Биомаркеры оптической когерентной томографии-ангиографии как индикаторы сердечной недостаточности (литературный обзор)

    Введение

    Визуализация сетчатки позволяет нам напрямую видеть сосудистое и капиллярное ложе и может представлять собой идеальное окно для системных сердечно-сосудистых заболеваний и их микрососудистой дисфункции [1]. Офтальмологические исследования, такие как оптическая когерентная томография-ангиография (ОКТ-A), предоставляют уникальную возможность для анализа состояния сосудов и нервной ткани, что, в свою очередь, помогает в ранней диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, хронической сердечной недостаточности [2]. ОКТ-A предоставляет возможность не только оценить состояние сосудистой сети и слоев сетчатки, но и отслеживать динамику изменений на протяжении времени. Используя принцип интерферометрии, ОКТ-A обеспечивает многослойное зрение, позволяя исследовать анатомические особенности сетчатки и выявлять даже мельчайшие отклонения в ее структуре.

    Недавние исследования выявили значительные изменения в микрососудистой системе сетчатки и их взаимосвязь с системными заболеваниями. J. Chua и соавт. (2020) исследовали корреляцию между истончением микрососудов сетчатки и нейродегенеративными заболеваниями, обнаружив, что снижение плотности сосудов сетчатки в поверхностном капиллярном сплетении связано с ранней стадией болезни Альцгеймера, что указывает на потенциальную роль визуализации сетчатки в ранней диагностике [3]. Более того, исследование, проведенное Lim и соавт. (2013), установило связь между сужением артериол сетчатки и повышенным риском хронических заболеваний почек, подчеркнув, что сетчатка является окном в системное сосудистое здоровье [4]. В то время как в работе Yeung и соавт. (2019) указано на более низкую плотность сосудов поверхностного и глубокого сплетения сетчатки у пациентов с хронической болезнью почек по сравнению с контролем, что подчеркивает роль сетчатки в отражении системного состояния сосудов и почек [5].

    Yao и соавт. (2024) исследовали влияние диабета на микроциркуляторное русло сетчатки c помощью оптической когерентной томографии (ОКТ), выявив, что у пациентов с сахарным диабетом более низкая плотность сосудов поверхностного сосудистого сплетения, меньше перфузионная плотность, а так же сниженная плотность сосудов в макулярной и парафовеолярных областях, которые достоверно коррелировали с более высоким уровнем концентрации глюкозы натощак (р<0,001) [6] . J. Aschauer и соавт. (2021) [7] в ходе исследования обнаружили, что среди 45 пациентов с диагнозом ишемическая болезнь сердца (ИБС), 13 из которых составили женщины, средний возраст – 65±10 лет, значительное количество имели характерные сосудистые патологии сетчатки. Наиболее часто встречались артериовенозные шунты, очаговые артериальные сужения и микроаневризмы, что указывает на наличие хронических системных сосудистых нарушений. Анализ сосудистой плотности (VD) в различных слоях капиллярной сети продемонстрировал, что VD в поверхностном, глубоком капиллярном сплетении и хориокапиллярном сплетении был значительно ниже у пациентов с ИБС.

    Однако статистически значимые различия не наблюдались (р=0,06–0,92), что ставит под вопрос корреляцию между данными показателями. Медианные значения артериальных параметров, такие как толщина сосудистой стенки (TD) и соотношение толщины стенки к диаметру сосудов (WLR), составили 122,9 и 0,26 мк соответственно. Эти данные подчеркивают тенденцию к более высокому WLR среди пациентов с ИБС, что может свидетельствовать о прогрессирующих изменениях в сосудистой системе.

    В совокупности эти исследования подчеркивают важность визуализации микрососудов сетчатки для понимания и мониторинга системных заболеваний [8]. Эти микроангиопатические изменения могут служить важными индикаторами целого ряда кардиометаболических нарушений, что делает их потенциальными маркерами ранней диагностики и прогноза. Так, например, количественный анализ плотности капилляров способствует более глубокому пониманию патогенеза хронической сердечной недостаточности (ХСН) и помогает в формировании индивидуализированных лечебных стратегий [9]. Также возможна оценка сосудистой дегенерации, плотности макулярных сосудов и толщины внутреннего плексиформного слоя клеточного макулярного узла сетчатки при ХСН [1, 2, 8–10].

