铁调素/铁蛋白比值在预测老年慢性心力衰竭患者铁缺乏中的应用价值

李玉梅，郭丽丽，周冰洁，曹瑞娟

（阳春市人民医院内一科，广东阳春529600）

心力衰竭是大多数心血管疾病的终末阶段，早期识别高危患者对于慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）患者的治疗起到非常关键的作用。最近研究显示，缺铁症与CHF 的严重程度密切相关，并且是预测疾病结局的强有力因子［1-2］。缺铁症是最常见的营养障碍，影响超过三分之一的世界总人口，其中消化吸收功能和活动能力减退的老年人发病率更高［3-4］。因此，各种判断机体是否缺铁的有效指标已成为CHF 研究的主要焦点。铁调素作为一种肽类激素，是机体铁浓度的主要调节因子，能与位于肠上皮细胞、巨噬细胞和肝细胞膜上的铁转运蛋白相互作用，限制铁进入体循环［5］。铁调素在铁缺乏时表达减少以促进铁吸收，并增加铁补充以防止病理性铁过量。血清铁蛋白是一种普遍存在的蛋白质，在所有细胞中都有发现，而其确切来源仍然知之甚少。最近的研究表明，在一般人群中血清铁调素和铁蛋白之间具有显著相关性［6］。然而，在CHF患者中，由于进行性心肌细胞损伤会使铁调素和铁蛋白浓度发生改变，这种变化可能具有潜在的临床用途，可作为CHF 防治的生物标志物。因此，本研究中评估了老年CHF 患者中的血清铁调素和铁蛋白浓度变化，旨在确定二者在防治老年CHF 中的作用。

1 资料和方法

1.1 一般资料

对 2015 年 4 月至 2017 年 11 月就诊于阳春市人民医院的61 例连续性老年CHF 患者进行了前瞻性队列研究，患者入院后心脏衰竭急性加重，在接受标准内科治疗后康复。纳入标准：符合我国2007 年《CHF 诊断治疗指南》CHF 诊断标准［7］；年龄≥60 岁；有≥6 个月的 CHF 史；通过超声心动图评价的左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）≤45%；临床体征稳定和在研究前有1 个月以上的药物不变。排除标准：急性冠状动脉综合征、感染、肾功能严重不全、甲状腺功能减退、出血、获得性铁过量或血色病病史、慢性肝病（丙氨酸转氨酶＞正常范围上限的2 倍），患有自身免疫性疾病，有促红细胞生成素（EPO）或补铁药物使用史。本研究还排除了在出院时有肺部充血影像学表现的患者，以最大限度地减少血液稀释对血红蛋白浓度的影响。同时，选择同期无缺铁症、贫血和心功能不全的住院患者30 例为对照组。所有患者都在研究前征得了知情同意，并且我们机构的伦理委员会批准了该方案。

1.2 铁状态和其他实验室指标测量方法

所有患者在禁食过夜后的第2天早晨采集静脉血样，离心后取血清并冷冻保存在-70℃冰箱中直至进行分析。使用自动系统ADVIA 120（Siemens，Healthcare Diagnostics，Deerfield，IL，USA）测量以下血液学指标：血红蛋白浓度、平均红细胞体积。在Elecsys 2010 系统（Roche Diagnostics GmbH，Mannheim，Germany）上使用基于电化学发光的免疫测定法测量血浆N 末端脑钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）、高敏C反应蛋白（high sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）、血清肌酐、血清铁蛋白、铁浓度和总铁结合能力（TIBC）。转铁蛋白饱和度=血清铁浓度/总铁结合能力×100%。缺铁症定义为血清铁蛋白＜100 ng/mL或血清铁蛋白在100～300 ng/mL 之间且转铁蛋白饱和度＜20%。使用估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）评估肾功能。采用液相色谱串联质谱法测定血清铁调素浓度，5～100 ng/mL 范围内的线性关系良好（r2＞0.990），在整个分析范围内测得的日内和日间准确度和不精确度分别为95.4%～106%和＜9.9%。

