MODERN CONCEPTS OF BIOLOGICAL MARKERS FOR CORONARY HEART DISEASE, MYOCARDIAL INFARCTION AND HEART FAILURE

The analytical review presents the data of international medical literature on using biological cardiac markers in diagnostics, prognosis, cardiovascular risk stratification, therapy targeting and monitoring of treatment effectiveness in patients with coronary heart disease, myocardial infarction, and heart failure. This review details the general characteristics, biological and pathophysiological roles, and clinical value of biomarkers of lipoprotein transport and metabolism, inflammation, myocardial injury and fibrosis, myocardial stress, and gut microbiota. The search of scientific publications and fundamental studies on biological markers implementation for coronary heart disease, myocardial infarction and heart failure is carried out in CyberLeninka and eLIBRARY.RU electronic libraries and PubMed, Medline, Medscape, Google Scholar databases with a search depth of 10 years.

1. Biomarkers Definitions Working Group. Biomarkers and surrogate endpoints: Preferred definitions and conceptual framework // Clinical Pharmacology & Therapeutics. 2001. Vol. 69, no. 3. P. 89– 95. https://doi.org/10.1067/mcp.2001.113989.

2. Метельская В. А., Гуманова Н. Г. Валидные кардиоспецифические биохимические маркеры. Часть I // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020. Т. 19, № 4. С. 123–134.

3. Драпкина О. М., Концевая А. В. Новые возможности биомаркеров в стратификации риска сердечно-сосудистых заболеваний. Заключение Совета экспертов // Российский кардиологический журнал. 2021. Т. 26, № 9. С. 129–134.

4. Libby P., King K. Biomarkers: A challenging conundrum in cardiovascular disease // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biol-ogy. 2015. Vol. 35, no. 12. P. 2491–2495. https://doi.org/10.1161/ ATVBAHA.115.305233.

5. Кухарчук В. В. Н. Н. Аничков (1885–1964) // Атеросклероз и Дислипидемии. 2010. № 1. С. 58–60.

6. Močnik M., Marčun Varda N. Lipid biomarkers and atherosclerosis – Old and new in cardiovascular risk in childhood // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24, no. 3. P. 2237. https://doi.org/10.3390/ijms24032237.

7. Афанасьева О. И., Покровский С. Н. Гиперлипопротеидемия(а) как опасное генетически обусловленное нарушение липидного обмена и фактор риска атеротромбоза и сердечно-сосудистых заболеваний // Российский кардиологический журнал. 2019. № 5. С. 101–108.

8. Емельянчик В. С., Мариловцева О. В., Хомченков Р. В. и др. Липопротеин (а) в диагностике сердечно-сосудистого риска. Значения липопротеина (а) и аполипопротеина В во взрослой популяции г. Красноярска // Российский кардиологический журнал. 2023. Т. 28, № 7. С. 65–70.

9. Bittner V. A., Szarek M., Aylward P. E. et al. Effect of alirocumab on lipoprotein(a) and cardiovascular risk after acute coronary syn-drome // Journal of the American College of Cardiology. 2020. Vol. 75, no. 2. P. 133–144. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2019.10.057.

10. Roth C., Krychtiuk K. A., Gangl C. et al. Lipoprotein(a) plasma levels are not associated with survival after acute coronary syndromes: An observational cohort study // PLoS ONE. 2020. Vol. 15, no. 1. P. 0227054. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227054.

11. Bao X., Liang Y., Chang H. et al. Targeting proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9): from bench to bedside // Signal Transduction and Targeted Therapy. 2024. Vol. 9. https://doi. org/10.1038/s41392-023-01690-3.

12. Schulz R., Schlüter K.-D., Laufs U. Molecular and cellular function of the proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) // Ba-sic Research in Cardiology. 2015. Vol. 110. https://doi.org/10.1007/ s00395-015-0463-z.

13. Ugovšek S., Šebeštjen M. Non-lipid effects of PCSK9 monoclonal antibodies on vessel wall // Journal of Clinical Medicine. 2022. Vol. 11, no. 13. P. 3625. https://doi.org/10.3390/jcm11133625.

14. Raal F., Panz V., Immelman A. et al. Elevated PCSK9 Levels in untreated patients with heterozygous or homozygous familial hypercholesterolemia and the response to high-dose statin therapy // Journal of the American Heart Association. 2013. Vol. 2, no. 2. https://doi.org/10.1161/jaha.112.000028.

