心肌標志物聯合檢測對血液透析患者并發心血管疾病的診斷價值*

漆 星,劉文清,張瑤琳,蔣婷蓉,劉 帥,林 勝,王宇蝶,王華國

四川大學華西醫院資陽醫院/資陽市第一人民醫院實驗醫學科,四川資陽 641300

尿毒癥發病率不斷上升,已成為需要重點關注的公共衛生問題[1]。在維持性血液透析(MHD)患者中,心絞痛、心律失常、心力衰竭、心肌梗死等心血管事件導致的死亡占MHD患者全因死亡的50%[2]。氨基末端腦利鈉肽前體(NT-proBNP)已被廣泛用于心力衰竭的診斷和患者預后判斷,但其在血液中的水平受年齡、體重、低氧血癥及腎小球濾過率等因素的影響[3]。血清可溶性生長刺激基因2表達蛋白(sST2)是心肌細胞和血管中表達的可溶性心內膜受體,血清sST2水平可反映某些心血管疾病的嚴重程度[4]。多種生物標志物的聯合檢測成為提高患者分層風險評估全面性的手段[5-6]。本研究旨在探討sST2、NT-proBNP、肌鈣蛋白T(TNT)等多個心肌標志物在MHD患者并發心血管疾病中的診斷價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2020年1月1日至2021年12月31日于本院血液透析中心治療的患者共205例納入研究。其中男108例,女97例,年齡(57.02±15.03)歲。排除標準:透析時間不足3個月;有間質性肺疾病;有嚴重外傷;有結締組織疾病;有惡性腫瘤;有感染性休克、膿毒血癥;有血液系統疾病。根據是否并發心血管疾病,將205例患者分為無心血管疾病組(92例)和心血管疾病組(113例)。并發的心血管疾病包括心律失常、心絞痛、急性冠狀動脈綜合征、心力衰竭等。心血管疾病組中,84例患者發生心力衰竭,根據糾結心臟協會(NYHA)分級,將心力衰竭患者分為Ⅰ級32例,Ⅱ級35例,Ⅲ級10例,Ⅳ級7例。本研究方案經本院倫理委員會批準。所有納入研究者對本研究均知情同意并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1標本采集及資料收集 采集患者空腹血清標本,立即離心和進行檢測。從臨床檢查結果中收集患者的檢測數據。通過訪談及調查問卷獲得患者基本資料,包括年齡、性別、吸煙史、飲酒史、高血壓史、糖尿病史、家族遺傳病史、藥物過敏史、藥物使用情況、開始透析年齡等。

1.2.2血液分析 采用日立ML003全自動生化分析平臺及其配套試劑測定急性時相反應蛋白C(CRP)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)等生化指標。用羅氏cobas e602全自動化學發光儀及其配套試劑,測定血漿氨基末端腦利鈉肽前體(NT-proBNP)、肌鈣蛋白T(TNT)和肌紅蛋白(MYO)。采用中國廣州春康生物科技有限公司的高靈敏度雙抗體夾心法可溶性生長刺激表達基因2蛋白(sST2)測定試劑盒檢測sST2。

1.2.3超聲心動圖檢查 同一名超聲技術人員用飛利浦HD5型和西門子1000型彩色超聲診斷儀對納入研究者于入院后行超聲心動圖檢查。用Simpson二維法測量左室射血分數(LVEF%)。

