Том 23 № 1 (2019)
АНЕСТЕЗИОЛОГИЯ И РЕАНИМАТОЛОГИЯ

Митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота как ранний маркер развития системного воспалительного ответа и органной недостаточности у кардиохирургических пациентов

Т. Забелина
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерация
Bio
О. Гребенчиков
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерация; ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии» «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А. Неговского», Москва, Российская Федерация
Ю. Скрипкин
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерация
А. Яворовский
ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация
В. Лихванцев
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерация; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация

Опубликован 09.03.2019

Ключевые слова

  • митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота,
  • острая почечная недостаточность,
  • послеоперационное осложнение,
  • системный воспалительный ответ

Как цитировать

Забелина, Т., Гребенчиков, О., Скрипкин, Ю., Яворовский, А., & Лихванцев, В. (2019). Митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота как ранний маркер развития системного воспалительного ответа и органной недостаточности у кардиохирургических пациентов. Патология кровообращения и кардиохирургия, 23(1), 33–41. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2019-1-33-41

Аннотация

Цель. Изучить значимость определения содержания митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты в плазме крови кардиохирургических пациентов в раннем послеоперационном периоде для прогнозирования системного воспалительного ответа и полиорганной недостаточности.
Методы. Проведено пилотное проспективное обсервационное когортное исследование взаимосвязи уровня митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты в плазме крови и частоты развития системного воспалительного ответа, острого почечного повреждения, острой сердечной недостаточности и острого респираторного дистресс-синдрома у 85 кардиохирургических больных.
Результаты. Уровень митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты, измеренный после окончания операции, показал возможность прогнозирования системного воспалительного ответа в течение 1–2 сут. послеоперационного периода (площадь под кривой AUC = 0,74). При определении точки cut-off обнаружено, что митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота более 0,54 нг/мл с чувствительностью 73,7% и специфичностью 66% свидетельствует о системном воспалительном ответе в раннем послеоперационном периоде. Соотношение шансов получить острое почечное повреждение у пациентов с системным воспалительным ответом или без него составило 3,4 [доверительный интервал (ДИ)1,27–9,08]; p = 0,0149; острой сердечной недостаточности — 5,7 [ДИ 2,20–14,84]; р = 0,0003 и острого респираторного дистресс-синдрома — 3,6 [ДИ 1,01–11,10], р = 0,047.
Заключение. Выявлена взаимосвязь митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты, определенной сразу после операции, и частоты развития системного воспалительного ответа. Подтверждена гипотеза о связи системного воспалительного ответа и частоты возникновения острого почечного повреждения, острой сердечной недостаточности и острого респираторного дистресс-синдрома. Повышенная митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота является ранним предиктором острой сердечной и почечной недостаточности, острого респираторного дистресс-синдрома в раннем после­операционом периоде у кардиохирургических больных.

Поступила в редакцию 25 марта 2019 г. Исправлена 3 апреля 2019 г. Принята к печати 8 апреля 2019 г.

Финансирование
Работа выполнена в рамках бюджетного финансирования ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского по теме НИР 1.6 «Оксидантный стресс в кардиохирургии: новые маркеры — предикторы развития осложнений и патогенетически обоснованная терапия».

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: В.В. Лихванцев
Сбор данных: Т.С. Забелина
Анализ и интерпретация данных: Ю.В. Скрипкин
Написание статьи: Т.С. Забелина, О.А. Гребенчиков
Редактирование статьи: О.А. Гребенчиков, А.Г. Яворовский
Утверждение версии для публикации: Т.С. Забелина, О.А. Гребенчиков, Ю.В. Скрипкин, А.Г. Яворовский, В.В. Лихванцев

