心力衰竭患者血漿生長分化因子-15、超敏C反應(yīng)蛋白和氮末端-前體腦鈉肽表達(dá)水平及其相關(guān)性的研究

王大正，蔡 力，陶劍虹

(1.安徽省滁州市第一人民醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室，安徽 滁州 239000;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院心內(nèi)科，四川 成都 610072)

生長分化因子-15(growth-differentiation factor-15，GDF-15)作為轉(zhuǎn)化生長因子 β(transforming growth factor-beta，TGF-β)的超家族成員，在正常的成人體內(nèi)呈組織特異性表達(dá)。它是一種應(yīng)激蛋白，是內(nèi)源性的細(xì)胞保護(hù)因子。GDF-15在正常心肌細(xì)胞無表達(dá)，在壓力負(fù)荷過大、缺氧等應(yīng)激情況下，心肌細(xì)胞中的表達(dá)增加[1]。近年來對炎性介質(zhì)的深入研究，提示炎癥及免疫反應(yīng)通過炎性介質(zhì)參與心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展過程，超敏C反應(yīng)蛋白(highsensitivity C-reactive protein，hs-CRP)是非特異性反應(yīng)蛋白，在炎癥狀態(tài)下通過炎性介質(zhì)介導(dǎo)升高。血中GDF-15的表達(dá)與心力衰竭程度的關(guān)系以及GDF-15、hs-CRP與氮末端-前體腦鈉肽(N-terminalbrain natriuretic peptide precursor，NT-proBNP)的相關(guān)性尚不清楚。本研究通過檢測不同程度心力衰竭患者血漿中GDF-15、hs-CRP及NT-proBNP的表達(dá)水平，并分析GDF-15、hs-CRP與NT-proBNP的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2010年3～12月四川省人民醫(yī)院心血管內(nèi)科慢性心力衰竭(診斷依據(jù)2008年ESC慢性心力衰竭診療指南)患者51例，年齡40～75歲，其中男 38例，女 13例，冠心病 31例(60.8%)，擴(kuò)張性心肌病11例(21.6%)，高血壓病心力衰竭9例(17.6%)。所有患者左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)＜50%，NYHAⅠ～Ⅱ級(心衰代償組)27例、NYHAⅢ～Ⅳ級(心衰失代償組)24例。收集同期入院，性別、年齡相匹配的非心力衰竭患者25例作為對照組，其中男19例，女6例。合并腫瘤、肝硬化或血清肌酐＞177μmmol/L、急性心肌梗死、心臟手術(shù)史或6個(gè)月內(nèi)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)史、感染性疾病、自身免疫性疾病、急性肺栓塞、特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓、先天性心臟病、肥厚性心肌病或限制性心肌病患者除外。

1.2 研究方法 ①試劑與設(shè)備：GDF-15、NT-proBNP酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒購自美國R＆D公司。hs-CRP檢測儀(來源：德國西門子)，超低溫冰箱(來源：SSNYO JAPAN;-86℃)，電熱恒溫培養(yǎng)箱(來源：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠)，Bio Rad Benchmark酶標(biāo)儀(來源：伯樂公司)，彩色多普勒心血管超聲診斷儀(來源：西門子 Sequoia512型)。②血 hs-CRP、GDF-15、NT-proBNP 的檢測：采用速率散射比濁法檢測hs-CRP。另收集血標(biāo)本2管(EDTA抗凝)，每管約4 ml，以2500轉(zhuǎn)/分離心10分鐘，取出上層血漿樣本后立即放于冷藏冰箱中以-70℃冷藏，以ELISA雙抗夾心法測定血漿中GDF-15、NT-proBNP水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布以中位數(shù)(25%四分位數(shù)～75%四分位數(shù))表示。正態(tài)分布且方差齊性的組間差異性比較采用單因素方差檢驗(yàn)，非正態(tài)分布經(jīng)過轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后符合正態(tài)分布且方差齊性，采用單因素方差檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用線性相關(guān)回歸。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組一般資料及LVEF的比較 三組一般資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，LVEF值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表1。

表1 三組一般資料及LVEF的比較

2.2 三組GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP比較

GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP濃度在各組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表2。