15. Рагино Ю. И., Астракова К. С., Шахтшнейдер Е. В. и др. Уровни в крови пропротеиновой конвертазы субтилизин-кексинового типа 9 (PCSK 9) при гипер- и гипохолестеринемии // Атеросклероз и дислипидемии. 2015. № 4. С. 15–19.

16. Вуколова Ю. Ю., Губарева Е. Ю., Губарева И. В. и др. Значение пропротеиновой конвертазы субтилизин-кексинового типа 9 и маркеров воспаления в диагностике каротидного атеросклероза у мужчин с артериальной гипертензией // Российский кардиологический журнал. 2024. Т. 29, № 8. С. 49–58.

17. Gencer B., Mach F. Lipid management in ACS: Should we go lower faster? // Atherosclerosis. 2018. Vol. 275. P. 368–375. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2018.06.871.

18. Чубыкина У. В., Тюрина А. В., Ежов М. В. Эра таргетной терапии гиперлипидемий // Российский кардиологический журнал. 2024. Т. 29, № 8. С. 142–152.

19. Гимадеева А. Д., Галявич А. С., Галеева З. М. и др. Уровни пропротеин конвертазы субтилизин/кексин 9 типа у пациентов с острым инфарктом миокарда // Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25, № 2. С. 42–44.

20. Almontashiri N. A. M., Vilmundarson R. O., Ghasemzadeh N. et al. Plasma PCSK9 levels are elevated with acute myocardial infarction in two independent retrospective angiographic studies // PLoS ONE. 2014. Vol. 9, no. 9. P. e106294. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0106294.

21. Cariou B., Guérin P., Le May C. et al. Circulating PCSK9 levels in acute coronary syndrome: Results from the PC-SCA-9 prospective study // Diabetes & Metabolism Journal. 2017. Vol. 43, no. 6. P. 529–535. https://doi.org/10.1016/j.diabet.2017.07.009.

22. Bae K. H., Kim S. W., Choi Y. K. et al. Serum levels of PCSK9 are associated with coronary angiographic severity in patients with acute coronary syndrome // Diabetes & Metabolism Journal. 2018. Vol. 42, no. 3. P. 207–214. https://doi.org/10.4093/dmj.2017.0081.

23. Braunwald E. Triglycerides: the past, the present, and the future // European Heart Journal. 2024. Vol. 45, no. 37. P. 3780–3781. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehae515.

24. Демидова Т. Ю., Измайлова М. Я., Белова К. М. Роль триглицеридно-глюкозного индекса в определении сердечно-сосудистого и метаболического прогноза у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа // Медицинский совет. 2023. № 9. С. 47–57.

25. Simental-Mendía L. E., Rodríguez-Morán M., Guerrero-Romero F. The product of fasting glucose and triglycerides as surrogate for identifying insulin resistance in apparently healthy subjects // Metabolic Syndrome and Related Disorders. 2008. Vol. 6, no. 4. P. 299–304. https://doi.org/10.1089/met.2008.0034.

26. Fiorentino T. V., Marini M. A., Succurro E. et al. Relationships of surrogate indexes of insulin resistance with insulin sensitivity assessed by euglycemic hyperinsulinemic clamp and subclinical vascular damage // BMJ Open Diabetes Research & Care. 2019. Vol. 7. P. e000911. https://doi.org/10.1136/bmjdrc-2019-000911.

27. Liang S., Wang C., Zhang J. et al. Triglyceride-glucose index and coronary artery disease: a systematic review and meta-analysis of risk, severity, and prognosis // Cardiovascular Diabetology. 2023. Vol. 22. https://doi.org/10.1186/s12933-023-01906-4.

28. Centurión O. A. Serum biomarkers and source of inflammation in acute coronary syndromes and percutaneous coronary interven¬tions // Cardiovascular Revascularization Medicine. 2016. Vol. 17, no. 2. P. 119–128. https://doi.org/10.1016/j.carrev.2016.01.005.

29. Мурашов И. С., Полонская Я. В., Каштанова Е. В. и др. Биохимические и иммуногистохимические особенности нестабильных атеросклеротических бляшек при атеросклерозе коронарных артерий // Сибирский медицинский вестник. 2018. № 4. С. 3–12.

