A., Torgerson J. et al. An automated assay for growth differentiation factor 15. The Journal of Applied Laboratory Medicine. 2017;1(5):510–21. DOI: 10.1530/EJE-12-0466

11. Kempf T., Horn-Wichmann R., Brabant G. et al. Circulating concentrations of growth-differentiation factor 15 in apparently healthy elderly individuals and patients with chronic heart failure as assessed by a new immunoradiometric sandwich assay. Clinical chemistry. 2007;53(2):284–91. DOI: 10.1373/clinchem.2006.076828

12. Wollert K.C., Kempf T., Wallentin L. et al. Growth differentiation factor 15 as a biomarker in cardiovascular disease. Clinical chemistry. 2017; 63:140–51. DOI: 10.1373/clinchem.2016.255174

13. Khan S.Q., Kelvin Ng., Dhillon O. et al. Growth differentiation factor-15 as a prognostic marker in patients with acute myocardial infarction. European heart journal. 2009;30(9):1057–65. DOI: 10.1093/eurheartj/ehn600

14. Anand I.S., Kempf T., Rector T.S. et al. Serial measurement of growthdifferentiation factor-15 in heart failure: relation to disease severity and prognosis in the Valsartan Heart Failure Trial. Circulation. 2010;122(14):1387–95. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.928846

15. Ho J.E., Lyass A., Courchesne P. et al. Protein biomarkers of cardiovascular disease and mortality in the community. Journal of the American Heart Association. 2018;7(14): e008108. DOI: 10.1161/JAHA.117.008108

16. Xie S., Lu L., Liu L . et al. Gro wth differentiation factor-15 and the risk of cardiovascular diseases and all-cause mortality: A meta-analysis of prospective studies. Clinical cardiology. 2019;42(5):513–23. DOI: 10.1002/clc.23159

17. Sinning C. Zengin E., Zeller T. et al. Candidate biomarkers in heart failure with reduced and preserved ejection fraction. Biomarkers. 2015;20(4):258–65. DOI: 10.3109/1354750X.2015.1068856

18. Sinning C., Kempf T., Schwarzl M. et al. Biomarkers for characterization of heart failure–distinction of heart failure with preserved and reduced ejection fraction. International journal of cardiology. 2017; 227: 272–7. DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.11.110.

19. Chan M.M. Y., Santhanakrishnan R., Chong J.P. C. et al. Growth differentiation factor 15 in heart failure with preserved vs. reduced ejection fraction. European journal of heart failure. 2016;18(1):81–8. DOI: 10.1002/ejhf.431.

20. Santhanakrishnan R., Chong J.P. C., Tze P.Ng. et al. Growth differentiation factor 15, ST2, high-sensitivity troponin T, and N-terminal pro brain natriuretic peptide in heart failure with preserved vs. reduced ejection fraction. European journal of heart failure. 2012; 14(12):1338–47. DOI: 10.1093/eurjhf/hfs130.

21. Sharma A., Stevens S.R., Lucas J. et al. Utility of growth differentiation factor-15, a marker of oxidative stress and inflammation, in chronic heart failure: insights from the HF-ACTION study. JACC: Heart Failure. 2017;5(10):724–34. DOI: 10.1016/j.jchf.2017.07.013.

22. Li J., Cui Y., Huang A. et al. Additional diagnostic value of growth differentiation factor-15 (GDF-15) to N-terminal B-type natriuretic peptide (NT-proBNP) in patients with different stages of heart failure. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research. 2018; 24:4992–9. DOI: 10.12659/MSM.910671.

23. Du H., Yang L., Zhang H., et al. Correlation between growth differentiation factor-15 and the severity of chronic heart failure in patients with coronary atherosclerosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020 Dec;24(24):12844-12848. DOI: 10.26355/eurrev_202012_24186.

