心力衰竭急性失代償期患者血清HPSE與LOX-1的表達(dá)水平及相關(guān)性研究

王詩(shī)琪， 王蒙琴， 韓軒茂， 藺雪峰

心力衰竭(heart failure,HF)是指在一定的機(jī)械應(yīng)力和病理刺激下，多種因素造成的心肌微結(jié)構(gòu)和收縮舒張功能的改變，心室泵血和再充盈能力下降，不能向機(jī)體各個(gè)組織器官充分供血的病理過(guò)程[1]，是各種器質(zhì)性疾病末期循環(huán)功能衰竭的共同結(jié)果。臨床上根據(jù)發(fā)病情況，可將HF分為急性心力衰竭(acute heart failure，AHF)和慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)。當(dāng)心臟負(fù)荷超過(guò)其代償能力，就會(huì)使大量的活性氧(reaction oxygen species,ROS)沉積，引起蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等氧化損傷[2-3]，造成心肌收縮力降低、不可逆的細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致心功能急劇惡化，即為心力衰竭急性失代償期(acute decompensated heart failure，ADHF)。乙酰肝素酶(heparanase,HPSE)近年來(lái)被證實(shí)是一種廣泛表達(dá)于炎癥、代謝性疾病、心血管疾病患者中的新型標(biāo)志物[4-6]，其可通過(guò)激發(fā)內(nèi)源性胰島素抵抗，釋放ROS，刺激炎性和氧化級(jí)聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)一步導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡受損、心肌異常肥厚，與HF的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切關(guān)聯(lián)。凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1(lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1，LOX-1)是一種分子量為52 ku的跨膜糖蛋白[7]，在心肌細(xì)胞等細(xì)胞中廣泛表達(dá)。LOX-1在生理?xiàng)l件下活化較低，在病理狀態(tài)下表達(dá)上調(diào)[8]。有研究證實(shí)，氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)與LOX-1結(jié)合可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)，誘導(dǎo)炎性因子的釋放，觸發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化，加重氧化應(yīng)激效應(yīng)，使內(nèi)皮環(huán)境和結(jié)構(gòu)受損，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的心功能不全[9]。目前，臨床主要通過(guò)B型利鈉肽(B-type natriuretic peptide,BNP)及N末端B型利鈉肽原(N-terminal pro-BNP,NT-proBNP)診斷HF及判斷其預(yù)后[10]。有必要繼續(xù)探究其他因子在HF診療以及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用前景，以有效預(yù)防各類(lèi)心血管疾病的反復(fù)發(fā)生。臨床關(guān)于HPSE、LOX-1的研究多集中于動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)疾病，而在HF中的研究較少。本研究旨在探討ADHF患者規(guī)范化治療前后血清HPSE、LOX-1、NT-proBNP水平的變化情況，研究HPSE、LOX-1評(píng)估ADHF患者預(yù)后的價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象 選取2019年5月至2020年12月內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科收治的ADHF患者50例。其中男33例，女17例，年齡(64.52±15.03)歲；冠心病30例，高血壓10例，心律失常5例，心臟瓣膜病3例，先天性心臟病1例，心肌病1例。研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào)20200010)，所有研究對(duì)象知情同意參與。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18周歲；(2)符合《2021ESC急慢性心力衰竭診斷和治療指南》中關(guān)于ADHF的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)肝腎功能明顯異常者；(2)合并惡性腫瘤、嚴(yán)重的腦血管疾病或嚴(yán)重感染者；(3)急性心肌梗死后合并其他機(jī)械性疾病的晚期患者；(4)相關(guān)檢查不能耐受者。

