慢性心力衰竭儿童血清PTX‐3、syndecan‐4水平变化及意义

张凤华 赵小林 冯嵩 安金斗

（郑州大学第一附属医院小儿内科， 河南郑州 450000）

慢性心力衰竭（chronic heart failure, CHF）是由于各种原因（如心肌病、炎症等）导致心肌损伤，引起心肌结构及功能的改变，最后导致心脏收缩和 /或 舒张功能低下[1]。主要表现为呼吸困难、乏力和液体潴留等[2]，不同年龄阶段心力衰竭的表现不同，儿童心力衰竭常见主要原因为心肌病、先天性心脏病、感染性心内膜炎、心肌炎等[3]。 炎症、心肌纤维化是导致心力衰竭发生和进展的病理生理途径。Pentraxin‐3（PTX‐3）是一种炎症标志物，可能通过多种机制调节心肌功能，包括直接作用于心肌细胞和心脏成纤维细胞，导致心肌肥大及纤维化；通过影响细胞内钙转运、β‐肾上腺素受体的信号转导来诱导心肌细胞的凋亡，影响心脏的收缩功能；刺激相关基因影响心肌重塑[4]，可能有助于判断心力衰竭患儿的诊断和预后[5]。Syndecan‐4调节心脏成纤维细胞表型和功能、胶原蛋白交联和心肌纤维化，可能参与心肌的重塑[6]。目前国内外没有对CHF患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平的相关研究。本研究回顾性分析CHF患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平的改变及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象

入选2018年6月至2020年6月就诊于郑州大学第一附属医院40例CHF患儿作为心衰组，心衰组按照原发疾病不同分为扩张型心肌病组（n=18）、心肌致密化不全组（n=10）和心内膜弹力纤维增生症组（n=12）；根据心功能分级不同，分为心功能Ⅱ级组（n=13）、心功能Ⅲ级组（n=13）、心功能Ⅳ级组（n=14）。男23例，女17例，中位发病年龄4.0（0.6，10.0）岁，纳入标准：（1）入组年龄2个月至16岁；（2）心力衰竭诊断标准参考《小儿心力衰竭诊断与治疗建议》[7]，心力衰竭患儿参考纽约心脏病学会提出的儿童心脏病患者心功能分级方案或改良的Ross评分[8]进行心功能分级；（3）首次接受心力衰竭治疗，扩张型心肌病、心内膜弹力纤维增生症和心肌致密化不全均为原发性疾病，且予以强心剂、利尿剂、血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体阻滞剂、β受体阻滞剂、醛固酮拮抗剂、改善心肌能量代谢等药物治疗2周后，患儿心功能改善，临床表现及体征明显好转。排除标准：先天性心脏病、重症肺炎、风湿性心脏病、暴发性心肌炎等所致心功能不全；急性感染、肿瘤、结缔组织病、免疫缺陷病、严重肝肾功能不全等。

另选取同期门诊健康体检儿童30例为对照组。其中男15例，女15例，中位入组年龄6.0（4.2，10.0）岁。心衰组与对照组入组年龄、性别差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究获得郑州大学第一附属医院伦理委员会批准（2020‐KY‐069），并获得家属知情同意。

表1 两组儿童性别及年龄比较

1.2 标本收集

经家属知情同意，研究对象均于清晨采集空腹静脉血3~4 mL，注入红色干燥管，室温放置30 min，于4℃离心机3 500 r/min的速度离心10 min，收取上清液，放入-80℃冰箱保存，待测血清PTX‐3、syndecan‐4。心衰组于治疗前和治疗后各采集1次，对照组儿童于入组时采集1次。

1.3 血清 PTX‐3、syndecan‐4 水平测定

采用酶联免疫吸附法检测血清PTX‐3、syndecan‐4水平，试剂盒由上海艾博抗贸易有限公司提供，操作步骤严格按照试剂盒说明书进行。

1.4 血清氨基末端脑钠肽前体水平测定

采用双向侧流免疫法测定氨基末端脑钠肽前 体（N‐terminal pro‐B‐type natriuretic peptide, NT‐proBNP）水平，监测范围为5~16 000 pg/mL，若检测值＜5 pg/mL，记为5 pg/mL，若检测值＞16 000 pg/mL，则记为16 000 pg/mL。

1.5 超声心动图相关指标检测

由我院超声科医师对符合纳入标准患儿进行检查，采用PHILIP公司IE33型彩色多普勒超声心动图仪测量左室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左室短轴缩短率（left ventricular fraction shortening, LVFS）、 舒 张 期末室间隔厚度（interventricular septum thickness,IVST）、舒张期末左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness, LVPWT）、左室舒张末期内径（left ventricular end‐diastolic diameter, LVEDd）等心脏彩超相关指标。依据Devereux 公式计算，左心室质量（left ventricular mass, LVM）=0.8×1.04[（LVEDd+IVST+LVPWT）3- LVEDd3]+ 0.6，左心室 质 量 指 数（left ventricular mass index, LVMI）=LVM/体表面积。

