BNP/NT-proBNP、sST2与肺动脉高压研究进展

梁志斌 姚 桦

（广东省心血管病研究所，广东 广州 510080）

肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension，PAH）是一种由多种病因引起肺血管床受累而肺循环阻力进行性增加，进而导致肺动脉压力进行性升高，最终导致右心衰竭甚至死亡的严重心血管疾病，它可以是一种独立疾病，也可以是并发症，还可以是综合征[1]。PAH定义为海平面、静息状态下，经右心导管检查测定的肺动脉平均压（mean pulmonary artery pressure，mPAP）≥25mmHg（1mmHg=0.133 kPa）[2]。而2018年第六届世界肺动脉高压大会建议将PAH血流动力学标准修订为mPAP＞20mmHg[3]。由于存在广泛争议，目前我国也尚缺乏针对mPAP在21-24 mmHg患者的相关研究，因此2021版中国肺动脉高压诊断与治疗指南没有采纳这一诊断标准[4]。但可以预见的是，随着诊断标准的陆续修订以及临床诊断技术的提高，未来将有更多患者被临床诊断为PAH，进一步危害人民大众身心健康，增加社会医疗负担。

从上世纪90年代开始，针对PAH发病机制的关键靶点，如内皮素、一氧化氮以及前列环素等途径研发的靶向药物相继问世，虽缓解了PAH患者的临

床症状，在一定程度上改善了其总体预后，但远期疗效仍然有限[5]。由此可见，寻找灵敏、特异的生物标志物对帮助早期诊断或鉴别诊断PAH、进行危险分层、优化管理策略、疗效评估及判断预后具有广阔的临床应用前景。经过近些年的研究，许多实验室指标和血流动力学参数已被认为对评估PAH病情严重程度和判断预后有重要意义，如血浆中的脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）和N端脑钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NTproBNP），已被国内外指南推荐的非侵入性预后评估血浆生物标志物[2，4，6]。其余如右心导管测量参数、红细胞分布宽度、人五聚素-3等，它们要么受侵入性或主观性质限制，要么易受外界因素影响，且不是PAH特异性标志物[7]。到目前为止，可溶性肿瘤抑制体2（soluble suppression of tumorigenicity 2，sST2）已成为心功能不全相关疾病的新型生物标志物。美国和欧洲心脏病协会心力衰竭（heart failure，HF）指南[8-9]均已将sST2列为心肌纤维化的标志物，可以预测HF患者的入院率和死亡率，并将其纳入慢性HF风险分层。目前sST2与PAH相关研究也备受关注。本文将综述BNP/NT-proBNP、sST2在PAH中的研究进展。

1 BNP和NT-proBNP

B型利钠肽是从心房和心室合成并释放出来的激素前体，被酶切后成为有活性的BNP和NTproBNP[10]。利钠肽通过增加全身血管通透性和利钠作用来减少血容量，并通过增加细胞内cGMP的合成使血管平滑肌细胞松弛，这两种作用都能降低血压和心室前负荷[11-12]。BNP的血浆半衰期为22min，NT-proBNP则为2h，两者均通过肾清除，肾功能不全可导致两者的血浆水平显著升高[11]。BNP和NTproBNP已被广泛用作心功能不全的无创性指标和预后标志物，是目前PAH风险分层指南推荐的唯一生物标志物[13]。

