氨基末端脑钠肽前体对儿童重症手足口病心力衰竭评估价值

黎 赛， 莫丽亚， 胡 彬， 周 舟， 易苏武， 张 林， 肖政辉， 卢秀兰， 罗俊明

·论著·

氨基末端脑钠肽前体对儿童重症手足口病心力衰竭评估价值

黎 赛， 莫丽亚， 胡 彬， 周 舟， 易苏武， 张 林， 肖政辉*， 卢秀兰**， 罗俊明**

目的 心肺功能衰竭是重症手足口病患儿的主要死亡原因。通过快速检测心力衰竭指标——血清氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)水平，探讨其在评估急症手足口病患儿并发心力衰竭的临床价值。方法 选择在湖南省儿童医院就诊和住院的392例手足口病患儿，根据卫生部“肠道病毒71型(EV71)感染重症病例临床救治专家共识(2011年版)”，按病情进展分为5组：第一期(手足口病出疹期)组、第二期(神经系统受累期)组、第三期(心肺功能衰竭前期)组、第四期(心肺功能衰竭期)组、第五期(恢复期)组。5组患儿入院后立即检测肌酸激酶同工酶(CKMB)、血清NT-proBNP和心肌肌钙蛋白I(cTnI)水平，并进行床旁超声心动图检查。结果 采用spearman相关分析血清心功能指标与超声心动图指标左室射血分数(LVEF)相关性，cTnI、CKMB与LVEF无相关(P>0.05)。NT-proBNP浓度与LVEF呈负相关(r=-1,P<0.05),NT-proBNP水平随着手足口病患儿病情加重，呈增高趋势。手足口病第三期组NT-proBNP中位数为921 pg/mL，而第二期组仅为55 pg/mL。通过ROC曲线分析，NT-proBNP水平对重症手足口病患儿心力衰竭前期的检测阈值是400 pg/mL(灵敏度94%、特异度83%)，对重症手足口病患儿心肺衰竭期的检测阈值是1 500 pg/mL(灵敏度92%、特异度94%)。12例死亡患儿血清 NT-proBNP 水平均大于5 000 pg/mL，显著高于同期存活患儿水平。结论 急诊快速检测NT-proBNP水平可反映手足口病患儿的严重程度，有效的甄别第二期和第三期。NT-proBNP是预警重症手足口病患儿心力衰竭的一项非常有用的生化指标。

手足口病； 心力衰竭； 氨基末端脑钠肽前体； 心肌肌钙蛋白I； 肌酸激酶同工酶； 左室射血分数

手足口病(hand foot mouth disease, HFMD) 是由肠道病毒引起的儿童急性传染病。重症病例起病急，病情凶险，病死率高[1-3]。且近年来，我国手足口病的发病率，尤其是重症病例的发病率呈增高趋势，湖南是手足口病的高发省份，据统计，手足口病已跃居2014年湖南省儿童医院就诊儿童传染病榜首。部分重症患儿病情进展迅速，入院后1～2 d死亡。因此，如何尽早发现危重期手足口病患儿，及早干预治疗，成为降低该病病死率的关键。血清氨基末端脑钠肽前体(N terminal probrain natriuretic peptide, NT-proBNP)，一种由32个氨基酸肽链组成的多肽类神经激素，由脑钠肽前体经弗林蛋白酶降解后从心力衰竭(心衰)细胞膜中释放出来。参与各种生理机能如利尿作用、血管舒张、心衰修复。对于维持心脏结构和功能具有重要作用。NT-proBNP在外周血中有较长的半衰期，在血浆和血清中均可检测到，常温下状态稳定，易于储存，是目前评估充血性心衰和评价心脏功能最佳的血清学指标。本研究对392例手足口病患儿来院后立即检测心肌肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CKMB)和NT-proBNP水平，并进行床旁超声心动图检查，探讨血清 NT-proBNP 水平对手足口病患儿并发心衰的诊断价值，以提高早期诊断率、减少病死率和改善预后。

