杨朋康 董昕
急性心力衰竭(acute heart failure,AHF)是急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者最常见的院内并发症之一,一旦发生,往往提示患者预后欠佳,严重者可导致患者休克或死亡[1-2]。 早期预测AHF,及时采取针对性干预措施,对改善AMI患者预后具有重要临床意义。 微小RNA(micro RNA,miRNA)是真核生物体内广泛存在的一类长约22nt 的非编码小RNA。 近年来,大量研究证据显示多种miRNAs 可能参与冠状动脉粥样硬化、心肌梗死、心力衰竭等心脏疾病的发生发展过程[3-6]。MiR-208a 即是其中之一,正常人血清中几乎检测不到miR-208a 表达,但在AMI 患者血清中表达显著增加,部分研究甚至认为miR-208a 对AMI 的早期诊断价值高于心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I,cTnI)等传统血清学指标[7-8]。 此外,有研究发现miR-208a 可通过上调肌球蛋白重链β(myosin heavy chain beta,β-MHC),诱发心肌重构,参与心肌纤维化,是预测心源性死亡和心力衰竭的重要因子[9]。本研究拟通过检测急性STEMI 患者血浆miR-208a表达水平情况,观察血浆miR-208a 对急性ST 段抬高型心肌梗死(ST-elevated myocardial infarction,STEMI)患者并发AHF 的预测价值,为临床提供参考。
1.研究对象 连续性选择2018 年1 月至2019年6 月,在西安市第一医院心内科住院治疗的急性STEMI 患者152 例纳入病例组,包括男性85 例,女性67 例,平均年龄(60.97±12.40)岁。 纳入标准:①年龄>18 岁;②首次发病,且发病到入院时间<12 h;③STEMI 诊断符合2015 年中国急性ST 段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南[10],且均经冠状动脉造影证实。 排除标准:①既往诊断冠心病、心肌病、瓣膜病、结缔组织病、心力衰竭等各类心脏疾病;②合并严重肝肾功能障碍、各类恶性肿瘤、严重感染、自身免疫性疾病、血液系统疾病、严重脑卒中等;③妊娠期女性。 另采用随机数字表法在同期于我院行健康体检人员中随机选择60 例作为对照组,其中男性33 例,女性27 例,平均年龄(59.85±12.28)岁。 经西安市第一医院伦理委员会审核批准,所有入组人员充分了解研究内容,并签署知情同意书。
病例组患者入院后48 h 内根据其临床表现、体格检查和相关辅助检查结果评估是否合并AHF,将病例组分为AHF 亚组和非AHF 亚组。 评估标准参考文献[11]:①新发的典型心力衰竭临床表现(如疲乏、呼吸困难、不能平卧等);②心率加快,或出现奔马律,或下1/2 肺野可闻及湿罗音(住院期间心功能Killip II 级或以上);③胸部影像学检查显示存在肺淤血、肺水肿、胸腔积液;④超声心动检查提示心功能受损(如LVEF<0.5 等);⑤心源性休克。
2.方法 (1) 临床资料收集:收集所有入组人员的一般临床资料,包括性别、年龄、BMI、吸烟史、高血压病史、糖尿病病史、血脂异常病史及再灌注治疗情况,动态检测BNP、hs-CRP)和cTnI,均取入院24 h 内的峰值作为结果进行统计。
(2) 血浆miR-208a 检测:病例组患者在入院时采集外周静脉血,对照组采集清晨空腹静脉血,1 600 r/min,离心15 min 后使用含EDTA 的离心管留取上清液,再4 ℃条件下15 000 r/min,离心15 min,使用无RNA 酶的冻存管收集上清液,置于-80 ℃冰箱保存备用。 采用普洛麦格(北京)生物技术有限公司的EastepTM总RNA 提取试剂盒提取总RNA,采用实时荧光定量PCR(real time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)法检测血浆miR-208a 水平,以U6 为内参基因,试剂盒采用Takara 公司的Mir-XTM miRNA qRT—PCR SYBR®试剂盒,miR-208a 特异引物为5′-AUAAGACGAGCAAAAAGCUUGU-3′,严格按照使用说明书进行。采用2-△△Ct方法计算miR-208a 相对表达水平。
