心功能不全患者血漿可溶性基質裂解素、基質金屬蛋白酶、N末端B型利鈉肽原水平的診斷價值

楊東慧，余鵬，蔡鵬威，陳俊明，余惠珍，

（1.福建醫科大學省立臨床醫學院老年醫學研究室，福建省臨床老年病研究所，福州 350001；2.鄭州人民醫院心內科，鄭州 450000；3.福建省立醫院心內科，福州 350001；4.福建省立醫院檢驗科，福州 350001 ）

心力衰竭（heart failure，HF）是大多數心血管疾病發展的終末階段，病理生理過程呈現逐漸進展趨勢，直至發展為需采取血液濾過、心臟同步化、左心室輔助裝置及心臟移植等措施治療的難治性HF［1］。流行病學研究［2］發現，西方發達國家HF人群總發病率為0.1%～0.5%，隨著年齡增加HF發病率呈上升趨勢。據美國有關家庭醫師的就診統計數據［1］表明，慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）就診人數僅次于高血壓患者。因此，盡早發現并干預對延緩HF發生進展非常必要。

近年來研究發現，有關HF的生物學標志物大致可分為炎癥標志物、氧化應激標志物、細胞外基質重塑標志物、神經內分泌激素標志物、心肌細胞損傷標志物、心肌細胞牽張相關的標志物和一些未歸類的標志物7類。但能夠臨床廣泛應用并理想的HF標志物不多。目前，B型腦鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）和N末端B型利鈉肽原（N-terminal pro-B-type natriuretic peptide，NT-proBNP）為臨床上常用的HF標志物，對HF的診斷和預后評估意義重大［3］。但因易受年齡、性別、體質量指數及腎臟功能等因素影響［3］，對診斷早期HF、射血分數下降前的心功能不全狀態等方面具有一定局限性。另外，HF從心功能Ⅰ級～Ⅳ級發展過程是不可逆的，心室已經發生結構性改變時，心臟超聲等一般檢查尚無表現。因此，探索新的敏感性和特異性較高的HF標志物尤為重要。目前與心肌重構有關的生物標志物［可溶性基質裂解素2（soluble suppression of tumorigenicity 2，sST2）、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9］已用于HF患者的風險評估。其中，sST2生物變異率低，不受腎功能等影響，是在NT-proBNP之后具有臨床價值的標志物之一，能為HF患者的危險分層提供信息［4-7］。它也被證明在心臟逆向重塑的預測價值上優于其他生物標志物，是唯一被論證的與心臟逆向重塑獨立相關的標志物［8］。本研究檢測心功能不全患者血漿sST2、MMP-2和MMP-9水平，探討其對早期HF患者的臨床診斷價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取2016年10月至2018年3月于福建省立醫院心內科住院的心功能不全患者163例。按照紐約心臟病學會（New York heart association，NYHA）心功能分級標準［1］分組：NYHAⅠ級組（50例）、NYHA Ⅱ級組（24例）、NYHA Ⅲ級組（53例）、NYHA Ⅳ級組（36例）。男85例，女78例；年齡（69.19±13.69）歲；合并冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、高血壓、糖尿病、心房顫動患者分別占40.5%、72.4%、39.3%、35.6%。HF診斷標準參照2014年《中國HF診斷和治療指南》［6］。腎功能按照《慢性腎臟病臨床實踐指南》中慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）的定義及分期的診斷標準［9］來計算腎小球濾過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）水 平，將NYHAⅡ～Ⅳ級的113例HF患者分為：eGFR＜45 mL/（min·1.73 m2）組（46例）、eGFR≥45 mL/（min·1.73 m2）組（67例）。HF患者入院后均給予常規的藥物治療。同期收集福建省立醫院門診60例健康體檢者作為對照（對照組）。所有研究對象均簽署知情書。排除標準：（1）患有重度感染、肺栓塞、腦卒中、急性創傷、自身免疫性疾病、造血系統疾病、惡性腫瘤、風濕病、結締組織疾病、妊娠等影響sST2、MMP-2、MMP-9水平的疾病；（2）有精神疾病或精神病史的患者；（3）資料不全影響判斷者。

1.2 方法

1.2.1 一般檢查指標：所有研究對象測量身高、體質量和血壓，并計算體質量指數（body mass index，BMI）。采集患者入院次日清晨空腹肘正中靜脈血（5 mL），檢測血鈉、血糖、血脂、腎功能等指標。

