脑钠肽在非心力衰竭疾病中的研究进展*
2013-03-31陈丰运综述审校
陈丰运 综述,肖 骅 审校
(重庆医科大学附属第一医院心内科,重庆 400016)
脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)又称B型利钠肽、脑利钠肽,是利钠肽家族重要一员,和氨基端脑钠肽前体(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)由心肌细胞产生,两者血浆浓度升高与左室功能下降程度及其所受压力增大密切相关,在心力衰竭诊断方面具有极高的诊断价值。但心力衰竭并不是引起BNP升高的惟一原因,某些因素(如性别、年龄、肥胖、低血容量血症等)、某些疾病(如其他心脑血管疾病、肺部疾病、肾功能不全、系统性硬化病、脑血管疾病等)均可导致其升高。大量研究表明,BNP有更加广泛的临床鉴别诊断及预后评估价值。本文将对非心功能不全因素对BNP的影响作一综述。
1 BNP生物学
1.1 化学结构 BNP由32氨基酸组成,基因段位于1号染色体短臂远端,转录、表达成BNP前体原,脱去N端的信号肽成为含108个氨基酸的BNP前体,分泌过程中或进入血液后分解为具有生物活性的BNP和N端片段,即NT-proBNP。
1.2 分泌与储存 BNP主要由心室肌细胞分泌,NT-proBNP为BNP生成过程中产生的无活性肽段残片,与BNP呈1∶1生成[1-2]。NT-proBNP具有半衰期长、血浆浓度高、个体变异小和体外稳定性好等优点,检测不易受影响,具有更大临床实用价值[3]。BNP广泛分布于脑、脊髓、心、肺等组织,以心脏含量最高。心脏内BNP主要存在于左、右心房,心室BNP含量少是由于BNP前体并不储存在心室中,当室壁张力升高时迅速刺激BNP基因高表达,大量合成BNP分泌入血。血中BNP绝大多数由心肌细胞分泌产生。
1.3 清除途径 BNP的主要清除途径:(1)通过C受体介导将BNP内吞入胞内,由溶酶体酶降解;(2)由中性肽链内切酶对BNP降解,此酶在肺脏及肾脏中浓度较高。后者为BNP代谢的主要途径,NT-proBNP主要经肾脏排除[4]。
1.4 生理作用 BNP可促进水钠排泄、舒张血管,对抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统[5],阻断交感神经系统传导[6],是人体抵御容量负荷过重及高血压的一个重要内分泌系统。还可抑制、延缓心肌纤维化和心室重构[7],可作为心室重构程度的监测指标。
2 个体的基本情况对BNP水平的影响
已知多种因素影响BNP水平,如性别、年龄、肥胖、低血容量血症,研究发现,女性的BNP水平较男性高,这与代谢不同有关;老年人较青年人高,主要受亚临床心肌结构和功能改变影响[4]。虽然女性BNP参考值较高,但两种性别BNP水平均随年龄增大而升高,故在评估BNP水平时侧重于考虑年龄因素,而不是性别。肥胖患者往往比其他人BNP水平低,与脂肪组织分泌神经肽酶降解BNP有关[8]。Bunnag等[9]在治疗低钠血症过程中发现:低血容量性低钠血症的NT-proBNP水平较等液体量性低钠血症低。治疗期间,NT-proBNP与细胞外液变化幅度相当,血容量增加,BNP浓度也相应上升。细胞外液和NT-proBNP水平具有良好的相关性。
3 非心力衰竭的心脏疾病
3.1 急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)大量研究提示,BNP与心肌梗死、缺血性心肌病关系密切。Nadir等[10]发现,NT-proBNP水平与压力诱导性心肌缺血有关,可作为压力诱导性心肌缺血诊断、管理的参考指标。ACS的早期,心肌缺血诱导心肌细胞大量释放BNP入血,其血浆浓度迅速升高。之后随着心脏扩大,心室重塑,心脏收缩功能减低,心肌细胞张力增高,心室肌细胞再次大量分泌BNP。第1个高峰出现在ACS发生后6~24h内;5d左右出现第2个高峰,持续到第4周仍高于正常水平[11]。Frohlich等[12]发现:NT-proBNP/肌红蛋白对Takotsubo心肌病和ACS具有很好的鉴别价值,NT-proBNP/肌钙蛋白比值的鉴别价值更高。这与ACS部分心肌缺血引起室壁张力增加,导致左室收缩或舒张障碍,引起传统心肌标志物和NT-proBNP水平升高有关。NT-proBNP联合心肌损伤标志物,可作为鉴别Takotsubo心肌病和ACS的一种更有效、迅速、方便的急诊工具。
