慢性心力衰竭兒童血清PTX‐3、syndecan‐4水平變化及意義

張鳳華 趙小林 馮嵩 安金斗

（鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科， 河南鄭州 450000）

慢性心力衰竭（chronic heart failure, CHF）是由于各種原因（如心肌病、炎癥等）導(dǎo)致心肌損傷，引起心肌結(jié)構(gòu)及功能的改變，最后導(dǎo)致心臟收縮和 /或 舒張功能低下[1]。主要表現(xiàn)為呼吸困難、乏力和液體潴留等[2]，不同年齡階段心力衰竭的表現(xiàn)不同，兒童心力衰竭常見(jiàn)主要原因?yàn)樾募〔?、先天性心臟病、感染性心內(nèi)膜炎、心肌炎等[3]。 炎癥、心肌纖維化是導(dǎo)致心力衰竭發(fā)生和進(jìn)展的病理生理途徑。Pentraxin‐3（PTX‐3）是一種炎癥標(biāo)志物，可能通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié)心肌功能，包括直接作用于心肌細(xì)胞和心臟成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致心肌肥大及纖維化；通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)、β‐腎上腺素受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)誘導(dǎo)心肌細(xì)胞的凋亡，影響心臟的收縮功能；刺激相關(guān)基因影響心肌重塑[4]，可能有助于判斷心力衰竭患兒的診斷和預(yù)后[5]。Syndecan‐4調(diào)節(jié)心臟成纖維細(xì)胞表型和功能、膠原蛋白交聯(lián)和心肌纖維化，可能參與心肌的重塑[6]。目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有對(duì)CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平的相關(guān)研究。本研究回顧性分析CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平的改變及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

入選2018年6月至2020年6月就診于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院40例CHF患兒作為心衰組，心衰組按照原發(fā)疾病不同分為擴(kuò)張型心肌病組（n=18）、心肌致密化不全組（n=10）和心內(nèi)膜彈力纖維增生癥組（n=12）；根據(jù)心功能分級(jí)不同，分為心功能Ⅱ級(jí)組（n=13）、心功能Ⅲ級(jí)組（n=13）、心功能Ⅳ級(jí)組（n=14）。男23例，女17例，中位發(fā)病年齡4.0（0.6，10.0）歲，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）入組年齡2個(gè)月至16歲；（2）心力衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《小兒心力衰竭診斷與治療建議》[7]，心力衰竭患兒參考紐約心臟病學(xué)會(huì)提出的兒童心臟病患者心功能分級(jí)方案或改良的Ross評(píng)分[8]進(jìn)行心功能分級(jí)；（3）首次接受心力衰竭治療，擴(kuò)張型心肌病、心內(nèi)膜彈力纖維增生癥和心肌致密化不全均為原發(fā)性疾病，且予以強(qiáng)心劑、利尿劑、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑/血管緊張素受體阻滯劑、β受體阻滯劑、醛固酮拮抗劑、改善心肌能量代謝等藥物治療2周后，患兒心功能改善，臨床表現(xiàn)及體征明顯好轉(zhuǎn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：先天性心臟病、重癥肺炎、風(fēng)濕性心臟病、暴發(fā)性心肌炎等所致心功能不全；急性感染、腫瘤、結(jié)締組織病、免疫缺陷病、嚴(yán)重肝腎功能不全等。

另選取同期門診健康體檢兒童30例為對(duì)照組。其中男15例，女15例，中位入組年齡6.0（4.2，10.0）歲。心衰組與對(duì)照組入組年齡、性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。本研究獲得鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2020‐KY‐069），并獲得家屬知情同意。

表1 兩組兒童性別及年齡比較

1.2 標(biāo)本收集

經(jīng)家屬知情同意，研究對(duì)象均于清晨采集空腹靜脈血3~4 mL，注入紅色干燥管，室溫放置30 min，于4℃離心機(jī)3 500 r/min的速度離心10 min，收取上清液，放入-80℃冰箱保存，待測(cè)血清PTX‐3、syndecan‐4。心衰組于治療前和治療后各采集1次，對(duì)照組兒童于入組時(shí)采集1次。

1.3 血清 PTX‐3、syndecan‐4 水平測(cè)定

采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血清PTX‐3、syndecan‐4水平，試劑盒由上海艾博抗貿(mào)易有限公司提供，操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.4 血清氨基末端腦鈉肽前體水平測(cè)定

