二氧化碳斜率和半乳糖凝集素-3在慢性心力衰竭心功能分级评估及心脏不良事件预测中的价值

朱宝华，谷春景，刘凤莲，刘斌

心力衰竭（心衰）是指由于心脏收缩和（或）舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，静脉系统淤积，动脉系统灌注不足，心脏循环障碍，以呼吸困难、乏力和体液潴留等为其主要表现，是各种心血管疾病发展的终末阶段[1，2]。根据疾病缓急不同又可分为急性心衰和慢性心衰，后者易并发各种心脏不良事件；有学者对近15年心力衰竭住院患者进行研究发现其30 d随访病死率高达5.4%，提示及时准确判断患者状态对其诊疗及预后十分重要[3，4]。目前临床多用美国纽约心脏病学会（NYHA）分级评估其心功能状态，单纯NYHA分级评估主观因素影响较大[5，6]。二氧化碳斜率（VE/VCO2slope）是心肺运动试验重要检测指标，在心衰预后评估中占有一定价值[7，8]。半乳糖凝集素-3（Gal-3）是一种钙非依赖性糖结合蛋白，可专一识别β-半乳糖苷，参与机体各种炎症反应；有研究表明其不受医疗处理影响，是评估心衰预后的独立预测指标，其价值高于脑钠肽（BNP）[9，10]。以上两者分别可作为心衰预后评估的重要指标，但缺乏两者联合运用的价值分析。为此本研究通过138例慢性心衰患者和50例健康体检者分析VE/VCO2斜率和Gal-3在慢性心衰心功能分级评估及心脏不良事件预测中的价值，并探讨相关影响因素。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2017年1月至2018年9月于济南市人民医院和济南市第四人民医院收治的138例慢性心衰患者作为实验组，其中男性81例、女性57例；年龄50~80岁，平均年龄（64.52 8.62）岁；NYHA分级：Ⅱ级22例、Ⅲ级69和Ⅳ级47例；左室射血分数（LVEF）不同：收缩性心衰95例和舒张性心衰43例；基础疾病：冠心病52例、高血压心脏病45例、扩张型心肌病20例、肥厚型心肌病21例。纳入标准：①符合第八版《内科学》教材中慢性心衰诊断者；②NYHA分级在Ⅱ~Ⅳ级之间者；③年龄＜80岁者；④依从性良好者；排除标准：①心血管疾病活动期或急性加重期者；②合并其它严重内科疾病者；③合并恶性肿瘤者；④合并精神病或家族史者。选取同期与实验组性别、年龄及体质指数等一般资料无明显差异的50例健康体检者作为对照组。所有研究对象均签署知情同意书，并通过本院伦理委员会批准。

表1 两组一般资料对比（±s）

表1 两组一般资料对比（±s）

组别 心房颤动组（n=46）非心房颤动组（n=154）χ2/t P值男性（n，%） 28（60.87） 97（62.99） 0.068 0.795年龄（岁） 63.97±9.48 62.44±9.12 0.989 0.324体质指数（kg/m2） 26.27±1.30 26.48±1.38 0.735 0.464脑卒中（n，%） 5（10.87） 18（11.69） 0.023 0.879心肌梗死（n，%） 11（23.91） 43（27.92） 0.289 0.591高脂血症（n，%） 12（26.09） 47（30.52） 0.335 0.563糖尿病（n，%） 13（28.26） 42（27.27） 0.017 0.895高血压（n，%） 10（21.74） 37（24.03） 0.103 0.748肾功能不全（n，%） 9（19.57） 30（19.48） 0.000 0.990

表2 两组外周血Th17、Treg细胞比例、Th17/Treg情况比较（±s）

表2 两组外周血Th17、Treg细胞比例、Th17/Treg情况比较（±s）

组别 心房颤动组（n=46）非心房颤动组（n=154）χ2/t P值Th17（%） 2.82±1.02 1.04±0.31 15.695 0.000 Treg（%） 6.44±2.39 6.39±1.77 0.710 0.479 Th17/Treg（%） 0.44±0.12 0.16±0.04 5.992 0.000

