意義不明的克隆性造血對老年射血分數降低心力衰竭患者預后的影響

祖曉麟 葉明 曾亞平 高海

100029 首都醫科大學附屬北京安貞醫院心內急診冠脈病房

研究證實,超過10%的70歲以上老年人群的外周血攜帶單克隆細胞,約占外周血細胞總量的20%[1-2]。Steensma等[3]將這種與年齡相關的不符合骨髓增生異常綜合征診斷、且外周血基因突變細胞比例至少為2%的狀態定義為不確定潛能的克隆性造血(clonal hematopoiesis with indeterminant potential,CHIP)。既往研究顯示,CHIP在老年人中很常見,與惡性血液病風險增加有關[4-5]。

CHIP作為血液系統惡性腫瘤癌前狀態,是繼發血液病的強危險因素。然而,攜帶克隆性突變患者全因死亡率比未檢出突變細胞者高出40%,這種全因死亡風險增加并不能用血液系統腫瘤發病解釋[6]。在此基礎上,Jaiswal等[2]發現攜帶外周血單克隆細胞的個體罹患心血管疾病風險增加,為心血管疾病危險因素的研究提供了新思路。在<50歲的人群中,攜帶外周血克隆性細胞比例者<0.5%,而在>80歲的老年人群中為2.7%[7]。CHIP年輕攜帶者發生心肌梗死的風險是非攜帶者的4倍,CHIP發生率及攜帶者外周血突變細胞比例均隨年齡增長而增加[8]。因此,雖然CHIP是血液系統腫瘤的癌前狀態,與年齡增長相關,但其增加心血管疾病風險的作用獨立于年齡。CHIP相關突變位點以DNMT3A、TET2、ASXL1、JAK2、TP53最為常見[9]。一些研究提示,他們通過調節DNA甲基化水平、細胞表型轉化、炎性細胞因子表達等途徑增加心力衰竭(heart failure,HF)的發生風險[10-11]。

CHIP可作為連接心血管疾病風險管理與衰老的重要紐帶[12]。研究顯示,在缺血性射血分數降低心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF)的患者中,CHIP可能與心血管不良結局相關[13]。目前CHIP對老年HFrEF進展和預后的影響尚不清楚。因此,本研究連續選取2020年1月至2022年1月我院收治的老年HFrEF患者145例,探討CHIP對老年HFrEF患者隨訪發生主要不良心腦血管事件(major adverse cardiac and cerebrovascular event,MACCE)的影響。

1 對象和方法

1.1 研究對象

前瞻性隊列研究。連續選取2020年1月至2022年1月在北京安貞醫院收治的老年HFrEF患者145例,年齡65～90歲,平均為(78.1±10.4)歲。入院后根據從外周血提取的DNA中獲得的全基因組序列的CHIP狀態分組,分為CHIP組[變異等位基因頻率(variant allele frequency,VAF)≥2%,48例]和非CHIP組(VAF<2%,97例)。

納入標準:(1)年齡65～90歲,性別不限;(2)HFrEF的診斷依據《老年人慢性心力衰竭診治中國專家共識(2021)》,包括有HF癥狀或體征,且左室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)<40%[14];(3)所有患者均進行全基因組測序,且數據完整;(4)基線資料無缺失;(5)知情同意,配合隨訪。排除標準:(1)射血分數保留或中間值HF;(2)伴有急性HF;(3)入院前6個月合并肺栓塞、主動脈夾層、腦血管事件或急性心肌梗死等;(4)合并嚴重肺臟、肝臟和或腎臟功能衰竭;(5)合并晚期惡性腫瘤等,且預期存活時間<6個月;(6)全基因組測序等基線資料缺失;(7)不同意隨訪,或隨訪數據缺失。

本研究符合赫爾辛基醫學研究倫理學要求,已經在中國臨床試驗注冊中心注冊,研究內容并獲得患者的知情同意和北京安貞醫院的倫理委員會批準(KS2022068)。

1.2 方法

入院后當天或次日凌晨,抽取靜脈血,完善血常規、生化和炎癥標記物檢查。入院后3 d內完善超聲心動圖檢查。應用自建的數據收集表,收集患者的基線資料,包括年齡、性別、體質指數、目前吸煙、HF病程、缺血性HF、再灌注治療、糖尿病、高血壓、慢性腎臟病、心房顫動、高血脂、腫瘤、白細胞、血紅蛋白、空腹血糖、C反應蛋白、白介素6(interleukin 6,IL-6)、N末端B型利鈉肽原(N-termianl pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)、血肌酐、LVEF、左室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、左室收縮末期內徑(left ventricular end-dystolic diameter,LVESD)。同時,記錄兩組的治療資料,包括噻嗪類利尿劑、地高辛、血管緊張素轉換酶抑制劑(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)/血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑(angiotensin II receptor blockers,ARB)/鹽皮質激素受體拮抗劑(mineralcorticoid receptor antagonists,MRA)、胺碘酮、β受體阻滯劑、抗凝、他汀和植入式心臟轉復除顫器(implantable cardioverter defibrillator,ICD)/心臟再同步化治療(cardiac resynchronization therapy,CRT)等。

