胰岛素样生长因子结合蛋白-7在射血分数保留心衰病人中的表达及临床意义

王燕 朱立人 赵松柏 李东霞

近十年来随着药物和心脏再同步化治疗(CRT)的应用,射血分数降低的心衰(heart failure with reduced ejected fraction, HFrEF)病人的预后已明显改善,但射血分数保留的心衰(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)病人的治疗却没有明显的进展,其中最大的难点可能在于其临床表现的多样性以及病理机制尚不明确[1]。目前一些新的生物标志物可能有助于及早发现HFpEF病人,并指导新的治疗方向。胰岛素样生长因子结合蛋白-7(IGFBP-7)是IGFBP家族成员,广泛表达于人体多种组织和器官。2013年有研究报道通过系统的血液蛋白质组学分析筛查发现,IGFBP-7是心室肥厚和心力衰竭等疾病的生物标记物[2]。近期又有研究表明,IGFBP-7升高与HFrEF病人预后显著相关,但其在HFpEF中的意义尚不明确[3-4]。本研究旨在探讨IGFBP-7在HFpEF病人中的表达及临床意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2015～2016年于我院老年科住院的HFpEF病人共80例(心衰组),所有病人均符合2014年中华医学会心血管病分会推荐的诊断标准[5],包括左心室射血分数(LVEF)≥50%、超声心动图提示心肌舒张功能受损证据以及典型的心力衰竭症状和体征,纽约心脏病协会(NYHA)分级为Ⅱ～Ⅴ级。同时选取舒张功能不全组80例:LVEF≥50%、超声心动图提示心肌舒张功能受损证据,但无典型的心力衰竭症状和体征;对照组80例:超声心动图未见左心室舒张不全和收缩功能不全的证据。所有入选者均排除恶性肿瘤、心肌病、心脏瓣膜病、免疫和风湿性疾病、严重感染、急性冠脉综合征、高血压或恶性心律失常未控制、血肌酐(Scr)>178μmol/L、精神性疾病等。年龄60～91岁,平均(72.38±12.26)岁。入选者均签署知情同意书。

1.2 研究方法 记录研究对象身高、体质量,吸烟情况,高血压、糖尿病和冠心病等慢性疾病,服药情况包括血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)、抗血小板药物、β受体阻滞剂、利尿剂、他汀类药物使用情况等。所有研究对象空腹8～12 h,于次日静息状态下抽取空腹静脉血,离心后取上清保存于-80°冰箱。IGFBP-7测定采用酶联免疫吸附法,试剂盒购自德国罗氏诊断公司;采用酶联免疫吸附法检测血清可溶性ST2 (sST2)浓度;采用全自动化学发光法检测血清N末端脑钠肽(NT-proBNP)浓度;常规方法检测丙氨酸氨基转移酶(ALT)和Scr。无糖尿病病史的研究对象行简易OGTT实验(空腹和2 h血糖),明确有无糖尿病;采用美国GE公司VIVID 7彩色多普勒超声诊断仪测定LVEF、左房容积、左心室舒张早期最大血流(E)、二尖瓣心房收缩期最大血流(A)、多普勒组织成像舒张早期二尖瓣环速度(e′)、E/e′和E/A等,判断是否存在心室舒张功能障碍。

2 结果

2.1 研究人群的临床特征 3组年龄、体质量指数、sST2、NT-proBNP水平、合并高血压和冠心病的比例、服用ACEI/ARB、抗血小板药物、利尿剂比例差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01),见表1。

表1 各组病人临床基线资料比较(n=80)

2.2 血清IGFBP-7在不同组病人中的表达及影响因素 血清IGFBP-7在各组中的分布均呈非正态分布。心衰组和舒张功能不全组的血清IGFBP-7水平均显著高于对照组(P<0.01);心衰组的血清IGFBP-7水平也显著高于舒张功能不全组(P<0.01), 见表2。 将对照组和心衰组单因素分析中具有统计学意义的变量纳入多因素Logistic回归分析,以是否存在HFpEF为应变量,结果显示年龄、NT-proBNP和IGFBP-7与HFpEF独立相关(P<0.05),见表3。

表2 血清IGFBP-7在各组中表达[M(P25～P75),n=80]

表3 HFpEF影响因素的多因素Logistic 回归分析

2.3 血清IGFBP-7、sST2与NT-proBNP辅助诊断HFpEF和舒张功能不全的价值 在对照组和心衰组中, IGFBP-7、NT-proBNP和sST2的AUC分别为为0.743、0.826和0.739(P均<0.01),提示三者都能有效辅助诊断HFpEF,NT-proBNP诊断HFpEF的效能最高。而在对照组和舒张功能不全组的分析比较中发现,IGFBP-7、NT-proBNP和sST2的AUC分别为为0.783、0.726和0.768(P均<0.01),提示IGFBP-7辅助诊断舒张功能不全的效能更高。见表4。

