血清S100B水平升高與慢性心力衰竭患者臨床嚴重程度、腎功能受損及心血管主要終點事件的關系

陳衛衛 吳曾繁 張遠生 吳學正 陳躍武

(海南醫學院第二附屬醫院心血管內科二區，海南 海口 570311)

S100蛋白是一組分子量在10～12 kD的低分子量鈣結合蛋白，其氨基酸序列在脊椎動物中高度保守，與鈣調蛋白及其他EF手型鈣離子結合蛋白具有高度同源性，目前共發現有21個成員，除S100G之外，其他所有的S100蛋白均以二聚體的形式發揮作用，具有以下生物學效能：調節鈣穩態、細胞生長和分化、細胞骨架的運動、能量代謝等〔1，2〕。一些體內和體外實驗顯示S100蛋白家族成員的表達水平在受損的心肌中受到不同程度的調控。S100B蛋白最初發現于星形膠質細胞、少突膠質細胞和施旺細胞中，被認為是中樞神經系統損傷的標志物〔3〕。相關研究提示血清S100B水平升高與心血管、腎臟及慢性肺疾病密切相關。最新研究發現，擴張型心肌病和缺血性心臟病患者血清S100B水平均升高，缺血性心臟病大鼠心肌S100B表達上調。心肌梗死(MI)后 S100B的誘導表達可調節左心室重構、抑制心肌細胞肥大、增加心肌細胞凋亡，從而導致心功能惡化〔4,5〕。S100B主要通過與晚期糖基化終產物受體(RAGE)相互作用而介導不同的生物學效應，兩者在缺血性心肌中的表達均上調，提示S100B-RAGE相互作用及其所引起的病理機制在心功能惡化中發揮了重要的作用〔6,7〕，但關于S100B-RAGE 相互作用是否在腎臟疾病中發揮重要作用至今仍無相關研究支持。目前關于S100B與慢性心力衰竭(CHF)合并腎功能不全(RI)患者臨床轉歸的相關研究也未見報道。本研究旨在CHF合并與不合并RI的患者中探索血清S100B水平的升高是否與 CHF 患者的臨床嚴重程度、腎功能受損程度及心血管主要終點事件(MCE)相關。

1 資料和方法

1.1研究對象及分組 選取2015年12月至2018年12月海南醫學院第二附屬醫院心內科收治的242例確診為缺血性心肌病的住院患者(CHF組)，68例女性，174例男性患者均符合2005年美國心臟病學會基金會/美國心臟協會(ACC/AHA)指南中成人心力衰竭的診斷標準〔8〕，并具有CHF的癥狀和體征〔紐約心臟病協會(NYHA)心功能Ⅱ～Ⅳ級〕，且超聲心動圖證實左心室射血分數(LVEF)<45%。為了確定血清S100B蛋白水平與臨床結果之間的關系，本研究納入了具有高MCE發生率的嚴重CHF患者，如LVEF較低，年齡較大和心律失常的患者。排除標準為急性 MI 或3個月內曾發生MI、風濕性心臟病、免疫系統疾病、糖尿病、神經和精神疾病，以消除這些疾病對循環S100B水平的潛在影響。

根據患者是否與RI組合，將患者分為CHF-RI組(n=96)和CHF-非RI組(n=146)。 對照組由64例年齡匹配的正常人組成(正常對照組)，沒有心血管和腎臟疾病的病史和證據。 為了更好地研究S100B與CHF患者腎功能不全之間的關系，本研究還招募了62例單純RI患者作為對照組(RI組)，22例女性，40例男性，該組患者符合上述排除標準。 在正常對照組和RI組中通過超聲心動圖證實了缺乏CHF的證據。受試者均接受超聲心動圖測量，以測量收縮壓，舒張壓和體重指數(BMI)。通過由美國腎臟基金會〔9〕推薦的腎臟病膳食改良試驗(MDRD)方程計算的估計腎小球濾過率(eGFR)評估腎功能，并且eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)被認為是RI。研究方案經醫院倫理委員會批準，入選者均簽署知情同意書。

