肺源性心臟病患者血清sST2、NT-proBNP、超聲心動(dòng)圖參數(shù)的變化特征及相互關(guān)系

李生浩 徐肇元 周宇航 肖怡 杜映榮

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肺源性心臟病患者血清sST2、NT-proBNP、超聲心動(dòng)圖參數(shù)的變化特征及相互關(guān)系

李生浩 徐肇元 周宇航 肖怡 杜映榮

目的 探討血清可溶性人基質(zhì)裂解素2( soluble human stromelysin-2, sST2 )對(duì)肺源性心臟病(以下簡(jiǎn)稱肺心病)的診斷價(jià)值。方法 選取2016年1月1日至2016年3月31日期間我科診治的肺心病患者57例作為研究組，根據(jù)氮末端腦鈉肽前體( N-terminal pro-brain natriuretic peptide, NT-proBNP)分為：A1組27例( NT-proBNP<4000 pg·mL-1)、A2組30例( NT-proBNP≥4000pg·mL-1)，以同期我院21例健康體檢者作為對(duì)照組(N組)，所有受試者年齡≥45歲，組間年齡、性別無差異(P>0.05 )。所有受試者完成經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查，并采用雙抗夾心ELISA法定量檢測(cè)靜脈血清sST2濃度，分析sST2、NT-proBNP、超聲心動(dòng)圖參數(shù)的變化特征及相互關(guān)系，探討sST2對(duì)肺心病的診斷價(jià)值。結(jié)果 (1) A2組sST2高于N組和A1組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05; (2) sST2和NT-proBNP呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.538,P<0.05；(3) sST2和右室內(nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑、肺動(dòng)脈壓呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=( 0.513, 0.492, 0.421 ),P<0.05. 結(jié)論 sST2可作為肺心病診斷的生物學(xué)標(biāo)志物。

肺源性心臟病；可溶性人基質(zhì)裂解素2；氮末端腦鈉肽前體；超聲心動(dòng)圖

NT-proBNP是目前常用的心力衰竭診斷指標(biāo)之一，但其受感染、腎功能不全、年齡等因素的影響較大，故仍需要尋找受上述因素干擾較小的標(biāo)志物來協(xié)助診斷心力衰竭、判斷預(yù)后。研究證實(shí)[1-3]，sST2同樣可作為心力衰竭的敏感生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)于其診斷及預(yù)后判斷方面均有較高的價(jià)值，是死亡率、再住院率、心臟移植率等不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，但既往研究主要局限于諸如缺血性心肌病、擴(kuò)張型心肌病、高血壓性心臟病等涉及左心功能不全的相關(guān)疾病。而肺心病以右心功能不全為主，是當(dāng)今致死、致殘的主要病因之一，右心系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與左心截然不同，且肺心病患者呼吸困難的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜，受到肺功能與心功能等多方面的影響，sST2是否同樣可作為肺心病患者心功能不全的診斷標(biāo)志物，及其與肺心病患者超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間的關(guān)系，目前尚不十分清楚。

資料與方法

一、研究對(duì)象

1 病例分組：肺心病組：選取我院2016年1月1日至2016年3月31日我科診治的肺心病患者57例作為研究組，并依據(jù)血清NT-proBNP濃度分為：A1組27例( NT-proBNP<4000 pg·mL-1)、A2組30例( NT-proBNP≥4000 pg·mL-1)。其中A1組男性16例，女性11例；A2組男性14例，女性16例；對(duì)照組(N組)：選取同期我院健康體檢者21例作為對(duì)照組，其中男性13例，女性8例。

2 病例篩選：所有受試者年齡≥45歲，組間年齡、性別無差異 (P>0.05 )，排除發(fā)熱、心肌梗死、心肌炎、惡性腫瘤、急性創(chuàng)傷、腦血管意外、肝硬化、敗血癥、消化道出血、肺動(dòng)脈栓塞；所有受試者簽署知情同意書。