    Кроме того, анализ микрососудов сетчатки предоставляет уникальную возможность изучения патофизиологических процессов, протекающих в организме, без инвазивных вмешательств, что открывает новые возможности для клинической практики. Данные об изменениях сосудистой архитектуры могут также указывать на эффективность терапевтических вмешательств, позволяя врачам адаптировать лечение на основе динамики этих паттернов. Разумеется, дальнейшие исследования необходимы для более глубокого понимания взаимосвязи между микрососудистой патологией сетчатки и системными заболеваниями, что в конечном итоге приведет к улучшению диагностики и лечения пациентов.

    Биомаркеры OКТ-А 

    При сердечно-сосудистой патологии OКT-A, используя динамическое наблюдение за кровотоком, позволяет детально визуализировать микрососудистую сеть глаза, которое захватывает ангиографические изображения кровеносных сосудов в сетчатке и хориоидее путем выявления тонких изменений в сигналах отражения ОКТ, вызванных эритроцитами [11, 12].

    В ходе исследования глазного дна с помощью ОКТ-A фиксируются последовательные B-сканы, сделанные в одном и том же боковом месте, что позволяет исследовать динамику потоков крови. Анализируя временные изменения амплитуды, интенсивности и фазовой дисперсии этих сканов, исследователи получают высокоразрешающую информацию о кровотоке [11, 13]. ОКТ-А обеспечивает высококачественные изображения макулярного поверхностного капиллярного сплете ния (SCP) и глубокого капиллярного сплетения (DCP), позволяя специалистам более точно оценивать состояние кровеносных сосудов. Кроме того, эффективно разделяет фовеолярную аваскулярную зону (FAZ), что критически важно для диагностики и мониторинга заболеваний [14]. Создаваемые с помощью этой технологии изображения дают возможность детально анализировать изменение архитектоники сосудов как в поверхностном, так и в глубоком слоях сетчатки [15, 16].

    В последние годы с помощью метода OКТ-А активно изучают сосудистые изменения сетчатки при сердечной недостаточности. Изменение различных маркеров указывает на динамику не только самого заболевания, но и демонстрирует эффективность лечения. J. Weerts и соавт. (2024) [1] выявляли различия в плотности микрососудистых сосудов сетчатки, фовеолярной аваскулярной зоне, плотности перфузии и толщине ганглиозного клеточного плексиформного слоя (GCIPL) у пациентов с сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса по сравнению с контрольными лицами. Пациенты с ХСН показали сосудистую дегенерацию по сравнению с контрольными, с более низкой плотностью макулярных сосудов (р<0,001) и толщиной внутреннего плексиформного слоя (p=0,025), а также тенденцией к снижению общего объема сетчатки (р=0,050) на OКT-A.

    Однако Ihsan Alur и соавт. (2019) [17] изучали калибр сосудов сетчатки, толщины хориоидеи и глазного перфузионного давления у пациентов с низкой фракцией выброса. Измерения калибра сосудов сетчатки, субфовеолярной толщины хориоидеи и толщины фовеолярной области проводили с использованием ОКТ в спектральной области и флуоресцентной ангиографии, в итоге не было выявлено статистически значимой разницы между пациентами с низкой фракцией сердечного выброса и здоровыми контрольными группами.

    В 2023 г. E. Khalilipur и соавт. [18] проводили микрососудистый и структурный анализ сетчатки и хориоидеи у пациентов с ХСН со сниженной фракцией выброса (фракция выброса левого желудочка <40%). Пациенты с ХСН имели значительно более низкую субфовеолярную толщину хориоидеи (SFCT), чем у контрольной группы (264±82 против 313±72; р=0,009). А также индекс хориоидальной васкулярности (CVI) был ниже в группе с ХСН, чем в контрольной группе, однако разница не была статистически значимой до и после возрастной корректировки (73,45±6,67 против 75,77±5,92; р=0,118 и р=0,096 соответственно), также у пациентов с ХСН наблюдали снижение парафовеолярно плотности сосудов в поверхностном капиллярном сплетении, но никаких существенных изменений в средней центральной толщины макулы (CMT) или плотности хориокапиллярного потока (СС) не было обнаружено.

