血清GDF-15和Lp-PLA2在慢性心衰不同NYHA分级中的变化及与心室重构的关系探讨

郭磊，李立鹏，陈素芹

慢性心力衰竭（CHF）是心肌病、心脏瓣膜病和冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）等各种慢性心脏疾病的严重和终末阶段，主要表现为心肌收缩力减弱、心脏舒缩功能障碍、动脉系统搏出量减少、静脉系统淤血，不能满足组织代谢，最终产生系列症状和体征[1]。近年有数据统计，全球CHF患病人数已超过2250万，每年有200万以上新增病例，且具有年轻化趋势，严重威胁患者的生活质量和生命健康[2]。 研究表明，心室重构在CHF发生发展过程中占有重要地位，涉及心肌细胞肥大、坏死、凋亡、自噬等、细胞外基质纤维化、炎症和血管减少等病理过程，但目前对于心室重构评价主要依赖于超声心动图，缺乏特异性指标[3,4]。近年国内外研究发现生长分化因子-15（GDF-15）和脂蛋白相关磷脂酶（Lp-PLA2）等与心肌纤维化相关，但在心衰进程中的价值尚不十分清楚[5,6]。为此，本研究选取80例CHF患者和40例健康体检者作为研究对象，探讨血清GDF-15和Lp-PLA2在慢性心衰不同NYHA分级中的变化，并分析其与心室重构的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2015年1月至2018年1月于洛阳市第三人民医院心内科收治的80例CHF作为心衰组。纳入标准：临床症状、体征和心脏超声等均符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2014》[7]中CHF诊断标准者。排除标准：①急性心力衰竭、急性心肌梗死、缩窄性心包炎等心脏疾病；②近半年合并急慢性感染性疾病者；③合并内分泌疾病者；④合并肝肾功能损伤者；⑤合并甲状腺疾病者；⑥合并恶性肿瘤者。同期选取40例健康体检者作为对照组。本研究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（L201511）。

1.2 血清GDF-15和Lp-PLA2检测分别于体检当日和入组当天抽取对照组和心衰组空腹静脉血5 ml，4000 r/min（离心半径13.5 cm）离心10 min，取上清，于-80℃冰箱保存，待标本集齐后进行检测。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清GDF-15和Lp-PLA2水平，试剂盒购自上海酶联生物有限公司，仪器为MK3型酶标仪（购自美国Thermo Fisher公司），具体操作由专业人员参考试剂盒说明书完成。

1.3 心脏结构检查于采血当天进行心脏结构检查，仪器为IE33彩色多普勒超声诊断仪（购自荷兰Philips公司），探讨频率为3～5 Hz。嘱患者平卧，取横位四腔心切面，M型超声心动图于左心室腱索水平为标准测量区，分别检测左心房内径（LAD）、左心室舒张末内径（LVEDD）、右心室内径（RVD）、室间隔厚度（IVST）、左心室后壁舒张末期厚度（LVPWTd）和左心室射血分数（LVEF），并计算左心室质量指数（LVMI）。根据Devereux公式计算左心室质量（LVM），LVM=1.04×[（IVST+LVPWTd+LVEDD）3-LVEDD3]-13.6；体表面积（B S A）（男）=0.0 0 5 7×身高（m）+0.0121×体质量（kg）+0.0882，BSA（女）=0.0073×身高（m）+0.0127×体质量（kg）-0.2106[8]。

