危重型COVID-19患者血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP與心功能的相關分析

許小澤，林正豪，劉雪燕*

（1.暨南大學第二臨床醫(yī)學院∥深圳市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，廣東深圳 518000；2.深圳市第三人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，廣東深圳 518000）

2019年底，一種新型冠狀病毒（嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型，SARS-CoV-2）引起了肺炎病例聚集.該病傳播迅速，在全球各地引起流行.2020年2月，世界衛(wèi)生組織（WHO）將該病命名為新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）［1］.近期研究顯示，COVID-19除侵犯呼吸系統(tǒng)外，還可能侵犯心臟、腎臟等多個器官，尤其是在出現(xiàn)膿毒癥的情況下［2］.《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》［3］新增了心臟的病理改變：心肌細胞可見變性、壞死，間質(zhì)內(nèi)可見少數(shù)單核細胞、淋巴細胞和（或）中性粒細胞浸潤.不少研究表明COVID-19患者存在不同程度的心臟損傷［4-9］，重癥者心臟損傷風險高達22.2%～31%，死亡患者發(fā)生心臟損傷風險更是高達28%～88.9%，提示COVID-19合并心臟損傷是不容忽視的.本研究旨在探討危重型COVID-19患者血清肌鈣蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）、肌酸激酶同工酶MB（creatine kinase isoenzyme MB，CK-MB）、N末端B型利鈉肽前體（N-terminal probrain natriuretic peptide，NT-proBNP）的質(zhì)量濃度與心功能指標的相關關系，明確血清心肌損傷標志物的改變是否提示心臟功能或結構的變化.

1 資料與方法

1.1 一般資料

以深圳市第三人民醫(yī)院ICU收治的5例COVID-19患者為研究對象.參照《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》［3］臨床分型標準，符合以下情況之一者為危重型：①出現(xiàn)呼吸衰竭，且需要機械通氣；②出現(xiàn)休克；③合并其他器官功能衰竭需ICU監(jiān)護治療.納入研究的5例患者均為危重型COVID-19患者.

患者A徐某，男，69歲，主因發(fā)熱4 d、干咳2 d，于2020年2月3日入院.患者B高某，男，67歲，主因腹瀉5 d、發(fā)熱1 d，于2020年1月22日入院.患者C龔某，女，59歲，主因發(fā)熱2 d于2020年1月26日入院.患者D陳某，男，73歲，主因發(fā)熱2 d，于2020年1月22日入院.患者E譚某，男，65歲，主因咽痛3 d、發(fā)熱1 d，于2020年1月26日入院.5例患者臨床癥狀均有發(fā)熱等臨床癥狀，入院后行新型冠狀病毒核酸檢查均報陽性，CT檢查均呈病毒性肺炎改變.5例患者均有湖北省武漢市或湖北省其他市區(qū)的旅居史.

1.2 檢測方法

患者診斷為危重型COVID-19，入住ICU后即刻進行連續(xù)動態(tài)監(jiān)測血清cTnI、CK-MB和NTproBNP質(zhì)量濃度、心臟超聲等相關指標.彩超醫(yī)生僅知道該5例患者患有COVID-19，而對于患者是否伴有其他疾病或相關并發(fā)癥均不清楚.同時，彩超室醫(yī)師也不知道該5例患者的具體診斷及本研究的計劃路線.

1.2.1 標本采集

抽取上述5例患者空腹靜脈血6 mL分別置于3個離心管內(nèi)，每管1 mL（留取3 mL凍存?zhèn)溆茫覝仂o置30 min待其自然凝固，常規(guī)離心3 500 r/min，離心15～20 min，收集血清，分裝后-80℃保存.

1.2.2 血清cTnI、CK-MB和NT-proBNP質(zhì)量濃度檢測

血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度采用化學發(fā)光法進行檢測，實驗步驟均嚴格按照試劑盒說明書進行.正常參考標準：ρ（cTnI）：0～0.034 μg/L，ρ（CK-MB）：0～2.37 ng/mL，ρ（NT-proBNP）：0～125 ng/L（＜75歲）.

