射血分?jǐn)?shù)保留性心力衰竭相關(guān)生物標(biāo)志物概述

劉宏斌

既往對(duì)心力衰竭的研究將左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）在45% ～50%之間的心力衰竭描述為舒張性心力衰竭。 隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)， 不僅有些心力衰竭患者沒(méi)有LVEF 明顯下降的表現(xiàn)， 而且在一些LVEF ＜35%的收縮性心力衰竭患者中也同樣存在心臟舒張功能的損傷?！笆鎻埿浴币辉~已然不適用于描述心力衰竭的分類，“2016 歐洲心臟病學(xué)會(huì) （ESC） 心力衰竭指南”將LVEF ≥50%的心力衰竭描述為射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）［1］。 HFpEF 在心力衰竭總數(shù)中約占50%，其預(yù)后并不比射血分?jǐn)?shù)下降的心力衰竭 （heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）更好。 隨著社會(huì)老齡化的加劇，HFpEF 將對(duì)公共衛(wèi)生健康造成嚴(yán)重影響，因此對(duì)HFpEF 的早期診斷和及時(shí)評(píng)估其預(yù)后顯得尤為重要。 最新的“2019 歐洲心臟病學(xué)會(huì)心力衰竭協(xié)會(huì)（ESC-HFA）共識(shí)”推薦將HFA-PEFF 診斷評(píng)分用于HFpEF 的診斷中，但現(xiàn)有的診斷標(biāo)準(zhǔn)和檢查手段仍不能便捷的對(duì)HFpEF 做出快速準(zhǔn)確的判斷，有時(shí)仍需進(jìn)行有創(chuàng)的血流動(dòng)力學(xué)檢查和/或有創(chuàng)/無(wú)創(chuàng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)以明確診斷［2］。 越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)一些生物標(biāo)志物在HFpEF 中有著不同于其他類型心力衰竭的表達(dá)差異，對(duì)HFpEF 有重要的診斷和預(yù)后價(jià)值。 近年來(lái)，一系列新型生物標(biāo)志物為臨床醫(yī)生在HFpEF 的病理生理機(jī)制、診斷、預(yù)后等方面提供了重要信息，本文將對(duì)HFpEF 相關(guān)生物標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

1 HFpEF 的病理生理機(jī)制

HFpEF 是一種與年齡和心外合并癥（包括高血壓、肥胖癥、糖尿病、慢性腎病、貧血、睡眠呼吸暫停和心房顫動(dòng)）相關(guān)的具有高度異質(zhì)性的臨床綜合征［3］。這些共病會(huì)導(dǎo)致全身性促炎狀態(tài)，使微血管內(nèi)皮功能受損。 氧化應(yīng)激、微血管數(shù)量減少和膠原過(guò)度沉積可導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大和心臟間質(zhì)纖維化。 上述HFpEF 時(shí)潛在的機(jī)制最終引起左室舒張末期壓力升高、左房高壓；肺血管病變、右心室功能障礙和容量負(fù)荷增加等血流動(dòng)力學(xué)的異常進(jìn)而出現(xiàn)呼吸困難和運(yùn)動(dòng)耐力下降等臨床表現(xiàn)［4］。

基于HFpEF 患者臨床特征的聚類分析結(jié)果提示：HFpEF 的高度異質(zhì)性可能代表了多組不同的病理生理過(guò)程［5］。 換言之，不同病因?qū)е碌腍FpEF 表現(xiàn)出了不同的臨床特征以及高度可變的潛在心臟結(jié)構(gòu)和功能的異常。

循環(huán)中一些生物標(biāo)志物水平的高低在HFpEF病理生理機(jī)制中有著重要意義，臨床上或可通過(guò)對(duì)這些生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)以幫助對(duì)HFpEF 進(jìn)行早期診斷和預(yù)后評(píng)估。

2 HFpEF 相關(guān)生物標(biāo)志物

HFpEF 癥狀的非特異性使其難以被及時(shí)、準(zhǔn)確的識(shí)別，進(jìn)而導(dǎo)致患者預(yù)后的降低和醫(yī)療成本的增加。 生物標(biāo)志物檢測(cè)以其低成本、低風(fēng)險(xiǎn)和快速周轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，為及時(shí)確定或排除HFpEF 診斷、判斷預(yù)后和患者管理提供了一種新的思路。

2.1 心肌牽張標(biāo)志物 利鈉肽（Natriuretic peptides，NPs） 是受心肌牽張影響而分泌的激素，有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，通過(guò)增加環(huán)鳥(niǎo)苷單磷酸以對(duì)抗心肌纖維化和肥厚，促進(jìn)利尿和利鈉、擴(kuò)張血管、抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)。

