慢性心力衰竭患者血清可溶性ST2、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9水平变化及其与心血管事件的关系研究

程亚玲，陈捷，陈海燕，庹田，刘丁铭

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是心脏功能性疾病及各种心脏结构异常引起的心室射血或心室充盈功能受损，并发生心排血量不足的病理综合征，是心血管疾病的终末期临床表现，也是死亡的主要原因，已成为全球关注的公共卫生疾病之一［1］。血清可溶性ST2（solubility suppression of tumorigenicity 2，sST2）为白介素1受体家族成员，其可参与心肌重构及间质纤维化，是心肌肥厚与纤维化的标志，且不受年龄、体质指数、肾功能等影响，在CHF与其他心血管疾病中有较高的应用价值［2］。细胞外基质代谢变化是另一个引起心血管疾病的主要原因［3］，其中基质金属蛋白酶家族成员基质金属蛋白酶2（MMP-2）、基质金属蛋白酶9（MMP-9）在心室重构中发挥重要作用［4］，但对CHF患者发生心血管事件的预测价值较少报道。本研究旨在分析CHF患者血清sST2、MMP-2、MMP-9水平变化及其与心血管事件的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年2月—2018年6月四川大学华西广安医院收治的CHF患者96例作为CHF组，均符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2014》［5］中的CHF诊断标准，并伴有颈静脉怒张或急性肺水肿、肺部干湿啰音，双下肢水肿、夜间咳嗽、胸腔积液，彩超检查结果显示心脏扩大，闻及第三心音奔马律，夜间有端坐呼吸、阵发性呼吸困难表现。另选取同期本院30例体检的健康志愿者作为对照组，心功能正常，无肝、肾功能障碍。排除标准：（1）近6个月内有急性心肌梗死或主动脉瓣狭窄者；（2）合并严重肝、肾功能不全或急性心力衰竭者；（3）伴有甲状腺功能异常、恶性肿瘤、急慢性感染、自身免疫性疾病者。对照组受试者中男14例，女16例；年龄33～71岁，平均年龄（48.0±5.0）岁。CHF组患者中男51例，女45例；年龄35～72岁，平均年龄（48.2±5.0）岁；纽约心脏病协会（NYHA）分级：Ⅱ级31例，Ⅲ级42例，Ⅳ级23例；Lee氏心力衰竭计分6～10分28例，11～14分45例，15～18分23例。CHF组和对照组受试者性别（χ2=0.382）、年龄（t=0.191）比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经四川大学华西广安医院医学伦理委员会审核批准，患者均对本研究知情并签署知情同意书。

1.2 治疗方法 参照《中国心力衰竭诊断和治疗指南2014》［5］给予CHF患者抗心力衰竭治疗，包括使用利尿剂、血管扩张剂、洋地黄、β-受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ACEI/ARB）等。

1.3 观察指标

1.3.1 一般资料及血红蛋白、血钠、肾小球滤过率 记录所有受试者性别、年龄，CHF组患者NYHA分级、合并症（包括高血压、糖尿病、冠心病）、心率、收缩压、药物使用情况（包括β-受体阻滞剂、ACEI/ARB）及血红蛋白、血钠、肾小球滤过率。

1.3.2 左心室射血分数（LVEF）及血清N末端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平 由专人采用128XP-10型彩色多普勒超声心动图仪（美国Acuson公司生产，频率2～3 MHz）/二维双平面法检测CHF患者LVEF，检测时患者取仰卧位；抽取CHF组患者入院时空腹静脉血2 ml，3 000 r/min离心5 min（离心半径8 cm）后分离血清，采用荧光免疫法检测血清NT-proBNP水平，试剂盒购自普朗医疗器械有限公司。

1.3.3 血清sST2、MMP-2及MMP-9水平 采集对照组受试者体检当天清晨、CHF组患者入院时空腹静脉血3 ml，静置于乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝管中，3 000 r/min离心5 min（离心半径8 cm）后取上清液并保存于-30 ℃冰箱中待检。采用酶联免疫吸附试验检测血清sST2、MMP-2及MMP-9水平，其中sST2试剂盒购自瑞缔（上海）国际贸易有限公司，MMP-2及MMP-9试剂盒均购自上海钰博生物科技有限公司。所有血标本冻融次数均不超过1次。

1.4 随访 CHF组患者出院后电话或上门随访半年，记录心血管事件（包括急性冠脉综合征、再发心力衰竭、心源性死亡、心功能降低、血流障碍、心律失常等）发生情况，并以此作为终点事件。根据随访期间心血管事件发生情况将CHF患者分为A组（发生心血管事件，n=36）和B组（未发生心血管事件，n=60）。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0统计软件进行数据分析，计数资料分析采用χ2检验；计量资料以（x± s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验，两组间比较采用两独立样本t检验；CHF患者心血管事件的影响因素分析采用多因素Logistic回归分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。绘制ROC曲线以评价LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平对CHF患者心血管事件的预测价值。

2 结果

2.1 对照组与CHF组受试者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平比较 CHF组患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05，见表1）。

2.2 不同NYHA分级CHF患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平比较 不同NYHA分级CHF患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；NYHA分级Ⅲ、Ⅳ级患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平高于NYHA分级Ⅱ级，NYHA分级Ⅳ级患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平高于NYHA分级Ⅲ级，差异有统计学意义（P＜0.05，见表2）。

表1 对照组与CHF组受试者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平比较（x±s）Table 1 Comparison of serum levels of sST2，MMP-2 and MMP-9 between control group and CHF group

表2 不同NYHA分级CHF患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平比较（x±s）Table 2 Comparison of serum levels of sST2，MMP-2 and MMP-9 in CHF patients with different NYHA grades

