血漿蛋白生物標(biāo)記物在肺動(dòng)脈高壓診療中的研究進(jìn)展

盛蕓蕓，謝新華，劉 潛

（1. 贛南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院；2. 贛南醫(yī)學(xué)院心腦血管疾病防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3. 贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院江西省脈管性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，江西 贛州 341000；4. 江西中醫(yī)藥大學(xué)江西省血管瘤中醫(yī)藥防治重點(diǎn)研究室，江西 南昌 330000）

肺動(dòng)脈高壓（Pulmonary hypertension，PH）是指由多種原因通過(guò)多種可能機(jī)制引起肺血管結(jié)構(gòu)或功能改變、肺血管阻力（Pulmonary vascular resistance，PVR）和肺動(dòng)脈壓力升高（在靜息狀態(tài)下肺動(dòng)脈平均壓≥25 mmHg）的臨床綜合征，甚至發(fā)展成右心衰竭導(dǎo)致死亡［1］。PH 嚴(yán)重危害人體身心健康，但由于患者早期無(wú)自覺(jué)癥狀或僅出現(xiàn)原發(fā)疾病的臨床表現(xiàn)，缺乏特異性臨床特征及有效的早期臨床檢查手段，在臨床診療中常被忽視。目前右心導(dǎo)管檢查是臨床上診斷PH 的標(biāo)準(zhǔn)方法。在PH 發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，血漿蛋白質(zhì)表達(dá)水平會(huì)發(fā)生明顯改變，探索潛在的血漿蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物以了解PH 發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后具有潛在價(jià)值［2］。由于肺動(dòng)脈高壓的原發(fā)性改變?yōu)榉窝芙Y(jié)構(gòu)或功能變化，并由此引起繼發(fā)性心臟損傷性變化，因此，本文將從與血管異常相關(guān)的蛋白質(zhì)及與心臟損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)兩方面綜述血漿蛋白生物標(biāo)記物在肺動(dòng)脈高壓診療中的作用。

1 與血管異常相關(guān)的蛋白

血管異常改變?cè)赑H 發(fā)生發(fā)展中有著極其重要的作用。PH 早期會(huì)發(fā)生內(nèi)皮功能障礙引起血管持續(xù)收縮，隨后肺血管發(fā)生異常重構(gòu)導(dǎo)致管腔狹窄。在這些病理反應(yīng)中，伴隨著蛋白質(zhì)異常合成及釋放，因此，許多與血管相關(guān)的蛋白質(zhì)被視為潛在的肺血管疾病標(biāo)志物。

1.1 血管生成素（Angiopoietin，ANGP） ANGP是一種分泌型糖蛋白，在調(diào)控血管發(fā)育、血管生成和調(diào)節(jié)血管通透性等方面具有重要作用。ANGP 分為ANGP-1 和ANGP-2，兩者競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合位于內(nèi)皮細(xì)胞表面的Tie 受體。ANGP-1 與Tie-2 結(jié)合有助于維持血管穩(wěn)定性，而ANGP-2 與Tie-2 結(jié)合則促進(jìn)血管生成并增加血管通透性。PH 患者ANGP-1 和ANGP-2 血漿濃度均升高，且ANGP-2 水平越高，患者預(yù)后越差、生存率越低；而血漿ANGP-1 濃度與患者預(yù)后無(wú)明顯相關(guān)性。對(duì)于特發(fā)性肺纖維化（Idiopathic pulmonary fibrosis， IPF）患者，將ANGP-2臨界濃度設(shè)置為2.45 ng·mL-1時(shí)，能對(duì)IPF 患者是否合并有PH 進(jìn)行良好區(qū)分，其敏感性為71.4%，特異性 為76.0%［3］。 另 有 研 究 報(bào) 道，在 特 發(fā) 性（Idiopathic pulmonary arterial hypertension， IPAH）患者肺組織中，發(fā)生病變的叢狀血管ANGP-2表達(dá)明顯增加，但在未受影響的相鄰小動(dòng)脈中未見(jiàn)表達(dá)增加；血漿ANGP-2 水平與平均肺動(dòng)脈壓（Mean pulmonary artery pressure，mPAP）和PVR 呈顯著正相關(guān)，與血氧飽和度呈顯著負(fù)相關(guān)，提示血漿ANGP-2 可作為診斷PH和評(píng)估其預(yù)后的標(biāo)志物［4］。

