血清Galectin-3和sST2水平檢測用于保留射血分數(shù)心力衰竭的生物標記物的研究

高婉琴，李小丹，楊朋康，蘇 虹（.西安大興醫(yī)院心內(nèi)一科，西安 7006；

2.西安市第一醫(yī)院心內(nèi)科，西安 710002；3.西安市第三醫(yī)院心血管內(nèi)科，西安 710018）

根據(jù)2016年歐洲心臟病學(xué)會（ESC）指南[1]，心力衰竭（heart failure，HF）包括保留射血分數(shù)的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF）、中間值射血分數(shù)的心力衰竭（heart failure with mid-range ejection fraction, HFmrEF）以及射血分數(shù)降低的心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF）。目前，HFpEF占心力衰竭患病人群的40%～70%，與之前31%～47%相比已有明顯的增加[2]。HFpEF發(fā)病機制尚未明確，現(xiàn)在認為受損的左室收縮功能及心肌順應(yīng)性的下降導(dǎo)致舒張期充盈障礙以及舒張末壓的增加[3-5]。年齡、性別、糖尿病、肥胖、高血壓、心肌病均與HFpEF之間存在一定的關(guān)系[6]。雖然目前具有許多研究對該病的治療進行研究，但相應(yīng)的進展仍然有限[7-9]。因此，早期對HFpEF進行危險分層對于減緩心力衰竭的進展，提升患者的預(yù)后具有潛在的重要意義。

生物標記物可用作HF危險分層的良好工具。人半乳糖凝集素-3（Galectin-3）以及可溶性腫瘤發(fā)生抑制蛋白-2（soluble suppression of tumorgenicity, sST-2）是兩種評估纖維化的生物標記物，被認為對于預(yù)測HF具有良好的價值[10]。Galectin-3是一種可溶性半乳糖結(jié)合蛋白，與細胞黏附、增殖、遷移、凋亡、血管新生、免疫反應(yīng)以及炎癥等多種生理反應(yīng)之間存在關(guān)系。Galectin-3在心肌應(yīng)激及成纖維細胞的激活過程中通過巨噬細胞進行轉(zhuǎn)運。激活的成纖維細胞可導(dǎo)致膠原沉積與細胞外基質(zhì)并且啟動前纖維化過程。在心肌層中，該過程促進心室重構(gòu)從而導(dǎo)致心力衰竭的發(fā)生[11]。目前研究顯示galectin-3在HF發(fā)生的病理生理學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用，如新生成纖維細胞增殖，炎癥發(fā)生，纖維化，心室重構(gòu)等[12]。此外，循環(huán)性galectin-3水平可很好地預(yù)測HF患者再入院及死亡的發(fā)生風險[13]。sST-2屬于白介素-1（interleukin-1，IL-1）受體家族，由兩個異構(gòu)體及跨膜配體（suppression of Tumorigenicity 2，ST2L）組成，可分為循環(huán)性ST-2及可溶性sST-2兩種類型。白細胞介素33（interleukin-33，IL-33）與ST2L的結(jié)合可通過減少形式重構(gòu)、纖維化以及保留左室功能來發(fā)揮保護心臟功能的作用[10]。目前有研究表明sST-2有助于慢性心力衰竭（chronic heart failure, CHF）患者及急性心力衰竭（acute chronic failure, AHF）患者體內(nèi)N-末端前B性鈉尿肽（N-terminale pro-B type natriuretic peptide）的增加[14-15]。之前也有研究證明了sST-2在不同類型心力衰竭中的預(yù)測價值[16]。

在HFpEF中，潛在的不同類型間的異質(zhì)性是導(dǎo)致HFpEF相關(guān)臨床試驗結(jié)果不佳的原因。雖然目前美國心臟協(xié)會（American Heart Association, AHA）推薦Galectin-3以及sST-2與NT-proBNP共同用于HF的危險分層[17,27]，但對于其預(yù)測價值目前數(shù)據(jù)仍然較少。因此我們通過比較sST-2，galectin-3以及NT-proBNP在HFrEF，HFpEF及對照組中的水平差異，評估它們在HFpEF患者中預(yù)測心血管不良事件的能力。

