心力衰竭患者血浆生长分化因子-15、超敏C反应蛋白和氮末端-前体脑钠肽表达水平及其相关性的研究

王大正，蔡 力，陶剑虹

(1.安徽省滁州市第一人民医院重症监护室，安徽 滁州 239000;2.四川省医学科学院·四川省人民医院心内科，四川 成都 610072)

生长分化因子-15(growth-differentiation factor-15，GDF-15)作为转化生长因子 β(transforming growth factor-beta，TGF-β)的超家族成员，在正常的成人体内呈组织特异性表达。它是一种应激蛋白，是内源性的细胞保护因子。GDF-15在正常心肌细胞无表达，在压力负荷过大、缺氧等应激情况下，心肌细胞中的表达增加[1]。近年来对炎性介质的深入研究，提示炎症及免疫反应通过炎性介质参与心力衰竭的发生和发展过程，超敏C反应蛋白(highsensitivity C-reactive protein，hs-CRP)是非特异性反应蛋白，在炎症状态下通过炎性介质介导升高。血中GDF-15的表达与心力衰竭程度的关系以及GDF-15、hs-CRP与氮末端-前体脑钠肽(N-terminalbrain natriuretic peptide precursor，NT-proBNP)的相关性尚不清楚。本研究通过检测不同程度心力衰竭患者血浆中GDF-15、hs-CRP及NT-proBNP的表达水平，并分析GDF-15、hs-CRP与NT-proBNP的相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2010年3～12月四川省人民医院心血管内科慢性心力衰竭(诊断依据2008年ESC慢性心力衰竭诊疗指南)患者51例，年龄40～75岁，其中男 38例，女 13例，冠心病 31例(60.8%)，扩张性心肌病11例(21.6%)，高血压病心力衰竭9例(17.6%)。所有患者左室射血分数(LVEF)＜50%，NYHAⅠ～Ⅱ级(心衰代偿组)27例、NYHAⅢ～Ⅳ级(心衰失代偿组)24例。收集同期入院，性别、年龄相匹配的非心力衰竭患者25例作为对照组，其中男19例，女6例。合并肿瘤、肝硬化或血清肌酐＞177μmmol/L、急性心肌梗死、心脏手术史或6个月内经皮冠状动脉介入手术史、感染性疾病、自身免疫性疾病、急性肺栓塞、特发性肺动脉高压、先天性心脏病、肥厚性心肌病或限制性心肌病患者除外。

1.2 研究方法 ①试剂与设备：GDF-15、NT-proBNP酶联免疫吸附试验试剂盒购自美国R＆D公司。hs-CRP检测仪(来源：德国西门子)，超低温冰箱(来源：SSNYO JAPAN;-86℃)，电热恒温培养箱(来源：上海跃进医疗器械厂)，Bio Rad Benchmark酶标仪(来源：伯乐公司)，彩色多普勒心血管超声诊断仪(来源：西门子 Sequoia512型)。②血 hs-CRP、GDF-15、NT-proBNP 的检测：采用速率散射比浊法检测hs-CRP。另收集血标本2管(EDTA抗凝)，每管约4 ml，以2500转/分离心10分钟，取出上层血浆样本后立即放于冷藏冰箱中以-70℃冷藏，以ELISA双抗夹心法测定血浆中GDF-15、NT-proBNP水平。

1.3 统计学方法 实验数据采用SPSS 16.0统计软件进行处理。计量资料符合正态分布以均数±标准差表示，非正态分布以中位数(25%四分位数～75%四分位数)表示。正态分布且方差齐性的组间差异性比较采用单因素方差检验，非正态分布经过转换数据后符合正态分布且方差齐性，采用单因素方差检验。相关性分析采用线性相关回归。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组一般资料及LVEF的比较 三组一般资料差异均无统计学意义(P＞0.05)，LVEF值差异有统计学意义(P＜0.05)，见表1。

表1 三组一般资料及LVEF的比较

2.2 三组GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP比较

GDF-15、NT-proBNP及hs-CRP浓度在各组间差异均具有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 三组GDF-15、NT-proBNP、hs-CRP浓度和对数值的比较

2.3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP的相关性分析 GDF-15和NT-proBNP为线性正相关(r=0.753，P=0.000)，见图 1。hs-CRP 和 NT-proBNP为线性正相关(r=0.664，P=0.000)，见图2。

2.4 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP对心力衰竭的诊断价值 应用ROC曲线分析GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP对心力衰竭的诊断价值，结果显示三种指标的ROC曲线下面积对于心力衰竭的诊断均具有统计学意义，且NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的ROC曲线下面积依次减小，故显示诊断心力衰竭的能力 NT-proBN P ＞ GDF-15＞hs-CRP，见图3、表3。

表3 GDF-15、hs-CRP和NT-proBNP对心衰患者诊断能力的ROC曲线分析

3 讨论

近年来对心力衰竭与炎症的认识以及对心力衰竭时神经-内分泌-细胞因子之间相互作用的认识，拓宽了心力衰竭诊治的新视野。研究一些与心血管系统密切相关的细胞因子在心力衰竭病理生理过程中的作用及其机制具有理论意义，也为防治心血管疾病开辟了新的途径。

收缩性心力衰竭患者通常有器质性心脏病的客观依据，LVEF＜50%，伴或不伴有心力衰竭的症状和体征。本试验纳入的所有心力衰竭患者LVEF＜50%，均存在收缩性心力衰竭，无单纯舒张性心力衰竭患者。

