Биомаркеры сердечной недостаточности у пациентов с сахарным диабетом 2 типа: клинические сопоставления и влияние сахароснижающей терапии

Основной причиной повышенной смертности пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) является сердечная недостаточность (СН). СН приводит к увеличению числа госпитализаций, ухудшению качества жизни и прогноза. Поскольку заболеваемость СН при СД2 постоянно увеличивается, возрос интерес к оптимальным диагностическим и прогностическим алгоритмам с использованием панели циркулирующих биомаркеров для обеспечения своевременной диагностики, улучшения лечения заболевания и прогноза пациентов. Так как число новых биомаркеров СН быстро растет, в этом обзоре изложены наиболее перспективные и доступные биомаркеры, связанные с фиброзом, – ключевым патофизиологическим механизмом СН, описана их полезность для диагностики, стратификации риска и скрининга СН при СД2, а также существующие ограничения.

1. Park J.J. Epidemiology, Pathophysiology, Diagnosis and Treatment of Heart Failure in Diabetes. Diabetes Metab J. 2021 Mar; 45 (2): 146–157. doi: 10.4093/dmj.2020.0282.

2. Друк И.В., Нечаева Г.И. Сахарный диабет 2 типа для кардиологов. Под ред. М.Н. Мамедова. М.: МИА, 2017, 208 с.

3. Мамедов М.Н., Друк И.В., Кашталап В.В., и соавт. Предиабет: диагностика, лечение и профилактика. М.: Кардиопрогресс, 2024. 186 с. ISBN 978-5-6040456-2-6.

4. Мамедов М.Н., Друк И.В., Арабидзе Г.Г., Ахундова Х.Р. Макрососудистые и микрососудистые осложнения сахарного диабета 2-го типа. Профилактическая медицина. 2024; 27 (8): 94 100. doi:0.17116/profmed20242708194.

5. Арабидзе Г.Г., Мамедов М.Н., Константинов В.О. и соавт. Ведение пациентов с гипертриглицеридемией. Фокус на сахарный диабет. Международный журнал сердца и сосудистых заболеваний. 2024. 12 (42.1): 6–44. DOI: 10.24412/2311-1623-2024-42S1-6-44.

6. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. и соавт. Сахарный диабет в Российской Федерации: динамика эпидемиологических показателей по данным Федерального регистра сахарного диабета за период 2010 – 2022 гг.. Сахарный диабет. 2023; 26 (2): 104–123.

7. Birkeland K.I., Bodegard J., Eriksson J.W. et al. Heart failure and chronic kidney disease manifestation and mortality risk associations in type 2 diabetes: A large multinational cohort study. Diabetes Obes Metab. 2020 Sep; 22 (9): 1607–1618. doi: 10.1111/dom.14074.

8. Драпкина О.М., Концевая А.В., Калинина А.М., и соавт. Коморбидность пациентов с хроническими неинфекционными заболеваниями в практике врача-терапевта. Евразийское руководство. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2024; 23 (3): 3996. doi: 10.15829/1728-8800-2024-3996.

9. Галявич А.С., Терещенко С.Н., Ускач Т.М, и соавт. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2024. Российский кардиологический журнал. 2024; 29 (11): 6162. doi: 10.15829/1560-4071-2024-6162

10. Singh S., Pandey A., Neeland I.J. Diagnostic and prognostic considerations for use of natriuretic peptides in obese patients with heart failure. Prog Cardiovasc Dis. 2020 Sep-Oct; 63 (5): 649–655. doi: 10.1016/j.pcad.2020.09.006.

11. Oremek G.M., Passek K., Holzgreve F., et al. Die Biomarker BNP und NT proBNP The biomarkers BNP and NT-proBNP. Zentralbl Arbeitsmed Arbeitsschutz Ergon. 2023; 73 (2): 89–95. German. doi: 10.1007/s40664-022-00491-9.

12. Magnussen C., Blankenberg S. Biomarkers for heart failure: small molecules with high clinical relevance. J Intern Med. 2018 Jun; 283 (6): 530–543. doi: 10.1111/joim.12756.

13. Lugnier C., Meyer A., Charloux A., et al. The Endocrine Function of the Heart: Physiology and Involvements of Natriuretic Peptides and Cyclic Nucleotide Phosphodiesterases in Heart Failure. J Clin Med. 2019; 8 (10): 1746. doi:10.3390/jcm8101746.