国内对NT-proBNP在急性ST段抬高性心肌梗死急诊冠状动脉支架植入术后的研究发现[13],随着急性ST段抬高性心肌梗死相关血管开通时间延迟,BNP水平逐渐增高。BNP有助于评价急性心肌梗死支架植入术后左心室重构程度,对判断预后有一定价值[14]。
3.2 心肌纤维化 心肌纤维化时心脏顺应性下降,室壁牵拉引起BNP浓度显著升高。BNP水平与心脏核磁共振所反应的心脏结构改变有良好的相关性[7]。BNP水平可以反应心肌纤维化程度。根据BNP水平可以更早的对心肌纤维化及心室重构进行评估和治疗。神经激素水平测定提示BNP具有延缓心脏重塑作用[15]。
3.3 高血压 高血压患者BNP水平明显高于健康人,且与左室肥厚程度密切相关。Olsen[16]认为,BNP是预测高血压患者心血管意外的敏感指标。国内蒋作锋[17]也证实BNP可作为高血压左室扩大、收缩功能下降的评估指标。BNP有拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感系统阻断作用。补充外源性BNP可显著抑制血浆醛固酮水平,引起血管舒张,导致尿量增加,减少循环血量,改善左室收缩舒张功能和血压水平[6]。
4 肺部疾病
4.1 慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD) BNP水平与COPD,尤其是并发有慢性肺源性心脏病的COPD关系密切。van Gestel等[18]认为,COPD是BNP水平的独立影响因子,无论COPD程度轻重。COPD急性发作时,进行标准化治疗,同时添加少量利尿剂,可以迅速的降低血BNP浓度,这与COPD急性发作期存在水钠潴留,循环血量增加,心室负荷增大有关。
BNP水平与COPD急性加重期的严重程度有关,是因为COPD严重程度越重,肺功能和结构改变越大,对肺动脉压以及右心室负荷影响越大,肺脏清除BNP的能力下降,导致BNP水平升高[19]。COPD急性加重期BNP水平升高的因素有:(1)COPD病程中,肺血管阻力逐渐增加,产生肺动脉高压,引起肺源性心脏病,BNP释放增加[20];(2)COPD急性加重期由于缺氧、高碳酸血症、酸中毒、相对血流量增多等因素,加重左心负荷,甚至左心衰竭,促使BNP释放[21];(3)一些炎症介质也导致BNP释放增加[22];(4)COPD患者肺毛细血管网严重受损,而肺脏是BNP的主要代谢场所[4],肺脏对BNP清除能力降低是BNP水平升高的机制之一。
4.2 肺动脉栓塞和肺动脉高压 急性肺动脉栓塞或肺动脉高压合并右心室功能障碍时,BNP水平明显升高。NT-proBNP浓度大于500ng/L可作为预测肺动脉栓塞的独立因子,而当BNP浓度大于90pg/mL时,应重点考虑是否存在右心室功能障碍[23-24]。肺动脉高压患者右心室压力超负荷时,BNP水平与平均肺动脉压、右心房压力、右心室舒张末期压力和全肺阻力呈显著正相关。
急性肺动脉栓塞存在部分或全右心室功能障碍时,进行溶栓等积极治疗可有效降低其肺动脉压力和BNP浓度。肺动脉血栓剥脱后,BNP水平显著下降。BNP浓度持续升高则预示术后残余肺动脉高压的存在,BNP浓度越高,越易产生严重的低氧血症[25]。
4.3 急性呼吸困难 BNP对呼吸困难患者使用呼吸机时间超过48h,脱离呼吸机后24h内是否再次出现呼吸困难,有较高的预测能力。值得强调的是BNP排除风险价值比预测风险的准确性更高[26]。但并发有多种疾病的老年呼吸困难患者,因其并发症类型、程度不同,BNP对其反映能力较差[27]。
急诊科BNP测定对急性呼吸衰竭患者缩短住院周期和减少住院率有重要价值,但对死亡率无明显影响[28]。Boldanova等[29]对急性呼吸困难患者研究发现,对于有心衰病史的急性呼吸困难患者,BNP对其诊断敏感性较高。