2.3 A组与B组患者一般资料、血红蛋白、血钠、肾小球滤过率、LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平比较 随访期间CHF患者发生心血管事件36例（37.5%）。A组与B组患者性别，年龄，高血压、糖尿病、冠心病发生率，心率，收缩压，使用β-受体阻滞剂、ACEI/ARB者所占比例，血红蛋白、血钠比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；A组患者肾小球滤过率及LVEF低于B组，血清NT-proBNP、sST2、MMP-2及MMP-9水平高于B组，差异有统计学意义（P＜0.05，见表3）。

2.4 多因素分析 以表3中有统计学意义的指标为自变量（赋值均为实测值），以心血管事件为因变量（赋值：未发生=0，发生=1）进行多因素Logistic回归分析，结果显示，LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平是CHF患者心血管事件的独立影响因素（P＜0.05，见表4）。

2.5 预测价值 ROC曲线显示，LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平预测 CHF患者心血管事件的曲线下面积分别为0.668、0.671、0.819、0.760、0.782，见表5、图1。

表3 A组与B组患者一般资料、血红蛋白、血钠、肾小球滤过率、LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平比较Table 3 Comparison of general information，hemoglobin，serum natrium，GFR，LVEF，serum levels of NT-proBNP，sST2，MMP-2 and MMP-9 in CHF patients complicated with cardiovascular events or not

表4 CHF患者心血管事件影响因素的多因素Logistic回归分析Table 4 Multivariate Logistic regression analysis on influencing factors of cardiovascular events in patients with CHF

表 5 LVEF及 血 清 NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水 平 对CHF患者心血管事件的预测价值Table 5 Predictive value of LVEF，serum levels of NT-proBNP，sST2，MMP-2 and MMP-9 on cardiovascular events in patients with CHF

3 讨论

图1 LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平对CHF患者心血管事件预测价值的ROC曲线Figure 1 ROC curve for LVEF，serum levels of NT-proBNP，sST2，MMP-2 and MMP-9 in predicting cardiovascular events in patients with CHF

CHF是众多心血管疾病的最终转归，近年来CHF患病率日益升高，而快速准确地预测心力衰竭发生风险有助于临床医师制定治疗策略及有效延缓心血管事件的发生。目前对心力衰竭有明确诊断及评估价值的临床指标有NT-proBNP和LVEF［6］，但NT-proBNP易受肾脏、年龄等因素影响［7］，而部分CHF患者LVEF在正常范围内，因此临床亟须寻找更多生物学标志物以反映CHF病理生理机制。sST2能反映心肌细胞受到生物机械刺激后的反应，可评估心肌肥厚和纤维化程度［8-9］；MMP-2、MMP-9均源自细胞外基质降解中起主要作用的锌离子依赖性蛋白酶超家族，可参与心肌重构［10］。本研究结果显示，CHF组患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平高于对照组，与王秀艳等［11］研究结果一致，表明CHF患者存在心肌重构［12］。

本研究结果显示，NYHA分级Ⅲ、Ⅳ级患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平高于NYHA分级Ⅱ级，NYHA分级Ⅳ级患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平高于NYHA分级Ⅲ级，说明血清sST2、MMP-2、MMP-9水平与CHF患者心功能损伤程度有关，崔圆等［13］研究结果显示，血清sST2与CHF患者心功能有关，且可反映病情严重程度，本研究结果与之相似。分析上述三者与CHF患者心功能的机制可能如下：（1）在机械性牵张刺激下，心肌细胞与成纤维细胞中sST2水平升高，经“诱饵受体”形式同跨膜形式ST2（ST2L）竞争IL-33结合位点，继而抑制IL-33/ST2L信号通路的心脏保护作用，因此NYHA分级越高则sST2水平越高。（2）MMP-2、MMP-9主要通过调节心肌细胞外基质而起到改善心肌作用，其中MMP-2可在中性粒细胞、巨噬细胞、血管平滑肌细胞及成纤维细胞、内皮细胞等多种细胞中生成，同Ca2+和Zn2+系统作用而降解细胞基质成分，进而参与心肌重构；MMP-9可降解基质组分形成基质素，并诱导生长因子、成纤维细胞因子等异常表达，刺激新的结缔组织形成，最终引起心肌细胞纤维化和心室不可逆性扩张［14］。

本研究结果显示，A组患者血清LVEF水平及肾小球滤过率低于B组，血清NT-proBNP、sST2、MMP-2及MMP-9水平高于B组，进一步行多因素Logistic回归分析结果显示，LVEF及血清NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平是CHF患者心血管事件的独立影响因素，与既往研究结果一致［15-16］。本研究结果还显示，LVEF及血清 NT-proBNP、sST2、MMP-2、MMP-9水平预测CHF患者心血管事件的曲线下面积分别为0.668、0.671、0.819、0.760、0.782， 提 示 血 清 sST2、MMP-2、MMP-9水平对CHF患者心血管事件的预测价值较高，与杨雯婷等［17］、赵莉等［18］研究结果一致。目前，已有多项临床试验证实sST2可独立于脑钠肽、LVEF而预测心力衰竭患者的近期或远期心血管事件发生风险［19-20］。

综上所述，CHF患者血清sST2、MMP-2及MMP-9水平明显升高且与心功能有关，三者均是CHF患者心血管事件的影响因素且对心血管事件的预测价值较高；但本研究样本量较小，sST2、MMP-2及MMP-9在CHF发生发展中的具体作用机制尚未明确，有待后续扩大样本量进一步研究。

作者贡献：程亚玲进行试验设计与实施、资料收集整理、撰写论文并对文章负责；陈捷、陈海燕、刘丁铭进行试验实施、评估、资料收集；庹田进行质量控制及审校。

本文无利益冲突。