夏 芳,汪隆海,方 超,张求霞,黄 飞,谷光敏,王 勇,程 刚,宋 川
(1.安徽省含山县人民医院a.检验科;b.心内科;c.彩超室,安徽含山 238100;2.宋庆龄爱心医院a.检验科;b.心内科;c.彩超室,安徽巢湖 238000)
心力衰竭(heart failure,HF)是各种心血管疾病发展的最终结果,它是多种原因导致心脏结构或功能的异常改变,使心室收缩或舒张功能发生障碍,而引起的一组复杂临床综合征。HF已成为西方各国的一个发病率和流行性都在不断增加的疾病,在我国HF的发病率也在呈逐年上升的趋势,所以对HF的实验诊断项目的开发与探索已成为热点研究。笔者采用化学发光法和定量ELISA改进法对含山县人民医院211例HF患者的血清N末端脑钠肽(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、中段心房利钠肽原(midregional pro-atrial natriuretic peptide,MR-proANP)、大内皮素-1(big endothelin-1,Big ET-1)、和肽素(copeptin)与半乳糖凝集素-3(galectin-3,Gal-3)浓度进行测定,并对它们的水平与不同程度HF分级间及不同病因间的关系进行分析,还对这5项受试者特征曲线(receiver operator characteristic curve,ROC)下面积(area under the curve,AUC)间的比较也进行分析。特别是联合检测血清5种生物标志物,来提高HF诊断的敏感度和特异度,现报告如下。
1.1 研究对象 随机选择2014年3月~2019年5月在含山县人民医院心内科住院和门诊就诊的已确诊的HF患者211例,其中男性104例,女性107例,年龄33~87岁。其中病因是心肌病(含扩张型心肌病)35例(男性17例,女性18例),高血压41例(男性20例,女性21例),风湿性心脏病24例(男性11例,女性13例),冠心病51例(男性26例,女性25例),急性心肌梗死(AMI)31例(男性16例,女性15例)和肺心病29例(男性14例,女性15例)。根据美国纽约心脏病学会(NYHA)的心功能分级标准,将心功能分为Ⅰ~Ⅳ级;还参照《中国心力衰竭诊断和治疗指南》2014版与2018版[1-2]的HF阶段的客观评定。另收集患有心血管疾病,但无HF的患者57例(心肌炎18例,心律失常18例,低危高血压21例),男性28例,女性29例,年龄32~83岁,作为对照组,并将该组患者的心功能定为零级。将上述对象按照心功能分级分组:A组为疾病对照组(57例),B组为心功能Ⅰ级患者组68例(男性33例,女性35例),C组为心功能Ⅱ级患者组60例(男性31例,女性29例),D组为心功能Ⅲ级患者组48例(男性23例,女性25例),E组为心功能Ⅳ级患者组35例(男性17例,女性18例)。
HF患者的诊断标准[1-4]:根据病史、体格检查、心电图和胸片检查异常,NT-proBNP≥125 ng/L或BNP≥35 ng/L(急性心衰NT-proBNP≥300 ng/L或BNP≥100 ng/L),超声心动图有心脏结构或功能异常等(分左室射血分数降低和中间值及保留的HF)。
疾病对照组的患者入选标准:患有心血管疾病(选取心肌炎和心律失常及低危高血压)[5],但心功能正常,无舒张性HF,还排除近期发生AMI和心绞痛及扩张性心肌病患者。
1.2 试剂与仪器 NT-proBNP的化学发光试剂盒为深圳产;MR-proANP,和肽素及Gal-3的定量ELISA试剂盒为美国产;Big ET-1的定量ELISA试剂盒为奥地利产。检测仪器为Maglumi 4000 Plus的全自动化学发光仪(深圳新产业),ST-360多功能酶标仪(上海科华),彩色多普勒为GELOGIQ7型(美国)。
1.3 方法
1.3.1 标本采集:抽取被检者的早晨空腹静脉血3 ml(不抗凝),1.5 h内离心(3 000 r/min,5 min,离心半径为8 cm)。如当天不能检测,将血清转移另管,放-20℃保存,30天内检测。
1.3.2 测定方法:血清NT-proBNP测定采用化学发光法(按说明书操作);血清MR-proANP,Big ET-1及和肽素测定采用定量ELISA改进法[6-8];血清Gal-3测定采用定量ELISA法(按说明书操作)。
1.4 统计学分析 采用IBM SPSS 23.0与SAS9.4统计软件进行数据分析。生物标志物的5组比较与HF的6种病因组比较都用单因素方差分析和LSD多重检验的两两比较,P<0.05为差异有统计学意义。每项结果对HF的诊断截点采用ROC分析[9]。ROC合并曲线图采用Multiple的多条折线图[10]。ROC AUC比较用SAS9.4的宏程序分析[11],P<0.05为差异有统计学意义。
表1 不同组间5种HF生物标志物结果比较
注:每组间的两两比较,都有差异;C组vs D组,各项的P值分别为 0.046,0.030,0.018,0.004与0.036;D组vs E组,各项的P值分别为0.020,0.035,0.006,0.007与0.013;其它每两组比较各项P值都为0.000。
表2 HF不同病因组5种生物标志物检测结果
