血清S100B水平升高與慢性心力衰竭患者臨床嚴(yán)重程度、腎功能受損及心血管主要終點(diǎn)事件的關(guān)系

陳衛(wèi)衛(wèi) 吳曾繁 張遠(yuǎn)生 吳學(xué)正 陳躍武

(海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科二區(qū)，海南 ?？?570311)

S100蛋白是一組分子量在10～12 kD的低分子量鈣結(jié)合蛋白，其氨基酸序列在脊椎動(dòng)物中高度保守，與鈣調(diào)蛋白及其他EF手型鈣離子結(jié)合蛋白具有高度同源性，目前共發(fā)現(xiàn)有21個(gè)成員，除S100G之外，其他所有的S100蛋白均以二聚體的形式發(fā)揮作用，具有以下生物學(xué)效能：調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)、細(xì)胞生長(zhǎng)和分化、細(xì)胞骨架的運(yùn)動(dòng)、能量代謝等〔1，2〕。一些體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)顯示S100蛋白家族成員的表達(dá)水平在受損的心肌中受到不同程度的調(diào)控。S100B蛋白最初發(fā)現(xiàn)于星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和施旺細(xì)胞中，被認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的標(biāo)志物〔3〕。相關(guān)研究提示血清S100B水平升高與心血管、腎臟及慢性肺疾病密切相關(guān)。最新研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)張型心肌病和缺血性心臟病患者血清S100B水平均升高，缺血性心臟病大鼠心肌S100B表達(dá)上調(diào)。心肌梗死(MI)后 S100B的誘導(dǎo)表達(dá)可調(diào)節(jié)左心室重構(gòu)、抑制心肌細(xì)胞肥大、增加心肌細(xì)胞凋亡，從而導(dǎo)致心功能惡化〔4,5〕。S100B主要通過(guò)與晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)相互作用而介導(dǎo)不同的生物學(xué)效應(yīng)，兩者在缺血性心肌中的表達(dá)均上調(diào)，提示S100B-RAGE相互作用及其所引起的病理機(jī)制在心功能惡化中發(fā)揮了重要的作用〔6,7〕，但關(guān)于S100B-RAGE 相互作用是否在腎臟疾病中發(fā)揮重要作用至今仍無(wú)相關(guān)研究支持。目前關(guān)于S100B與慢性心力衰竭(CHF)合并腎功能不全(RI)患者臨床轉(zhuǎn)歸的相關(guān)研究也未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在CHF合并與不合并RI的患者中探索血清S100B水平的升高是否與 CHF 患者的臨床嚴(yán)重程度、腎功能受損程度及心血管主要終點(diǎn)事件(MCE)相關(guān)。

1 資料和方法

1.1研究對(duì)象及分組 選取2015年12月至2018年12月海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院心內(nèi)科收治的242例確診為缺血性心肌病的住院患者(CHF組)，68例女性，174例男性患者均符合2005年美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)基金會(huì)/美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(ACC/AHA)指南中成人心力衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn)〔8〕，并具有CHF的癥狀和體征〔紐約心臟病協(xié)會(huì)(NYHA)心功能Ⅱ～Ⅳ級(jí)〕，且超聲心動(dòng)圖證實(shí)左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)<45%。為了確定血清S100B蛋白水平與臨床結(jié)果之間的關(guān)系，本研究納入了具有高M(jìn)CE發(fā)生率的嚴(yán)重CHF患者，如LVEF較低，年齡較大和心律失常的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)為急性 MI 或3個(gè)月內(nèi)曾發(fā)生MI、風(fēng)濕性心臟病、免疫系統(tǒng)疾病、糖尿病、神經(jīng)和精神疾病，以消除這些疾病對(duì)循環(huán)S100B水平的潛在影響。

根據(jù)患者是否與RI組合，將患者分為CHF-RI組(n=96)和CHF-非RI組(n=146)。 對(duì)照組由64例年齡匹配的正常人組成(正常對(duì)照組)，沒(méi)有心血管和腎臟疾病的病史和證據(jù)。 為了更好地研究S100B與CHF患者腎功能不全之間的關(guān)系，本研究還招募了62例單純RI患者作為對(duì)照組(RI組)，22例女性，40例男性，該組患者符合上述排除標(biāo)準(zhǔn)。 在正常對(duì)照組和RI組中通過(guò)超聲心動(dòng)圖證實(shí)了缺乏CHF的證據(jù)。受試者均接受超聲心動(dòng)圖測(cè)量，以測(cè)量收縮壓，舒張壓和體重指數(shù)(BMI)。通過(guò)由美國(guó)腎臟基金會(huì)〔9〕推薦的腎臟病膳食改良試驗(yàn)(MDRD)方程計(jì)算的估計(jì)腎小球?yàn)V過(guò)率(eGFR)評(píng)估腎功能，并且eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)被認(rèn)為是RI。研究方案經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，入選者均簽署知情同意書(shū)。