采用雙向側(cè)流免疫法測(cè)定氨基末端腦鈉肽前 體（N‐terminal pro‐B‐type natriuretic peptide, NT‐proBNP）水平，監(jiān)測(cè)范圍為5~16 000 pg/mL，若檢測(cè)值＜5 pg/mL，記為5 pg/mL，若檢測(cè)值＞16 000 pg/mL，則記為16 000 pg/mL。

1.5 超聲心動(dòng)圖相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)

由我院超聲科醫(yī)師對(duì)符合納入標(biāo)準(zhǔn)患兒進(jìn)行檢查，采用PHILIP公司IE33型彩色多普勒超聲心動(dòng)圖儀測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左室短軸縮短率（left ventricular fraction shortening, LVFS）、 舒 張 期末室間隔厚度（interventricular septum thickness,IVST）、舒張期末左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness, LVPWT）、左室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end‐diastolic diameter, LVEDd）等心臟彩超相關(guān)指標(biāo)。依據(jù)Devereux 公式計(jì)算，左心室質(zhì)量（left ventricular mass, LVM）=0.8×1.04[（LVEDd+IVST+LVPWT）3- LVEDd3]+ 0.6，左心室 質(zhì) 量 指 數(shù)（left ventricular mass index, LVMI）=LVM/體表面積。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。非正態(tài)分布計(jì)量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）[M（P25，P75）]表示，兩組間配對(duì)樣本比較采用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)，兩組間獨(dú)立樣本比較采用Mann‐WhitneyU檢驗(yàn)，多組間比較采用Kruskal‐WallisH檢驗(yàn)，組間兩兩比較采用Nemenyi法。采用 Spearman 秩相關(guān)分析 PTX‐3、syndecan‐4與NTpro‐BNP、LVEF、LVFS、LVEDd 、LVMI 之 間的相關(guān)性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平比較

心衰組患兒治療前血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平均高于治療后，且治療前后均高于對(duì)照組（P＜0.05），見(jiàn)表2。

2.2 對(duì)照組與不同心功能分級(jí)患兒血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比較

血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在心功能 Ⅱ 級(jí)組、心功能Ⅲ級(jí)組、心功能Ⅳ級(jí)組患兒中均高于對(duì)照組（P＜0.05）；心功能Ⅳ級(jí)組與心功能Ⅱ級(jí)組相比，血清PTX‐3、syndecan‐4濃度明顯升高（P＜0.05）。見(jiàn)表3。

2.3 心衰組治療前血清PTX‐3、syndecan‐4水平與 NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVEDd、LVMI、心功能分級(jí)的相關(guān)性分析

心衰組治療前患兒血清PTX‐3與syndecan‐4水平呈正相關(guān)（分別rs=0.999，P＜0.05）；血清PTX‐3 水平與 NT‐proBNP、LVMI、心功能分級(jí)呈正相關(guān)（分別rs=0.726、0.736、0.934，P＜0.05），與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān)（分別rs=-0.852、-0.767，P＜0.05）； 血 清 syndecan‐4 水 平 與 NT‐proBNP、LVMI、心功能分級(jí)呈正相關(guān)（分別rs=0.733、0.743、0.934，P＜0.05），與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān)（分別rs=-0.856、-0.771，P＜0.05）。見(jiàn)表4。

2.4 不同原發(fā)疾病CHF患兒血清PTX‐3及syndecan‐4 水平差異

擴(kuò)張型心肌病組、心肌致密化不全組及心內(nèi)膜彈力纖維增生癥組患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表5。

表2 各組血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP 水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

表3 對(duì)照組與不同心功能分級(jí)患兒血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

表4 心衰組治療前血清PTX‐3、syndecan‐4水平與各指標(biāo)的相關(guān)性

表5 不同原發(fā)疾病CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平比較 [M（P25，P75），pg/mL]