1.2血清指標的檢測 在出院前1 d從患有CHF的患者中采集血液樣品，對照組的血液樣品來自年度常規健康檢查。所有受試者禁食超過8 h收集5 ml空腹血液，并在4℃下以3 000 r/min離心10 min。將上部血清分離并儲存在-70℃冰箱。受試者均接受全面的臨床實驗室檢查，包括總膽固醇，三酰甘油，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，糖化血紅蛋白(HbA1c)，血尿素氮，肌酐和尿酸。使用市售的酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒測定血清S100B水平(BioVendor，捷克共和國)，超敏C反應蛋白(hs-CRP；Biocheck Laboratories，Toledo，OH)和腫瘤壞死因子(TNF)-α；通過電化學發光免疫測定(ECLIA)試劑盒(Roche Diagnostics)測定血清NT-proBNP的表達水平。

1.3超聲心動圖評估 采用GE心超儀以2.5 MHz探頭采集患者靜息，左側和呼氣末的經胸二維超聲心動圖圖像。測量左心室收縮末期和舒張末期容積，并根據AHA指南推薦的雙平面Simpson方法計算LVEF。計算3個連續心動周期的平均值。

1.4患者隨訪 患者均接受正規抗 CHF 藥物治療，并在出院后進行每3個月1次、為期1年的專病門診或電話隨訪，同時記錄MCE(包括全因死亡、難治性 CHF 多次再入院、心臟移植) 。

1.5統計學處理 使用SPSS22.0軟件進行分析。使用柯-斯二氏檢驗對連續性檢驗進行正態性檢驗，對不服從正態分布的連續變量進行對數變換；兩個獨立樣本用于t檢驗或方差分析；使用Pearson或Spearman相關分析進行相關分析；線性回歸分析和邏輯回歸分析用于確定CHF的危險因素；Cox比例風險回歸模型用于確定血清S100B水平與MCE之間的關系。

2 結 果

2.1基線臨床資料的比較 任何兩組之間沒有年齡或性別差異。 與正常對照組相比，CHF組心功能不良(NYHA心功能分級Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ分別占47.1%，42.9%和10.1%)，腎功能差(血清尿素氮，肌酐和尿酸水平顯著更高)。超聲心動圖顯示左心房直徑(LAD)、左心室舒張末期直徑(LVEDD)、左心室收縮末期直徑(LVESD)、左心室舒張末期容積(LVEDV)和左心室收縮末期容積(LVESV)顯著增加，而LVEF顯著下降(P<0.05)。見表1、表2。

表1 各組實驗室指標比較

與正常對照組比較：1)P<0.05；與RI組比較：2)P<0.05；下表同

表2 各組超聲心動圖指標的比較

2.2各組患者血清 NT-proBNP、S100B、hs-CRP 和 TNF-α 水平 與正常對照組相比，CHF組血清NT-proBNP，S100B，hs-CRP和TNF-α水平顯著升高(P<0.05)。 根據是否合并RI對CHF患者進行分組后，兩個亞組患者的血清上述指標仍顯著高于正常對照組(P<0.05)，見表3。

表3 各組血清S100B水平與其他生化指標的比較

2.3血清 S100B 水平與心功能、腎功能的關系 在對非正態分布連續變量進行對數變換后，對S100B水平和其他指標進行Pearson相關分析。結果顯示，CHF患者血清S100B水平與LVEF呈負相關(r=-0.248，P=0.016)，與LVEDV(r=0.213，P=0.047)和NT-proBNP(r=0.233，P= 0.039)呈正相關。提示血清S100B水平升高與心臟功能惡化有關。腎功能不全患者的血清S100B水平與eGFR呈負相關(r=-0.282，P=0.037)，但無腎功能不全的患者之間無相關性(r=-0.113，P=0.286)。

2.4血清S100B水平與MCE 的關系 在隨訪期間〔平均隨訪期(12.9±2.7)個月〕，MCE發生在68例CHF患者中，包括20例全因死亡和48例再次入院治療頑固性心力衰竭。與再次入院組及無MCE生存組相比，全因死亡組血清S100B和NT-proBNP水平顯著升高(P<0.05)。見表4。