1.2.2 心臟超聲：由心臟超聲專業醫師對入選者進行常規心臟超聲檢查。患者取左側臥位，探頭置于心尖搏動處，采用改良的Simpson法測量收縮末期容積和左室射血分數。于心尖四腔心切面觀察各房室內徑，左心室舒張末期容積，室間隔和左、右心室室壁的厚度及運動情況，觀察各瓣膜的結構及詳細記錄患者舒張期的血流頻譜，E波與A/E的加減速度，E峰與A峰的最大速度等。測量結果為3個心動周期測量的平均值。

1.2.3 sST2、MMP-2和MMP-9、NT-proBNP檢測：采集患者入院次日空腹肘靜脈血（5 mL）置于EDTA-K2抗凝管中，以3 000 r/min離心15 min后提取血漿，并移至2個單獨的EP管分裝好后編號，放置-70 ℃超低溫冰箱保存，統一采用酶聯免疫吸附劑法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）檢測，避免反復凍融樣品。人可溶性ST2酶聯免疫分析試劑盒由武漢博士德生物公司提供（批號EK1116，批內變異系數＜10%，批間變異系數＜15%）。人MMP-2試劑盒由海聯生物公司提供（批號m19027652，批內變異系數＜10%，批間變異系數＜15%）。人MMP-9試劑盒由海聯生物公司提供（批號m19026201，批內變異系數＜10%，批間變異系數＜15%）。采用電化學發光免疫法在全自動免疫分析儀上測定血漿NT-proBNP濃度。檢測均由福建省立醫院檢驗科完成，操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 統計學分析

采用SPSS22.0統計軟件進行數據處理。正態分布的計量資料以±s表示，多組間比較采用方差分析。非正態分布的計量資料以中位數（四分位間距）表示，多組間比較采用Kruskal-WallisH檢驗，進一步兩兩比較采用Nemenyi法。計數資料以率（%）表示，多組計數資料比較采用列聯表χ2檢驗。采用logistic回歸分析HF的危險因素。P＜ 0.05（雙側）認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組一般臨床資料比較

結果顯示，2組收縮壓、血清鈉、血清肌酐、eGFR比較有統計學差異（均P＜ 0.05），其他指標比較差異均無統計學意義（均P＞ 0.05），見表1。

2.2 各組sST2、MMP-2和MMP-9、NT-proBNP水平比較

表1 2組一般臨床資料比較Tab.1 General clinical data of the enrolled subjects in both the groups

結果顯示，心功能不全患者NYHA Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級 組 血漿sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP水 平 逐漸升高。NYHAⅠ、Ⅱ級組血漿sST2和MMP-2水平均高于對照組（P＜ 0.05），而NYHAⅠ、Ⅱ級組血漿MMP-9水平與對照組比較無統計學差異（P＞0.05）。NYHAⅡ、Ⅲ、Ⅳ級組血漿NT-proBNP濃度高于NYHAⅠ級組（P＜ 0.05），但NYHAⅠ級組與對照組比較無統計學差異（P＞ 0.05）。見表2。

表2 各組sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP水平比較Tab.2 Comparison of sST2，MMP-2，MMP-9，and NT-proBNP levels in each group

2.3 血漿NT-proBNP與sST2聯合MMP-2、MMP-9診斷的結果比較

結果顯示，單用血漿NT-proBNP診斷為HF的患者101例，未診斷為HF的患者122例；血漿sST2聯合MMP-2、MMP-9水平診斷為HF患者127例，未診斷為HF患者96例。血漿sST2聯合MMP-2、MMP-9的診斷陽性率為57.0%，單用血漿NT-proBNP的診斷陽性率為45.3%，二者比較有統計學差異（χ2=46.061，P＜0.05）。

2.4 NYHAⅡ～Ⅳ級伴腎功能不全患者的sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP水平比較

結果顯示，eGFR＜45 mL/（min·1.73 m2）組患者的血漿NT-proBNP水平顯著高于eGFR≥45 mL/（min·1.73 m2）組（P＜ 0.01）；2組血漿sST2、MMP-2和MMP-9水平比較均無統計學差異（均P＞ 0.05），見表3。

2.5 HF影響因素的logistic回歸分析

表3 NYHAⅡ～Ⅳ級伴腎功能不全患者的sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP水平比較Tab.3 Comparison of sST2，MMP-2，MMP-9，and NT-proBNP levels in NYHAⅡ-Ⅳpatients with renal insufficiency