1 材料与方法

1.1 研究对象

将2012年8月—2014年3月在我院感染科和重症监护病房就诊和住院的392例手足口病患儿纳入本研究，年龄为8个月～5岁。诊断标准参照卫生部“手足口病诊疗指南(2008年版)”和“手足口病诊疗指南(2010年版)”。重症手足口病临床分组标准：参照肠道病毒71型(EV71)感染重症病例临床救治专家共识(2011年版)，将手足口病分5组：第一期(出疹期)组100例、第二期(手足口病神经系统受累期)组120例、第三期(手足口病心肺功能衰竭早期)组100例、第四期(手足口病心肺衰竭期)组72例、第五期(恢复期)组103例。恢复期组103例患儿有58例来自第三期组，45例来自第四期组，在恢复期复检NT-proBNP、cTnI及CKMB水平。第三期组42例和第四期组27例因家属不同意未进行复测。死亡12例均为危重症手足口病患儿。手足口病第二期属于手足口病重症，大多数患儿可痊愈。第三期、第四期属于手足口病重症病例危重型，病死率高，及时准确地甄别确认第二期、第三期，是降低病死率的关键[1]。排除标准：合并有先天性心脏病、肾病及EB病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒等导致心肺功能受损的病毒感染手足口病患儿不纳入本研究。对照组为200例我院儿保所健康体检儿童，年龄8个月～5岁，年龄与性别比与手足口病各级别组患儿差异无统计学意义。所有研究对象家属均被告知研究的过程、风险及意义，并与他们的家庭签订了知情同意书。本研究得到了湖南省儿童医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 NT-proBNP、cTnI水平及CKMB检测 所有患者就诊后立即采集静脉血3 mL，加入分离胶促凝管。使用法国梅里埃生物医学有限公司生产的VIDAS荧光免疫分析仪,试剂为仪器配套的免疫试剂条，在有效期内使用，并定期做好质控。将分离好的待检血清定量加于免疫荧光测试板加样孔，推入仪器内进行测试，约25 min出结果。整个测试过程严格按照操作规程进行，NT-proBNP测定范围20～25 000 pg/mL，cTnI测定范围0.01～32 μg/mL。CKMB检测在西门子BAYER 2400大型生化分析仪上进行，3 h左右检出结果。

1.2.2 心功能测定 所有患者来院后立即行心电图检查，30 min 内行床旁超声心动图检查，采用美国GEVividi彩色超声诊断仪，S3 RS 探头，频率1.7～3.4 MHZ，由对本试验不知情的超声科医师操作。取心脏M超声左室长轴测量左室舒张末期内径(LVEDD)，采用改良的simpson法测量左室舒张末期容积指数(LVEDVD)，左室收缩末期容积指数(LVESVD)，计算左室射血分数(LVEF)。

1.3 统计学处理

所有统计学处理均采用SPSS 16.0 统计软件包进行，计量资料以中位数[第25百分位数，第75百分位数，即M(P25，P75)]形式表示。采用spearman相关分析血清心功能指标与超声心动图指标LVEF相关性；采用受试者工作特征(ROC)曲线检测 NT-proBNP 对重症手足口病组(第三期和第四期组)的诊断水平，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血清NT-proBNP、cTnI、CKMB及LVEF

392例5种不同严重程度的手足口病患儿组495次检测和200例健康对照组儿童的年龄、血清NT-proBNP、cTnI、CKMB水平及超声心动图LVEF值见表1。

表1 健康儿童和不同严重程度手足口病患儿组间心衰指标NT-proBNP和LVEF中位数(P25,P75)

The result of cTnI was recorded as 0.01 μg/mL when it was lower than 0.01 μg/mL. Similarly, NT-proBNP was recorded as 20 pg/mLwhen it was lower than 20 pg/mL. LVEF, left ventricular ejection fraction; NT-ProBNP, N-terminal pro-brain natriuretic peptide; HFMD, hand, foot and mouth disease; cTnI, cardiac troponin I; CKMB, creatine kinase-MB.

2.2 血清心功能指标与LVEF相关性

采用spearman相关分析血清心功能指标与超声心动图指标LVEF相关性，NT-proBNP水平与LVEF呈负相关(r=-1,P<0.05)。cTnI、CKMB与LVEF无相关(P>0.05)。见表2。

表2 Spearman相关分析血清心功能指标与LVEF相关性

NT-ProBNP, N-terminal pro-brain natriuretic peptide; cTnI, cardiac troponin I; CKMB, creatine kinase-MB.

2.3 ROC曲线分析

NT-proBNP水平对心肺功能衰竭早期重症手足口病患儿组的检测阈值是400 pg/mL,曲线下面积(AUC)0.953，灵敏度94%、特异度83%，见图1A。NT-proBNP水平对心肺衰竭期重症手足口病患儿组的检测阈值是1 500 pg/mL, AUC是 0.916,灵敏度92%,特异度94%。见图1B。72例手足口病心肺衰竭期重症患儿中12例死亡。检测其首诊血清NT-proBNP水平中位数(P25，P75)是5 850 pg/mL(5 030,14 660)。通过ROC曲线分析，NT-proBNP水平对重症手足口病患儿死亡的检测阈值是 5 000 pg/mL, AUC是0.916,灵敏度92%,特异度94%。见图1C。

Panel A: ROC curve for predicting HFMD at third (early cardiorespiratory failure) or higher stage; Panel B: ROC curve for predicting HFMD at fourth (cardiorespiratory failure) or higher stage; Panel C: ROC curve for predicting risk of death in HFMD children. NT-proBNP, N-terminal pro-BNP; HFMD, hand, foot and mouth disease.