1.2 不對(duì)稱二甲基精氨酸（Asymmetric Dimethylarginine，ADMA） ADMA 是一種內(nèi)源性一氧化氮合酶抑制劑，通過(guò)影響一氧化氮的生成抑制cGMP 通路，發(fā)揮增強(qiáng)血管收縮、增加內(nèi)皮黏連性等功能。當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷時(shí)，血漿ADMA 濃度升高。有研究發(fā)現(xiàn)，ADMA水平與PH患者血流動(dòng)力學(xué)（右心輸出量、平均肺動(dòng)脈壓、肺毛細(xì)血管楔入壓等）改變有關(guān)，可用于PH 的嚴(yán)重性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)分層［5-7］。特別在IPAH 患者中，ADMA 血漿水平升高，與右心室壓變化呈正相關(guān)，可作為IPAH 患者死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

1.3 胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-2（Insulin-like growth factor-bindingg protein 2，IGFBP-2）IGFBP-2 是胰島素樣生長(zhǎng)因子（Insulin-like growth factor，IGFs）家族中的重要成員。循環(huán)中的IGF 通常與結(jié)合蛋白形成復(fù)合物，提供穩(wěn)定的IGF儲(chǔ)存庫(kù)，但I(xiàn)GFBP 也可通過(guò)IGF 非依賴性途徑直接作用于細(xì)胞。在血管平滑肌細(xì)胞中，IGFBP-2 通過(guò)與受體蛋白酪氨酸磷酸酶β（RPTPβ）相互作用增強(qiáng)IGF1 誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移，同時(shí)引起RPTPβ二聚化和失活，導(dǎo)致PTEN 磷酸化和功能喪失。特異性敲除小鼠平滑肌PTEN基因，可導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓發(fā)生發(fā)展。YANG J 等［8］發(fā)現(xiàn)，PH 患者血漿IGFBP-2水平明顯升高，并與疾病的嚴(yán)重程度和患者死亡風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。此外，GRIFFITHS M 等［9］發(fā)現(xiàn)，IGF1和IGFBP-2 在小兒PH 中發(fā)生明顯失調(diào)，且IGFBP-2在小兒PH 中升高，同樣與疾病嚴(yán)重程度和患兒死亡率顯著相關(guān)。

1.4 基質(zhì)金屬蛋白酶和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白 細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)是PH 的典型病理變化。基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinase，MMPs）是一類具有分解細(xì)胞外基質(zhì)作用的鋅依賴性內(nèi)肽酶。MMP 家族由28個(gè)成員組成，在人體組織中至少表達(dá)23 個(gè)，根據(jù)其功能可分為明膠酶、膠原酶、溶血素、基質(zhì)溶素、膜型MMPs 和其他MMP。研究表明，血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-9、基質(zhì)金屬蛋白酶-7 和金屬蛋白酶組織抑制劑-1 高水平的PH 患者生存率明顯低于低水平患者［10］。MATTIAS M 等［11］發(fā)現(xiàn)，血漿基質(zhì)金屬蛋白酶-2與PH 患者平均右心房壓力呈正相關(guān)，與6分鐘步行實(shí)驗(yàn)（6 minutes walking Distance， 6MWD）呈負(fù)相關(guān)，提示血漿MMP-2升高與PH患者預(yù)后不良相關(guān)。