1.6 统计学分析

采用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。非正态分布计量资料采用中位数（四分位数间距）[M（P25，P75）]表示，两组间配对样本比较采用Wilcoxon符号秩和检验，两组间独立样本比较采用Mann‐WhitneyU检验，多组间比较采用Kruskal‐WallisH检验，组间两两比较采用Nemenyi法。采用 Spearman 秩相关分析 PTX‐3、syndecan‐4与NTpro‐BNP、LVEF、LVFS、LVEDd 、LVMI 之 间的相关性。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平比较

心衰组患儿治疗前血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP水平均高于治疗后，且治疗前后均高于对照组（P＜0.05），见表2。

2.2 对照组与不同心功能分级患儿血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比较

血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在心功能 Ⅱ 级组、心功能Ⅲ级组、心功能Ⅳ级组患儿中均高于对照组（P＜0.05）；心功能Ⅳ级组与心功能Ⅱ级组相比，血清PTX‐3、syndecan‐4浓度明显升高（P＜0.05）。见表3。

2.3 心衰组治疗前血清PTX‐3、syndecan‐4水平与 NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVEDd、LVMI、心功能分级的相关性分析

心衰组治疗前患儿血清PTX‐3与syndecan‐4水平呈正相关（分别rs=0.999，P＜0.05）；血清PTX‐3 水平与 NT‐proBNP、LVMI、心功能分级呈正相关（分别rs=0.726、0.736、0.934，P＜0.05），与LVEF、LVFS呈负相关（分别rs=-0.852、-0.767，P＜0.05）； 血 清 syndecan‐4 水 平 与 NT‐proBNP、LVMI、心功能分级呈正相关（分别rs=0.733、0.743、0.934，P＜0.05），与LVEF、LVFS呈负相关（分别rs=-0.856、-0.771，P＜0.05）。见表4。

2.4 不同原发疾病CHF患儿血清PTX‐3及syndecan‐4 水平差异

扩张型心肌病组、心肌致密化不全组及心内膜弹力纤维增生症组患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平差异无统计学意义（P＞0.05），见表5。

表2 各组血清 PTX‐3、syndecan‐4、NT‐proBNP 水平比较 [M（P25，P75），pg/mL]

表3 对照组与不同心功能分级患儿血清PTX‐3、syndecan‐4 水平比较 [M（P25，P75），pg/mL]

表4 心衰组治疗前血清PTX‐3、syndecan‐4水平与各指标的相关性

表5 不同原发疾病CHF患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平比较 [M（P25，P75），pg/mL]

3 讨论

CHF是儿童多种心血管疾病的终末阶段，心力衰竭的发生发展与神经内分泌系统过度激活、细胞炎症刺激、长期氧化应激有着密切的联系，进而诱发心肌纤维化与心室重塑。PTX‐3作为一种新型的炎症因子，是由多个氨基酸组成的五聚体蛋白，机体受到炎症因子刺激时在心肌细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞、单核巨噬细胞、肌肉组织中高表达，主要来源于受损的心肌细胞，是一种可以反映心肌受损与炎症的反应因子。其机制可能为PTX‐3与补体结合，激活补体经典途径和替代途径，参与炎症反应，且可加重细胞损伤[9]。在心力衰竭患者中，PTX‐3可通过与成纤维细胞生长因子结合，从而抑制血管修复、新生，减少心肌供血。由于炎症是导致心力衰竭发生发展和恶化的病理生理途径，阐明炎症因子与心力衰竭之间的关系，可能有助于确定心力衰竭患儿的诊断和预后评估。既往研究发现心力衰竭患者血清PTX‐3水平的表达是非容量依赖性的，在心力衰竭早期即可表达，且与心功能分级明显相关，心力衰竭程度越重，其浓度越高，可能参与心肌纤维化与心室的重塑[10‐11]。本研究结果与既往研究基本一致，本研究中治疗前CHF患儿血清PTX‐3水平较对照组显著增高，在予以强心、利尿、抑制心肌重塑、减轻炎症反应等药物治疗2周后，患儿血清PTX‐3水平显著下降，差异有统计学意义，且本研究也发现了其与NT‐proBNP、LVEF、LVFS、LVMI、心功能分级之间的相关性，提示血清PTX‐3有助于CHF患儿的诊断与预后评估。贾晨红等[12]研究显示成人CHF患者血清PTX‐3水平显著增高，与LVEDd呈正相关，与LVEF呈负相关，且与患者的病情严重程度呈密切相关。康霞艳等[13]对178例脓毒症心力衰竭患儿研究发现，不同感染组心力衰竭患儿血清PTX‐3水平明显高于非心力衰竭患儿，PTX‐3随脑钠肽的增高而升高，通过分析发现，PTX‐3浓度在预测脓毒症患儿的心力衰竭及预后更占优势。既往研究发现在射血分数正常的心力衰竭患者中，PTX‐3水平与性别、年龄、体重指数、糖尿病和高血压病独立相关，而与LVEF无明显相关性，该结果与本研究结果不一致，由于PTX‐3在冠心病、脂肪组织、急性期和亚急性期心力衰竭的心脏中表达，其在射血分数值正常的心力衰竭患者中表达PTX‐3的细胞类型尚不确定。心肌纤维化内细胞外基质积聚也可能是射血分数值正常的心力衰竭患者进展过程中的重要病理生理因素，也可能是由心血管系统的结构和分子异常引起的，包括心脏和血管因素[14]。考虑可能与研究对象年龄不同，且本研究所选对象均为射血分数值显著降低，不合并基础疾病，上述研究对象合并高血脂症、高血压病等有关，也可能和基础疾病药物应用有关。