1.3 全基因測序檢測體細胞變異[15-16]

從外周血白細胞中分離總DNA,質控合格后進行測序。應用GATK MuTect2軟件檢測體細胞變異。設定MuTect2的覆蓋率為10,VAF為0.05,最小變異讀取計數為3來調用體細胞變異。使用了先前在文獻中報道的體細胞突變目錄[4,9]。根據先前報道的方法,進行了精確的二項式檢驗以去除可能的種系變異。對于雜合種系變異,假定替代等位基因頻率約為0.5。VAF≥2%定義為CHIP。

1.4 隨訪情況

隨訪截至2023年1月31日,主要通過隨訪門診或電話或微信進行,由我科的2名主治醫師負責。主要觀察終點是MACCE,為死亡、HF加重再入院、非致死性心肌梗死和非致死性卒中的復合結局。其中,心肌梗死的診斷主要依據患者的臨床癥狀、心電圖和心肌酶結果,卒中(出血性或缺血性卒中)的診斷主要依據患者的臨床表現和腦CT或MR影像結果。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 CHIP組情況

48例(33.1%)合并有CHIP的老年HFrEF患者中,11例(22.9%)為混合突變。突變基因中,最常見的是DNMT3A或TET2,分別占所有突變的47.9%(23/48)和37.5%(18/48),ASXL1、JAK2、TP53分別占20.8%(10/48)、10.4%(5/48)和6.3%(3/48)。

2.2 兩組患者的基線資料情況

如表1所示,與非CHIP患者相比,CHIP組患者年齡更大,心功能更差,血肌酐、NT-proBNP和IL-6水平更高(均為P<0.05)。

表1 兩組患者的基線臨床資料情況

2.3 兩組患者的預后情況

如表2所示,中位隨訪16個月(12～33個月),失訪8例(5.5%)。隨訪期間,51例患者(35.2%)發生MACCE,包括死亡6例(4.1%),22例(15.2%)因HF加重入院,13例(9.0%)發生心肌梗死,10例(6.9%)發生卒中。與非CHIP組比較,CHIP組的因HF加重入院(HR=1.768,95%CI:1.073～2.837,P=0.025)、心肌梗死(HR=1.551,95%CI:1.049～2.236,P=0.042)、卒中(HR=1.538,95%CI:1.082～2.439,P=0.035)和MACCE事件(HR=1.737,95%CI:1.052～2.493,P=0.032)均顯著增高。但是,兩組的全因死亡(HR=1.295,95%CI:0.991～1.683,P=0.067)風險沒有顯著統計學差異(圖1、2)。

圖1 兩組隨訪發生HF加重再入院的風險比較

圖2 兩組隨訪發生不良心腦血管事件的風險比較

表2 兩組患者的MACCE事件比較[例(%)]

2.4 Cox風險比例回歸分析

將表1基線臨床資料組間比較P<0.2的變量納入Cox多因素回歸分析,結果顯示,校正相關因素后,CHIP仍與MACCE顯著正相關(HR=1.737)。此外,年齡(HR=1.642)、HF病程(HR=1.869)、IL-6(HR=1.756)、NT-proBNP(HR=2.211)和血肌酐水平(HR=1.528)都是發生MACCE的獨立影響因素(表3)。

表3 多因素Cox風險比例回歸分析

2.5 增加CHIP前后的模型預測價值

ROC曲線結果顯示,與加入CHIP前比較,加入CHIP后,模型預測MACCE的準確性明顯提高(AUC分別為0.822和0.796,P=0.038)。

3 討論

血細胞老化相關突變(CHIP等)可成為老年HF患者的新風險因素。我們發現,33.1%老年HFrEF患者合并有CHIP,CHIP顯著增加老年患者的因HF加重入院、心肌梗死、卒中和MACCE事件的發生風險。因此,需要重視評估老年HF患者血細胞老化相關突變情況[17]。