24. Bouabdallaoui N., Claggett B., Zile M.R. et al. Growth differentiation factor-15 is not modified by sacubitril/valsartan and is an independent marker of risk in patients with heart failure and reduced ejection fraction: the PARADIGM-HF trial. European journal of heart failure. 2018;20(12):1701–9. DOI: 10.1002/ejhf.1301.

25. Foley P.W. X., Stegemann B., Kelvin Ng. et al. Growth differentiation factor-15 predicts mortality and morbidity after cardiac resynchronization therapy. European heart journal. 2009;30(22):2749–57. DOI: 10.1093/eurheartj/ehp300.

26. Lok D.J., Klip I.T., Lok S.I. et al. Incremental prognostic power of novel biomarkers (growth-differentiation factor-15, high-sensitivity C-reactive protein, galectin-3, and high-sensitivity troponin-T) in patients with advanced chronic heart failure. The American journal of cardiology. 2013;112(6):831–7. DOI: 10.1016/j.amjcard.2013.05.013.

27. Lok S.I., Winkens B., Goldschmeding R. et al. Circulating growth differentiation factor-15 correlates with myocardial fibrosis in patients with non-ischaemic dilated cardiomyopathy and decreases rapidly after left ventricular assist device support. European journal of heart failure. 2012;14(11):1249–56. DOI: 10.1093/eurjhf/hfs120.

28. Драпкина О.М., Палаткина Л.О. Маркеры цитокиновой активации и оксидативного стресса у пациентов хронической сердечной недостаточностью. Сердечная Недостаточность. 2013; 14(6): 341-6.

29. Базаева Е.В. Клиническая картина, параметры систолической и диастолической функций миокарда левого желудочка и уровней биохимических маркеров у пациентов с хронической сердечной недостаточностью с различной величиной фракции выброса левого желудочка: автореферат, дис. ... кандидата медицинских наук. Москва, 2017. 25 с.

30. Кужелева Е.А., Гарганеева А.А., Александренко В.А. и др. Ассоциации ростового фактора дифференцировки 15 с клиническими особенностями хронической сердечной недостаточности с промежуточной и сохраненной фракцией выброса в зависимости от анамнеза инфаркта миокарда. Кардиология. 2021;61(5):59-64. DOI: 10.18087/cardio.2021.5.n1449.

31. Сиволап В.Д., Земляний Я.В. Прогностическое значение уровней GDF 15 и NTproBNP и эхокардиографических показателей у пациентов сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса и бессимптомной диастолической дисфункцией, перенесших инфаркт миокарда на фоне артериальной гипертензии. Запорожский медицинский журнал. 2014;3(84):13–17.

32. Li J., Cui Y., Huang A. et al. Additional Diagnostic Value of Growth Differentiation Factor-15 (GDF-15) to N-Terminal B-Type Natriuretic Peptide (NT-proBNP) in Patients with Different Stages of Heart Failure. Med Sci Monit. 2018; 24:4992-4999. DOI: 10.12659/MSM.910671.

33. Nair N., Gongora E. Correlations of GDF-15 with sST2, MMPs, and worsening functional capacity in idiopathic dilated cardiomyopathy: Can we gain new insights into the pathophysiology? J Circ Biomark. 2018; 7:1849454417751735. DOI: 10.1177/1849454417751735.

34. Benes J., Kotrc M., Wohlfahrt P. et al. The Role of GDF-15 in Heart Failure Patients with Chronic Kidney Disease. Can J Cardiol. 2019;35(4):462-470. doi: 10.1016/j.cjca.2018.12.027.

35. Tuegel C., Katz R., Alam M. et al. GDF-15, Galectin 3, Soluble ST2, and Risk of Mortality and Cardiovascular Events in CKD. Am J Kidney Dis. 2018 Oct;72(4):519-528. DOI: 10.1053/j.ajkd.2018.03.025.

36. Cotter G., Voors A.A., Prescott M.F. et al. Growth differentiation factor 15 (GDF-15) in patients admitted for acute heart failure: results from the RELAX-AHF study. European journal of heart failure. 2015;17(11):1133–43. DOI: 10.1002/ejhf.331.