在PAH患者中，BNP、NT-proBNP水平与右心功能不全程度和预后密切相关。Nagaya等[14]证明了BNP水平与NYHA功能分级、mPAP、PVR呈正相关，与心输出量呈负相关。此外，结果还显示高水平的BNP（＞180 pg/mL)和3个月随访期内BNP水平升高，与特发性肺动脉高压(idiopathic PAH，IPAH)患者的死亡率增加强烈相关，且与基线和治疗后的运动能力[15]有关。一项对26名WHO功能分级为3级的PAH患者进行的小型随机对照试验[16]发现，与波生坦治疗组相比，西地那非组治疗后的BNP水平较基线水平显著下降（P=0.014）。一项对55名PH患者（36例IPAH）进行研究的小型前瞻性单中心试验[17]显示，NT-proBNP水平与右心功能不全（经超声心动图和右心导管术评估）有关，NT-proBNP基线低水平预示着较好的存活率，而高水平的NT-proBNP（＞1400pg/mL）则预示着较差的预后。一项针对PAH患者（n=198）的回顾性研究[18]也得出了相似的结论。该研究发现，NT-proBNP水平每年下降>15%与存活率有关，对死亡率有预测价值，表明NT-proBNP随时间的变化在评估治疗反应方面可能比确切目标值更有价值。血浆NT-proBNP水平已被证明与PAH病情严重程度[19]、对波生坦的治疗反应[20]和对一氧化氮的急性血流动力学反应[21]相关。Leuchte等[15]还讨论了肾损害对NT-proBNP作为PAH血流动力学标志物准确性的潜在混杂偏倚。他们发现，在肾功能不全的情况下，NT-proBNP虽与肺血流动力学无关，但仍是一个预后指标，而BNP与预后不相关，提示对于肾功能不全的患者而言，用NT-proBNP作为预后指标可能要优于BNP。

NT-proBNP在预测有进展为PAH的高风险人群中也是有价值的，硬皮病患者就是这种人群中的一员，尤其是局限性硬皮病的患者。在一项前瞻性队列研究[22]中，研究人员先对101名无PAH的硬皮病患者的基线NT-ProBNP水平和DLCO进行测量，随后进行中位29个月的前瞻性随访。结果表明，在单变量和多变量分析中，高水平NT-proBNP和低DLCO（经肺泡容积校正）均可独立预测PAH的发生。另外，Williams等[23]对68例已经发生PAH的硬皮病患者研究发现，血浆NT-proBNP平均水平与mPAP和PVR呈正相关，与心输出量呈负相关。该研究还发现NT-proBNP还与WHO功能分级、6分钟步行试验（6MWD）和生存期相关，并且在基线（HR 4.82；P=0.002）和随访（HR 3.82；P=0.006）的基础上，NT-proBNP水平每增加10倍，死亡风险都显著增加。

血浆NT-proBNP水平不仅是预测PAH患者生存时间的良好指标，也是判断治疗效果的良好指标。在一项4期、开放标签的ATHENA-1临床试验[24]中，对33例已经接受5-磷酸二酯酶抑制剂（PDE5i）治疗的PAH患者加上安贝生坦，在治疗24周后发现，与基线值相比，NT-proBNP水平降低了31%（P=0.0216）。TRIUMPH试验[25]是一项双盲、随机对照3期临床试验，235名PAH患者在接受波生坦或西地那非背景治疗的基础上被随机分为吸入型曲前列环素组或安慰剂组，并将NT-proBNP水平变化作为辅助终点。结果发现，无论是治疗6周（-71pg/mLvs+16 pg/mL，P=0.0003）还是24周（-57pg/mLvs+40 pg/mL，P=0.0014）后，与对照组相比，实验组的NTproBNP水平变化均有显著的统计学差异。另一项更大型的3/4期随机对照临床实验[26]将NT-proBNP纳入PAH初始联合治疗的次要终点。在该试验中，500名PAH患者以2:1:1的比例被随机分为安贝生坦+他达拉非、安贝生坦+安慰剂、他达拉非+安慰剂组，经过24周治疗，结果表明，联合治疗的NT-proBNP下降幅度明显大于单一治疗，具有显著的统计学差异（联合vs安贝生坦：-67.2%vs-56.2%，P=0.01；联合vs他达拉非：-67.2%vs-43.8%，P＜0.001）。在一些新一代PAH靶向药物临床研究方面，NT-proBNP依旧是评估药物治疗效果的关键指标之一。在Seraphin的血流动力学亚组分析中，与安慰剂相比，马昔腾坦改善了PAH患者6个月时NT-proBNP水平[27]。一项与时间相关的研究发现，司来帕格使PAH的发病率/死亡率事件的风险降低了92%；安慰剂组基线或随访时NT-proBNP水平较低，其PAH发病率/死亡率降低了90%[28]。

