NT-pro-BNP與LBP的表達對感染性心內(nèi)膜炎的診斷意義及研究方案

何勝平

（南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院 心血管外科，廣東 廣州 510515）

NT-pro-BNP與LBP的表達對感染性心內(nèi)膜炎的診斷意義及研究方案

何勝平

（南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院 心血管外科，廣東 廣州 510515）

近年，感染性心內(nèi)膜炎發(fā)病率有升高趨勢，具有死亡率高、診斷困難等特征。對NT-pro-BNP與LBP的研究旨在監(jiān)測N末端腦鈉肽前體（NT-pro-BNP）及脂多糖結合蛋白（LBP）在IE中的表達，探討其能否作為診斷依據(jù)為IE診斷提供依據(jù)，期望早期確診疾病，早期有效的控制病情，改善其預后。

NT-pro-BNP；LBP；感染性心內(nèi)膜炎

感染性心內(nèi)膜炎（infective endocarditis ,IE）是指細菌、真菌和其他微生物（如病毒、衣原體、螺旋體等）移行集聚于心臟，主要導致瓣膜感染并瓣膜功能不全、局部或全身膿毒血癥以及形成贅生物并脫落導致栓塞的一類嚴重感染性疾病，可引起發(fā)熱、心衰、皮疹、栓塞現(xiàn)象等多種臨床表現(xiàn)。該疾病臨床癥狀不典型，表現(xiàn)多樣化，不易早期確診，往往延誤治療［1-4］。感染性心內(nèi)膜炎的病情特點主要有以下幾點：

1）發(fā)病率升高，高危人群增長。

近期廣東省人民醫(yī)院流行病調(diào)查顯示先天性心臟病發(fā)生率約1%，有大量未手術的先心患者，先心并發(fā)感染性心內(nèi)膜炎較普通人群高數(shù)十倍甚至數(shù)百倍以上。我國進入老齡化社會后，主動脈瓣退行性病變的發(fā)病率將進一步升高，問題主動脈瓣發(fā)生感染性心內(nèi)膜炎的概率亦較普通人群明顯升高。目前我國每年完成體外循環(huán)心臟手術大約20萬例，心內(nèi)人工材料植入的病例大量累積，人工瓣膜感染性心內(nèi)膜炎（PVE）發(fā)病率占人工瓣膜的病例的1%～6%，IE發(fā)病率約0.3%～1.2%/年［5］。安裝永久性起搏器或者心內(nèi)除顫器的人群、安裝輸液港或留置PICC管道的腫瘤病人、仍持續(xù)增長的不潔靜脈注射藥隱者亦為感染性心內(nèi)膜炎高危人群。

2）診斷困難。

Duke標準診斷自體瓣膜感染性心內(nèi)膜炎（NVE）的敏感性在70%～80%［6-7］，PVE的臨床癥狀更加不典型，診斷較NVE更加困難。Duke標準在PVE診斷中敏感性更低［8］。根據(jù)2015年ESC IE指南［9］，感染性心內(nèi)膜炎診斷標準中主要標準包括血培養(yǎng)陽性和成像技術提示IE；次要標準包括高危因素、發(fā)熱、血管征象、免疫征象、其他微生物學證據(jù)。盡管ESC提出了新的診斷標準，但IE診斷率仍不高，尤其早期診斷率低。國內(nèi)外報道感染性心內(nèi)膜炎誤診率和漏診率約為30%～40%［10-11］，如此可見感染性心內(nèi)膜炎的早期診斷仍相當嚴峻。

3）死亡率高。

IE盡管得到合理有效的治療，但高死亡率仍無明顯下降，國外報道IE住院死亡率15%～30%，PVE的住院死亡率在20%～40%。存在死亡相關風險的病人若能夠得到早期診斷，從而得到及時的治療，可改善其預后。

1 NT-pro-BNP與LBP在IE中的表達及研究現(xiàn)狀

1.1 NT-pro-BNP在IE中的表達及研究現(xiàn)狀

腦鈉肽前體 （Pro-brain natriuretic peptide，Pro-BNP）分為N端和D端，分別稱之為NT-pro-BNP和BNP。檢測NT-pro-BNP可排查和診斷心功能不全，其產(chǎn)生機制可能與室壁壓力和室壁肥厚相關。IE涉及NT-pro-BNP的研究甚少，有文獻顯示其與IE死亡相關的生物標志物，IE病人的NT-pro-BNP值較嚴重敗血癥、充血性心力衰竭、急性冠脈綜合征、穩(wěn)定型冠心病明顯升高。文章僅提示NT-pro-BNP與其預后轉歸之間的關系，未涉及其在疾病診斷的意義［12］。NT-pro-BNP的表達對感染性心內(nèi)膜炎的研究旨在研究NT-pro-BNP在IE動物模型中的表現(xiàn)，探討其能否在IE疾病診斷中提供診斷依據(jù)。