以是否發生HF作為因變量，年齡、性別、LVEF、血脂、血壓、BMI、肌酐、sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP作為自變量逐步進入模型，進入模型的顯著性水平為0.05，在排除混雜和交互作用后，發現年齡、sST2、MMP-2和NT-proBNP是HF的獨立危險因素，見表4。

3 討論

ST2是白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）受體家族成員，sST2、ST2L是最主要兩種，IL-33為ST2的功能配體［10］。心功能不全時成纖維細胞與心肌細胞釋放大量的IL-33和ST2（sST2水平明顯高于ST2L），sST2作為誘騙受體，與ST2L競爭性結合IL-33，阻斷ST2L/IL-33通路的心臟保護作用，從而導致心肌纖維化、心肌細胞凋亡和心室重構［10］。sST2不僅能反映心肌損傷、炎癥反應及HF后心肌重塑的病理生理過程，而且不受腎功能等影響［3］。近年來研究［8］結果表明HF患者sST2水平與HF分級、嚴重程度呈明顯相關。無論是急性HF患者還是CHF患者，血sST2水平都隨著心功能分級的增加而明顯升高，急性HF患者更顯著。本研究結果顯示隨著心功能分級程度增高，血漿sST2水平顯著增加，且逐漸遞增，與既往研究結果一致。其機制可能為隨著心功能惡化，心肌細胞和成纖維細胞受到機械壓力刺激，從而分泌更多的sST2。臨床研究［11］證明血漿sST2水平在高血壓患者中升高，且與左心室肥厚及HF等不良結局呈正相關。國內亦有研究［12］證實單純高血壓患者血漿sST2水平較正常人高，而伴有左心室肥厚的患者血漿sST2水平更高，且血漿sST2水平升高顯著增加冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發病風險。本研究亦發現NYHAⅠ級患者血漿sST2水平明顯高于對照組，而NT-proBNP在兩組中均有上升趨勢，但無統計學意義（P＞ 0.05），表明血漿sST2水平可能比血漿NT-proBNP水平更能反映無癥狀的早期心功能不全。

表4 HF影響因素的logistic回歸分析結果Tab.4 Logistic regression analysis of HF risk factors

MMP是能降解細胞外基質成分的鋅依賴的酶家族。MMP-2和MMP-9是MMP家族的重要成員。它們參與細胞外基質的合成、降解及炎癥介質的調控，從而導致心肌重構，促進CHF的發生和發展。機械應力和室壁張力對MMP具有調節作用，透壁壓力刺激引起室壁張力增加可使MMP-2和MMP-9的表達增高。國內外研究［13］發現在HF小鼠模型和患者的心肌中均發現MMP-2、MMP-9的活性增高。有研究［14］以心功能NYHA分級進行分組，發現HF程度越重，MMP-2、MMP-9水平越高。本研究觀察到隨著心功能NYHA分級升高，血漿MMP-2、MMP-9水平均有逐步升高的趨勢，與之前研究結果一致。此外，本研究還發現NYHAⅠ級的患者血漿MMP-2水平較健康人群明顯升高，表明檢測血漿MMP-2水平能更及時發現早期HF患者。

HF指南［4-5］指出，未來以BNP、NT-proBNP為主的各種標志物聯合檢測將會是HF風險評估的主要趨勢。聯合應用HF標志物可盡早發現及干預，延緩HF進展，改進HF的預測及診斷措施，彌補利鈉肽對HF伴腎功能不全患者診斷的不足。HOMSAK等［15］證實sST2不受腎功能的影響，且對血液透析患者測量也可隨時進行。本研究同樣證實了血漿sST2水平不受腎功能影響，與既往研究一致。本研究發現MMP-2和MMP-9水平也不受腎功能影響，這與KOBUSIAK等［16］研究不一致，后續將增加樣本量來進一步證實。

本研究發現聯合檢測血漿sST2、MMP-2和MMP-9標志物可提高心功能不全的檢出率，比單獨使用NT-proBNP有更好的診斷價值。本研究未能連續監測血漿sST2、MMP-2、MMP-9和NT-proBNP在不同心功能分級患者中的動態演變過程，因此有待于繼續增加樣本量來進一步論證。

綜上所述，血漿標志物sST2水平在心功能不全早期明顯升高，有助于臨床篩選早期HF患者。sST2聯合MMP-2、MMP-9可提高HF的陽性檢出率；對伴腎功能不全的HF患者來說，血漿sST2水平更具臨床診斷價值。