NT-proBNP、sST2诊断老年射血分数中间值心力衰竭的临床价值

赵雪芳，李建国

心力衰竭(heart failure，HF)是指由冠状动脉性心脏病、高血压等多种疾病引起的心脏循环障碍的综合征。2016年，欧洲心脏病学会(ESC)心力衰竭指南将左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)40%～49%的病人重新定义为一种类型，即射血分数中间值心力衰竭(heart failure with mid-range ejection fraction，HFmrEF)[1]。2018年中国心力衰竭诊断及治疗指南也采用了这一标准[2]。一项关于心力衰竭的统计显示，心力衰竭病人中HFmrEF占26.6%[3]；有研究显示，HFmrEF占老年慢性心力衰竭(chronic cardiac failure，CHF)病人的30.3%[4]。提示随着病人年龄的增长，HFmrEF的发病率呈上升趋势。研究表明，心力衰竭病人心功能和预后随着年龄的增长而恶化，增加了社会及病人家庭的经济负担[5]。目前，心力衰竭的临床诊断主要是根据病人病史、查体以及相关的辅助检查。血清N末端脑钠肽前体(N-terminal B-type natriuretic peptide precursor，NT-proBNP)是临床上一种常用的生物标志物，通常用于心力衰竭的诊断。当病人心功能障碍时，由于心室肌细胞受损和心力衰竭，会导致NT-proBNP水平大幅度增加，但其浓度易受到年龄、肥胖、左心室肥厚、右心室超负荷及肾功能等多种因素的影响[6]，另外，NT-proBNP对于HFmrEF的诊断有一定的局限性[1]，只有结合其他生物标志物，才能更准确地评估心力衰竭。可溶性生长刺激表达基因2蛋白(soluble growth stimulating gene 2 protein，sST2)是白细胞介素-1(IL-1)受体家族的一员，参与心肌纤维化和心肌重塑[7-8]，被视为继NT-proBNP后评估心力衰竭最有价值的生物标志物[9]。与其他两种类型心力衰竭比较，目前NT-proBNP、sST2与HFmrEF的相关研究尚不多见。本研究通过分析NT-proBNP、sST2与老年HFmrEF的相关性，探讨血清NT-proBNP及sST2在HFmrEF诊断、心功能评估方面的临床价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2019年9月—2020年10月于山西省汾阳医院诊断为HFmrEF的老年病人128例(HFmrEF组)以及同期老年健康体检者58名(对照组)为研究对象。HFmrEF诊断标准采用2018年中华医学会心血管病分会颁布的心力衰竭诊断和治疗指南中的相关标准：①存在心力衰竭症状和/或体征；②LVEF为40%～49%；③利钠肽水平升高，脑钠肽(BNP)>35 ng/L和/或NT-proBNP>125 ng/L；④左心室肥厚和/或左心房扩大和/或心脏舒张功能异常[2]。128例老年HFmrEF病人中纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级：Ⅱ级31例，Ⅲ级46例，Ⅳ级51例。根据NYHA心功能分级分为Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组。

纳入标准：年龄≥60岁；符合HFmrEF诊断标准。排除标准：NYHAⅠ级的病人；体内存在急性感染的病人；患有严重血液系统疾病、脑卒中、严重肝脏疾病、恶性肿瘤、严重肾功能不全、自身免疫系统疾病的病人。本研究经山西省汾阳医院伦理委员会审批同意，所有受试者均自愿签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集 收集各组病人一般资料，包括年龄、性别、体质指数、吸烟史、心率、血肌酐、总胆固醇、三酰甘油等，并记录是否患有冠心病、高血压、糖尿病等。

1.2.2 NT-proBNP、sST2检测 所有病人入院后均立即采集5 mL肘静脉血，并使用EDTA-2K抗凝，应用电化学发光双抗体夹心法测定NT-proBNP水平。所有病人均于入院后第2天采集清晨空腹肘静脉血5 mL，采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)进行测定，在450 nm波长处测定吸光度值，并绘制标准曲线，计算sST2浓度。

