房顫患者血清ST-2、TGF-β2水平檢測及其與房顫結構重構的相關性分析

胡翔穩，莫 辰，徐慶梅，張 冰，張 維，朱飛宇，周 順，康品方，張 恒

（蚌埠醫學院第一附屬醫院心血管內科，安徽 蚌埠 233000）

心房顫動是臨床上常見的心律失常之一，輕者可影響患者生活質量，重者可引起心力衰竭和動脈栓塞，如引發腦卒中及下肢血管血栓，從而導致患者致殘率和致死率上升［1，2］。目前研究認為在心房顫動的發展過程中可同時伴有電重構和結構重構，電重構可進一步誘發加重結構重構，從而導致心房顫動的持續性維持［3］。電重構是可逆的，如早期經射頻消融術治療心房顫動，電傳導途徑可恢復正常，但隨著病情進展，心房結構發生不可逆改變，心房顫動表現為較高的復發率，因此結構重構被認為是其分子學水平發生及維持的關鍵。左房內徑（LAD）已證實與心房顫動的發生有關：LAD 越大，心房顫動持續時間越長，經RFCA 術后再次復發的幾率越高，LAD 增大可能與房顫發生和維持有關，可以將LAD 增大作為心房顫動發生的獨立危險因素［4，5］。Guglielmini 等［6］通過動物模型試驗表明，心房顫動的動物模型相對對照組LAD 明顯增大。

ST2 屬于一類在序列上與免疫球蛋白超家族成員白介素‐1 受體（IL‐1R）具高度同源性的蛋白，在哺乳類動物模型中［7］，心肌組織受到物理學應力變化時，ST2 表達會明顯升高，其水平上升會導致心房成纖維母細胞的大量增殖。研究表明ST2 可能通過抑制信號通路介導的心肌細胞保護作用，從而導致心肌纖維化［8，9］。轉化生長因子（TGF）屬于新近發現的具體調節細胞生長和分化能力的轉化生長因子超家族，是一種具有調節多種細胞的生長、分化、調亡和免疫功能的多功能蛋白質，有研究表明TGF‐β2 通過調節染色體位點所介導的轉錄及翻譯過程，進而影響心肌細胞的代謝合成及分化，導致纖維化形成，通過此路徑，TGF‐β2 在房顫患者的表達中可能會明顯增高［10］。本研究旨在通過檢測血清ST2 及TGF‐β2 水平，分析ST2 及TGF‐β2與心房顫動的關系及與已知預測因子LAD 之間的關系，探討ST2 及TGF‐β2 在心房顫動發生、發展過程中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年12 月～2020 年7 月在蚌埠醫學院第一附屬醫院心內科就診的非瓣膜性心房顫動患者126 例，其中男性69 例，女性57 例，年齡62～74歲，平均（64.38±5.31）歲。心房顫動的分型診斷均參照歐洲心臟病學會制定的非瓣膜性心房顫動及其分型診斷標準。非瓣膜性房顫：在不合并風濕性二尖瓣狹窄、機械/生物瓣膜置換術以及二尖瓣修復情況下而出現的心房顫動。陣發性房顫：房顫發生后7 d 內能夠自行終止或經一定手段干預后終止的房顫，其發作頻率不固定。持續性房顫：房顫的發生持續時間超過7 d，一般不能自行轉復且藥物轉復的成功率較低。永久性房顫：經過電復律而且藥物的維持，都沒有恢復竇性心律或在轉復后24 h內復發者。按照以上標準分為陣發性房顫組（45例）、持續性房顫組（42 例）、永久性房顫組（39 例）。選取同時期體檢的64 名正常竇性心律者為對照組，入院進行體格檢查，生化常規均在正常范圍，運動負荷心電圖實驗結果為陰性。所有入選對象在年齡、性別、飲酒、吸煙、高血壓、體重指數（BMI）、糖尿病病史、血脂水平等方面未見差異，一般資料對比無統計學意義（P>0.05），具有可比性。且所有對象排除如先天性心病、肺心病、合并風濕性心臟病及其他嚴重的心臟瓣膜病、合并各種心肌病、合并惡性腫瘤、心力衰竭、肝腎功能異常、感染、創傷、周圍血管病變、自身免疫性系統疾病，以及在3 個月內未進行過心臟外科或介入手術。所有受試者常規入院后擇期進行心臟彩色多普勒超聲檢查，由指定的同一名熟練的超聲科醫師進行操作，所有受試者取左側臥位，測量LAD，彩色多普勒頻譜取3 個連續的心動周期測量，結果取其平均值。