3.统计学方法 采用SPSS19.0 统计软件分析处理。 对符合正态分布和方差齐性检验的计量资料结果以均值±标准差表示,两组均数比较用t 检验;对于不符合正态分布或方差齐性检验的计量资料结果采用四分位数表示,两组样本比较采用Mann-Whithey 检验。 计数资料结果以构成百分比表示,组间比较采用χ2检验。 相关性分析采用Pearson 线性相关性分析法。 绘制ROC 曲线评价miR208a 和BNP 对AHF 的预测价值,曲线下面积(area undercurve,AUC)比较采用单因素Z 检验。 多因素分析采用二分类Logisitic 回归分析法。 以P<0.05 为差异有统计学意义。
表1 病例组和对照组一般临床特征和血浆miR-208a 水平比较[,n(%),M(QR)]
项目 对照组(n =60) 病例组(n =152) t/χ2/Z 值 P 值年龄/岁 59.85±12.28 60.97±12.40 0.594 0.560男性 33(55.0) 85(55.9) 0.015 0.903 BMI/(kg/m2) 25.12±4.23 25.39±3.95 0.439 0.666吸烟 24(40.0) 63(41.5) 0.037 0.847高血压 36(60.0) 99(65.1) 0.490 0.484糖尿病 10(16.2) 20(13.2) 0.436 0.509血脂异常 35(58.3) 104(68.4) 1.939 0.164再灌注治疗 — 137(90.1) — —BNP/(ng/L) 172.80(85.20,261.10) 1345.70(945.60,1945.50) 10.608 0.000 Hs-CRP/(mg/L) 4.80(2.50,8.10) 10.50(7.90,13.60) 8.885 0.000 cTnI/(μg/L) 0.53(0.40,0.66) 2.82(1.81,6.17) 8.557 0.000 miR-208a 1.33(1.00,1.67) 26.67(16.00,42.67) 10.919 0.000
表2 AHF 亚组一般临床特征和血浆miR-208a 水平比较[,n(%),M(QR)]
表2 AHF 亚组一般临床特征和血浆miR-208a 水平比较[,n(%),M(QR)]
项目 AHF 亚组(n=86) 非AHF 亚组(n=66) t/χ2/Z 值 P 值年龄/岁 61.32±11.94 60.50±13.06 0.402 0.692男性 53(61.6) 32(48.5) 2.617 0.106 BMI/(kg/m2) 25.54±4.06 25.18±3.83 0.555 0.586吸烟 39(45.4) 24(36.4) 1.242 0.265高血压 57(66.3) 42(63.6) 0.115 0.735糖尿病 13(15.1) 7(10.6) 0.665 0.415血脂异常 64(74.4) 40(60.6) 3.297 0.069再灌注治疗 73(84.9) 63(95.5) 4.430 0.035 BNP/(ng/L) 1668.20(1056.40,3345.30) 990.80(458.20,1133.60) 6.937 0.000 Hs-CRP/(mg/L) 12.30(8.60,15.30) 9.60(5.70,11.70) 6.606 0.000 cTnI/(μg/L) 4.80(2.84,8.03) 1.62(1.05,3.98) 9.438 0.000 miR-208a 42.67(32.00,64.00) 21.33(13.33,42.67) 9.573 0.000
