血清Gal- 3水平對先天性心臟病患兒肺高壓的預測價值分析

范雙，毛國其，張娟，沈俊妃

(重慶市大足區人民醫院 兒科，重慶 402360)

肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)以肺血管重構和肺動脈壓力升高為主要特征，是先天性心臟病(congenital heart disease，CHD)患兒的常見并發癥[1]。這與CHD患兒心臟負荷增加導致肺循環血流量增加及肺動脈壓力升高有關[2- 3]。因此尋找早期預測CHD- PAH高危患兒的特異性標志物對改變治療和干預計劃，進而提高患兒生存率至關重要。半乳糖凝集素3(galectin- 3，Gal- 3)是Gal家族成員之一，在成纖維細胞、內皮細胞、炎癥細胞中都有表達[3]，并且參與炎癥、纖維化、免疫和氧化應激等生理病理過程[4]。Gal- 3已被確定為心肌纖維化和慢性左心室心力衰竭的生物標志物[5]。最近有基礎研究證實，Gal- 3通過調節增殖和分化等可影響PAH進展[6]，且有望成為PAH治療的潛在靶點[7- 8]。然而目前國內學者對血清Gal- 3水平在CHD患兒PAH發生中作用的關注度有限。本研究旨在評估CHD- PAH患兒血清Gal- 3水平的變化及其臨床意義，從而為CHD- PAH的診斷和治療提供新的指標和理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究屬于前瞻性隊列研究。選取2017年3月至2021年7月我院兒科收治的169例CHD患兒作為研究對象，男89例，女80例。根據是否合并PAH將患兒分為CHD- PAH組(48例)和單純CHD組(121例)。納入標準：患兒經心血管造影或超聲心動圖診斷為CHD，符合CHD診斷標準；CHD- PAH患兒經肺動脈壓檢測確診為CHD- PAH，符合《先天性心臟病相關性肺動脈高壓診治中國專家共識(2015版)》[9]中CHD- PAH的診斷標準，靜息狀態下肺動脈平均壓(mean pulmonary arterial pressure，mPAP)≥25 mmHg或肺動脈收縮壓≥40 mmHg；具有完整臨床資料。排除標準：復雜性先天性心臟病；特發性及其他原因所致PAH；有肺動脈瓣狹窄；左/右心室流出道梗阻；有嚴重呼吸系統疾??；有感染性疾??；合并惡性腫瘤；有嚴重免疫系統疾病或肺部疾病；肝腎功能障礙；疾病狀況不穩定或3個月內沒有行超聲心動圖檢查。另外隨機選取在我院體檢健康的32例兒童作為對照組(均mPAP<20 mmHg)。本研究經我院倫理委員會審批通過，所有患兒法定監護人均簽署知情同意書。

1.2 觀察指標

1.2.1 一般臨床資料 收集所有患兒的臨床資料，包括年齡、性別、收縮壓、舒張壓、CHD類型、手術類型、紐約心臟病協會(New York Heart Association，NYHA)心功能分級。

1.2.2 血清Gal- 3水平檢測 抽取所有受檢者清晨空腹靜脈血5 ml，置于4 ℃離心機中靜置30 min，以4 000 r·min-1離心10 min，取上層血清置于-80 ℃低溫保存。采用酶聯免疫吸附試驗測定血清Gal- 3水平，試劑盒均購自上?？道噬锟萍加邢薰?。在波長為450 nm處用酶標儀測定樣品吸光度值(單位ng·ml-1)。

1.2.3 其他實驗室指標 采用美國貝克曼AU2700全自動生化分析儀檢測血肌酐(creatinine，Cr)、γ- 谷氨酰轉移酶(gamma- glutamyhransferase，GGT)、血清白蛋白(albumin，ALB)水平，瑞士羅氏Cobas E411全自動電化學發光免疫分析儀檢測血N末端B型腦鈉肽(N- terminal pro- B- type natriuretic peptide，NT- proBNP)水平，酶聯免疫吸附試驗測定血清非對稱性二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine，ADMA)水平。采用兒童Schwart’s公式[10]計算腎小球濾過率估計值(estimated glomerular filtration rate，eGFR)。應用美國飛利浦Sonos 7500型彩色多普勒超聲儀行超聲心動圖檢查，測定肺動脈壓、心室舒張末期容積、心室收縮末期容積、主動脈瓣血流速度時間積分(velocity time integral，VTI)等，通過雙平面Simpson方法測量左室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)；采用右心導管術測定mPAP，美國邁心諾RAD- 5V經皮脈氧儀監測患兒經皮血氧飽和度。