1.2 LBP在IE中的表達及研究現(xiàn)狀

脂多糖結合蛋白（Lipopolysaccharide-binding protein，LBP） 主要是在肝細胞內(nèi)產(chǎn)生的急性期蛋白，LBP可與細菌表面脂多糖結合從而觸發(fā)一系列免疫反應，其主要功能是將肥大細胞與細菌結合，刺激肥大細胞產(chǎn)生炎癥因子，包括IL-1, IL-6，TNF-α。有文章顯示LBP有成為IE的新型生物標志物的潛質［13-14］，研究其與CRP在IE治療中的療效反應和外科手術的相關性，但涉及其在IE的診斷學運用無相關文獻報道。LBP的表達對感染性心內(nèi)膜炎研究旨在研究LBP在IE疾病的表達變化，探討其能否作為診斷依據(jù)為IE診斷提供依據(jù)。

2 NT-pro-BNP與LBP的表達對IE的診斷意義

NT-pro-BNP與LBP的表達旨在監(jiān)測N末端腦鈉肽前體（NT-pro-BNP）及脂多糖結合蛋白（LBP）在IE中的表達，探討其能否作為診斷依據(jù)為IE診斷提供依據(jù)，期望早期確診疾病，早期有效的控制病情，改善其預后。研究采用感染性心內(nèi)膜炎動物模型，同質性好，為隨機分組對照研究，動物模型成熟，實驗操作比較簡單，容易獲取數(shù)據(jù)，實驗重復性好，預計結果對臨床有較好的指導意義。

在Duke診斷標準中，無生物標志物作為診斷標準。本研究首次提出NT-pro-BNP聯(lián)合LBP二種生物標志物作為診斷依據(jù)的假設，若NT-pro-BNP和LBP這二種生物標志物能夠為臨床診斷提供依據(jù)，則有望IE早期診斷，從而改善其糟糕的預后。

3 NT-pro-BNP與LBP對IE診斷的研究方案

3.1 研究目標

通過建立新西蘭白兔金黃色葡萄球菌性心內(nèi)膜炎動物模型，通過采取不同時段的血液檢測NT-pro-BNP和LBP濃度變化，分析NT-pro-BNP和LBP的表達與家兔感染性心內(nèi)膜炎的相關性，從而探討NT-pro-BNP和LBP在感染性心內(nèi)膜炎的診斷學運用及意義。

3.2 研究內(nèi)容

本研究采用隨機分組對照研究的方法，建立感染性心內(nèi)膜炎動物模型的實驗模型，同時建立三個對照亞組：空白對照組、菌血癥對照組、主動脈瓣無菌性贅生物對照組。通過檢測不同時段的血液NT-pro-BNP和LBP濃度變化，分析實驗組與各對照組間的差異，從而判斷NT-pro-BNP和LBP的表達與家兔感染性心內(nèi)膜炎是否相關。研究NT-pro-BNP和LBP這二個生物標志物能否在感染性心內(nèi)膜炎診斷過程中提供有意義的診斷依據(jù)。

3.3 研究方法

本研究采用隨機分組對照法進行試驗設計

1）動物選擇：重2.2 kg左右的新西蘭白兔20只。

2）實驗動物分組及確定數(shù)據(jù)采集時間。

①動物模型分組：一組感染性心內(nèi)膜炎實驗組（5只）；二組對照組，分為三個亞組，第一亞組空白對照組（5只），第二亞組菌血癥對照組（5只），第三亞組主動脈瓣無菌性贅生物形成對照組（5只）。

②采集血液時間選擇：

所有動物模型采血時間：術前、術后即刻、術后6 h、術后12 h、術后24 h、術后48 h、術后3 d、術后4 d、術后5 d、術后6 d、術后1 w、術后2 w。所有術前標本數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計處理后作為基準正常值范圍。

3）動物模型的建立。

實驗組感染性心內(nèi)膜炎動物模型：新西蘭白兔采用靜脈內(nèi)注射戊巴比妥鈉（50～60 mg）麻醉，手術部位常規(guī)消毒鋪單，鎖骨上前切口暴露右側頸動脈，過帶提起動脈，通過動脈穿刺技術，置入導絲，導絲沿主動脈逆行經(jīng)主動脈瓣進入左心室，定位導絲長度，植入無菌聚乙烯導管，用稀釋肝素液封管避免管道堵塞，導管妥當固定，縫合切口。1～3 d后主動脈瓣可形成無菌性贅生物，通過耳緣靜脈注入1 mL細菌（7*105～8 *105 CFU/mL），18 h后即建立主動脈瓣感染性心內(nèi)膜炎動物模型。

