可溶性生长刺激表达基因2蛋白、半乳糖凝集素-3、B型钠尿肽联合检测对预测慢性心力衰竭不良预后的临床价值

李明远，陆国玉，韩雨晴，马梦亭，朱明利，王凤超(蚌埠医学院第一附属医院 .检验科，.急诊内科，.心血管内科，安徽蚌埠 233000)

慢性心力衰竭(CHF)是各类心血管疾病的最终战场，尽管目前CHF治疗技术有了很大的进展，如神经内分泌激素抑制剂、心肌肌球蛋白激活剂及心脏同步化治疗等，但患者5年病死率仍高达50%[1]。B型钠尿肽(BNP)现已在临床上广泛应用，在诊断、评估CHF严重程度及预测不良预后中发挥重要作用，但其具有一定的局限性，如易受机体多种因素影响且生物变异性较高[2]。国内外相关研究发现，一些反映CHF进展过程中发生组织纤维化、炎症和心室重塑途径的生物学标志物如：可溶性生长刺激表达基因2蛋白(sST2)、半乳糖凝集素-3(Galectin-3)等，是评价CHF患者死亡率和再住院率的独立因素，可为CHF风险分层提供附加价值[3-4]。寻找最佳生物学标志物组合改善CHF风险分层，为预测不良预后提供可靠临床建议，仍是现阶段研究的热点。本研究拟通过检测CHF患者血清sST2、Galectin-3和BNP的表达水平，并对患者出院后进行6个月随访，记录不良心血管事件(MACE)的发生情况，以探讨三者对CHF风险分层及预测不良预后的临床价值。

1 资料与方法

1.1研究对象 连续收集 2019年4月至11月于蚌埠医学院第一附属医院就诊的CHF患者131例，其中男62例，女69例，年龄(68.5±10.9)岁，均符合2018年中华医学会心血管病学分会推荐的诊断标准[5]。纳入标准：入选患者均有典型的心力衰竭症状和体征，心电图及胸片提示有异常改变，超声心动图检查可见心肌结构和/或功能受损证据，且临床资料完整者。排除标准：急性冠状动脉粥样硬化性心脏病、心脏瓣膜病(先天性心脏病)、急性心肌梗死、重度感染、恶性肿瘤、近期服用影响血尿酸水平药物者，严重肝肾功能不全且伴纤维增生性疾病者。剔除标准：实验室检查及病史资料不完整者、随访时间不足或失联者。根据纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级方法分为3个亚组[6]，其中NYHA Ⅱ级组(30例)，NYHA Ⅲ级组(59例)，NYHA Ⅳ级组(42例)。选择同期在我院体检年龄和性别上相匹配的，既往无心脏病及心力衰竭病史且心脏彩超检查结果正常者40例作为对照组，其中男24例，女16例，年龄(63.9±13.6)岁，两组研究对象在性别、年龄上的差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，所有入选者均签署知情同意书。

1.2主要仪器及试剂 雅培i2000SR全自动化学发光免疫分析仪(美国Abbott公司)，MB-580汇松全波长酶联仪(济南骏驰生物科技公司)。可溶性生长刺激表达基因2蛋白试剂(美国Critical Diagnostics公司)，半乳糖凝集素-3试剂(武汉Elabscience公司)，B型钠尿肽试剂(美国Abbott公司)。

1.3标本采集 各研究对象入院后立即采集静脉血3～5 mL至含促凝剂的采血管中，于1 h内离心(4 000 r/min离心10 min)，收集上清液，用0.5 mL EP管分装，置于-80 ℃保存待测，待标本收集成批后分批检测，同时详细记录一般临床资料、各实验室检查结果[血常规、生化常规、超声心动图及左室射血分数(LVEF)等均由我院检验科及超声科测定]以及临床症状(呼吸困难、肺部啰音、双下肢水肿及活动耐量)等。

1.4方法学检测 取各研究对象血清标本，采用ELISA法，按照可溶性生长刺激表达基因2蛋白试剂、半乳糖凝集素-3试剂及MB-580汇松全波长酶联仪说明书操作在450 nm波长处检测吸光度(A)值，sST2和Galectin-3的参考范围分别为3.1～200 ng/mL和0.16～10 ng/mL。采用化学发光法，按照雅培i2000SR全自动化学发光免疫分析仪及B型利钠肽试剂说明书测定及结果判读。BNP参考范围：0～100 pg/mL。

