危重型COVID-19患者血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP与心功能的相关分析

许小泽，林正豪，刘雪燕*

（1.暨南大学第二临床医学院∥深圳市人民医院重症医学科，广东深圳 518000；2.深圳市第三人民医院重症医学科，广东深圳 518000）

2019年底，一种新型冠状病毒（严重急性呼吸综合征冠状病毒2型，SARS-CoV-2）引起了肺炎病例聚集.该病传播迅速，在全球各地引起流行.2020年2月，世界卫生组织（WHO）将该病命名为新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）［1］.近期研究显示，COVID-19除侵犯呼吸系统外，还可能侵犯心脏、肾脏等多个器官，尤其是在出现脓毒症的情况下［2］.《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》［3］新增了心脏的病理改变：心肌细胞可见变性、坏死，间质内可见少数单核细胞、淋巴细胞和（或）中性粒细胞浸润.不少研究表明COVID-19患者存在不同程度的心脏损伤［4-9］，重症者心脏损伤风险高达22.2%～31%，死亡患者发生心脏损伤风险更是高达28%～88.9%，提示COVID-19合并心脏损伤是不容忽视的.本研究旨在探讨危重型COVID-19患者血清肌钙蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）、肌酸激酶同工酶MB（creatine kinase isoenzyme MB，CK-MB）、N末端B型利钠肽前体（N-terminal probrain natriuretic peptide，NT-proBNP）的质量浓度与心功能指标的相关关系，明确血清心肌损伤标志物的改变是否提示心脏功能或结构的变化.

1 资料与方法

1.1 一般资料

以深圳市第三人民医院ICU收治的5例COVID-19患者为研究对象.参照《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》［3］临床分型标准，符合以下情况之一者为危重型：①出现呼吸衰竭，且需要机械通气；②出现休克；③合并其他器官功能衰竭需ICU监护治疗.纳入研究的5例患者均为危重型COVID-19患者.

患者A徐某，男，69岁，主因发热4 d、干咳2 d，于2020年2月3日入院.患者B高某，男，67岁，主因腹泻5 d、发热1 d，于2020年1月22日入院.患者C龚某，女，59岁，主因发热2 d于2020年1月26日入院.患者D陈某，男，73岁，主因发热2 d，于2020年1月22日入院.患者E谭某，男，65岁，主因咽痛3 d、发热1 d，于2020年1月26日入院.5例患者临床症状均有发热等临床症状，入院后行新型冠状病毒核酸检查均报阳性，CT检查均呈病毒性肺炎改变.5例患者均有湖北省武汉市或湖北省其他市区的旅居史.

1.2 检测方法

患者诊断为危重型COVID-19，入住ICU后即刻进行连续动态监测血清cTnI、CK-MB和NTproBNP质量浓度、心脏超声等相关指标.彩超医生仅知道该5例患者患有COVID-19，而对于患者是否伴有其他疾病或相关并发症均不清楚.同时，彩超室医师也不知道该5例患者的具体诊断及本研究的计划路线.

1.2.1 标本采集

抽取上述5例患者空腹静脉血6 mL分别置于3个离心管内，每管1 mL（留取3 mL冻存备用），室温静置30 min待其自然凝固，常规离心3 500 r/min，离心15～20 min，收集血清，分装后-80℃保存.

1.2.2 血清cTnI、CK-MB和NT-proBNP质量浓度检测

血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度采用化学发光法进行检测，实验步骤均严格按照试剂盒说明书进行.正常参考标准：ρ（cTnI）：0～0.034 μg/L，ρ（CK-MB）：0～2.37 ng/mL，ρ（NT-proBNP）：0～125 ng/L（＜75岁）.

1.2.3 心功能相关指标检测

应用心脏超声仪（深圳迈瑞公司）测量患者不同日期的心功能指标，包括左心室内径（left ventricular internal diameter，LV）、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、肺动脉收缩压（pulmonary arterial systolic pressure，PASP）正常参考标准为LV：＜55 mm，LVEF：＞50%，PASP：15～30 mmHg.

1.3 统计学处理

采用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析，采用Pearson检验分析cTnI、CK-MB、NTproBNP质量浓度与LV、LVEF、PASP的相关性.采用双侧检验，以P＜0.05为具有统计学差异.

2 结果

2.1 研究对象一般情况

5例研究对象患者均为老年患者（年龄分别为69、67、59、73、65岁），平均年龄为（66.60±5.18）岁，均小于75岁.本研究包括4例男性和1例女性.

2.2 心脏损伤标志物及心脏彩超结果

住院期间患者A、B、D、E实验室检查均呈现cTnI、CK-MB和NT-proBNP指标的单项或多项升高，心脏彩超均提示LV、LVEF和PASP指标的单项或多项异常改变，患者C上述6项指标均在正常范围内（表1）.