1.2 方法所有研究对象入组后24 h内均给予心肺运动试验（CPET）和血清Gal-3检测。

1.2.1 CPET嘱所有研究对象静息3~5 min并记录数据，后嘱其以60 次/min蹬车速率进行无负荷热身3 min，后再根据患者年龄、性别及预估患者状态设定自行车功率，使患者在6~10 min内达到症状限制性最大极限；VE/VCO2斜率采用从运动开始到呼吸通气代偿点的分钟通气量和二氧化碳排出量数据进行线性相关回归计算得出。其中使用仪器包括全导联心电图、无创血压、肺功能及氧饱和度-气体交换测定心肺运动系统一体机。

1.2.2 血清Gal-3检测入组后第1个空腹日抽取所有研究对象静脉血3 ml，充分混匀后静置10 min，以5000 r/min离心5 min，留取上清置于EP管保存于-80℃冰箱中待检测，避免反复冻融。所有标本集齐后，采用酶联免疫吸附试验检测各标本中Gal-3含量，其试剂盒购自上海科顺生物科技有限公司。

1.2.3 随访出院后随访30 d，记录慢性心衰患者主要不良心脏事件（MACE）发生情况，主要指出院后因心衰加重而死亡或在入院次数达两次及以上者。随访方式主要包括电话及网络平台两种方式。

1.3 统计学方法本研究所有数据均使用SPSS 19.0统计学软件进行分析，其中计量资料均采用均数 标准差描述，用t检验或单因素方差分析进行比较；计数资料用构成比描述，用卡方检验或秩和检验；用Spearman法分析VE/VCO2斜率、血清Gal-3与心脏不良事件之间的关系；用多因素Logistic回归分析探讨导致慢性心衰并发MACE的独立危险因素；以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组VE/VCO2斜率和Gal-3比较与对照组比较，实验组VE/VCO2斜率和血清Gal-3明显增高，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

2.2 不同心功能分级慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE比较心功能分级不同，其VE/VCO2斜率、血清Gal-3和MACE发生率有明显差异，差异有统计学意义（P＜0.05），由小到大依次为心功能Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级（表2）。

2.3 不同类型慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE比较收缩性心衰VE/VCO2斜率、血清Gal-3和MACE发生率均高于舒张性心衰，差异有统计学意义（P＜0.05）（表3）。

表1 两组VE/VCO2斜率和Gal-3比较（±s）

表1 两组VE/VCO2斜率和Gal-3比较（±s）

组别 例数 VE/VCO2斜率（度） Gal-3（ng/ml）实验组 138 75.22±8.56 65.28±10.16对照组 50 20.84±4.91 5.82±0.84 t值 - 42.417 41.261 P值 - 0.000 0.000

表2 比较不同心功能分级慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE（±s）

表2 比较不同心功能分级慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE（±s）

心功能分级 例数 VE/VCO2斜率（度）Gal-3（ng/ml）MACE发生率（%）Ⅱ级 22 51.21 5.83 44.73 6.27 2（9.09）Ⅲ级 69 58.93 8.27 58.82 10.26 13（18.84）Ⅳ级 47 80.73 13.22 71.32 15.51 26（55.32）F值 - 32.283 28.042 -Z值 - - - 3.183 P值 - 0.000 0.000 0.004

表3 比较不同类型慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE（±s）

表3 比较不同类型慢性心衰VE/VCO2斜率、Gal-3和MACE（±s）

类型 例数VE/VCO2斜率（度）Gal-3（ng/mL）MACE发生率（%）收缩性心力衰竭95 72.03 13.25 63.96 14.23 34（35.79）舒张性心力衰竭43 66.89 9.94 53.96 8.42 7（16.28）t值 - 2.269 4.277 -χ2值 - - - 5.396 P值 - 0.025 0.000 0.020

