慢性心衰患者血清GDF-15與PⅠCP、PⅢNP的相關性分析

曾超，于盼盼 ，李彩虹 ，陳萬里，朱振宇 ，齊新

心力衰竭（心衰）是各種心臟結構或功能性疾病損傷心室充盈和（或）射血功能的結果，是一種復雜的臨床綜合征［1］。在心衰的發展過程中，心室重構在其病理生理學中起著重要作用［2］。有研究發現，生長分化因子15（GDF-15）是反映心血管功能和疾病的獨立生化標志物［3］。血清GDF-15水平是高血壓患者左心室重構的獨立預測因子［4］，并且與老年人左心室質量呈正相關。在非缺血性擴張型心肌病患者中，血清GDF-15水平與心肌纖維化程度相關［5］。但血清GDF-15水平與心衰患者心室重構的關系尚不清楚。本研究通過檢測心衰患者血清GDF-15與Ⅰ型前膠原羧基端肽（PⅠCP）、Ⅲ型前膠原氨基端肽（PⅢNP）的變化并分析其相關性，探究GDF-15與心衰患者心室重構的關系。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2014年1月—2016年6月天津市人民醫院心血管內科收治的心衰患者219例，其中男113例，女106例，平均年齡（69.95±11.91）歲，均符合2014年中國心力衰竭診斷和治療指南中心力衰竭的診斷標準［6］。心衰患者所患基礎疾病主要包括：冠心病、高血壓、糖尿病。按照美國紐約心臟病協會（NYHA）心功能分級分為Ⅰ級組58例、Ⅱ級組39例、Ⅲ級組47例、Ⅳ級組75例。按照左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）水平，LVEF＜0.45為射血分數減低心衰組（heart failure with reduced left ventricular ejection fraction，HFrEF組）69例，LVEF≥0.45為射血分數保留心衰組（heart failure with preserved left ventricular ejection fraction，HFpEF組）150例。心衰組排除標準：感染、腫瘤、肝腎功能衰竭、近期（3個月內）有不穩定型心絞痛或急性心肌梗死、心臟瓣膜病、心肌病、心肌炎、骨關節疾病、風濕性疾病、慢性肺部疾病、慢性肝臟疾病、甲狀腺疾病、近期有重大創傷、手術、其他內分泌及免疫性疾病。選取同期我院體檢中心經檢查（包括：體格檢查、超聲心動圖）無器質性疾病的健康體檢者32例為對照組，男女各16例，平均年齡（69.22±4.34）歲。2組年齡、性別差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究獲得天津市人民醫院醫學倫理委員會批準，批件號：（2015）年快審第（C01）號。標本采集均與患者簽署相關知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 超聲心動圖檢查 研究對象由我院經驗豐富的心臟超聲醫師行超聲心動圖檢查。測量左室舒張末期內徑（LVEDD）、左房內徑（LA）、室間隔厚度（IVST）、左室后壁厚度（LVPWT）以及LVEF，連續測量3次，取平均值。并根據Devereux公式計算左心室質量（LVM），LVM（g）=1.04［（IVST+LVPWT+LVEDD）3-LVEDD3］-13.6；左心室質量指數（LVMI，g/m2）=LVM/體表面積（BSA）（m2）；BSA（男）=0.005 7×身高（m）+0.012 1×體質量（kg）+0.088 2，BSA（女）=0.007 3×身高（m）+0.012 7×體質量（kg）-0.210 6［7］。

1.2.2 患者血清GDF-15、NT-proBNP、PⅠCP及PⅢNP的測定 患者入院次日晨起空腹抽取肘正中靜脈血5 mL，靜置30 min后，3 000 r/min離心10 min，將血清分裝凍存于-80℃醫用冰箱備用，采用ELISA法集中測量。嚴格按照NT-proBNP試劑盒（瑞士Roche公司，產品編號：04842464190）、GDF-15、PⅠCP和PⅢNP試劑盒（伊萊瑞特生物科技有限公司）說明書進行，使用酶標儀（Thermo Multiskan MK3）在450 nm波長處測定標準品和樣品光密度（OD）值，并根據標準曲線計算血清中GDF-15、PⅠCP及PⅢNP濃度。

1.3 統計學方法 采用SPSS 21.0軟件對所有數據進行統計分析。計數資料應用例（%）表示，多組之間比較應用χ2檢驗。計量資料中符合正態分布者用均數±標準差（±s）表示，2組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析。計量資料中不符合正態分布的數據用M（P25，P75）表示，組間比較采用獨立樣本的秩和檢驗。相關性采用Spearman相關分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 對照組與心衰組NT-proBNP、GDF-15、PⅠCP、PⅢNP水平的比較 與對照組相比，心衰患者血清NT-proBNP、GDF-15、PⅠCP、PⅢNP水平顯著升高（P＜0.05），見表1。