2.1.1 腦鈉肽（Brain natriuretic peptide，BNP）和N-末端腦鈉肽前體 （N-terminal proBNP，NT-proBNP）左室舒張末期壓力和室壁壓力增加是影響B(tài)NP/NT-proBNP 生成的重要誘因，儲(chǔ)存在心房肌細(xì)胞分泌顆粒中的proBNP 釋放后以1∶1 的比例分解為有生物活性的C 末端片段BNP（含32 個(gè)氨基酸）和無(wú)活性的N 末端片段NT-proBNP （含76 個(gè)氨基酸），血液中NT-proBNP 的半衰期比BNP 長(zhǎng)， 室溫條件下在血漿和血清中都能穩(wěn)定檢測(cè)。 2007 年，美國(guó)臨床化學(xué)協(xié)會(huì)提倡將其作為評(píng)價(jià)心力衰竭的生物標(biāo)志物。

BNP/NT-proBNP 在心力衰竭診斷中的價(jià)值已經(jīng)得到公認(rèn)。 “2019ESC-HFA 共識(shí)”中推薦的HFAPEFF 診斷評(píng)分將NT-proBNP ＞220pg/ml 或BNP ＞80pg/ml 作為非房顫時(shí)診斷HFpEF 的主要生物標(biāo)志物標(biāo)準(zhǔn)［2］。 由于NT-proBNP 水平升高并不是心力衰竭的特異性表現(xiàn)，肥胖、慢性腎臟疾病、心房顫動(dòng)和肺動(dòng)脈高壓等HFpEF 常見(jiàn)共患病也會(huì)導(dǎo)致NPs 水平的改變從而限制其診斷敏感性。 另一方面，無(wú)論是否處于心力衰竭的急性期，NPs 均有較高的陰性預(yù)測(cè)值［1］。 因此，指南中推薦使用NT-proBNP 來(lái)排除心力衰竭，而不單獨(dú)用來(lái)進(jìn)行確診，并且在合并房顫時(shí)推薦采用不同的閾值。

在預(yù)測(cè)HFpEF 患者預(yù)后方面， 雖然HFpEF 患者NT-proBNP 水平較HFrEF 低， 但其對(duì)兩組患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值近似［6］。 不僅是NT-proBNP 水平的絕對(duì)值， 住院HFpEF 患者出院時(shí)NT-proBNP的下降比例也可作為出院后死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)，6 個(gè)月全因死亡率與出院時(shí)NT-proBNP 降低百分比呈負(fù)相關(guān)。 HFpEF 的NT-proBNP 低，但預(yù)后與HFrEF 近似， 該現(xiàn)象或與HFpEF 共病負(fù)擔(dān)更多有關(guān)，使得臨床醫(yī)生也須注意處理非心血管疾病以改善HFpEF 預(yù)后， 且不建議將NPs 水平視為預(yù)后的替代指標(biāo)［6］。

2.1.2 中區(qū)心房鈉尿肽前體 （Mid-regional proatrial natriuretic peptide，MR-proANP） 較之BNP/NT-proBNP，心房鈉尿肽（ANP）測(cè)定的可重復(fù)性較差，并不是心力衰竭標(biāo)志物的更優(yōu)選擇，檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步使得血液中MR-proANP 濃度可以被測(cè)定。MR-proANP 缺乏受體結(jié)合和蛋白質(zhì)相互作用，具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的半衰期，在臨床實(shí)踐中可能比ANP 及其前體或其他片段更具價(jià)值。指南中推薦使用MR-proANP ＜120 pmol/L 作為排除心力衰竭的閾值［1］。

Cui 等［7］研 究 發(fā) 現(xiàn)HFpEF 和HFrEF 兩 組 的 血漿MR-proANP 水平均高于非心力衰竭組，但兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。 使用MR-proANP診斷HFpEF 的曲線下面積明顯大于NT-proBNP（0.844vs.0.518，P＜0.001），因此，MR-proANP作為HFpEF 的診斷指標(biāo)可能優(yōu)于NT-proBNP。HFpEF 與左室主動(dòng)舒張功能異常和左室壁僵硬增加有關(guān)，調(diào)節(jié)ANP 分泌的左房容積和左房壓力是左室舒張功能障礙的直接指標(biāo)，心房結(jié)構(gòu)和功能的改變也可能在HFpEF 的發(fā)病機(jī)制中起主要作用，以上可能是使得MR-proANP 對(duì)HFpEF 更靈敏的原因［4］。 此外，HFpEF 患者之間MR-proANP 水平與NYHA 分級(jí)呈正相關(guān)，NT-proBNP 則不存在這種現(xiàn)象，提示MR-proANP 可能成為評(píng)估HFpEF 嚴(yán)重程度的指標(biāo)［7］。

