生長分化因子-15 與肥厚型梗阻性心肌病血流動力學的相關性分析

吳超，趙雪燕，袁晉青，李建軍，喬樹賓，楊躍進

生長分化因子-15（GDF-15）是轉化生長因子-β（TGF-β）超家族的一員。TGF-β 超家族相關蛋白主要包括TGF-β、活化素、骨形態發生蛋白和GDF 等[1]。生理狀態下，GDF-15 多在上皮組織和腦中表達，在心臟中幾乎不表達[2-3]。在病理情況下，如心肌缺血[4]，炎癥[5]，或損傷[6]時，GDF-15 的表達水平會明顯上調。GDF-15 作為一種新型血漿標記物，近些年是持續的研究熱點，在心血管各領域有廣泛研究報道[7-8]。既往研究中被證實與心肌保護、抗心肌肥厚有關，并且多項研究中都顯示GDF-15 是慢性心力衰竭和急性心肌梗死的重要風險因子[9-11]，有助于判斷這些疾病的嚴重程度。也有研究顯示GDF-15 在肥厚型心肌病中有升高[12]。

肥厚型梗阻性心肌病（HOCM）是一種原因不明的心肌疾病，有較高的暈厥和死亡風險[13-14]。特征為心室壁呈不對稱性肥厚，常侵及室間隔，心室內腔變小，左心室血液充盈受阻，左心室舒張期順應性下降。目前國外有一項入選28 例肥厚型心肌病患者的研究表明，GDF-15 可用于區分肥厚型心肌病和其他原因所致左心室肥厚。但目前GDF-15 與HOCM 心功能及左心室流出道壓差（LVOTG）的相關性尚不明確。本研究旨在評價GDF-15 與HOCM患者NYHA 心功能分級以及LVOTG 的相關性。

1 資料與方法

研究人群：本研究為回顧性研究，連續入選2007 年7 月至2008 年7 月在阜外醫院住院的HOCM 患者（超聲心動圖示LVOTG≥30 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）29 例，要求所有入選患者同時進行了超聲心動圖、心臟MRI 以及左心室造影檢查。根據2007 年《心肌病診斷與治療建議》，根據超聲心動圖檢查時測定的LVOTG，安靜時LVOTG超過30 mmHg 為HOCM。通過2 名心血管?？漆t師根據指南，結合患者病史、體征及實驗室檢查，除外糖原貯積病、Anderson-Fabry 病、Friedreich 共濟失調、線粒體疾病、畸形綜合征、系統性淀粉樣變等其他引起心肌肥厚性疾病。所有患者都完整的采集了病史及實驗室化驗檢查，包括心電圖，超聲心動圖，X 線胸片，心臟MRI 檢查，冠狀動脈及左心室造影檢查?；颊呔M行了NYHA 心功能分級的評估，NYHA 心功能Ⅰ級是日?；顒硬皇芟?，NYHA心功能Ⅱ級是日常活動輕度受限，NYHA 心功能Ⅲ級是日?；顒用黠@受限，NYHA 心功能Ⅳ級是患者靜息時也出現心力衰竭的癥狀。排除標準為急性心肌梗死，瓣膜性心臟病，限制性心肌病，先天性心臟病，安裝了起搏器的患者，感染或系統性炎癥性疾病，嚴重血液系統異常，甲狀腺功能障礙，嚴重肝、腎功能不全和惡性腫瘤，并除外了單純累及右心系統的肺心病、肺栓塞。本研究通過阜外醫院倫理委員會審查；入選的所有患者均簽署知情同意書。

