慢性心力衰竭患者血清Ⅲ型前膠原氨基末端前肽、高遷移率族蛋白B1、NT-proBNP的表達及臨床意義①

郭 麗,王 雪

(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)三科,黑龍江 佳木斯 154003;2.佳木斯大學(xué),黑龍江 佳木斯 154007)

慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)是一組復(fù)雜的臨床綜合征,其預(yù)后往往不佳,隨著我國高齡人口所占比重越來越大、心血管疾病診療技術(shù)不斷發(fā)展等原因,CHF的總體發(fā)病率呈上升趨勢[1]。盡早識別疾病、及時給予治療在CHF患者的管理中具有重要意義。目前臨床上經(jīng)典生物標(biāo)志物BNP、 NT-proBNP的使用比較成熟,但有研究表明[2],盡管HFrEF和HFpEF患者的BNP、 NT-proBNP濃度差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,但由于其受多種因素影響,單獨鑒別HFpEF的敏感性和特異性相對較低。因此,尋找可提高診斷敏感度和特異度的生物標(biāo)志物,早期識別CHF患者是目前亟需解決的問題。故本文觀察PⅢNP、HMGB1在CHF患者血清中的表達水平,分析PⅢNP、HMGB1與心臟功能指標(biāo)的相關(guān)性,進而探討PⅢNP、HMGB1單獨檢測以及與NT-proBNP聯(lián)合檢測診斷CHF的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 病例選擇與分組

根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn),連續(xù)收集2021年12月至2022年11月期間于佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科住院治療的紐約心臟協(xié)會心功能分級達到Ⅲ級或Ⅳ級的慢性心力衰竭患者132例,根據(jù)排除標(biāo)準(zhǔn),最終納入90例患者為實驗組。根據(jù)2021年歐洲心力衰竭指南標(biāo)準(zhǔn),按照左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)將其分為射血分?jǐn)?shù)下降的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction ,HFrEF)組(n=33)、射血分?jǐn)?shù)中間值的心衰(heart failure with mid-range ejection fraction,HFmrEF)組(n=27)和射血分?jǐn)?shù)保留的心衰(heart failure with preserved ejection fraction ,HFpEF)組(n=30)。此外選取無心衰的癥狀和體征,完善超聲心動圖、NT-proBNP等檢查后經(jīng)至少兩名心內(nèi)科專業(yè)醫(yī)師排除心功能不全診斷的同期住院患者30例為對照組。編制所有入組者的信息采集表,詳細(xì)記錄基線資料、生化檢驗和超聲心動圖等資料。

方案已通過佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)CHF組納入標(biāo)準(zhǔn):①參考2023年歐洲心力衰竭指南的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]:具備心力衰竭的臨床表現(xiàn)、LVEF正常或下降、NT-proBNP>125 ng/L;②按照紐約心臟協(xié)會分級評估標(biāo)準(zhǔn)心功能達到Ⅲ級或Ⅳ級者;③受試者(患者)本人或/及家屬簽署知情同意書、愿意參加此項研究,并對相關(guān)調(diào)查能夠積極配合且治療依從性良好者。(2)對照組納入標(biāo)準(zhǔn):①無心力衰竭的癥狀和體征;②NT-proBNP<125 ng/L;③超聲心動圖檢查:LVEF>50%且不伴有左心室肥厚和(或)左心房擴大及心臟舒張功能異常;④生化常規(guī)檢查未見明顯異常者。

(3)排除標(biāo)準(zhǔn):①需要機械循環(huán)支持患者;②合并活動性感染、免疫性疾病、惡性腫瘤、嚴(yán)重肝腎或腦血管疾病、慢性阻塞性肺疾病、中重度瓣膜心臟病、急性心肌梗死、無法控制的高血壓、胃腸道手術(shù)史、器官移植者;③智力障礙、語言溝通障礙、精神障礙或既往有心理疾病病史的患者。

1.2 檢測方法

記錄所有受試者臨床資料,包括:年齡、性別、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、入院時的癥狀和體征、吸煙史等。采集入院第二日清晨空腹肘正中靜脈血,部分送至佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗科測定肝功、腎功、血脂等常規(guī)生化及NT-proBNP指標(biāo);部分置于干燥管中,室溫靜置30min后,按3000r/min的速度離心15min,將分離出的上清液置于-80℃冰箱凍存,待所有標(biāo)本收集完成后采用ELISA方法統(tǒng)一測定PⅢNP、HMGB1,試劑盒來自上海勁馬實驗設(shè)備有限公司。應(yīng)用飛利浦彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng),根據(jù)美國超聲心動圖協(xié)會心腔定量分析指南,由物理診斷科專業(yè)醫(yī)師進行操作,測量LVEF、左室舒張末內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter ,LVEDD)和左房內(nèi)徑(left atrium diameter,LAD)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 對照組與CHF各組一般資料比較

