心力衰竭相關(guān)標(biāo)志物研究進(jìn)展

莘琳琳 李禹龍 袁 慧

當(dāng)前中國(guó)作為人口大國(guó)，居民心血管疾病的發(fā)生率仍在不斷升高。根據(jù)2018年心血管疾病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，心血管疾病病死率位居榜首，占國(guó)內(nèi)死亡人數(shù)總數(shù)的40%以上。心力衰竭患病人數(shù)龐大且預(yù)后較差，具有很大的社會(huì)影響，因此，尋找適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)其進(jìn)行早期診斷、病情監(jiān)測(cè)和預(yù)后判斷具有重要意義。

對(duì)血液中的心力衰竭標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)是進(jìn)行早期心力衰竭診斷和治療過(guò)程監(jiān)測(cè)的一種重要且便捷的方法。近年來(lái)關(guān)于心力衰竭標(biāo)志物的各方面研究取得了較大進(jìn)步，除了腦鈉肽(B-type natriuretic peptid，BNP)和氨基末端腦鈉肽前體(N-terminal fragment brain natriuretic peptides，NT-proBNP)作為經(jīng)典的心力衰竭診斷標(biāo)志物外，還涌現(xiàn)出了多種新型的標(biāo)志物，這些標(biāo)志物在心力衰竭或其他相關(guān)疾病的早期診斷、危險(xiǎn)分層或預(yù)后評(píng)估等方面有一定的意義?，F(xiàn)將幾個(gè)較有意義的標(biāo)志物近年來(lái)的研究進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

一、單一標(biāo)志物的研究進(jìn)展

1.腦鈉肽：腦鈉肽是一種心室肌細(xì)胞受到壓力刺激時(shí)分泌的一種由32個(gè)氨基酸構(gòu)成的，具有排鈉利尿舒張血管功能的神經(jīng)激素。腦鈉肽(BNP)于1988年由日本學(xué)者Tetsuji Sudoh首先發(fā)現(xiàn)于豬腦中。NT-proBNP和BNP具有共同的前體proBNP，但NT-proBNP不具有生物學(xué)活性，只是與BNP同摩爾數(shù)的存在于循環(huán)中，他們是目前最為經(jīng)典和研究最為成熟的心力衰竭標(biāo)志物。

(1)臨床應(yīng)用研究：Passantino等[1]和Wettersten等[2]的研究證明,BNP或NT-proBNP對(duì)老年急性心力衰竭患者來(lái)說(shuō)，是判斷預(yù)后的重要的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Fudim等[3]研究認(rèn)為，NT-proBNP在反映非臥床的心力衰竭患者的心肺功能改善變化情況時(shí)表現(xiàn)較好，并且當(dāng)把診斷效能類(lèi)推到兒童時(shí)，NT-proBNP的診斷效能仍保持良好的穩(wěn)定性，這對(duì)于NT-proBNP作為兒童心力衰竭心肺功能改善恢復(fù)指標(biāo)，提供了一個(gè)支持依據(jù)[4]。說(shuō)明NP類(lèi)在各類(lèi)心力衰竭預(yù)后評(píng)估方面的應(yīng)用受到支持。此外，關(guān)于老年人體內(nèi)的NT-proBNP水平與其胰島素抵抗有負(fù)性關(guān)系這一說(shuō)法也得到了新的證據(jù)，較高的NT-proBNP與較低的胰島素抵抗相關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步驗(yàn)證了之前較高水平的NT-proBNP與較低的成年人糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的說(shuō)法[5]。但目前二者之間仍然只能證明是相關(guān)關(guān)系，孰因孰果并沒(méi)能得到確切解答，仍有待進(jìn)一步研究。

(2)NP類(lèi)橫向?qū)Ρ龋?018年Hamatani等[6]做了一項(xiàng)NP類(lèi)指標(biāo)能力的橫向比較，分別收集了急性心力衰竭患者的入院基線BNP、住院過(guò)程中BNP以及出院BNP3個(gè)指標(biāo)，對(duì)患者長(zhǎng)期不良結(jié)局的預(yù)測(cè)能力進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，出院時(shí)的BNP水平相比于其他BNP指標(biāo)，是患者長(zhǎng)期預(yù)后的更為可靠的指標(biāo)。2019年Schreinlechner等[7]研究了毛細(xì)血管血液即時(shí)檢驗(yàn)(point-of-care testing，POCT)檢測(cè)BNP和傳統(tǒng)的靜脈全血BNP、血漿BNP和血漿NT-proBNP不同的樣本對(duì)急性心力衰竭在診斷性能上的差異，結(jié)果顯示，BNP和NT-proBNP診斷能力比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這使急診應(yīng)用更加快捷方便的毛細(xì)血管POCT來(lái)檢測(cè)BNP，快速診斷急性心力衰竭得到了支持。