14. Oremek G.M., Passek K., Holzgreve F., et al. Die Biomarker BNP und NT proBNP [The biomarkers BNP and NT-proBNP]. Zentralbl Arbeitsmed Arbeitsschutz Ergon. 2023; 73 (2): 89–95. German. doi: 10.1007/s40664-022-00491-9.

15. Ullah W., Ahmad A., Sattar Y., et al. Importance of Basal Metabolic Index in the Diagnosis of Heart Failure With B-Type Natriuretic Peptide. Cardiol Res. 2019 Aug; 10 (4): 211–215. doi: 10.14740/cr898.

16. Chang P., Zhang X., Zhang J., et al. BNP protects against diabetic cardiomyopathy by promoting Opa1-mediated mitochondrial fusion via activating the PKG-STAT3 pathway. Redox Biol. 2023 Jun; 62: 102702. doi: 10.1016/j.redox.2023.102702

17. Ianoș R.D., Cozma A., Lucaciu R.L., et al. Role of Circulating Biomarkers in Diabetic Cardiomyopathy. Biomedicines. 2024, 23; 12 (9): 2153. doi: 10.3390/biomedicines12092153

18. Gouda P., Liu Y., Butler J., et al. Relationship between NT-proBNP, echocardiographic abnormalities and functional status in patients with subclinical siabetic cardiomyopathy. Cardiovasc Diabetol. 2024 Aug 2; 23 (1): 281. doi: 10.1186/s12933-024-02378-w

19. Ibrahim N.E., Januzzi J.L. Sodium-Glucose Co-Transporter 2 Inhibitors and Insights from Biomarker Measurement in Heart Failure Patients. Clin Chem. 2021 Jan 8; 67 (1): 79–86. doi: 10.1093/clinchem/hvaa277.

20. Simeone P., Tripaldi R., Michelsen A., et al. Effects of liraglutide vs. lifestyle changes on soluble suppression of tumorigenesis-2 (sST2) and galectin-3 in obese subjects with prediabetes or type 2 diabetes after comparable weight loss. Cardiovasc Diabetol. 2022 Mar 11; 21 (1): 36. doi: 10.1186/s12933-022-01469-w.

21. Vaduganathan M., Sattar N., Xu J., et al. Stress Cardiac Biomarkers, Cardiovascular and Renal Outcomes, and Response to Canagliflozin. J Am Coll Cardiol. 2022 Feb 8; 79 (5): 432–444. doi: 10.1016/j.jacc.2021.11.027.

22. Лебедев Д.А., Бабенко А.Ю. Влияние дапаглифлозина на маркеры фиброза и воспаления у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и очень высоким риском сердечно-сосудистых событий. РМЖ. Медицинское обозрение. 2021;5 (4): 185–188. doi: 10.32364/2587-6821-2021-5-4-185-188.

23. Khan S., Rasool S.T. Current Use of Cardiac Biomarkers in Various Heart Conditions. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2021; 21 (6): 980–993. doi: 10.2174/1871530320999200831171748.

24. Lotierzo M., Dupuy A.M., Kalmanovich E., et al. sST2 as a value-added biomarker in heart failure. Clin Chim Acta. 2020 Feb; 501: 120–130. doi: 10.1016/j.cca.2019.10.029.

25. Rabkin S.W., Tang J.K.K. The utility of growth differentiation factor-15, galectin-3, and sST2 as biomarkers for the diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction and compared to heart failure with reduced ejection fraction: a systematic review. Heart Fail Rev. 2021 Jul; 26 (4): 799–812. doi: 10.1007/s10741-020-09913-3.

26. Altara R., Ghali R., Mallat Z., et al. Conflicting vascular and metabolic impact of the IL-33/sST2 axis. Cardiovasc. Res. 2018; 114: 1578–1594. doi: 10.1093/cvr/cvy166.

27. Камардинов Д.Х., Сонгуров Р.Н., Иошина В.И., Бузиашвили Ю.И. Растворимый ST2 – как биомаркер, инструмент стратификации риска и терапевтическая мишень у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Кардиология. 2020; 60 (2): 111–121. doi:10.18087/cardio.2020.2.n816.