1.两组一般临床特征和血浆miR-208a 水平比较 病例组与对照组比较在年龄、性别、BMI、吸烟、高血压、糖尿病、血脂异常等方面,差异无统计学意义(均P>0.05);病例组BNP、hs-CRP、cTnI 血清水平均显著高于对照组,差异有统计学意义(均P <0.05)。 病例组血浆miR-208a 相对表达水平显著高于对照组,差异均有统计学意义(P =0.000,表1)。
2.AHF 亚组一般临床特征和血浆miR-208a 水平比较 AHF 亚组与非AHF 亚组比较,两组在年龄、性别、BMI、吸烟、高血压、糖尿病、血脂异常等方面两组差异无统计学意义(均P>0.05);AHF 亚组再灌注治疗比例明显低于非AHF 亚组,BNP、hsCRP和cTnI 血清水平均显著高于非AHF 亚组,差异具有统计学意义(均P<0.05)。 AHF 亚组血浆miR-208a 相对表达水平显著高于非AHF 亚组,差异均具有统计学意义(P =0.000,表2)。
3.病例组血浆miR-208a 相对表达水平与BNP、hsCRP 和cTnI 的相关性分析 Pearson 相关性分析结果显示病例组患者血浆miR-208a 相对表达水平与BNP、hsCRP 和cTnI 均呈正相关关系(均P <0.001, 表3)。
表3 影响血浆miR-208a 相对表达水平的相关性分析
4.急性STEMI 患者并发AHF 的危险因素分析以单因素分析P<0.05 参数为自变量,包括再灌注治疗、BNP、hs-CRP、cTnI 和miR208a,以是否并发AHF 为因变量,采用二分类Logistic 回归分析结果显示血浆miR-208a 相对表达水平是急性STEMI 患者并发AHF 的独立危险因素(OR =2.118,95%CI:1.127~3.982,P =0.007, 表4)。
5.急性STEMI 并发AHF 的预测价值分析 绘制血浆miR-208a 和BNP 预测AHF 的ROC 曲线,AUC 分别为0.896(0.844,0.948)和0.879(0.827,0.932),采用Z 检验比较两者AUC 差异无统计学意义(P>0.05)。 按照约登指数最大原则,血浆miR-208a 预测AHF 的cut-off 值为32.00,对应的敏感性和特异性分别为88.4%和83.3%(图1)。
表4 影响急性STEMI 患者并发AHF 的Logistic 回归分析结果
图1 预测并发AHF 的ROC 曲线
尽早识别AMI 后AHF 发生,指导临床医生及时进行干预,是改善此类患者预后的关键。 目前研究已发现BNP、hs-CRP、胱抑素C、甲状腺激素等多种血清学标记物具有一定预测AHF 价值,但普遍存在特异性和(或)敏感性欠佳的问题[12-15]。 如BNP 作为目前临床广泛推荐的心力衰竭预测和评估指标,其对AHF的阴性预测值可到达94%~98%,但阳性预测值仅为60%[12]。 此外,BNP 生物半衰期时间仅为20 min,对检测时间窗有一定限制。 因此,寻找其他可表达稳定,检测方便,且预测AHF 特异性和敏感性俱佳的生物学标志物具有重要临床意义。
MiRNAs 是一类广泛存在于真核生物体内的非编码小RNA,一般长约22nt。 大量研究证据证实miRNAs 在多种肿瘤疾病的发生发展进程中起到至关重要作用[16]。 近年来,越来越多研究发现miRNAs 与冠状动脉粥样硬化、心肌梗死、心力衰竭、高血压、心肌肥大等心脏疾病的发生发展也密切相关[3-6]。 如miR-181、miR-126、miR-155 等可通过抑制/激活趋化因子参与动脉粥样硬化形成过程[17];外周血miR-499用于诊断AMI 的AUC 可达0.86,诊断敏感性和特异性均高于90%[18];miR-106b-5p、miR27a-3p 和miR8b-5p 可能参与肾素-血管紧张素-醛固酮系统调节,与高血压发病密切相关[19]。