2.4 VE/VCO2斜率、Gal-3与MACE之间的关系经Spearman分析得知，VE/VCO2斜率、Gal-3与MACE之间均呈正相关（P＜0.05），其R值分别为0.842和0.795。

2.5 影响慢性心衰并发MACE的多因素Logistic回归分析经多因素Logistic回归分析得知，NYHA心功能分级（Ⅲ级）、心衰类型（收缩性心衰）、VE/VCO2斜率和血清Gal-3是影响慢性心衰并发MACE的独立危险因素（P＜0.05）（表4）。

表4 影响慢性心衰并发MACE的多因素Logistic回归分析

3 讨论

近年来随着科学技术不断进步，心衰病理生理机制研究不断深入，许多心衰预后评估指标被提出，可分为两类：第一，有创性指标，主要包括脑钠肽、N末端脑钠肽前体（NT-proBNP）及肌钙蛋白等；第二，无创性指标：VE/VCO2斜率、峰值摄氧量及心率减速力等[11，12]。此外，目前研究还认为炎症反应是慢性心衰的重要发病机制，大量炎症因子释放至血液，血清浓度明显升高，以白介素、肿瘤坏死因子和C-反应蛋白等多见[13，14]。Gal-3是半乳糖凝集素家族重要成员之一，由中性粒细胞、嗜酸性细胞/巨噬细胞及肥大细胞等炎性细胞表达及分泌；研究发现，其在慢性心衰病理生理过程中占有重要地位[15，16]。孙向阳[17]在对280例慢性心衰患者进行研究时肯定了Gal-3在其预后监测中的价值。但目前临床仍缺少有创-无创联合检测在慢性心衰中的价值研究。

本研究对所有研究对象均进行了血清Gal-3测定和VE/VCO2斜率检测，将有创和无创巧妙地结合起来，具有一定创新性，为慢性心衰患者心功能的实时监测提供更多方法。本研究发现，实验组VE/VCO2斜率和血清Gal-3明显高于对照组，这与赵雁[18]和谢颖等[19]学者部分研究结论一致，提示VE/VCO2斜率和血清Gal-3对慢性心衰有一定价值，两者结合可成为慢性心衰诊断及鉴别诊断的重要指标。此外，本研究还发现不同心功能分级和不同类型慢性心衰患者的VE/VCO2斜率、血清Gal-3和MACE发生率显著不同，从心功能分级上分析表现为由NYHA Ⅱ级~Ⅳ级以上指标均呈逐渐升高，提示随心功能状态日益变差，VE/VCO2斜率、血清Gal-3及MACE发生率则日益升高；从心衰类型分析则表现为收缩性心衰VE/VCO2斜率、血清Gal-3和MACE发生率均高于舒张性心衰，提示以上指标在鉴别心衰类型上具有重要意义。MACE一直是心衰患者及临床工作者十分关注的问题，本研究发现其与VE/VCO2斜率、血清Gal-3协同变化，故猜想以上指标之间存在某种联系，为此本研究经Spearman分析得知，VE/VCO2斜率、Gal-3与MACE之间均呈正相关，其R值分别为0.842和0.795，证实了以上猜想，与汪秀莲等[20]学者部分研究结果一致，肯定了血清Gal-3与MACE的相关性，为慢性心衰患者预后预测提供了新的方向。最后本研究经多因素Logistic回归分析得知，NYHA心功能分级（Ⅲ级）、心衰类型（收缩性心衰）、VE/VCO2斜率和血清Gal-3是影响慢性心衰并发MACE的独立危险因素，为慢性心衰患者预后评估及监测提供了方向及理论依据，有一定的临床参考价值，后续可增加样本量证实其可信度，以便推广。

综上所述，VE/VCO2斜率和Gal-3在不同类型和不同NYHA心功能分级慢性心衰中差异明显，是并发心脏不良事件的独立危险因素。