1.2 方法

清晨6 點采集受試者空腹右上肢靜脈血8 mL，進行離心（5 000 r/min，10 min，Germany‐SIG‐MA1‐14），分離血清，取離心管上層血清于?80℃冰柜（松下MDF‐793）保存。采用ELISA 試劑法檢測血清中ST‐2、TGF‐β2（試劑盒均供自上海羽朵生物科技有限公司）水平，采用西門子Dimension?EXL?withLM 全自動生化分析儀測定生化水平（試劑盒供應自上海羅氏制藥有限公司），上述操作步驟均嚴格遵循試劑自帶說明書執行。

1.3 統計學處理

所有數據均采用IBM SPSS25.0 統計軟件進行分析處理，正態分布計量資料以（±s）表示，組間比較采用單因素方差分析；計數資料以百分構成比或率表示，組間比較采用χ2檢驗；方差齊性采用Lev‐ene 檢驗；非正態分布計量資料以中位數（四分位間距）表示；組間比較采用Kruskal‐Wallis 秩和檢驗；采用Pearson 相關分析法分析指標間的相關性。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組臨床基線資料比較

各組一般臨床指標以及相關實驗室檢查比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

表1 各組臨床基線資料比較Tab 1 Comparison of clinical baseline data among the four groups

2.2 各組血清ST‐2、TGF‐β2水平及LAD 大小比較

與對照組相比，陣發性房顫組、持續性房顫組及永久性房顫組ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小均明顯增高（P<0.05）；與陣發性房顫組相比，持續性房顫組及永久性房顫組ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD大小均明顯增高（P<0.05）；與持續性房顫組相比，永久性房顫組ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小均明顯增高（P<0.05），結果見表2 及圖1。

圖1 各組血清ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小比較Fig 1 Comparison of serum ST-2、TGF-β2 levels and LAD size in each group

表2 各組ST-2、TGF-β2 及LAD 大小比較Tab 2 Comparison of ST-2，TGF-β2 and LAD size among patients in each group

2.3 各房顫組ST‐2、TGF‐β2 及LAD 間的相關性分析

Pearson 相關分析顯示，各房顫組中ST‐2 與TGF‐β2 水平、ST‐2 水平與LAD 大小、TGF‐β2 水平與LAD 大小均呈明顯正相關［（γ=0.777，P<0.001，R2=0.603）、（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615）、（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）］，表明兩者在心房顫動中的作用性質相同，提示心房顫動預后欠佳，見圖2 及表3。

表3 房顫組ST-2、TGF-β2 及LAD 的相關性分析Tab 3 Correlation analysis of ST-2，TGF-β2 and LAD in the 3 experimental groups

圖2 房顫組ST‐2、TGF‐β2 及LAD 間的相關性分析Fig 2 Correlation analysis of ST-2、TGF-β2 and LAD in 3 experimental groups

3 討論

近年有研究發現可溶性ST2 是心肌纖維化和心肌重塑的新型標志物，ST2 是白介素‐1（IL‐1）受體/ Toll 樣受體（TLR）家族成員之一，該家族均具有由160 個氨基酸分子序列組成的Toll/IL‐1R 結構域，該結構域由中央區域的5 個β 片層和5 個α 螺旋組成的空間結構域構成，位于雙分子層的胞質側［11，12］。目前已發現ST-2 有sST-2、ST-2 跨膜受體型（ST-2L）、ST-2V、ST2LV 4 種亞型，sST-2 為可溶性ST-2，含有9 個氨基酸序列組成的特殊C 段，缺乏跨膜結構和胞漿結構域，可分泌到細胞外；ST-2L 為跨模型ST-2，具有跨膜識別序列，由細胞外免疫球蛋白結構域、跨膜部分及TIR 胞漿結構域部分組成，是IL1R1 的反向調控點，抑制TLR，提高Th2反應，在自身免疫反應中發揮重要作用。人類的ST-2 基因編碼長度約40 kb，位于人類2q12 染色體序列上，可指導mRNA 編碼翻譯成可溶性蛋白sST-2 和跨膜形式蛋白ST-2L，兩者由相同的mRNA 轉錄但分別受到不同的啟動調節，均為白介素‐1 受體家族成員［13］，通過與共同的配體白介素‐33（IL‐33）結合而發揮生物學作用。

