血清組織蛋白酶K、解聚蛋白樣金屬蛋白酶-7與慢性心力衰竭患者心室重構(gòu)和預后的關(guān)系

梁衛(wèi)章 石建平 柴麗娜 韓愛子

（邯鄲市中心醫(yī)院心內(nèi)科，河北 邯鄲 056000）

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是繼發(fā)于多種心臟疾病的心臟結(jié)構(gòu)和/或功能障礙，以進行性泵衰竭和液體積聚為特征。盡管目前臨床對心力衰竭的治療已取得了一定的進展，但仍不能抑制心功能的進行性惡化[1]。心室重構(gòu)是指心臟結(jié)構(gòu)和功能在炎癥、神經(jīng)激素介質(zhì)和室壁應力增加等各種刺激下出現(xiàn)的代償性心臟結(jié)構(gòu)改變過程。隨著時間的推移，持續(xù)心室重構(gòu)會導致心臟功能逐漸惡化，進而導致心力衰竭，甚至心源性休克和死亡[2]。組織蛋白酶K（cathepsin K，Cat-K）是一種半胱氨酸蛋白酶，與心肌梗死、心肌肥厚等心血管疾病有關(guān)，是血管重塑的主要膠原酶之一[3]。解聚蛋白樣金屬蛋白酶-7（a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 7，ADAMTS-7）是具有血小板反應蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶家族成員，可降解細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM），參與血管重塑[4]。急性心肌梗死患者血漿ADAMTS-7水平升高，且與急性心肌梗死后心力衰竭患者心室結(jié)構(gòu)改變有關(guān)[4]。因此，Cat-K、ADAMTS-7可能與CHF病情進展有關(guān)。本研究擬探討Cat-K、ADAMTS-7與CHF患者心室重構(gòu)和預后的關(guān)系，旨在為CHF的臨床診治提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取2018年2月-2020年6月邯鄲市中心醫(yī)院CHF患者195例（CHF組），其中男111例、女84例，年齡（60.78±7.43）歲，納入標準：1）具有典型的心力衰竭癥狀（肺啰音、下肢水腫、心臟雜音、頸靜脈充盈等），胸部X線檢查提示心臟擴大、肺淤血，心電圖提示QRS波形異常，超聲心動圖提示心臟結(jié)構(gòu)和功能異常，B型鈉尿肽（B-type natriuretic peptide，BNP）＞35 ng/L或氨基末端B型鈉尿肽原（N-terminal pro-B-type natriuretic peptide，NT-proBNP）＞125 ng/L，符合《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》[5]中的診斷標準；2）射血分數(shù)正常的心力衰竭[左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）≥50%]；3）紐約心臟協(xié)會（New York Heart Association，NYHA）[6]分級為Ⅱ～Ⅳ級。排除標準：1）心包積液、縮窄性心包炎、肝硬化腹水；2）支氣管哮喘；3）合并高血壓、免疫性疾病、急性感染和慢性感染；4）有心臟手術(shù)史、先天性心臟病或先天性主動脈狹窄；5）患精神類疾病；6）隨訪失訪。另選取邯鄲市中心醫(yī)院健康體檢者101名（對照組），排除器質(zhì)性或功能性心臟疾病、高血壓等系統(tǒng)疾病。2個組之間年齡、性別差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。本研究經(jīng)邯鄲市中心醫(yī)院倫理委員會批準（2018H-0107），患者及其家屬均知情同意并簽署同意書。