28. Zhang T., Xu C., Zhao R., et al. Diagnostic value of sST2 in cardiovascular diseases: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 2021; 8, article 697837 doi: 10.3389/fcvm.2021.697837.

29. Lotierzo M., Dupuy A.M., Kalmanovich E., et al. sST2 as a value-added biomarker in heart failure. Clin Chim Acta. 2020 Feb; 501: 120–130. doi: 10.1016/j.cca.2019.10.029.

30. Yu Song, Fuhai Li, Yamei Xu, et al. Prognostic value of sST2 in patients with heart failure with reduced, mid-range and preserved ejection fraction. International Journal of Cardiology (2020), doi:10.1016/j.ijcard.2020.01.039.

31. Demyanets S., Kaun C., Kaider A., et al. The pro-inflammatory marker soluble suppression of tumorigenicity-2 (ST2) is reduced especially in diabetic morbidly obese patients undergoing bariatric surgery. Cardiovasc Diabetol. 2020 Feb 26; 19 (1): 26. doi: 10.1186/s12933-020-01001-y.

32. Simeone P., Tripaldi R., Michelsen A., et al. Effects of liraglutide vs. lifestyle changes on soluble suppression of tumorigenesis-2 (sST2) and galectin-3 in obese subjects with prediabetes or type 2 diabetes after comparable weight loss. Cardiovasc Diabetol. 2022 Mar 11; 21 (1): 36. doi: 10.1186/s12933-022-01469-w.

33. Berezin A.E. Prognostication of clinical outcomes in diabetes mellitus: Emerging role of cardiac biomarkers. Diabetes Metab Syndr. 2019 Mar-Apr; 13 (2): 995–1003. doi: 10.1016/j.dsx.2019.01.018.

34. Singh H., Khadanga S., Goel S.K., et al. Evaluation of interleukin-33 & sST2 levels in type-2 diabetic mellitus patients with or without metabolic syndrome. Indian J Med Res. 2023 May; 157 (5): 470–476. doi: 10.4103/ijmr.IJMR_1444_19.

35. Li M., Duan L., Cai Y., et al. Prognostic value of soluble suppression of tumorigenesis-2 (SST2) for cardiovascular events in coronary artery disease patients with and without diabetes mellitus. Cardiovasc Diabetol. 2021; 20: 49. doi: 10.1186/s12933-021-01244-3.

36. Sabbatinelli J., Giuliani A., Bonfigli A.R., et al. Prognostic value of soluble ST2, high-sensitivity cardiac troponin, and NT-proBNP in type 2 diabetes: a 15-year retrospective study. Cardiovasc Diabetol. 2022 Sep 10; 21 (1): 180. doi: 10.1186/s12933-022-01616-3.

37. Hammer F., Genser B., Dieplinger B., et al. Soluble suppression of tumorigenesis-2 is a strong predictor of all-cause, cardiovascular and infection-related mortality risk in haemodialysis patients with diabetes mellitus. Clin Kidney J. 2022 May 18; 15 (10): 1915–1923. doi: 10.1093/ckj/sfac142.

38. Fousteris E., Melidonis A., Panoutsopoulos G., et al. Toll/interleukin-1 receptor member ST2 exhibits higher soluble levels in type 2 diabetes, especially when accompanied with left ventricular diastolic dysfunction. Cardiovasc Diabetol. 2011; 10: 101. doi: 10.1186/1475-2840-10-101.

39. Iyer N.R., Chan S.P., Liew O.W., et al. ATTRaCT investigators. Global longitudinal strain and plasma biomarkers for prognosis in heart failure complicated by diabetes: a prospective observational study. BMC Cardiovasc Disord. 2024 Mar 5; 24 (1): 141. doi: 10.1186/s12872-024-03810-5.

40. Pascual-Figal D.A., Bayes-Genis A., Asensio-Lopez M.C., et al. The Interleukin-1 Axis and Risk of Death in Patients With Acutely Decompensated Heart Failure. J Am Coll Cardiol. 2019 Mar 12; 73 (9): 1016–1025. doi: 10.1016/j.jacc.2018.11.054.

