血清Galectin-3、PTX-3與擴張型心肌病心力衰竭臨床指標的相關性

孫宏超 金鳳表 侯維娜 王青松 李博 金大鵬 侯瑞田

(1任丘市人民醫院，河北 任丘 062550；2承德醫學院附屬醫院心臟內科)

擴張型心肌病(擴心病)是一種病因不明的心肌病，以心腔擴張為主，多系心肌廣泛纖維化的結果，主要特征是心功能障礙、心力衰竭(心衰)。研究表明在有癥狀的擴心病心衰患者中5年的病死率接近50%〔1〕。 所以，提升對擴心病心衰的早期診斷能力及有效治療水平意義重大。隨著對心衰炎癥機制的不斷研究，目前已經證實某些炎癥因子在擴心病心衰中起著舉足輕重的作用〔2〕。相關研究表明半乳凝集素(Gal)-3、正五聚體蛋白(PTX)-3在心肌細胞纖維化、心室重塑及心衰的病理生理進程中起著決定性的作用，有望成為擴心病心衰早期診斷及指導治療的標志物〔3〕。本研究通過聯合檢測血清Gal-3和PTX-3水平，探討兩者與腦鈉肽(BNP)、左心室功能超聲參數、心功能分級的關系，為此類疾病的早期診斷、危險分層及指導治療提供新方法。

1 資料與方法

1.1入選對象及標準 選2015年2～10月就診于承德附屬醫院心內科的擴心病心衰患者45例。心衰的診斷標準參照第8版內科學教科書及2014年中國心衰診斷和治療指南。按紐約心臟病協會(NYHA)心功能分級標準分為Ⅱ級10例、Ⅲ級15例、Ⅳ級20例。排除標準：缺血性心肌病、急性心肌梗死、高血壓性心臟病、縮窄性心包炎、肥厚或限制性心肌病、心肌炎、心臟瓣膜病、心源性休克、血容量不足或任何其他情況禁忌給予血管擴張劑患者，庫欣綜合征、阿迪森病、原發性醛固酮增多癥、甲狀腺功能亢進等內分泌系統疾病患者，外傷、結締組織病患者，嚴重肝腎功能不全者、各種惡性腫瘤、妊娠、哺乳者、合并感染者。選擇同期于承德醫院附屬醫院體檢中心健康人45例作為對照組。對照組女25例，男20例，年齡43～79歲，平均年齡(61.8±9.2)歲。心衰組女20例，男25例，年齡42～87歲，平均年齡(61.6±11.7)歲。兩組性別、年齡差異均無統計學意義(P>0.05)。

1.2資料收集 詳細記錄入選對象的一般情況，如性別、身高、體重、年齡、基礎疾病、既往病史、心功能分級、口服用藥等基本臨床資料。心衰組：監測生命體征、肺部有無濕性啰音、觀察有無呼吸困難癥狀、頸靜脈是否充盈或怒張、下肢是否水腫等體征。檢測全部入選者入院時的BNP水平及心衰組治療10 d后BNP水平，完善血常規、肝腎功能、電解質、心臟彩超等檢查，同時收集全部入選者入院時及心衰組治療10 d后的血清樣本，待集中檢測。

1.3心衰組用藥及使用方法 心衰組均給予正規抗心衰治療，包括洋地黃類強心藥、非洋地黃類正性肌力藥物、利尿藥、硝酸酯類、β受體阻滯劑、血管緊張素轉化酶抑制劑(ACEI)類〔不能耐受者給予血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)類〕等。

1.4相關指標的測定

1.4.1BNP 由心臟內科專業人員進行檢測，使用美國博適公司生產的BNP檢測儀。

1.4.2常規生化指標 血常規、肝腎功能、電解質，采用我院生化室檢測值，日立全自動7600生化分析儀。

1.4.3Gal-3、PTX-3的測定 研究對象均在清晨靜息空腹時采集肘靜脈血3～4 ml注入不含任何成分的無菌試管，室溫下血液自然凝固30 min以上，然后以3 000 r/min，4℃離心10 min，然后取上清液存放于-80℃冰箱，待測血清Gal-3、PTX-3。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)進行檢測。試劑盒為北京海誠遠宏科技有限公司提供的人Gal-3和PTX-3試劑盒。Gal-3檢測范圍0.156～10.000 ng/ml，PTX-3檢測范圍0.312～20.000 ng/ml。檢測時嚴格按ELISA試劑盒說明書程序進行操作。