1.2.3 心功能相關指標檢測

應用心臟超聲儀（深圳邁瑞公司）測量患者不同日期的心功能指標，包括左心室內(nèi)徑（left ventricular internal diameter，LV）、左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、肺動脈收縮壓（pulmonary arterial systolic pressure，PASP）正常參考標準為LV：＜55 mm，LVEF：＞50%，PASP：15～30 mmHg.

1.3 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，采用Pearson檢驗分析cTnI、CK-MB、NTproBNP質(zhì)量濃度與LV、LVEF、PASP的相關性.采用雙側檢驗，以P＜0.05為具有統(tǒng)計學差異.

2 結果

2.1 研究對象一般情況

5例研究對象患者均為老年患者（年齡分別為69、67、59、73、65歲），平均年齡為（66.60±5.18）歲，均小于75歲.本研究包括4例男性和1例女性.

2.2 心臟損傷標志物及心臟彩超結果

住院期間患者A、B、D、E實驗室檢查均呈現(xiàn)cTnI、CK-MB和NT-proBNP指標的單項或多項升高，心臟彩超均提示LV、LVEF和PASP指標的單項或多項異常改變，患者C上述6項指標均在正常范圍內(nèi)（表1）.

表1 5例患者心臟損傷標志物及心臟彩超結果Table 1 Results of cardiac injury markers and cardiac color ultrasound in 5 patients

（續(xù)表1）

2.3 相關性分析結果

Pearson檢驗分析顯示，危重型COVID-19患者cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度均與LVEF呈負相關（r＝-0.574，-0.758，-0.590，P＜0.05）；CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度均與PASP呈正相關（r＝0.513，0.469，P＜0.05）；CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度均與LV 呈正相關（r＝0.651，0.380，P＜0.05）.而cTnI質(zhì)量濃度與LV、PASP均無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）（表2）.

表2 血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度與LV、LVEF、PASP的相關性分析Table 2 Correlation analysis of serum cTnI，CK-MB，NT-proBNP and LV，LVEF，PASP

3 討論

COVID-19是一種由新型冠狀病毒感染引起的急性呼吸道傳染病，傳播途徑主要有飛沫傳播和接觸傳播，不排除氣溶膠傳播及糞—口傳播的可能性.潛伏期1～14 d，多為3～7 d，中位潛伏期為4 d［5］，最長潛伏可達到28 d（個例）.根據(jù)《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》，COVID-19按照嚴重程度分為普通型、輕型、重型和危重型，以發(fā)熱、乏力、干咳為主要表現(xiàn).少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、腹瀉等癥狀.重癥患者多在發(fā)病1周后出現(xiàn)呼吸困難和/或低氧血癥，嚴重者快速進展為急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙及多器官功能衰竭等［3］.盡管此次COVID-19所致的絕對死亡人數(shù)較多（截至2020年4月3日歐洲中部時間上午10點，全球已累計報告確診病例972 303例，死亡人數(shù)共50 321例），但其死亡率低于2003年暴發(fā)的嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征SARS（確診8 098例，死亡774例，病死率約10%）和2012年至2019年間的中東呼吸系統(tǒng)綜合征MERS（確診2 497例，死亡858例，病死率約34%）［5］.雖然報告的許多病例并不嚴重，但大約20%的確診患者為重癥病例，包括呼吸衰竭、膿毒性休克或需要重癥監(jiān)護的其他器官衰竭［4，6-7，10-12］.回顧大量臨床重癥病例報告，合并心臟損傷的COVID-19患者不僅占最大比例（其中，高血壓占多數(shù)），而且更容易導致死亡［4，6］；同時，本身患有心臟基礎疾病的患者對SARS-CoV-2的耐受性較合并其他基礎疾病者差，更容易發(fā)展為重型甚至危重型COVID-19［6-7］.本研究納入的5例患者情況與其有相似之處，患者A和患者B本身罹患高血壓多年，其相關心臟損傷指標也較其他3例升高更加明顯，心臟彩超提示心功能情況亦較差，是最早發(fā)展為危重型COVID-19的患者.可見，早期有效地識別診斷合并心臟功能或結構損傷對于COVID-19的病情評估具有重要意義，早期采取相應的干預措施，可防止病情惡化，降低死亡率.而心臟功能或結構的變化需要借助心臟彩超、超聲心動圖、心電圖、胸片等影像學協(xié)助判斷［13］，具有一定的主觀性，且影像學檢查中兒童可能無法配合，容易出現(xiàn)誤診漏診.因此，找尋一些與心臟功能或結構密切相關的實驗指標對于COVID-19合并心臟損傷病人的早期診斷和治療具有重要意義.