骨橋蛋白（Osteopontin，OPN）是細(xì)胞外基質(zhì)中一種重要的蛋白質(zhì)，多種細(xì)胞可合成分泌。與健康個(gè)體相比，IPAH 患者的血漿OPN 明顯升高，與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，是患者生存的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［12］。骨膜蛋白（Periostin，POSTN）是一種90 kD 的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，可作為配體調(diào)控細(xì)胞遷移、黏附和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變等過(guò)程，還參與組織重塑和傷口愈合。POSTN 在生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的上下游均起作用，近年來(lái)也被提出參與血管損傷反應(yīng)并調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞增殖。NIE X W 等［13］發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)脱跣苑蝿?dòng)脈高壓患者肺動(dòng)脈收縮壓升高時(shí)，其血漿POSTN 同樣升高，且血漿POSTN 水平與患者病情惡化概率高度相關(guān)，提示其可能成為預(yù)測(cè)PH 預(yù)后的標(biāo)志物；內(nèi)皮抑素（Endostatin，ES）是ⅩⅦ a 膠原蛋白的一個(gè)片段，通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移以及誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡抑制血管生成。在成人PH 研究中證明血漿ES水平可預(yù)測(cè)死亡率，此外，循環(huán)ES高水平還與6MWD成反比，與機(jī)體功能狀態(tài)受損程度和NT-proBNP 水平呈正相關(guān)。在先天性心臟病相關(guān)的肺動(dòng)脈高壓（PAH-CDH）患兒中，ES 同樣與疾病嚴(yán)重程度和患者生存率有關(guān)，將其與NT-proBNP 聯(lián)合應(yīng)用能更好地預(yù)測(cè)患兒預(yù)后［14］。鳶尾素是纖維連接蛋白Ⅲ結(jié)構(gòu)域的膜外部分，主要通過(guò)整合素αV/β5 發(fā)揮對(duì)心臟和血管的保護(hù)作用［15］。有研究發(fā)現(xiàn)，血漿鳶尾素與IPAH 患者的mRAP、右心房收縮壓（Systolic right atrial pressure，sRAP）和右心房舒張壓呈負(fù)相關(guān)，可作為IPAH 患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［16］。結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（Connective tissue growth factor，CTGF），是一種38 kD富含半胱氨酸的分泌肽。CTGF參與細(xì)胞外基質(zhì)的生成、黏附、細(xì)胞增殖和凋亡等過(guò)程。研究表明，CTGF與肺血管重塑密切相關(guān)［17］。在PAH-CDH患兒研究中發(fā)現(xiàn)，血漿CTGF 與BNP 呈正相關(guān)，而與血氧飽和度呈負(fù)相關(guān)。提示血漿CTGF 可能是診斷兒童PAH-CHD的生物標(biāo)志物。

1.5 細(xì)胞因子和趨化因子 血管周圍炎癥是大多數(shù)PH 患者及動(dòng)物模型的突出病理特征。盡管炎癥在肺動(dòng)脈高壓發(fā)生發(fā)展中的具體作用還存在不少爭(zhēng)議，但近年來(lái)多種細(xì)胞因子和趨化因子的血漿水平被證實(shí)在PH 動(dòng)物模型以及PH 臨床樣本中均升高，如腫瘤壞死因子、多種白介素（Interleukins，IL），包括IL-1B/4/5/6/8/10/13、CX3CL1、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、巨噬細(xì)胞游走抑制因子（Macrophage migration inhibitory factor，MIF）、干擾素誘導(dǎo)蛋白10、CXCL1/8/10/12等［18-19］。一些細(xì)胞因子與趨化因子與肺血流動(dòng)力學(xué)和患者臨床結(jié)局密切相關(guān)，可能作為疾病進(jìn)展的生物標(biāo)志物。

IL-6 是一種多效性細(xì)胞因子，經(jīng)典的IL-6 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)主要是可溶性IL-6 結(jié)合其膜結(jié)合受體形成復(fù)合物觸發(fā)下游多條信號(hào)通路（包括JAK-STAT3 通路、PI3K/AKT 通路和MEK/ERK 通路）發(fā)揮作用。PH 患者和動(dòng)物模型IL-6 的血漿水平均升高；PH 患者血漿IL-6 水平異常升高與右心功能、長(zhǎng)期生存率呈負(fù)相關(guān)；而在小兒PH 中，IL-6 的升高與血流動(dòng)力學(xué)惡化顯著相關(guān)，可預(yù)測(cè)臨床惡化風(fēng)險(xiǎn)［20］。MIF 是一種重要的促炎介質(zhì)，不僅通過(guò)與CD74 結(jié)合調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞，還可通過(guò)激活低氧性肺動(dòng)脈高壓動(dòng)物模型中的ERK1/2 和JNK 途徑調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞增殖。有研究發(fā)現(xiàn)，在特發(fā)性和系統(tǒng)性硬化癥相關(guān)PH 患者中MIF 血漿變化與PVR 呈正相關(guān)［21］。高遷移率組蛋白B1（High mobility group box 1 protein，HMGB1）通常被認(rèn)為是一種非典型的細(xì)胞因子。正常情況下，HMGB1 是一種可以穩(wěn)定核小體的核蛋白，但當(dāng)細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激或受到損傷（如缺氧、感染）時(shí)，HMGB1被釋放到細(xì)胞外基質(zhì)，結(jié)合多種受體（包括Toll 樣受體TLR4、TLR2 和晚期糖基化產(chǎn)物受體）促進(jìn)炎癥的發(fā)生。PH 患者血漿HMGB1 水平升高，其循環(huán)水平與mPAP 呈正相關(guān)［22］。另外，圍產(chǎn)期出現(xiàn)窒息的新生兒常出現(xiàn)新生兒持續(xù)性肺動(dòng)脈高壓（Persistent pulmonary hypertension of the newborn，PPHN），與健康對(duì)照組相比，PPHN 新生兒的血漿HMGB1 水平顯著升高，且在PPHN 消退后急劇下降，提示HMGB1可用作診斷缺氧誘導(dǎo)的PPHN 并作為評(píng)估其改善的早期指標(biāo)［23］。GDF-15 是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β 超家族的成員，在大多數(shù)正常組織中表達(dá)較弱，但在缺氧、炎癥、氧化應(yīng)激和壓力超負(fù)荷的病理?xiàng)l件下，GDF-15 的表達(dá)可能急劇增加。有研究發(fā)現(xiàn)，在低氧性和原發(fā)性PH 患者血漿中GDF-15 濃度升高；GDF-15 不僅與6MWD、WHO 心功能分級(jí)相關(guān)，還與平均右房壓、肺動(dòng)脈楔壓（Pulmonary artery wedge pressur，PAWP）、尿酸和心臟指數(shù)相關(guān)。血漿高GDF-15 水平與PH 患者較高的死亡率和心力衰竭發(fā)生率呈正相關(guān)［2，24-26］。