1 材料與方法

1.1 研究對象 2015年12月～2016年12月于我院就診的心力衰竭患者，收集其基線特征、伴隨疾病、心衰體征、藥物治療史和在院期間生化檢查指標。對照組則從西安市第一醫(yī)院體檢中心隨機抽取。所有患者HF的階段依據(jù)歐洲心血管協(xié)會（European Society of Cardiology, ESC）指南[18]進行判定。患者左室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction, LVEF）通過超聲心動圖進行測量，LVEF≤40%定 義 為HFrEF，LVEF≥50%定 義 為HFpEF，LVEF在40%～49%之間定義為HFmrEF。排除標準包括繼發(fā)于先天性心臟病或瓣膜病的心力衰竭、肝腎功衰竭、惡病質(zhì)、自身免疫病或其他可能導(dǎo)致患者預(yù)期壽命小于1年的疾病。根據(jù)以上標準，本次試驗共納入HFpEF患者79例，HFrEF患者33例，對照組40例，隨訪期丟失患者12例，排除本次試驗的患者25例。納入本次研究的患者進行為期1年的隨訪。所收集心血管不良事件包括心血管死亡，由于HF加重導(dǎo)致的再次入院。隨訪時間的評估通過專科醫(yī)師根據(jù)患者家屬的描述及其再次醫(yī)療記錄進行判定。

1.2 試劑和儀器 一次性抗凝真空采血管由江蘇康健醫(yī)療用品有限公司提供；一次性靜脈取血針由廣州市樂邦醫(yī)療器械有限公司提供；高速離心機由廣州吉迪儀器有限公司提供；Galectin-3試劑盒由上海酶聯(lián)生物科技有限公司提供；sST-2試劑盒由上海北滬生物科技有限公司提供；電化學(xué)發(fā)光分析儀由美國貝克曼庫爾特公司提供。

1.3 方法 收集患者入院后全血，離心后分離血漿血清。Galectin-3及sST-2通過其相應(yīng)的ELISA試劑盒進行測定。NT-proBNP通過Roche電化學(xué)熒光免疫法進行測定。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 所有統(tǒng)計學(xué)過程采用SPSS 21.0進行。分離變量以百分數(shù)及具體數(shù)值進行記錄，連續(xù)性變量采用均數(shù)±標準差（±s）的形式記錄。方差齊性采用方差分析，不同組患者生物標記物水平的比較采用兩組間/多組間方差分析或Mann-Whitney U或Kruskal Wallis檢驗。相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)性檢驗。受試者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲線評估生物標記物用于診斷時的特異度和敏感度。P ＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 納入患者的基線資料 見表1，表2。本次研究共納入研究者164例，其中完成隨訪患者112例（HFpEF患者79例，HFrEF患者33例），對照組40例。其中HFpEF組收縮壓、肌酐相對更高，高血壓患者更多（F=35.43，39.78， χ2=12.66, 均P＜0.05）；HFrEF組糖尿病、服用地高辛和醛固酮受體拮抗劑的患者相對更多（χ2=5.09～18.18, 均P＜0.05），超敏C-反應(yīng)蛋白（hs-CRP）,sST-2, Galectin-3, NT-proBNP水 平 更 高（F=38.74～45.79, Z=-7.694, 均P＜0.05），LEVF水平更低（F=41.15, P＜0.01）；HFpEF及HFrEF組患者eGFR水平低于對照組（F=40.43, p＜0.01）；對三組間比較有意義的參數(shù)進行兩兩比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=-48.800～41.718, Z=-9.892～-6.487, 均P＜0.01）。

表1 納入患者的基線資料

表2 患者基線資料比較

2.2 生物標記物與臨床參數(shù)的Spearman相關(guān)性分析 見表3。對HFpEF患者與其他組患者具有統(tǒng)計學(xué)差異的臨床參數(shù)進行相關(guān)性分析（r = -0.421～0.324，均P＜0.01），差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表3 臨床參數(shù)Spearman相關(guān)性分析

2.3 不同生物標記物區(qū)別HFpEF的ROC曲線 見圖1。相比于對照組患者，Galectin-3用于診斷HFpEF是其ROC曲線下面積較大（0.799），診斷界值為9.43ng/ml（靈敏度68%，特異度85%），而此時NT-proBNP用于區(qū)別對照組及HFpEF組，其ROC曲線下面積為0.732，診斷界值為254.63ng/ml（靈 敏 度 61.3%，特 異 度78%），sST-2的ROC曲線下面積為0.561，診斷界值為69.4ng/ml（靈敏度 49%，特異度59%）；將NT-proBNP，Galectin-3和sST-2用于區(qū)別不同類型的HF患者時（HFrEF vs HFpEF），曲線下面積分別為0.910（靈敏度 93%, 特異度 59%），0.874（靈敏度 91%, 特異度 61%），0.822（靈敏度 81%, 特異度 57%）。以上結(jié)果說明Galectin-3相比于sST-2更有利于對HFpEF的診斷。