表1 5例患者心脏损伤标志物及心脏彩超结果Table 1 Results of cardiac injury markers and cardiac color ultrasound in 5 patients

（续表1）

2.3 相关性分析结果

Pearson检验分析显示，危重型COVID-19患者cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度均与LVEF呈负相关（r＝-0.574，-0.758，-0.590，P＜0.05）；CK-MB、NT-proBNP质量浓度均与PASP呈正相关（r＝0.513，0.469，P＜0.05）；CK-MB、NT-proBNP质量浓度均与LV 呈正相关（r＝0.651，0.380，P＜0.05）.而cTnI质量浓度与LV、PASP均无统计学差异（P＞0.05）（表2）.

表2 血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度与LV、LVEF、PASP的相关性分析Table 2 Correlation analysis of serum cTnI，CK-MB，NT-proBNP and LV，LVEF，PASP

3 讨论

COVID-19是一种由新型冠状病毒感染引起的急性呼吸道传染病，传播途径主要有飞沫传播和接触传播，不排除气溶胶传播及粪—口传播的可能性.潜伏期1～14 d，多为3～7 d，中位潜伏期为4 d［5］，最长潜伏可达到28 d（个例）.根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》，COVID-19按照严重程度分为普通型、轻型、重型和危重型，以发热、乏力、干咳为主要表现.少数患者伴有鼻塞、流涕、腹泻等症状.重症患者多在发病1周后出现呼吸困难和/或低氧血症，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍及多器官功能衰竭等［3］.尽管此次COVID-19所致的绝对死亡人数较多（截至2020年4月3日欧洲中部时间上午10点，全球已累计报告确诊病例972 303例，死亡人数共50 321例），但其死亡率低于2003年暴发的严重急性呼吸系统综合征SARS（确诊8 098例，死亡774例，病死率约10%）和2012年至2019年间的中东呼吸系统综合征MERS（确诊2 497例，死亡858例，病死率约34%）［5］.虽然报告的许多病例并不严重，但大约20%的确诊患者为重症病例，包括呼吸衰竭、脓毒性休克或需要重症监护的其他器官衰竭［4，6-7，10-12］.回顾大量临床重症病例报告，合并心脏损伤的COVID-19患者不仅占最大比例（其中，高血压占多数），而且更容易导致死亡［4，6］；同时，本身患有心脏基础疾病的患者对SARS-CoV-2的耐受性较合并其他基础疾病者差，更容易发展为重型甚至危重型COVID-19［6-7］.本研究纳入的5例患者情况与其有相似之处，患者A和患者B本身罹患高血压多年，其相关心脏损伤指标也较其他3例升高更加明显，心脏彩超提示心功能情况亦较差，是最早发展为危重型COVID-19的患者.可见，早期有效地识别诊断合并心脏功能或结构损伤对于COVID-19的病情评估具有重要意义，早期采取相应的干预措施，可防止病情恶化，降低死亡率.而心脏功能或结构的变化需要借助心脏彩超、超声心动图、心电图、胸片等影像学协助判断［13］，具有一定的主观性，且影像学检查中儿童可能无法配合，容易出现误诊漏诊.因此，找寻一些与心脏功能或结构密切相关的实验指标对于COVID-19合并心脏损伤病人的早期诊断和治疗具有重要意义.

经典的心脏蛋白标志物包括肌红蛋白（myoglobin，MYO）、肌钙蛋白（cardiac troponin I，cTn）、脑利钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）.虽然COVID-19诊治方案中建议测定MYO反映心肌的损伤，也有不少研究提示COVID-19患者伴有MYO的升高［7，14］，但由于MYO的组织特异性较差，广泛分布于骨骼肌和心肌组织中，肾衰竭、甲状腺功能减退等患者中也可见有MYO的升高，故本研究认为MYO用来反映心肌的损伤意义不大.CTn主要包括cTnI、cTnC、cTnT［15］，正常生理状态下，cTnI只有极小部分以游离状态分布在细胞质中，大部分通过结构蛋白形式附着于肌原纤维.SARS-CoV-2直接攻击心肌细胞，SARS-CoV-2感染下调ACE2的表达引起RAS系统失衡，SARS-CoV-2促进GCSF、IP-10、MCP-1、MIP-1α、TNF-α等促炎因子释放及形成细胞因子风暴，SARS-CoV-2快速复制引起急性大面积肺炎进而使机体缺氧及代谢障碍诱发原有心血管病加重或恶化等［16］均可引起COVID-19患者的心脏受损，包括心肌细胞膜通透性提高或损伤，导致cTnI大量释放至血液循环，形成血浆cTnI含量的显著上升.故可推测cTnI的升高对于COVID-19合并心脏损伤的诊断也具有一定的敏感性和特异性，这在普通肺炎导致的心衰研究中也是得到一定的证实的.CK-MB属于肌酸激酶特异性同工酶，主要分布于心肌细胞中，当心肌细胞坏死后，CK-MB被大量释放进入血液，所以血清中CK-MB质量浓度的升高对判断心肌损伤具有较高特异性［17］.侯涛［18］在对84例COVID-19确诊患者的分析中表示，患者在治疗过程中早期出现心肌酶升高，特别是CK-MB的升高，预警心肌损伤.同样，Wang等［6］、Chen等［7］分别对138例、99例住院病例分析提到心肌酶谱的异常，特别是ICU患者的cTnl、CK-MB明显比非ICU患者高，提示重症患者可能更容易并发急性心脏损伤.cTnl、CKMB是反映心肌损伤的标志物，而利钠肽则是反映心脏的功能指标.BNP是一类神经肽类物质，主要由心室肌细胞合成及分泌，具有肾素-血管紧张素-醛固酮系统调节功能等作用，可反映心室压力与血容量负荷的变化.B型脑钠肽前体进入循环后按照1∶1比例裂解为BNP、NT-proBNP.NTproBNP被证实具有半衰期长、稳定性强、敏感度高的特点，通常在心衰症状体征变化前上升，被认为是判断心衰的早期标志物之一［19］；黄晓雯等［20］认为血清NT-proBNP对肺炎合并心力衰竭诊断具有重要意义.在本研究危重型COVID-19患者中，临床诊断心功能不全者早期NT-proBNP升高明显.纳入本研究的5例研究对象均为老年患者（年龄分别为69、67、59、73、65岁），平均年龄为（66.60±5.18）岁，且均小于75岁.美国FDA和Roche公司建议健康人群NT-proBNP质量浓度的参考值：75岁以下者，＜125 ng/L；75岁或以上者，＜450 ng/L.本研究采取的发光法测NTproBNP质量浓度参考范围与上述一致.《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》［13］中关于NTproBNP用于心衰诊断截点分层提示：50岁以上75岁以下NT-proBNP质量浓度＞900 ng/L，肾功能不全（肾小球滤过率小于60 mL/min）时质量浓度＞1 200 ng/L；根据以上两个截点，把本研究所有NT-proBNP质量浓度≥125 ng/L的值分别与900 ng/L、1 200 ng/L做单样本t检验分析，结果显示：排除年龄及肾功能不全因素，NT-proBNP仍具有明显指示心脏受损意义（t＝2.513，P＝0.017；t＝2.117，P＝0.041）.