    В то время как Alnawaiseh и соавт. в 2021 г. [19] в своей работе, направленной на оценку перфузии сетчатки и диска зрительного нерва с помощью ОКТ-А у пациентов с ХСН, не выявили статистически значимой разницы в плотности потока между исследуемой и контрольной группой, их работа подчеркивает важность оценки макулярной перфузии как показателя сердечной функции. Была обнаружена значительная корреляция между фракцией выброса и плотностью поверхностного и глубокого макулярного потока (поверхностный: rSp=0,667, глубокий: rSp=0,400, p<0,001). Фовеолярная аваскулярная зона не коррелировала достоверно с фракцией выброса (rSp= –0,181; р>0,05). Однако, наблюдалась значимая корреляция между классом New York Heart Association (NYHA) и плотности потока макулы (поверхностной: rSp= –0,572–0,002). Таким образом, у пациентов с ХСН наблюдалось снижение плотности потока по сравнению со здоровыми людьми, также снижение плотности потока коррелировало с фракцией выброса левого желудочка и функциональным классом по классификации NYHA. Ретинальная перфузия, измеренная с помощью ОКТ-А, может дать представление о глобальной микроперфузии и гемодинамическом состоянии пациентов с сердечной недостаточностью.

    Следует отметить, принцип работы ОКТ-А основывается на установлении надежных возрастных нормативов, которые требуют тщательного подхода к отбору пациентов и анализу собранных данных. На рисунке изображены возрастные изменения и взаимосвязь между микроструктурой сетчатки, микрососудами и микроциркуляцией.

    Для этого необходимо включить в исследование как можно более разнообразную группу здоровых участников, что позволит избежать искажений, вызванных системными заболеваниями и индивидуальными особенностями.

    Так, в OCT-A существует нормальное возрастное снижение плотности сосудов, плотности потока, толщины сетчатки и хориоидной ткани, поэтому установление возрастных нормативных данных будет иметь важное значение для лучшей характеристики изменений при ХСН [8].

    Корреляции между биомаркерами ОКТ-А при ХСН

    Маркеры сосудистой ишемии, такие как снижение стандартного сосудистого диаметра (SVD), уменьшение диаметра венул (DVD) и увеличение FAZ в SCP и DCP, играют ключевую роль в диагностике и мониторинге пациентов с сердечно-сосудистой патологией, используя ОКТ-А [20–22]. Такие изменения свидетельствуют не только о локальных нарушениях микроциркуляции, но и о системных патологиях, связанных с недостаточным кровоснабжением тканей [23, 24]. Изменения толщины капиллярного сплетения, а также структура нервного слоя волокон сетчатки и плотность сосудов в SCP и DCP могут служить маркерами для оценки ИБС, острого коронарного синдрома и ХСН. Отклонения этих показателей от нормы часто коррелируют с повышенной тяжестью заболевания и худшими клиническими результатами [25–30].

    Кроме того, ишемические периваскулярные поражения сетчатки (RIPL) являются перспективными анатомическими биомаркерами, наблюдаемыми при ОКТ-А, которые представляют собой субклиническую микрососудистую ишемию сетчатки. Эти поражения могут наблюдаться при многих сердечно-сосудистых заболеваниях, включая гипертонию, атеросклероз, ХСН, что указывает на их важность в ранней диагностике и мониторинге сосудистых нарушений [13, 31, 32].

    Субретинальные друзные отложения (SDD) или ретикулярные друзы могут быть еще одним биомаркером сетчатки при сердечно-сосудистых заболеваниях, который легко видны при визуализации с помощью OКТ-А. Это овальные или круглые желтоватые отложения в субретинальном пространстве, которые представляют повышенный риск прогрессирования и хронизации основного заболевания и все чаще ассоциируются с системным заболеванием [33, 34].

    Дополнительные данные о сосудистой плотности сетчатки, полученные с помощью ОКТ-А, опубликованы в работе K. Rakusiewicz и соавт. (2021) [35], где авторы оценивали VD в SСP и DСP у детей с ХСН на фоне дилатационной кардиомиопатии. В ходе исследования авторы также оценивали такие биомаркеры, как FAZ, плотность всего поверхностного сосуда (wsVD), плотность фовеального поверхностного сосуда (fsVD), плотность парафовеального поверхностного сосуда (psVD), плотность всего глубокого сосуда (wdVD), плотность фовеального глубокого сосуда (fdVD), плотность парафовеального глубокого сосуда (pdVD), общую толщину (WT), толщину фовеальной области (FT) и парафовеальную толщину (PFT). В результате исследования авторы отметили значительное снижение VD в SCP у детей с ХСН по сравнению с контрольной группой.

