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.佳木斯大學附屬第一醫院心內三科,黑龍江 佳木斯 154003;2.佳木斯大學,黑龍江 佳木斯 154007)

慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)是一組復雜的臨床綜合征,其預后往往不佳,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不斷發展等原因,CHF的總體發病率呈上升趨勢[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。目前臨床上經典生物標志物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濃度差異具有統計學意義,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與心臟功能指標的相關性,進而探討PⅢNP、HMGB1單獨檢測以及與NT-proBNP聯合檢測診斷CHF的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 病例選擇與分組

根據納入標準,連續收集2021年12月至2022年11月期間于佳木斯大學附屬第一醫院心內科住院治療的紐約心臟協會心功能分級達到Ⅲ級或Ⅳ級的慢性心力衰竭患者132例,根據排除標準,最終納入90例患者為實驗組。根據2021年歐洲心力衰竭指南標準,按照左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)將其分為射血分數下降的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction ,HFrEF)組(n=33)、射血分數中間值的心衰(heart failure with mid-range ejection fraction,HFmrEF)組(n=27)和射血分數保留的心衰(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等檢查后經至少兩名心內科專業醫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附屬第一醫院倫理委員會批準。

1.1.2 納入及排除標準

(1)CHF組納入標準:①參考2023年歐洲心力衰竭指南的診斷標準[3]:具備心力衰竭的臨床表現、LVEF正?；蛳陆?、NT-proBNP>125 ng/L;②按照紐約心臟協會分級評估標準心功能達到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,并對相關調查能夠積極配合且治療依從性良好者。(2)對照組納入標準: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生化常規檢查未見明顯異常者。

(3)排除標準:①需要機械循環支持患者;②合并活動性感染、免疫性疾病、惡性腫瘤、嚴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、身體質量指數(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附屬第一醫院檢驗科測定肝功、腎功、血脂等常規生化及NT-proBNP指標;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,待所有標本收集完成后采用ELISA方法統一測定PⅢNP、HMGB1,試劑盒來自上海勁馬實驗設備有限公司。應用飛利浦彩色多普勒超聲診斷系統,根據美國超聲心動圖協會心腔定量分析指南,由物理診斷科專業醫師進行操作,測量LVEF、左室舒張末內徑(left ventricular end-diastolic diameter ,LVEDD)和左房內徑(left atrium diameter,LAD)。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 對照組與CHF各組一般資料比較

根據納入及排除標準,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、血脂等方面無統計學差異(P>0.05);在呼吸困難、肺部啰音、下肢水腫等方面有統計學差異(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,差異有統計學意義(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表達水平的相關性及其與NT-proBNP和心臟超聲指標的相關性

應用Pearson相關分析對CHF患者血清PⅢNP和HMGB1的相關性,以及PⅢNP和HMGB1分別與 NT-proBNP、LVEDD、LVEF、LAD 的相關性進行分析,結果提示,PⅢNP與HMGB1呈正相關(r=0.415,P<0.05);PⅢNP與 NT-proBNP、LVEDD 呈正相關,與LVEF呈明顯負相關,r值分別是0.420、0.380、-0.610(P<0.05),與LAD無明顯相關性,r值為0.097(P>0.05);HMGB1與NT-proBNP、LVEDD、LAD 呈正相關,與LVEF呈負相關,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Logistic回歸模型擬合生成聯合預測因子,結果發現,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 單生物標志物對HFrEF、HFmrEF、HFpEF患者診斷的價值

表3 多生物標志物對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,病理生理機制復雜,目前認為主要包括Frank-Staring機制、神經體液機制和心室重塑等。心室重塑是指心肌細胞、胞外基質以及膠原纖維網絡的變化,是HF發生發展的基礎,與炎性反應和心肌纖維化密切相關[4]。在HF發展過程中產生的大量代謝物被認為可在不同程度上反映疾病的病理生理進程和嚴重程度,新型生物標志物的作用逐漸凸顯。多生物標志物聯合應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結合因子[5]。生理情況下,HMGB1核濃度高于細胞質[6]。在HF患者中,心臟細胞受到刺激可分泌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物受體(RAGE)、Toll樣受體家族成員(TLRs)受體通路結合發揮促炎作用,進而促進心室重構以及HF的進展。謝美麗等[8]研究發現在心力衰竭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患者心臟結構出現明顯改變前,其病理生理進程已經開始,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。我們的實驗結果發現,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]的研究結果相符。我們進一步應用ROC曲線評估HMGB1對各表型CHF患者的診斷價值,結果顯示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,可反映疾病的嚴重程度。

PⅢNP是Ⅲ型前膠原的代謝產物,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,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中發揮的作用已被公認,主要與PⅢNP沉積在心肌細胞外基質中導致心室順應性變差以及動脈硬度變大有關[11,12]。既往研究表明[13],PⅢNP水平與心血管事件的發生呈獨立相關。PⅢNP在HF患者診斷和預后中發揮著重要作用。在2017年,美國心臟協會將PⅢNP列為診斷和評估HFpEF預后的候選生物標志物[14]。在我們的研究中發現,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,與LVEF呈明顯負相關。這與徐鳴悅等[15]的研究發現相符。PⅢNP與NT-proBNP良好的正相關性說明其可以反映心力衰竭的嚴重程度。PⅢNP與超聲LVEF、LVEDD的相關性,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志物聯合對各表型CHF的診斷價值,結果顯示模型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。三者聯合診斷CHF的靈敏度較其單獨應用顯著提升,這說明多生物標志物聯合應用在診斷CHF尤其是HFmrEF、HFpEF患者中更具有應用前景。

綜上所述,PⅢNP、 HMGB1在CHF患者中明顯升高,并與LVEF呈較強的負相關。PⅢNP、 HMGB1聯合NT-proBNP檢測時,對CHF組的診斷價值明顯優于三者單獨應用,這表明PⅢNP、 HMGB1有助于提高對CHF患者診斷的敏感性和特異性,可為判斷疾病嚴重程度提供參考依據。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在判斷預后以及評價療效等方面的數據。臨床上,PⅢNP、 HMGB1和NT-proBNP聯合用于CHF患者的診斷及其評價預后、指導CHF危險分層仍需要大樣本量、長期的研究來佐證其可靠性。