Biomarkers activity and the effect of NT-proBNP guided therapy in high risk patients with chronic heart failure after 

acute decompensation

D. Koshkina, A. Skvortsov, V. Protasov, O. Narusov, V. Masenko, S. 

Tereschenko 

Russian Cardiology Research and Production Complex, Moscow, Russian Federation

Sevilla-2015

Purpose of the study

to  evaluate  the  change  of  the  biomarkers concentration  in  the  group  of  heart  failure  (HF) therapy  guided  by  NT-proBNP versus standard treatment  of  CHF  patients at high  risk  after  acute decompensation

103 hospitalized pts with ADHF III-IV FC NYHA and LV EF < 40% due to coronary artery disease, arterial hypertension and dilated cardiomyopathy.   

 NT-proBNP-guided group 

(n=35)

Group of standard therapy

 (n=35)

• The goal of treatment was to reduce NT-proBNP concentration < 1000 pg/ml, or at least 50% of the initial Active therapy (up-titration) – 6 months, mean follow-up - 10±2,5 months 

• Blood sampling to determine the biomarkers concentrations (NT-proBNP, soluble ST2 receptor, copeptin, galectin-3, high sensitive Troponin T and NGAL) were collected at discharge from the hospital, and 3 and 6 

months after. 

• Filling pressure was assessed by E/E’

• The primary end point - total cardiovascular  events: cardiovascular (CV) death, hospitalization due to HF, and episodes of HF deterioration needed additional i/v diuretics

“High risk” group, at discharge NT-proBNP >1400pg/ml, n=70 (randomized 1:1)

“Low risk”, at discharge NT-proBNP <1400pg/ml, n=33 

*Uncomplaining group (protocol demands)

(n=10)

2 8

Baseline characteristics for “high risk” HF patients 

CharacteristicsNT-proBNP-guided

group (n=31) Standard therapy

group(n=26)Uncomplaining group (protocol demands)(n=10)

P*

Male, n (%) 20 (64,5) 22 (84,6) 8(80%) 0,063Age (years) 63,3±8,7 64,1±12,7 60,1±8,7 0,64Cause of HF:       CAD, n (%) 21 (67,7) 18 (69,2) 8(80,0%) 0,76 DCMP, n (%) 4 (11,4) 6 (23,1) 1(10,0%) 0,49  Hypertension, n (%) 6 (19,4) 2 (7,7) 1(10,0%) 0,41DM type 2, n (%) 8 (25,8) 8 (30,8) 4(40,0) 0,69

Post MI, n (%) 21 (67,7) 17 (65,4) 8(80,0) 0,69

CRT-D, n (%) 4 (12,9) 4 (15,4) 1(10,0) 0,9

AF, n (%) 14 (45,2) 15 (57,7) 3(30,0) 0,3

LV EF (%) 29,4±5,9 29,6±6,2 33,9±5,8 0,84

Creatinine (µmol/L) 101,54±28,02 104,2±33,1 100,7±30,3 0,16

Systolic BP (mmHg) 114,6±5,4 111,4±8,0 111,5±6,4 0,34

NT-proBNP (discharge) (pg/ml) 3651,0 (2196,0; 6613,0) 

2801,0 (2108,0; 4833,0) 

3158,0 (1847,0;8154,0) 

0,32

 Baseline concentration of biomarkers in patients with CHF in «high risk» group and «low risk» group at discharge

801

NT-proBNP

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

80

12.1

28.4 31.3

39.5

67

12.5

21.414.1

22.3

NGAL Galectin-3 hsTpT Copeptin sST2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

 High risk group  Low risk group 0

3000

2500

2000

1500

1000

100

3208(ng/ml) (pg/ml)

p < 0.05  for all biomarkers except Galectin-3 

 Medication mean dosages at baseline (mg)

6,48,0

2.9

32.7

64.4

15.6

0.135.2 7,0 3.3

29.5

51.4

16.7

0.145 4 3.1

35

90

17.9

0.08

ACE-i  ARB  Beta-blocker MRA Torasemide Furosemide Digoxin

0

20

40

60

80

100

 NT-proBNP-guided group  Standard therapy group  Uncomplaining group

(mg)

ACE-i- Enalapril, Perindopril, Fosinopril ARB- Candesartan, Valsartan, Losartan Beta-blocker- Bisoprolol, Metoprolola succinate, Carvedilol MRA- Spironolactone, Eplerenone

(n=31) (n=26) (n=10)

  Medication mean dosages after 6 months of treatment (mg)

19.223.5

8.5

44.6

55.6

11.2

0.09

15.4 18

7,0

35.3

72,0

18.5

0.13

7.90

4.1

35.7

80

18.6

0.13

ACE-i ARB Beta-blocker MRA Furosemide Torasemide Digoxin0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

NT-proBNP-guided group (n=31) Standard therapy group (n=26) Uncomplaining group (n=10)

mg

р=0,0001р=0,0001 р=0,017

 NT-proBNP values changes after 6 months of treatment

Δ% NT-proBNP

 NT-proBNP-guided group (n=31)Standard therapy group(n=26)Uncomplaining group(n=10)

-53.1

-11.1

17.3

-60

-50-40

-30

-20-10

0

1020

30

р=0.001

NT-proBNP, pg/ml

Baseline 6 month

р=0,001

р=0,036

р=0,018

p=0,0001

Uncomplaining group(n=10)

 NT-proBNP-guided group 

(n=31)

Standard therapy group(n=26)

3651

1585

NT-proBNP value after 6 months of treatment

≥ 50% = 78% and < 1000 pg/ml = 30%

in NT-proBNP-guided group pts

 Change of copeptin concentration in high risk patients with CHF during follow-up

Copeptinpmol/l

p=0,0001

23,5

34,632,1

30,7

53,7

34,3

Uncomplaining group(n=10)