根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn),最終確定對照組30例,CHF組90例(HFrEF 33例,HFmrEF組27例,HFpEF 30例),將對照組與CHF組各組一般資料進行比較:兩組之間在年齡、性別、BMI、心率、吸煙史、肝功、腎功、血脂等方面無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05);在呼吸困難、肺部啰音、下肢水腫等方面有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。

2.2 對照組與CHF各組NT-proBNP、PⅢNP以及HMGB1水平比較

HFrEF組PⅢNP、HMGB1及NT-proBNP水平均高于HFpEF組和對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 對照組與CHF各組NT-proBNP、PⅢNP以及HMGB1水平比較

2.3 CHF組患者血清PⅢNP、HMGB1表達水平的相關(guān)性及其與NT-proBNP和心臟超聲指標(biāo)的相關(guān)性

應(yīng)用Pearson相關(guān)分析對CHF患者血清PⅢNP和HMGB1的相關(guān)性,以及PⅢNP和HMGB1分別與 NT-proBNP、LVEDD、LVEF、LAD 的相關(guān)性進行分析,結(jié)果提示,PⅢNP與HMGB1呈正相關(guān)(r=0.415,P<0.05);PⅢNP與 NT-proBNP、LVEDD 呈正相關(guān),與LVEF呈明顯負(fù)相關(guān),r值分別是0.420、0.380、-0.610(P<0.05),與LAD無明顯相關(guān)性,r值為0.097(P>0.05);HMGB1與NT-proBNP、LVEDD、LAD 呈正相關(guān),與LVEF呈負(fù)相關(guān),r值分別是0.419、0.336、0.234、-0.456(P<0.05)。

2.4 血清 NT-proBNP、PⅢNP、HMGB1水平對CHF患者的診斷價值

以各表型CHF組為陽性樣本,以對照組為陰性樣本,繪制ROC曲線,結(jié)果顯示血清NT-proBNP、HMGB1、PⅢNP水平診斷HFrEF患者的AUC分別為0.867、0.871、0.779;診斷HFmrEF患者的AUC分別為0.840、0.804、0.760;診斷HFpEF患者的AUC分別為0.851、0.728、0.769。將NT-proBNP、PⅢNP、HMGB1經(jīng)Logistic回歸模型擬合生成聯(lián)合預(yù)測因子,結(jié)果發(fā)現(xiàn),NT-proBNP+PⅢNP、NT-proBNP+HMGB1、NT-proBNP+PⅢNP+HMGB1診斷HFrEF患者的AUC分別為0.887、0.954、0.954;診斷HFmrEF患者的AUC分別為0.942、0.937、0.951;診斷HFpEF患者的AUC分別為0.904、0.910、0.914,見表2,3。

表2 單生物標(biāo)志物對HFrEF、HFmrEF、HFpEF患者診斷的價值

表3 多生物標(biāo)志物對HFrEF、HFmrEF、HFpEF患者診斷的價值

3 討論

心力衰竭(heart failure,HF)始于心肌損傷,病理生理機制復(fù)雜,目前認(rèn)為主要包括Frank-Staring機制、神經(jīng)體液機制和心室重塑等。心室重塑是指心肌細(xì)胞、胞外基質(zhì)以及膠原纖維網(wǎng)絡(luò)的變化,是HF發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ),與炎性反應(yīng)和心肌纖維化密切相關(guān)[4]。在HF發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量代謝物被認(rèn)為可在不同程度上反映疾病的病理生理進程和嚴(yán)重程度,新型生物標(biāo)志物的作用逐漸凸顯。多生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用或能更全面地評估患者的病情,提高判斷的敏感性和特異性。