30. Suzuki M., Saito M., Nagai T. et al. Systemic versus coronary levels of inflammation in acute coronary syndromes // Angiology. 2006. Vol. 57, no. 4. P. 459–463. https://doi.org/10.1177/0003319706290742.

31. Shetelig C., Limalanathan S., Hoffmann P. et al. Association of IL-8 with infarct size and clinical outcomes in patients with STEMI // Journal of the American College of Cardiology. 2018. Vol. 72, no. 2. P. 187–198. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.04.053.

32. Воробьев А. С., Коваленко Л. В., Николаев К. Ю. и др. Роль миокардиального стресса и воспалительного ответа в формировании постинфарктного ремоделирования миокарда // Вестник СурГУ. Медицина. 2020. № 1. С. 66–74.

33. Silvain J., Kerneis M., Zeitouni M. et al. Interleukin-1β and risk of premature death in patients with myocardial infarction // Journal of the American College of Cardiology. 2020. Vol. 76, no. 15. P. 1763–1773. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.08.026.

34. Ridker P. M., Silvertown J. D. Inflammation, C-reactive protein, and atherothrombosis // Journal of Periodontology. 2008. Vol. 79, no. 85. P. 1544–1551. https://doi.org/10.1902/jop.2008.080249.

35. Karadeniz M., Duran M., Akyel A. et al. High sensitive CRP level is associated with intermediate and high syntax score in patients with acute coronary syndrome // International Heart Journal. 2015. Vol. 56, no. 4. P. 377–380. https://doi.org/10.1536/ihj.14-299.

36. Zamani P., Schwartz G. G., Olsson A. G. et al. Myocardial ischemia reduction with aggressive cholesterol lowering (MIRACL) study investigators. Inflammatory biomarkers, death, and recurrent nonfatal coronary events after an acute coronary syndrome in the MIRACL study // Journal of the American Heart Association. 2013. Vol. 2, no. 1. https://doi.org/10.1161/JAHA.112.003103.

37. Shrivastava A. K., Singh H. V., Raizada A. et al. Serial measurement of lipid profile and inflammatory markers in patients with acute myocardial infarction // EXCLI Journal. 2015. Vol. 14. P. 517–526. https://doi.org/10.17179/excli2014-671.

38. Everett B. M. Residual inflammatory risk: A common and important risk factor for recurrent cardiovascular events // Journal of the American College of Cardiology. 2019. Vol. 73, no. 19. P. 2410–2412. https://doi.org/10.1010/j.jacc.2019.02.056.

39. Гуманова Н. Г., Климушина М. В., Богданова Н. Л. и др. Валидные кардиоспецифические биохимические маркеры. Часть II // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020. Т. 19, № 5. С. 123–132.

40. Кокорин В. А., Гасанов М. З., Гордеев И. Г. и др. Качественное определение сердечного белка, связывающего жирные кислоты в ранней дифференциальной диагностике инфаркта миокарда: субанализ российского многоцентрового исследования исполин // Российский кардиологический журнал. 2017. № 11. С. 62–67.

41. O’Donoghue M., de Lemos J. A., Morrow D. A. et al. Prognostic utility of heart-type fatty acid binding protein in patients with acute coronary syndromes // Circulation. 2006. Vol. 114, no. 6. P. 550–557. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.106.641936.

42. Бернс С. А., Захарова В. А., Шмидт Е. А. и др. Прогностическая роль сердечной фракции белка, связывающего жирные кислоты, у пациентов с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST с сопутствующим сахарным диабетом 2-го типа // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2019. Т. 18, № 3. С. 30–34.

43. Ye X. D., He Y., Wang S. et al. Heart-type fatty acid binding protein (H-FABP) as a biomarker for acute myocardial injury and longterm post-ischemic prognosis // Acta Pharmacologica Sinica. 2018. Vol. 39. P. 1155–1163. https://doi.org/10.1038/aps.2018.37.

44. Pavel A. L., Kundnani N. R., Morariu S. I. et al. Importance of H-FABP in early diagnosis of acute myocardial infarction // International Journal of General Medicine. 2024. Vol. 17. P. 4335–4346. https://doi.org/10.2147/IJGM.S476736.

45. Aimo A., Januzzi Jr. J. L., Bayes-Genis A. et al. Clinical and prognostic significance of sST2 in heart failure: JACC review topic of the week // Journal of the American College of Cardiology. 2019. Vol. 74, no. 17. P. 2193–2203. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2019.08.1039.