1.2血清指標(biāo)的檢測(cè) 在出院前1 d從患有CHF的患者中采集血液樣品，對(duì)照組的血液樣品來(lái)自年度常規(guī)健康檢查。所有受試者禁食超過(guò)8 h收集5 ml空腹血液，并在4℃下以3 000 r/min離心10 min。將上部血清分離并儲(chǔ)存在-70℃冰箱。受試者均接受全面的臨床實(shí)驗(yàn)室檢查，包括總膽固醇，三酰甘油，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，糖化血紅蛋白(HbA1c)，血尿素氮，肌酐和尿酸。使用市售的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒測(cè)定血清S100B水平(BioVendor，捷克共和國(guó))，超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP；Biocheck Laboratories，Toledo，OH)和腫瘤壞死因子(TNF)-α；通過(guò)電化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定(ECLIA)試劑盒(Roche Diagnostics)測(cè)定血清NT-proBNP的表達(dá)水平。

1.3超聲心動(dòng)圖評(píng)估 采用GE心超儀以2.5 MHz探頭采集患者靜息，左側(cè)和呼氣末的經(jīng)胸二維超聲心動(dòng)圖圖像。測(cè)量左心室收縮末期和舒張末期容積，并根據(jù)AHA指南推薦的雙平面Simpson方法計(jì)算LVEF。計(jì)算3個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期的平均值。

1.4患者隨訪(fǎng) 患者均接受正規(guī)抗 CHF 藥物治療，并在出院后進(jìn)行每3個(gè)月1次、為期1年的專(zhuān)病門(mén)診或電話(huà)隨訪(fǎng)，同時(shí)記錄MCE(包括全因死亡、難治性 CHF 多次再入院、心臟移植) 。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS22.0軟件進(jìn)行分析。使用柯-斯二氏檢驗(yàn)對(duì)連續(xù)性檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，對(duì)不服從正態(tài)分布的連續(xù)變量進(jìn)行對(duì)數(shù)變換；兩個(gè)獨(dú)立樣本用于t檢驗(yàn)或方差分析；使用Pearson或Spearman相關(guān)分析進(jìn)行相關(guān)分析；線(xiàn)性回歸分析和邏輯回歸分析用于確定CHF的危險(xiǎn)因素；Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型用于確定血清S100B水平與MCE之間的關(guān)系。

2 結(jié) 果

2.1基線(xiàn)臨床資料的比較 任何兩組之間沒(méi)有年齡或性別差異。 與正常對(duì)照組相比，CHF組心功能不良(NYHA心功能分級(jí)Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ分別占47.1%，42.9%和10.1%)，腎功能差(血清尿素氮，肌酐和尿酸水平顯著更高)。超聲心動(dòng)圖顯示左心房直徑(LAD)、左心室舒張末期直徑(LVEDD)、左心室收縮末期直徑(LVESD)、左心室舒張末期容積(LVEDV)和左心室收縮末期容積(LVESV)顯著增加，而LVEF顯著下降(P<0.05)。見(jiàn)表1、表2。

表1 各組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

與正常對(duì)照組比較：1)P<0.05；與RI組比較：2)P<0.05；下表同

表2 各組超聲心動(dòng)圖指標(biāo)的比較

2.2各組患者血清 NT-proBNP、S100B、hs-CRP 和 TNF-α 水平 與正常對(duì)照組相比，CHF組血清NT-proBNP，S100B，hs-CRP和TNF-α水平顯著升高(P<0.05)。 根據(jù)是否合并RI對(duì)CHF患者進(jìn)行分組后，兩個(gè)亞組患者的血清上述指標(biāo)仍顯著高于正常對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 各組血清S100B水平與其他生化指標(biāo)的比較

2.3血清 S100B 水平與心功能、腎功能的關(guān)系 在對(duì)非正態(tài)分布連續(xù)變量進(jìn)行對(duì)數(shù)變換后，對(duì)S100B水平和其他指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。結(jié)果顯示，CHF患者血清S100B水平與LVEF呈負(fù)相關(guān)(r=-0.248，P=0.016)，與LVEDV(r=0.213，P=0.047)和NT-proBNP(r=0.233，P= 0.039)呈正相關(guān)。提示血清S100B水平升高與心臟功能惡化有關(guān)。腎功能不全患者的血清S100B水平與eGFR呈負(fù)相關(guān)(r=-0.282，P=0.037)，但無(wú)腎功能不全的患者之間無(wú)相關(guān)性(r=-0.113，P=0.286)。

2.4血清S100B水平與MCE 的關(guān)系 在隨訪(fǎng)期間〔平均隨訪(fǎng)期(12.9±2.7)個(gè)月〕，MCE發(fā)生在68例CHF患者中，包括20例全因死亡和48例再次入院治療頑固性心力衰竭。與再次入院組及無(wú)MCE生存組相比，全因死亡組血清S100B和NT-proBNP水平顯著升高(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 發(fā)生及未發(fā)生MCE的CHF患者血清S100B和其他測(cè)定指標(biāo)的比較