Библиографические ссылки

  1. Patel M.R., Jneid H., Derdeyn C.P., Klein L.W., Levine G.N., Lookstein R.A., White C.J., Yeghiazarians Y., Rosenfield K. Arteriotomy closure devices for cardiovascular procedures: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010;122(18):1882-93. PMID: 20921445. http://doi.org/10.1161/CIR.0b013e3181f9b345
  2. Ji F., Li Z., Nguyen H., Young N., Shi P., Fleming N., Liu H. Perioperative dexmedetomidine improves outcomes of cardiac surgery. Circulation. 2013;127(15):1576-84. PMID: 23513068, PMCID: PMC3979354. http://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.112.000936
  3. Cheng H., Li Z., Young N., Boyd D., Atkins Z., Ji F., Liu H. The Effect of Dexmedetomidine on Outcomes of Cardiac Surgery in Elderly Patients. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2016;30(6):1502-8. PMID: 27435836, PMCID: PMC5010787. http://doi.org/10.1053/j.jvca.2016.02.026
  4. Landoni G., Lomivorotov V.V., Nigro Neto C., Monaco F., Pasyuga V.V., Bradic N., Lembo R., Gazivoda G., Likhvantsev V.V., Lei C., Lozovskiy A., Di Tomasso N., Bukamal N.A.R., Silva F.S., Bautin A.E., Ma J., Crivellari M., Farag A.M.G.A., Uvaliev N.S., Carollo C., Pieri M., Kunstýř J., Wang C.Y., Belletti A., Hajjar L.A., Grigoryev E.V., Agrò F.E., Riha H., El-Tahan M.R., Scandroglio A.M., Elnakera A.M., Baiocchi M., Navalesi P., Shmyrev V.A., Severi L., Hegazy M.A., Crescenzi G., Ponomarev D.N., Brazzi L., Arnoni R., Tarasov D.G., Jovic M., Calabrò M.G., Bove T., Bellomo R., Zangrillo A.; MYRIAD Study Group. Volatile anesthetics versus total intravenous anesthesia for cardiac surgery. N Engl J Med. 2019;380(13):1214-25. PMID:30888743. http://doi.org/10.1056/NEJMoa1816476
  5. Kristensen S.D., Knuuti J., Saraste A., Anker S., Bøtker H.E., De Hert S., Ford I., Gonzalez Juanatey J.R., Gorenek B., Heyndrickx G.R., Hoeft A., Huber K., Iung B., Kjeldsen K.P., Longrois D., Luescher T.F., Pierard L., Pocock S., Price S., Roffi M., Sirnes P.A., Uva M.S., Voudris V., Funck-Brentano C.; Authors/Task Force Members. 2014 ESC/ESA Guidelines on non-cardiac surgery: cardiovascular assessment and management: The Joint Task Force on non-cardiac surgery: cardiovascular assessment and management of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Society of Anaesthesiology (ESA). Eur J Anaesthesiol. 2014;31(10):517-73. PMID: 25127426. http://doi.org/10.1093/eurheartj/ehu282
  6. Baumgartner H., Falk V., Bax J.J., De Bonis M., Hamm C., Holm P.J., Iung B., Lancellotti P., Lansac E., Rodriguez Muñoz D., Rosenhek R., Sjögren J., Tornos Mas P., Vahanian A., Walther T., Wendler O., Windecker S., Zamorano J.L.; ESC Scientific Document Group. 2017 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease. Eur Heart J. 2017;38(36):2739-91. PMID: 28886619. http://doi.org/10.1093/eurheartj/ehx391
  7. Zhang Q., Raoof M., Chen Y., Sumi Y., Sursal T., Junger W., Brohi K., Itagaki K., Hauser C.J. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury. Nature. 2010;464(7285):104-7. PMID: 20203610, PMCID: PMC2843437. http://doi.org/10.1038/nature08780
  8. Krysko D.V., Agostinis P., Krysko O., Garg A.D., Bachert C., Lambrecht B.N., Vandenabeele P. Emerging role of damage-associated molecular patterns derived from mitochondria in inflammation. Trends Immunol. 2011;32(4):157-64. PMID: 21334975. http://doi.org/10.1016/j.it.2011.01.005
  9. Arnalich F., Maldifassi M.C., Ciria E., Codoceo R., Renart J., Fernandez-Capitan C., Herruzo R., Garcia-Rio F., Lopez-Collazo E., Montiel C. Plasma levels of mitochondrial and nuclear DNA in patients with massive pulmonary embolism in the emergency department: a prospective cohort study. Crit Care. 2013;17(3):R90. PMID: 23705965. PMCID: PMC3707013. http://doi.org/10.1186/cc12735
  10. Jahr S., Hentze H., Englisch S., Hardt D., Fackelmayer F.O., Hesch R.-D., Knippers R. DNA fragments in the blood plasma of cancer patients: quantitations and evidence for their origin from apoptotic and necrotic cells. Cancer Res. 2001;61(4):1659-65. PMID: 11245480.
  11. Borissoff J.I., Joosen I.A., Versteylen M.O., Brill A., Fuchs T.A., Savchenko A.S., Gallant M., Martinod K., Ten Cate H., Hofstra L., Crijns H.J., Wagner D.D., Kietselaer B.L. Elevated levels of circulating DNA and chromatin are independently associated with severe coronary atherosclerosis and a prothrombotic state. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013;33(8):2032-40. PMID: 23818485, PMCID: PMC3806482. http://doi.org/10.1161/ATVBAHA.113.301627