1.3ADHF診斷標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《2021ESC急慢性心力衰竭診斷和治療指南》[11]中ADHF診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確存在原發(fā)心血管疾病(如冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血壓、瓣膜性心臟病、心肌病、心律失常等)，且具有CHF病史和相關(guān)誘發(fā)因素的患者。(2)同時(shí)存在相應(yīng)肺瘀血、體循環(huán)瘀血及心排量減低的癥狀，包括出現(xiàn)乏力、心悸、咳嗽、咳痰、水腫，運(yùn)動(dòng)耐量減低，不同程度的呼吸困難(勞力性呼吸困難、夜間陣發(fā)性呼吸困難、端坐呼吸)等臨床表現(xiàn)。(3)體征：心率增快、心臟增大、病理性心臟雜音(如舒張?jiān)缙诒捡R律)、肺部啰音、水腫及心源性休克等。(4)輔助檢查：心電圖提示心肌缺血、壞死；胸部X線(xiàn)提示心影增大；超聲心動(dòng)圖提示心臟結(jié)構(gòu)和功能異常；實(shí)驗(yàn)室檢查NT-proBNP≥125 ng/L或BNP≥35 ng/L以及生化指標(biāo)的異常等。

1.4治療方法 依據(jù)《2021ESC急慢性心力衰竭診斷和治療指南》[11]中ADHF的治療原則進(jìn)行治療。采取多種綜合的治療措施，包括任何可能導(dǎo)致心功能受損的臨床疾病如冠心病、高血壓、糖尿病的早期干預(yù)和生活方式的管理，消除發(fā)病誘因，調(diào)節(jié)機(jī)體針對(duì)HF產(chǎn)生的代償機(jī)制，如拮抗交感神經(jīng)系統(tǒng)的過(guò)度激活，進(jìn)而緩解臨床癥狀，提高生存質(zhì)量，延緩心室重塑及心功能惡化。

1.5觀察指標(biāo) (1)NT-proBNP：于入院前及治療好轉(zhuǎn)出院前采集肘靜脈血3 ml，3 000 r/min離心15 min，取上清備檢。通過(guò)免疫定量分析儀(Vazyme，QD-S1200，南京諾唯贊醫(yī)療科技有限公司)檢測(cè)NT-proBNP水平，試劑盒由北京樂(lè)普診斷科技股份有限公司提供，具體操作嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。(2)HPSE、LOX-1：于入院前及治療好轉(zhuǎn)出院前采集肘靜脈血3 ml，3 000 r/min離心15 min，取上清備檢。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)測(cè)定HPSE、LOX-1水平，試劑盒由上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司提供，具體操作嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.150例ADHF患者治療前后血清NT-proBNP、HPSE、LOX-1水平比較 與治療前相比，50例ADHF患者治療后血清NT-proBNP、HPSE、LOX-1水平均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 50例ADHF患者治療前后血清NT-proBNP、HPSE、LOX-1水平比較

2.2ADHF患者血清NT-proBNP、HPSE、LOX-1水平的相關(guān)性分析結(jié)果 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，HPSE、LOX-1水平與NT-proBNP水平均呈顯著正相關(guān)(rs=0.839，P=0.000；rs=0.902，P=0.000)。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，HPSE與LOX-1水平亦呈顯著正相關(guān)(r=0.761，P=0.000)。見(jiàn)圖1～3。

圖1 ADHF患者血清HPSE與NT-proBNP水平的散點(diǎn)圖

圖2 ADHF患者血清LOX-1與NT-proBNP水平的散點(diǎn)圖

圖3 ADHF患者血清HPSE與LOX-1水平的散點(diǎn)圖

3 討論

3.1目前隨著人口老齡化發(fā)展，我國(guó)冠心病、高血壓、糖尿病等內(nèi)皮功能障礙性疾病的發(fā)病率逐漸升高，HF作為各種器質(zhì)性疾病末期循環(huán)功能衰竭的共同結(jié)果，受到了廣泛關(guān)注。流行病學(xué)研究顯示，以心功能不全為代表的循環(huán)功能障礙已成為威脅患者生命健康的主要原因，早期防治、干預(yù)可改善疾病預(yù)后及患者生活質(zhì)量[12-13]。目前，臨床上治療HF的方法主要是通過(guò)拮抗應(yīng)激狀態(tài)下腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活，抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)的過(guò)度興奮。但是，即便采用了最佳的治療方案，HF患者的5年存活率僅約為50%[14]。因此，有必要對(duì)HF的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入探索，開(kāi)發(fā)新的藥物靶點(diǎn)。

