慢性心力衰竭兒童血清PTX‐3、syndecan‐4水平變化及意義

張鳳華 趙小林 馮嵩 安金斗

（鄭州大學第一附屬醫院小兒內科， 河南鄭州 450000）

慢性心力衰竭（chronic heart failure, CHF）是由于各種原因（如心肌病、炎癥等）導致心肌損傷，引起心肌結構及功能的改變，最后導致心臟收縮和 /或 舒張功能低下[1]。主要表現為呼吸困難、乏力和液體潴留等[2]，不同年齡階段心力衰竭的表現不同，兒童心力衰竭常見主要原因為心肌病、先天性心臟病、感染性心內膜炎、心肌炎等[3]。 炎癥、心肌纖維化是導致心力衰竭發生和進展的病理生理途徑。Pentraxin‐3（PTX‐3）是一種炎癥標志物，可能通過多種機制調節心肌功能，包括直接作用于心肌細胞和心臟成纖維細胞，導致心肌肥大及纖維化；通過影響細胞內鈣轉運、β‐腎上腺素受體的信號轉導來誘導心肌細胞的凋亡，影響心臟的收縮功能；刺激相關基因影響心肌重塑[4]，可能有助于判斷心力衰竭患兒的診斷和預后[5]。Syndecan‐4調節心臟成纖維細胞表型和功能、膠原蛋白交聯和心肌纖維化，可能參與心肌的重塑[6]。目前國內外沒有對CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平的相關研究。本研究回顧性分析CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平的改變及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

入選2018年6月至2020年6月就診于鄭州大學第一附屬醫院40例CHF患兒作為心衰組，心衰組按照原發疾病不同分為擴張型心肌病組（n=18）、心肌致密化不全組（n=10）和心內膜彈力纖維增生癥組（n=12）；根據心功能分級不同，分為心功能Ⅱ級組（n=13）、心功能Ⅲ級組（n=13）、心功能Ⅳ級組（n=14）。男23例，女17例，中位發病年齡4.0（0.6，10.0）歲，納入標準：（1）入組年齡2個月至16歲；（2）心力衰竭診斷標準參考《小兒心力衰竭診斷與治療建議》[7]，心力衰竭患兒參考紐約心臟病學會提出的兒童心臟病患者心功能分級方案或改良的Ross評分[8]進行心功能分級；（3）首次接受心力衰竭治療，擴張型心肌病、心內膜彈力纖維增生癥和心肌致密化不全均為原發性疾病，且予以強心劑、利尿劑、血管緊張素轉換酶抑制劑/血管緊張素受體阻滯劑、β受體阻滯劑、醛固酮拮抗劑、改善心肌能量代謝等藥物治療2周后，患兒心功能改善，臨床表現及體征明顯好轉。排除標準：先天性心臟病、重癥肺炎、風濕性心臟病、暴發性心肌炎等所致心功能不全；急性感染、腫瘤、結締組織病、免疫缺陷病、嚴重肝腎功能不全等。

另選取同期門診健康體檢兒童30例為對照組。其中男15例，女15例，中位入組年齡6.0（4.2，10.0）歲。心衰組與對照組入組年齡、性別差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究獲得鄭州大學第一附屬醫院倫理委員會批準（2020‐KY‐069），并獲得家屬知情同意。

表1 兩組兒童性別及年齡比較

1.2 標本收集

經家屬知情同意，研究對象均于清晨采集空腹靜脈血3~4 mL，注入紅色干燥管，室溫放置30 min，于4℃離心機3 500 r/min的速度離心10 min，收取上清液，放入-80℃冰箱保存，待測血清PTX‐3、syndecan‐4。心衰組于治療前和治療后各采集1次，對照組兒童于入組時采集1次。

1.3 血清 PTX‐3、syndecan‐4 水平測定

采用酶聯免疫吸附法檢測血清PTX‐3、syndecan‐4水平，試劑盒由上海艾博抗貿易有限公司提供，操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.4 血清氨基末端腦鈉肽前體水平測定

采用雙向側流免疫法測定氨基末端腦鈉肽前 體（N‐terminal pro‐B‐type natriuretic peptide, NT‐proBNP）水平，監測范圍為5~16 000 pg/mL，若檢測值＜5 pg/mL，記為5 pg/mL，若檢測值＞16 000 pg/mL，則記為16 000 pg/mL。

1.5 超聲心動圖相關指標檢測

由我院超聲科醫師對符合納入標準患兒進行檢查，采用PHILIP公司IE33型彩色多普勒超聲心動圖儀測量左室射血分數（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左室短軸縮短率（left ventricular fraction shortening, LVFS）、 舒 張 期末室間隔厚度（interventricular septum thickness,IVST）、舒張期末左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness, LVPWT）、左室舒張末期內徑（left ventricular end‐diastolic diameter, LVEDd）等心臟彩超相關指標。依據Devereux 公式計算，左心室質量（left ventricular mass, LVM）=0.8×1.04[（LVEDd+IVST+LVPWT）3- LVEDd3]+ 0.6，左心室 質 量 指 數（left ventricular mass index, LVMI）=LVM/體表面積。