Syndecan‐4是心脏成纤维细胞的细胞膜所表达的跨膜蛋白聚糖，细胞外基质的主要组成成分，细胞外基质沉积可能通过扰乱心肌兴奋收缩偶联的调节而导致心脏收缩功能障碍；外膜周围细胞外基质的扩张可能会影响心肌细胞的血流灌注；心肌间质中蛋白酶/抗蛋白酶平衡的紊乱可能会引发纤维胶原的降解，从而影响依赖细胞外基质调节心肌细胞收缩的途径，并导致心脏收缩功能障碍[15]；细胞外基质的产生可能会激活炎症途径，促使免疫细胞向间质内迁移，导致心肌细胞功能障碍和死亡[16]。Syndecan‐4可结合生长因子、细胞因子、免疫细胞黏附蛋白及病原体进而参与心脏纤维化信号转导。既往研究表明CHF、急性心肌梗死患者的syndecan‐4血清水平升高，其水平与LVMI呈正相关，与LVEF呈负相关，表明循环中的syndecan‐4水平反映了心脏重塑与心功能级别[17]。其机制可能为心肌损伤或心室压力增高时，心脏成纤维细胞增殖并产生大量的细胞外基质蛋白[18]，syndecan‐4诱导心脏成纤维细胞分化为肌成纤维细胞及细胞外基质蛋白的表达，从而导致心肌纤维化[19‐20]。本研究结果显示，CHF患儿治疗前血清syndecan‐4水平较对照组显著增高，予以抑制心肌重塑、减轻炎症反应等药物治疗后，患儿血清Syndecan‐4水平显著下降，且差异有统计学意义，也发现了其与NT‐proBNP、LVMI、心功能分级呈正相关，与LVEF、LVFS呈负相关。Takahashi等[21]对46例成人心力衰竭患者研究发现，血清syndecan‐4水平与LVMI、LVEDd呈正相关，与LVEF呈负相关，其可以预测由于心力衰竭而导致的住院和死亡，因为它是成纤维细胞生长因子2、肝细胞生长因子和血小板衍生的生长因子受体的共同受体，因此syndecan‐4可作为心力衰竭患者心室重塑的生物标志物。而在本研究中，心力衰竭患儿血清syndecan‐4水平未发现与LVEDd有明显的相关性，考虑可能儿童不同年龄阶段其心室大小不同所致，国内外尚没有对心力衰竭患儿血清syndecan‐4的相关研究，其机制有待进一步研究。

本研究结果表明，扩张型心肌病组、心肌致密化不全组、心内膜弹力纤维增生症组患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平差异均无统计学意义，提示PTX‐3、syndecan‐4与儿童CHF的原发疾病不相关。不同病因的CHF患儿血清PTX‐3、syndecan‐4水平无明显差异的原因可能是PTX‐3 作为炎症因子，与NT‐proBNP不同，虽然它与心力衰竭的关系是非容量依赖性的，但是不同的基础疾病均可导致心肌受损，使炎症反应增强，导致血清 PTX‐3表达水平增加，促进心肌纤维化、心室重塑，参与心力衰竭的发生发展过程；当心肌损伤或心室压力增高时，心脏成纤维细胞增殖并产生大量的细胞外基质蛋白，syndecan‐4水平增加，促进心肌纤维化、心室重塑，导致心力衰竭的发生发展。Syndecan‐4可能是心室重构的特异性生物标志物，不反映血流动力学改变；也可能与PTX‐3、syndecan‐4在多种心血管疾病中均有表达，特异性低有关。综上，二者在心力衰竭的发生发展中的确切病理生理机制需要更加深入的研究，不同基础疾病的 CHF 患儿血清 PTX‐3、syndecan‐4水平是否有差异也有待进一步研究。

综上，血清 PTX‐3、syndecan‐4水平在 CHF患儿中表达增高，其可能通过影响心肌损伤、炎性反应、心室重构和心肌纤维化参与了心力衰竭发生发展的过程,可作为CHF患儿的诊断、心功能分级及治疗效果评估的新的实验指标。