GDF-15仅有小部分氨基酸与其它TGF-β的超家族成员相同，因此它的功能与其它TGF-β超家族的成员相比有较大区别。近年来研究认为，GDF-15在心肌细胞中主要的生物学功能可能为：抑制心肌肥大，抑制心肌重塑，抑制心肌细胞的凋亡，所以认为GDF-15是一种正调节功能基因，与心脏的应激反应有关。生长分化因子(GDF)的家族成员都以无活性方式分泌，通过TGF-β激酶激活，激活后的成熟蛋白以自分泌或者旁分泌的方式作用于细胞表面TGF-β受体[2]。细胞膜的表面受体根据结构、功能特点，分为不同的Ⅰ型及Ⅱ型丝/苏氨酸激酶受体，细胞内的信号传导包括非 Smad依赖的通路与Smad依赖的通路[3]。非 Smad依赖的信号通路所激活的分子有 TAK-1、MAPK、PBK/Akt，它们通过与GDFs家族的不同成员结合而发挥生物学效应。Smad依赖的信号通路所激活的Smad分子有Smad 1、5、8 和 Smad 2、3，它们经过磷酸化后和 Smad 4 结合形成异源二聚体，然后由胞浆移向胞核并调控基因转录。目前GDF-15对心脏的作用机制尚未清楚，研究认为可能Smad非依赖和Smad依赖的信号传导通路共同参与 GDF-15对心脏功能的调节[4]。当心脏压力负荷增加时，心肌肥厚常是主要的代偿方式。心肌肥厚是心功能失调的最初、最常见的表现。心脏受到生理性或者病理性因素的刺激时，为了维持正常泵血功能，它将出现代偿性心肌肥厚。心肌长期肥厚将出现失代偿，导致心力衰竭。在心肌肥厚和心肌肥厚转变为心力衰竭的过程中，GDF-15的浓度增加，它可能具有抑制心肌肥厚发生发展，抑制心肌肥厚转变为心力衰竭和治疗心力衰竭的作用。本试验中血GDF-15水平在对照组、心力衰竭代偿组及心衰失代偿组呈升高趋势，提示GDF-15与心功能不全的严重程度有关。相关性分析结果显示GDF-15与NT-proBNP呈正相关(r=0.753，P=0.000)，推测二者相关的原因可能是它们共同相关于心房、心室压力增加导致的应激变化。

近年来对炎性介质的深入研究提示炎症及免疫反应通过炎性介质参与心力衰竭的发生和发展过程。CRP是非特异性反应蛋白，它在炎症时通过IL-6等炎性介质介导在肝脏部位产生。疾病控制和预防中心/美国心脏协会(CDC/AHA)制定的CRP指南建议CR P＞10 mg/L时表明炎症，并可以预测着未确定的心血管并发症[5]。大量CRP的产生可以导致血管内皮损伤，引发心肌缺血、缺氧，凝血系统激活，导致心功能的恶化，CRP浓度的升高和心血管的危险性呈现正相关[6]。Alonso-Martinez等的研究显示，心力衰竭患者CRP水平越高，NYHA分级越高，CRP水平的升高与入院率及病死率的升高相关，认为CRP的水平可以作为心力衰竭患者病情改善的一项独立指标[7]。目前运用超敏检测技术能够准确地检测到更低浓度的CRP，hs-CRP即运用了超敏检测技术，它是较CRP更为敏感的指标。研究发现血hs-CRP在充血性心力衰竭、心肌梗死、动脉粥样硬化等心血管疾病都有升高[8]。本研究中血hs-CRP水平在对照组、心力衰竭代偿组、心力衰竭失代偿组之间差异有统计学意义，NYHA分级越高，hs-CRP的水平越高，提示hs-CRP升高标志炎性激活，可提示心功能不全患者的严重程度。相关性分析结果显示hs-CRP与NT-proBNP呈正相关(r=0.664，P=0.000)，推测可能系 hs-CRP、NT-proBNP共同相关于NYHA分级的变化所致。

脑钠肽(BNP)是利钠肽系统的一种肽类激素，它为心力衰竭患者提供了可靠的血液量化的预后指标。BNP在心房心室均可合成，但主要部位在心室。当心室肌受到牵张，室壁张力增高，BNP mRNA的水平明显增高[9]。近来，NT-proBNP的临床应用是热点之一，它与BNP相比具有以下特点：半衰期较长，检测早期或者轻度心力衰竭的敏感性更高;稳定性较好，更适合于临床检验[10]。NT-ProBNP能很好地反应BNP的水平和变化，具有重要的临床及研究价值[11～13]。本研究结果显示NT-proBNP的浓度心力衰竭组高于对照组，心力衰竭失代偿组高于心力衰竭代偿组，差异均具有统计学意义，提示可根据NT-proBNP的水平来评估患者心功能的状况。这与Kim[14]等的研究结果一致。

本研究结果显示GDF-15、hs-CRP的浓度水平随着NYHA分级的增加而增高，GDF-15、hs-CRP与NT-proBNP呈正相关，ROC曲线分析显示NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP的曲线下面积对于心力衰竭的患者的诊断均具有统计学意义，且三种指标的ROC曲线下面积依次减小，故诊断心力衰竭的能力NT-proBN P＞GDF-15＞hs-CRP，以上提示联合检测NT-proBNP、GDF-15、hs-CRP可能较单项检测更好地应用于慢性心力衰竭的诊断和危险分层。由于GDF-15、hs-CRP的特异性不高，均可在多种疾病过程中升高，GDF-15、hs-CRP作用于心脏的机制尚不清楚;本研究的样本量较小;纳入的心力衰竭患者LVEF＜50%，无单纯舒张性心力衰竭患者，因此本研究可能存在一定的偏差及局限性，有待进一步深入研究。

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