1.2.3 超声心动图检查 常规超声心动图检查由山西省汾阳医院两名经验丰富的超声医师进行，共测量3个心动周期并计算平均值，记录左室舒张末期内径(LVEDD)和LVEF。

1.2.4 相关诊断标准 ①高血压：在安静状态下，用标准水银柱血压计测量病人上臂肱动脉血压，在非同一天测量3次收缩压均≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒张压≥90 mmHg[10]，或在此之前已经确诊为高血压且目前正在进行降压治疗。②糖尿病：具备糖尿病临床表现，随机血糖≥11.1 mmol/L，或空腹血糖≥7.0 mmol/L，或餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L[11]，或在此之前已经确诊患有糖尿病目前正在进行降糖治疗。③吸烟：持续1年以上每日吸卷烟大于1支，但不包括连续1年没有吸烟者。④冠状动脉性心脏病(冠心病)：行冠状动脉造影术后证实存在有1支或多支冠状动脉狭窄≥50%。

2 结 果

2.1 各组基线资料比较 各组在年龄、性别、体质指数、血清总胆固醇、三酰甘油、合并糖尿病、吸烟方面比较差异均无统计学意义(P>0.05)。对照组与HFmrEF组收缩压、冠心病占比、高血压占比、心率、血肌酐、LVEDD、LVEF比较差异均有统计学意义(P<0.05)，且与对照组比较，HFmrEF组LVEDD明显升高(P<0.05)，LVEF明显降低(P<0.05)。Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组LVEDD水平逐渐升高，LVEF水平逐渐降低。详见表1。

表1 各组基线资料比较

2.2 各组血清NT-proBNP、sST2水平比较 HFmrEF组NT-proBNP、sST2水平高于对照组(P<0.05)；Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组NT-proBNP、sST2水平逐渐升高，差异均有统计学意义(P<0.05)。详见表2。

表2 各组血清NT-proBNP、sST2水平比较

2.3 相关性分析 Spearman相关分析显示，血清sST2水平与NT-proBNP、心功能呈正相关(r值分别为0.473，0.777，P均<0.001)，与LVEF呈负相关(r=-0.726，P<0.001)。

2.4 HFmrEF影响因素分析 以是否发生HFmrEF为因变量，在排除混杂因素及交互作用后进行Logistic回归分析，结果显示，NT-proBNP(OR=1.001，P=0.037)、sST2(OR=1.144，P<0.001)为HFmrEF的独立危险因素。详见表3。

表3 HFmrEF危险因素的Logistic回归分析

2.5 NT-proBNP、sST2对HFmrEF的诊断价值 NT-proBNP、sST2诊断HFmrEF的灵敏度分别为67.2%、89.7%，特异性分别为94.9%、82.1%，在灵敏度及特异性最高时得到的截点值分别为1 339.50 pg/mL和15.99 ng/mL。NT-proBNP、sST2诊断HFmrEF的曲线下面积均大于0.5，分别为0.840[95%CI(0.763，0.918)]和0.923[95%CI(0.873，0.973)]，即NT-proBNP诊断HFmrEF的准确度为84.0%，而sST2诊断HFmrEF的准确度可达到92.3%，提示sST2诊断HFmrEF的价值更高。两者联合检测时灵敏度和特异性分别为93.1%和87.2%，曲线下面积为0.970[95%CI(0.943，0.997)]，即两者联合诊断的准确度可达97.0%，提示联合诊断具有更高的临床价值。详见图1及表4。