表2 三組GDF-15、NT-proBNP、hs-CRP濃度和對數(shù)值的比較

2.3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP的相關(guān)性分析 GDF-15和NT-proBNP為線性正相關(guān)(r=0.753，P=0.000)，見圖 1。hs-CRP 和 NT-proBNP為線性正相關(guān)(r=0.664，P=0.000)，見圖2。

2.4 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心力衰竭的診斷價(jià)值 應(yīng)用ROC曲線分析GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心力衰竭的診斷價(jià)值，結(jié)果顯示三種指標(biāo)的ROC曲線下面積對于心力衰竭的診斷均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的ROC曲線下面積依次減小，故顯示診斷心力衰竭的能力 NT-proBN P ＞ GDF-15＞hs-CRP，見圖3、表3。

表3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心衰患者診斷能力的ROC曲線分析

3 討論

近年來對心力衰竭與炎癥的認(rèn)識(shí)以及對心力衰竭時(shí)神經(jīng)-內(nèi)分泌-細(xì)胞因子之間相互作用的認(rèn)識(shí)，拓寬了心力衰竭診治的新視野。研究一些與心血管系統(tǒng)密切相關(guān)的細(xì)胞因子在心力衰竭病理生理過程中的作用及其機(jī)制具有理論意義，也為防治心血管疾病開辟了新的途徑。

收縮性心力衰竭患者通常有器質(zhì)性心臟病的客觀依據(jù)，LVEF＜50%，伴或不伴有心力衰竭的癥狀和體征。本試驗(yàn)納入的所有心力衰竭患者LVEF＜50%，均存在收縮性心力衰竭，無單純舒張性心力衰竭患者。

GDF-15僅有小部分氨基酸與其它TGF-β的超家族成員相同，因此它的功能與其它TGF-β超家族的成員相比有較大區(qū)別。近年來研究認(rèn)為，GDF-15在心肌細(xì)胞中主要的生物學(xué)功能可能為：抑制心肌肥大，抑制心肌重塑，抑制心肌細(xì)胞的凋亡，所以認(rèn)為GDF-15是一種正調(diào)節(jié)功能基因，與心臟的應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。生長分化因子(GDF)的家族成員都以無活性方式分泌，通過TGF-β激酶激活，激活后的成熟蛋白以自分泌或者旁分泌的方式作用于細(xì)胞表面TGF-β受體[2]。細(xì)胞膜的表面受體根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)，分為不同的Ⅰ型及Ⅱ型絲/蘇氨酸激酶受體，細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)包括非 Smad依賴的通路與Smad依賴的通路[3]。非 Smad依賴的信號(hào)通路所激活的分子有 TAK-1、MAPK、PBK/Akt，它們通過與GDFs家族的不同成員結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。Smad依賴的信號(hào)通路所激活的Smad分子有Smad 1、5、8 和 Smad 2、3，它們經(jīng)過磷酸化后和 Smad 4 結(jié)合形成異源二聚體，然后由胞漿移向胞核并調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。目前GDF-15對心臟的作用機(jī)制尚未清楚，研究認(rèn)為可能Smad非依賴和Smad依賴的信號(hào)傳導(dǎo)通路共同參與 GDF-15對心臟功能的調(diào)節(jié)[4]。當(dāng)心臟壓力負(fù)荷增加時(shí)，心肌肥厚常是主要的代償方式。心肌肥厚是心功能失調(diào)的最初、最常見的表現(xiàn)。心臟受到生理性或者病理性因素的刺激時(shí)，為了維持正常泵血功能，它將出現(xiàn)代償性心肌肥厚。心肌長期肥厚將出現(xiàn)失代償，導(dǎo)致心力衰竭。在心肌肥厚和心肌肥厚轉(zhuǎn)變?yōu)樾牧λソ叩倪^程中，GDF-15的濃度增加，它可能具有抑制心肌肥厚發(fā)生發(fā)展，抑制心肌肥厚轉(zhuǎn)變?yōu)樾牧λソ吆椭委熜牧λソ叩淖饔谩１驹囼?yàn)中血GDF-15水平在對照組、心力衰竭代償組及心衰失代償組呈升高趨勢，提示GDF-15與心功能不全的嚴(yán)重程度有關(guān)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示GDF-15與NT-proBNP呈正相關(guān)(r=0.753，P=0.000)，推測二者相關(guān)的原因可能是它們共同相關(guān)于心房、心室壓力增加導(dǎo)致的應(yīng)激變化。

