血清CD38水平與心力衰竭患者生活質量評估的臨床研究

端家豪 王茹婷 馮欽文 黃 凱 應杭峰 楊 春 朱 濱 楊 玲

心力衰竭是一種由于心臟結構或功能異常導致以體循環或肺循環淤血為主要表現的臨床綜合征[1]。作為各種病因所致心臟疾病的終末階段,心力衰竭是全球慢性疾病防治的重點內容[2]。隨著人口老齡化及心血管疾病危險因素的增多,我國心力衰竭發生率及住院患者病死率居高不下,心力衰竭現患病人數約為890萬人[3]。由于感染是心力衰竭發作的首要原因,炎癥在心力衰竭發生、發展中的作用被日益重視[4]。研究顯示,循環炎性細胞因子C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)有用于預測慢性心力衰竭預后的價值[5,6]。白細胞分化抗原38(cluster of differentiation 38,CD38)最初被描述為T細胞中誘導細胞活化的一種表面蛋白,隨后在多種免疫細胞及神經細胞、心肌細胞等非免疫細胞中也發現有相關表達[7,8]。CD38可通過維持NAD+穩態、降低NAD 依賴性脫乙酰酶(sirtuin 1,SIRT1)活性及產生第二信使調節細胞內鈣水平等方式參與心血管疾病的發生、發展[9,10]。然而,有關CD38在心力衰竭患者中的表達及相關機制研究仍較為缺乏。

本研究采用酶聯免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)測定了心力衰竭患者血清CD38的表達水平,并結合心力衰竭患者的臨床資料建立了一項用于預測心力衰竭患者活動耐量與生活質量的診斷模型,為心力衰竭患者的診療及預后管理提供參考依據。

材料與方法

1.研究對象及資料來源:選擇2022年1～5月蘇州大學附屬第三醫院心力衰竭確診患者51例,診斷標準符合《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》的慢性心力衰竭患者,男女性別比例為35∶16,患者年齡46～89歲,平均年齡為68.2±10.5歲。正常對照組選取健康體檢者8例,男女性別比例為5∶3,年齡42～79歲,平均年齡為61.1±14.1歲。本研究已通過蘇州大學附屬第三醫院醫學倫理學委員會的批準(倫理學審批號:2021科第139號)。

2 儀器與試劑:CD38間接ELISA法檢測試劑盒(美國Proteintech公司,貨號KE00253);SpectraMax iD3 多功能酶標儀(美國Molecular Devices公司);恒溫混勻器(德國Eppendorf 公司)。氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)自動免疫分析儀(丹麥Radiometer 公司,型號AQT90 FLEX);血紅蛋白、白蛋白、肌酐、總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、載脂蛋白A1、載脂蛋白B檢測均使用全自動生物化學分析儀檢測。超聲心動圖檢查儀器(荷蘭 Philips公司,型號EPIQ7C),左心室射血分數采用雙平面Simpson法測量。

3．血清樣本的制備:所有患者在入院第2天清晨空腹狀態由專業護士收集其外周靜脈血2ml,在4℃環境中3000r/min(離心半徑為17.8cm)離心10min,分離獲得上清,置于-80℃冰箱保存備用。

4.CD38的檢測:使用人CD38雙抗夾心ELISA檢測試劑盒及酶標儀讀取樣本光密度(A值),使用四參數擬合法繪制標準曲線,推算各樣本血清CD38濃度,實驗步驟嚴格按照試劑盒說明書操作。

5.心力衰竭患者的活動耐量及生活質量評價:所有心力衰竭患者在入院48h內經心血管內科專業醫生指導完成堪薩斯城心肌病調查問卷(Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire-12,KCCQ-12),并計算出總評分。根據心力衰竭患者KCCQ-12評分的中位數(32.16分)進一步將心力衰竭患者分為低KCCQ-12評分組及高KCCQ-12評分組。

結 果

1.心力衰竭組與正常對照組的臨床特征比較:心力衰竭組與正常對照組的年齡、性別、血壓、體重指數、吸煙史、酗酒史及血脂水平比較,差異無統計學意義(P>0.05)。與對照組比較,心力衰竭組患者可觀察到血清CD38水平明顯升高(0.09±0.08ng/ml vs 0.30±0.37ng/ml,P=0.025)。統計分析結果見表1。

表1 正常對照組與心力衰竭組的血清CD38水平及臨床特征分析

2.血清CD38水平的相關性分析:心力衰竭組患者血清CD38水平與白細胞計數的相關性系數為0.253(P=0.073),與KCCQ-12評分的相關性系數為0.267(P=0.058)。

3.心力衰竭患者低KCCQ-12評分組與高KCCQ-12評分組的臨床特征比較:兩組患者年齡、心功能分級、NT-proBNP、白蛋白、總膽固醇、高密度脂蛋白、載脂蛋白A1、載脂蛋白B、肌酐水平及血清CD38水平比較,差異有統計學意義(P<0.05)。與低KCCQ-12評分組比較,高KCCQ-12評分組的血清CD38水平明顯升高(表2)。