1.5随访 所有患者均根据2017ACC/AHA/HFSA指南[7]给予标准治疗，出院时基础疾病及心力衰竭症状均得到良好控制及缓解，且无明显胸闷气喘及水肿。出院后至少每2个月对CHF患者通过门诊或电话随访1次(随访时间不足或失访者已剔除)，记录6个月内MACE发生情况(心血管事件死亡如心肌梗死死亡、心力衰竭进展死亡，脑血管事件，心脏移植，心力衰竭NYHA分级增加致再入院)。

2 结果

2.1两组间基本资料比较 与对照组比较，CHF组高血压、乙型糖尿病比例和尿酸水平明显升高，LVEF水平明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)，其余指标间的差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1CHF组与对照组的一般资料比较

2.2两组血清sST2、Galectin-3和BNP表达水平的比较 CHF组血清sST2、Galectin-3和BNP的表达水平均明显高于对照组[(107.31±51.20)ng/mL vs(16.85±5.73)ng/mL，(11.02±3.11)ng/mL vs(6.24±1.48)ng/mL，(741.23±356.93)pg/mL vs(32.70±17.47)pg/mL]，差异均有统计学意义(t分别为16.74、10.88，8.72，P<0.01)。

2.3sST2、Galectin-3、BNP、尿酸和LVEF水平与CHF心功能分级的关系及相关性分析 sST2、Galectin-3、BNP和尿酸水平随着CHF心功能分级增加而升高(F值分别为130.77、83.70、184.18，76.31，P<0.01)，LVEF随着CHF心功能分级增加而减少(F=17.25，P<0.01)，见表2。sST2、Galectin-3、BNP、尿酸与LVEF相关性分析结果显示：sST2、Galectin-3、BNP和尿酸均与LVEF呈负相关(rsST2=-0.35,P<0.01；rGalectin-3=-0.32,P<0.01；rBNP=-0.44,P<0.01；r尿酸=-0.34,P<0.01)。

表2不同心功能分级的CHF患者sST2、Galectin-3、BNP、尿酸及LVEF比较

2.4血清sST2、Galectin-3、BNP及LVEF水平与CHF患者发生MACE的关系 院外随访6个月，有51例患者在出院后6个月内发生MACE(MACE组)，其中心功能恶化40例，心肌梗死死亡6例，脑血管事件死亡4例，心源性休克1例；80例未发生MACE(非MACE组)。MACE组血清sST2、Galectin-3和BNP的表达水平均明显高于非MACE组[(140.07±42.89)ng/mL vs(74.86±35.92)ng/mL，(12.83±2.68)ng/mL vs(9.24±2.40)ng/mL，(975.21±274.63)pg/mL vs (510.80±268.10)pg/mL，t分别为9.43、8.08，9.79，P<0.01]，而LVEF水平明显低于非MACE组[(41.37±6.59)% vs (45.03±7.71)%，t=-2.92，P<0.01]。

2.5血清sST2、Galectin-3和BNP评估CHF患者不良预后的价值 根据CHF患者出院后6个月内有无发生MACE(分为MACE组和非MACE组)，采用ROC曲线评估CHF患者发生MACE的价值，血清sST2、Galectin-3和BNP在预测CHF患者出院后6个月内发生MACE的ROC曲线下面积(AUCROC)分别为0.891、0.853和0.881，当sST2的cut-off值为101.80 ng/mL时，其敏感性和特异性分别为81.5%和90.9%(P<0.05)；当Galectin-3的cut-off值为11.09 ng/mL时，其敏感性和特异性分别为76.9%和86.4%(P<0.05)；当BNP的cut-off值为805.95 pg/mL时，其敏感性和特异性分别为78.5%和86.4%(P<0.05)。血清sST2、Galectin-3、BNP两项联合检测以sST2+BNP的AUCROC、敏感性最高，以sST2+Galectin-3特异性最高；三项联合检测的AUCROC最高，见表3、图1。