图1 血清NT-proBNP的ROC曲线预测疾病分期

Figure 1 Receiver operating characteristic (ROC) curves of NT-proBNP for predicting disease stage

3 讨论

手足口病是由肠道病毒引起的传染病，引发手足口病的肠道病毒有20多种(型)，其中以柯萨奇病毒A16型(Cox A16)和肠道病毒71型(EV 71)最为常见。手足口病多发生于5岁以下儿童，表现口痛，厌食，低热，手、足、口腔等部位出现小疱疹或小溃疡。多数患儿1周左右自愈，少数患儿可引起心肌炎、肺水肿、无菌性脑膜脑炎等并发症。个别重症患儿病情发展快，导致死亡。重症手足口病患儿多由EV71感染导致，年龄多小于3岁。可能与婴幼儿免疫机制尚未发育完善，抵抗力低下有关。

目前多项研究显示，EV71感染手足口病患儿死亡与心衰密切相关。陆国平等[4]报道EV71致病的主要机制首先是感染本身而不是免疫反应；其次，发现脑干的病理改变累及血管舒缩中枢，推测由此导致的神经源性肺水肿、肺出血和心血管功能衰竭是患儿病情迅速进展和死亡的主要原因。黎念等[5]报道EV71感染重症患儿的循环系统衰竭主要包括病毒性心包炎和(或)心肌炎。临床常见窦性心动过速或过缓、早搏、异位心动过速、房室传导阻滞和ST-T异常等心电图改变，心肌酶升高。隆彩霞等[6]报道EV71感染致神经源性肺水肿时，死于肺出血难以控制而致氧合功能差的较少，大部分患儿死亡前血氧饱和度并无明显下降，仅表现出心率增快，严重循环衰竭，后期出现心率下降死亡，死亡原因可能以循环功能衰竭为主。Wu等[7]研究显示部分EV71感染重症手足口病患儿伴有心血管衰竭，心电图无严重器质性改变，心肌酶无异常改变。因此推测在重症手足口病早期，心衰已发生。超声心动图检测是临床评估心衰的金标准，但需床旁进行，操作比较繁杂，而血清学指标具有检测快速、操作简单、结果准确、大批量完成的特点。

2007年，美国临床生化协会也提倡将BNP与NT-proBNP作为评估心衰的生化指标，并建立了它们的应用指南。NT-proBNP比BNP (15 min)有更长的半衰期(70 min)，且无生物活性，以原体形式从肾脏排出[8]，其检测可与其他生化指标共管，适合于儿科患者血标本量少的特点。NT-proBNP在常温下于血清中状态更稳定，易于储存，-4 ℃下可保存7 d，-20 ℃可保存数月。因此NT-proBNP能更稳定地存在于血清中，更灵敏更特异地反映患者心衰的发生，能作为评估充血性心衰的心功能指标[9-10]。

将按疾病严重程度划分的392例5组手足口病患儿及200例健康儿童对照组在初次入院检查时同时检测血清学心衰指标NT-proBNP，心肌损伤指标cTnI、CKMB与超声心动图指标LVEF，进行相关分析，仅有NT-proBNP与LVEF呈负相关(r=-1,P<0.05)。cTnI、CKMB的P值均>0.05，呈不相关。cTnI 作为公认的心肌损伤标志物，存在于心肌细胞中。心肌损伤后，cTnI从心肌细胞结构蛋白缓慢持续地释放，外周血中一般在5～8 h出现增高，在12～24 h达最高值，且高水平往往维持7～10 d。cTnI对心肌损伤的诊断灵敏度和特异度均优于CKMB。本研究中，cTnI水平在手足口病患儿出疹期、神经系统受累期、心肺功能衰竭前期中未见明显升高。分析原因：手足口病患儿心肺功能衰竭可能与病毒性脑干脑炎所致神经源性肺水肿、循环功能衰竭有关[1]，而非直接侵犯患儿心肌细胞。另据Ogawa等[11]报道,心肌损伤后约1 h NT-proBNP即可增高,提示NT-proBNP水平的增高要早于提示心肌坏死的常见心脏标志物。因此cTnI、CKMB水平在手足口病早期，于外周血中升高不明显。但NT-proBNP是由心室的心肌细胞受牵拉时释放的脑钠肽原前体，入血液后经过内切酶剪切形成。由于手足口病疾病特点，患儿表现为体温增高、脉搏加快，LVEF降低，心室因容量或压力负荷增加，心室压力增大。因此，NT-proBNP在手足口病心衰前期组明显升高，中位数为921 pg/mL，而神经系统受累期组无明显增高，仅为55 pg/mL。说明血清 NT-proBNP 是一项非常有效的甄别手足口病神经系统受累期和心肺功能衰竭早期的血清检测指标。它较cTnI，更灵敏地提示危重症手足口病的发生。作ROC曲线分析，血清NT-proBNP浓度>400 pg/mL，提示重症手足口病患儿有并发心衰的可能性；>1 500 pg/mL，提示患儿已并发心衰。