1.4.4心臟彩超的檢測 由醫院超聲科進行檢查。采用Philips彩色多普勒超聲診斷儀測量左心室射血分數(LVEF)、左心室舒張末期前后徑(LVEDD)。

1.5統計學方法 采用SPSS19.0進行χ2檢驗和t檢驗、方差分析。數據呈偏態分布，進行以10為底對數轉換后呈正態分布。參數數據的相關性分析用Pearson相關分析，非參數資料的相關性分析用Spearman相關分析。構建受試者工作特征(ROC)曲線評價生物標志物的臨床診斷價值。

2 結 果

2.1急性期、緩解期、對照組之間血清Gal-3、PTX-3、lgBNP水平比較 心衰組急性期的Gal-3和PTX-3水平均明顯高于心衰組緩解期及對照組(P<0.01)。心衰組急性期lgBNP濃度明顯高于心衰組緩解期及對照組(P<0.01),見表1。

表1 心衰組急性期、緩解期及對照組間血清Gal-3、PTX-3、lgBNP水平比較

與心衰組緩解期比較:1)P<0.01；與對照組比較:2)P<0.01

2.2心衰組不同心功能分級組間血清Gal-3、PTX-3、lgBNP水平比較 Gal-3水平Ⅲ級、Ⅳ級組顯著高于Ⅱ級組(P<0.01)，Ⅳ級組高于Ⅲ級組，但無統計學差異(P=0.467)；PTX-3水平Ⅲ級、Ⅳ級組顯著高于Ⅱ級組(P<0.01)，Ⅳ級組高于Ⅲ級組，但差異無統計學意義(P=0.912)；lgBNP水平Ⅲ級、Ⅳ級組顯著高于Ⅱ級組(P<0.01)，Ⅳ級組高于Ⅲ級組，但差異無統計學意義(P=0.188)，見表2。

表2 不同心功能分級組間血清Gal-3、PTX-3、lgBNP水平比較

與心功能Ⅱ級比較:1)P<0.01

2.3心衰組急性期Gal-3、PTX-3與lgBNP、心功能分級、LVEF及LVEDD的相關性 Gal-3與心功能分級、LVEDD呈正相關，與LVEF呈負相關(均P<0.01)；PTX-3與心功能分級、LVEDD呈正相關，與LVEF呈負相關(均P<0.01)。Gal-3與PTX-3、lgBNP呈正相關(P<0.01)，PTX-3與lgBNP呈正相關(P<0.01),見表3。

表3 心衰組急性期Gal-3、PTX-3與lgBNP、心功能分級、LVEF及LVEDD的相關性

2.4血清Gal-3、PTX-3、BNP對擴心病心衰的診斷價值 Gal-3診斷擴心病心衰的ROC曲線下面積(AUC)為0.872(P<0.001，95%CI為0.801～0.943)；PTX-3診斷擴心病心衰的AUC為0.853(P<0.001，95%CI為0.777～0.929)；BNP診斷擴心病心衰的AUC為0.912(P<0.001，95%CI為0.853～0.970)，見圖1。

圖1 BNP、Gal-3、PTX-3對擴心病心衰診斷的ROC曲線

2.5聯合檢測血清Gal-3、PTX-3、lgBNP對擴心病心衰的診斷價值 通過使用二元Logistic回歸繪制ROC曲線得出聯合檢測血清Gal-3、PTX-3診斷擴心病心衰的AUC為0.910(P<0.01，95%CI為0.852～0.968)；聯合檢測血清Gal-3、lgBNP診斷擴心病心衰的AUC為0.916(P<0.01，95%CI為0.859～0.973)；聯合檢測血清PTX-3、lgBNP診斷擴心病心衰的AUC為0.931(P<0.01，95%CI為0.881～0.982)；聯合檢測血清Gal-3、PTX-3、lgBNP診斷擴心病心衰的AUC為0.930(P<0.01，95%CI為0.879～0.981)，見圖2。

