邓幅源 王少飞 庞桂芬 姜锋
肺栓塞(Pulmonary embolism,PE)是一种由栓子脱落堵塞肺动脉主干或其分支所造成的以心肺循环功能障碍为主要表现的病理生理综合征,已成为仅次于心血管疾病和脑血管意外的第三大临床疾病,其中急性肺栓塞(APE)占据了极大一部分[1]。APE 发病率日益增高,无特定的临床表现,且多继发于其他疾病,漏诊、误诊等现象时有发生,导致患者预后不佳甚至死亡[2]。据统计,高危APE患者的30d 内死亡率可达22%[3]。目前,临床上对于APE 的诊断主要是依靠症状、体征、化验指标及影像学结果。其中,CT 肺动脉造影(CT-pulmonary angiography,CTPA)是目前临床诊断APE 的“金标准”,但由于该检查存在诸多临床应用问题,限制了其在诊疗过程中的大范围应用。传统的心肌损伤标志物对于APE 的临床诊断及治疗具有一定的参考价值,但通常缺乏特异性。因此,寻找一种非侵入性、操作简便的辅助诊断方法对于APE 的早期识别具有重要意义。
有研究[4]发现,心脏型脂肪酸结合蛋白(Hearttype fatty acid-binding protein,H-FABP)作为主要存在于心肌细胞的生物学标志物,受血流动力学改变的影响较大,在发生心肌损伤后2h 内便可在外周循环血液中检测到,在急性心肌损伤的早期诊断中的敏感性、特异性均优于其他标志物[5]。APE 患者肺动脉的机械性阻塞通常会导致循环系统血流动力学的改变,造成心肌细胞受损。国内学者张黎[6]等通过自体血栓法建立APE 大鼠模型,进一步从生理学角度证实了外周血中高水平的H-FABP 与APE 的发生、发展密切相关。
1.1 H-FABP 的生理作用与释放H-FABP 作为新近发现的一种主要存在于心肌细胞胞浆内的可溶性、小疏水基配体结合蛋白(15kDa),其约占心肌细胞可溶性蛋白的4%~8%,在骨骼肌中也有表达,但水平极低[7,8]。H-FABP 主要作用是通过与长链脂肪酸的特异性结合,将其转运至线粒体参与β 氧化生成ATP,为心肌收缩提供能量,因此对于心肌损伤高度敏感[9]。H-FABP 作为一种相对稳定的胞内蛋白质,在血浆中的浓度不超过5μg/L,当心肌细胞受各种物理、化学因素影响而受损时,脂肪酸氧化作为其能量来源的占比增加,H-FABP 的合成增多,同时由于其体积小且为胞质游离状态,可经心肌细胞膜迅速漏出入血,使得外周血中的H-FABP 出现显著升高,6h 达浓度高峰,之后经肾脏代谢排出[4,8,10]。
1.2 H-FABP 的检测目前研究者常使用的检测方法主要有竞争性酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)、乳胶微粒增强免疫比浊法、免疫传感器测定法、荧光免疫层析法等。Knowlton 等[11]于上世纪90 年代基于抗原-抗体特异性结合原理发明的ELISA 法,由于操作简单、定量准确及可重复性好,且随着单克隆抗体技术的成熟,已经逐渐成为主流的科研检测方法。国外有学者通过大样本临床实验发现,免疫比浊法对H-FABP 的检测准确度及灵敏度较高,基本可满足常规临床生化检验要求[12]。传统的免疫传感器测定法由于其操作过程复杂、耗时长,且成本高,现已很少被使用。国外学者Mihailescu 等[13]基于免疫传感器测定法,通过技术改进,不仅大幅降低了成本,同时将检测浓度下限降为0.836ng/mL。免疫层析法作为一种新型的检测方法,具有更高的准确度、更短的检测时间以及较强的抗干扰性,常被用于H-FABP 的定量检测[14]。