圖1 ROC曲線[（左）HFpEF vs 對照組；（右）HFrEF vs HFpEF]

2.4 不同類型患者生物標記物與心血管不良事件的多變量Cox回歸分析 見表4。多變量Cox回歸分析顯示Galectin-3及sST-2均可以預(yù)測HF患者隨訪期內(nèi)心血管不良事件的發(fā)生［HR1Galectin-3 2.35（2.11～2.59）, sST-2 2.16（1.91～2.41），HR2Galectin-3 2.07（1.87～2.27），sST-2 1.98（1.80～2.16）］，對于HFpEF患者，sST-2可以作為預(yù)測心血管不良事件的因子［HR12.25（1.97～2.52），HR22.09（1.83～2.34）］；對 于HFpEF患 者，Galectin-3可以作為預(yù)測新心血管不良事件的因子[HR12.61（2.36～2.86），HR22.47（2.18～2.76）]。

表4 多變量Cox回歸分析

3 討論

HFpEF是一種特殊類型的心力衰竭。但目前對于采用生物標記物診斷HFpEF的研究有限，而僅采用BNP評定HF患者缺乏對于舒張功能障礙的敏感性。研究顯示可以反映膠原平衡的生物標記物與HFpEF患者的表現(xiàn)及嚴重性有關(guān)[18]。我們通過研究發(fā)現(xiàn)，sST-2和Galectin-3兩種生物標記物都與HF患者心血管不良事件的發(fā)生有關(guān)，但僅Galectin-3可以作為HFpEF患者心血管不良事件的預(yù)測因子。

Galectin-3是一種心力衰竭的生物標記物，但由于其作為生物標記物的價值受到多種因素如氨基末端腦鈉尿肽（NT-proBNP）及腎功能的影響仍然具有爭議[19-20]。最近的研究顯示Galectin-3直接與HFpEF患者左室末期舒張壓以及心臟功能相關(guān)[21-22]。COACH研究納入了592例HF患者進行研究，結(jié)果顯示galectin-3水平的升高與HFpEF患者心血管不良事件的發(fā)生具有顯著的負相關(guān)[23]。我們的研究結(jié)果表明Galectin-3水平的升高則會伴隨著左心室收縮功能的異常（更低的LVEF），因此會導(dǎo)致患者再次入院及死亡的風險增加[24]。Galectin-3對于患者預(yù)后的判斷容易受到諸如NT-proBNP等因素的影響。ZHANG等[20]研究發(fā)現(xiàn)sST-2及Galectin-3均與eGFR≥60ml/min/1.73m2的HF患者出現(xiàn)死亡存在很強的相關(guān)性，但對于eGFR＜60ml/min/1.73m2的患者則無明顯相關(guān)性。在我們本次研究中，Cox回歸分析顯示Galectin-3可以作為在引入NT-proBNP作為參數(shù)后同樣可以預(yù)測HFpEF患者在一年隨訪期內(nèi)發(fā)生心血管不良事件的因子。本次研究與前述研究結(jié)果出現(xiàn)不同的原因可能是因為本次研究所納入的患者腎功能相對較好（納入患者平均eGFR為81.43 ml/min/1.73m2）。

sST-2相對于Galectin-3更少受到鈉尿肽、腎功能、左室功能的影響，因此可以作為HF患者預(yù)后的判斷因子[25]。我們研究顯示sST-2與HFrEF有關(guān)，但與HFpEF無關(guān)。此外，血清sST-2與患者LVEF之間存在負相關(guān)，提示sST-2可以作為判斷心肌纖維化及收縮功能異常的因子。

本次研究存在一定的局限性。首先，我們所得出的Galectin-3及sST-2的診斷界值相對于ALDODHF研究[23]存在差異，這可能是由于本次研究所納入樣本較小的原因。其次，我們?nèi)狈υ贖F患者病情發(fā)展過程中動態(tài)性的Galectin-3的觀察。

綜上所述，尋找對于特殊類型的心力衰竭HFpEF的診斷生物標記物是非常重要的，可以更好地了解HFpEF的發(fā)病機制。從本研究結(jié)果可以看出，相比于sST-2，Galectin-3可以更好的作為HFpEF患者心血管不良事件的預(yù)測因子。為HFpEF未來的診斷生物標記物研究奠定了基礎(chǔ)。