2.3 5种生物标志物对HF诊断的敏感度与特异度分析
2.3.1 5种生物标志物对HF诊断的ROC分析:血清5种生物标志物(NT-proBNP,MR-proANP,Big ET-1,和肽素与Gal-3)结果(每种生物标志物的非HF患者与HF患者)的ROC曲线分析,AUC为0.949 2~0.988 5,都具有较好的诊断HF的意义,P值均为0.000 0。ROC AUC的两两比较(运用SAS9.4的宏程序分析),除和肽素与Gal-3的ROC AUC无差异(P=0.496 1),其它9对都有差异(P=0.029 7,0.000 0,0.003 7,0.001 3,0.000 0,0.001 7,0.003 0,0.000 1和0.000 0)。其中NT-proBNP与MR-proANP的ROC AUC比较见图1。Big ET-1与Gal-3的ROC AUC比较见图2。P值为0.000 0~0.029 7,见表4。它们的ROC合并曲线图(采用Multiple的多条折线图)见图3。
表3 HF不同病因组5种生物标志物结果两两比较P值
注:A,B,C,D,E和F组分别为心肌病、高血压、风心病、冠心病、AMI和肺心病组。
本图是SAS 9.4的宏程序分析图,sensitivity为敏感度,specificity为特异度;method1为NT-proBNP的ROC曲线, method2为MR-proANP的ROC曲线, Model为模型曲线。
图1 NT-proBNP与MR-proANP的ROCAUC比较图
本图是SAS 9.4的宏程序分析图,sensitivity为敏感度,specificity为特异度;method1为Big ET-1的ROC曲线, method2为Gal-3的ROC曲线, Model为模型曲线。
图2 BigET-1与Gal-3的ROCAUC比较图
本图是SPSS的Multiple统计图,Sen为敏感度,Ospe为1-特异度;1~5分别为NT-proBNP,MR-proANP,Big ET-1,和肽素与Gal-3对HF诊断的ROC曲线。
图3 5种生物标志物对HF诊断的ROC曲线
2.3.2 5种生物标志物对HF诊断的敏感度与特异度的截点分析:血清5种HF生物标志物(NT-proBNP,MR-proANP,Big ET-1,和肽素与Gal-3)结果的ROC分析,部分截点对HF诊断的敏感度与特异度见表5。
表4 5种生物标志物对HF诊断的ROC AUC比较
表5 5种生物标志物对HF诊断截点的敏感度与特异度
2.4 5种生物标志物的联合检测分析 如果用NT-proBNP≥719.5 ng/L,MR-proANP≥192.5 pmol/L,Big ET-1≥3.45 pmol/L,和肽素≥14.0 pmol/L与Gal-3≥27.15 μg/L单项来诊断HF,敏感度为81.0%~89.1%,特异度为93%~100%。如采用这5种生物标志物联合检测,只要有2种达到上述诊断数值,则诊断为HF。研究的211例HF患者,有208例符合HF诊断,敏感度为98.6%。而研究的57例非HF患者有1例符合HF诊断,特异度为98.2%。
3.1 本研究结果显示Ⅰ~Ⅳ级HF各组的5种生物标志物水平都高于非HF的对照组,与国外报道相近[12-15]。
3.2 本组NT-proBNP,MR-proANP及和肽素结果还显示不同性别的HF患者有差异,前两项女性高于男性,和肽素是男性高于女性。5种生物标志物水平在不同级别HF(Ⅰ~Ⅳ级)中也有差异,都是随着级别增加而升高,与国内外报道相符[16-17]。
3.3 不同病因所引起HF患者的5种生物标志物水平有差异,两两比较大部分有差异。结果显示,NT-proBNP水平是AMI组(心肌病组)>肺心病组(冠心病组、风心病组与高血压组),MR-proANP水平是AMI组(心肌病组)>肺心病组(风心病组、冠心病组与高血压组),Big ET-1水平是AMI组>心肌病组(肺心病组与风心病组)>冠心病组(高血压组),和肽素与Gal-3水平都是AMI组>肺心病组(心肌病组)>风心病组(冠心病组)>高血压组。所以笔者建议在不同病因所引起HF患者的5种生物标志物要进行Ⅰ~Ⅳ级的大样本调查,以便更准确地对HF患者进行诊断与疗效监测。
3.4 通过ROC分析,5种生物标志物的ROC AUC在0.949 2~0.988 5之间,都有较好的诊断效能。ROC AUC两两比较的10对中9对有差异,说明它们都有互补与较好的诊断效能。如用NT-proBNP≥719.5 ng/L,MR-proANP≥192.5 pmol/L,Big ET-1≥3.45 pmol/L,和肽素≥14.0 pmol/L与Gal-3≥27.15 μg/L来联合诊断HF患者,只要有2项符合即可诊断。敏感度为98.6%,特异度为98.2%,诊断符合率为98.5%,与国外报道一致[18]。所以笔者也建议要在不同病因与不同级别(Ⅰ~Ⅳ级)所引起HF患者的5种生物标志物的大样本和多中心调查,并经循证医学验证,而得出更佳的HF诊断截点。
3.5 本组研究认为应用化学发光法与定量ELISA法检测5种生物标志物来联合评价HF患者的心功能方面,是一项具有很好的敏感度与特异度的实验室诊断指标。它能为临床医生准确快速地诊断HF患者提供有用数据,所以在基层医院值得推广应用。