2.可溶性生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2蛋白：可溶性生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2蛋白(sST2)是白介素1受體家族成員之一，由心肌細(xì)胞受到機(jī)械牽拉刺激誘導(dǎo)分泌產(chǎn)生，通常在心肌梗死和心力衰竭患者體內(nèi)能發(fā)現(xiàn)明顯升高。其機(jī)制為sST2因與ST2L結(jié)構(gòu)類(lèi)似，能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合ST2L的受體——白介素33(IL-33)，從而抑制IL-33/ST2L下游通路，減弱了ST2L原本對(duì)心肌的保護(hù)作用，加速心肌細(xì)胞損傷。

(1)臨床研究方面：經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明，sST2是評(píng)估心力衰竭或心肌梗死預(yù)后情況的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。這一點(diǎn)在近幾年的實(shí)驗(yàn)中得到了印證。2017年，Pfetsch 等[8]的研究顯示，在穩(wěn)定型冠心病患者中，升高的sST2與致死性心血管病風(fēng)險(xiǎn)和全因病死率均有關(guān)。2019年研究者證實(shí)基線水平的sST2是ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者發(fā)生心力衰竭的較好預(yù)測(cè)指標(biāo)，并且相比于BNP對(duì)心力衰竭患者發(fā)生心血管死亡有顯著預(yù)測(cè)能力，sST2是其發(fā)生非心血管原因死亡的顯著預(yù)測(cè)因子[9]。提示也許可以通過(guò)患者sST2和BNP水平的變化對(duì)患者病死率及死亡方式進(jìn)行預(yù)判，從而加強(qiáng)對(duì)應(yīng)的預(yù)防和治療。2019年You等[10]研究發(fā)現(xiàn)在小兒擴(kuò)張性心肌病中，sST2水平與其短期和長(zhǎng)期不良事件的發(fā)生率有明顯的正相關(guān)，對(duì)sST2進(jìn)行連續(xù)測(cè)量有助于該兒童治療后的監(jiān)測(cè)。

但是sST2對(duì)于預(yù)后的判斷價(jià)值，尤其是針對(duì)健康人群，有結(jié)果相矛盾的研究出現(xiàn)。2012年弗雷明翰心臟研究中心對(duì)健康人群進(jìn)行平均11.3年的隨訪研究，其結(jié)果顯示sST2較高者比sST2較低者會(huì)更早地發(fā)生心臟不良事件[11]。但不久之后，2014年芬蘭的一項(xiàng)前瞻性健康隊(duì)列研究則提出sST2對(duì)于健康人來(lái)說(shuō)可能并不是一個(gè)很好的預(yù)后指標(biāo)[12]。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型中加入sST2，但并沒(méi)有增加該模型對(duì)心血管事件等結(jié)局的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)能力，所以認(rèn)為不支持將sST2納入作為CVD一級(jí)預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，但表示可以考慮sST2作為急性心力衰竭患者的管理與治療指標(biāo)。

(2)基礎(chǔ)研究方面：2019年開(kāi)展的一項(xiàng)關(guān)于主動(dòng)脈狹窄的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)提出，sST2會(huì)下調(diào)線粒體融合蛋白-1的表達(dá)，同時(shí)增加硝基酪氨酸、蛋白質(zhì)氧化和過(guò)氧化物的生成，通過(guò)增加整體的氧化水平來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌的傷害[13]。這提出了另一種除IL-33/ST2L通路外，sST2對(duì)心肌的調(diào)節(jié)方式假說(shuō)。其次，Pascual-Figal等[14]在急性失代償性心力衰竭患者的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，外周循環(huán)血液中的IL-1β與sST2呈正相關(guān)關(guān)系，且IL-1β與sST2都高的患者死亡風(fēng)險(xiǎn)將明顯升高。對(duì)此，有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，作為白介素家族受體之一的IL-1β，可以誘導(dǎo)心室收縮功能產(chǎn)生可逆性的損傷，作為一種炎性細(xì)胞因子來(lái)參與心肌損傷的過(guò)程。如對(duì)IL-1β進(jìn)行抑制，可以對(duì)急性心肌梗死心肌損傷產(chǎn)生良好影響[15]。

3.半乳糖甘凝集素-3：半乳糖甘凝集素-3(galectin-3，Gal-3)是凝集素家族成員之一，能特異性識(shí)別糖蛋白結(jié)構(gòu)并且與之共價(jià)結(jié)合的蛋白。在應(yīng)激的心肌中，可以活化巨噬細(xì)胞，嗜堿性細(xì)胞和單核細(xì)胞等的表達(dá)，上調(diào)Gal-3的分泌，促進(jìn)心肌細(xì)胞的纖維化和心室重塑。因其能特異的反映心肌的炎癥和纖維化狀態(tài)，故被認(rèn)為是心力衰竭的潛在生物學(xué)標(biāo)志物之一。