MiR-208a 是目前心血管病领域关注较多的miRNAs 种类之一,几乎仅在心脏中表达,在心肌损伤时表达升高。 多个动物及临床研究表明,外周血中miR-208a 水平在心肌坏死后1 h 即可出现特异性升高,3 h 达到峰值[7,20]。 Xu 等[21]使用异丙肾上腺素诱导构建大鼠心肌缺血动物模型,并检测大鼠心肌缺血后不同时段血浆miR-208a 与cTnI 水平,发现两者在梗死后6 h 内变化趋势相似,6 h 后miR-208a 呈下降趋势,而cTnI 继续升高。 Wang 等[8]研究发现miR-208a 对心肌梗死具有较高的诊断价值,ROC 曲线结果AUC 可高达0.965,且在心肌梗死发病4 h 内,部分患者外周血检测肌钙蛋白未达到诊断阈值时即能够检测到miR-208a 明显升高。 Han等[22]研究发现AMI 患者血浆miR-208a 表达水平与心肌损伤程度密切相关。 此外,也有研究对miR-208a 诊断AMI 持否定意见,如D′Alessandra 等[23]检测9 例ST 段抬高型心肌梗死患者miR-208a 血清表达水平,结果显示其中6 例患者未检测出miR-208a,另外3 例患者miR-208a 表达水平很低。 考虑AMI 患者血清miR-208a 检测有一定时间窗,各研究结论不一致可能与之相关。 本研究结果显示病例组患者血浆miR-208a 相对表达水平显著高于健康对照组,且急性STEMI 患者血浆miR-208a 相对表达水平与外周血BNP、cTnI 和hs-CRP 均呈正相关关系,再次表明血浆miR-208a 表达水平可反应AMI患者即时心肌损伤状态,可能对AHF 发生具有潜在的预测价值。
目前,研究证实miR-208a 是由α-心肌肌球蛋白重链(α-myosin heavy chain,α-MHC)基因(Myh6)29 号内含子编码,可上调β-心肌肌球蛋白重链(βmyosin heavy chain,β-MHC)[9]。 Callis 等[24]构建miR-208a 转基因小鼠模型发现miR-208a 高表达能诱导肥厚心肌细胞中β-MHC 表达增加。 相反,敲除miR-208a 可导致成年小鼠β-MHC 表达减少[25]。众所周知,心脏收缩功能取决于两种肌球蛋白重链亚型α-MHC 和β-MHC 的比例,二者相对表达比例发生变化将导致心肌肥大和纤维化。 一般研究认为,β-MHC 表达增加是心肌肥厚和心衰的重要标志。 因此,对于AMI 患者并发AHF,除了与心肌梗死后即刻的心肌损伤有关,可能也与AMI 后心肌miR-208a 表达上调,β-MHC 表达增多有关。 本研究进一步比较AHF 亚组和非AHF 亚组血浆miR-208a表达水平,结果显示AHF 亚组显著高于非AHF 亚组,多因素Logistic 回归分析结果显示,血浆miR-208a 是急性STEMI 患者合并AHF 的危险因素。ROC 曲线分析结果显示血浆miR-208a 预测AHF 的AUC 为0.896(95%CI:0.844~0.948),与BNP 比较差异无统计学意义,cut-off 值对应的敏感性和特异性分别为88.4%和83.3%,表明血浆miR-208a 表达水平对AHF 具有较高的预测价值。
综上所述,本研究发现急性STEMI 并发AHF患者血浆miR-208a 相对表达水平较无AHF 患者显著升高,血浆miR-208a 可作为急性STEMI 患者并发AHF 的早期预测因子。 最后,本研究的不足之处在于:一方面,作为单中心研究,本研究纳入样本例数有限,研究结果可能与真实世界存在偏倚,期待后续多中心大样本研究证据进一步验证;另一方面,miR-208a 在AHF 发生进程中的具体生物学机制尚不明确,外周血miR-208a 表达水平增高仅是心肌细胞损伤后释放到循环中,抑或是通过特殊信号通路导致的表达增加,仍需进一步继续深入研究。