血清Metrnl與s-Kit在慢性心力衰竭患者中的表達意義及對預后的預測價值

張薇薇,王哲,張宜華,周大燕,趙璐,屈宗杰

慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)是常見的心血管疾病,全球患病例數3 800萬[1]。研究表明,CHF患者30 d再入院率約25%,全因死亡率達14.8%[2]。主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)是CHF患者死亡的主要原因[3]。Metrnl是由心肌、脂肪組織分泌產生的脂肪因子[4]。研究表明,Metrnl能激活AMP蛋白激酶途徑,減輕缺血再灌注損傷誘導的心肌細胞凋亡,延緩心力衰竭的發生[5]。可溶性c-kit受體(soluble c-kit receptor,s-kit)是一種Ⅲ型酪氨酸激酶[6]。研究發現,心臟干細胞能夠分泌產生s-Kit,促進心肌梗死后缺血心肌組織的存活,減少CHF的發生[7]。但Metrnl、s-kit是否有助于評估CHF患者MACE預后的報道目前較少。現檢測CHF患者血清Metrnl、s-kit水平及與NYHA心功能分級關系和對MACE預后的評估價值,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年6月—2022年2月重慶市第五人民醫院心內科診治的CHF患者120例為研究對象(CHF組),男75例,女45例,年齡38～86 (68.13±8.64)歲;體質量指數(BMI)為(23.35±2.51)kg/m2;既往史:吸煙史32例,飲酒史35例,高血壓史27例,糖尿病史16例。選取同時期醫院健康體檢者60例為健康對照組,男37例,女23例,年齡37～87 (67.86±9.79)歲;BMI(23.46±2.46)kg/m2;既往史:吸煙史17例,飲酒史15例,高血壓史22例,糖尿病史7例。2組一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究經醫院倫理委員會審核通過(2018-11014),受試者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①通過病史、體格檢查、心電圖、超聲心動圖等確診為CHF,符合《慢性心力衰竭診斷治療指南》[8];②心功能分級為紐約心臟協會(New York Heart Association,NYHA)Ⅱ～Ⅳ級[9];③臨床和隨訪資料齊全。(2)排除標準:① 近3個月內有急性心肌梗死、不穩定型心絞痛等心臟疾病;②合并惡性腫瘤性疾病、急性感染性疾病或自身免疫系統疾病;③合并嚴重肝腎功能障礙。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 血清Metrnl、s-kit檢測: 取CHF組患者及健康對照組人員清晨空腹肘靜脈血5 ml,離心留取上層血清待測。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清Metrnl、s-kit水平,按照試劑盒(人Metrnl ELISA試劑盒購自杭州齊譽生物科技公司,貨號 QY-R6592-1;人s-kit ELISA試劑盒購自上海江萊生物科技公司,貨號 JL-10666)說明書進行。根據待測樣本的OD 值參照標準曲線計算得到樣品的實際濃度。

1.3.2 心功能測定:以心臟彩色多普勒超聲儀(日本東芝,型號700A)檢測CHF患者左心室舒張末期內徑和左心室收縮末期內徑,利用心尖雙平面Simpson法計算左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)。

1.3.3 隨訪:所有CHF組患者出院后定期隨訪,每2個月進行一次電話或門診隨訪,連續1年。記錄MACE的發生情況,包括全因死亡、急性心力衰竭、急性心肌梗死、不穩定型心絞痛。根據MACE發生情況將患者分為MACE亞組(n=44)和非MACE亞組(n=76)。

2 結 果

2.1 健康對照組和CHF組血清Metrnl、s-kit比較 CHF組血清Metrnl、s-kit分別為(154.51±21.67)ng/L、(13.21±3.41)μg/L,均明顯低于健康對照組的(217.81±25.90)ng/L、(25.69±4.28)μg/L,差異有統計學意義(t=17.288、21.212,P均<0.001)。

2.2 不同NYHA分級CHF患者血清Metrnl、s-kit水平比較 不同NYHA分級患者血清Metrnl、s-kit表達水平比較,Ⅳ級<Ⅲ級<Ⅱ級,差異均有統計學意義(P<0.01),見表1。