2.4 血清IGFBP-7与心超下左心室舒张功能参数的关系 通过Spearman等级相关分析研究血清IGFBP-7与心超各参数的关系,结果显示血清IGFBP-7与左房容积、E、E/e′和E/A相关(P<0.05),而与左室容积和室间隔厚度等无明显关系。选取左室收缩末期容积、左室舒张末期容积、室间隔厚度、左室流出道速度、左房容积、E、E/e′和E/A为自变量,进一步行多因素线性回归分析,结果显示血清IGFBP-7与左房容积、E/e′、E/A独立相关(P<0.05),见表5。

3 讨论

HFpEF是由于左心室舒张期主动松弛能力受损和心肌顺应性降低,导致左心室在舒张期充盈受损,心搏量减少,左心室舒张末期压增高而发生的心衰。HFpEF约占心衰总数的40%～71%,其预后与HFrEF相仿或稍好;而且无症状左心室舒张功能异常与心衰发生率及病死率也相关[5]。但左心室舒张功能不全的心超表现较为复杂,检查者的临床经验也起到决定性作用,目前临床诊断明显不足。目前有关HFpEF的临床研究(PEP-CHF、 CHARM-Preserved、I-Preserve等研究)均未能证实ACEI、ARB、β受体阻滞剂等可改善HFpEF病人的预后[1],可见HFpEF无论诊断和治疗都进展艰难。

表4 评估诊断HFpEF和舒张功能不全的生化指标的受试者工作分析

表5 血清IGFBP-7与心超各参数指标的单因素和多因素线性回归分析

应用血清标志物来诊断和管理心衰是近几年的热点,BNP和NT-proBNP已明确可用来诊断HFrEF并对其进行危险分层,但其在HFpEF病人中的升高幅度远低于HFrEF[6];而且BNP是随心室容量扩增及压力超负荷反应而释放的,与舒张功能异常并不明确相关。因此一些新型血清标志物的探索可能有助于明确HFpEF的病理生理机制并指导治疗决策。

血清IGFBP-7是GFBP家族成员,可高亲和力地与IGF结合,拮抗IGF与其受体结合而发挥作用,参与细胞增殖、黏附、衰老、凋亡和血管生成等多种生理过程,是多种肿瘤的抑制因子。近几年来有研究报道IGFBP-7升高可加速细胞衰老,提示其可能参与心肌的老化[7];另外有研究报道IGFBP-7与肝纤维化的程度相关[8]。结合这些研究,以及IGFBP-7存在于内皮细胞中的特点,提示IGFBP-7可能也参与了心肌僵硬、胶原沉积以及舒张功能不全的病理生理过程。2013年通过系统的血液蛋白质组学分析筛选发现血清IGFBP-7在心室肥厚和心衰病人中显著升高,而在正常人中表达极低[2]。后续研究表明,IGFBP-7升高是HFrEF病人预后的影响因素[3-4],且在HFrEF病人中研究发现,血清IGFBP-7水平与心超检查左心室舒张功能不全的指标重度相关,但该研究的研究对象是HFrEF病人,而且样本量较小[3]。

本研究纳入舒张功能不全和HFpEF病人为研究对象,结果发现与对照组相比,血清IGFBP-7在这2组中的表达呈进行性升高。通过ROC曲线计算AUC发现,IGFBP-7、NT-proBNP和sST2都能有效辅助诊断HFpEF,其中NT-proBNP诊断HFpEF的效能最高,而IGFBP-7辅助诊断舒张功能不全的效能更高;IGFBP-7与心超中左房容积、E/e′和E/A等反映舒张功能的参数相关。

在本研究中,除了常用的NT-proBNP,还纳入了sST2这个新的血清标志物。血清sST2浓度可反映心血管张力变化和纤维化,已被美国食品药品管理局认可用于评估心衰的预后[9-10]。从病理生理机制上说,NT-proBNP和sST2均主要是由受牵拉的心室肌释放。本试验结果显示,sST2在舒张功能不全组和心衰组中也呈进行性升高;对舒张功能不全和HFpEF也具有一定的辅助诊断效能,但都略低于IGFBP-7。同时,本研究发现IGFBG-7仅与E、E/e′和E/A等舒张功能不全指标相关,具有一定的特异性。国外的一些小样本量的研究也发现血清IGFBP-7是舒张功能不全的标记物,与心超中舒张功能不全的指标有显著关系[11-12],但对于是否是HFpEF的独立预后影响因子的研究结果尚不一致[4,13]。

综上所述,血清IGFBP-7可推荐作为HFpEF的新的血清标志物,可用于辅助诊断和及早发现左心室舒张功能不全;血清IGFBP-7升高提示心脏舒张功能恶化。而从HFpEF的病理生理机制来说,血清IGFBP-7也可以作为NT-proBNP的补充,从不同的病理生理角度反映了疾病过程,可能有助于探索治疗HFpEF的新方法。但本研究是个单中心、小样本量的研究,可能存在选择偏倚,仍有待多中心、大样本的研究进一步证实。