HMGB1是一種由215個氨基酸組成的染色質(zhì)結(jié)合因子[5]。生理情況下,HMGB1核濃度高于細(xì)胞質(zhì)[6]。在HF患者中,心臟細(xì)胞受到刺激可分泌HMGB1,同時,核HMGB1降低。目前研究表明[7],HMGB1主要通過與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)、Toll樣受體家族成員(TLRs)受體通路結(jié)合發(fā)揮促炎作用,進而促進心室重構(gòu)以及HF的進展。謝美麗等[8]研究發(fā)現(xiàn)在心力衰竭A期患者中,血清HMGB1水平明顯高于正常對照組(P<0.01),而NT-pro-BNP水平較正常對照組無明顯差異(P>0.05)。由此可見,在HF患者心臟結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯改變前,其病理生理進程已經(jīng)開始,HMGB1可以從人群中早期識別出此類患者,對提升HF的早期診斷具有一定價值。我們的實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),CHF患者血清HMGB1水平均顯著高于對照組,并且隨著LVEF惡化程度加重、NTproBNP水平升高、LVEDD增大,HMGB1濃度越高。這與金自慧[9]的研究結(jié)果相符。我們進一步應(yīng)用ROC曲線評估HMGB1對各表型CHF患者的診斷價值,結(jié)果顯示HMGB1診斷HFrEF、HFmrEF、HFpEF的AUC分別為0.871、0.804、0.728,這說明HMGB1對CHF患者普遍具有診斷效能,可反映疾病的嚴(yán)重程度。

PⅢNP是Ⅲ型前膠原的代謝產(chǎn)物,在膠原降解后期進入到血液中。PⅢNP是Ⅲ型膠原合成的間接指標(biāo),被看作是一種非侵入性的心肌纖維化檢測方法[10]。目前,膠原沉積在心肌纖維以及心室重構(gòu)中發(fā)揮的作用已被公認(rèn),主要與PⅢNP沉積在心肌細(xì)胞外基質(zhì)中導(dǎo)致心室順應(yīng)性變差以及動脈硬度變大有關(guān)[11,12]。既往研究表明[13],PⅢNP水平與心血管事件的發(fā)生呈獨立相關(guān)。PⅢNP在HF患者診斷和預(yù)后中發(fā)揮著重要作用。在2017年,美國心臟協(xié)會將PⅢNP列為診斷和評估HFpEF預(yù)后的候選生物標(biāo)志物[14]。在我們的研究中發(fā)現(xiàn),CHF患者血清PⅢNP水平顯著高于對照組,并且,PⅢNP與NT-proBNP、LVEDD呈正相關(guān),與LVEF呈明顯負(fù)相關(guān)。這與徐鳴悅等[15]的研究發(fā)現(xiàn)相符。PⅢNP與NT-proBNP良好的正相關(guān)性說明其可以反映心力衰竭的嚴(yán)重程度。PⅢNP與超聲LVEF、LVEDD的相關(guān)性,佐證了其可用于評估心臟重塑。我們進一步分析了PⅢNP對CHF患者的診斷價值,ROC曲線顯示,PⅢNP診斷HFrEF、HFmrEF、HFpEF的AUC分別為0.779、0.760、0.769,這說明PⅢNP對CHF患者的診斷具有一定價值,或可成為HF診斷的潛在靶點。

我們還進一步分析了多生物標(biāo)志物聯(lián)合對各表型CHF的診斷價值,結(jié)果顯示模型1、模型2、模型3診斷HFrEF患者的AUC分別為0.887、0.954、0.954;診斷HFmrEF患者的AUC分別為0.942、0.937、0.951;診斷HFpEF患者的AUC分別為0.904、0.910、0.914。三者聯(lián)合診斷CHF的靈敏度較其單獨應(yīng)用顯著提升,這說明多生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用在診斷CHF尤其是HFmrEF、HFpEF患者中更具有應(yīng)用前景。

綜上所述,PⅢNP、 HMGB1在CHF患者中明顯升高,并與LVEF呈較強的負(fù)相關(guān)。PⅢNP、 HMGB1聯(lián)合NT-proBNP檢測時,對CHF組的診斷價值明顯優(yōu)于三者單獨應(yīng)用,這表明PⅢNP、 HMGB1有助于提高對CHF患者診斷的敏感性和特異性,可為判斷疾病嚴(yán)重程度提供參考依據(jù)。但由于本研究臨床樣本較少,未對受試者進行長期隨訪,未能獲得PⅢNP、 HMGB1在判斷預(yù)后以及評價療效等方面的數(shù)據(jù)。臨床上,PⅢNP、 HMGB1和NT-proBNP聯(lián)合用于CHF患者的診斷及其評價預(yù)后、指導(dǎo)CHF危險分層仍需要大樣本量、長期的研究來佐證其可靠性。