影像和實驗室檢查：患者入院后，采集清晨空腹靜脈GDF-15 血樣。所有患者的靜脈全血血樣被收集在含有乙二胺四乙酸（EDTA）鉀的試管內，離心后快速分裝并存于-80°C 深低溫冰箱。測定時室溫解凍，采用R&D 公司的酶免試劑盒測定GDF-15 的血漿濃度。超聲心動圖采用Philips iE33 超聲診斷儀，選取S5-1 探頭，頻率為2～4 MHz。所有受檢者取左側臥位，平靜呼吸，檢測切面有胸骨旁左心室長軸、左心室短軸、心尖四腔心、心尖二腔心、心尖左心室長軸切面，測量左心房前后徑，左心室舒張末徑（LVEDD），左心室射血分數（LVEF），室間隔厚度，左心室后壁厚度，通過直接法測量LVOTG。心臟MRI 檢查：采用1.5T 超導磁共振成像儀（Avanto，德國西門子公司），最大梯度場45 mT/m，最大梯度切換率200 mT/（m·ms）。靜脈注射Gd-DTPA 0.2 mmol/kg，10～15 min 后，采用相位敏感反轉恢復快速小角度激發序列獲取相同長軸和短軸的釓對比劑延遲強化圖像。在左心室8 層短軸電影上，軟件自動描記結合人工調整，分別描記左心室舒張末及收縮末心內膜與心外膜邊界，軟件將自動生成各類心功能參數，包括LVEF 值、左心室舒張/收縮末期容積指數、心功能指數、每博輸出量指數等。我們采用MRI 相位對比流速編碼電影序列可測量左心室流出道狹窄處的最大流速，并根據流速計算出LVOTG。左心室造影檢查：局部麻醉下，穿刺右側股動脈或橈動脈，行左心室造影，左、右冠狀動脈造影檢查。詳細記錄左心室心尖部—左心室基底部—左心室流出道—升主動脈連續壓力。

統計學方法：所有統計學分析均采用SPSS 20.0軟件計算。GDF-15 不服從正態分布，取對數后服從正態分布，因此本研究采用log（GDF-15）進行統計分析。正態性計量數據用均數±標準差描述，組間比較采用方差分析。非正態分布資料采用中位數（M）及四分位數據間距（P25，P75）表示。組間比較采用非參數檢驗。計數資料采用頻數（率）描述，組間比較采用卡方檢驗。兩組變量的相關性采用Spearman 或Pearson 相關系數進行分析。以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

29 例HOCM 患者基線資料（表1）：29 例患者均為HOCM。平均年齡為（45.3±12.6）歲，女性9 例（31.0%）。超聲心動圖的平均LVOTG 為（80.6±31.2）mmHg，平均左心室后壁厚度為11（10，12）mm。29 例患者中5 例無二尖瓣反流，4 例微量二尖瓣反流，16 例少量二尖瓣反流，4 例中量二尖瓣反流。其中，NYHA 心功能Ⅰ級患者18 例（62.1%），NYHA 心功能Ⅱ級患者8 例（27.6%），NYHA 心功能Ⅲ級患者3 例（10.3%）。三者間性別及合并疾病情況，如冠心病，糖尿病，高血壓病，HOCM 家族史，暈厥差異均無統計學意義（P均＞0.05）。隨著NYHA分級升高，患者年齡逐級增加[（40.7±12.9）歲 vs（51.8±8.5）歲vs（56.0±4.4）歲，P=0.028]，差異有統計學意義（表1）。

表1 HOCM 患者以NYHA 心功能分級的基線特征（）

表1 HOCM 患者以NYHA 心功能分級的基線特征（）

注：HOCM：肥厚型梗阻性心肌??；GDF-15：生長分化因子-15；LVEDD：左心室舒張末內徑；LVEF：左心室射血分數；LVOTG：左心室流出道壓力階差。1 mmHg=0.133 kPa

log（GDF-15）水平與NYHA 心功能的關系（圖1）：對比NYHA 心功能Ⅰ級、NYHA 心功能Ⅱ級、NYHA 心功能Ⅲ級的GDF-15 水平，NYHA 心功能I 級患者為（659.2±305.6）ng/L，NYHA 心功能Ⅱ級患者為（1 258.3±683.0）ng/L，NYHA 心功能Ⅲ級患者為（1 344.2±343.9）ng/L。GDF-15 水平隨NYHA 心功能分級程度的加重而升高（P=0.008，表1）。Pearson 相關性分析提示log（GDF-15）水平與NYHA 分級呈顯著正相關（r=0.578，P＜0.001）。

log（GDF-15）水平與HOCM LVOTG 的關系（表2）：將所有患者依據log（GDF-15）水平從低至高進行三分位分析[log（GDF-15）＜2.80，log（GDF-15）2.80～3.02，log（GDF-15）＞3.02]。分析log（GDF-15）水平與不同影像學方法（超聲心動圖、心臟MRI 以及左心室造影）所測LVOTG 的相關性，結果顯示差異均無統計學意義（P均＞0.05）。進一步將log（GDF-15）按連續變量與上述不同影像學方法所測LVOTG進行相關性分析（表3），結果仍無顯著相關性（P均＞0.05）。校正年齡后，仍無相關性（P均＞0.05）。