經(jīng)典的心臟蛋白標志物包括肌紅蛋白（myoglobin，MYO）、肌鈣蛋白（cardiac troponin I，cTn）、腦利鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）.雖然COVID-19診治方案中建議測定MYO反映心肌的損傷，也有不少研究提示COVID-19患者伴有MYO的升高［7，14］，但由于MYO的組織特異性較差，廣泛分布于骨骼肌和心肌組織中，腎衰竭、甲狀腺功能減退等患者中也可見有MYO的升高，故本研究認為MYO用來反映心肌的損傷意義不大.CTn主要包括cTnI、cTnC、cTnT［15］，正常生理狀態(tài)下，cTnI只有極小部分以游離狀態(tài)分布在細胞質(zhì)中，大部分通過結構蛋白形式附著于肌原纖維.SARS-CoV-2直接攻擊心肌細胞，SARS-CoV-2感染下調(diào)ACE2的表達引起RAS系統(tǒng)失衡，SARS-CoV-2促進GCSF、IP-10、MCP-1、MIP-1α、TNF-α等促炎因子釋放及形成細胞因子風暴，SARS-CoV-2快速復制引起急性大面積肺炎進而使機體缺氧及代謝障礙誘發(fā)原有心血管病加重或惡化等［16］均可引起COVID-19患者的心臟受損，包括心肌細胞膜通透性提高或損傷，導致cTnI大量釋放至血液循環(huán)，形成血漿cTnI含量的顯著上升.故可推測cTnI的升高對于COVID-19合并心臟損傷的診斷也具有一定的敏感性和特異性，這在普通肺炎導致的心衰研究中也是得到一定的證實的.CK-MB屬于肌酸激酶特異性同工酶，主要分布于心肌細胞中，當心肌細胞壞死后，CK-MB被大量釋放進入血液，所以血清中CK-MB質(zhì)量濃度的升高對判斷心肌損傷具有較高特異性［17］.侯濤［18］在對84例COVID-19確診患者的分析中表示，患者在治療過程中早期出現(xiàn)心肌酶升高，特別是CK-MB的升高，預警心肌損傷.同樣，Wang等［6］、Chen等［7］分別對138例、99例住院病例分析提到心肌酶譜的異常，特別是ICU患者的cTnl、CK-MB明顯比非ICU患者高，提示重癥患者可能更容易并發(fā)急性心臟損傷.cTnl、CKMB是反映心肌損傷的標志物，而利鈉肽則是反映心臟的功能指標.BNP是一類神經(jīng)肽類物質(zhì)，主要由心室肌細胞合成及分泌，具有腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能等作用，可反映心室壓力與血容量負荷的變化.B型腦鈉肽前體進入循環(huán)后按照1∶1比例裂解為BNP、NT-proBNP.NTproBNP被證實具有半衰期長、穩(wěn)定性強、敏感度高的特點，通常在心衰癥狀體征變化前上升，被認為是判斷心衰的早期標志物之一［19］；黃曉雯等［20］認為血清NT-proBNP對肺炎合并心力衰竭診斷具有重要意義.在本研究危重型COVID-19患者中，臨床診斷心功能不全者早期NT-proBNP升高明顯.納入本研究的5例研究對象均為老年患者（年齡分別為69、67、59、73、65歲），平均年齡為（66.60±5.18）歲，且均小于75歲.美國FDA和Roche公司建議健康人群NT-proBNP質(zhì)量濃度的參考值：75歲以下者，＜125 ng/L；75歲或以上者，＜450 ng/L.本研究采取的發(fā)光法測NTproBNP質(zhì)量濃度參考范圍與上述一致.《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》［13］中關于NTproBNP用于心衰診斷截點分層提示：50歲以上75歲以下NT-proBNP質(zhì)量濃度＞900 ng/L，腎功能不全（腎小球濾過率小于60 mL/min）時質(zhì)量濃度＞1 200 ng/L；根據(jù)以上兩個截點，把本研究所有NT-proBNP質(zhì)量濃度≥125 ng/L的值分別與900 ng/L、1 200 ng/L做單樣本t檢驗分析，結果顯示：排除年齡及腎功能不全因素，NT-proBNP仍具有明顯指示心臟受損意義（t＝2.513，P＝0.017；t＝2.117，P＝0.041）.