1.4 心功能分级参考美国纽约心脏病协会（NYHA）心功能分级标准对80例CHF患者进行心功能分级，其中Ⅰ级10例，Ⅱ级24例，Ⅲ级28例，Ⅳ级18例。

1.5 随访出院后对所有患者进行随访，记录主要不良心血管事件（MACE），包括死亡、非致命心肌梗死和非致命脑血管事件，截止日期为2019年6月。

1.6 统计学方法采用SPSS 20.0统计学软件分析本研究数据。计量资料用（±s）描述，2组间比较采用独立样本t检验，3组及以上比较采用单因素方差分析。计数资料用例数（百分比）描述，组间比较采用 检验。绘制受试工作者曲线（ROC）分析血清GDF-15和Lp-PLA2在CHF和CHF中MACE发生的诊断价值（约登指数最大时所对应的数值）。采用Pearson相关分析血清GDF-15和Lp-PLA2与心室重构相关指标的关系。采用二元Logistic回归模型分析血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF-MACE的影响。以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料比较心衰组和对照组在性别和年龄等一般资料上比较，差异无统计学意义（P＞0.05），表1。

2.2 各组血清GDF-15和Lp-PLA2比较心衰组血清GDF-15和Lp-PLA2分别为（179.56±28.46）ng/L和（205.33±24.42）mg/L，对照组血清GDF-15和Lp-PLA2分别为（84.77±12.59）ng/L和（35.58±6.74）mg/L，两组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 基线资料比较

2.3 血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF的诊断价值绘制ROC曲线分析发现，血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF均有一定诊断价值（P＜0.05），两者联合诊断效能最高（P＜0.05），见图1和表2。

图1 血清GDF-15和Lp-PLA2诊断CHF的ROC曲线图

表2 血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF的诊断价值

2.4 血清GDF-15和Lp-PLA2与CHF心功能分级的关系血清GDF-15和Lp-PLA2在NYHA Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级中依次升高，比较差异有统计学意义（P＜0.05），表3。

表3 血清GDF-15和Lp-PLA2与CHF心功能分级的关系（±s）

表3 血清GDF-15和Lp-PLA2与CHF心功能分级的关系（±s）

注：NYHA：美国纽约心脏病协会；GDF-15：生长分化因子-15；Lp-PLA2：脂蛋白相关磷脂酶；与NYHA Ⅰ级比较，aP＜0.05；与NYHA Ⅱ级比较，bP＜0.05；与NYHA Ⅲ级比较，cP＜0.05

心功能分级 例数GDF-15（ng/L） Lp-PLA2（mg/L）NYHA Ⅰ级 10 151.88±10.25 168.24±10.78 NYHA Ⅱ级 24 163.71±14.65a 181.15±14.35a NYHA Ⅲ级 28 177.09±17.44b 196.73±19.41b NYHA Ⅳ级 18 185.28±22.56c 211.52±21.28c F值 46.851 62.394 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.5 血清GDF-15和Lp-PLA2与心室重构相关指标的关系经Pearson相关分析，血清GDF-15和Lp-PLA2与LAD、LVEDD、RVD、LVPWD、IVST和LVMI呈正相关（P＜0.05），与LVEF呈负相关（P＜0.05），表4。

表4 血清GDF-15和Lp-PLA2与心室重构相关指标的关系

2.6 血清GDF-15和Lp-PLA2在CHF中MACE发生的诊断价值绘制ROC曲线分析发现，血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF中MACE发生均有一定诊断价值（P＜0.05），两者联合诊断效能最高（P＜0.05），图2及表5。

2.7 血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF-MACE的影响经二元Logistic回归模型分析，在校正年龄和性别对患者影响的基础上发现血清GDF-15和Lp-PLA2均是影响CHF-MACE的独立因素（P＜0.05），表6。

