心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p、IGFBP7表达及临床意义

冯 冰，强建康，罗建强

心力衰竭是一种复杂的临床综合征，以心排血量和组织供血不足为主要特征，是各种心脏病的严重阶段，发病率较高，5年存活率与恶性肿瘤相近[1-2]。心房颤动是严重的心房电活动紊乱，随着年龄增长患病率升高。心力衰竭和心房颤动常同时存在，心房颤动发生时心房收缩功能丧失，导致心力衰竭[3-4]。微小RNA(microRNA，miRNA)是一种内源性非编码小分子RNA，可调节基因活动各个方面，参与早期胚胎发育、细胞增殖、凋亡等一系列分化进程。相关研究表明，miRNA与心力衰竭、心律失常、心肌病等多种心脏疾病的发生密切相关，且对心力衰竭病理过程具有重要的调节作用，涉及心肌肥大、心肌凋亡、心肌纤维化、心肌离子通道改变和心脏能量代谢异常等多方面，可能作为疾病诊断的新一代生物标志物；miR-31-5p是miRNA中一员，miR-31-5p表达水平下调可能与慢性心力衰竭发生有关[5-6]。胰岛素样生长因子结合蛋白7(insulin-like growth factor-binding protein 7，IGFBP7)属于胰岛素样生长因子结合蛋白(insulin-like growth factor-binding protein，IGFBP)的家族成员。相关研究显示，IGFBP7是心室肥厚和心力衰竭等疾病的生物标记物[7-8]。目前关于miR-31-5p、IGFBP7在心力衰竭合并心房颤动中作用的研究报道较少。本研究心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p、IGFBP7表达水平变化及临床意义，以期为心力衰竭合并心房颤动的临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年9月—2020年9月于我院就诊的心力衰竭合并心房颤动病人106例作为合并组，心力衰竭未合并心房颤动病人106例作为未合并组，另选择同期于我院进行体检的健康者106名作为对照组。根据纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级，其中合并组心功能Ⅱ级25例，Ⅲ级52例，Ⅳ级29例；未合并组心功能Ⅱ级29例，Ⅲ级46例，Ⅳ级31例。病人纳入标准：符合心力衰竭[9]、心房颤动[10]相关诊断标准；临床资料完整；病人或家属知情同意，并签署知情同意书。排除标准：合并严重肝、肾功能不全病人；患有代谢性疾病病人；患有恶性肿瘤病人。本研究经医院伦理委员会批准通过，符合《赫尔辛基宣言》。

1.2 方法

1.2.1 主要试剂与仪器 RNA提取试剂盒(货号15596-026)购自美国Invitrogen公司；反转录试剂盒(货号ALH266-PTO)购自北京百奥莱博科技有限公司；miScript SYBR®Green qPCR Mix(货号218073)购自德国QIAGEN公司；NanoDrop微量分光光度计、Applied Biosystems 实时荧光定量聚合链式反应(RT-qPCR)仪购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司；Allegra X-15R低温高速离心机购自美国贝克曼库尔特公司；卡盒式SpectraMax Paradigm多功能酶标仪购自美谷分子仪器(上海)有限公司；所有引物由上海生物工程股份有限公司合成。

1.2.2 样品采集 所有研究对象入院时抽取空腹静脉血3～5 mL，常温下静置，以2 500 r/min离心15 min，离心后分离上层血清，置于-80 ℃储存待用。

1.2.3 血清miR-31-5p表达水平检测 RT-qPCR检测血清miR-31-5p表达水平。RNA提取试剂盒提取总RNA，紫外分光光度法鉴定RNA纯度和完整性，逆转录合成cDNA。RT-qPCR反应体系20 μL：miScript SYBR®Green Mix 10 μL，cDNA 4.0 μL，正向、反向引物(10 μmol/L)各1 μL，ddH2O 4.0 μL。miR-31-5p正向引物为5′-GGAGGCAAGATGCTGGC-3′，反向引物为5′-GTGCGTGTCGTGGAGTC-3′。内参U6正向引物为5′-GCTTCGGCAGCACATATACTAAAAT-3′，反向引物为5′-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-3′。RT-qPCR循环参数为92 ℃ 60 s；95 ℃ 30 s，56 ℃ 30 s，72 ℃ 30 s，40个循环。以2-△△CT法计算血清miR-31-5p相对表达量。