3.2近年的研究表明，HPSE大量存在于胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞、血小板及白細(xì)胞中，其不僅參與胚胎發(fā)育、組織愈合及修復(fù)等生理過(guò)程，而且與炎癥、腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移、糖尿病、冠心病等病理過(guò)程亦存在顯著關(guān)聯(lián)。隨著學(xué)科的發(fā)展，HPSE的分子機(jī)制研究已不再局限于抗癌藥物靶點(diǎn)，其在細(xì)胞損傷、凋亡引起的心臟結(jié)構(gòu)和功能障礙中的作用亦受到廣泛關(guān)注[15]。有研究顯示，HPSE通過(guò)作用于心肌細(xì)胞表面的Toll樣受體-4(Toll-like receptor 4,TLR-4)刺激巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子[16]；也可通過(guò)激活內(nèi)源線(xiàn)粒體凋亡通路，誘導(dǎo)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2，ERK1/2)的磷酸化和線(xiàn)粒體細(xì)胞色素c(cytochrome c，cyt-c)的釋放，剪切核酸損傷修復(fù)酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)，激活Caspase-3，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[17]。也有研究證實(shí)，HPSE可通過(guò)作用于硫酸乙酰肝素側(cè)鏈，誘導(dǎo)PI3K/Akt信號(hào)通路，產(chǎn)生大量ROS和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)，干擾、降解、重塑細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)和基底膜(basement membrane，BM)原本穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[18-19]；并可通過(guò)氧化、滲透、機(jī)械應(yīng)力以及炎癥等方式破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和正常的蛋白質(zhì)折疊，引起細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致心功能不全發(fā)生[20]。

3.3LOX-1最早被發(fā)現(xiàn)于牛的血管內(nèi)皮細(xì)胞中，且能特異性識(shí)別ox-LDL，參與氧化、降解反應(yīng)[21]。近年的研究表明，ox-LDL可通過(guò)與細(xì)胞表面LOX-1結(jié)合，使NF-κB通道開(kāi)放，激活炎癥、免疫等途徑，同時(shí)也促進(jìn)LOX-1的生成，形成了正反饋環(huán)路，影響心腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后[22]。ox-LDL與LOX-1結(jié)合，觸發(fā)氧化應(yīng)激、參與細(xì)胞凋亡、導(dǎo)致心功能衰竭的途徑包括：(1)通過(guò)誘導(dǎo)NADPH，直接激活ROS，造成細(xì)胞凋亡及心肌功能受損；(2)通過(guò)激活有害的促凋亡因子Bax，進(jìn)而增加Bax/Bcl-2的比值，打破原有細(xì)胞凋亡系統(tǒng)平衡，誘導(dǎo)Caspase-2和Caspase-3的產(chǎn)生，加速細(xì)胞凋亡[23]；(3)通過(guò)增加血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)的表達(dá)，使MAPK通路磷酸化，引起細(xì)胞凋亡[24]。

3.4本研究結(jié)果顯示，與治療前相比，ADHF患者治療后血清NT-proBNP、HPSE、LOX-1水平均顯著降低，且HPSE、LOX-1、NT-proBNP之間均具有顯著相關(guān)，提示HPSE、LOX-1參與了HF的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，在評(píng)價(jià)HF療效方面具有臨床意義。本研究的主要不足之處：(1)樣本數(shù)量偏小，具有一定的局限性；(2)未能分析不同病因?qū)е翲F患者血清HPSE、LOX-1水平是否存在差異；(3)研究?jī)H從臨床試驗(yàn)上分析了患者血清HPSE、LOX-1的變化情況，對(duì)其參與ADHF發(fā)生、發(fā)展的具體機(jī)制尚不十分明確，仍需通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。

綜上所述，血清HPSE、LOX-1具有用于判斷HF患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)測(cè)臨床預(yù)后的前景，為治療心功能不全的藥物研發(fā)提供了新的思路。