    Однако между двумя группами не было обнаружено существенных различий в плотности сосудов глубокого слоя капиллярных сплетений, а также в площади FAZ, что может свидетельствовать о дифференцированном влиянии сердечной недостаточности на различные слои сетчатки.

    Помимо вышеизложенного, потеря перипапиллярного нервного слоя сетчатки (pRNFL) может рассматриваться как вторичное следствие гипоперфузии при ХСН. ХСН характеризуется не только клиническими проявлениями, но и морфологическими изменениями, влияющими на микроциркуляцию в различных органах и тканях [36]. Снижение кровоснабжения приводит к ишемии, которая вызывает значительные метаболические нарушения в клетках сетчатки. В этом контексте pRNFL становится не только маркером сосудистых заболеваний, но и индикатором функционального состояния зрительной системы в целом. Более того, выявление изменений в pRNFL может помочь в диагностике и мониторинге прогрессирования ХСН, так как эти изменения отражают статус системной гемодинамики.

    H.S. Kanar и соавт. (2021) [36] в своем исследовании оценили SFCT и pRNFLT у пациентов с ХСН и сравнили эти значения со значениями здоровых контрольных лиц. Авторы отметили снижение SFCT в обеих группах пациентов с ХСН по сравнению с контрольной группой.

    Результаты анализа подтвердили, что средний SFCT был значительно меньше у пациентов с фракцией выброса ниже 30%, чем у пациентов с 30–50%, однако авторы отметили снижение pRNFLT для пациентов только в группе с фракцией выброса ниже 30% по сравнению с двумя другими группами.

    В работе H. Altinkaynak и соавт. [37] сообщается о первом клиническом исследовании, оценивающем толщину хориоидеи в макулярной области у пациентов с ХСН. Авторы обнаружили, что среднее значение SFCT было статистически значимо ниже у пациентов с ХСН по сравнению со здоровыми лицами того же возраста и пола (181,2±80,23 мкм у исследуемой группы и 283,6±52,4 мкм у контрольной группы (р=0,000)). Эти результаты указывают на потенциальную взаимосвязь между ХСН и изменениями в структуре хориоидеи, что может свидетельствовать о наличии системных нарушений, влияющих на сосудистую систему глаза. Мы предполагаем, что снижение толщины хориоидеи может быть связано с уменьшением перфузии и колебаниями в микроциркуляции, вызванными заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Данная находка открывает новые возможности для дальнейших исследований, направленных на изучение патофизиологических механизмов, а также потенциальных терапевтических подходов для пациентов с ХСН.

    Важно отметить, что комплексная оценка изменений в хориоидее может стать важным инструментом для мониторинга состояния пациентов с сердечной недостаточностью. Таким образом, оба предложенные механизма авторов [37] требуют дальнейшего изучения для более глубокого понимания их влияния на состояние сосудистой системы и сетчатки у пациентов с ХСН. Вазоконстрикция, развивающаяся в орбитальных и хориоидальных сосудах, может оказывать негативное воздействие на поступление питательных веществ и кислорода к ретинальным тканям, что способствует ухудшению общего состояния пациента. Это подчеркивает важность мониторинга сердечного выброса и вазомоторной активности при ведении таких пациентов. Хроническая ишемия, развивающаяся вследствие недостаточной перфузии, может усугублять атрофию пигментного эпителия, что, в свою очередь, приводит к снижению функциональности сетчатки и дальнейшему ухудшению визуальных функций. Несколько физиологических факторов могут влиять на толщину хориоидеи. Старение является одним из факторов, связанных с изменениями в толщине хориоидеи, и сообщается, что у пожилых пациентов хориоидея тоньше [38, 39]. Аналогичным образом, SFCT статистически значимо ассоциировался с возрастом в исследуемой группе [37].

    Понимание этих факторов критически важно для ранней диагностики и разработки стратегий лечения заболеваний, связанных с макулярной областью, что может улучшить зрительное здоровье и качество жизни пациентов.