2014 年的一项前瞻性研究[15]通过临床比较,证实了免疫比浊法测定的H-FABP 数值更准确。国外学者发现通过利用血浆肌红蛋白(Mb)与不同组织来源H-FABP 比值范围不同的特点,即心肌(Mb/H-FABP:4~5)和骨骼肌(Mb/H-FABP:20~70),可识别H-FABP 的组织来源,以减少骨骼肌细胞中含有的少量H-FABP 对检测结果产生的干扰,进一步提高检测结果的可信度[16]。另外,由于H-FABP 经肾脏代谢,因此肾功能与血浆H-FABP 的浓度呈负相关(r=-0.75),在对肾功能不全的患者进行检测结果分析应用时应同时参考多方面因素[17,18]。
1.3 H-FABP 的应用价值目前,临床诊断心肌损伤仍高度依赖心脏电生理检查、超声心动图等的综合评估,不仅增加了患者的经济负担,同时对医疗设备及医师水平也提出了极高要求。H-FABP 作为一种对心肌损伤具有高灵敏性和特异性的新型生物学标志物,与急性冠脉综合征、心梗等疾病的临床诊断密切相关。有报道指出,在心肌受损30min内H-FABP 便可经细胞膜迅速释放入血,其早期阳性率远超高敏肌钙蛋白等其他标志物[19]。国外有研究证实了血清H-FABP 浓度与心肌损伤的面积密切相关,可用于评估急性胸痛严重程度。卢振峰等[20]研究发现,H-FABP 的血清浓度与心肌细胞缺血缺氧损伤的程度相关,也证实了上述观点。随着人们对H-FABP 的进一步研究,发现其不仅在心肌细胞损伤评估中起着重要作用,还与部分呼吸系统疾病、肾脏功能损伤密切相关。
2.1 H-FABP 对APE 的早期诊断心肌损伤标志物对于诊断急性心肌损伤的价值毋庸置疑。Janisset等[21]证实了肺动脉压力的增高与肺动脉栓塞的发生发展存在一定关联。由于APE 患者肺动脉血管的机械性阻塞,导致肺循环压力升高、血管活性物质释放以及右心容量负荷的急剧增加,造成心肌损伤。因此,检测心肌损伤标志物水平也有助于APE的早期识别与诊断[22]。有文献报道,欧洲心脏病学会(ESC)早在2008 年就已将心肌损伤标志物列入APE 的诊疗指南[23]。Keller 等[24]通过对血流动力学正常的APE 患者研究发现,心肌肌钙蛋白(cTnI)与患者右心室功能具有强关联性,OR=3.95。一项研究通过比较APE 患者的生物学指标,发现高水平的H-FABP 对于APE 的诊断阳性率要显著高于cTnI(75.4% vs 40.6%,P=0.003)[25]。我国学者通过大量的临床研究与动物模型模拟也认为H-FABP可作为APE 的早期生物学诊断指标,并首次从两个层面证实了血清H-FABP 对于早期APE 具有较高的临床诊断价值,同时得出了H-FABP 诊断APE 的最佳截断值为2 484pg/L[6]。王晓华等[26]通过观察和比较72 例接受治疗的APE 患者入院与出院时的血清H-FABP 浓度,发现治疗后患者血清H-FABP 水平为(6.57±2.71)μg/L,相比于治疗前的(8.32±3.29)μg/L 明显降低,考虑可能与血流动力学改善有关,从侧面也证实了H-FABP 与APE的发生、发展密切相关。