  12. Gu X., Yao Y., Wu G., Lv T., Luo L., Song Y. The plasma mitochondrial DNA is an independent predictor for post'traumatic systemic inflammatory response syndrome. PLoS One. 2013;8(8):e72834. PMID: 23977360, PMCID: PMC3748121. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0072834
  13. Yamanouchi S., Kudo D., Yamada M., Miyagawa N., Furukawa H., Kushimoto S. Plasma mitochondrial DNA levels in patients with trauma and severe sepsis: time course and the association with clinical status. J Crit Care. 2013;28(6):1027-31. PMID: 23787023. http://doi.org/10.1016/j.jcrc.2013.05.006
  14. Lo Y.M., Rainer T.H., Chan L.Y., Hjelm N.M., Cocks R.A. Plasma DNA as a prognostic marker in trauma patients. Clin Chem. 2000;46(3):319-23. PMID: 10702517.
  15. Lam N.Y., Rainer T.H., Chiu R.W., Joynt G.M., Lo Y.M. Plasma mitochondrial DNA concentrations after trauma. Clin Chem. 2004;50(1):213-6. PMID: 14709653. http://doi.org/10.1373/clinchem.2003.025783
  16. Хубутия М.Ш., Шабанов А.К., Скулачев М.В., Булава Г.В., Савченко И.М., Гребенчиков О.А., Сергеев А.А., Зоров Д.Б., Зиновкин Р.А. Митохондриальная и ядерная ДНК у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой. Общая реаниматология. 2013;9(6):24-35. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-6-24 [Khubutia M.S., Shabanov A.K., Skulachev M.V., Bulava G.V., Savchenko I.M., Grebenchikov O.A., Sergeev A.A., Zorov D.B., Zinovkin R.A. Mitochondrial and nuclear DNA in patients with severe polytrauma. General Reanimatology. 2013;9(6):24. (In Russ.) https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-6-24]
  17. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. Crit Care Med. 1992;20(6):864-74. PMID: 1597042.
  18. Bellomo R., Auriemma S., Fabbri A., D’Onofrio A., Katz N., Mccullough P.A., Ricci Z., Shaw A., Ronco C. The pathophysiology of cardiac surgery-associated acute kidney injury (CSA-AKI). Int J Artif Organs. 2008;31(2):166-78. PMID: 18311733. http://doi.org/10.1177/039139880803100210
  19. Wernovsky G., Wypij D., Jonas R.A., Mayer J.E. Jr., Hanley F.L., Hickey P.R., Walsh A.Z., Chang A.C., Castañeda A.R., Newburger J.W., Wessel D.L. Postoperative course and hemodynamic profile after the arterial switch operation in neonates and infants. A comparison of low-flow cardiopulmonary bypass and circulatory arrest. Circulation. 1995;92(8):2226-35. PMID: 7554206.
  20. Ranieri V., Rubenfeld G.D., Thompson B., Ferguson N.D., Caldwell E., Fan E., Camporota L., Slutsky A.S., Antonelli M., Anzueto A., Beale R., Brochard L., Brower R., Esteban A., Gattinoni L., Rhodes A., Vincent J.L., Bersten A., Needham D., Pesenti A. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA. 2012;307(23):2526-33. PMID: 22797452. http://doi.org/10.1001/jama.2012.5669
  21. Qin C., Liu R., Gu J., Li Y., Qian H., Shi Y., Meng W. Variation of perioperative plasma mitochondrial DNA correlate with peak inflammatory cytokines caused by cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Surg. 2015;10:85. PMID: 26104758, PMCID: PMC4479323. http://doi.org/10.1186/s13019-015-0298-6
  22. Lamy A., Devereaux P.J., Prabhakaran D., Taggart D., Hu Sh., Paolasso E., Zbynek Straka, Piegas L.S., Ruchan Akar A., Jain A.R., Noiseux N., Padmanabhan C., Bahamondes J.-C., Novick R.J., Vaijyanath P., Reddy S.K., Tao L., Olavegogeascoechea P., Airan B., Sulling T-A., Whitlock R.P., Ou Yo., Pogue J., Chrolavicius S., Yusuf S. for the CORONARY Investigators. Effects of off–pump and on–pump coronary–artery bypass grafting at 1 year. N Engl J Med. 2013;368(13):1179-88. http://doi.org/10.1056/NEJMoa1301228
  23. Jones A.E., Fiechtl J.F., Brown M.D., Ballew J.J., Kline J.A. Procalcitonin test in the diagnosis of bacteremia: a meta-analysis. Ann Emerg Med. 2008;50(1):34-41. PMID: 17161501. http://doi.org/10.1016/j.annemergmed.2006.10.020
  24. Delèvaux I, André M., Colombier M., Albuisson E., Meylheuc F., Bègue R-J., Piette J-C., Aumaître O. Can procalcitonin measurement help in differentiating between bacterial infection and other kinds of inflammatory processes? Ann Rheum Dis. 2003;62(4):337-34. PMID: 12634233, PMCID: PMC1754509. http://doi.org/10.1136/ard.62.4.337
  25. Bonventre J.V., Yang L. Cellular pathophysiology of ischemic acute kidney injury. J Clin Invest. 2011;121(11):4210-21. PMID: 22045571. http://doi.org/10.1172/JCI45161
  26. Sharfuddin A.A., Molitoris B.A. Pathophysiology of ischemic acute kidney injury. Nat Rev Nephrol. 2011;7(4):189-200. PMID: 21364518. http://doi.org/10.1038/nrneph.2011.16