圖1 log(GDF-15)與肥厚型梗阻性心肌病患者NYHA心功能分級的相關性

表2 HOCM 患者不同影像學方法檢測LVOTG 的三分位間log（GDF-15）比較（mmHg）

表3 HOCM 患者不同影像學方法檢測LVOTG 與log(GDF-15)水平的相關性

3 討論

雖然目前研究顯示GDF-15 水平與心肌肥厚有相關性。但GDF-15 水平與HOCM 患者的NYHA 分級及LVOTG 的相關性并不清楚，且HOCM 患者同時進行超聲心動圖、心臟MRI 及左心室造影測定LVOTG 的患者較少。本研究發現GDF-15 水平隨HOCM 患者NYHA 心功能分級的增加而升高，并報道GDF-15 水平未見與不同影像學測得HOCM 患者的LVOTG 相關。

GDF-15 是心力衰竭領域中的新型血漿標記物[10]。Kempf 等[10]對455 例平均左心室射血分數為32%的慢性心力衰竭患者進行研究，發現其GDF-15 水平明顯增高，且與心力衰竭的嚴重程度呈正相關。GDF-15 水平與心力衰竭的研究，大多集中在擴張型心肌病的患者，對HOCM 的研究較少。Montoro-García 等[12]研究的GDF-15 水平與HOCM 的相關性，發現GDF-15 水平與增加的年齡，惡化的心功能（NYHA 心功能分級≥Ⅱ級）及非持續性室性心動過速相關。本研究顯示GDF-15 水平與NYHA 心功能分級相關性的結果與其研究結果一致。在本研究中，GDF-15 水平的升高與HOCM 患者的嚴重性相關，隨NYHA 心功能分級增高，GDF-15 水平呈逐級顯著增高。本研究結果說明對于HOCM 出現心力衰竭的患者，GDF-15 水平隨心功能惡化而升高。在NYHA 心功能Ⅰ級的患者，GDF-15 水平較低；而隨著NYHA 心功能分級升高，患者癥狀惡化，GDF-15 水平也逐漸增加。本研究結果顯示GDF-15 水平能夠反映HOCM 心力衰竭患者癥狀的嚴重程度，是評估NYHA 心功能分級的新型血漿標記物，可有助于臨床醫師判斷HOCM 患者心力衰竭的嚴重程度，并可以通過GDF-15 水平監測這類患者心功能的進展程度。

目前在國內外尚少見關于GDF-15 水平與HOCM 的LVOTG 相關性的研究。本研究顯示，無論采用哪種檢查方法（超聲心動圖，心臟MRI，左心室造影）評估HOCM 患者的LVOTG，均顯示LVOTG 在log（GDF-15）三分位間差異無統計學意義。且進一步采用連續變量，也未見log（GDF-15）水平與LVOTG 呈現出相關性（P均＞0.05）。一些文獻已報道，GDF-15 在多種病理狀態下，如心肌肥厚、缺血、壓力負荷的增加時，水平明顯增加。既往研究顯示，在心肌肥厚重塑中，GDF-15 是HOCM 的心肌保護因子。在受牽拉的心肌細胞，GDF-15 基因表達上調[15]。也有動物研究表明當小鼠心臟暴露在病理壓力下，如一過性和持續性缺血時，壓力負荷增加時，會引起GDF-15 水平升高[16]。Xu 等[17]的研究顯示GDF-15 的表達在左心室肥厚中增加，反應壓力負荷增加。Xu 等[17]還發現，高血壓并發左心室肥厚患者血GDF-15 水平明顯高于無左心室肥厚高血壓患者。引起GDF-15 水平升高的原因多種多樣，但本研究結果表明GDF-15 水平在不同影像學測得的LVOTG 間均異性差異無統計學意義，且GDF-15 水平并未表現出與LVOTG 呈相關性。考慮雖然HOCM 患者的GDF-15 水平明顯升高，但GDF-15 的數值并不能很好的反應LVOTG 的水平，其與心功能分級的相關性更大。

本研究為單中心，入選的患者樣本量較小，可能會有選擇偏倚，未來我們將期待進一步擴大樣本量，觀察GDF-15 水平與HOCM 患者LVOTG 的相關性；有些HOCM 患者進行內科化學消融或外科手術后，LVOTG 可進一步下降，今后的研究中我們可進一步觀察GDF-15 水平對于HOCM 內科化學消融或外科手術后患者死亡的預測價值。

本研究顯示在HOCM 患者中，GDF-15 水平隨著NYHA 心功能分級的升高而升高，可作為反映HOCM 患者心功能嚴重程度的血漿標記物。而GDF-15 水平與HOCM 患者不同影像學測得的LVOTG 無相關性。