图1 NT-proBNP、sST2及两者联合诊断HFmrEF的ROC曲线

表4 NT-proBNP、sST2及两者联合对HFmrEF的诊断效能

3 讨 论

近年来，随着我国人口老龄化程度的加剧，心力衰竭的发病率呈现逐年上升趋势，是心血管疾病死亡的一个重要原因。据统计，我国心力衰竭的发病率为1.5%～2.0%，老年病人心力衰竭发病率高达6%～10%，特别是>45岁的人群，心力衰竭的发病率会随着年龄的增长而上升，表现为年龄每增加10岁，心力衰竭的发病率约上涨1倍，相对应的死亡率会增加4～5倍[12]。有研究表明，HFmrEF的发病率与射血分数降低型心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF)及射血分数保留型心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF)类似，但再住院率及死亡率均高于HFpEF[13]。如果在早期没有及时、有效地对HFmrEF进行干预，其很可能会进展为HFrEF[14]。在生物标志物的指引下对心力衰竭进行精准治疗可能是未来的发展方向，但单一生物标志物常常无法准确评估心力衰竭，需要联合一种或多种标志物才能对其进行全方面地评估[15]，这对HFmrEF的早期诊断、病情评估以及预后的改善具有非常重要的临床意义。

3.1 血清NT-proBNP水平与HFmrEF的关系 BNP是利钠肽系统的组成部分，又称B型利钠肽，是由心室肌细胞合成和分泌的一种具有生物活性的激素，在心肾保护中发挥重要作用。BNP可通过促进产生环磷酸鸟苷，达到扩血管的作用，BNP对肾脏的保护作用表现为抑制近端、远端肾小管对钠的重吸收，并增加肾血流量以及肾小球滤过率。除此之外，还可抑制肾素-血管紧张素-醛固酮(RAAS)系统和交感系统的活性，进而抑制血管平滑肌细胞和内皮细胞增殖，减少内皮分泌，加强钠的排泄，从而发挥利尿、排钠作用[16]。NT-proBNP是利钠肽家族中的成员，是心肌细胞产生的内源性多肽，心功能正常的状态下能够合成并分泌到血液中。当心功能衰竭时由于较高的心室壁张力、心室容量负荷加剧以及心室腔扩大等多种因素导致NT-proBNP合成和分泌明显增加[17]。NT-proBNP与BNP比较虽没有生物学活性，但其有更长的半衰期和较高的体外稳定性，这使临床监测心力衰竭病人急性血流动力学变化有了较好的选择，更适合用于临床检测[18]。因此，NT-proBNP在心力衰竭的临床诊断以及病情评估等方面具有十分重要的临床价值。

本研究中HFmrEF组NT-proBNP水平高于对照组，Logistic回归分析结果显示，NT-proBNP是老年HFmrEF的独立危险因素，同时NT-proBNP水平越高，NYHA心功能等级越高，提示血清NT-proBNP水平可以作为评估心力衰竭严重程度的血清学指标。邓文等[19-20]研究发现，入院时血清NT-proBNP值与心力衰竭严重程度呈正相关。本研究结果与其一致。此外， ROC曲线分析结果显示，NT-proBNP水平诊断HFmrEF的准确度为84.0%，敏感度为67.2%，特异性为94.9%。

研究发现，BNP常常被推荐用于排除心力衰竭，但并不是诊断性的，因为其阳性预测值很低[21]。而且由于NT-proBNP的半衰期较长，当机体体液潴留时，在很大程度上会影响NT-proBNP水平，从而不能准确反映左室充盈程度[1]。此外，年龄、肥胖、快速型心房颤动都会影响利钠肽水平[6]。因此，找到可以作为NT-proBNP良好补充的生物标志物对HFmrEF的早期诊断及评估具有重要意义。