1.2.4 血清IGFBP7表达水平检测 采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测血清IGFBP7表达水平，严格按照IGFBP7 ELISA试剂盒(上海酶联生物科技有限公司，货号：ml022791)说明书进行实验操作。

2 结 果

2.1 3组一般资料比较 合并组、未合并组及对照组年龄、男性比例、体质指数(BMI)及吸烟比例比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。详见表1。

表1 3组一般资料比较

2.2 3组血清miR-31-5p、IGFBP7表达水平比较 与对照组比较，合并组及未合并组血清miR-31-5p表达水平均降低，且合并组低于未合并组，差异有统计学意义(P<0.05)；合并组及未合并组血清IGFBP7表达水平均升高，且合并组高于未合并组，差异有统计学意义(P<0.05)。详见表2。

表2 3组血清miR-31-5p、IGFBP7表达水平比较(±s)

2.3 不同心功能分级心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p、IGFBP7水平比较 与Ⅱ级比较，Ⅲ级及Ⅳ级病人血清miR-31-5p表达水平均降低，且Ⅳ级低于Ⅲ级病人(P<0.05)；Ⅲ级及Ⅳ级病人血清IGFBP7表达水平均升高，且Ⅳ级病人高于Ⅲ级病人(P<0.05)。详见表3。

表3 不同心功能分级心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p、IGFBP7水平比较(±s)

2.4 心力衰竭合并心房颤动的影响因素分析 以心力衰竭血清miR-31-5p、IGFBP7水平分为miR-31-5p高表达(>0.78)和低表达(≤0.78)，IGFBP7高表达(>56.07 ng/mL)和低表达(≤56.07 ng/mL)。将上述指标纳入自变量，以心力衰竭是否发生心房颤动为因变量，进行Logistic回归分析，结果显示，血清miR-31-5p低表达、血清IGFBP7高表达均为心力衰竭病人发生心房颤动的危险因素(P<0.05)。详见表4。

表4 心力衰竭合并心房颤动的影响因素分析

2.5 血清miR-31-5p、IGFBP7对心力衰竭合并心房颤动的诊断价值 ROC曲线分析结果显示，血清miR-31-5p诊断心力衰竭合并心房颤动的ROC曲线下面积(AUC)为0.833，95%CI[0.775，0.892]，截断值为0.890，灵敏度为91.5%，特异度为70.8%；血清IGFBP7诊断心力衰竭合并心房颤动的AUC为0.902，95%CI[0.861，0.943]，截断值为54.384 ng/mL，灵敏度为76.4%，特异度为91.5%；血清miR-31-5p联合IGFBP7诊断心力衰竭合并心房颤动的AUC为0.941，95%CI[0.912，0.971]，灵敏度为83.0%，特异度为90.6%。详见图1。

图1 血清miR-31-5p、IGFBP7诊断心力衰竭合并心房颤动的ROC曲线图

3 讨 论

心力衰竭是一种常见的临床综合征，主要病理特征为心排血量降低，心肌收缩能力下降和肺循环、体循环淤血等，多发生在心血管疾病的终末阶段[11-12]。心房颤动是临床常见的心律失常之一，指规则、有序的心房电活动丧失，代之快速、无序的心房颤动波，患病率为0.4%～1.0%。心力衰竭和心房颤动常同时存在，心房颤动发生率与心力衰竭严重程度呈正相关，心房颤动发生时心房丧失收缩功能，长期心率加快，导致或加重心力衰竭。心力衰竭时心脏泵血功能下降，心房内血液淤积，心房增大、纤维化，传导性和兴奋性不均一，促使心房颤动发生和维持。心力衰竭导致离子通道重构，引起心房传导速度和不应期改变，从而诱发心房颤动发生。心房颤动导致快速、不规则心室率，同时引起心肌缺血、基质重构等，进一步降低心肌功能[13-14]。心力衰竭合并心房颤动病人病死率高于单一疾病病人，但二者相互作用机制尚未明确。应用血清标志物诊断心力衰竭和心房颤动是近年来研究热点。