37. Jankovic-Tomasevic R., Pavlovic S.U., Jevtovic-Stoimenov T. et al. Prognostic utility of biomarker growth differentiation factor-15 in patients with acute decompensated heart failure. Acta cardiologica. 2016;71(5):587–95. DOI: 10.2143/AC.71.5.3167503.

38. Boulogne M., Sadoune M., Launay J.M. et al. Inflammation versus mechanical stretch biomarkers over time in acutely decompensated heart failure with reduced ejection fraction. International journal of cardiology. 2017; 226:53–9. DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.10.038.

39. Гизатулина Т.П., Мартьянова Л.У., Петелина Т.И. и др. Ростовой фактор дифференцировки 15 как интегральный маркер клинико-функционального статуса пациента с неклапанной фибрилляцией предсердий. Вестник аритмологии. 2020;27(3):25-33. DOI:10.35336/VA-2020-3-25-33.

40. Dalos D., Spinka G., Schneider M. et al. New Cardiovascular Biomarkers in Ischemic Heart Disease-GDF-15, A Probable Predictor for Ejection Fraction. J Clin Med. 2019;8(7):924. DOI: 10.3390/jcm8070924.

41. Manhenke C., Orn S., Haehling S. et al. Clustering of 37 circulating biomarkers by exploratory factor analysis in patients following complicated acute myocardial infarction. Int J Cardiol. 2013;166(3):729-35. DOI: 10.1016/j.ijcard.2011.11.089.

42. Lourenço P., Cunha F.M., Ferreira-Coimbra J. et al. Dynamics of growth differentiation factor 15 in acute heart failure. ESC Heart Fail. 2021;8(4):2527-2534. DOI: 10.1002/ehf2.13377.

43. Nolte K., Gabriel F., Stahrenberg R. et al. GDF-15, MRproADM, CTproET1 und CTproAVP bei Patienten mit asymptomatischer diastolischer Dysfunktion [GDF-15, MRproADM, CTproET1, and CTproAVP in patients with asymptomatic diastolic dysfunction]. Dtsch Med Wochenschr. 2015;140(13): e120-8. German. DOI: 10.1055/s-0041-102543.

44. Zhang Y., Moszczynski L.A., Liu Q. et al. Over-expression of growth differentiation factor 15 (GDF15) preventing cold ischemia reperfusion (I/R) injury in heart transplantation through Foxo3a signaling. Oncotarget. 2017;8(22):36531-36544. DOI: 10.18632/oncotarget.16607.

45. Lodi R., Yu B., Xia L. et al. Roles and Regulation of Growth differentiation factor-15 in the Immune and tumor microenvironment. Hum Immunol. 2021: S0198-8859(21)00170-1. DOI: 10.1016/j.humimm.2021.06.007.

46. Bonaca M., Morrow D.A., Braunwald E.et al. Growth differentiation factor-15 and risk of recurrent events in patients stabilized after acute coronary syndrome: observations from PROVE IT-TIMI 22. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2011;31(1):203-10. DOI: 10.1161/ATVBAHA.110.213512.

47. Zeng X., Li L., Wen H., Bi Q. Growth-differentiation factor 15 as a predictor of mortality in patients with heart failure: a metaanalysis. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2017;18(2):53-59. DOI: 10.2459/JCM.0000000000000412.

48. Hao J., Cheang I., Zhang L. et al. Growth differentiation factor-15 combined with N-terminal prohormone of brain natriuretic peptide increase 1-year prognosis prediction value for patients with acute heart failure: a prospective cohort study. Chin Med J (Engl). 2019;132(19):2278-2285. DOI: 10.1097/CM9.0000000000000449.

49. Vasan R.S. Biomarkers of cardiovascular disease: molecular basis and practical considerations. Circulation. 2006;113(19):2335-62. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.482570.