3 肺心病診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照[4]中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸分會(huì)2013年制定的《慢性阻塞性肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease, COPD )診治指南》，慢阻肺患者存在以下情況之一則診斷肺心病：①外周浮腫、肝腫大；或②X線顯示：右肺下動(dòng)脈干橫徑≥15mm；右肺下動(dòng)脈橫徑與氣管橫徑比值≥1.07；肺動(dòng)脈段中度凸出或其高度≥3mm；右室增大；或③心電圖提示：右心室肥大的改變，如電軸右偏，額面平均電軸≥+90°，重度順鐘向轉(zhuǎn)位，RV1+SV5≥1.05mV及肺型P波；或④心臟彩超提示：右心室流出道內(nèi)徑(≥30mm)，右心室內(nèi)徑(≥20mm)，右心室前壁的厚度，左、右心室內(nèi)徑的比值(<2)，右肺動(dòng)脈內(nèi)徑或肺動(dòng)脈干及右心房增大等指標(biāo)。

二、 本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)討論批準(zhǔn)。

三、主要實(shí)驗(yàn)儀器

全系列德國(guó)Heraeus離心機(jī)(德國(guó)Heraeus公司，型號(hào)：Primo R)、全自動(dòng)生化分析儀(美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司，型號(hào)：AU5400)、全自動(dòng)酶標(biāo)儀(美國(guó)寶特公司，型號(hào)：ELX800)、彩色多普勒超聲診斷儀(意大利百勝集團(tuán)，型號(hào)：MyLab 60)、全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(瑞士羅氏公司，型號(hào)：E601)。

四、實(shí)驗(yàn)方法

1 基本資料收集：詳細(xì)詢問病史、體格檢查，收集血壓、空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、血脂譜、高敏C反應(yīng)蛋白(high sensitivity C reactive protein, hsCRP )、腎功能、NT-proBNP等作為基本資料。

2 所有受試者采用常規(guī)方法完成超聲心動(dòng)圖檢查，采用雙抗夾心ELISA法定量檢測(cè)靜脈血清sST2濃度。

3 sST2檢測(cè)方法：①標(biāo)本收集及儲(chǔ)存：所有受試者均于入院當(dāng)天采肘靜脈血5mL，以3000r/min速度離心10 min后，分離血清至EP管中，置于-70℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)錂z。②雙抗夾心ELISA法測(cè)定血清sST2濃度，試劑盒由美國(guó)Critical Diagnostics公司研制(向瑞締(上海)國(guó)際貿(mào)易有限公司購(gòu)買，規(guī)格：96T，批號(hào)：REF# BC-1065)，嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作及判斷結(jié)果。具體操作流程如下：①將預(yù)包被sST2的酶標(biāo)板室溫放置20min，分別加入倍比稀釋的sST2標(biāo)準(zhǔn)品和血清標(biāo)本；②在sST2試劑盒的標(biāo)準(zhǔn)品孔和樣本孔中依次加入辣根過氧化物酶(Horseradish Peroxidase, HRP)標(biāo)記的檢測(cè)抗體，用封板膜封住后37℃水浴60min；然后，分別用各試劑盒內(nèi)的洗滌液洗滌；③洗完后在sST2試劑盒每孔中加入底物，37℃避光孵育15min，加終止液后上機(jī)測(cè)定；④用酶標(biāo)儀于450nm波長(zhǎng)下檢測(cè)樣本吸光度(OD值)，得出sST2濃度。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、實(shí)驗(yàn)各組間基本資料比較

年齡、性別、空腹血糖(fastingplasmaglucose,FPG)在三組間兩兩比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；A2組體重指數(shù)高于N組和A1組，P<0.05;收縮壓在三組間兩兩比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；N組舒張壓高于A1、A2兩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05;N組甘油三酯(triglyceride,TG)、總膽固醇(cholesteroltotal,CHOL)、高密度脂蛋白-膽固醇(highdensitylipoprotein-cholesterol,HDL-C)均高于A1、A2兩組，且A1組高于A2組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05；N組低密度脂蛋白-膽固醇(lowdensitylipoprotein-cholesterol,LDL-C)高于A1、A2兩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05;A1、A2兩組hsCRP均高于N組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05;A1、A2兩組血尿素氮(bloodureanitrogen,BUN)、肌酐(creatinine,Crea)、尿酸(uricacid,UA)均高于N組，且A2組高于A1組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05。(見表1)。

