心肌炎中的诊断标志物研究进展

杨儒林 韩 波，2

1. 山东大学齐鲁医学院，山东 济南 250012； 2. 山东第一医科大学附属省立医院小儿心脏科，山东 济南 250021

心肌炎是一种以心肌炎性细胞浸润和非缺血性心肌细胞坏死为特征的疾病[1］，最终可能会导致慢性心力衰竭、扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）、心脏移植等，甚至导致个体死亡。每年发病率约为22/10 万[2］。心肌炎的具体病因目前仍不明确，通常认为与病毒感染、药物毒性及自身免疫性疾病等有关[3］。其中，病毒性心肌炎（viral myocarditis，VMC）是最常见的类型，B 组柯萨奇病毒则是最常见的病毒类型[4］。心肌炎的临床表现具有异质性，可表现为胸痛、心悸、心源性休克以及恶性心律失常等[5］，而在儿童患者中，临床表现更不典型，最初可能会以呼吸道、消化道等症状出现[6］。急性心肌炎如治疗不及时或治疗效果不佳可转为慢性心肌炎，导致不可逆的心脏结构变化，最终演变为DCM[7］，这将严重影响到患者的存活率及生存质量。暴发性心肌炎（fulminant myocarditis，FM）是心肌炎中较为罕见但较严重的一种类型，主要特点为起病急、病情进展快、死亡率高，通常可在短时间内出现心源性休克、心衰等严重并发症并危及生命[8］。因此，及时准确地进行诊断对于改善心肌炎的预后具有重要意义。

1 目前诊断现状

心肌炎诊断的金标准为心内膜心肌活检（endomyocardial biopsy，EMB），然而这项操作是有创的，并且敏感度较低。因此在美国心脏病学会及欧洲心脏病学会的一项联合声明中提到，不主张将心内膜心肌活检应用于普通心肌炎的诊断，仅推荐在难治性心肌炎或怀疑特殊类型病原体感染的心肌炎中使用[9］。近年来，心脏磁共振在心肌炎中的诊断价值越来越受到重视，现已经成为心肌炎诊断中最重要的无创诊断方法之一[10］。目前心肌炎并无明确的诊断标准，其诊断主要依赖于临床诊断，因胸痛、心悸、呼吸困难、乏力、晕厥就诊的患者应警惕是否存在心肌炎。临床上对于疑诊为心肌炎的患者需进行心电图、心脏超声及血清学等相关检查[11］，最终根据病史及辅助检查结果做出综合性的临床诊断。因此目前心肌炎仍然缺乏高特异性、高灵敏度、低成本的诊断标志物。

2 传统心肌炎诊断生物标志物

心肌炎的发病机制主要包括炎症细胞浸润及心肌细胞损伤两部分，因此，用于心肌炎诊断的生物标志物也大致分为与炎症细胞浸润有关的标志物及与心肌损伤有关的标志物。传统的心肌炎诊断标志物主要分为以下2类：（1）与感染及免疫反应有关的标志物，如肝素结合蛋白（heparin-binding protein，HBP）[12］、S100 钙结合蛋白A8 （S100 calcium binding protein A8，S100A8）[13］、S100钙结合蛋白A9（S100 calcium binding protein A9，S100A9）[13］、LAP+Treg[14］、血清半乳糖凝集素（galectin-3，Gal-3）[15］、白介素-33（interleukin-33，IL-33）[16］、生长刺激表达基因2 蛋白（growth stimulating express gene 2，ST2）[17］等；（2）与心肌损伤或心功能障碍有关的标志物，如高敏肌钙蛋白I（hypersensitive cardiac troponin I，hscTnI）、高 敏 肌 钙 蛋 白T（hypersensitive cardiac troponin T，hs-cTnT）、N 末 端原B 型利 钠 肽（Nterminal pro-BNP，NT-proBNP）、肌酸激酶同工酶（creatine kinase MB，CK-MB）等[18-24］。

临床中较常用的标志物有以下4 种：（1）cTnI，仅存在于心肌细胞中，在正常人外周血中含量极低，心肌受损后大量释放，具有良好的特异性和敏感度，能够很好地反映心肌损伤。在心肌损伤后1 h，cTnI 在血中的浓度开始升高，并且长时间存在，是诊断心肌炎可靠的标志物[18］；（2）CK-MB，主要存在于心肌细胞及骨骼肌中，当心肌细胞受损时，外周血中CK-MB含量开始升高，在10 ~ 30 h内达到高峰，并且能够反映心肌细胞受损程度，然而其窗口期较短[19］；（3）cTnT，是一种调节肌肉组织的蛋白，负责肌钙蛋白复合物与原肌球蛋白的结合，有研究表明，在心肌梗死中，与其他心肌酶相比，cTnT具有更高的诊断价值，能够更好地反映心肌坏死水平[20-21］，同时有研究发现cTnT在肾衰竭患者中会升高[22］；（4）NT-proBNP，是一种心脏衍生肽，在左心室肥厚、心肌梗死、肺动脉高压及心力衰竭等疾病中均会升高，但其主要作为心力衰竭的标志物而被广泛使用。值得注意的是，肾功能受损时NT-proBNP也会升高[23］。此外，也有部分研究专注于NTproBNP在心肌炎预后方面的作用[24］。

3 新型心肌炎生物标志物

非编码RNA （non-coding RNA，ncRNA）是指人类基因组中不编码蛋白质的RNA，根据大小分为长非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）与微小RNA（microRNA，miRNA），还 有 一 种 环 状RNA（circular RNA，circRNA），由一个共价闭合的连续环组成，具有较好的稳定性，因此也更有组织特异性[25］。越来越多的学者开始关注ncRNA 在各种疾病中的表达。ncRNA 在癌症组织及心血管系统中含量丰富，并参与某些疾病的发生与发展。外周血中部分ncRNA 的含量在不同疾病状态下会发生变化，并且在外周循环中能够稳定地存在，易于检测。因此ncRNA在FM的诊断中具有较大的潜力。