1.2 方法

1.2.1 實驗室指標檢測

收集所有研究對象的一般資料[性別、年齡、體重指數(shù)（body mass index，BMI）、吸煙史、飲酒史、基礎疾?。ㄌ悄虿?、高脂血癥）史等]。采集CHF患者入組當日、健康體檢者體檢當日清晨的靜脈血，1 007×g離心分離血清，-20 ℃保存。采用ONETOUCH血糖儀（美國強生公司）和配套試紙條檢測手指末梢隨機血糖。采用AC6601糖化血紅蛋白分析儀（江蘇奧迪康公司）檢測糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）水平。采用cobas e411全自動電化學發(fā)光免疫分析儀（瑞士羅氏公司）和配套試劑檢測NT-proBNP、BNP水平，參考區(qū)間分別為0～125、0～35 ng/L。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清Cat-K、ADAMTS-7水平，試劑盒購自上海通蔚公司，檢測儀器為Multiskan FC酶標儀（美國ThermoFisher Scientific公司），Cat-K參考區(qū)間為5～30 pg/mL，ADAMTS-7參考區(qū)間為0～2.5 ng/mL。

1.2.2 超聲心動圖檢查

采用Vivid E9心臟超聲診斷儀（美國GE公司）進行檢查，三維探頭頻率為1.5～3.5 MHz。采用改良雙平面Simpson法檢測LVEF，選取左心室長軸、心尖四腔、心尖五腔切面測量左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、室間隔厚度（interventricular septum thickness，IVST），測量3個心動周期，取均值。計算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）。

1.3 隨訪

給予所有CHF患者常規(guī)利尿劑、醛固酮受體拮抗劑、腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制劑治療和基礎疾病的對癥治療。出院后采用電話回訪或門診復查隨訪12個月，統(tǒng)計隨訪期間終點事件[NYHA心功能分級惡化（較出院前NYHA心功能分級增加）、因心力衰竭再次入院或死亡]的發(fā)生情況。根據(jù)是否發(fā)生終點事件將患者分為預后良好組（132例）和預后不良組（63例）。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計分析。呈正態(tài)分布的計量資料以±s表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗，趨勢檢驗采用兩分類資料轉(zhuǎn)換后的Cochran Armitage趨勢分析。計數(shù)資料以例或率表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Pearson相關(guān)分析評估各項指標之間的相關(guān)性。采用Logisitc回歸分析評估CHF患者預后不良的危險因素。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線評估Cat-K、ADAMTS-7判斷CHF患者預后不良的效能。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 CHF組和對照組一般資料比較

CHF組吸煙史、飲酒史、基礎疾病史均高于對照組（P＜0.05），2個組之間BMI差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 CHF組和對照組一般資料比較

2.2 CHF組、對照組血清Cat-K、ADAMTS-7比較

CHF組血清Cat-K、ADAMTS-7高于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 CHF組、對照組血清Cat-K、ADAMTS-7比較

2.3 不同NYHA分級CHF患者血清Cat-K、ADAMTS-7、BNP、NT-proBNP水平和心室重構(gòu)參數(shù)比較

NYHA Ⅳ級組血清Cat-K、ADAMTS-7、BNP、NT-proBNP、LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI均高于NYHA Ⅲ級組和NYHA Ⅱ級組（P＜0.05），LVEF低于NYHA Ⅲ級組和NYHA Ⅱ級組（P＜0.05）。NYHA Ⅲ級組血清Cat-K、ADAMTS-7、BNP、NT-proBNP水平，LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI高于NYHAⅡ級組（P＜0.05），LVEF低于NYHA Ⅱ級組（P＜0.05）。見表3。

表3 不同NYHA分級CHF患者各項指標比較

2.4 Cat-K、ADAMTS-7與BNP、NT-proBNP、心室重構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，C a t-K、ADAMTS-7與BNP、NT-proBNP、LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI 均呈正相關(guān)（P＜0.05），與LVEF呈負相關(guān)（P＜0.05）。見表4。

表4 Cat-K、ADAMTS-7與BNP、NT-proBNP、心室重構(gòu)參數(shù)的相關(guān)系數(shù)