1.3 統計學處理

使用SPSS 26.0軟件處理數據，正態分布的連續變量以平均數±標準差表示，采用t檢驗。二分類變量以率(頻率)表示，行卡方檢驗。偏態分布數據以中位數(四分位值)表示，并使用Mann- Whitney U分析。相關性采用Pearson或Spearman相關系數法分析。采用二元Logistic回歸模型分析血清Gal- 3水平與CHD- PAH的關系。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估血清Gal- 3水平對CHD- PAH的預測價值。所有檢驗均為雙側檢驗，統計學顯著性假設為P<0.05。

2 結 果

2.1 CHD患兒一般資料

CHD- PAH組和單純CHD組患兒年齡、性別、收縮壓、舒張壓、CHD診斷、手術類型、ALB和Cr水平、心室收縮末期容積、心室舒張末期容積等比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；CHD- PAH組患兒NYHA心功能分級、經皮血氧飽和度、mPAP及NT- proBNP、ADMA、GGT水平高于單純CHD組，eGFR、LVEF、VTI低于單純CHD組，差異有統計學意義(P<0.05，表1)。

表1 單純CHD組與CHD- PAH組患兒一般臨床資料比較

2.2 3組兒童血清Gal- 3水平比較

對照組兒童與單純CHD組、CHD- PAH組患兒血清Gal- 3水平分別為26.45(23.04,30.52)和29.45(24.59,37.90)、37.16(33.32,44.17)ng·ml-1，差異有統計學意義(H=45.947，P<0.001)。CHD- PAH組患兒血清Gal- 3水平顯著高于單純CHD組(Z=-6.092，P<0.001)和對照組(Z=-5.883，P<0.001)。根據血清Gal- 3水平中位值30.08 ng·ml-1將CHD患兒分為高表達組和低表達組，高表達組CHD- PAH患兒占49.4%(42/85)，低表達組CHD- PAH患兒占7.1%(6/84)，差異有統計學意義(χ2=37.12，P<0.001)。

2.3 單因素和多因素Logistic回歸分析血清Gal- 3表達與CHD- PAH的關系

經單因素和多因素Logistic回歸分析，血清Gal- 3和ADMA水平是CHD- PAH的獨立預測因子(P<0.05，表2)。

表2 單因素和多因素Logistic回歸分析血清Gal- 3表達與CHD- PAH的關系

2.4 ROC曲線分析血清Gal- 3、ADAM水平對CHD- PAH的預測價值

血清Gal- 3水平預測CHD患兒發生PAH的ROC曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.801(95%CI為0.733～0.868)，特異度為67.8%，敏感度為85.4%。血清ADMA水平預測CHD患兒發生PAH的的AUC為0.666(95%CI為0.578～0.754)，低于Gal- 3的預測效能(Z=-2.089，P=0.041)。而血清Gal- 3水平聯合ADMA水平預測CHD患兒發生PAH的的AUC為0.825(95%CI為0.759～0.891)，顯著高于Gal- 3水平單獨的預測效能(Z=-2.461，P=0.018)。見圖1。

圖1 血清Gal- 3、ADMA水平及二者聯合對CHD- PAH預測價值的ROC曲線 A.Gal- 3；B.ADMA； C.Gal- 3聯合ADMA

2.5 血清Gal- 3水平與其他指標的關系

經Pearson或Spearman法分析，血清Gal- 3水平與年齡、性別、ADMA水平、ALB水平、eGFR、心室收縮末期容積、心室舒張末期容積等均無關(P>0.05)；但與mPAP(rs=0.369，P<0.001)、NT- proBNP水平(rs=0.271，P<0.001)、GGT水平(rs=0.254，P=0.001)、Cr水平(rs=0.206，P=0.007)呈正相關，與經皮血氧飽和度(rs=-0.212，P=0.006)、LVEF(rs=-0.153，P=0.047)呈負相關。進一校正年齡、性別、NYHA心功能分級等混雜因素后，進行多元線性回歸分析，血清Gal- 3水平與mPAP仍呈正相關(β=0.369，95%CI為0.152～0.571，P=0.006)。