1.6 糖 基 化 終 產(chǎn) 物 （Receptor for Advanced Glycation End Products，RAGE）受體和S100A12RAGE 是免疫球蛋白超家族的成員，是一種模式識(shí)別受體，可結(jié)合損傷和應(yīng)激相關(guān)分子模式進(jìn)而對(duì)缺氧和血管損傷產(chǎn)生反應(yīng)。可溶性RAGE（sRAGE）濃度增加反映了持續(xù)的炎癥發(fā)生和血管損傷程度。DIEKMANN F 等［27］發(fā)現(xiàn)，結(jié)締組織病相關(guān)的肺動(dòng)脈高壓（CTD-PAH）患者中的sRAGE 水平比正常人高1.9 倍，成人IPAH 和CTD-PAH 中的sRAGE 血漿濃度與WHO心功能分級(jí)相關(guān)，進(jìn)一步對(duì)sRAGE與NT-proBNP應(yīng)用ROC 分析發(fā)現(xiàn)，sRAGE 對(duì)輕度肺動(dòng)脈高壓具有更高的診斷準(zhǔn)確性。S100A12是S100鈣結(jié)合蛋白家族的成員，可作為一種危險(xiǎn)相關(guān)分子模式分子，其水平隨著炎癥的發(fā)生而增加。PH患者血漿S100A12 水平升高，并與患者死亡率增加相關(guān)。TZOUVELEKIS A 等［28］研究表明，S100A12 是PH 患者死亡率的一個(gè)強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)因子。

1.7 SeP蛋白 SeP是一種參與轉(zhuǎn)運(yùn)微量元素硒以維持細(xì)胞氧化還原狀態(tài)和代謝的分泌型蛋白。PH患者SeP 表達(dá)高度上調(diào)，引起機(jī)體氧化還原失調(diào)和線粒體功能障礙促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖，血漿高SeP水平與患者的不良預(yù)后相關(guān)。KIKUCHI N 等［29］發(fā)現(xiàn)，PH 患者進(jìn)行特異性治療后，SeP 的變化與患者的mPAP、PVR 和心臟指數(shù)的絕對(duì)變化顯著相關(guān)，而PVR的增加預(yù)示著患者的不良預(yù)后。

2 與心臟損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)

PH可引起右心功能、代謝、結(jié)構(gòu)的改變，導(dǎo)致心臟受損。因此，與心臟損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)也可作為潛在的PH生物標(biāo)志物。