表3血清sST2、Galectin-3和BNP预测CHF患者6个月内发生MACE的价值

3 讨论

心室重塑和不同程度的心肌纤维化是CHF的标志，检测sST2、Galectin-3有助于人们对心脏的血液动力学、炎症因子和促纤维化负荷的了解，可补充BNP检测过程中的缺陷。sST2在缺血损伤后的心脏重构中起重要作用，可作为预测心肌受损、心功能障碍以及各种心脏疾病预后的生物学标志物。研究显示，CHF患者血清sST2的增加与30 d内死亡率的升高有很强的相关性，对1年后MACE的发生仍有较高的预测价值，且sST2的表达水平不易受心血管合并症及相关危险因素的影响，提供了独立于传统生物学标志物如BNP或NT-proBNP的预后信息[8]。Galectin-3是碳水化合物结合蛋白(凝集素)家族中的一员，主要分布于活化的巨噬细胞、粒细胞和肥大细胞中，与多种病理生理途径有关，在心肌功能障碍的早期阶段，可触发心肌成纤维细胞增殖、胶原沉积，最终导致心室功能障碍[9]。研究发现，Galectin-3的表达水平在CHF人群中明显高于健康人群，可反映心功能恶化程度，是CHF不良预后的良好预测因子[10]。BNP主要在心肌受到牵拉、机械损伤和心室前后负荷增大时被释放出来，是评价CHF严重程度和预后的重要标志物，但其易受年龄、体重指数、肾功能不全及房颤等因素影响[11]。

本研究发现CHF组血清sST2、Galectin-3和BNP的水平明显高于对照组，且随心功能分级增加而升高(P<0.01)，与CHF严重程度密切相关，符合李祥东等[12]的研究结果。通过Spearman相关性分析显示，sST2、Galectin-3和BNP均与LVEF呈负相关(P<0.01)，进一步说明血清sST2、Galectin-3和BNP与心功能恶化、心室重塑和心室负荷增加有一定的相关性。随着心功能分级增加，心室肥厚或心房扩大致心脏结构异常，神经—内分泌—细胞通路被激活，诱导一系列炎性反应，心肌纤维化逐渐加重，恶性循环进一步形成。通过6个月随访我们发现，MACE组血清sST2、Galectin-3和BNP的水平明显高于非MACE组(P<0.01)。ROC曲线分析结果显示，sST2、Galectin-3、BNP对预测CHF患者发生MACE的AUCROC分别为0.891、0.853和0.881(P<0.05)，与文献[10-11]报道sST2、Galectin-3和BNP是CHF患者不良预后的有力预测因子的结果较为一致。在单因子检测中，Galectin-3预测不良预后价值低于sST2和BNP，AUCROC为0.853，敏感性仅为76.9%，与Amin等[13]发现Galectin-3在预测CHF不良预后方面略低于其他生物学标志物的结果类似。这与心衰通常导致一系列机体炎症反应和肾功能受损有关，Galectin-3既可调节炎症反应，也可参与肾脏纤维化过程[14]，在心衰发生早期即可反应性升高，对血流动力学负荷具有抵抗力，故而有望成为心室重构和肾功能损害的早期预测指标。国内关于三种指标联合检测预测CHF不良预后的报道较少见，本研究发现sST2、Galectin-3、BNP联合检测预测CHF发生MACE的AUCROC为0.91，敏感性为86.2%，特异性为83.3%，预测效能较高，且优于单项因子检测，说明三者之间具有某种联系，在预测CHF不良预后中有一定的互补价值，但其可能的机制仍有待进一步研究阐释。本研究还发现CHF患者尿酸水平随着心功能分级增加而升高，进一步证实了胡丐峰等[15]研究发现的高尿酸是发生心力衰竭的独立预测因子，并证实与尿酸过高触发机体氧化应激反应，氧自由基表达增加，内皮细胞受损，加速心肌纤维化，诱导心室重构，触发心衰发生机制有关。然而尿酸成为CHF危险分层的预测因子仍有待进一步研究证实。

综上所述，sST2、Galectin-3、BNP联合检测对评估CHF严重程度及预测不良预后具有一定的临床参考价值，可为后续开发药物的靶向治疗提供新方向。但本研究样本量较少、随访时间不长，为推进临床应用的后续研究还需加大样本量，并且进行更长时间、更大规模的动态随访，以更好地指导临床对CHF患者的诊疗和管理。