本研究結果顯示，危重型COVID-19患者cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度均與LVEF呈負相關（r＝-0.574，-0.758，-0.590，P＜0.05），并且CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度還與LV（r＝0.651，0.380，P ＜0.05）、PASP（r＝0.513，0.469，P＜0.05）呈正相關，而cTnI質(zhì)量濃度與LV、PASP均無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）.可以看出，cTnI、CK-MB、NT-proBNP對COVID-19患者不僅具有心臟功能或結構受損的預警作用，更是與心臟受損程度的大小具有一定的相關性.上述多對心臟蛋白標志物與心臟彩超結果的相關性比較中，CK-MB與LVEF的相關系數(shù)最大，r值的絕對值高達0.758，提示在COVID-19并發(fā)心臟損傷患者中，CK-MB與心功能的動態(tài)變化具有更強的相關性；同時，本研究還可發(fā)現(xiàn)心臟蛋白標志物與LV、PASP的相關性大小比較中，仍是CK-MB對應的相關性最高，這可能與CK-MB本身的生物特性有關：在心肌損傷時，與cTnI相比，CK-MB達到高峰后恢復正常時間更短（2～3 d＜5～10 d）；因此猜想，由于 SARS-CoV-2 的特殊性，在COVID-19患者合并心臟損傷時，經(jīng)過有效的抗病毒等治療后，若心臟沒有繼續(xù)受到SARS-CoV-2直接攻擊的進一步損害，心臟功能或結構可較快恢復，其所對應的心臟彩超指標數(shù)值亦恢復正常，與CK-MB的短時間內(nèi)降至正常具有更高的一致性，這有待進一步研究證實.然而，本研究分析的結果表示僅僅cTnI與LV、PASP均無顯著相關，而CK-MB、NT-proBNP均與LV、PASP有統(tǒng)計學正相關，這是否與SARS-CoV-2的特殊性有關尚待進一步研究.另外，本研究對象均是老年人，預示老年人心臟更加容易受到SARS-CoV-2的攻擊，提示在今后收治老年COVID-19患者更應注意及時檢查及監(jiān)測cTnI、CK-MB、NT-proBNP的質(zhì)量濃度變化.當然，本研究也具有一定的不足性，納入研究對象較少，僅有5例危重型COVID-19患者，同時還有2例本身患有高血壓基礎疾病，對研究結果有一定的干擾性.另外，本研究隨機納入的5例危重型COVID-19患者有4例合并心肌損傷（既往無心肌損傷史），相對比例較高，可能也與納入研究對象較少相關，但也提醒應該更加關注危重型COVID-19患者心臟功能的保護，不排除危重型COVID-19患者本身并發(fā)心臟損傷的高發(fā)性.

綜上所述，危重型COVID-19患者可發(fā)生心臟損傷，cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度與心功能指標密切相關，其中CK-MB相關程度最高；cTnI、CK-MB、NT-proBNP質(zhì)量濃度的異常升高可提示危重型COVID-19患者心臟功能或結構的惡化.加之cTnI、CK-MB、NT-proBNP檢測具有簡便、快速、無創(chuàng)的特點，本研究推薦將其作為COVID-19患者常規(guī)檢測指標.據(jù)此可針對性的實施早期檢測及評估，指導制定早期治療干預策略，有助于改善危重型COVID-19患者的預后，甚至降低死亡率.