本研究结果显示，危重型COVID-19患者cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度均与LVEF呈负相关（r＝-0.574，-0.758，-0.590，P＜0.05），并且CK-MB、NT-proBNP质量浓度还与LV（r＝0.651，0.380，P ＜0.05）、PASP（r＝0.513，0.469，P＜0.05）呈正相关，而cTnI质量浓度与LV、PASP均无统计学差异（P＞0.05）.可以看出，cTnI、CK-MB、NT-proBNP对COVID-19患者不仅具有心脏功能或结构受损的预警作用，更是与心脏受损程度的大小具有一定的相关性.上述多对心脏蛋白标志物与心脏彩超结果的相关性比较中，CK-MB与LVEF的相关系数最大，r值的绝对值高达0.758，提示在COVID-19并发心脏损伤患者中，CK-MB与心功能的动态变化具有更强的相关性；同时，本研究还可发现心脏蛋白标志物与LV、PASP的相关性大小比较中，仍是CK-MB对应的相关性最高，这可能与CK-MB本身的生物特性有关：在心肌损伤时，与cTnI相比，CK-MB达到高峰后恢复正常时间更短（2～3 d＜5～10 d）；因此猜想，由于 SARS-CoV-2 的特殊性，在COVID-19患者合并心脏损伤时，经过有效的抗病毒等治疗后，若心脏没有继续受到SARS-CoV-2直接攻击的进一步损害，心脏功能或结构可较快恢复，其所对应的心脏彩超指标数值亦恢复正常，与CK-MB的短时间内降至正常具有更高的一致性，这有待进一步研究证实.然而，本研究分析的结果表示仅仅cTnI与LV、PASP均无显著相关，而CK-MB、NT-proBNP均与LV、PASP有统计学正相关，这是否与SARS-CoV-2的特殊性有关尚待进一步研究.另外，本研究对象均是老年人，预示老年人心脏更加容易受到SARS-CoV-2的攻击，提示在今后收治老年COVID-19患者更应注意及时检查及监测cTnI、CK-MB、NT-proBNP的质量浓度变化.当然，本研究也具有一定的不足性，纳入研究对象较少，仅有5例危重型COVID-19患者，同时还有2例本身患有高血压基础疾病，对研究结果有一定的干扰性.另外，本研究随机纳入的5例危重型COVID-19患者有4例合并心肌损伤（既往无心肌损伤史），相对比例较高，可能也与纳入研究对象较少相关，但也提醒应该更加关注危重型COVID-19患者心脏功能的保护，不排除危重型COVID-19患者本身并发心脏损伤的高发性.

综上所述，危重型COVID-19患者可发生心脏损伤，cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度与心功能指标密切相关，其中CK-MB相关程度最高；cTnI、CK-MB、NT-proBNP质量浓度的异常升高可提示危重型COVID-19患者心脏功能或结构的恶化.加之cTnI、CK-MB、NT-proBNP检测具有简便、快速、无创的特点，本研究推荐将其作为COVID-19患者常规检测指标.据此可针对性的实施早期检测及评估，指导制定早期治疗干预策略，有助于改善危重型COVID-19患者的预后，甚至降低死亡率.