CHIP與動脈粥樣硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)相關。2017年,Jaiswal等[8]報道了一項大樣本前瞻性隊列研究結果,證實了CHIP可成倍增加患者發生冠心病的風險。共納入來自4個大型臨床研究患者,使用全基因組測序檢測外周血細胞CHIP,發現攜帶CHIP導致患者的冠心病風險提高1.9倍,心肌梗死風險提高4倍。此外,DNMT3A、TET2、ASXL1和JAK2突變均與冠心病相關[8]。在HF患者中,近期的一項研究共納入了62例LVEF<45%的HF患者(平均年齡74歲,非缺血性占52%,平均LVEF 30%)[18]。發現有24例(38.7%)患者檢測到了CHIP突變。隨訪3.5年后發現,雖然CHIP組和非CHIP組的全因死亡率差異無統計學意義(P=0.151),但在調整危險因素后,DNMT3A或TET2突變的患者存在顯著增加的死亡風險(HR=2.79,95%CI:1.30～5.92)、死亡或HF住院風險(HR=3.84,95%CI:1.80～8.04)以及與HF相關的死亡或住院風險(HR=3.84,95%CI:1.80～8.04)。在單基因特異性分析中,DNMT3A或TET2的體細胞突變對HF相關死亡或住院有一定的預后意義(DNMT3A突變:HR=4.50,95%CI:2.07～9.74;TET2突變:HR=3.18,95%CI:1.50～6.66)。這種相關性與缺血性還是非缺血性病因無關[18]。因此,驅動克隆性造血的體細胞突變在HFrEF患者中很常見,并且與HF加速進展有關。近期研究還發現,CHIP與卒中的高風險有關。在一項國內前瞻性隊列中,研究人員納入了6 016例首發急性缺血性卒中患者,在3個月的隨訪中,在調整了患者的高敏C反應蛋白水平后,CHIP的存在與復發性卒中(HR=1.62)、復發性缺血性卒中(HR=1.64)和合并血管事件(HR=1.58)有關[19]。同既往研究類似,本研究結果顯示,33.1%老年HFrEF患者合并有CHIP,CHIP組的因HF加重入院、心肌梗死、卒中和MACCE事件均顯著增高。因此,CHIP與臨床預后不佳有關,會增加患者不良心血管結局發生風險。

CHIP評估可能有助于改善老年HFrEF人群的預后風險分層。既往的ASCVD危險因素的研究中,一般著重于吸煙、飲食、運動以及高血壓、糖尿病、高血脂、基礎心功能、基礎腎功能等,而衰老作為心血管疾病重要的獨立危險因素不受環境因素影響。目前,采用基于組織細胞的DNA甲基化的年齡檢測可預測個體的衰老水平,而CHIP相關突變與DNA甲基化水平強相關,故攜帶CHIP和外周血突變細胞比例增加可作為評估衰老的指標[20-21]。新型外顯子測序可以準確檢測出外周血突變率<0.03%的克隆突變,故95%研究對象中可檢測到DNMT3A或TET2突變的克隆造血[22],而CHIP相關突變在HF人群廣泛存在[23]。我們的研究結果顯示,加入CHIP后,模型預測MACCE的準確性明顯提高(AUC分別為0.822和0.796,P=0.038)。臨床中,隨著血液全外顯子組測序價格的下降,CHIP在心血管疾病風險評估中的應用成為可能。

炎癥可能是介導CHIP增加HF患者不良預后發生風險的重要機制。在小鼠模型中,通過突變與克隆造血相關的TET2功能,發現TET2敲除小鼠的主動脈根部和主動脈有較大的粥樣硬化病變,TET2基因敲除小鼠巨噬細胞分析顯示多種趨化因子和細胞因子的動脈粥樣硬化相關基因高表達。部分臨床研究也表明,CHIP在高炎癥水平患者中與MACCE相關(OR=3.10,95%CI:1.92～5.00),在低炎癥水平患者中不相關(OR=0.18,95%CI:0.03～1.04)[8]。因此,在CHIP和MACCE間的關系中,過度炎癥可能是重要的介導因素。對英國生物銀行(UKB)的5 041個健康特征分析發現,DNMT3A是整個CHIP表型中最常見的突變基因,具有最多的顯著相關位點;CHIP基因突變攜帶者大多數相關表型來自心血管、血液、腫瘤、感染、腎臟和吸煙等。ASXL1與數量最多和范圍最廣的特征有關,其中許多關聯可以追溯到吸煙的相關性。白細胞計數、血小板計數和中性粒細胞計數等均與DNMT3A呈正相關,與TET2呈負相關;CHIP與心血管疾病、血液學特征、惡性腫瘤、吸煙、肥胖、感染和全因死亡率均有關[24]。在人類中,CHIP與心肌梗死相關。在小鼠中,CHIP可加重動脈粥樣硬化,增加IL-6/IL-1β的表達,因此,IL-6通路拮抗劑或可降低CHIP攜帶者的心血管疾病風險?近期一項研究顯示,IL6Rp.Asp358Ala可降低攜帶CHIP克隆個體的MACCE發生風險(HR=0.46,95%CI:0.29～0.73),但不影響無CHIP個體的MACCE風險。在9 951例獨立的受試者中,CHIP狀態與心肌梗死的相關性也隨著IL6Rp.Asp358Ala狀態而改變[22]。對于CHIP克隆的攜帶者,從基因上減弱IL-6信號可以消除或明顯減弱發生MACCE風險。

本研究的局限性包括單中心小樣本研究,納入的均為老年HFrEF患者,未納入其他類型的HF患者。此外,隨訪時間短,且主要依靠門診進行,可能會遺漏一些終點事件,故還需要更多的高質量大樣本研究證實?？傊?CHIP在老年HFrEF患者很常見,與臨床預后不佳有關。CHIP評估可能有助于患者預后的進一步風險分層。因此,在老化過程中出現的一系列血細胞遺傳突變可能是老年HFrEF患者預后不佳的新危險因素[25-30]。

利益沖突:無