1.3 统计学分析

使用GRAPHPAD PRISM 5.0和SPSS 18.0软件对数据进行分析。呈正态分布［年龄、LVEF、eGFR、体质量指数（BMI）、血红蛋白浓度、平均红细胞体积、铁蛋白和铁调素］的连续变量表示为（），组间比较使用Student′st-检验。血浆NT-proBNP和血清hs-CRP 浓度使用［M（P25～P75）］表示，使用Mann-WhitneyU检验比较。分类变量用［n（%）］表示，使用χ2检验比较。采用单变量和多元Logistic回归模型分析影响CHF 患者铁调素/铁蛋白比值改变的临床因素，包括以下参数：年龄、性别、体质量指数、CHF 病因学、纽约心脏协会（New York Heart Association，NYHA）心功能分类、LVEF、血浆NT-proBNP（log）浓度、血清铁浓度、血清hs-CRP 浓度、肾功能、使用药物。采用单变量和多元Logistic 回归模型分析影响CHF 发展的因素，包括以下参数：年龄、性别、体质量指数、CHF 病因学、NYHA 心功能分级、LVEF、血浆NT-proBNP浓度、血清铁浓度、血清hs-CRP 浓度、肾功能和铁调素/铁蛋白比值。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者的基线资料比较

在61 例 CHF 患者中36 例（59%）诊断为缺铁症。缺铁症CHF 患者在年龄、血红蛋白浓度、铁浓度、铁蛋白浓度、铁调素浓度、铁调素/铁蛋白比值、转铁蛋白饱和度、NT-proBNP 浓度、eGFR、hs-CRP浓度、NYHA 心功能分级等指标与无缺铁症CHF 患者和对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组在治疗药物使用方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），详见表1。

2.2 血清铁调素与铁蛋白的相关性分析结果

如图1 所示，在老年CHF 患者中，血清铁调素与铁蛋白浓度呈显著的正相关性（r=0.67，P＜0.01）。

2.3 铁调素/铁蛋白比值的单因素和多因素LLooggiissttiicc回归分析结果

在单变量Logistic 回归模型中，铁调素/铁蛋白比值与女性、NYHA心功能Ⅲ和Ⅳ级、血清铁浓度降低、血浆NT-proBNP 浓度升高、血清hs-CRP 浓度升高和低体质量指数相关；多因素Logistic 回归模型显示，铁调素/铁蛋白比值与女性、NYHA心功能分级、血清铁浓度、血浆NT-proBNP 和血清hs-CRP 浓度独立相关（均P＜0.05），见表2。

表1 两组患者基线资料比较 ［±s，n（%），M（P25～P75）］

注：与对照组比较，*P＜0.05；与无缺铁症CHF 患者比较，1)*P＜0.05；ACEI/ARB=血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂

项目n年龄（岁）性别（男性）体质量指数（kg/m2）NYHA 分级ⅠⅡⅢⅣ心脏衰竭的病因缺血性心脏病特发性扩张型心肌病高血压其他平均红细胞体积（fL）血红蛋白（g/dL）铁浓度（μg/L）铁蛋白（ng/mL）铁调素（ng/mL）铁调素：铁蛋白转铁蛋白饱和度（%）促红细胞生成素（mU/mL）NT-proBNP（pg/mL）eGFR（mL·min-1·1.73m-2）hs-CRP（mg/L）治疗药物ACEI/ARB β受体拮抗剂醛固酮拮抗剂袢利尿药他汀类药物抗血小板药物抗凝药CHF 患者伴缺铁症36 75±14*，1）*18（53）26.7+4.4 3（83）1）*13（36）1）*17（47）1）*3（83）1）*15（41）9（25）4（10）9（25）93±7 11.2±1.1*，1）*72±28*，1）*242.6±36.0*，1）*10.8±1.0*，1）*0.04±0.01*，1）*16±9*，1）*29±16 2 029（798～4 478）*，1）*57±28*，1）*3.3（1.4～8.0）*，1）*34（94）35（97）28（78）29（81）26（72）19（53）14（39）无缺铁症25 67±15 12（48）27.0+4.3 3（12）11（44）9（36）2（8）4（40）8（32）2（8）4（20）94±6 14.5±1.5 98±53 185.4±28.7 20.0±1.2 0.13±0.02 28±13 26±15 1 369（580～3 268）*65±21*2.4（1.2～5.2）24（96）24（96）18（73）19（79）17（68）13（54）9（36）对照组30 65±9 14（47）26.2+4.5----92±6 14.9±0.8 103±24 104.5±16.3 14.9±1.8 0.18±0.04 32±8 25±8 270（156～423）113±29 0.6（0.2～1.0）-------