目前，BNP/NT-proBNP仍是PAH临床试验和常规治疗的主要生物标志物。虽然最近大多数研究PAH新疗法的临床试验包括BNP或NT-proBNP的系列测量，但关于它们在临床实践中的治疗反应有效性方面的数据仍然很少。到目前为止，还没有明确的建议说明它们的绝对水平是多少，以帮助指导临床医生对PAH患者的评估。此外，这两个生物标志物都受到某些临床条件的影响，如肾功能衰竭或冠心病。因此，在实践中应认真解读并充分发掘这些生物标志物尽可能多的价值。

2 sST2

肿瘤抑制体2（suppression of tumorigenicity 2，ST2）是白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）受体家族成员，存在跨膜型ST2（ST2L）和sST2两种亚型[29]。IL-33是ST2L的特异性功能配体，可与ST2L特异结合，起到抗心肌肥大及抗纤维化的作用[30]。ST2与心血管疾病的关系甚为密切，其中sST2由心血管系统的心肌细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞受机械应力牵拉时合成并释放，存在于细胞外间隙和血清中，参与肺血管重构、右心室重塑及相关炎症反应过程[29，31-32]。在PAH患者中，右心负荷增加导致右心室重构进而引起的右心衰竭是最为显著的症状之一，在这一过程中受机械应力作用，心肌成纤维细胞和心肌细胞的细胞核中可合成生物力学诱导蛋白IL-33并在细胞坏死期间释放[33]。在IPAH患者内皮细胞中发现IL-33的下调显著增加了sST2的释放，PAH对心脏施加的机械应力作用同样会增加sST2的释放，sST2竞争性结合IL-33，阻断了IL-33的抗心肌肥大及抗纤维化作用，加速了心室的重构[33]。

研究发现，sST2与心力衰竭[34]、冠心病[35]和接受经皮导管主动脉瓣置换术[36]患者的预后不良有关，也与PAH严重程度及预后相关[37]。一项小型前瞻性队列研究[38]显示，与对照组受试者相比，IPAH队列中（n=40）sST2水平显著升高（28.9±13.9vs20.7±7.5 ng/mL，P=0.003），并且与心脏指数（r=-0.534，P=0.000）和PVR（r=0.350，P=0.027）相关，能反应PAH严重程度。平均随访14个月后，在12名受试者出现了临床恶化。受试者工作特性分析提示，sST2>31.4 ng/mL可作为临床恶化的判别指标，其敏感性和特异性分别为83.3%和78.6%。Kaplan-Meier分析表明较高的sST2水平与较差的预后相关，多变量CoX分析显示sST2独立预测临床恶化，表明升高的sST2水平可作为死亡率的独立预测因子。另一项前瞻性观察性队列研究[39]则调查了不同病因的成人PH患者的sST2水平及其与超声心动图、血流动力学指标及不良临床事件的关系。共104名经右心导管确诊的PH（排除左心相关PH，51%为PAH）患者被纳入研究并测定基线sST2水平（中位数为28 ng/mL），中位随访时间3.3年，主要终点由死亡或肺移植组成，次要复合终点由死亡、肺移植或HF组成。结果显示，sST2升高与右室功能障碍加重、mPAP和右房压力升高相关，sST2与主要终点（HR 1.53，95%CI1.12-2.07，P=0.007）和次要终点（HR 1.45，95%CI1.10-1.90，P=0.008）均有显著相关性。值得注意的是，对NT-proBNP进行校正后发现，两个关联均无统计学意义。一项横断面研究的结果也显示出sST2水平与右心室功能障碍的超声心动图参数之间存在相关性[40]。

在2013年，Carlomango等[41]首次发现IPAH及硬皮病相关PAH患者血清中sST2水平明显升高，与健康对照组相比，差异有统计学意义（42.82±19.09vs14.84±1.9 ng/mL；P<0.0001）。sST2水平高于队列中位数的患者，其WHO功能分级（P=0.006）、右心室容积（右心室舒张末期容积指数：P=0.004；右心室收缩末期容积指数：P<0.001）和收缩功能（P<0.001）均显著低于对照组。sST2水平与6MWD（P=0.04）和NT-proBNP（P=0.003）呈正相关。最后，人们注意到，在平均随访14个月后，sST2高水平组的12名患者中有4名经历了重大事件（死亡或列入移植名单）。相比之下，sST2低水平组没有发生任何事件。Martinez Rumayor等[42]研究也发现，血清sST2水平的升高预示着PAH死亡率的升高。由此可见，血清sST2水平与PAH严重程度及预后密切相关。