1.3統計學處理 采用SPSS22.0軟件進行統計分析;非正態分布的連續變量用M(P25,P75)表示,組間比較采用秩和檢驗;計數資料用例數或百分比表示,組間比較采用χ2檢驗;同時用Spearman等級相關分析NYHA不同分級與心肌標志物及的相關性;采用Logistic回歸分析MHD患者并發心血管疾病的危險因素,繪制受試者工作特征(ROC)曲線分析不同心肌標志物對MHD患者并發心血管疾病的診斷效能。基于R語言分析對NT-proBNP、sST2、TNT、MYO等指標的診斷效能進行分析,通過隨機森林算法程序包進行預測,其中指定500棵樹,以獲得可靠的計算值,各個變量的重要性是通過平均下降精度和基尼指數(Gini)來衡量的,精度或Gini平均下降較多的變量被認為比下降較少的變量更重要;采用R語言PredictABEL和nricens程序包進行統計分析,根據不同組合,以重分類改善指標(NRI)及綜合判別改善指數(IDI)來評估各種聯合檢測對MHD患者并發心血管疾病診斷的效能。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1兩組患者基本資料和血清標志物水平比較 心血管疾病組年齡、糖尿病史比例、開始透析年齡,NT-proBNP、sST2、TNT、MYO水平較無心血管疾病組更高(P<0.05),透析時間更短(P<0.05),BUN、LVEF%更低(P<0.05)。見表1。

表1 MHD患者基本情況和血清標志物等的統計比較[n/n或M(P25,P75)或n(%)]

2.2NYHA分級與各項指標的相關性分析 Spearman相關性分析顯示,年齡、NT-proBNP、sST2與NYHA分級均呈正相關(r=0.280、0.292、0.401,P<0.05)。性別、透析時間、LVEF%、TNT、MYO、CRP、UA與NYHA分級之間無顯著相關性(P>0.05)。

2.3MHD患者并發心血管疾病的危險因素分析 Logistic回歸分析表明,年齡和sST2是MHD患者并發心血管疾病的獨立危險因素(P<0.05),見表2。

表2 Logistic多因素回歸分析MHD患者并發心血管疾病的危險因素

2.4ROC曲線分析 心肌標志物的截斷值:sST2為24.11 ng/L,NT-proBNP為10 377.50 mmol/L,TNT為64.20 ng/L。心肌標志物sST2、NT-proBNP、TNT用于MHD患者并發心血管疾病診斷的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.809、0.796和0.606(P<0.05),MYO對MHD患者并發心血管疾病不具有診斷效能(P>0.05)。見表3、圖1。

圖1 不同心肌標志物用于MHD患者并發心血管疾病診斷的ROC曲線

表3 不同心肌標志物對MHD患者并發心血管疾病的診斷效能

2.5心肌標志物的隨機森林分析 比較3種心肌生物標志物(NT-proBNP、sST2、TNT)的診斷效能,為了最小化現有結果的可能方差,多次運算隨機森林算法獲得平均值,sST2是最重要的變量,其平均下降精度和平均遞減Gini明顯高于NT-proBNP和TNT(P<0.05),見表4。

表4 采用隨機森林法對3種心肌標志物的診斷效能進行比較

2.6不同心肌標志物組合用于MHD患者并發心血管疾病診斷的效能 TNT和NT-proBNP設為組合Ⅰ,TNT、NT-proBNP和sST2設為組合Ⅱ,NT-proBNP、TNT、MYO設為組合Ⅲ。通過R語言PredictABEL和nricens包計算得出比較組合Ⅰ與組合Ⅱ的NRI=0.208 3(95%CI:0.055 7～0.445 3),表明在組合Ⅰ的基礎上增加sST2后新組合比舊組合準確度增加了20.83%;IDI=0.041 1(0.012 6～0.069 7),P=0.005,表明組合Ⅰ與組合Ⅱ比較,平均預測風險差異有統計學意義,組合Ⅱ較組合Ⅰ中提高了4.11%。比較組合Ⅱ與組合Ⅲ得出NRI=-0.148 1(95%CI:-0.441 0～0.029 5),表明組合Ⅲ相對組合Ⅱ準確度降低了14.81%;IDI=-0.037 7(95%CI:-0.068 4～-0.007 0),P=0.016,表明組合Ⅲ相對組合Ⅱ平均預測風險差異降低了3.77%,組合Ⅱ診斷能力更強。不同心肌標志物組合用于MHD患者并發心血管疾病診斷的效能見表5。