3.2 血清sST2水平与HFmrEF的关系 生长刺激表达基因2蛋白(ST2)是白介素-1(IL-1)受体家族的成员，通过选择性启动子将人2号染色体上的ST2基因进行剪切和编码后形成至少三种异构体，包括膜结合受体(ST2L)、sST2以及主要表达于胃肠道的变异型(STV)[22]。ST2的天然配体为白介素-33(IL-33)，是由多种不同类型的细胞共同产生，其中包括内皮细胞、角质形成细胞、成纤维细胞以及平滑肌细胞等。当机体处于炎症状态下时，其水平会发生下调。此外，它既是一种细胞因子，也可充当转录因子，在一个完整的细胞中，IL-33即作为一种转录调节因子，并可表现出核定位，从而调节核因子-κB(NF-κB)的转录活性。在细胞受到损伤或死亡后，细胞内的IL-33就会被释放出去，来协调免疫反应，尤其是自然免疫[23]。不仅如此，当组织受到损伤和发生炎症反应时，IL-33起着非常复杂的作用，参与动脉粥样硬化、糖尿病、自身免疫系统疾病、变态反应、恶性肿瘤等多种疾病的发病过程。尤其重要的是，IL-33可以通过ST2保护心肌，并起到预防心肌纤维化和心肌肥厚的作用；可以预防发生于脂肪组织的炎症[24]。IL-33基因缺失会加快心脏重塑的进程，并出现心功能受损的严重后果[25]。而ST2的基因消融则会延缓伤口的愈合过程，损害血管重新生成，促使巨噬细胞向炎症表型极化[26]。sST2是IL-33/ST2信号通路的游离型受体，能够竞争性结合游离IL-33，从而减轻IL-33/ST2通路保护心脏的作用[24]。当心肌处于急性应激状态下或受到损伤时，sST2会出现过表达，参与免疫反应以及炎性反应，在心力衰竭的发生、发展过程中发挥了一定的作用[27]。有研究显示，sST2可影响心脏成纤维细胞线粒体的融合，能够使炎症标志物的分泌增加并且加剧氧化应激的产生[28]，提示过高的sST2水平与心肌纤维化和心肌不良重构密切相关。

本研究中HFmrEF组sST2水平明显高于对照组，Logistic回归分析显示，sST2是HFmrEF的危险因素，这与以往的研究结果[29]是一致的，且血清sST2水平越高心功能就越差，这提示血清sST2可以作为反映心力衰竭严重程度的生物标志物，这与许卓帆等[30]的研究结果相一致。本研究研究还发现，血清sST2水平与NT-proBNP和心功能呈正相关，与LVEF呈负相关，这与陈炜等[31]的研究结果相符。ROC曲线分析得出，sST2水平诊断HFmrEF的准确度达92.3%，敏感度为89.7%，特异性为82.1%。与NT-proBNP比较，sST2诊断HFmrEF的准确度更高，提示血清sST2对HFmrEF的独立诊断价值比血清NT-proBNP高。血清sST2可能是诊断HFmrEF的一个更为准确的指标，这与既往的研究结果[29，32]一致。

3.3 两者联合检测与HFmrEF病人的关系 有研究发现，不同于NT-proBNP的是，病人的年龄、性别、肾功能等因素不会影响sST2水平[33-34]，因此，sST2可能在NT-proBNP诊断心力衰竭中形成良好的补充，从而提高心力衰竭诊断的准确度。

本研究中sST2及NT-proBNP联合检测诊断HFmrEF的准确度高达97.0%，敏感度为93.1%，特异性为87.2%，提示联合检测诊断的准确度明显高于单一血清学指标检测的准确度， sST2、NT-proBNP联合检测可提高对HFmrEF的诊断价值。杜坤等[35]的研究也表明，联合检测NT-proBNP及sST2，一定程度上弥补了单独检测NT-proBNP的不足，有利于对心力衰竭病人进行综合评价。

综上所述，入院时NT-proBNP、sST2水平的升高与老年HFmrEF病人的心功能有明显的相关性，NT-proBNP和sST2对HFmrEF的诊断有一定的临床价值，两者联合检测可提高HFmrEF的诊断价值。NT-proBNP、sST2检测简单，对老年HFmrEF病人的诊断及心功能评估中有一定的临床意义，多项心力衰竭的生物标志物联合检测有助于更好地诊断及评估HFmrEF。本研究纳入的样本量较小，可能存在选择上的偏倚，今后需要扩大样本量，行多中心、大规模研究来进一步阐明血清NT-proBNP、sST2水平与老年HFmrEF病人的相关性。