雖然MR-proANP 水平在HFpEF 和HFrEF 間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異， 但僅在HFpEF 組中MR-proANP與心力衰竭住院或死亡的復(fù)合終點(diǎn)獨(dú)立相關(guān)［8］。

2.2 心肌損傷標(biāo)志物 肌鈣蛋白（Troponins，Tn）是反應(yīng)心肌損傷的生物標(biāo)志物，“2017 年ACCF/AHA心力衰竭管理指南”將其作為評(píng)估急性失代償心力衰竭預(yù)后的I 類推薦。研究表明HFpEF 患者高敏肌鈣蛋白T（TnT）水平明顯高于對(duì)照組，但與HFrEF無(wú)顯著差異。 基線時(shí)高敏肌鈣蛋白I（TnI）的水平可以預(yù)測(cè)高危高血壓患者的新發(fā)心力衰竭， 與NTproBNP 聯(lián)合可提高預(yù)測(cè)能力，但均無(wú)法區(qū)分新發(fā)心力衰竭是否為HFpEF［9］。 急性失代償HFpEF 患者Tn 升高與住院死亡率高、住院時(shí)間長(zhǎng)、出院率低相關(guān)， 入院時(shí)TnI 升高可獨(dú)立預(yù)測(cè)30 d 死亡率、30 d再入院率和1 年死亡率升高。在慢性HFpEF 患者的前瞻性隊(duì)列研究中，基線時(shí)TnI、TnT 升高與1 年全因死亡率和新發(fā)心力衰竭住院增加的復(fù)合終點(diǎn)獨(dú)立相關(guān)，且相關(guān)性強(qiáng)于HFrEF［10］。

2.3 心肌纖維化和基質(zhì)重構(gòu)標(biāo)志物

2.3.1 可溶性生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2 蛋白（soluble growth stimulation expressed gene 2，sST-2） 和半乳糖凝集素-3（Galectin-3，Gal-3） HFpEF 患者心內(nèi)膜活檢結(jié)果提示其心肌纖維化程度增加。 sST-2 和Gal-3 可反映心肌纖維化，“2017 年ACCF/AHA 心力衰竭管理指南” 將sST-2 和Gal-3 列為評(píng)價(jià)慢性心力衰竭預(yù)后的IIb 類推薦。

ST-2 存在跨模型和可溶性循環(huán)型（sST-2）兩種異構(gòu)體，前者與IL-33 結(jié)合抑制T 細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，抑制心肌細(xì)胞肥厚和纖維化。sST-2 競(jìng)爭(zhēng)抑制了跨模型ST-2，加速心臟重構(gòu)。

PARAMOUNT 研究發(fā)現(xiàn)sST-2 水平與反映HFpEF 患者左室舒張功能障礙的超聲指標(biāo)相關(guān)［11］。sST-2 與超聲心動(dòng)圖二尖瓣脈沖多普勒血流與二尖瓣組織多普勒成像衍生指標(biāo) （E/E'）（R= 0.11，P=0.09）和左房容積（LAV）（R=0.25，P＜0.001）呈正相關(guān)， 但目前仍缺乏更多的臨床證據(jù)來(lái)佐證sST-2是反映舒張功能障礙的可靠指標(biāo)。 此外，基線時(shí)升高的sST2 與1 ～1.5 年的死亡率和1.5 年的復(fù)發(fā)心力衰竭住院率的增加顯著相關(guān)， 但急性失代償HFpEF 患者出院時(shí)sST-2 水平與6 個(gè)月全因死亡或復(fù)發(fā)心力衰竭再入院的復(fù)合終點(diǎn)無(wú)相關(guān)性，基線時(shí)sST2 水平與HFpEF 患者的5 年遠(yuǎn)期預(yù)后也無(wú)顯著相關(guān)［12］。

Gal-3 是巨噬細(xì)胞分泌的β-半乳糖苷酶結(jié)合蛋白家族的成員，參與細(xì)胞的粘附、激活、趨化和凋亡。Gal-3 結(jié)合并激活成纖維細(xì)胞，使膠原纖維在細(xì)胞外基質(zhì)中沉積，導(dǎo)致進(jìn)行性的心臟纖維化。

Rabkin 等［13］Meta 分析的結(jié)果提示HFpEF 患者Gal-3 水平較對(duì)照組顯著升高，但HFpEF 和HFrEF組間并無(wú)差異，且升高的程度與更嚴(yán)重的舒張功能障礙相關(guān)。慢性HFpEF 患者Gal-3 水平的升高還與運(yùn)動(dòng)功能和生活質(zhì)量的下降有關(guān)。 研究證實(shí)Gal-3可以獨(dú)立預(yù)測(cè)HFpEF 患者的預(yù)后，Gal-3 的加入不僅可以提高NT-proBNP 的預(yù)測(cè)能力，還能提升原有風(fēng)險(xiǎn)分層模型的效能［14］。