3.1 miRNA

miRNA 是一类含有19 ~ 25 个核苷酸的小RNA，在调节基因表达方面起着重要作用，约1/3的蛋白编码基因调控与miRNA有关[26］。Nie等[27］认为miR-4763-3p 有望成为心肌炎的特异性生物标志物。研究人员首先对FM患者的外周血进行基因芯片分析，在检测到的miRNA 中发现has-miR-4763-3p、has-miR-4281、has-miR-3960 的表达上调，hasmiR-151a-3p 的表达下调。随后在急性心肌梗死患者中评估了这些不同表达的miRNA，发现has-miR-4763-3p、has-miR-3960及has-miR-151a-3p的表达无明显变化，has-miR-4281 表达明显上调。实时荧光定量聚合酶链反应检测结果与基因芯片分析结果一致。在FM 患者随访过程中，has-miR-4763-3p 和has-miR-4281 的表达逐渐恢复正常，而has-miR-151a-3p 表达仍下调。基因通路分析发现has-miR-4763-3p 通过多种途径参与FM 的发生发展过程。在细胞实验中，has-miR-4763-3p可加重脂多糖诱导的心肌细胞损伤。此外，研究人员还发现has-miR-4763-3p 与左室射血分数呈负相关，表明其表达量与FM 患者的病情严重程度相关，其受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下的面积为0.85。此研究表明has-miR-4763-3p 可能是FM 的特异性生物标志物，并且具有较高的敏感性和特异度。另一项研究在小鼠中鉴定出一种新miRNA，确定了其人类同源的has-miR-Chr8：96，并在心肌炎患者中进行了验证，其诊断心肌炎的ROC曲线下面积为0.93[28］。此外，miR-146b、miR-208b、miR-499、miR-1、miR-146b、miR-29b、miR-21-5p、miR-1-3p、has-miR-155、has-miR-320a 等[29-34］在不同研究中也被验证参与心肌炎的发生发展过程，有望成为其潜在的生物标志物。

3.2 lncRNA

lncRNA 是指核苷酸数量 > 200的ncRNA，研究表明lncRNA 可以在转录、转录后、翻译、翻译后水平上影响基因表达，在心血管疾病的调控中起着重要作用。但由于其同源性较差，目前对于lncRNA在心肌炎诊断方面的研究远少于miRNA[35］。Zhu等[36］研究验证了lncRNA SOX2OT 在心肌细胞内毒素脂多糖诱导心肌炎中的作用，抑制lncRNA SOX2OT 的表达可减轻脂多糖诱导的心肌损伤，但其在心肌炎中的诊断价值尚未被评估。此外，对lncRNA ROR[37］、 ENSMUST00000188819[38］、ENSMUST00000199139[38］、ENSMUST00000222401[38］、lncRNA MALAT1[39］、lncRNA NONHSAT177112.1[40］、lncRNA HIF1A-AS1[41］等均进行了相关研究，阐述了相关lncRNA 在心肌炎病程中的作用机制，然而却均未在临床患者中验证，因此这些lncRNA 能否作为心肌炎诊断标志物仍需进一步研究。

3.3 circRNA

circRNA 是由共价闭合的连续环组成的ncRNA，近年来有关circRNA在心血管系统疾病中的研究越来越多，但多聚焦于其在心肌缺血再灌注损伤中的作用，与心肌炎相关的探索较少[42］。Zhang等[43］研究发现，circACSL1 可以通过竞争性吸收miR-8055来加重心肌炎症和心肌损伤，从而上调丝裂原活化蛋白激酶14 的表达。研究人员在FM 患者的外周血中检测了circACSL1 的表达，发现其表达量明显上调，与急性期相比，恢复期circACSL1的表达量显著下降。因此，circACSL1 可能是心肌炎诊断的一种潜在新型生物标志物。Fan等[44］在脂多糖诱导心肌炎动物模型中发现，敲降circHIPK3 可有效缓解心肌组织损伤，改善心脏功能，抑制心肌细胞凋亡。

4 总结与展望

心肌炎是一种感染性心肌疾病，在儿童和青年中发病率较高，及时、准确的诊断对于改善心肌炎患者预后具有重要意义，但目前仍缺乏简便、特异性的早期诊断标志物。我们总结了ncRNA 作为心肌炎新型生物标志物的研究进展。ncRNA 可在外周血中稳定存在，在疾病状态下其在循环中的表达量会发生改变，这种改变具有组织特异性与疾病特异性，这为ncRNA作为心肌炎的诊断标志物提供了可能。已有多项研究进行了ncRNA 在心肌炎诊断方面的探索，部分ncRNA 尤其是miRNA 表现出优秀的诊断潜力。

目前ncRNA 作为心肌炎的诊断标志物也有一定局限性。大部分研究为单中心、小队列研究，结果有待于在多中心、大队列中进行前瞻性验证。单一ncRNA在疾病诊断中的灵敏度和特异度有限，有研究将多个ncRNA组合用于疾病诊断，其灵敏度和特异度均高于单一的ncRNA。此外，不同实验室所使用的RNA提取方法及样本的来源不同，这可能导致结果的异质性。在心肌炎的不同时期中ncRNA的表达水平也随之变化，确定采集样本的时间以及制定统一的定量化诊断标准也是需要解决的问题。未来还需进行深入的研究，以促进ncRNA作为心肌炎的无创、高效的诊断标志物进行临床运用。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突