空白對照組動物模型：新西蘭白兔暴露頸動脈后行穿刺植入無菌聚乙烯導管，隨后拔除，止血，縫合切口，即可建立空白對照組模型。

菌血癥對照組動物模型：無需外科手術操作，直接通過耳緣靜脈注入1 mL培養(yǎng)基細菌（7*105～8*105 CFU/mL），可建立模型。

主動脈瓣無菌性贅生物組動物模型：外科操作同實驗組，無需通過靜脈注入培養(yǎng)基細菌，1～3 d后主動脈瓣可形成無菌性贅生物。

4）細菌選擇及繁殖。

從臨床病例分離的金黃色葡萄球菌，目前本研究已成功分離并保存金黃色葡萄球菌菌種。菌種在補充10%甘油的胰蛋白酶大豆培養(yǎng)基中-70 ℃條件下保存。在35 ℃條件下，細菌在通風環(huán)境Mueller-Hinton肉湯120 rpm轉動孵化器內(nèi)，或者Columbia瓊脂培養(yǎng)基（Becton Dickinson微生物系統(tǒng)）培養(yǎng)6～8 h。

5）血液標本的采集。

從大兔耳緣靜脈采血，每次采血量1～2 mL。所有動物模型采血時間點：術前、術后即刻、術后6 h、術后12 h、術后24 h、術后48 h、術后3 d、術后4 d、術后5 d、術后6 d、術后1 w、術后2 w。標本采集后存放-70 ℃低溫冰箱，標本收集后統(tǒng)一再完成指標的檢測。

6）動物處死及瓣膜標本采集。

術后2 w采血完畢后靜脈內(nèi)注射戊巴比妥鈉（50～60 mg）處死動物。打開心臟肉眼檢查心內(nèi)各瓣膜情況，獲取主動脈瓣標本，標本采集后存放-70 ℃低溫冰箱，標本收集后統(tǒng)一再行病理檢查確診或排除感染性心內(nèi)膜炎。

7）血標本及瓣膜標本的檢測。

NT-pro-BNP檢測：NT-pro-BNP采用羅氏Elecsys 2010電化學發(fā)光全自動免疫分析儀（Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany）檢測，根據(jù)羅氏公司提供數(shù)據(jù)，NT-pro-BNP檢測下限為 5 pg/mL 。

LBP檢測：LBP采用商業(yè)開發(fā)的化學發(fā)光試劑盒（SiemensHealthcareDiagnosticsGmbH,Eschborn,Germa ny）檢測。檢測下限為1 ng/mL。

主動脈瓣標本檢測：瓣膜標本通過固定、脫水透明、蠟塊包埋、切片、H.E染色、封片、鏡檢診斷。實驗組主動脈瓣膜檢測確診動物模型患感染性心內(nèi)膜炎，否則需要剔除出組。

3.4 實驗進程

實驗動物隨機分成四組（A、B、C、D），建議四種模型，按時采集血標本，術后14 d處死動物，獲取瓣膜標本，最后完成檢測，見圖1。

圖1 實驗進程示意圖

4 結論

NT-pro-BNP與LBP的表達對感染性心內(nèi)膜炎的研究過程中，擬通過建立感染性心內(nèi)膜炎動物模型，在生物分子學水平探討感染性心內(nèi)膜炎的發(fā)病機制，探討NT-pro-BNP和LBP在IE診斷學方面的意義。IE生物標志物不甚明確，目前NT-pro-BNP及LBP有成為其生物標志物的潛質。本研究操作流程簡單，動物模型重復性好，生物標志物檢測亦有商業(yè)化標準檢測，數(shù)據(jù)獲得較容易且準確。若此假設經(jīng)試驗證實，其后期臨床研究前景較大，能夠將IE生物標志物檢測運用于IE診斷。疾病獲得早期診斷，早期治療，從而降低感染性心內(nèi)膜炎的死亡率，降低醫(yī)療費用，可獲得較大的社會經(jīng)濟效益。

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Significance of the Expression of N Terminal Pro-brain Natriuretic Peptide and Lipopolysaccharidebinding Protein in the Diagnosis of Infective Endocarditis and the Study Protocol

HE Shengping
（Department of Cardiovascular Surgery，Nanfang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou Guangdong 510515，China）

s：In recent years，the incidence of infective endocarditis（IE） has been increasing，which is characterized by high mortality and difficult diagnosis. The study on N terminal pro brain natriuretic peptide （NT-pro-BNP） and lipopolysaccharide binding protein （LBP） is to monitor the expression of NT-pro-BNP and LBP in IE. This paper attempts to test the possibility of using the monitoring result as a basis for the early diagnosis of IE，and thus to make effective control of the disease and improve prognosis.

N terminal pro brain natriuretic peptide；lipopolysaccharide binding protein；infective endocarditis

R654.2

B

1672-6138（2017）03-0009-04

10.3969/j.issn.1672-6138.2017.03.003

［責任編輯：曹娜］

2017-06-12

廣東省科技計劃基金資助項目（611184612030）。

何勝平（1982—），男，廣東興寧人，主治醫(yī)生，研究方向：感染性心內(nèi)膜炎的診治。