生物標志物在肺栓塞中的研究進展

白夢茹 尤青海

肺栓塞是呼吸系統常見病，發病率高和死亡率高，是位于心衰和休克之后的第三大心血管死亡事件。急性肺栓塞(acute pulmonary embolism，APE)的臨床癥狀、體征無特異性，與肺炎、慢性阻塞性肺疾病急性加重、急性主動脈綜合征、急性心肌梗塞和急性心功能不全等鑒別困難，導致APE的臨床誤診率和漏診率極高。因此，臨床肺栓塞的及時診斷和風險評估顯得極為重要，及早發現風險高、預后差的患者，可以提高急性PE患者的生存率。肺栓塞診斷和風險評估指標有多種，如CT肺動脈造影(CT pulmonary angiography, CTPA)、血壓、肺栓塞嚴重指數(pulmonary embolism severity index, PESI)、右心功能不全的心電事件和下肢深靜脈超聲等，這些指標都有一定缺陷，如缺乏陽性預測價值、繁瑣或者昂貴。臨床診治過程中選擇合適的生物標志物(biomarkers)有助于疾病的診斷、風險評估、病情進展、評估預后等，可參與肺栓塞整個診治過程。本文就臨床常用肺栓塞相關生物標志物的研究進展做一綜述，期待為肺栓塞臨床診斷、分層、治療以及預后提供依據。

心臟型脂肪酸結合蛋白

脂肪酸結合蛋白(fatty acid-binding protein，FABP)是脂質結合蛋白超家族成員，由16個成員組成，每個成員均由不同的基因編碼。FABP3又叫心臟型脂肪酸結合蛋白(H-FABP)，是心肌損傷的早期且敏感標記物，與急性冠脈綜合征診斷、預后相關，在發生心肌損傷的其他情況下(如急性充血性心力衰竭和急性肺栓塞等)具有作為預后標志物的潛在作用[1]。H-FABP參與急性PE患者的危險性分層，與急性肺栓塞的預后密切相關[2]。Dellas等[3]研究發現在sPESI=0(Simplified pulmonary embolism severity index，簡化肺栓塞嚴重指數)的低危患者(n=271)中，H-FABP升高組患者的PE相關并發癥發生率為4.3%，而H-FABP正常組患者的PE相關并發癥發生率為0.4%；H-FABP升高組患者年齡更大，臨床合并癥更多(例如腎功能不全、慢性肺部疾病等)，預后較差。與超敏肌鈣蛋白(High-sensitivity troponin, hs-Tn)、腦利鈉肽(B-type natriuretic peptides，BNP)和N端前BNP(NT-proB-type natriuretic peptides，NT-proBNP)相比，H-FABP是短期肺栓塞相關不良事件和全因死亡率的最強預測指標，并且死亡率的陰性似然比最低[1]。肺栓塞患者發生心肌損傷后，H-FABP因其體積小和游離的細胞質定位，而迅速從肌細胞釋放到體循環中，即使是心室壓力的短期改變，也可觀察到這種所謂的“心肌細胞損傷”。因此，H-FABP可作為肺栓塞早期診斷、風險評估、判斷預后的生物標記物。

血細胞參數

血細胞參數，臨床獲得容易且幾乎無創，其中與肺栓塞診斷、危險分層以及預后評估有關的血細胞參數有紅細胞分布寬度(red cell distribution width，RDW)、中性粒細胞/淋巴細胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratios, NLR)和血小板/淋巴細胞比值(platelet-to-lymphocyte ratios, PLR)等[4]。

RDW是紅細胞體積異質性的參數，是血常規中的一項指標，可預測肺栓塞發生，并與肺栓塞嚴重程度和肺栓塞預后有關[5]。RDW作為急性PE的獨立危險因素，與肺栓塞患者的30天死亡率有關，敏感性和特異性取決于RDW的臨界值(從14.5%到16.25%)。Turgay Yldrm研究[6]發現，RDW與肺栓塞患者的30天死亡率、90天死亡率、100天死亡率及長期死亡率有關，故RDW可以預測肺栓塞患者的預后，特別是和PESI聯合應用。近期一項薈萃分析[5]發現，RDW與PE的預后呈正相關(HR=1.19，95%CI 1.10～1.29，I2=73.4%；P<0.001)，RDW升高組患者的死亡率更高，但是結果存在異質性，可能是因為發生偏倚及樣本量少。肺栓塞急性期，RDW水平顯著增加主要歸因于炎癥因子增加、骨髓功能受抑、紅細胞成熟下降以及氧化應激增加，但肺栓塞患者RDW升高與死亡風險相關的機制目前尚不明確。