2.5 CHF患者預后不良的危險因素分析

以CHD患者出院12個月內(nèi)終點事件發(fā)生情況為因變量（0=未發(fā)生，1=發(fā)生），以吸煙史（0=否，1=是）、飲酒史（0=否，1=是）、高脂血癥（0=否，1=是）、糖尿病（0=否，1=是）、NYHA分級（0=Ⅱ級，1=Ⅲ～Ⅳ級）和年齡、隨機血糖、HbA1c、Cat-K、ADAMTS-7、BNP、NT-proBNP、LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI、LVEF為自變量（連續(xù)性變量原值代入），進行單因素Logistic回歸分析，再將單因素回歸中差異有統(tǒng)計學意義的變量納入多因素Logistic回歸分析，采用逐步后退法（α留=0.05，α退=1.0）進行分析。結(jié)果顯示，NT-proBNP、NYHA分級、Cat-K、ADAMTS-7升高和LVEF降低均是CHF患者預后不良的危險因素[比值比（odds ratio，OR）值分別為1.057、1.772、1.075、1.335、0.903，95%可信區(qū)間（confidence interval，CI）分別為1.003～1.113、1.159～2.709、1.034～1.116、1.091～1.634、0.819～0.996]。見表5。

表5 CHF患者預后不良的危險因素分析

2.6 各項指標單項和聯(lián)合檢測判斷CHF患者預后不良的效能

ROC曲線分析結(jié)果顯示，NT-proBNP、LVEF、NYHA分級、Cat-K、ADAMTS-7單項檢測判斷C H F 患者預后不良的曲線下面積（area under curve，AUC）分別為0.729、0.704、0.803、0.720、0.688。根據(jù)L o g i s t i c 回歸分析結(jié)果建立風險評估/預測模型：Ln（P/1-P）= 0.055×NT-proBNP-0.102×LVEF+0.572×NYHA分級+0.072×Cat-K+0.289×ADAMTS-7，以模型結(jié)果作為5項指標聯(lián)合檢測的虛擬概率量指標，結(jié)果顯示，聯(lián)合檢測判斷CHF患者預后不良的AUC為0.886。見表6、圖1。

圖1 各項指標判斷CHF患者預后不良的ROC曲線

表6 Cat-K、ADAMTS-7判斷CHF患者預后不良的ROC曲線參數(shù)

3 討論

本研究結(jié)果顯示，不同心功能CHF患者LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI和LVEF存在顯著差異性，表現(xiàn)為NYHA Ⅳ級組LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI高于NYHA Ⅲ級組和NYHA Ⅱ級組，LVEF低于NYHA Ⅲ級組和NYHA Ⅱ級組，表明CHF患者存在不同程度心室重構(gòu)，且隨著心功能減退，重構(gòu)程度有所深入。心室重構(gòu)是CHF發(fā)生和進展的關(guān)鍵，涉及心肌細胞凋亡、心臟肥大和心肌纖維化等一系列復雜病理過程，隨著心肌的進行性肥厚，心腔不斷增大，導致收縮和/或舒張功能障礙，損害心臟功能，促進心血管事件發(fā)生，甚至死亡[7]。壓力超負荷是心室重構(gòu)的一個重要因素，高血壓或腔室流出阻塞可引起心肌細胞肥大、ECM蛋白沉積和心肌纖維化[8]。ECM降解與心室重構(gòu)的發(fā)生有關(guān)，壓力超負荷、缺血性損傷等可激活心臟成纖維細胞基質(zhì)合成程序，誘導肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化，刺激ECM蛋白合成，持續(xù)壓力超負荷和缺血損傷可導致心室擴張性重塑和收縮功能障礙[9]。