2.1 B 型鈉尿肽（Brain natriuretic peptide，BNP）和氨基末端B型鈉尿肽前體（N-terminal fragment of the BNP precursor，NT-proBNP） 在機(jī)械負(fù)荷和室壁應(yīng)力作用下，心肌細(xì)胞可釋放BNP和NT-proBNP，是公認(rèn)的心力衰竭生物標(biāo)記物。CHIN K M 等［30］研究表明，在PH患者中，BNP與右心房壓力呈正相關(guān)，血漿BNP/NT-proBNP高水平預(yù)示著預(yù)后不良。在系統(tǒng)性硬化癥PH 中，NT-proBNP 與mPAP、PVR、RAP呈正相關(guān)，與心臟指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，NT-proBNP 是生存率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［31］。測(cè)定血漿BNP/NT-proBNP可用來(lái)診斷心肌功能障礙和隨訪評(píng)估預(yù)后，但不能區(qū)分引起PH 的原因，因?yàn)锽NP 在IPAH、PH 相關(guān)肺部疾病和先天性心臟病、慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓和肺動(dòng)脈高壓合并急性肺栓塞中都有升高，因此在解釋BNP的變化時(shí)必須結(jié)合臨床進(jìn)行綜合分析。

2.2 高敏肌鈣蛋白（High-sensitive troponin T，hsTnT） hsTnT 是心肌細(xì)胞損傷的敏感性和特異性指標(biāo)。有研究發(fā)現(xiàn)，PH 患者h(yuǎn)sTnT 水平與PH 患者sRAP 呈正相關(guān)，與6MWD 呈顯著負(fù)相關(guān)。此外，hsTnT 具有和NT-proBNP 相當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)心力衰竭死亡效應(yīng)，hsTnT 用于診斷WHO 心功能分級(jí)Ⅱ級(jí)以上患者優(yōu)于NT-proBNP［32］。因此，hsTnT 可作為診斷PH并發(fā)心力衰竭的生物標(biāo)記物。

2.3 可溶性基質(zhì)裂解素-2（Soluble suppressor of tumorigenicity，sST2） sST2 是心臟應(yīng)激的生物標(biāo)志物之一，可在多種組織中產(chǎn)生，包括內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)，sST2 與PH 的血流動(dòng)力學(xué)變化及患者死亡率相關(guān)，且可能是比NT-proBNP 更特異和更早的標(biāo)志物［33］。有研究者對(duì)患有肺動(dòng)脈高壓的嬰幼兒血漿進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其血漿sST2和ES濃度均升高，且與肺動(dòng)脈高壓和右心室功能障礙的超聲心動(dòng)圖標(biāo)志物密切相關(guān)，且可能比現(xiàn)有的標(biāo)志物對(duì)嬰幼兒肺動(dòng)脈高壓有更好的預(yù)測(cè)作用［34］。鑒于ES 在肺泡毛細(xì)血管發(fā)育中的潛在作用，ES 升高可能是PH 的早期標(biāo)志，而sST2 可能是嬰幼兒心肺應(yīng)激更敏感、更特異的標(biāo)志物。

2.4 糖類抗原-125（Cancer antigen-125，CA-125）CA-125，也稱為黏蛋白16（MUC16），是由MUC16基因編碼的跨膜蛋白。CA-125 作為卵巢癌的腫瘤標(biāo)志物已被廣泛研究，但據(jù)最新研究報(bào)道，CA-125水平與心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)，是反映心力衰竭患者充血嚴(yán)重程度的潛在標(biāo)志物。在急性心力衰竭患者中，CA-125與右心衰竭參數(shù)密切相關(guān)。此外，CA-125還具有監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)失代償性心力衰竭后相關(guān)治療的潛力［35］。PH 患者在疾病晚期引起嚴(yán)重的右心衰竭是患者死亡的重要原因。有研究發(fā)現(xiàn)，血漿CA-125 是PH 患者長(zhǎng)期死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［36］。

3 總結(jié)與展望

目前，用于PH 的檢查有超聲心動(dòng)圖、胸部放射檢查、心電圖、肺功能檢查和動(dòng)脈血?dú)夥治?、高分辨率?jì)算機(jī)體層成像、右心導(dǎo)管和血管反應(yīng)性試驗(yàn)等，但均無(wú)法有效發(fā)現(xiàn)早期、輕癥PH 患者。隨著越來(lái)越多與PH 進(jìn)展、臨床風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)后顯著相關(guān)的血漿蛋白質(zhì)標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)，為早期、輕癥PH 患者的診斷提供了可能，也為PH 的精準(zhǔn)治療和預(yù)后判斷、藥物靶標(biāo)識(shí)別、藥物反應(yīng)等提供了依據(jù)。但PH 分類多，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，單一血漿蛋白質(zhì)大多缺乏特異性，因此，還應(yīng)對(duì)聯(lián)合多種血漿蛋白質(zhì)標(biāo)記物在PH診療中的應(yīng)用進(jìn)行更深入的研究。