NLR和PLR也是臨床易獲得的血常規相關生物標記物，與肺栓塞診斷、危險分層以及預后評估有關。 研究[7]發現NLR和PLR可以預測APE患者的全因死亡率(n=191，28名患者死亡)：與生存組比較，死亡組NLR和PLR水平顯著升高；非大面積、次大面積和大面積肺栓塞組，存在顯著差異的是PLR水平，而非NLR；升高的NLR和PLR均與全因死亡率相關：NLR截斷值為5.46時，預測肺栓塞患者全因死亡率的敏感性為75%，特異性為66.9%；PLR截斷值為256.6時，預測肺栓塞患者全因死亡率的敏感性為53.675%，特異性為82.2%；無論是NLR還是PLR均與PESI或sPESI呈正相關[7]。K?se等[8]也研究了NLR、PLR在肺栓塞患者中的作用，發現NLR、PLR與肺栓塞患者的預后相關。肺栓塞死亡患者NLR、PLR顯著升高與其炎癥狀態密切相關[7]：(一)APE患者中性粒細胞和巨噬細胞浸潤肺動脈壁和右心室；(二)肺動脈高壓時，起源于血小板、淋巴細胞和內皮細胞的血清前炎癥因子微粒和前凝血因子微粒增加；(三)肺栓塞時急性炎癥反應導致血小板活化、中性粒細胞聚集增加；(四)在系統性反應中，因腎上腺素和糖皮質激素釋放導致淋巴細胞計數可能下降。綜上，來自常規實驗室檢查的NLR和PLR能提供足夠的系統性炎癥反應信息，可作為新的生物標志物建立肺栓塞風險預測模型，從而提高風險評估的準確性。

肌鈣蛋白

肌鈣蛋白是心肌損傷的標志物，也是肺栓塞危險分層指標。肺栓塞患者肌鈣蛋白升高，提示發生了心肌損傷，肌鈣蛋白水平越高，提示心肌損害越嚴重，預后越差。Mirambeaux[9]等研究了肌鈣蛋白和超聲心動圖在血壓正常肺栓塞患者中的作用，發現-肌鈣蛋白/-回聲組患者(-回聲指超聲心動圖示無右心室擴張、右心室自由壁運動減退，三尖瓣反流噴射速度≤2.6 m/s)30天不良結局(如死亡、循環衰竭、PE復發、個別不良事件等)的發生率為4.6%，+肌鈣蛋白/ -回聲患者30天不良結局發生率為13.5%；-肌鈣蛋白/+回聲患者(+回聲指超聲心動圖示右心室擴張、右心室自由壁運動減退或三尖瓣反流噴射速度> 2.6 m / s)30天不良結局發生率為11.9%，+肌鈣蛋白/+回聲患者30天不良結局發生率為16.9%，肌鈣蛋白陽性患者風險大、預后差。在PE的患者中，[9]肌鈣蛋白和超聲心動圖檢查的結果，似乎存在風險梯度，因此影像學上的RV功能障礙與實驗室生物標志物升高的患者預后較差。

BNP

BNP由心室肌細胞合成、分泌，心室負荷和室壁張力的改變可刺激BNP分泌增加，是提示心力衰竭的指標。肺栓塞患者右心室后負荷增加時，室壁張力增高導致BNP水平升高，BNP升高水平與右心功能不全和血流動力學紊亂嚴重程度有關，BNP參與肺栓塞的危險分層，也是評估肺栓塞預后的指標。Borz-Baba[10]等研究發現在發生肺栓塞的高危人群三級肥胖患者中，BNP<100pg/mL和肌鈣蛋白T<0.03ng/mL的聯合診斷肺栓塞的陰性預測值為98.8%，BNP≥100pg/mL和肌鈣蛋白T≥0.03ng/mL聯合診斷肺栓塞的陰性預測值為10.8%；使用BNP和肌鈣蛋白T作為連續變量的邏輯回歸分析確定，只有BNP是診斷為肺栓塞的三級肥胖患者30天死亡率的的獨立預測因子。故肌鈣蛋白正常患者排除肺栓塞的風險低、預后較好。

D二聚體

D-D是血液中纖維蛋白的降解產物，D-D水平升高，說明體內存在高凝狀態和繼發性的纖維蛋白溶解亢進。因此，D-D濃度對血栓性疾病的診斷、療效評估和預后判斷具有重要的意義。但在其他疾病狀態下D-D也可顯著升高，如感染、腫瘤、出血、外科手術、壞死等，故D-D陽性預測值較低(診斷肺栓塞的敏感性為97%，特異性20%～50%)，診斷APE并無優越性，但D-D陰性預測值較高，D-D在正常范圍內幾乎可排除肺栓塞的診斷。D-D診斷特異性隨年齡增高而逐漸下降，以年齡調整臨界值可提高D-D對老年患者的診斷特異性。 Uzelener等[11]研究了年齡調整的D-D臨界值的范圍[年齡×(10-15)]在年齡大于65歲的老年患者中肺栓塞診斷的價值，發現D-D臨界值選擇越高，診斷肺栓塞的靈敏度越低，故老年人不支持使用較高水平的D-D臨界值診斷肺栓塞。