表4 發生及未發生MCE的CHF患者血清S100B和其他測定指標的比較

與無MCE生存組比較：1)P<0.05;與再次入院組比較：2)P<0.05

2.5多因素Logistic回歸分析 所有入選的人群都納入多變量Logistic逐步回歸分析中。 分為兩個模型：模型Ⅰ校準傳統的心力衰竭危險因素，顯示肌酐、尿酸升高和BMI與CHF風險相關(P<0.05)；模型Ⅱ在模型Ⅰ中具有顯著風險基于因子引入血清NT-proBNP，S100B，hs-CRP和TNF-α的水平，表明S100B(OR=1.743，P=0.026)，NT-proBNP(OR=3.418,P=0.026)，TNF-α(OR=3.362,P=0.009)和尿酸(OR=1.995,P=0.030)與CHF風險獨立相關(P<0.05)。

2.6Cox比例風險分析 在Cox比例風險回歸模型中，校正因子包括年齡，性別，BMI，LVEF，NYHA心功能分級，RI和血清S100B水平。調整其他因素后，血清S100B水平與MCE發生率顯著相關(RR=1.738；95%CI：1.054～2.865；P=0.030)，與MCE發病率相關的其他因素為RI(RR=2.316；95%CI：1.094～4.903；P=0.028)。

3 討 論

本研究結果顯示，CHF患者血清S100B水平升高，而CHF合并RI的患者更高；血清S100B水平與炎癥因子hs-CRP、TNF-α有關，并與CHF患者的超聲心動圖改變及NT-proBNP水平有關，同時與CHF合并RI患者的eGFR相關；Logistic回歸分析證實血清S100B水平是CHF發生的獨立危險因子。故本研究提示S100B蛋白可能在CHF合并RI的發病機制中發揮重要作用。此結果證明了血清S100B水平升高與CHF合并RI患者的病程進展有關。

S100B是S100蛋白家族的成員，S100B從細胞中釋放并通過旁分泌和自分泌途徑觸發細胞反應〔10，11〕。既往研究證實，S100B可以調節心肌梗死后心室重構，抑制心肌細胞肥大，誘導心肌細胞凋亡，導致心功能下降，抑制S100B可阻斷上述反應〔12，13〕。體外研究表明，S100B通過細胞外調節蛋白激酶(ERK)1/2和p53的RAGE依賴性磷酸化誘導心肌，同時增加促凋亡的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)-3表達和活性，促進活性氧形成，并減少抗凋亡Bcl-2表達〔14〕。作為S100B的重要受體，RAGE在多種細胞中表達，包括神經細胞，血管細胞，炎性細胞，腎小球上皮細胞，足細胞和心肌細胞，并介導多種病理生理作用。RAGE在壓力或損傷期間上調，并且使用藥物阻斷RAGE可保護分離的灌注心臟免受損傷并防止心肌功能障礙〔15〕。

血清S100B水平與腎功能受損有關。 腎臟可以在病理條件下誘導S100B的表達增加，而S100B也可以由于腎功能障礙的排出減少而在腎組織中累積。 然后，累積的S100B蛋白通過RAGE依賴性和非RAGE依賴性途徑誘導炎癥反應，腎小球上皮細胞凋亡和細胞外基質增加，導致腎功能進一步惡化。

血清S100B水平升高與CHF患者的預后不良有關，并且是CHF發展的獨立危險因素。 推測S100B與CHF患者的臨床惡化密切相關。 本研究還存在一些局限性和不足之處。 如樣本量相對較小，隨訪時間僅為1年。 此外，為了排除糖尿病對S100B水平的影響，更好地反映了由于CHF的病理生理結果導致的S100B的上升，本研究排除了糖尿病患者，而糖尿病是心血管疾病的重要危險因素，而S100B對糖尿病并發癥也起著決定性的作用。 在這方面，仍需要更多的大規模前瞻性研究來證實S100B在CHF發病機制中的作用。

綜上，血清S100B水平升高與CHF患者的心功能不全，RI嚴重程度和MCE相關，并且是CHF發展的獨立預測因子和MCE的危險因素。 然而，關于S100B與CHF之間關系的研究很少，仍需要更深入的研究和循證醫學證據支持。