3 討 論

PAH是CHD的常見并發癥，是CHD患兒死亡的主要原因之一[1]。目前篩查PAH的最佳無創手段是超聲心動圖，但超聲測量PAP的準確性仍然相對較低，誤差較大。Gal- 3作為一種典型的分泌型糖蛋白，近年來已得到了廣泛的研究。本研究發現，血清Gal- 3在CHD- PAH患兒中的差異性表達可能與PAH的發病機制密切相關，檢測血清Gal- 3水平對預測CHD患兒PAH發生風險具有一定的臨床價值。

Gal- 3作為一種β- 半乳糖苷結合凝集素，通常表達于炎癥細胞、成纖維細胞和心肌[3]。Gal- 3已被證明參與了大多數損傷模型[11]。例如，Gal- 3被確定為心臟纖維化和慢性左心室心力衰竭的生物標志物[12]。Gal- 3進一步被證明有助于炎癥和纖維化，是參與PAH肺動脈重塑進展的已知因素。PAH的特征之一是肺動脈重塑，導致血管腔阻塞，形成復雜的血管病變。人肺動脈血管平滑肌細胞(HPASMC)中的Gal- 3通過降低細胞周期蛋白D1表達和增加p27表達促進收縮表型來減少增殖[7]。Gal- 3也具有介導轉化生長因子β增加肺成纖維細胞增殖的能力[6]。其次，Gal- 3已被證明可促進一系列細胞中活性氧的產生，從而促進PAH的發展[13- 14]。Fulton等[14]發現，野百合堿誘導的PAH與促炎細胞因子、輔助T細胞的表達增加有關，并且抑制Gal- 3可顯著減輕野百合堿誘導的血管炎癥。更重要的是，免疫反應和炎癥被認為是PAH的關鍵驅動因素，一些細胞因子和趨化因子與PAH患者的不良預后相關，突出了抗炎干預的保護作用。Shen等[15]研究發現，Gal- 3通過激活CHD- PAH中的免疫應答，使CHD患者PAH加重。上述這些機制均證實，Gal- 3作為炎癥和纖維化的重要調節介質，可參與CHA- PAH進展，本研究結果與之基本一致。本研究中我們發現，CHD- PAH組患兒血清Gal- 3水平普遍升高，而且校正一些混雜因素后，血清Gal- 3水平仍是CHD- PAH發生風險的獨立預測因子。

ADMA是一種新發現的抑制性細胞因子，通過與一氧化氮合酶的活性位點結合來抑制一氧化氮的釋放，目前臨床上普遍承認ADAM是PAH最具潛力的預測因子之一[16]。然而在本研究中，ROC曲線分析顯示，血清Gal- 3水平與ADMA水平二者聯合預測CHD患兒發生PAH的敏感度和特異度相對較優，提示檢測血清Gal- 3水平對預測CHD患兒PAH發生風險具有良好的臨床效能，可作為重要的生物標志物。此外，BNP是臨床上預測心力衰竭最敏感的指標之一。心肌細胞的損傷使BNP的合成迅速而大幅度增加，更能反映心臟功能。mPAP是反映PAP和PAH嚴重程度最直接的指標[17]。本研究中我們發現，血清Gal- 3水平與mPAP、NT- proBNP水平呈正相關，這說明Gal- 3水平升高亦可反映PAH的嚴重程度。

綜上，目前的研究首次發現，血清Gal- 3水平在CHD- PAH患兒中呈高表達，且與疾病的嚴重程度、mPAP、NT- proBNP水平顯著相關。Gal- 3對預測CHD患兒繼發PAH風險具有較高的價值，可作為診斷和評估CHD- PAH的生物學標志物，并且Gal- 3也有望成為CHD- PAH潛在的治療靶點。為進一步了解Gal- 3的分子機制，該項實驗研究還需要進一步探索和完善。