在急性胸痛和急性呼吸困難的病因診斷中，D-D也存在優勢。急性肺栓塞、急性心肌梗死、急性主動脈夾層，都是致命性胸痛的病因，故同時具有呼吸困難、胸痛、心電圖改變、D-D和心肌標志物升高的患者，明確診斷相對困難。Kim Jong Yoon等[12]研究發現D-D/cTn比值是簡單和有用的生物標志物，可鑒別APE與伴有心肌肌鈣蛋白升高的NSTEMI(non-ST elevation myocardial infarction，非ST段抬高型心肌梗死)；在D-D/cTn比值>1.82的具有急性胸痛和呼吸困難患者中，選擇CTPA可能有利于鑒別診斷，從而可避免不必要的侵襲性操作如冠脈造影。因此，D-D和cTn可用于致命性胸痛病因診斷，兩者比值，在鑒別診斷中的價值更大。

其他：血尿酸、血葡萄糖

肺栓塞患者應用生物標志物的最初目的是預測死亡風險和指導治療方案，除以上臨床使用廣泛的D-D、BNP和cTn外，血尿酸、葡萄糖等可能也作為肺栓塞的生物標志物。Joo Hee Lee等研究血液生物標志物在unprovoked型APE(不存在肺栓塞已知危險因素患者)中的意義，[13]發現發生預后不良結果的患者與無預后不良結果的患者相比，其WBC計數、血紅蛋白、尿酸、葡萄糖、乳酸脫氫酶、肌鈣蛋白I和BNP的濃度明顯升高。單因素邏輯回歸分析表明，血紅蛋白、尿酸、葡萄糖、CK-MB和BNP濃度與不良預后顯著相關。多因素邏輯回歸分析顯示，血尿酸水平(OR=1.342)、血葡萄糖濃度(OR=1.008)以及血紅蛋白濃度(1.627)均能有效預測unprovoked型APE不良綜合預后。升高的尿酸濃度以及高血糖，是多種心血管疾病的危險因素和靜脈血栓栓塞發生的危險因子，血尿酸水平升高與未來VTE復發風險增加有關[14]。因為尿酸是前氧化因子和前炎癥因子，可導致內皮功能失調，參與靜脈血栓栓塞的發生發展，而肺栓塞患者的低氧、肺動脈高壓，以及下降的心臟輸出均可誘導血尿酸水平升高，增加的血尿酸水平可以預測肺栓塞的嚴重性和短期死亡率；肺栓塞患者應激相關激素，如兒茶酚胺、生長激素、皮質醇的分泌和釋放增加導致高血糖，高血糖可激活凝血系統、下調纖溶系統、減少保護性的多糖-蛋白質復合物層直接干擾內皮細胞功能，而這反之與高胰島素血癥伴行，導致更強的高凝狀態，因此，高血糖和APE發生、死亡率關系密切[14]。

肺栓塞的臨床表現及體征缺乏特異性，并且與心肺相關疾病鑒別困難，如急性心肌梗死、主動脈夾層破裂、慢性阻塞性肺疾病急性加重等，高漏診率和誤診率使肺栓塞患者致殘率及死亡率均高，因此，選擇有效的生物標記物對肺栓塞早期診斷、病情進展、風險評估至關重要。肺栓塞相關生物標志物反映了機體在疾病狀態時特殊的病理生理，這些生物標志物大都存在一致性、可重復性的特點，但特異性方面仍有不足，臨床聯合檢測，有助于提高診斷的準確性。本文描述的臨床肺栓塞相關生物標志物，主要是來自外周靜脈血標本，包括心臟受損相關指標(肌鈣蛋白、BNP等)、止凝血相關指標(D二聚體)、生化相關指標(血尿酸、葡萄糖等)、血常規相關指標(RDW、NLR和PLR)等，為更多的了解肺栓塞，新的生物標記物有待探討和研究。如Galectin-3結合蛋白是系統性紅斑狼瘡靜脈血栓栓塞的新預測因子，G3BP水平與VTE風險增加顯著相關[15]，為進一步診斷、評估、分層以及判斷肺栓塞預后提供了思路。