心力衰竭患者血漿生長分化因子-15、超敏C反應蛋白和氮末端-前體腦鈉肽表達水平及其相關性的研究

王大正，蔡 力，陶劍虹

(1.安徽省滁州市第一人民醫院重癥監護室，安徽 滁州 239000;2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院心內科，四川 成都 610072)

生長分化因子-15(growth-differentiation factor-15，GDF-15)作為轉化生長因子 β(transforming growth factor-beta，TGF-β)的超家族成員，在正常的成人體內呈組織特異性表達。它是一種應激蛋白，是內源性的細胞保護因子。GDF-15在正常心肌細胞無表達，在壓力負荷過大、缺氧等應激情況下，心肌細胞中的表達增加[1]。近年來對炎性介質的深入研究，提示炎癥及免疫反應通過炎性介質參與心力衰竭的發生和發展過程，超敏C反應蛋白(highsensitivity C-reactive protein，hs-CRP)是非特異性反應蛋白，在炎癥狀態下通過炎性介質介導升高。血中GDF-15的表達與心力衰竭程度的關系以及GDF-15、hs-CRP與氮末端-前體腦鈉肽(N-terminalbrain natriuretic peptide precursor，NT-proBNP)的相關性尚不清楚。本研究通過檢測不同程度心力衰竭患者血漿中GDF-15、hs-CRP及NT-proBNP的表達水平，并分析GDF-15、hs-CRP與NT-proBNP的相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2010年3～12月四川省人民醫院心血管內科慢性心力衰竭(診斷依據2008年ESC慢性心力衰竭診療指南)患者51例，年齡40～75歲，其中男 38例，女 13例，冠心病 31例(60.8%)，擴張性心肌病11例(21.6%)，高血壓病心力衰竭9例(17.6%)。所有患者左室射血分數(LVEF)＜50%，NYHAⅠ～Ⅱ級(心衰代償組)27例、NYHAⅢ～Ⅳ級(心衰失代償組)24例。收集同期入院，性別、年齡相匹配的非心力衰竭患者25例作為對照組，其中男19例，女6例。合并腫瘤、肝硬化或血清肌酐＞177μmmol/L、急性心肌梗死、心臟手術史或6個月內經皮冠狀動脈介入手術史、感染性疾病、自身免疫性疾病、急性肺栓塞、特發性肺動脈高壓、先天性心臟病、肥厚性心肌病或限制性心肌病患者除外。

1.2 研究方法 ①試劑與設備：GDF-15、NT-proBNP酶聯免疫吸附試驗試劑盒購自美國R＆D公司。hs-CRP檢測儀(來源：德國西門子)，超低溫冰箱(來源：SSNYO JAPAN;-86℃)，電熱恒溫培養箱(來源：上海躍進醫療器械廠)，Bio Rad Benchmark酶標儀(來源：伯樂公司)，彩色多普勒心血管超聲診斷儀(來源：西門子 Sequoia512型)。②血 hs-CRP、GDF-15、NT-proBNP 的檢測：采用速率散射比濁法檢測hs-CRP。另收集血標本2管(EDTA抗凝)，每管約4 ml，以2500轉/分離心10分鐘，取出上層血漿樣本后立即放于冷藏冰箱中以-70℃冷藏，以ELISA雙抗夾心法測定血漿中GDF-15、NT-proBNP水平。

1.3 統計學方法 實驗數據采用SPSS 16.0統計軟件進行處理。計量資料符合正態分布以均數±標準差表示，非正態分布以中位數(25%四分位數～75%四分位數)表示。正態分布且方差齊性的組間差異性比較采用單因素方差檢驗，非正態分布經過轉換數據后符合正態分布且方差齊性，采用單因素方差檢驗。相關性分析采用線性相關回歸。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組一般資料及LVEF的比較 三組一般資料差異均無統計學意義(P＞0.05)，LVEF值差異有統計學意義(P＜0.05)，見表1。

表1 三組一般資料及LVEF的比較

2.2 三組GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP比較

GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP濃度在各組間差異均具有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 三組GDF-15、NT-proBNP、hs-CRP濃度和對數值的比較

2.3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP的相關性分析 GDF-15和NT-proBNP為線性正相關(r=0.753，P=0.000)，見圖 1。hs-CRP 和 NT-proBNP為線性正相關(r=0.664，P=0.000)，見圖2。

2.4 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心力衰竭的診斷價值 應用ROC曲線分析GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心力衰竭的診斷價值，結果顯示三種指標的ROC曲線下面積對于心力衰竭的診斷均具有統計學意義，且NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的ROC曲線下面積依次減小，故顯示診斷心力衰竭的能力 NT-proBN P ＞ GDF-15＞hs-CRP，見圖3、表3。

表3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP對心衰患者診斷能力的ROC曲線分析

3 討論

近年來對心力衰竭與炎癥的認識以及對心力衰竭時神經-內分泌-細胞因子之間相互作用的認識，拓寬了心力衰竭診治的新視野。研究一些與心血管系統密切相關的細胞因子在心力衰竭病理生理過程中的作用及其機制具有理論意義，也為防治心血管疾病開辟了新的途徑。

收縮性心力衰竭患者通常有器質性心臟病的客觀依據，LVEF＜50%，伴或不伴有心力衰竭的癥狀和體征。本試驗納入的所有心力衰竭患者LVEF＜50%，均存在收縮性心力衰竭，無單純舒張性心力衰竭患者。