(1)臨床研究：對(duì)Gal-3在臨床治療方面出現(xiàn)了一些爭(zhēng)論。2013年Yu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，如果使用基因或藥理的手段對(duì)心肌細(xì)胞中Gal-3的合成進(jìn)行抑制，將有助于減弱心肌細(xì)胞的纖維化和心室重構(gòu)的發(fā)展，從而減緩或阻礙心力衰竭的形成，甚至也許可以使用Gal-3的抑制劑作為預(yù)防或者逆轉(zhuǎn)心肌纖維化的一種治療方式應(yīng)用于臨床。2015年，López等[17]研究認(rèn)為，將Gal-3作為治療靶點(diǎn)進(jìn)行心肌纖維化的預(yù)防甚至扭轉(zhuǎn)的方法是不可行的。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)論是在血液中還是心臟內(nèi)膜組織活檢中，Gal-3的升高均與心肌纖維化相關(guān)的組織學(xué)、分子和生化參數(shù)無(wú)關(guān)。因此認(rèn)為升高的Gal-3與心肌重塑之間的聯(lián)系并不一定與心肌纖維化的過(guò)程有關(guān)，有可能與其他部分，如微循環(huán)的影響有關(guān)。

2019年Asleh等[18]研究表明，Gal-3是心肌梗死患者發(fā)生心力衰竭和死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，并且推薦Gal-3作為心肌梗死后患者的危險(xiǎn)分層因子。Daniels等[19]也發(fā)表了對(duì)此研究的述評(píng)，認(rèn)為Asleh 團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)仍有很多限制與不足，比如Gal-3較高組人群分組時(shí)的基線水平也偏高等，而且對(duì)于Gal-3或高或低的水平與心力衰竭的特異治療之間的相互作用還不清楚，所以認(rèn)為文獻(xiàn)中提到Gal-3應(yīng)用于臨床用藥指導(dǎo)尚為時(shí)過(guò)早，仍需要開(kāi)展大量的前瞻性的隨機(jī)對(duì)照研究予以證實(shí)?？梢?jiàn)，對(duì)于Gal-3在心力衰竭預(yù)后方面究竟價(jià)值幾何，是否可以作為新的心力衰竭治療靶點(diǎn)這一問(wèn)題，各家實(shí)驗(yàn)結(jié)論差異很大，仍無(wú)定數(shù)。

(2)機(jī)制研究：近年來(lái)對(duì)Gal-3是否是通過(guò)氧化與抗氧化系統(tǒng)對(duì)心肌進(jìn)行影響的研究出現(xiàn)了一些討論。2018年Al-Salam等[20]研究了野生型小鼠和Gal-3基因敲除小鼠的心肌缺血再灌注模型Gal-3的變化，發(fā)現(xiàn)野生型小鼠的心肌中抗氧化酶的含量明顯高于Gal-3基因敲除組小鼠，認(rèn)為Gal-3參與心肌內(nèi)抗氧化酶的合成和抗氧化的過(guò)程，對(duì)缺血心肌再灌注損傷起到了保護(hù)作用。但是Ibarrola等[21]開(kāi)展的研究卻認(rèn)為Gal-3介導(dǎo)了心力衰竭患者心肌的損傷，而且該過(guò)程有可能與Gal-3下調(diào)抗氧化酶Prx-4在心肌活檢中的表達(dá)同時(shí)上調(diào)氧化系統(tǒng)，導(dǎo)致整體抗氧化能力下降、氧化和抗氧化系統(tǒng)的失調(diào)有關(guān)。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究在實(shí)驗(yàn)對(duì)象和檢測(cè)的抗氧化指標(biāo)方面存在較大區(qū)別，最后得到的矛盾結(jié)論可能是由于體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)條件差異或者不同抗氧化指標(biāo)的變化不同引起的。由此，對(duì)于Gal-3在體內(nèi)外對(duì)不同的抗氧化酶分別產(chǎn)生什么樣的調(diào)節(jié)作用，機(jī)制通路是怎樣的，還沒(méi)有達(dá)成明確共識(shí)，仍需要分別繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究。

4.生長(zhǎng)分化因子15：生長(zhǎng)分化因子15(GDF-15)是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-細(xì)胞因子超家族的成員之一，生理?xiàng)l件下在大多數(shù)組織中表達(dá)較弱，但在損傷的心血管組織中表達(dá)會(huì)顯著上升，被認(rèn)為對(duì)于心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)判斷有一定的指導(dǎo)意義。