表1 實(shí)驗(yàn)各組間基本資料對(duì)比

注：與N組比較：△P<0.05；與A1組比較：●P<0.05

二、實(shí)驗(yàn)各組間超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

左房?jī)?nèi)徑、左室舒張末徑、左室射血分?jǐn)?shù)、左室短軸縮短率、室間隔厚度在三組間兩兩比較均無差異，P>0.05；A1、A2兩組右房?jī)?nèi)徑大于N組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P(N&A1,N&A2,A1&A2 )=0.015, 0.006, 0.578；A2組主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右室內(nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑均高于A1組和N組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P主肺動(dòng)脈(N&A1,N&A2,A1&A2)=0.230, 0.000, 0.000;P右室內(nèi)徑(N&A1,N&A2,A1&A2)=0.462, 0.005, 0.022;P右室流出道(N&A1,N&A2,A1&A2)=0.183, 0.001, 0.013;A2組肺動(dòng)脈壓高于N組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P=0.044。(見表2)。

三、實(shí)驗(yàn)各組間NT-proBNP、sST2比較

A2組NT-proBNP、sST2均高于N組和A1組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 ),sST2 [N&A1&A2=( 9.325 ± 9.6 & 17.474 ± 14.495 & 40.401 ± 21.442 )ng·mL-1,P(N&A1,N&A2,A1&A2 )=( 0.263, 0.001, 0.011 )];NT-proBNP[N&A1&A2=( 72.792 ± 51.042 & 748.918 ± 878.391 & 8962.526 ± 4349.837 )pg·mL-1,P(N&A1,N&A2,A1&A2 )=( 0.556, 0.000, 0.000 )]。(見圖1)。

表2 實(shí)驗(yàn)各組間超聲心動(dòng)圖參數(shù)對(duì)比

注：與N組比較：△P<0.05；與A1組比較：●P<0.05

圖1 實(shí)驗(yàn)各組間NT-proBNP和sST2比較

四、NT-proBNP與sST2之間的相關(guān)性(Pearson相關(guān)性分析)

sST2和NT-proBNP呈中度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.538,P=0.005。(見表3)。

五、NT-proBNP與超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間的相關(guān)性(Pearson相關(guān)性分析)(見表3)

NT-proBNP與右房?jī)?nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑、主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、左室舒張末徑、室間隔厚度、肺動(dòng)脈壓呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r和P值分別為[與右房?jī)?nèi)徑(r=0.408,P=0.043 )、 與主肺動(dòng)脈內(nèi)徑 (r=0.792,P=0.000 )、與右室流出道內(nèi)徑(r=0.483,P=0.012 )、與左室舒張末徑(r=0.551,P=0.004 )、與室間隔厚度(r=0.394,P=0.046 )、與肺動(dòng)脈壓(r=0.406,P=0.040 )]; NT-proBNP與右室內(nèi)徑、左房直徑、左室射血分?jǐn)?shù)、左室短軸縮短率均無明確相關(guān)性，P>0.05。

六、sST2與超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間的相關(guān)性(Pearson相關(guān)性分析)

sST2和右室內(nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑、肺動(dòng)脈壓呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=( 0.513, 0.492, 0.421 ),P=( 0.007, 0.011, 0.032 )；sST2和左室射血分?jǐn)?shù)、左室短軸縮短率似乎呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，r=( -0.342, -0.318 )，P=( 0.088, 0.114 )；sST2和右房?jī)?nèi)徑、主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、左房直徑、左室舒張末徑、室間隔厚度無明確相關(guān)性，P>0.05。(見表3)。

表3 sST2、NT-proBNP與超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間的相關(guān)性分析