46. Bayés-Genís A., Núñez J., Lupón J. Soluble ST2 for prognosis and monitoring in heart failure: The new gold standard? // Journal of the American College of Cardiology. 2017. Vol. 70, no. 19. P. 2389–2392. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2017.09.031.

47. Tsutsui H., Albert N. M., Coats A. J. S. et al. Natriuretic peptides: role in the diagnosis and management of heart failure: A scientific statement from the Heart Failure Association of the European Society of Cardiology, Heart Failure Society of America and Japanese Heart Failure Society // European Journal of Heart Failure. 2023. Vol. 25, no. 5. P. 616–631. https://doi.org/10.1002/ejhf.2848.

48. Jering K. S., Claggett B. L., Pfeffer M. A. et al. Prognostic importance of NT-proBNP (N-Terminal Pro-B-Type Natriuretic Peptide) following high-risk myocardial infarction in the PARADISE-MI trial // Circulation: Heart Failure. 2023. Vol. 16, no. 5. https://doi.org/10.116/CIRCHEARTFAILURE.122.010259.

49. Mu D., Cheng J., Qiu L. et al. Copeptin as a diagnostic and prognostic biomarker in cardiovascular diseases // Frontiers in Cardiovascular Medicine. 2022. Vol. 9. 25 p. https://doi.org/10.3389/fcvm.2022.901990.

50. Каретникова В. Н., Кашталап В. В., Косарева С. Н. и др. Фиброз миокарда: современные аспекты проблемы // Терапевтический архив. 2017. № 1. С. 88–93.

51. Li M., Yuan Y., Guo K. et al. Value of Galectin-3 in acute myocardial infarction // American Journal of Cardiovascular Drugs. 2020. Vol. 20. P. 333–342. https://doi.org/10.1007/s40256-019-00387-9.

52. Гриценко О. В., Чумакова Г. А., Шевляков И. В. и др. Внеклеточный матрикс сердца и его изменения при фиброзе миокарда // Кардиология. 2020. Т. 60, № 6. С. 107–112.

53. Заковряшина И. Н., Хаишева Л. А., Шлык С. В. Динамика Матриксной металлопротеиназы 9-го типа у пациентов, перенесших ИМпST при 4-летнем проспективном наблюдении // Профилактическая медицина. 2023. Т. 26, № 8. С. 36–45.

54. Lahdentausta L., Leskelä J., Winkelmann A. et al. Serum MMP-9 diagnostics, prognostics, and activation in acute coronary syndrome and its recurrence // Journal of Cardiovascular Translational Research. 2018. Vol. 11. P. 210–220. https://doi.org/10.1007/s12265-018-9789-x.

55. Nemet I., Saha P. P., Gupta N. et al. A cardiovascular diseaselinked gut microbial metabolite acts via adrenergic receptors // Cell. 2020. Vol. 180, no. 5. P. 862–877. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.016.

56. Tang W. H. W., Li D. Y., Hazen S. L. Dietary metabolism, the gut microbiome, and heart failure // Nature Reviews Cardiology. 2019. Vol. 16. P. 137–154. https://doi.org/10.1038/s41569-018-0108-7.

57. Ilyas A., Wijayasinghe Y. S., Khan I. et al. Implications of trimethylamine N-oxide (TMAO) and Betaine in human health: Beyond being osmoprotective compounds // Frontiers in Molecular Biosciences. 2022. Vol. 9. https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.964624.

58. Luqman A., Hassan A., Ullah M. et al. Role of the intestinal microbiome and its therapeutic intervention in cardiovascular disorder // Frontiers in Immunology. 2024. Vol. 15. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1321395.

59. Sandek A., Swidsinski A., Schroedl W. et al. Intestinal blood flow in patients with chronic heart failure: A link with bacterial growth, gastrointestinal symptoms, and cachexia // Journal of the American College of Cardiology. 2014. Vol. 64, no. 11. P. 1092–1102. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2014.06.1179.

60. Pasini E., Aquilani R., Testa C. et al. Pathogenic gut flora in patients with chronic heart failure // JACC: Heart Failure. 2016. Vol. 4, no. 3. P. 220–227. https://doi.org/10.1016/j.jchf.2015.10.009.