(1)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)后：近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，GDF-15與不同人群中多種心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)在健康人群、慢性腎病和先天性心臟病的成年患者中，GDF-15的升高與其未來(lái)心血管事件的發(fā)生密切相關(guān)[11,22]。GDF-15在預(yù)后評(píng)估方面的價(jià)值也得到了很多研究的支持。GDF-15用于心力衰竭或冠心病等心血管患者發(fā)生心血管不良事件和不良預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估也不斷地被實(shí)驗(yàn)證實(shí)非常有價(jià)值[23]。有研究認(rèn)為，GDF-15所代表的感染途徑，在心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。Chan等[24]研究顯示，除了NT-proBNP所代表的心肌壓力之外，GDF-15所代表的心肌炎癥可能也是導(dǎo)致心力衰竭的重要原因之一，有待于進(jìn)一步的研究。

(2)臨床用藥指導(dǎo)：研究證明GDF-15在臨床用藥后受到的藥物干擾較小，可推薦用于服藥人群的預(yù)后監(jiān)測(cè)。如2018年Bouabdallaoui等[25]發(fā)表的PARADIGM-HF實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，心力衰竭患者服用藥物沙卡布曲纈沙坦對(duì)血液中GDF-15的水平不會(huì)產(chǎn)生干擾，其水平仍與患者心血管事件的發(fā)生和死亡有良好的相關(guān)性，因此建議GDF-15可作為服藥的射血分?jǐn)?shù)降低型心力衰竭患者不良預(yù)后的臨床判斷指標(biāo)。

二、多生物學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合診斷研究進(jìn)展

心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)多過(guò)程、多機(jī)制聯(lián)合作用的綜合結(jié)果，大多數(shù)時(shí)候僅通過(guò)一個(gè)指標(biāo)很難做出具體準(zhǔn)確的判斷，不利于采取進(jìn)一步的臨床應(yīng)對(duì)方案。例如2017年開(kāi)展的一項(xiàng)對(duì)急診中沒(méi)有外傷而出現(xiàn)呼吸困難的患者的研究表明，單獨(dú)使用NT-proBNP進(jìn)行急性心力衰竭的診斷時(shí),敏感度達(dá)到97.59%，但特異性?xún)H為27.56%，表明單獨(dú)使用NT-proBNP只能對(duì)心力衰竭的陰性結(jié)果進(jìn)行排除。

多生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用診斷和預(yù)后是一個(gè)很好的將各個(gè)生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方法。近年來(lái)大量實(shí)驗(yàn)也表明了這一思路的可行性。2019年Wong等[26]將多個(gè)microRNA相組合并與NT-proBNP進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用于診斷，能顯著提高對(duì)非急性心力衰竭診斷的特異性和準(zhǔn)確性，降低了對(duì)非急性心力衰竭臨床診斷的難度。多生物學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合還可以提高診斷的精度，實(shí)現(xiàn)更細(xì)小的劃分，2017年發(fā)表的兩項(xiàng)研究，分別使用性別特異性的(CRP+GDF-15s+sST2)/NT-proBNP的比值和轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的標(biāo)志物集合顯著提高了臨床對(duì)射血分?jǐn)?shù)降低型和射血分?jǐn)?shù)保留型心力衰竭的鑒別診斷能力，更好地對(duì)心力衰竭進(jìn)行管理。

三、展 望

綜上所述，以上幾個(gè)被認(rèn)為具有較大潛力的心力衰竭標(biāo)志物近年來(lái)在心血管疾病的診斷、危險(xiǎn)分層和預(yù)后判斷等不同方面的研究都取得了一定的進(jìn)展，但很多實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)出相矛盾的結(jié)論和觀點(diǎn)，正是這些地方需要繼續(xù)研究突破。得益于越來(lái)越多更加細(xì)致的檢測(cè)指標(biāo)不斷被發(fā)現(xiàn)，能夠綜合各指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)，多生物學(xué)標(biāo)志物的聯(lián)合診斷是當(dāng)前臨床檢驗(yàn)診斷發(fā)展的大勢(shì)所趨。然而，目前針對(duì)不同標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用診斷與傳統(tǒng)診斷在不同方面的性能比較的研究數(shù)據(jù)相對(duì)較少，需要今后重點(diǎn)關(guān)注。

最后，面對(duì)當(dāng)前眾多新型標(biāo)志物的不斷涌現(xiàn)，如何進(jìn)行有效地篩選，并對(duì)其進(jìn)行臨床性能的驗(yàn)證，從而篩選出具有較高臨床意義的診斷指標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)更準(zhǔn)確地為臨床科室提供疾病科學(xué)診療所面臨的新的挑戰(zhàn)。