2.3.2 基質(zhì)金屬蛋白酶 （Matrix metalloproteinases，MMPs）和組織金屬蛋白酶抑制劑（Tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs）、 Ⅲ型前膠原氨基末端前肽（Procollagen type Ⅲamino-terminal propeptide，PⅢNP） MMPs 和TIMPs 在膠原合成過(guò)程中相互作用，共同參與維持細(xì)胞外基質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，二者數(shù)量和比例的改變以及膠原合成中間產(chǎn)物PⅢNP 的變化都可反映HFpEF 患者纖維化的程度。Zile 等［15］研究發(fā)現(xiàn)HFpEF 患者與對(duì)照組的血清MMPs（MMP-2、-7、-9）、TIMPs （TIMP-1、-2、-4）、PⅢNP 和CITP 水平有顯著差異， 由升高的MMP-2、TIMP-4、PⅢNP和降低的MMP-8 組成的多生物標(biāo)志物聯(lián)合模型預(yù)測(cè)HFpEF 的效能優(yōu)于包括NT-proBNP 在內(nèi)的任何單一標(biāo)志物模型。

2.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)生物標(biāo)志物 病理狀態(tài)時(shí)基因表達(dá)譜及其調(diào)控因子發(fā)生改變，為探究疾病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制提供了新的思路。 近年來(lái)，針對(duì)HFpEF 轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究日益受到重視。幾項(xiàng)研究揭示了HFpEF 患者基因表達(dá)譜的變化。

Das等［16］首 次 對(duì)HFpEF患者進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)在射血分?jǐn)?shù)保留的前臨床心力衰竭患者組和非心力衰竭對(duì)照組之間冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)圍術(shù)期心肌組織中與心肌收縮、氧化磷酸化、細(xì)胞重構(gòu)、基質(zhì)纖維化相關(guān)的基因下調(diào)。 Hahn 等［17］近期用更多樣本量證實(shí)了HFpEF、HFrEF 和健康對(duì)照組右心室間隔處心肌組織之間存在基因表達(dá)的顯著差異，并根據(jù)差異表達(dá)的基因?qū)FpEF 患者進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)在基因表達(dá)和臨床特征上存在一定異質(zhì)性的亞組，從基因表達(dá)的角度解釋了HFpEF患者間的異質(zhì)性。

受制于心肌組織難以取材以及外周血細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序缺乏組織表達(dá)的特異性，目前對(duì)于轉(zhuǎn)錄組學(xué)生物標(biāo)志物的研究更多的聚焦在易于取材和檢測(cè)的循環(huán)miRNA 上。研究證實(shí)了microRNA 區(qū)分心力衰竭和非心力衰竭以及區(qū)分HFrEF 和HFpEF亞組的能力， 無(wú)論是多microRNA 模型或是將microRNA 模型與NT-proBNP 聯(lián)合， 均可提高單一microRNA 的診斷效能［18-19］。 但僅有極少數(shù)microRNA 在不同實(shí)驗(yàn)中重復(fù)得到證實(shí)，每個(gè)microRNA 具體在HFpEF 時(shí)參與調(diào)控的通路仍需更多的研究加以證實(shí)。

近年來(lái)， 外泌體microRNA 失調(diào)被證實(shí)在心力衰竭的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。 外泌體microRNA 有較高的穩(wěn)定性和組織來(lái)源特異性，因此外泌體microRNA 的改變能更好的反應(yīng)疾病的病理生理過(guò)程， 加之其便于取材和測(cè)量，有望成為HFpEF 新的生物標(biāo)志物［20］。

3 總結(jié)與展望

HFpEF 作為一種具有高度異質(zhì)性的臨床綜合征，目前仍無(wú)被廣泛認(rèn)可的特異性生物標(biāo)志物。 雖然多種能夠反映HFpEF 病理生理過(guò)程的外周血成分被認(rèn)為具有成為生物標(biāo)志物的潛力，卻只有少數(shù)被用于臨床實(shí)踐且仍無(wú)法取代傳統(tǒng)的利鈉肽類標(biāo)志物。 新型生物標(biāo)志物要想從基礎(chǔ)研究過(guò)渡到臨床應(yīng)用，仍需更多高質(zhì)量的臨床研究以揭示其最大的臨床價(jià)值，進(jìn)而為臨床醫(yī)生在HFpEF 的預(yù)測(cè)、診斷、預(yù)后評(píng)估和患者管理等方面提供更多可靠信息。