41. Kosum P., Siranart N., Mattanapojanat N., et al. GDF-15: a novel biomarker of heart failure predicts short-term and long-term heart-failure rehospitalization and short-term mortality in patients with acute heart failure syndrome. BMC Cardiovasc Disord. 2024 Mar 12; 24 (1): 151. doi: 10.1186/s12872-024-03802-5.

42. Кужелева Е.А., Гарганеева А.А., Александренко В.А. и соавт. 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.

43. Драпкина О.М., Палаткина Л.О. Маркеры цитокиновой активации и оксидативного стресса у пациентов хронической сердечной недостаточностью. Сердечная Недостаточность. 2013; 14 (6): 341-6. doi:10.20514/2226-6704-2023-13-1-14-23.

44. Сиволап В.Д., Земляний Я.В. Прогностическое значение уровней GDF 15 и NTproBNP и эхокардиографических показателей у пациентов с 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.

45. Гизатулина Т.П., Мартьянова Л.У., Петелина Т.И. и соавт. 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.

46. Bradley J., Schelbert E.B., Bonnett L.J., et al. Growth differentiation factor-15 in patients with or at risk of heart failure but before first hospitalization. Heart. 2024 Jan 10; 110 (3): 195–201. doi: 10.1136/heartjnl-2023-322857

47. Echouffo-Tcheugui J.B., Daya N., Ndumele C.E., et al. Diabetes, GDF-15 and incident heart failure: the atherosclerosis risk in communities study. Diabetologia. 2022 Jun; 65 (6): 955–963. doi: 10.1007/s00125-022-05678-6

48. Tsai V., Zhang H., Manandhar R et al. Treatment with the TGF-b superfamily cytokine MIC-1/GDF15 reduces the adiposity and corrects the metabolic dysfunction of mice with diet-induced obesity. Int. J. Obes. 2018; 42: 561–571. doi: 10.1038/ijo.2017.258.

49. Coll A.P., Chen M., Taskar P. et al. GDF15 mediates the effects of metformin on body weight and energy balance. Nature. 2020; 578: 444–448. doi: 10.1038/s41586-019-1911-y.

50. Gerstein H.C., Pare G., Hess S., et al. Growth Differentiation Factor 15 as a Novel Biomarker for Metformin. Diabetes Care. 2017; 40: 280–283. doi: 10.2337/dc16-1682.

51. Echouffo-Tcheugui J.B., Daya N., Ndumele C.E., et al. Diabetes, GDF-15 and incident heart failure: the atherosclerosis risk in communities study. Diabetologia. 2022 Jun; 65 (6): 955–963. doi: 10.1007/s00125-022-05678-6.

52. Xie S., Li Q., Luk A.O.Y., et al. Major Adverse Cardiovascular Events and Mortality Prediction by Circulating GDF-15 in Patients with Type 2 Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis. Biomolecules. 2022 Jul 4; 12 (7): 934. doi: 10.3390/biom12070934.

53. Hara A., Niwa M., Kanayama T., et al. Galectin-3: A Potential Prognostic and Diagnostic Marker for Heart Disease and Detection of Early Stage Pathology. Biomolecules. 2020 Sep 4; 10 (9): 1277. doi: 10.3390/biom10091277

54. Khadeja Bi A., Santhosh V., Sigamani K. Levels of Galectin-3 in Chronic Heart Failure: A Case-Control Study. Cureus. 2022 Aug 23; 14 (8): e28310. doi: 10.7759/cureus.28310.

55. Lebedev D.A., Lyasnikova E.A., Vasilyeva E.Y., et al. Association between markers of fibrosis and heart failure incidence in patients with type 2 diabetes mellitus. J. Diabetes Res. 2021; 2021: 9589185. doi: 10.1155/2021/9589185.

56. Deng J., Yan F., Tian J., et al. Potential clinical biomarkers and perspectives in diabetic cardiomyopathy. Diabetol Metab Syndr. 2023 Mar 4; 15 (1): 35. doi: 10.1186/s13098-023-00998-y.

57. Hao W.R., Cheng C.H., Liu J.C., et al. Understanding Galectin-3's Role in Diastolic Dysfunction: A Contemporary Perspective. Life (Basel). 2024 Jul 20; 14 (7): 906. doi: 10.3390/life14070906.