組織蛋白酶具有參與調(diào)控蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)、激素或神經(jīng)肽加工、生長因子表達等多種功能，其在高血壓誘導的心力衰竭和心肌梗死患者中表達升高[10]。本研究結(jié)果顯示，CHF組血清Cat-K水平高于對照組（P＜0.05），且Cat-K與BNP、NT-proBNP、LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI呈正相關(guān)（r值分別為0.536、0.619、0.482、0.356、0.502、0.632，P＜0.05），與LVEF呈負相關(guān)（r=-0.519，P＜0.05），說明Cat-K可能參與了CHF患者心室重構(gòu)的過程。Cat-K是一種溶酶體半胱氨酸蛋白酶，具有很強的彈性蛋白酶和膠原酶特性，可介導細胞蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)、膠原蛋白降解和ECM重塑，在心肌肥厚、心力衰竭進展、肥胖和葡萄糖耐受不良調(diào)節(jié)中起著重要作用。Cat-K過度表達可觸發(fā)心肌細胞肥大，Cat-K表達缺失可通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶標和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路減輕壓力超負荷誘導的心臟肥大；Cat-K缺乏還可減弱年齡相關(guān)的心肌細胞凋亡和線粒體凋亡誘導因子核易位的增加，防止壓力超負荷引起的心臟肥大和收縮功能障礙；Cat-K缺乏亦可逆轉(zhuǎn)受損心肌細胞收縮力和鈣離子調(diào)節(jié)失調(diào)，改善葡萄糖耐受不良和胰島素介導的絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶（serine-threonine kinase，Akt）激活，進而抑制高脂飲食引起的心臟重量增加和心肌肥厚[11-13]。以上研究結(jié)果提示Cat-K過表達可能通過多種途徑誘導心肌肥大，進而加重心室重構(gòu)。

ADAMTS-7是解聚蛋白樣金屬蛋白酶成員之一，在心血管組織中表達豐富，在損傷、炎癥刺激下表達上調(diào)，通過裂解其底物LTBP4促使ECM降解，降低心血管系統(tǒng)彈性，促進動脈粥樣硬化，與冠狀動脈疾病密切相關(guān)[14-15]。本研究結(jié)果顯示，CHF組血清ADAMTS-7水平明顯高于正常對照組（P＜0.0 5），且ADAMTS-7水平與BNP、NT-proBNP、LVEDD、LVPWT、IVST、LVMI呈正相關(guān)（r值分別為0.602、0.674、0.453、0.401、0.483、0.647，P＜0.05），與LVEF呈負相關(guān)（r=-0.538，P＜0.001），表明ADAMTS-7可能參與了CHF心室重構(gòu)過程。軟骨寡聚基質(zhì)蛋白（cartilage oligomeric matrix protein，COMP）是ECM的成分之一，其作用為橋接不同的ECM結(jié)構(gòu)，維持ECM的完整性[16]。COMP降解可導致膠原蛋白分泌減少，連接蛋白43缺乏，心肌細胞凋亡和肌絲溶解，改變ECM成分，引起擴張型心肌病，ADAMTS-7存在COMP的結(jié)合位點，可降解成纖維細胞中的COMP[17-18]。由此可見，ADAMTS-7可能通過促進心臟成纖維細胞中的COMP降解改變ECM成分，從而促進CHF患者心室重構(gòu)。本研究隨訪結(jié)果顯示，Cat-K、ADAMTS-7與CHF患者出院后12個月內(nèi)終點事件的發(fā)生有關(guān)，表明Cat-K、ADAMTS-7水平增高可能通過促進或加重心室重構(gòu)，加快CHF進展，導致CHF不良結(jié)局的發(fā)生。本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示，Cat-K、ADAMTS-7判斷CHF患者預后不良的AUC分別為0.720、0.688，可見Cat-K、ADAMTS-7在CHF患者預后評估中有一定的價值；NT-proBNP、LVEF、NYHA分級、Cat-K、ADAMTS-7聯(lián)合檢測判斷CHF患者預后不良的AUC可達0.886，表明Cat-K、ADAMTS-7與其他指標聯(lián)合可作為CHF患者預后評估較好的指標。

綜上所述，血清Cat-K、ADAMTS-7水平升高與CHF患者心室重構(gòu)和預后不良有關(guān)，聯(lián)合檢測Cat-K、ADAMTS-7可為CHF的病情評估和預后分析提供參考。