心肺功能衰竭是重症手足口患儿的主要死因。在12例死亡患儿中，调查发现首诊血清NT-proBNP水平中位数(P25，P75)是5 850(5 030,14 660) pg/mL。其中部分患儿入院当天，或第2天便死亡。通过ROC曲线分析，NT-proBNP水平大于5 000 pg/mL,预示患儿死亡风险很大。也有重症手足口病患儿入院时NT-proBNP水平达5 000 pg/mL以上，医师下病危通知后， NT-proBNP水平最高升至10 000 pg/mL以上，经成功抢救治疗，NT-proBNP水平逐渐恢复正常，痊愈出院。

在健康儿童中， NT-proBNP水平从婴儿到青少年期是随着年龄的增长而降低。另有研究报道性别、肾功能、肥胖对NT-proBNP检测有影响[12-17]。本研究在选择研究对象时，均有效地排除和处理好了这些影响因素。

总之,由于急诊快速测定血清NT-proBNP水平方法简便快速,血清水平增高的时间早于cTnI等常见心肌损伤标志物,其水平高低与心衰的严重程度及手足口病严重程度密切相关。因此,可在手足口病患儿急诊早期对其病情进行危险分层,作为反映手足口病患儿心衰严重程度的重要生物学指标。

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Clinical significance of N-terminal pro-brain natriuretic peptide in patients with severe hand, foot and mouth disease

LI Sai, MO Liya, HU Bin, ZHOU Zhou, YI Suwu, ZHANG Lin, XIAO Zhenghui, LU Xiulan, LUO Junming

. (Department of Laboratory Medicine, Hunan Children′s Hospital, Changsha 410007, China)

Objective Cardiorespiratory failure is the main cause of death in children with severe hand, foot and mouth disease (HFMD). This study aimed to evaluate the clinical significance of N-terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNP) in HFMD children at risk of heart failure. Methods A total of 392 children with HFMD and 200 healthy controls were enrolled in this study. The patients were allocated to one of five groups based on the severity of HFMD according to the Expert Consensus on Clinical Treatment of Severe Enterovirus 71 Infection (2011 edition) issued by China Ministry of Health. Patient group corresponded to the disease stage of HFMD, i.e., rash period (stage 1), nervous system involvement (stage 2), early cardiorespiratory failure (stage 3), cardiorespiratory failure (stage 4), and recovery (stage 5). Serum NT-proBNP, creatine kinase-MB (CKMB), and cTnI levels were tested and bedside echocardiography was performed for all patients immediately when they first came to hospital. Results Spearman correlation analysis revealed no correlation between cTnI, CKMB and left ventricular ejection fraction (LVEF) (P>0.05). However, negative correlation was found between NT-proBNP level and LVEF (r=-1,P<0.05). Increasing serum NT-proBNP level was associated with worsening of HFMD. The median level of NT-proBNP was 921 pg/mL in the patients at the stage of nervous system involvement, 55 pg/mL in the patients at stage of early cardiorespiratory failure. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis indicated that NT-proBNP testing had a sensitivity of 94% and specificity of 83% at cutoff value of >400 pg/mL in detecting HFMD at third or higher stage; and a sensitivity of 92% and specificity of 94% at cutoff value of >1 500 pg/mL in identifying HFMD at fourth or higher stage. Serum NT-proBNP>5 000 pg/mL was highly sensitive and specific in predicting patient death. Conclusions Serum NT-proBNP level by rapid test in Emergency Room can reflect the severity of HFMD in children. NT-proBNP is a very useful biomarker for evaluating the risk of heart failure in children with severe HFMD.

hand, foot and mouth disease; N-terminal pro-brain natriuretic peptide; cardiac troponin I; creatine kinase-MB; left ventricular ejection fraction

湖南省卫计委科研基金(B2013-107)。

湖南省儿童医院检验科,长沙 410007；*ICU科,**感染科。

黎赛(1977—)，女，硕士，副主任检验师，主要从事临床检验诊断学。

肖政辉，E-mail: xiaozh888@126.com

R512.5

A

1009-7708(2015)04-0354-05

2014-12-04

2015-04-23