近年來對炎性介質(zhì)的深入研究提示炎癥及免疫反應(yīng)通過炎性介質(zhì)參與心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展過程。CRP是非特異性反應(yīng)蛋白，它在炎癥時(shí)通過IL-6等炎性介質(zhì)介導(dǎo)在肝臟部位產(chǎn)生。疾病控制和預(yù)防中心/美國心臟協(xié)會(huì)(CDC/AHA)制定的CRP指南建議CR P＞10 mg/L時(shí)表明炎癥，并可以預(yù)測著未確定的心血管并發(fā)癥[5]。大量CRP的產(chǎn)生可以導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷，引發(fā)心肌缺血、缺氧，凝血系統(tǒng)激活，導(dǎo)致心功能的惡化，CRP濃度的升高和心血管的危險(xiǎn)性呈現(xiàn)正相關(guān)[6]。Alonso-Martinez等的研究顯示，心力衰竭患者CRP水平越高，NYHA分級越高，CRP水平的升高與入院率及病死率的升高相關(guān)，認(rèn)為CRP的水平可以作為心力衰竭患者病情改善的一項(xiàng)獨(dú)立指標(biāo)[7]。目前運(yùn)用超敏檢測技術(shù)能夠準(zhǔn)確地檢測到更低濃度的CRP，hs-CRP即運(yùn)用了超敏檢測技術(shù)，它是較CRP更為敏感的指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)血hs-CRP在充血性心力衰竭、心肌梗死、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病都有升高[8]。本研究中血hs-CRP水平在對照組、心力衰竭代償組、心力衰竭失代償組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，NYHA分級越高，hs-CRP的水平越高，提示hs-CRP升高標(biāo)志炎性激活，可提示心功能不全患者的嚴(yán)重程度。相關(guān)性分析結(jié)果顯示hs-CRP與NT-proBNP呈正相關(guān)(r=0.664，P=0.000)，推測可能系 hs-CRP、NT-proBNP共同相關(guān)于NYHA分級的變化所致。

腦鈉肽(BNP)是利鈉肽系統(tǒng)的一種肽類激素，它為心力衰竭患者提供了可靠的血液量化的預(yù)后指標(biāo)。BNP在心房心室均可合成，但主要部位在心室。當(dāng)心室肌受到牽張，室壁張力增高，BNP mRNA的水平明顯增高[9]。近來，NT-proBNP的臨床應(yīng)用是熱點(diǎn)之一，它與BNP相比具有以下特點(diǎn)：半衰期較長，檢測早期或者輕度心力衰竭的敏感性更高;穩(wěn)定性較好，更適合于臨床檢驗(yàn)[10]。NT-ProBNP能很好地反應(yīng)BNP的水平和變化，具有重要的臨床及研究價(jià)值[11～13]。本研究結(jié)果顯示NT-proBNP的濃度心力衰竭組高于對照組，心力衰竭失代償組高于心力衰竭代償組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示可根據(jù)NT-proBNP的水平來評估患者心功能的狀況。這與Kim[14]等的研究結(jié)果一致。

本研究結(jié)果顯示GDF-15、hs-CRP的濃度水平隨著NYHA分級的增加而增高，GDF-15、hs-CRP與NT-proBNP呈正相關(guān)，ROC曲線分析顯示NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的曲線下面積對于心力衰竭的患者的診斷均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且三種指標(biāo)的ROC曲線下面積依次減小，故診斷心力衰竭的能力NT-proBN P＞GDF-15＞hs-CRP，以上提示聯(lián)合檢測NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP可能較單項(xiàng)檢測更好地應(yīng)用于慢性心力衰竭的診斷和危險(xiǎn)分層。由于GDF-15、hs-CRP的特異性不高，均可在多種疾病過程中升高，GDF-15、hs-CRP作用于心臟的機(jī)制尚不清楚;本研究的樣本量較小;納入的心力衰竭患者LVEF＜50%，無單純舒張性心力衰竭患者，因此本研究可能存在一定的偏差及局限性，有待進(jìn)一步深入研究。

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