miRNA是一种由22～25个核苷酸组成的非编码RNA，miRNA表达具有高度的细胞特异性和组织特异性，与动脉粥样硬化、慢性心力衰竭等心血管疾病的发生、发展密切相关。miRNA可稳定地存在于血清中，具有高度的敏感性与特异性，因此，血清miRNA检测与分析被认为是一种特异性高、可操作性强的技术，在疾病的诊断和病情评估方面发挥着重要的作用。miRNA在心房颤动及心力衰竭的发病机制，国内外研究主要集中在心肌细胞中的表达水平及调控机制[15-16]。miR-31-5p是miRNA中一员，李璐等[6]研究表明，慢性心力衰竭病人miR-31-5p表达水平下调，可能与慢性心力衰竭发生有关。关于心力衰竭合并心房颤动病人miR-31-5p水平的研究报道较少，本研究分析miR-31-5p是否成为评估心力衰竭合并心房颤动的一项新型生物指标。本研究结果显示，与对照组比较，合并组及未合并组血清miR-31-5p表达水平均降低，且合并组低于未合并组；与Ⅱ级病人比较，Ⅲ级及Ⅳ级病人血清miR-31-5p表达水平均降低，且Ⅳ级病人低于Ⅲ级病人，表明miR-31-5p可能在心房颤动及心力衰竭发病机制中发挥重要的作用，参与心力衰竭合并心房颤动发生发展，且与心力衰竭合并心房颤动病人心功能分级密切相关。本研究中血清miR-31-5p低表达是影响心力衰竭病人心房颤动发生的危险因素，进一步说明血清miR-31-5p可能与心力衰竭病人心房颤动发生密切相关，miR-31-5p水平降低提示心力衰竭病人心房颤动发生风险较高。进一步研究结果显示，血清miR-31-5p诊断心力衰竭病人心房颤动的AUC为0.833，截断值为0.890，灵敏度为91.5%，特异度为70.8%，表明血清miR-31-5p对心力衰竭病人发生心房颤动具有一定的诊断价值。血清miR-31-5p水平<0.890时，提示心力衰竭病人发生心房颤动的可能大，应及早监测和评估。

血清IGFBP7是G1期细胞周期阻滞的相关标志物，与细胞衰老密切相关，可高亲和力地与胰岛素样生长因子(insulin like growth factor，IGF)结合，拮抗IGF与受体结合发挥作用，参与细胞增殖、凋亡、衰老和血管生成等多种生理过程[8，17]。IGFBP7在正常人中表达极低，有研究显示，高水平IGFBP7通过血管内皮细胞产生活性氧，造成炎症级联反应，加速心肌细胞衰老，并可能参与心室重构、心肌僵硬等病理生理过程，导致心肌舒张功能下降，甚至心力衰竭[17-18]。本研究结果显示，对照组、未合并组及合并组血清IGFBP7表达水平依次升高，且心力衰竭合并心房颤动病人血清IGFBP7表达水平随着心功能分级增加而升高，提示IGFBP7参与心肌细胞的衰老进程，引起心肌舒张功能下降，进而可能与心力衰竭病人心房颤动的发生发展密切相关，且与心功能分级关系密切。进一步研究结果显示，血清IGFBP7高表达是影响心力衰竭病人心房颤动发生的危险因素，且血清IGFBP7诊断心力衰竭合并心房颤动的AUC为0.902，截断值为54.384 ng/mL，灵敏度为76.4%，特异度为91.5%，表明血清IGFBP7对心力衰竭合并心房颤动具有一定的诊断价值。血清IGFBP7>54.384 ng/mL时，提示发生心力衰竭合并心房颤动的可能大，可作为临床早期诊断的辅助指标。本研究ROC曲线分析结果显示，血清miR-31-5p联合IGFBP7诊断心力衰竭合并心房颤动的AUC为0.941，灵敏度为83.0%，特异度为90.6%，由此表明miR-31-5p联合IGFBP7对心力衰竭合并心房颤动的诊断价值更高。

综上所述，心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p表达水平较低，血清IGFBP7表达水平较高，miR-31-5p、IGFBP7均为心力衰竭病人心房颤动发生的影响因素，两者具有一定的诊断价值，且miR-31-5p联合IGFBP7诊断价值更高。由于本研究样本量有限，且miR-31-5p、IGFBP7参与心力衰竭合并心房颤动的机制复杂，今后应扩大样本量，进一步探讨心力衰竭合并心房颤动病人血清miR-31-5p、IGFBP7表达及具体作用机制。