58. Lebedev D.A., Lyasnikova E.A., Vasilyeva E.Y., et al. Type 2 Diabetes Mellitus and Chronic Heart Failure with Midrange and Preserved Ejection Fraction: A Focus on Serum Biomarkers of Fibrosis. J Diabetes Res. 2020 Nov 7; 2020: 6976153. doi: 10.1155/2020/6976153.

59. Li Y., Li T., Zhou Z., et al. Emerging roles of Galectin-3 in diabetes and diabetes complications: A snapshot. Rev Endocr Metab Disord. 2022 Jun; 23 (3): 569–577. doi: 10.1007/s11154-021-09704-7.

60. Sun Z., Wang Z., Li L., et al. RAGE/galectin-3 yields intraplaque calcification transformation via sortilin. Acta Diabetol. 2019; 56: 457–472. doi: 10.1007/s00592-018-1273-1.

61. Tan K.C.B., Cheung C.L., Lee A.C.H., et al. Galectin-3 and risk of cardiovascular events and all-cause mortality in type 2 diabetes. Diabetes Metab. Res. Rev. 2019; 35: e3093. doi: 10.1002/dmrr.3093.

62. Flores-Ramírez R., Azpiri-López J.R., González-González J.G., et al. Global longitudinal strain as a biomarker in diabetic cardiomyopathy. A comparative study with Gal-3 in patients with preserved ejection fraction. Arch. Cardiol. Mex. 2017; 87: 278–285. doi: 10.1016/j.acmx.2016.06.002.

63. Seferovic J.P., Lalic N.M., Floridi F., et al. Structural myocardial alterations in diabetes and hypertension: the role of galectin-3. Clin Chem Lab Med. 2014; 52: 1499–1505. doi: 10.1515/cclm-2014-0265.

64. Holmager P., Egstrup M., Gustafsson I., et al. Galectin-3 and fibulin-1 in systolic heart failure-relation to glucose metabolism and left ventricular contractile reserve. BMC Cardiovasc. Disord. 2017; 17: 22. doi: 10.1186/s12872-016-0437-6.

65. Nguyen M.N., Ziemann M., Kiriazis H., et al. Galectin-3 deficiency ameliorates fibrosis and remodeling in dilated cardiomyopathy mice with enhanced Mst1 signaling. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2019; 316: H45–H60. doi: 10.1152/ajpheart.00609.2018.

66. Zhu N., Zhu L., Huang B., et al. Galectin-3 inhibition ameliorates streptozotocin-induced diabetic cardiomyopathy in mice. Front Cardiovasc Med. 2022; 9: 868372. doi: 10.3389/fcvm.2022.868372.

67. Nikolov A., Popovski N. Extracellular Matrix in Heart Disease: Focus on Circulating Collagen Type I and III Derived Peptides as Biomarkers of Myocardial Fibrosis and Their Potential in the Prognosis of Heart Failure: A Concise Review. Metabolites. 2022 Mar 28; 12 (4): 297. doi: 10.3390/metabo12040297.

68. Levick S.P., Widiapradja A. The diabetic cardiac fibroblast: mechanisms underlying phenotype and function. International Journal of Molecular Sciences. 2020; 21 (3): p. 970. doi: 10.3390/ijms21030970.

69. Pan K.L., Hsu Y.C., Chang S.T., et al. The Role of Cardiac Fibrosis in Diabetic Cardiomyopathy: From Pathophysiology to Clinical Diagnostic Tools. Int J Mol Sci. 2023 May 11; 24 (10): 8604. doi: 10.3390/ijms24108604.

70. Raafs A.G., Verdonschot J.A.J., Henkens M.T.H.M., et al. The combination of carboxy-terminal propeptide of procollagen type I blood levels and late gadolinium enhancement at cardiac magnetic resonance provides additional prognostic information in idiopathic dilated cardiomyopathy – A multilevel assessment of myocardial fibrosis in dilated cardiomyopathy. Eur J Heart Fail. 2021 Jun; 23 (6): 933–944. doi: 10.1002/ejhf.2201.

71. Пономарева О.В., Смирнова Е.А. Современный взгляд на роль фиброза миокарда и его биохимических маркеров в диагностике хронической сердечной недостаточности. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2024.12.2: 303–316. doi:10.23888/HMJ2024122303-316.