3 討論

CHF是兒童多種心血管疾病的終末階段，心力衰竭的發(fā)生發(fā)展與神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)過(guò)度激活、細(xì)胞炎癥刺激、長(zhǎng)期氧化應(yīng)激有著密切的聯(lián)系，進(jìn)而誘發(fā)心肌纖維化與心室重塑。PTX‐3作為一種新型的炎癥因子，是由多個(gè)氨基酸組成的五聚體蛋白，機(jī)體受到炎癥因子刺激時(shí)在心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、肌肉組織中高表達(dá)，主要來(lái)源于受損的心肌細(xì)胞，是一種可以反映心肌受損與炎癥的反應(yīng)因子。其機(jī)制可能為PTX‐3與補(bǔ)體結(jié)合，激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑和替代途徑，參與炎癥反應(yīng)，且可加重細(xì)胞損傷[9]。在心力衰竭患者中，PTX‐3可通過(guò)與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子結(jié)合，從而抑制血管修復(fù)、新生，減少心肌供血。由于炎癥是導(dǎo)致心力衰竭發(fā)生發(fā)展和惡化的病理生理途徑，闡明炎癥因子與心力衰竭之間的關(guān)系，可能有助于確定心力衰竭患兒的診斷和預(yù)后評(píng)估。既往研究發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者血清PTX‐3水平的表達(dá)是非容量依賴性的，在心力衰竭早期即可表達(dá)，且與心功能分級(jí)明顯相關(guān)，心力衰竭程度越重，其濃度越高，可能參與心肌纖維化與心室的重塑[10‐11]。本研究結(jié)果與既往研究基本一致，本研究中治療前CHF患兒血清PTX‐3水平較對(duì)照組顯著增高，在予以強(qiáng)心、利尿、抑制心肌重塑、減輕炎癥反應(yīng)等藥物治療2周后，患兒血清PTX‐3水平顯著下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且本研究也發(fā)現(xiàn)了其與NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVMI、心功能分級(jí)之間的相關(guān)性，提示血清PTX‐3有助于CHF患兒的診斷與預(yù)后評(píng)估。賈晨紅等[12]研究顯示成人CHF患者血清PTX‐3水平顯著增高，與LVEDd呈正相關(guān)，與LVEF呈負(fù)相關(guān)，且與患者的病情嚴(yán)重程度呈密切相關(guān)?？迪计G等[13]對(duì)178例膿毒癥心力衰竭患兒研究發(fā)現(xiàn)，不同感染組心力衰竭患兒血清PTX‐3水平明顯高于非心力衰竭患兒，PTX‐3隨腦鈉肽的增高而升高，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，PTX‐3濃度在預(yù)測(cè)膿毒癥患兒的心力衰竭及預(yù)后更占優(yōu)勢(shì)。既往研究發(fā)現(xiàn)在射血分?jǐn)?shù)正常的心力衰竭患者中，PTX‐3水平與性別、年齡、體重指數(shù)、糖尿病和高血壓病獨(dú)立相關(guān)，而與LVEF無(wú)明顯相關(guān)性，該結(jié)果與本研究結(jié)果不一致，由于PTX‐3在冠心病、脂肪組織、急性期和亞急性期心力衰竭的心臟中表達(dá)，其在射血分?jǐn)?shù)值正常的心力衰竭患者中表達(dá)PTX‐3的細(xì)胞類型尚不確定。心肌纖維化內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)積聚也可能是射血分?jǐn)?shù)值正常的心力衰竭患者進(jìn)展過(guò)程中的重要病理生理因素，也可能是由心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和分子異常引起的，包括心臟和血管因素[14]?？紤]可能與研究對(duì)象年齡不同，且本研究所選對(duì)象均為射血分?jǐn)?shù)值顯著降低，不合并基礎(chǔ)疾病，上述研究對(duì)象合并高血脂癥、高血壓病等有關(guān)，也可能和基礎(chǔ)疾病藥物應(yīng)用有關(guān)。