2.2 H-FABP 与APE 的危险分层对确诊APE 的患者尽早进行危险分层,并据此结果给予积极治疗,有助于降低临床死亡率,改善预后。ESC 建议在对血流动力学稳定的APE 患者进行危险分层时需结合心肌损伤程度与心功能指标。但是对于存在休克或低血压的APE 患者,诊疗共识均视为高危组,优先予以抗凝及溶栓处理[27]。现阶段人们主要依据CK-MB、cTnI 等对患者行危险分层,但cTnI 升高缓慢,且早期阳性率较低,不利于危重症疾病临床诊断效率的提升。国内外学者通过研究发现H-FABP 与CK-MB 的分布极为相似。血清H-FABP 作为一种心肌损伤标志物,由于其出现时间早,且不会与其他蛋白标志物发生交叉反应,在合并心肌损伤的APE 患者危险分层中的优势大于cTnI 等[28]。李国兵等[29]使用免疫比浊法测定血流动力学稳定的APE 患者血清H-FABP,通过多因素回归分析发现其与肺栓塞危险分级呈正相关(r=0.712,P=0.001),曲线下面积(AUC)均趋近于0.692,表明血清H-FABP 可用于APE 患者的危险分层。Langer 等[30]的一项多变量Logistic 回归分析证实了血清H-FABP 浓度升高的APE 患者为高危人群,且存在短期内死亡的风险。周洪等[31]通过对APE 血浆H-FABP>13.3μg/L 的患者做ROC曲线分析,结果显示其对于评估APE 患者病情严重程度的敏感性为81.0%,特异性为79.4%,进一步证实了两者的相关性。据报道,心脏超声可用于对APE 的临床诊断,并且联合心肌损伤标志物等辅助检查,可显著提高诊断的准确率,降低漏诊率[8]。综上所述,H-FABP 可作为APE 患者心肌损伤和心功能不全的早期标志物,同时对患者的病情评估及危险分层具有较高的临床应用价值。
2.3 H-FABP 与APE 的预后评估APE 严重影响患者的生存时间与生活质量,早期采取准确、有效的干预措施,对于提高患者存活率、防止不良结局的发生尤为重要。外周血H-FABP 的水平对APE患者预后评估具有重要的临床意义[32]。国内董青利等[2]对124 例经治疗出院的APE 患者进行随访,并依据6 个月的随访结果,将患者分为预后良好组与预后不良组,通过比较两组患者入院时外周血H-FABP 水平,发现预后不良组明显高于预后良好组。Ruan 等[33]通过比较55 例诊断为APE的患者入院时血清H-FABP 水平,经过9d 的随访发现,H-FABP 阳性组患者发生死亡事件明显高于阴性组(50% vs 0%,P<0.013)。Bajaj 等[34]的一项Meta 分析表明,H-FABP 的水平与APE 相关死亡风险升高显著相关(OR=25.97,95%CI:6.63~101.66,I2=40%)。一项回顾性研究证实了H-FABP 阳性组(H-FABP ≥10μg/L)的患者30d 内死亡率达到23.81%,而阴性组死亡率则为0;同时阳性组患者休克、猝死等不良事件发生率也高于阴性组[35]。有报道H-FABP 阳性APE 患者中71%的患者在住院期间出现病情恶化需要药物维持,H-FABP 阴性患者无一例在住院期间出现病情恶化需要药物维持或者死亡[36]。综上所述,在具有高度临床化和方法学多样性的不同研究中,H-FABP 与APE 患者短期内复杂临床事件的发生或死亡有一定的相关性,与其他指标联合检测可使其准确性更高。
由于目前缺乏简便、高效的诊断与防治措施,APE 仍对人类的生命健康造成极大威胁。相比于CTPA 等有创检查,生物学标志物作为临床常用的检验指标,具有获取方便、客观性强等优点,临床应用前景更广泛。过去常用的D-二聚体、cTnI 等指标对于PE 的诊断及危险分层的特异性一般;新兴的检验指标如缺血修饰白蛋白、microRNA 及其他因素还未列入临床常规检查,且检验方法的不同也会产生一定误差。H-FABP 可对早期APE 进行高效识别和危险分层,使APE 患者尽早接受专业的治疗,提高患者的存活率,有望成为APE 早期临床诊断和治疗的新型生物标志物。