表5 不同心肌標志物組合用于MHD患者并發心血管疾病診斷的效能(%)

3 討 論

據文獻報道,MHD患者因長時間治療,心肌及心血管系統負荷過重,導致機體多種器官受到不同程度的損傷,生活質量及生命安全受到較大威脅。提高患者生存率和改善預后是目前該領域的研究重點[7-8]。在MHD患者的并發癥中,心血管疾病對患者的預后及治療效果存在較大影響[9]。MHD患者的心血管疾病發病率和病死率都高于同階段非透析患者,有研究報道MHD患者的充血性心力衰竭發生率高達42.6%[10-11]。本課題組對多種心肌標志物用于MHD患者并發心血管疾病的診斷做了進一步研究。

心肌標志物已廣泛應用于臨床工作中[12],NT-proBNP是一種主要由心室肌分泌的肽類神經激素,可用于心力衰竭診斷、預后判斷及療效監測[13]。慢性腎臟疾病(CKD)患者血漿NT-proBNP水平明顯升高,與腎小球濾過率呈負相關[14],MHD患者都已發展到CKD末期,所以NT-proBNP在該類患者中的診斷價值仍需進一步研究。sST2是一種較新的心肌標志物,血清蛋白由負荷過重的心肌細胞分泌產生。血清sST2水平越高,發生心力衰竭的風險越高[15-16]。本研究發現心血管疾病組比無心血管疾病組年齡更大,并且有糖尿病史的比例更高,與既往的研究報道一致[17-18],NT-proBNP、sST2、TNT、MYO水平均高于無心血管疾病組。Spearman相關分析顯示,年齡、NT-proBNP、sST2與NYHA分級呈正相關,此結果與已有的研究報道一致[19]。年齡和sST2是MHD患者并發心血管疾病的獨立危險因素。相較于NT-proBNP,sST2與腎功能和腎臟疾病分期無關,其水平也不受血液透析的影響,sST2的檢測可以隨時進行[20]。ROC曲線分析顯示,心肌標志物sST2、NT-proBNP、TNT用于MHD患者并發心血管疾病診斷的截斷值分別為24.11 ng/L、10 377.50 mmol/L、64.20 ng/L。

采用R語言隨機森林分析比較NT-proBNP、sST2、TNT診斷能力。3項指標中,sST2是診斷MHD患者心血管疾病最重要的心肌標志物。心血管疾病的病因較為復雜,單個生物標志物難以對心血管疾病進行準確診斷,而多種生物標志物的聯合檢測已經被應用于臨床實踐或臨床研究中[21]。由于sST2、NT-proBNP、TNT都具有較好的獨立診斷能力,并且根據既往研究報道,MYO對于心血管疾病具有一定診斷價值[22],所以將MYO一同納入組合并進行比較。通過R語言,將TNT和NT-proBNP設為組合Ⅰ,TNT、NT-proBNP和sST2設為組合Ⅱ,NT-proBNP、TNT、MYO設為組合Ⅲ,通過PredictABEL和nricens程序包的運算,得出組合Ⅱ比組合Ⅰ準確度增加,組合Ⅱ比組合Ⅰ平均預測風險差異提高;組合Ⅲ比組合Ⅱ準確度降低,組合Ⅲ比組合Ⅱ平均預測風險差異降低。組合Ⅱ的靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值均高于組合Ⅰ和Ⅲ,進一步表明TNT、NT-proBNP和sST2聯合檢測能達到最佳的診斷效能。

本研究表明,sST2用于MHD患者并發心血管疾病的診斷效能較好,TNT、NT-proBNP和sST2聯合檢測在MHD患者心血管疾病診斷中的應用價值較高。但本研究也存在一定局限性,如樣本數不是導致回歸模型不穩定,僅納入了sST2、NT-proBNP、TNT、MYO 4個標志物進行分析,在今后的研究中將納入更多的心肌標志物。