2.4 慢性心力衰竭的危险因素多因素Logiissttiicc 回归分析结果

多因素Logistic 回归分析显示性别、年龄、NT-proBNP、hs-CRP 和铁调素/铁蛋白比值是 CHF 发展的独立危险因素，见表3。

表2 铁调素/铁蛋白比值的单因素和多因素Logistic 回归分析结果

表3 CHF 相关因素的Logistic 回归分析结果

3 讨 论

铁是一种具有代谢活性的微量营养素，其关键性能之一是能够在两种氧化态（铁和亚铁）之间转化，是一些酶的重要组分并能催化许多生化反应［8-9］。铁在氧气输送（促进血红蛋白生成），氧保留（促进肌红蛋白生成），骨骼和心肌氧化代谢（促进氧化酶和呼吸链蛋白生成）中起着至关重要的作用，并且还参与合成和降解脂质、碳水化合物、DNA 和 RNA［10］。缺铁症是最常见的营养障碍，影响超过1/3 的世界总人口，尤其消化吸收功能和活动能力减退的老年人发病率更高。缺铁症可能带来多方面的临床后果，不仅与红细胞生成受损直接相关，而且与氧化代谢、细胞能量学和细胞免疫机制明显受损有关［11］。直到最近，缺铁症在CHF中的重要作用开始引起关注。已有研究证实，铁缺乏在CHF 患者中很常见，与疾病的严重程度有关，是一个强有力的独立预测结果的影响因子［12］。本研究对老年CHF 患者的血清中铁稳态相关的调节因子铁调素和铁蛋白的浓度进行评估。本研究有两个主要发现，首先缺铁症在老年CHF 人群中发病率较高，约为59%；其次血清铁调素和铁蛋白比值在缺铁症老年CHF 人群显著降低，并且可以作为CHF 发展的独立危险因素。

铁浓度升高和炎症会导致血清铁调素和铁蛋白浓度的增加。由于这种一致性，在健康受试者中，铁调素与铁蛋白的比值保持相对恒定水平。本研究结果显示，在老年CHF 患者中血清铁调素与铁蛋白浓度之间存在显著的正相关性。进一步回归分析显示，铁调素与铁蛋白的比值与NYHA心功能分级、血清铁浓度、血浆NT-proBNP 和血清hs-CRP 浓度具有相关性，并且是CHF 的独立危险因素。上述结果表明铁调素与铁蛋白的比值在防治老年CHF 中可作为潜在的诊疗工具。

目前研究发现，铁缺乏通过2 种机制降低血清中铁调素浓度。一种是抑制骨形态发生蛋白6（BMP 6）的合成；众所周知，骨形态发生蛋白6 是由铁过量诱导的，并且也可以增加肝脏铁调素的合成［13-14］。另一种是诱导缺氧诱导因子-1（HIF-1）表达，从而启动抑铁调素因子的活性。缺氧诱导因子-1 是缺氧诱导因子-1α和缺氧诱导因子-1β的二聚体。铁依赖性酶脯氨酰羟化酶可促进缺氧诱导因子-1α与E3 泛素连接酶结合，使得缺氧诱导因子-1α被蛋白酶体降解。铁缺乏会降低脯氨酰羟化酶活性，稳定缺氧诱导因子-1 并抑制铁调素合成［15］。本研究中，缺铁症老年CHF 患者血清铁浓度和转铁蛋白饱和度显著低于无缺铁症老年CHF患者和对照组。在之前的研究中，CHF患者的肾血流量减少并与血清hs-CRP 浓度呈负相关，肾血流减少可能导致 CHF 患者中 hs-CRP 过度生成［16］。hs-CRP 刺激一些循环因子的分泌，这些因子降低肝脏中铁调素的合成，导致CHF 患者血清铁调素浓度下降［17］。此外，饮食摄入量减少或肠道吸收不良可能会导致铁的供应减少。缺铁状态可能导致贫血和抑制CHF 患者的铁调素合成。

本研究对研究人群的异质性研究不足，纳入研究的患者较少，不能对CHF 每个病因学组进行确凿的分析。对于每种疾病类别（如缺血性心脏病和特发性扩张型心肌病）的单独研究将支持本研究的发现并将疾病病因学作为潜在的混杂因素。然而，整个疾病病因组的铁调素浓度没有显著差异，表明单独的病因并不能解释老年CHF 患者之间铁调素的差异。此外，本研究没有对参与者进行基因分析。基因分析可以提供与老年CHF 患者血清铁调素与铁蛋白的比值相关的其他信息。

本研究发现在老年CHF 患者中与铁蛋白相关的铁调素浓度降低，导致二者的比值发生显著改变。解释这种现象的基本机制仍不清楚，但众所周知缺铁症与心脏损伤的严重程度密切相关［18］。因此，这里观察到的关系可能实际上代表了铁调素与铁蛋白的比值和心脏损伤之间的相同关系。这一发现提示铁调素与铁蛋白的比值可以作为老年CHF 患者早期诊治的潜在生物标志物。