與無(wú)MCE生存組比較：1)P<0.05;與再次入院組比較：2)P<0.05

2.5多因素Logistic回歸分析 所有入選的人群都納入多變量Logistic逐步回歸分析中。 分為兩個(gè)模型：模型Ⅰ校準(zhǔn)傳統(tǒng)的心力衰竭危險(xiǎn)因素，顯示肌酐、尿酸升高和BMI與CHF風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(P<0.05)；模型Ⅱ在模型Ⅰ中具有顯著風(fēng)險(xiǎn)基于因子引入血清NT-proBNP，S100B，hs-CRP和TNF-α的水平，表明S100B(OR=1.743，P=0.026)，NT-proBNP(OR=3.418,P=0.026)，TNF-α(OR=3.362,P=0.009)和尿酸(OR=1.995,P=0.030)與CHF風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)(P<0.05)。

2.6Cox比例風(fēng)險(xiǎn)分析 在Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型中，校正因子包括年齡，性別，BMI，LVEF，NYHA心功能分級(jí)，RI和血清S100B水平。調(diào)整其他因素后，血清S100B水平與MCE發(fā)生率顯著相關(guān)(RR=1.738；95%CI：1.054～2.865；P=0.030)，與MCE發(fā)病率相關(guān)的其他因素為RI(RR=2.316；95%CI：1.094～4.903；P=0.028)。

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，CHF患者血清S100B水平升高，而CHF合并RI的患者更高；血清S100B水平與炎癥因子hs-CRP、TNF-α有關(guān)，并與CHF患者的超聲心動(dòng)圖改變及NT-proBNP水平有關(guān)，同時(shí)與CHF合并RI患者的eGFR相關(guān)；Logistic回歸分析證實(shí)血清S100B水平是CHF發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因子。故本研究提示S100B蛋白可能在CHF合并RI的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。此結(jié)果證明了血清S100B水平升高與CHF合并RI患者的病程進(jìn)展有關(guān)。

S100B是S100蛋白家族的成員，S100B從細(xì)胞中釋放并通過(guò)旁分泌和自分泌途徑觸發(fā)細(xì)胞反應(yīng)〔10，11〕。既往研究證實(shí)，S100B可以調(diào)節(jié)心肌梗死后心室重構(gòu)，抑制心肌細(xì)胞肥大，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致心功能下降，抑制S100B可阻斷上述反應(yīng)〔12，13〕。體外研究表明，S100B通過(guò)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2和p53的RAGE依賴(lài)性磷酸化誘導(dǎo)心肌，同時(shí)增加促凋亡的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)-3表達(dá)和活性，促進(jìn)活性氧形成，并減少抗凋亡Bcl-2表達(dá)〔14〕。作為S100B的重要受體，RAGE在多種細(xì)胞中表達(dá)，包括神經(jīng)細(xì)胞，血管細(xì)胞，炎性細(xì)胞，腎小球上皮細(xì)胞，足細(xì)胞和心肌細(xì)胞，并介導(dǎo)多種病理生理作用。RAGE在壓力或損傷期間上調(diào)，并且使用藥物阻斷RAGE可保護(hù)分離的灌注心臟免受損傷并防止心肌功能障礙〔15〕。

血清S100B水平與腎功能受損有關(guān)。 腎臟可以在病理?xiàng)l件下誘導(dǎo)S100B的表達(dá)增加，而S100B也可以由于腎功能障礙的排出減少而在腎組織中累積。 然后，累積的S100B蛋白通過(guò)RAGE依賴(lài)性和非RAGE依賴(lài)性途徑誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，腎小球上皮細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)增加，導(dǎo)致腎功能進(jìn)一步惡化。

血清S100B水平升高與CHF患者的預(yù)后不良有關(guān)，并且是CHF發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。 推測(cè)S100B與CHF患者的臨床惡化密切相關(guān)。 本研究還存在一些局限性和不足之處。 如樣本量相對(duì)較小，隨訪(fǎng)時(shí)間僅為1年。 此外，為了排除糖尿病對(duì)S100B水平的影響，更好地反映了由于CHF的病理生理結(jié)果導(dǎo)致的S100B的上升，本研究排除了糖尿病患者，而糖尿病是心血管疾病的重要危險(xiǎn)因素，而S100B對(duì)糖尿病并發(fā)癥也起著決定性的作用。 在這方面，仍需要更多的大規(guī)模前瞻性研究來(lái)證實(shí)S100B在CHF發(fā)病機(jī)制中的作用。

綜上，血清S100B水平升高與CHF患者的心功能不全，RI嚴(yán)重程度和MCE相關(guān)，并且是CHF發(fā)展的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子和MCE的危險(xiǎn)因素。 然而，關(guān)于S100B與CHF之間關(guān)系的研究很少，仍需要更深入的研究和循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持。