注：r代表相關(guān)系數(shù)；*代表與對(duì)照組比較P<0.05

討 論

sST2系心肌受機(jī)械牽張釋放入血的一種受體蛋白，能與特異性配體白介素33( interleukin-33, IL-33 )結(jié)合，其競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用降低IL-33與跨模型ST2( transmembrane ST2, ST2L )的結(jié)合水平，從而減弱ST2/IL33通路對(duì)心臟的保護(hù)機(jī)制，故sST2有“誘騙受體”[5]之稱。有研究顯示[6-7]，ST2/IL33通路失衡參與了左心衰竭患者的心肌重構(gòu)過程，sST2可作為心力衰竭敏感的生物學(xué)標(biāo)志物，與左室直徑、射血分?jǐn)?shù)等多項(xiàng)超聲心動(dòng)圖參數(shù)相關(guān)，但是否可作為慢阻肺所致肺心病的診斷標(biāo)志物，目前尚不十分清楚。

Ayako等[8]對(duì)特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(idiopathic pulmonary hypertension, IPAH)患者進(jìn)行了觀察，隨訪10年后，與NT-proBNP相比，sST2與紐約心功能分級(jí)之間同樣具有很好的相關(guān)性，且與不良預(yù)后顯著相關(guān)。我國(guó)Zheng等[9]采用ELISA法檢測(cè)血清sST2發(fā)現(xiàn)，IPAH組sST2濃度顯著高于對(duì)照組，與心指數(shù)和肺血管阻力呈正相關(guān)，反應(yīng)了肺動(dòng)脈高壓的嚴(yán)重程度，且能作為病情惡化的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。說明對(duì)于IPAH人群，sST2也是診斷心力衰竭和判斷預(yù)后的敏感生物學(xué)標(biāo)志物。Lucia A等[10]研究也發(fā)現(xiàn)，sST2有助于對(duì)慢阻肺所致肺動(dòng)脈高壓的診斷和預(yù)后評(píng)估。但對(duì)于慢阻肺合并肺心病的患者，sST2是否具有同樣的價(jià)值、其分布特征如何、與NT-proBNP和超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間呈現(xiàn)何種關(guān)系等方面，目前尚不十分清楚。眾所周知，肺動(dòng)脈高壓是肺心病發(fā)生發(fā)展的中心環(huán)節(jié)，系由于長(zhǎng)期肺組織疾病、肺血管疾病或胸廓運(yùn)動(dòng)障礙性疾病，引起肺動(dòng)脈高壓，導(dǎo)致右心重構(gòu)，表現(xiàn)為右心房、右心室擴(kuò)大或右心室壁增厚，最終發(fā)展為右心功能不全，是慢阻肺患者的常見住院和死亡原因之一，理論上推測(cè)sST2也可作為肺心病的生物學(xué)標(biāo)志物。

本研究發(fā)現(xiàn)，肺心病組sST2明顯高于健康對(duì)照組，與NT-proBNP呈中度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r達(dá)0.538(P=0.005)，Pearson相關(guān)性分析顯示，血清sST2濃度與肺動(dòng)脈壓力呈正相關(guān)，這符合慢阻肺患者合并肺心病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，并與上述關(guān)于特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓及慢阻肺的研究相吻合，說明sST2可以用于慢阻肺患者發(fā)生或發(fā)展為肺心病的診斷指標(biāo)。

sST2產(chǎn)生的機(jī)制及作用與NT-proBNP截然不同，后者在心臟容量或壓力負(fù)荷過重時(shí)，人心肌細(xì)胞首先合成含108個(gè)氨基酸的B型鈉尿肽原，之后在內(nèi)切酶的作用下被切割產(chǎn)生含76個(gè)氨基酸的NT-proBNP和含32個(gè)氨基酸的BNP，其中BNP具有擴(kuò)血管、利尿等減輕心臟負(fù)荷、改善心功能的作用[11-13]，從而改善心功能，類似于一種負(fù)反饋機(jī)制，一定程度上而言腦鈉肽的釋放屬于有利的代償反應(yīng)；sST2則屬于心肌受機(jī)械牽張時(shí)被釋放入血的一種受體蛋白，能與IL-33的中和，通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制機(jī)制，減少IL-33與ST2L結(jié)合水平，從而削弱了心肌IL-33/ST2L信號(hào)通路對(duì)心臟的保護(hù)作用，參與炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡及心肌重構(gòu)，促進(jìn)心功能不全進(jìn)程[14]。