GDF-15僅有小部分氨基酸與其它TGF-β的超家族成員相同，因此它的功能與其它TGF-β超家族的成員相比有較大區別。近年來研究認為，GDF-15在心肌細胞中主要的生物學功能可能為：抑制心肌肥大，抑制心肌重塑，抑制心肌細胞的凋亡，所以認為GDF-15是一種正調節功能基因，與心臟的應激反應有關。生長分化因子(GDF)的家族成員都以無活性方式分泌，通過TGF-β激酶激活，激活后的成熟蛋白以自分泌或者旁分泌的方式作用于細胞表面TGF-β受體[2]。細胞膜的表面受體根據結構、功能特點，分為不同的Ⅰ型及Ⅱ型絲/蘇氨酸激酶受體，細胞內的信號傳導包括非 Smad依賴的通路與Smad依賴的通路[3]。非 Smad依賴的信號通路所激活的分子有 TAK-1、MAPK、PBK/Akt，它們通過與GDFs家族的不同成員結合而發揮生物學效應。Smad依賴的信號通路所激活的Smad分子有Smad 1、5、8 和 Smad 2、3，它們經過磷酸化后和 Smad 4 結合形成異源二聚體，然后由胞漿移向胞核并調控基因轉錄。目前GDF-15對心臟的作用機制尚未清楚，研究認為可能Smad非依賴和Smad依賴的信號傳導通路共同參與 GDF-15對心臟功能的調節[4]。當心臟壓力負荷增加時，心肌肥厚常是主要的代償方式。心肌肥厚是心功能失調的最初、最常見的表現。心臟受到生理性或者病理性因素的刺激時，為了維持正常泵血功能，它將出現代償性心肌肥厚。心肌長期肥厚將出現失代償，導致心力衰竭。在心肌肥厚和心肌肥厚轉變為心力衰竭的過程中，GDF-15的濃度增加，它可能具有抑制心肌肥厚發生發展，抑制心肌肥厚轉變為心力衰竭和治療心力衰竭的作用。本試驗中血GDF-15水平在對照組、心力衰竭代償組及心衰失代償組呈升高趨勢，提示GDF-15與心功能不全的嚴重程度有關。相關性分析結果顯示GDF-15與NT-proBNP呈正相關(r=0.753，P=0.000)，推測二者相關的原因可能是它們共同相關于心房、心室壓力增加導致的應激變化。

近年來對炎性介質的深入研究提示炎癥及免疫反應通過炎性介質參與心力衰竭的發生和發展過程。CRP是非特異性反應蛋白，它在炎癥時通過IL-6等炎性介質介導在肝臟部位產生。疾病控制和預防中心/美國心臟協會(CDC/AHA)制定的CRP指南建議CR P＞10 mg/L時表明炎癥，并可以預測著未確定的心血管并發癥[5]。大量CRP的產生可以導致血管內皮損傷，引發心肌缺血、缺氧，凝血系統激活，導致心功能的惡化，CRP濃度的升高和心血管的危險性呈現正相關[6]。Alonso-Martinez等的研究顯示，心力衰竭患者CRP水平越高，NYHA分級越高，CRP水平的升高與入院率及病死率的升高相關，認為CRP的水平可以作為心力衰竭患者病情改善的一項獨立指標[7]。目前運用超敏檢測技術能夠準確地檢測到更低濃度的CRP，hs-CRP即運用了超敏檢測技術，它是較CRP更為敏感的指標。研究發現血hs-CRP在充血性心力衰竭、心肌梗死、動脈粥樣硬化等心血管疾病都有升高[8]。本研究中血hs-CRP水平在對照組、心力衰竭代償組、心力衰竭失代償組之間差異有統計學意義，NYHA分級越高，hs-CRP的水平越高，提示hs-CRP升高標志炎性激活，可提示心功能不全患者的嚴重程度。相關性分析結果顯示hs-CRP與NT-proBNP呈正相關(r=0.664，P=0.000)，推測可能系 hs-CRP、NT-proBNP共同相關于NYHA分級的變化所致。

腦鈉肽(BNP)是利鈉肽系統的一種肽類激素，它為心力衰竭患者提供了可靠的血液量化的預后指標。BNP在心房心室均可合成，但主要部位在心室。當心室肌受到牽張，室壁張力增高，BNP mRNA的水平明顯增高[9]。近來，NT-proBNP的臨床應用是熱點之一，它與BNP相比具有以下特點：半衰期較長，檢測早期或者輕度心力衰竭的敏感性更高;穩定性較好，更適合于臨床檢驗[10]。NT-ProBNP能很好地反應BNP的水平和變化，具有重要的臨床及研究價值[11～13]。本研究結果顯示NT-proBNP的濃度心力衰竭組高于對照組，心力衰竭失代償組高于心力衰竭代償組，差異均具有統計學意義，提示可根據NT-proBNP的水平來評估患者心功能的狀況。這與Kim[14]等的研究結果一致。

本研究結果顯示GDF-15、hs-CRP的濃度水平隨著NYHA分級的增加而增高，GDF-15、hs-CRP與NT-proBNP呈正相關，ROC曲線分析顯示NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的曲線下面積對于心力衰竭的患者的診斷均具有統計學意義，且三種指標的ROC曲線下面積依次減小，故診斷心力衰竭的能力NT-proBN P＞GDF-15＞hs-CRP，以上提示聯合檢測NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP可能較單項檢測更好地應用于慢性心力衰竭的診斷和危險分層。由于GDF-15、hs-CRP的特異性不高，均可在多種疾病過程中升高，GDF-15、hs-CRP作用于心臟的機制尚不清楚;本研究的樣本量較小;納入的心力衰竭患者LVEF＜50%，無單純舒張性心力衰竭患者，因此本研究可能存在一定的偏差及局限性，有待進一步深入研究。

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