Tab.1 Comparison of general data between two groups表1 對照組和心衰組患者基線數據比較

2.2 心衰各亞組間實驗室指標及超聲心動圖參數比較 心衰各組之間年齡差異無統計學意義（P＞0.05）。NYHAⅣ級組心率較Ⅰ級組加快（P＜0.05），NYHAⅡ、Ⅲ、Ⅳ級組LA較Ⅰ級組增大（P＜0.05），LVEF隨著NYHA級別的增加而降低（P＜0.05）。NYHAⅡ、Ⅲ、Ⅳ級組LVEDD較Ⅰ級組升高，Ⅳ級組較Ⅱ級組升高（P＜0.05）。LVMI、血清NT-proBNP、GDF-15、PⅠCP及PⅢNP隨NYHA分級升高而增加（P＜0.05），見表2。

2.3 各射血分數亞組相關指標比較 各組之間年齡差異無統計學意義。心衰患者心率較對照組升高（P＜0.05）。對照組、HFpEF組和 HFrEF組 LA、LVEDD、LVMI、NT-proBNP、GDF-15、PⅠCP及PⅢNP依次升高（均P＜0.05），見表3。

2.4 心衰患者血清GDF-15與相關指標的相關性分析 心衰患者血清GDF-15與PⅠCP、PⅢNP、NT-proBNP、LA、LVEDD、LVMI呈正相關（rs分別為0.549、0.533、0.539、0.393、0.403、0.485，均P＜0.01）；與LVEF呈負相關（rs=-0.568，P＜0.01），見圖1。

Tab.2 Comparison of related indicators in patients with heart failure表2 心衰患者相關指標比較

3 討論

GDF-15是轉化生長因子-β（TGF-β）超家族成員，具有抑制心肌肥大、細胞凋亡和心室重構的作用［8］。GDF-15表達具有組織特異性，生理情況下在正常心肌細胞中不表達，只有心肌受到缺血或室壁張力增加的刺激時才會分泌GDF-15［9-10］。循環中的GDF-15與肺纖維化和心肌纖維化的嚴重程度有關［5］。在患者隊列中，循環中的GDF-15水平是心血管疾病預后的獨立預測因素［11-12］。有研究表明，與單用NT-proBNP相比，GDF-15與NT-proBNP聯合應用對于診斷心衰有更高的敏感性和特異性［13］。本研究中，心衰患者血清GDF-15水平顯著升高，從NYHAⅠ級～Ⅳ級，血清GDF-15水平不斷增加，且心衰患者血清GDF-15與NT-proBNP呈正相關，與LVEF呈負相關，提示GDF-15可以作為評價心衰嚴重程度的生化標志物。馬萍等［14］研究也發現GDF-15與BNP呈正相關，提示GDF-15可作為慢性心力衰竭診斷和預后的又一標志物，本研究結果與其一致。

Tab.3 Comparison of related indicators between LVEF subgroups表3 各射血分數亞組間相關指標比較

Fig.1 Correlation between serum GDF-15 and PⅠCP,PⅢNP,NT-proBNP,LA,LVEDD,LVMI and LVEF圖1 血清GDF-15與PⅠCP、PⅢNP、NT-proBNP、LA、LVEDD、LVMI及LVEF的相關性

心室重構主要表現為細胞外基質蛋白的過度沉積，使心室的順應性降低。細胞外基質蛋白主要由Ⅰ型和Ⅲ型膠原構成，其中Ⅰ型膠原纖維約占85%，Ⅲ型膠原纖維占11%［15-16］。PⅠCP和PⅢNP分別是合成Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原的前體，在膠原合成過程中釋放入血，并可通過血清學檢測［17］。PⅠCP和PⅢNP濃度的升高分別表示Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原的合成增加，并且和心衰嚴重程度有關［18］。本研究中，心衰患者血清PⅠCP、PⅢNP隨NYHA分級的升高而顯著升高，表明隨著心衰程度不斷加重，患者Ⅰ、Ⅲ型膠原合成不斷增加。臨床上，心室重構主要表現為LVMI和LVEDD等的改變［19］。本研究中，心衰患者LVMI、LVPWT和LVEDD隨NYHA分級增加而不斷升高，心衰患者心室重構不斷加重。心衰患者血清GDF-15水平與PⅠCP、PⅢNP、LA、LVEDD、LVMI呈正相關，GDF-15血清學水平能作為反映心室重構程度的生物標記物。Lind等［20］研究發現，GDF-15水平與LVMI密切相關，本研究結果與其一致。

綜上所述，心衰患者血清GDF-15與心衰嚴重程度相關，并可反映心衰患者心室重構。但GDF-15、PⅠCP和PⅢNP能否成為心室重構早期干預后效果的評價指標，是未來研究中將要探討的問題。