NT-proBNP-guided group (n=31)

Standard therapy group(n=26)

Baseline6 month

sST2Galectin-3

Change of concentration of fibrosis and inflammation biomarkers in high risk patients with CHF during follow-up

Ng/

ml

11,8

9,2

12,211,6 12,2

14,2

p=0,0001

Uncomplaining group(n=10)

NT-proBNP-guided group 

(n=31)

Standard therapy group(n=26)

Исходно  6 месяцев

Baseline  6 month

Uncomplaining group(n=10)

NT-proBNP-guided group 

(n=31)

Standard therapy group(n=26)

Baseline 6 month

Ng/

ml

38,4

22,9

39,730,9

45,3

70,8p=0,0001 p=0,023

p=0,043p=0,0001

Change of concentration of cellular damage biomarkers in high risk patients with CHF during follow-up

Pg/m

l

NGALhsTroponin T

p=0,003

Ng/

ml

29,3

21,8 24,9 22,331,5

49,5

Uncomplaining group(n=10)

 NT-proBNP-guided group 

(n=31)

Standard therapy group(n=26)

Baseline  6 month

NT-proBNP-guided group 

(n=31)

p=0,001

85,277,1 75,6

77,1

83,0

132,0

Uncomplaining group(n=10)

Standard therapy group(n=26)

Baseline 6 month

Correlations between  sST2 and  Copeptin concentration  changes and changes of  LV EF and LV filling pressure during follow-up

 (n=103)r=-0.552; p<0,001

r=-0.722p<0,001

∆% S

T2

∆% LV EF

∆% C

opep

tin

∆% LV EF

r=0.573p<0,001

∆% ST2

∆% Е

/Е’

r=0.692p<0,001

∆%  Copeptin

∆% Е

/Е’

r = 0,536p<0,001

∆% Е

/Е’

∆% NT-proBNP

Correlations between biomarkers concentration changes and changes of the main patients clinical and 

functional parameters 

Biomarkers (n=103) Δ% FC NYHA Δ% 6-minWT Δ% MLQHF Δ% LV EF Δ% Е/Е'

Δ% NT-proBNP ,517*** -0,672*** ,606*** -,630*** ,536***

Δ% sST2 ,518*** -,529*** ,579*** -,552*** ,573***

Δ% Copeptin ,475*** -,581*** ,717*** -,722*** ,692***

Δ% hsTnT ,252 -,318* ,552*** -,244 ,219

Δ %Galectin-3 ,470** -,392*** ,397*** -,392*** ,401*

Δ% NGAL ,278* -,283* ,355*** -,173 ,114

NT-proBNP group(n=31)

Standard therapy group (n=26)

“Low risk” group (n=32)

Uncomplaining group (n=10)

Total number and frequency (%) of CV events in HF patients during the study period (10,5±2,1months)

32

107

140

22

0

2040

6080

100

120140

160

p=0.01(%)

CV outcomes, %

10

28

14

7

0

5

10

15

20

25

30

p=0.016

 Eve

nts n

umbe

r

CV outcomes

24 4

0

43

9

14

1

10

2

79

03

13 4

02

0

5

10

15

HF worsening without 

hospitalization

1-st HF hospitalization

All HF hospitalizations

Successful resuscitation

CV death

р=0,001

р=0,018

р=0,025

7 13 130

1312

34

54

3

38.520

70

90

0

30

3 9 130 6

0

25

50

75

100 р=0,001р=0,018

р=0,025

Freq

uenc

y, %

 Eve

nts n

umbe

r

NT-proBNP group(n=31) Standard therapy group (n=26) Uncomplaining group (n=10)“Low risk” group (n=32)

Cardiovascular outcomes

Risk of CV events in HF pts as a function of NT-proBNP change(follow-up 10,5±2,1months)

0000

99.4

Baseline 6 months-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

NT-proBNP <50%

NT-proBNP <50%

NT-proBNP ≥50%

NT-proBNP ≥50%

4,55(1,14-18,24) 

р=0,03

1,7  (0,66-4,4) NS 

1,03 (0,4-2,5) NS 

0,1 (0,023-0,505) р=0,001

HR (95% CI) 

Δ% N

T-pr

oBN

P  Significance in risk reduction of CV events appeared only when NT-proBNP value 

decreased at the follow-up    > 40% [∆% NT-proBNP = -48,0(-42,8;-53,0)]HR (95% CI) = 0.1(0.01-0.8), р=0.01

Risk of CV events in HF pts as a function of ST2 change (follow-up 10,5±2,1months)

0000

48.1

Baseline 6 months-50-40-30-20-10

0102030405060

ST2<25%

ST2<25%

ST2≥25%

ST2≥25%

1,13(0,95-1,35) 

р=0,2

1,55    (1,1-2,2) 

p=0,006 

0.94       (0,24-3,65) p=1,0 

0,1         (0,02-0,5) р=0,004

HR (95% CI) 

Δ% S

T2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Sens

itivi

ty

1-Specificity0.0  0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

∆%ST2 = - 24,9%

ST2 ≥ 25%HR (95% CI) = 0.1 (0.02-0.5), p=0.004 

AUC= 0.8, р=0.002Sensitivity  82,4%Specificity  66,7%

Optimal value ST2 change for risk reduction of CV events in HF pts  (follow-up 10,5±2,1months)

Conclusion

In NT-proBNP-guided therapy group was found more significant reduction of concentrations of biomarkers, especially sST2 and copeptin compared with standard HF therapy and change of these biomarkers were closely associated with the filling pressure decrease

NT-proBNP-guided therapy was superior to standard therapy in reduction of CV mortality and HF hospitalization

Declaration of interest-no