表1 不同NYHA分級CHF患者血清Metrnl、s-kit表達比較

2.3 MACE亞組和非MACE亞組CHF患者臨床資料及血清Metrnl、s-kit水平比較 對CHF患者120例進行12個月隨訪,發生MACE患者44例(36.67%),其中全因死亡4例,急性心肌梗死7例,不穩定型心絞痛13例,急性心力衰竭20例。MACE亞組患者血清Metrnl、s-kit水平及LVEF低于非MACE亞組患者(P<0.01)。2亞組患者的性別、年齡、BMI、吸煙史、飲酒史、高血壓史、糖尿病史、血肌酐(SCr)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、高敏C反應蛋白(hs-CRP)及肌酸激酶同工酶(CK-MB)比較,差異均無統計學意義(P>0.05),見表2。

表2 MACE亞組和非MACE亞組患者臨床資料及血清Metrnl、s-kit水平比較

2.4 CHF患者MACE發生的多因素Logistic回歸分析 以CHF患者MACE的發生為因變量(發生=1,未發生=0),以血清Metrnl、s-kit和LVEF作為自變量進行多因素Logistic回歸分析,結果顯示,血清Metrnl、s-kit及LVEF降低是影響CHF患者MACE發生的獨立危險因素,見表3。

2.5 血清Metrnl、s-kit及LVEF三項聯合預測CHF患者MACE發生的價值ROC曲線分析 繪制血清Metrnl、s-kit及LVEF預測CHF患者MACE發生的ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC),結果顯示,血清Metrnl、s-kit、 LVEF及三項聯合預測CHF患者MACE發生的AUC分別為0.804、0.720、0.758、0.871,三項聯合的AUC大于單項指標(Z/P=3.127/0.005、5.320/<0.001、4.923/<0.001),見表4、圖1。

圖1 血清Metrnl、s-kit及LVEF預測CHF患者MACE發生的價值ROC曲線

表4 血清Metrnl、s-kit及LVEF預測CHF患者MACE發生的價值

3 討 論

CHF是高血壓、心肌病等疾病引起的心室充盈和/或射血功能受損,心臟排血量降低,組織器官灌注不足為臨床表現的綜合征。我國心力衰竭患病率較高,全國約有450萬例心力衰竭患者,且年齡越大,心力衰竭發病率越高[10]。研究表明,CHF患者出院后6個月再入院率達27%,出院后1年心血管死亡率達10.4%[11]。CHF患者再入院或死亡的主要原因與MACE的發生有關,但臨床中發現,不同CHF患者MACE發生風險及發生時間不同。因此,研究CHF患者MACE發生的危險因素,尋找新的能夠評估MACE發生風險的血清生物標志物,對CHF診治具有重要臨床價值。

Metrnl也稱為白介素-41,是近年來發現的脂肪源性分泌蛋白,主要表達于心臟、脂肪及肌肉等組織中,具有減輕胰島素抵抗、調節炎性免疫及血脂代謝等生物學功能[12]。近年來發現,Metrnl在冠狀動脈粥樣硬化等心血管疾病中表達下調,有助于評估冠狀動脈狹窄程度,是新的心血管疾病的血清標志物[13]。本研究中,CHF患者血清Metrnl水平降低。目前CHF患者血清Metrnl水平降低的機制尚不清楚。有學者報道Metrnl水平降低與患者體質量降低有關[14],但本研究未發現CHD組和健康對照組之間BMI之間的差異,筆者分析,影響CHD患者血清Metrnl水平的因素除體質量外,高齡、糖尿病等因素亦可導致血清Metrnl水平降低。Rupérez等[15]報道,Metrnl在心臟中的表達受到過氧化體增殖物激活型受體α的調節,CHF發生后過氧化體增殖物激活型受體α的表達下調抑制Metrnl的表達,進而抑制Metrnl的心臟保護作用。本研究中,血清Metrnl水平與心功能NYHA分級有關,提示Metrnl降低加重CHF患者疾病嚴重程度。其原因與Metrnl對心血管系統的保護作用有關。研究表明,Metrnl能夠通過促進M2型巨噬細胞的活化,促進白介素4、白介素10等抗炎性細胞因子的分泌,抑制白介素1β、腫瘤壞死因子α等促炎細胞因子的產生,而Metrnl水平降低導致血管內皮細胞的炎性反應加重,促進動脈粥樣硬化的進展及斑塊的不穩定性[16-17]。動物實驗發現,心臟特異性過表達Metrnl通過促進心肌細胞脂肪酸氧化,激活心臟組織中M2型巨噬細胞,抑制心臟肥大和心肌纖維化,延緩心力衰竭的發生發展[15]。本研究中,血清Metrnl是CHF患者MACE發生的獨立危險因素,提示檢測血清Metrnl水平有助于評估CHF患者預后。有學者發現,擴張型心肌病中Metrnl能夠促進心肌細胞STING的去磷酸化和線粒體易位,STING與腫瘤壞死因子受體相關因子2相互作用,激活心肌細胞自噬途徑,改善CHF心功能狀態[18]。此外,敲除Metrnl的小鼠容易發生心肌肥厚,促進CHF的疾病進展。因此,Metrnl可能是一種新的評估CHF患者MACE預后的血清標志物,值得臨床關注。