    Исследование взаимосвязи между сердечными заболеваниями и состоянием сетчатки открывает новые перспективы в ранней диагностике и профилактике осложнений у данной группы пациентов, что является особенно актуальным в свете старения населения и увеличения заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями.

    Заключение

    Несмотря на большое количество работ в области изучения биомаркеров, вопрос об их специфичности для заболеваний сердечно-сосудистой системы остается открытым. Многие исследования авторов в нашем обзоре подтверждают это: M. Alnawaiseh (Германия), K. Rakusiewicz (США), J. Aschauer (Австрия) и др. В последние годы ученые активно исследуют молекулярные и клеточные механизмы, стоящие за развитием кардиологической патологии, однако лишь немногие биомаркеры продемонстрировали высокую степень специфичности и чувствительности, среди них площадь FAZ, wsVD, fsVD. Сложность в идентификации уникальных биомаркеров обусловлена множеством факторов, среди которых полиморфизм генов, влияние сопутствующих заболеваний, разные методы диагностики и количественного анализа, а также отсутствие современного высокоразрешающего оборудования (ОКТ-А). Например, плотность потока может коррелировать с фракцией выброса левого желудочка, но их значение может варьироваться у пациентов с ХСН. Требуется дальнейшее углубленное изучение новых потенциальных биомаркеров, которые могут предложить лучшие возможности для ранней диагностики и мониторинга прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний.

    Информация об авторах

    Фролов Александр Михайлович – к.м.н., доцент кафедры глазных болезней Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва, frolov-am@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0003-0988-1361

    Дулани Фаваз Тарек – аспирант кафедры глазных болезней Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва; врач-офтальмолог ГБУЗ «Городская клиническая больница №52» Департамента здравоохранения Москвы, Fawaz.doulani5@ gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-9171-6095

    Фролов Михаил Александрович – д.м.н., профессор, зав. кафедрой глазных болезней Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва, frolov-ma@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0002-9833-6236

    Воробьева Ирина Витальевна – д.м.н., профессор, профессор кафедры глазных болезней Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва, vorobyeva_iv@pfur.ru, https://orcid.org/0000-0003-2707-8417

    Копченова Юлия Геннадьевна – ассистент кафедры глазных болезней Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Москва; зав. офтальмологическим отделением ГБУЗ «Городская клиническая больница №52» Департамента здравоохранения Москвы, kopchenova.yulia@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-3940-0178

    Information about the authors

    Alexandr M. Frolov – Cand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Eye Diseases; People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow, frolov-am@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0003-0988-1361

    Favaz. T. Dulani – postgraduate student of the Department of Eye DiseasesPeople’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow; Ophthalmologist, Moscow City Clinical Hospital 52, Fawaz.doulani5@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-9171-6095

    Mikhail A. Frolov – Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Eye Disease, People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow, frolov-ma@rudn.ru, https://orcid.org/0000-0002-9833-6236

    Irina V. Vorobyeva – Dr. Sc. (Med.), Professor, professor of the Department of Eye Diseases, People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow, vorobyeva_iv@pfur.ru, https://orcid.org/0000-0003-2707-8417

    Yulia. G. Kopchenova – Assistant Professor of the Department of Eye Diseases, People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow; Head of the Department of Ophthalmology, Moscow City Clinical Hospital 52, kopchenova.yulia@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-3940-0178

    Вклад авторов:

    Фролов А.М. – концепция и дизайн исследования, редактирование.

    Дулани Ф.Т. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование.

    Фролов М.А. – концепция и дизайн исследования.

    Воробьева И.В. – редактирование.

    Копченова Ю.Г. – концепция и дизайн исследования.

    Authors’ contributions:

    Frolov A.M. – concept and design of research, editing.

    Dulani F.T. – research concept and design, text writing, editing.

    Frolov M.A. – research concept and design.

    Vorobyeva I.V. – editing.

    Kopchenova Yu.G. – concept and design of the study.

    Финансирование: Авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Financial transparency: Аuthors have no financial interest in the sub-mitted materials or methods.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    Conflict of interest: Тhere is no conflict of interest.

    Поступила: 16.06.2025

    Переработана: 21.07.2025

    Принята к печати: 23.07.2025

    Originally received: 24.07.2025

    Final revision: 21.07.2025

    Accepted: 24.07.2025