1.6 統計學分析

采用SPSS 23.0軟件對數據進行統計學分析。非正態分布計量資料采用中位數（四分位數間距）[M（P25，P75）]表示，兩組間配對樣本比較采用Wilcoxon符號秩和檢驗，兩組間獨立樣本比較采用Mann‐WhitneyU檢驗，多組間比較采用Kruskal‐WallisH檢驗，組間兩兩比較采用Nemenyi法。采用 Spearman 秩相關分析 PTX‐3、syndecan‐4與NTpro‐BNP、LVEF、LVFS、LVEDd 、LVMI 之 間的相關性。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平比較

心衰組患兒治療前血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平均高于治療后，且治療前后均高于對照組（P＜0.05），見表2。

2.2 對照組與不同心功能分級患兒血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比較

血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在心功能 Ⅱ 級組、心功能Ⅲ級組、心功能Ⅳ級組患兒中均高于對照組（P＜0.05）；心功能Ⅳ級組與心功能Ⅱ級組相比，血清PTX‐3、syndecan‐4濃度明顯升高（P＜0.05）。見表3。

2.3 心衰組治療前血清PTX‐3、syndecan‐4水平與 NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVEDd、LVMI、心功能分級的相關性分析

心衰組治療前患兒血清PTX‐3與syndecan‐4水平呈正相關（分別rs=0.999，P＜0.05）；血清PTX‐3 水平與 NT‐proBNP、LVMI、心功能分級呈正相關（分別rs=0.726、0.736、0.934，P＜0.05），與LVEF、LVFS呈負相關（分別rs=-0.852、-0.767，P＜0.05）； 血 清 syndecan‐4 水 平 與 NT‐proBNP、LVMI、心功能分級呈正相關（分別rs=0.733、0.743、0.934，P＜0.05），與LVEF、LVFS呈負相關（分別rs=-0.856、-0.771，P＜0.05）。見表4。

2.4 不同原發疾病CHF患兒血清PTX‐3及syndecan‐4 水平差異

擴張型心肌病組、心肌致密化不全組及心內膜彈力纖維增生癥組患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平差異無統計學意義（P＞0.05），見表5。

表2 各組血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP 水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

表3 對照組與不同心功能分級患兒血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

表4 心衰組治療前血清PTX‐3、syndecan‐4水平與各指標的相關性

表5 不同原發疾病CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

3 討論

CHF是兒童多種心血管疾病的終末階段，心力衰竭的發生發展與神經內分泌系統過度激活、細胞炎癥刺激、長期氧化應激有著密切的聯系，進而誘發心肌纖維化與心室重塑。PTX‐3作為一種新型的炎癥因子，是由多個氨基酸組成的五聚體蛋白，機體受到炎癥因子刺激時在心肌細胞、血管內皮細胞、成纖維細胞、單核巨噬細胞、肌肉組織中高表達，主要來源于受損的心肌細胞，是一種可以反映心肌受損與炎癥的反應因子。其機制可能為PTX‐3與補體結合，激活補體經典途徑和替代途徑，參與炎癥反應，且可加重細胞損傷[9]。在心力衰竭患者中，PTX‐3可通過與成纖維細胞生長因子結合，從而抑制血管修復、新生，減少心肌供血。由于炎癥是導致心力衰竭發生發展和惡化的病理生理途徑，闡明炎癥因子與心力衰竭之間的關系，可能有助于確定心力衰竭患兒的診斷和預后評估。既往研究發現心力衰竭患者血清PTX‐3水平的表達是非容量依賴性的，在心力衰竭早期即可表達，且與心功能分級明顯相關，心力衰竭程度越重，其濃度越高，可能參與心肌纖維化與心室的重塑[10‐11]。本研究結果與既往研究基本一致，本研究中治療前CHF患兒血清PTX‐3水平較對照組顯著增高，在予以強心、利尿、抑制心肌重塑、減輕炎癥反應等藥物治療2周后，患兒血清PTX‐3水平顯著下降，差異有統計學意義，且本研究也發現了其與NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVMI、心功能分級之間的相關性，提示血清PTX‐3有助于CHF患兒的診斷與預后評估。賈晨紅等[12]研究顯示成人CHF患者血清PTX‐3水平顯著增高，與LVEDd呈正相關，與LVEF呈負相關，且與患者的病情嚴重程度呈密切相關?？迪计G等[13]對178例膿毒癥心力衰竭患兒研究發現，不同感染組心力衰竭患兒血清PTX‐3水平明顯高于非心力衰竭患兒，PTX‐3隨腦鈉肽的增高而升高，通過分析發現，PTX‐3濃度在預測膿毒癥患兒的心力衰竭及預后更占優勢。既往研究發現在射血分數正常的心力衰竭患者中，PTX‐3水平與性別、年齡、體重指數、糖尿病和高血壓病獨立相關，而與LVEF無明顯相關性，該結果與本研究結果不一致，由于PTX‐3在冠心病、脂肪組織、急性期和亞急性期心力衰竭的心臟中表達，其在射血分數值正常的心力衰竭患者中表達PTX‐3的細胞類型尚不確定。心肌纖維化內細胞外基質積聚也可能是射血分數值正常的心力衰竭患者進展過程中的重要病理生理因素，也可能是由心血管系統的結構和分子異常引起的，包括心臟和血管因素[14]?？紤]可能與研究對象年齡不同，且本研究所選對象均為射血分數值顯著降低，不合并基礎疾病，上述研究對象合并高血脂癥、高血壓病等有關，也可能和基礎疾病藥物應用有關。