Pearson相關(guān)性分析證實(shí)，本研究中，肺心病患者血清sST2水平與右室內(nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑呈正相關(guān)，既往研究也發(fā)現(xiàn)，敲除ST2 基因可導(dǎo)致嚴(yán)重的心肌肥厚和間質(zhì)纖維化，而抗sST2抗體封閉sST2后，則可以減弱心肌肥厚和間質(zhì)纖維化的程度[15]，說明ST2L/IL-33通路可能也參與了右心重構(gòu)的過程。有趣的是，NT-proBNP雖與右房?jī)?nèi)徑、右室流出道內(nèi)徑、主肺動(dòng)脈內(nèi)徑之間具有正相關(guān)性，但同時(shí)也與左室舒張末徑、室間隔厚度呈正相關(guān)，且與右心室內(nèi)徑無明確相關(guān)性，這樣一來，NT-proBNP濃度可能因?yàn)槭艿阶笫沂鎻埬健⑹议g隔厚度的影響而干擾對(duì)肺心病本身的判斷，從這個(gè)角度來說，對(duì)于肺心病的特殊人群，sST2可能是較NT-proBNP更好的選擇。

綜上所述推測(cè)，IL-33/ST2L通路可能成為肺心病診斷、治療和預(yù)防的新興靶點(diǎn)，研究IL33/ST2L通路在肺心病中的作用非常重要，但仍需要更大樣本量、前瞻性的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)加以證實(shí)。另外，肺心病患者的呼吸困難機(jī)制相對(duì)于左心功能不全更為復(fù)雜，既有心功能不全的因素，也有肺功能不全和肺動(dòng)脈高壓的因素，根據(jù)呼吸困難分級(jí)(modified Medical Research Council dyspnoea scalem, mMRC分級(jí))及氣流受限嚴(yán)重程度肺功能分級(jí)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探討sST2對(duì)肺心病的應(yīng)用價(jià)值必不可少。

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Characteristics and correlation among sST2, NT-proBNP and echocardiography parameter in pulmonary-heart disease patients

LISheng-hao,XUZhao-yuan,ZHOUYu-hang,XIAOYi,DUYing-rong

CardiologyDepartment,theSixthAffiliatedHospitalofDaliCollege,Kunming,Yunnan650041,China

Objective To investigate the diagnostic value of serum sST2 in pulmonary-heart disease patients by analyzing the relationship and characteristics among sST2, NT-proBNP and echocardiography parameter. Methods 57 patients with chronic pulmonary-heart disease from January 1st to March 31st, 2016, were selected as the pulmonary-heart disease group, and they were divided into 2 groups according to NT-proBN: 27 in the group A1 (NT-proBNP<4000 pg·mL-1) and 30 in the group A2 (NT-proBNP≥4000pg·mL-1). Meanwhile, 21 healthy individuals were taken as the control group (group N). All subjects were older than 44 years, and there was no difference among these groups in age and gender. The level of serum sST2 was tested by ELISA and the echocardiography parameters were collected. The relationships among sST2, NT-proBN and echocardiography parameters in the 3 groups were evaluated. Results 1. The level of serum sST2 was significantly higher in the group A2 than in the group N and A1 (P<0.05). 2. Pearson correlation analysis showed that the correlation coefficient was 0.538 (P<0.05) when relationship was analyzed between sST2 and NT-proBNP. 3. There was positive correlation among sST2 and RVDd, RVOT or PPA, and the correlation coefficient was 0.513, 0.492, and 0.421, respectively (P<0.05). Conclusion sST2 can be used as an efficient biomarker of pulmonary-heart disease.

pulmonary-heart disease; soluble human stromelysin-2; N-terminal pro-brain natriuretic peptide; echocardiography parameter

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.01.022

昆明市官渡區(qū)科技局“社會(huì)發(fā)展與科技惠民計(jì)劃”基金(No 官科計(jì)字2015S01號(hào))

650041 云南 昆明，大理學(xué)院第六附屬醫(yī)院 心血管內(nèi)科

杜映榮，Email: dyr_km@163.com

2016-04-27]