有研究認為ST-2 可能通過調節IL‐33/ST-2L信號通路的方式參與心房顫動的結構重構過程，Miller 等［14］的研究表明 IL‐1 家族成員的IL‐33 是ST-2 蛋白的特異性配體。在心肌組織受到機械性牽張刺激時，IL‐33 釋放增加，通過旁分泌作用與心肌細胞膜上的ST-2L 結合形成受體復合物，激活IL‐33/ST-2L 通路下游信號NF‐κB 和MAP 激酶，抑制心肌細胞肥大和心臟纖維化，由于sST-2 具有與ST-2L 相同的免疫球蛋白結構域，結構域分子識別簇可以以競爭性抑制的方式與IL‐33 結合，抑制IL‐33/ST-2L 信號通路在心肌中的保護作用，從而發生心肌纖維化，而心肌纖維化導致不可逆轉的結構重構在心房顫動的發生、發展中至關重要，本研究結果顯示房顫組中ST-2 水平高于對照組（P<0.05），且ST-2 與LAD 呈明顯正相關（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615）。

另外，目前已發現的TGFβ 家族已經被證實參與纖維化炎癥的病理生理過程，而纖維化作為影響結構重構的關鍵節點，可以顯著干擾心電活動的三維空間傳遞，使得傳導路徑及時間延長，這將有助于心電傳導折返環的產生及維持，使得房顫處于持續狀態［15，16］，在經lllumina 公司的Solexa 基因組分析平臺（Genome Analyzer platform）對TGF-β2 染色體序列進行的大規模平行簽名測序發現TGF-β2 的一個tag 位點基因多態性與房顫相關，房顫組AG 和GG 基因型和G 等位基因頻率遠高于對照組，G 等位基因頻率增高可能會導致TGF-β2 染色體位點所介導的轉錄及翻譯過程異常，進而影響心肌細胞的代謝合成及分化，導致纖維化的形成［17］，TGF‐β2 作為從基因層面即開始參與心房顫動發生的因子，是誘導成纖維細胞增殖的主要誘導因子，目前研究認為，TGF‐β2 能促進成纖維細胞分泌Ⅰ、Ⅲ型膠原，而Ⅰ、Ⅲ型膠原是纖維結構組織的主要成分，本研究表明房顫組TGF‐β2 水平高于對照組（P<0.05），且TGF‐β2 與LAD 呈明顯正相關（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）。

本研究顯示，不同類型房顫患者LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平存在明顯差異（P<0.05），永久性心房顫動患者中的LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平均為最高，不同類型心房顫動患者的上述指標水平同樣高于對照組，以上均提示LAD、ST2、TGF‐β 2 均與房顫的發生發展及持續性維持相關；而進一步的多元相關性分析顯示：LAD 大小與ST2 水平呈正相關（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615），證實了二者參與心房顫動形成維持并與心房重構相關，而TGF‐β2 水平與LAD 大小及ST2 水平同樣呈正相關［TGF‐β2 與LAD（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）；TGF‐β2 與ST2（γ=0.777，P<0.001，R2=0.603）］，提示TGF‐β2 在心房顫動形成維持并與心房重構中的作用與上述指標相似。

本研究存在以下不足：因收集的病例數有限，樣本量較小，仍需要大規模臨床試驗予以驗證；本研究不是前瞻性研究，未連續監測入組人群LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平等指標的變化，單次測定可能帶來較大的隨機誤差，需要進一步完善前瞻性臨床試驗。關于兩種新型標記物的臨床使用，僅需考慮其是否具有簡便性和實用性以及是否會增加患者負擔。筆者認為新型標記物有助于更加清晰地了解心房顫動的發病機制，進而做到對心房顫動患者進行全面化、個體化的綜合治療，為心房顫動的診療開展提供新的思路及依據，對進一步降低心血管臨床事件發病率及死亡率具有重要臨床價值，值得推廣應用。