4.4 急性肺水肿 BNP或C-反应蛋白都能够对心源性肺水肿和急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征进行鉴别,但单用BNP或C-反应蛋白来鉴别诊断心源性肺水肿和急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征是有争论的。联合BNP联合C-反应蛋白,对二者鉴别效价更高,更具说服力[30]。
4.5 胸腔积液 最近一些研究利用生物标志物,如BNP等鉴别诊断胸腔积液,也取得了一些研究成果。Yorgancioglu等[31]研究发现,与恶性组、感染组、其他组比较,慢性心衰患者血中和胸水中BNP最高。漏出性胸水患者血中和胸水中BNP比较高。测定胸水BNP浓度,可以更好地鉴别出心源性胸水,优于血浆BNP测定和Light′s标准。胸水BNP水平是否具有鉴别诊断胸水性质(渗出性胸水、漏出性胸水)能力,有待进一步研究。
5 其他疾病
5.1 系统性硬化病相关性肺动脉高压(systemic sclerosis-associated pulmonary arterial hypertension,SScPAH) 临床上,TG(三尖瓣梯度)≥36mmHg或≥31mmHg合并有呼吸困难的患者,被认为是SScPAH。Oravec等[32]研究发现,BNP与年龄、NYHA心功能分级、皮肤评分、全身动脉高压病史、抗着丝点抗体、舒期功能障碍、肺弥散能力障碍、三尖瓣梯度呈正相关。三尖瓣梯度、年龄和全身动脉高压是BNP水平的独立影响因子。BNP水平与SScPAH临床表现及实验室检查呈正相关。
5.2 脑血管疾病 在中枢神经系统中,丘脑外侧区和脊髓内都含有BNP。BNP在急性脑血管意外患者中异常增高,增高程度与疾病轻重及脑梗死面积和脑出血量相关[33]。BNP升高与以下因素有关[33-34]:(1)急性脑血管病时全身神经内分泌系统激活,引起心肌细胞坏死、心律失常,刺激心源性BNP分泌;(2)急性脑血管意外,颅内压增高,造成脑组织缺血缺氧,继发脑水肿,直接刺激中枢神经系统BNP分泌,产生利钠利尿、扩张血管,降低血脑屏障通透性,缓解脑水肿;(3)脑出血、脑梗死患者出血量及梗死面积大小与BNP水平相关,病变区域也可能是BNP来源;(4)蛛网膜下腔出血患者BNP升高幅度高于脑出血、脑梗死,是由于蛛网膜下腔出血颅内压升高迅速,脑血管痉挛,进一步造成缺血,脑水肿明显,病情进展快,从侧面证实了BNP的分泌与颅内压的关系。另有研究发现,脑室内注射BNP,可以观察到脑水肿明显减轻,可能与BNP直接作用于中枢神经系统有关[35]。
5.3 慢性肾病 慢性肾病患者由于肾功能较差,对NT-proBNP排泄障碍,NT-proBNP水平较健康人高。DeFilippi等[36]研究发现,NT-proBNP与肾功能的负相关性较强,NT-proBNP对慢性肾病患者预后的评估较好。NT-proBNP诊断慢性肾病时,对于年龄小于50岁,50~75岁和大于75岁的截定值分别为450ng/L,900ng/L和1800ng/L,并且无需根据肾功能进一步调整。
5.4 急性胰腺炎 重症急性胰腺炎患者存在全身除胰腺以外的重要脏器功能损伤。研究发现[37],重症急性胰腺炎患者BNP水平明显升高,尤其以重症急性胰腺炎死亡患者BNP水平增高显著。这可能与重症急性胰腺炎引起的全身器官功能障碍,特别是心肌损害,有密切关系。血浆BNP水平能准确评价急性胰腺炎患者心功能状况,对评估患者病情严重程度和预后具有重要意义。
5.5 糖尿病 Huelsmann等[38]研究发现,NT-proBNP(<125 pg/mL)在排除糖尿病患者发生急性心血管事件的阴性预测值为98%。相比传统的心肌标志物,NT-proBNP有更高的阴性预测值。
BNP对心衰及左心功能不全具有较高的诊断效价,但也由于它与心力衰竭的密切关系,临床上容易把影响BNP水平的因素全部认定为心功能不全,而忽略非心衰的心脏疾病,以及其他系统疾病对BNP的影响。大量研究发现BNP在非心衰性心脏疾病、肺部疾病、系统性硬化病、脑血管疾病、肾功能不全等疾病鉴别诊断和评估预后能力也具有重要价值。
随着更多、更深入地对BNP进行研究,BNP的临床诊断、风险评估,以及治疗作用将得到更加广泛的认识和应用。
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