Syndecan‐4是心臟成纖維細胞的細胞膜所表達的跨膜蛋白聚糖，細胞外基質的主要組成成分，細胞外基質沉積可能通過擾亂心肌興奮收縮偶聯的調節而導致心臟收縮功能障礙；外膜周圍細胞外基質的擴張可能會影響心肌細胞的血流灌注；心肌間質中蛋白酶/抗蛋白酶平衡的紊亂可能會引發纖維膠原的降解，從而影響依賴細胞外基質調節心肌細胞收縮的途徑，并導致心臟收縮功能障礙[15]；細胞外基質的產生可能會激活炎癥途徑，促使免疫細胞向間質內遷移，導致心肌細胞功能障礙和死亡[16]。Syndecan‐4可結合生長因子、細胞因子、免疫細胞黏附蛋白及病原體進而參與心臟纖維化信號轉導。既往研究表明CHF、急性心肌梗死患者的syndecan‐4血清水平升高，其水平與LVMI呈正相關，與LVEF呈負相關，表明循環中的syndecan‐4水平反映了心臟重塑與心功能級別[17]。其機制可能為心肌損傷或心室壓力增高時，心臟成纖維細胞增殖并產生大量的細胞外基質蛋白[18]，syndecan‐4誘導心臟成纖維細胞分化為肌成纖維細胞及細胞外基質蛋白的表達，從而導致心肌纖維化[19‐20]。本研究結果顯示，CHF患兒治療前血清syndecan‐4水平較對照組顯著增高，予以抑制心肌重塑、減輕炎癥反應等藥物治療后，患兒血清Syndecan‐4水平顯著下降，且差異有統計學意義，也發現了其與NT‐proBNP、LVMI、心功能分級呈正相關，與LVEF、LVFS呈負相關。Takahashi等[21]對46例成人心力衰竭患者研究發現，血清syndecan‐4水平與LVMI、LVEDd呈正相關，與LVEF呈負相關，其可以預測由于心力衰竭而導致的住院和死亡，因為它是成纖維細胞生長因子2、肝細胞生長因子和血小板衍生的生長因子受體的共同受體，因此syndecan‐4可作為心力衰竭患者心室重塑的生物標志物。而在本研究中，心力衰竭患兒血清syndecan‐4水平未發現與LVEDd有明顯的相關性，考慮可能兒童不同年齡階段其心室大小不同所致，國內外尚沒有對心力衰竭患兒血清syndecan‐4的相關研究，其機制有待進一步研究。

本研究結果表明，擴張型心肌病組、心肌致密化不全組、心內膜彈力纖維增生癥組患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平差異均無統計學意義，提示PTX‐3、syndecan‐4與兒童CHF的原發疾病不相關。不同病因的CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平無明顯差異的原因可能是PTX‐3 作為炎癥因子，與NT‐proBNP不同，雖然它與心力衰竭的關系是非容量依賴性的，但是不同的基礎疾病均可導致心肌受損，使炎癥反應增強，導致血清 PTX‐3表達水平增加，促進心肌纖維化、心室重塑，參與心力衰竭的發生發展過程；當心肌損傷或心室壓力增高時，心臟成纖維細胞增殖并產生大量的細胞外基質蛋白，syndecan‐4水平增加，促進心肌纖維化、心室重塑，導致心力衰竭的發生發展。Syndecan‐4可能是心室重構的特異性生物標志物，不反映血流動力學改變；也可能與PTX‐3、syndecan‐4在多種心血管疾病中均有表達，特異性低有關。綜上，二者在心力衰竭的發生發展中的確切病理生理機制需要更加深入的研究，不同基礎疾病的 CHF 患兒血清 PTX‐3、syndecan‐4水平是否有差異也有待進一步研究。

綜上，血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在 CHF患兒中表達增高，其可能通過影響心肌損傷、炎性反應、心室重構和心肌纖維化參與了心力衰竭發生發展的過程,可作為CHF患兒的診斷、心功能分級及治療效果評估的新的實驗指標。