c-Kit是干細胞生長因子受體和心肌干細胞標志物,能與其配體干細胞因子結合并磷酸化激活多種細胞內蛋白,促進細胞增殖、分化、遷移,在造血干細胞維持、精子生成及肥大細胞發育、遷移中發揮作用[19-21]。s-kit是c-Kit的分泌形式,能夠反映c-kit表達情況,在人類心臟再生、修復中發揮重要的生物學作用。本研究中,CHF患者的血清s-kit水平降低,與心功能NYHA分級有關,提示血清s-kit降低促進CHF患者疾病發生發展。分析其原因,可能是s-kit水平降低導致其對心肌組織修復能力降低。研究表明,心肌梗死后,心肌組織中kit表達陽性的心肌干細胞顯著增多,能夠增殖分化為心肌細胞、內皮細胞及平滑肌細胞,促進心肌梗死后心臟修復[22-24],而血清s-kit水平降低能夠促進腫瘤壞死因子-α轉化酶和基質金屬蛋白酶的釋放,促進心肌細胞基質降解和重塑,加重CHF疾病進展。此外,心臟組織中除心肌干細胞外,心臟內皮細胞也會表達s-kit,在心臟缺血缺氧損傷后增殖分化,促進心肌細胞損傷修復[25]。本研究中,血清s-kit是影響CHF患者MACE發生的獨立危險因素,表明血清s-kit檢測能夠幫助評估CHF患者MACE預后。Reboll等[26]發現,s-Metrnl能夠結合表達s-kit的血管內皮細胞,促進心肌梗死后梗死邊緣區血管生成,促進心肌細胞有效修復,減輕疤痕修復,維持正常心臟泵血功能,而在敲除s-kit小鼠中,心肌梗死后血管生成反應顯著受到抑制,進而引發嚴重的梗死后心力衰竭。有學者在一項多中心Ⅱ期臨床實驗中,對126例缺血性心力衰竭患者經心內膜注射c-Kit陽性心肌細胞治療,隨訪12個月,雖然未發現治療組與對照組間LVEF、6 min步行距離的差異,但治療組患者相比于對照組,MACE的發生率顯著降低了22%[27]。因此,血清s-kit可能是新的評估CHF患者MACE預后的血清標志物,指導臨床診治。

綜上所述,CHF患者血清Metrnl、s-kit水平降低,兩者表達與NYHA心功能分級有關。血清Metrnl、s-kit及LVEF降低是影響CHF患者MACE發生的獨立危險因素。血清Metrnl、s-kit及LVEF三項聯合對CHF患者MACE發生具有較高的預測價值,可能有助于臨床醫生對CHF患者的臨床預后進行評估及危險分層,并采取針對性的干預治療,減少MACE的發生。本研究也存在不足,包括樣本量有限,隨訪時間較短,今后有必要設計多中心、大樣本的臨床試驗,并延長隨訪時間,進一步分析血清Metrnl、s-kit的臨床價值。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

張薇薇:設計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;王哲:提出研究思路,論文審核;張宜華:實施研究過程,分析試驗數據;周大燕:資料搜集整理,論文修改;趙璐:進行統計學分析;屈宗杰:實施研究過程,論文修改