3 讨论

近年，随人们生活节奏的加快、饮食结构的改变和人口老龄化的进程，以高血压和冠心病为代表的各种心血管疾病已十分常见，但因医疗技术也相对提高，死亡率有所降低，多进展为CHF，诊断后接近60%的男性和45%的女性在5年内死亡[9,10]。CHF发生常是隐匿的，多伴进行性心室重塑，主要表现为心肌间质和心室重构[11]。在心室重构所致的CHF过程中，炎症反应始终贯穿其中，主要表现为炎症细胞因子的合成和释放[12]。GDF-15隶属于转化生长因子-β（TGF-β）超家族，于1997年被Booteov MR首次发现，位于人染色体19p12-13上，包含2个外显子和1个内含子[13]。GDF-15是一种分泌型蛋白，其前体蛋白经酶切成一种同源二聚体蛋白，后经TGF-β激酶（TAKs）激活后，与细胞表面丝氨酸/苏氨酸激酶受体形成异聚体，激活Smad蛋白，通过 SMAD蛋白依赖性和非依赖性信号转导通路发挥作用[14]。在生理条件下，GDF-15表达存在器官组织特异性，在胎盘和前列腺等组织中高表达，但在包括心脏在内的大部分其他器官组织中低表达或不表达[15]。研究发现，在病理或应激状态下，可检测到血清GDF-15，且水平较高[16]。在本研究中，心衰组血清GDF-15明显高于对照组，且随NYHA心功能分级不断升高，其水平也不断升高，提示GDF-15可能参与CHF发生发展有关，与Frank等[17]研究结论一致，这可能是因为GDF-15作为心脏保护因子可对抗血管紧张素Ⅱ依赖性信号转导通路介导的心肌肥大。本研究通过绘制ROC曲线分析发现，血清GDF-15对CHF诊断和CHF-MACE预测均有一定价值，为CHF诊疗提高了新的方向，是本文重要创新点之一。此外，本研究还通过Pearson相关分析分析了其与心脏结构指标的关系发现，血清GDF-15与LAD、LVEDD、RVD、LVPWD、IVST和LVMI呈正相关，与LVEF呈负相关，提示血清GDF-15水平可作为反映心室重构程度的重要生物标记物。

图2 血清GDF-15和Lp-PLA2预测CHF-MACE的ROC曲线图

表5 血清GDF-15和Lp-PLA2在CHF-MACE的预测价值

表6 血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF-MACE的影响

Lp-PLA2是一种血小板活化因子乙酰水解酶，隶属于磷脂酶A2超家族成员，主要由成熟淋巴细胞和巨噬细胞合及分泌[18-20]。作为近年新进心血管特异性炎性标志物之一，Lp-PLA2可使氧化型低密度脂蛋白分解为氧化脂肪酸和溶血卵磷脂，刺激细胞因子释放，并促进单核细胞在血管内膜下转变成巨噬细胞，吞噬氧化型低密度脂蛋白后变为泡沫细胞，参与动脉粥样硬化斑块的形成；同时也可刺激机体产生更多的Lp-PLA2，形成正反馈调节通路，斑块自身稳定性下降，最终导致了血栓形成和急性心血管事件的发生，是心血管事件的独立预测因子[21,22]。但关于其与心衰的研究较少。在本研究中，心衰组血清Lp-PLA2明显高于对照组，且随NYHA心功能分级减弱而升高，提示同GDF-15一样，Lp-PLA2也有可能参与CHF发生发展。此外，本研究后续发现了血清Lp-PLA2对CHF诊断和CHF-MACE预测均有一定价值，且若将GDF-15和Lp-PLA2两者联合，其诊断效能和预测效能最高，可供临床参考使用。本研究还发现血清Lp-PLA2与心脏结构性指标均呈正相关，提示Lp-PLA2可能是通过影响心脏结构性指标参与心室重构。最后，本研究还通过二元Logistic回归分析探讨了血清GDF-15和Lp-PLA2对CHF-MACE的影响，发现两者均是CHFMACE独立影响因素，再次凸显了其在CHF中的价值，提示临床工作者在诊疗过程中应重视血清GDF-15和Lp-PLA2的动态变化，以实施相应干预措施。

综上认为，血清GDF-15和Lp-PLA2有望成为CHF诊断和CHF-MACE预测的有效指标，与NYHA心功能分级和心室重构密切相关。本研究尚存在以下不足：①观察对象较少；②观察对象分布不均，以中老年人为主；③未涉及血清GDF-15和Lp-PLA2与临床疗效的研究，将在下一步研究中进行分析和探讨。