表2 心力衰竭患者低KCCQ-12評分組與高KCCQ-12評分組的血清CD38水平及臨床特征分析

4.心力衰竭患者活動耐量與生活質量預測模型的建立:通過LASSO篩選預測變量(圖1),最終納入血清CD38水平、體重指數、NYHAⅣ級(美國紐約心臟病學會心功能分級Ⅳ級)、氨基末端腦鈉肽前體的自然對數(lnNT-proBNP)、載脂蛋白A1、載脂蛋白B、肌酐及左心室射血分數為變量建立預測模型,用于預測心力衰竭患者的活動耐量與生活質量。根據預測模型參數繪制列線圖,通過每項預測變量向上讀取相應的分數,最后相加得到總分,并根據總分向下讀取心力衰竭患者較高活動耐量及生活質量的預測概率(圖2)。

圖1 心力衰竭患者生活質量預測模型的建立

圖2 心力衰竭患者生活質量預測模型的列線圖

圖3 心力衰竭患者生活質量預測模型的評價

5.心力衰竭患者活動耐量與生活質量預測模型的評價與驗證:繪制的ROC曲線顯示該預測模型的AUC為0.939(圖3A),校準度檢驗顯示繪制的校準曲線大致沿參考線分布(圖3B),提示模型具有良好的區分度及校準度。該模型的區分度顯著高于CD38、載脂蛋白A1等單個預測因素所構建的模型(表3)。決策曲線顯示該模型用于預測心力衰竭患者活動耐量及生活質量的凈收益在整個閾值范圍內都超過參考模型(圖3C)。對預測模型進行Bootstrap重復取樣500次,得到一致性指數(C-index)為0.918,提示模型預測效能良好,具有可重復性。

表3 診斷模型與各檢測指標ROC曲線對比

討 論

近年來,生物學標志物因其可以揭示心力衰竭的病理生理特征,如心肌細胞損傷、炎癥及神經激素失調等而受到廣泛關注[11]。目前腦鈉肽(brain natriuretic peptide,BNP)與NT-proBNP已在心力衰竭的診斷、治療及預后方面發揮重要作用[12]。本研究發現,心力衰竭患者的血清CD38水平顯著高于健康受試者,其差異有統計學意義。研究表明,CD38基因敲除小鼠通過抗氧化應激通路保護小鼠心臟免受缺血再灌注損傷,并能緩解血管緊張素Ⅱ誘導的血管重塑及心肌肥厚[13～15]。據此筆者推測,CD38有望成為心力衰竭的新型生物學標志物及治療靶點,但其參與心力衰竭的機制仍需進一步研究。

心力衰竭是一種以慢性低水平炎癥為特征的疾病,炎癥生物學標志物水平與心力衰竭患者的嚴重程度相關[11,16]。本研究結果顯示,心力衰竭患者血清CD38水平與白細胞數量呈正相關,但差異無統計學意義,提示在心力衰竭患者中血清CD38水平與炎性反應相關。此外,心力衰竭患者的血清CD38水平與KCCQ-12評分存在正相關的趨勢。KCCQ-12評分是目前公認的用于心力衰竭患者活動耐量及生活質量評價的工具[17]。在心力衰竭患者的健康評估試驗中,KCCQ-12評分與心力衰竭患者的臨床結局及預后密切相關[18,19]。動物實驗表明,補充CD38抑制劑可延長小鼠壽命及增強運動耐力[20,21]。因此,血清CD38水平有望成為心力衰竭患者預后評價的客觀工具之一,后續需進行大樣本多中心的隨訪研究探討血清CD38水平與心力衰竭預后的相關性。

本研究通過LASSO篩選預測變量用以構建心力衰竭患者生活質量的預測模型,并進行Bootstrap內部驗證。從眾多臨床指標中篩選出的8個預測變量包括血清CD38水平、體重指數、NYHAⅣ級、lnNT-proBNP、載脂蛋白A1、載脂蛋白B、肌酐及左心室射血分數。除血清CD38水平以外,其余指標均可從心力衰竭住院患者的臨床資料中獲取,具有一定科學性及客觀性。對預測模型的原始數據繪制ROC曲線,其AUC為0.939,提示模型具有較高的準確性,并且該模型用于預測心力衰竭患者生活質量的準確性高于任何單一預測變量。校準曲線顯示預測發生率與實際發生率基本相符,提示該模型預測能力良好。決策曲線提示該模型具有一定的診斷價值及良好的臨床效用。通過Bootstrap重復取樣500次后,模型依舊具有較高的準確性。該預測模型可作為心力衰竭患者生活質量的輔助評價工具之一,其目的旨在幫助臨床醫生對心力衰竭患者的全身情況進行綜合評估,以便盡早干預,改善患者預后。

綜上所述,心力衰竭患者的血清CD38水平顯著升高,基于血清CD38水平的預測模型具有較好的區分度及校準度。該研究結果為臨床通過檢測CD38表達評估心力衰竭患者生活質量提供重要工具,并為靶向CD38開發心力衰竭治療藥物提供重要參考價值。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。