Syndecan‐4是心臟成纖維細(xì)胞的細(xì)胞膜所表達(dá)的跨膜蛋白聚糖，細(xì)胞外基質(zhì)的主要組成成分，細(xì)胞外基質(zhì)沉積可能通過(guò)擾亂心肌興奮收縮偶聯(lián)的調(diào)節(jié)而導(dǎo)致心臟收縮功能障礙；外膜周圍細(xì)胞外基質(zhì)的擴(kuò)張可能會(huì)影響心肌細(xì)胞的血流灌注；心肌間質(zhì)中蛋白酶/抗蛋白酶平衡的紊亂可能會(huì)引發(fā)纖維膠原的降解，從而影響依賴細(xì)胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞收縮的途徑，并導(dǎo)致心臟收縮功能障礙[15]；細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生可能會(huì)激活炎癥途徑，促使免疫細(xì)胞向間質(zhì)內(nèi)遷移，導(dǎo)致心肌細(xì)胞功能障礙和死亡[16]。Syndecan‐4可結(jié)合生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、免疫細(xì)胞黏附蛋白及病原體進(jìn)而參與心臟纖維化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。既往研究表明CHF、急性心肌梗死患者的syndecan‐4血清水平升高，其水平與LVMI呈正相關(guān)，與LVEF呈負(fù)相關(guān)，表明循環(huán)中的syndecan‐4水平反映了心臟重塑與心功能級(jí)別[17]。其機(jī)制可能為心肌損傷或心室壓力增高時(shí)，心臟成纖維細(xì)胞增殖并產(chǎn)生大量的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白[18]，syndecan‐4誘導(dǎo)心臟成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的表達(dá)，從而導(dǎo)致心肌纖維化[19‐20]。本研究結(jié)果顯示，CHF患兒治療前血清syndecan‐4水平較對(duì)照組顯著增高，予以抑制心肌重塑、減輕炎癥反應(yīng)等藥物治療后，患兒血清Syndecan‐4水平顯著下降，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也發(fā)現(xiàn)了其與NT‐proBNP、LVMI、心功能分級(jí)呈正相關(guān)，與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān)。Takahashi等[21]對(duì)46例成人心力衰竭患者研究發(fā)現(xiàn)，血清syndecan‐4水平與LVMI、LVEDd呈正相關(guān)，與LVEF呈負(fù)相關(guān)，其可以預(yù)測(cè)由于心力衰竭而導(dǎo)致的住院和死亡，因?yàn)樗浅衫w維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子和血小板衍生的生長(zhǎng)因子受體的共同受體，因此syndecan‐4可作為心力衰竭患者心室重塑的生物標(biāo)志物。而在本研究中，心力衰竭患兒血清syndecan‐4水平未發(fā)現(xiàn)與LVEDd有明顯的相關(guān)性，考慮可能兒童不同年齡階段其心室大小不同所致，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有對(duì)心力衰竭患兒血清syndecan‐4的相關(guān)研究，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果表明，擴(kuò)張型心肌病組、心肌致密化不全組、心內(nèi)膜彈力纖維增生癥組患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示PTX‐3、syndecan‐4與兒童CHF的原發(fā)疾病不相關(guān)。不同病因的CHF患兒血清PTX‐3、syndecan‐4水平無(wú)明顯差異的原因可能是PTX‐3 作為炎癥因子，與NT‐proBNP不同，雖然它與心力衰竭的關(guān)系是非容量依賴性的，但是不同的基礎(chǔ)疾病均可導(dǎo)致心肌受損，使炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致血清 PTX‐3表達(dá)水平增加，促進(jìn)心肌纖維化、心室重塑，參與心力衰竭的發(fā)生發(fā)展過(guò)程；當(dāng)心肌損傷或心室壓力增高時(shí)，心臟成纖維細(xì)胞增殖并產(chǎn)生大量的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，syndecan‐4水平增加，促進(jìn)心肌纖維化、心室重塑，導(dǎo)致心力衰竭的發(fā)生發(fā)展。Syndecan‐4可能是心室重構(gòu)的特異性生物標(biāo)志物，不反映血流動(dòng)力學(xué)改變；也可能與PTX‐3、syndecan‐4在多種心血管疾病中均有表達(dá)，特異性低有關(guān)。綜上，二者在心力衰竭的發(fā)生發(fā)展中的確切病理生理機(jī)制需要更加深入的研究，不同基礎(chǔ)疾病的 CHF 患兒血清 PTX‐3、syndecan‐4水平是否有差異也有待進(jìn)一步研究。

綜上，血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在 CHF患兒中表達(dá)增高，其可能通過(guò)影響心肌損傷、炎性反應(yīng)、心室重構(gòu)和心肌纖維化參與了心力衰竭發(fā)生發(fā)展的過(guò)程,可作為CHF患兒的診斷、心功能分級(jí)及治療效果評(píng)估的新的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。