圖2 BNP、Gal-3、PTX-3對擴心病心衰診斷的ROC曲線

3 討 論

目前已證實心肌纖維化與擴心病心衰的發生發展有著密切的聯系。研究表明，由激活的巨噬細胞可分泌一種β-半乳糖苷結合蛋白-Gal-3。它能夠導致炎癥、腫瘤生長和心臟纖維化〔4,5〕。在心肌受到損傷后Gal-3釋放到心肌細胞，促使成纖維細胞、肌纖維母細胞增殖和Ⅰ型膠原沉著，激活的肌纖維母細胞和成纖維細胞還有沉積到細胞外基質的膠原最終使心肌纖維化〔4～8〕。 Hrynchyshyn等〔4〕證實在心衰患者的血清中Gal-3的表達水平是明顯升高的。Sharma等〔6〕證實將Gal-3注入正常小鼠的心包囊內，能夠致使心臟重構的發展，且具有Gal-3最高表達水平的小鼠組的心臟纖維化程度最高。Lopez-Andrès等〔9〕對心衰大鼠模型的研究發現，心肌細胞中巨噬細胞被大量活化而且Gal-3的表達水平增加。Liu等〔10〕將Gal-3注入成年雄鼠心包內，證實Gal-3可導致心肌炎癥、重構甚至功能障礙，將N乙酰-絲氨酰-天冬氨酰-賴氨酰-脯氨酸和Gal-3同時注入雄鼠心包內，不僅能夠抑制炎癥反應和纖維化，還能夠改善心衰癥狀。綜上所述，Gal-3參與了心力衰竭發生發展的進程，且干預Gal-3的表達水平能夠改善心室重構。

PTX-3是一個新近發現的炎癥標志物，一種由382個氨基酸組成的正五聚體蛋白，是急性期反應蛋白家族成員之一〔11〕。在促炎細胞因子作用下，在炎癥局部由單核巨噬細胞、血管內皮細胞、成纖維細胞、受損心肌細胞、平滑肌細胞等產生〔12〕，主要來源于受損的血管及心臟組織，能夠反映局部炎癥狀態，與心力衰竭的發生、發展和預后密切相關。PTX-3與成纖維細胞生長因子(FGF)-2、胞外基質蛋白(TSC)-6等結合，抑制血管發生和修復，使血管/心肌密度降低，心肌供氧供血不足，從而促使心肌細胞凋亡及心室重構〔13〕。

Calvier等〔14〕研究發現，Gal-3能夠調節醛固酮介導的心肌纖維化進程。Lok等〔15〕也證實Gal-3與左心室重構相關。Chen等〔16〕發現心衰患者血清中的Gal-3濃度明顯高于正常人，血清內Gal-3的水平與左心室功能及結構相關。Katooka等〔17〕研究證實心衰患者的血清PTX-3水平顯著高于正常人，且發現PTX-3升高是心衰患者發生心臟事件的獨立預測因子。Suzuki等〔18〕也證實心衰患者血清PTX-3水平是升高的，且隨著NYHA心功能分級的增加，血清PTX-3水平亦增高。本研究證實Gal-3、PTX-3促使心肌發生纖維化與心室重構，而且濃度越高心衰程度越重，與擴心病心衰的病理生理進程有著緊密的聯系。

目前，關于Gal-3、PTX-3與抗心衰藥物療效的相關性研究較少，本研究說明藥物干預治療擴心病心衰是有效的，也證實Gal-3、PTX-3可用于評價藥物療效與指導治療。由于本研究樣本量較小，存在一定的局限性，研究結論還需大數據證實。

本研究表明，Gal-3、PTX-3、BNP對擴心病心衰均有較高的診斷價值，且三者聯合檢測可明顯提高診斷價值。Gal-3、PTX-3與BNP、NT-ProBNP不同，它們與心衰的關系是非容量依賴性的，在心衰早期即表達增加，參與整個心衰的進程，更能準確反映心功能水平及心室重構的進展程度。同時，BNP、NT-ProBNP水平也易受多方面因素影響，如肺、肝腎疾病、肥胖、性別、年齡等，不能完全客觀地反映出心衰的風險程度和疾病進程，也不能更好地對心衰進行危險分層及預后評估。因此，聯合檢測血清Gal-3、PTX-3、BNP可提高對擴心病心衰的早期診斷及危險分層價值。

綜上所述，Gal-3、PTX-3可作為擴心病心衰的早期診斷、危險分層及評價治療效果的標志物進行更加深入的研究。