在一项旨在探讨心脏再同步化治疗（CRT）患者sST2与PH严重程度关系的研究[43]中，研究人员对111例受试者进行基线sST2水平的测定，并将PH严重程度分为无、轻-中度和重度3组。经过连续6个月随访分析发现，随着PH严重程度的增加，sST2基线中值水平呈梯度增加（P=0.02），PH严重程度改善的患者sST2水平降低（-15 ng/mL，P=0.001），而PH严重程度无改善的患者sST2水平升高（+5 ng/mL，P=0.005）。很明显，CRT患者的sST2基线水平与PH严重程度相关。而一项单中心回顾性分析发现，sST2与不同亚型的PH患者没有特殊相关性，sST2可被认为是PH的一般生物标志物[44]。

到目前为止，许多临床研究都已证明sST2在各种急性和慢性心血管疾病中具有重要的预后价值。sST2作为新一代HF生物标志物，具有不受年龄、种族、肾功能影响以及单一阈值等特点，在HF患者的诊断、治疗、预后评估及风险预测中发挥着重要作用[45-46]。尽管各种研究也证明PAH患者sST2水平升高，但sST2预测各类PAH患者临床结局方面的价值尚未得到完全证实。PAH患者血清sST2水平升高，且其与右心室收缩和舒张功能障碍程度密切相关。因此，需要进一步的研究来证明血清sST2是否有可能作为一个动态标记物，以及其浓度的变化对PAH发病率和临床结局的预测价值。

3 NT-proBNP联合sST2

到目前为止，在PAH研究的生物标志物范围中，只有BNP和NT-proBNP被治疗指南推荐作为预后参数。然而，没有单一的生物标志物在预测预后或治疗反应方面显示出显著的优势，一组血清生物标记物可能比任何单一的都更有预测价值。Chida等[47]研究了59名16岁前被诊断为IPAH或遗传性PAH患者的几个生物标志物。研究发现sST2和NT-proBNP组合是与NYHA功能分级相关的标志物，也是临床结局的预测指标，其中sST2水平升高与死亡率相关性最强，且sST2升高的患者在NTproBNP高的患者中预后明显更差。经Kaplan-Meier和单变量Cox回归分析显示，NT-proBNP和sST2升高均预示不良预后，而这两种标志物水平均升高的患者的预后明显较差（HR 8.9，P=0.0387）。其他研究则发现，sST2、NT-proBNP和生长分化因子-15联合应用可预测人类免疫缺陷病毒感染者的PAH发病风险及死亡风险[48]。sST2可预测PAH患者死亡及再入院风险，而联合NT-proBNP、肾素等多生物标记的预后价值优于常规指标[49]。

合并多种生物标记物可提供关于预后、治疗选择或反应的额外信息，特别是当使用以多条途径为靶点的联合治疗方案时。在靶向治疗前后选择最佳生物标志物组合可帮助临床医生和科学家更好地了解PAH的发病机制，从而选择更有效的治疗方法。

4 总结与展望

综上所述，PAH患者血浆/血清BNP、NTproBNP和sST2水平均明显升高，与疾病严重程度和预后密切相关。目前，BNP和NT-proBNP仍是PAH临床试验和常规治疗的主要生物标志物。sST2作为PAH新型生物标志物具有广大的研究前景，而抑制sST2竞争性结合IL-33，可能成为PAH治疗的新靶点。

目前用于PAH治疗的许多生物标志物都经受住了时间的考验，已被确认为疾病进展或衰退的可靠预测指标。任何单一的生物标记物都不太可能提供单个患者所需的全部相关信息，而联合标记物的研究潜力则引起了人们相当大的兴趣。目前关于BNP/NT-proBNP联合sST2检测对PAH患者预后的预测价值的临床研究仍较少，未来的研究需确定该组合对PAH的预测价值。