房颤患者血清ST-2、TGF-β2水平检测及其与房颤结构重构的相关性分析

胡翔稳，莫 辰，徐庆梅，张 冰，张 维，朱飞宇，周 顺，康品方，张 恒

（蚌埠医学院第一附属医院心血管内科，安徽 蚌埠 233000）

心房颤动是临床上常见的心律失常之一，轻者可影响患者生活质量，重者可引起心力衰竭和动脉栓塞，如引发脑卒中及下肢血管血栓，从而导致患者致残率和致死率上升［1，2］。目前研究认为在心房颤动的发展过程中可同时伴有电重构和结构重构，电重构可进一步诱发加重结构重构，从而导致心房颤动的持续性维持［3］。电重构是可逆的，如早期经射频消融术治疗心房颤动，电传导途径可恢复正常，但随着病情进展，心房结构发生不可逆改变，心房颤动表现为较高的复发率，因此结构重构被认为是其分子学水平发生及维持的关键。左房内径（LAD）已证实与心房颤动的发生有关：LAD 越大，心房颤动持续时间越长，经RFCA 术后再次复发的几率越高，LAD 增大可能与房颤发生和维持有关，可以将LAD 增大作为心房颤动发生的独立危险因素［4，5］。Guglielmini 等［6］通过动物模型试验表明，心房颤动的动物模型相对对照组LAD 明显增大。

ST2 属于一类在序列上与免疫球蛋白超家族成员白介素‐1 受体（IL‐1R）具高度同源性的蛋白，在哺乳类动物模型中［7］，心肌组织受到物理学应力变化时，ST2 表达会明显升高，其水平上升会导致心房成纤维母细胞的大量增殖。研究表明ST2 可能通过抑制信号通路介导的心肌细胞保护作用，从而导致心肌纤维化［8，9］。转化生长因子（TGF）属于新近发现的具体调节细胞生长和分化能力的转化生长因子超家族，是一种具有调节多种细胞的生长、分化、调亡和免疫功能的多功能蛋白质，有研究表明TGF‐β2 通过调节染色体位点所介导的转录及翻译过程，进而影响心肌细胞的代谢合成及分化，导致纤维化形成，通过此路径，TGF‐β2 在房颤患者的表达中可能会明显增高［10］。本研究旨在通过检测血清ST2 及TGF‐β2 水平，分析ST2 及TGF‐β2与心房颤动的关系及与已知预测因子LAD 之间的关系，探讨ST2 及TGF‐β2 在心房颤动发生、发展过程中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年12 月～2020 年7 月在蚌埠医学院第一附属医院心内科就诊的非瓣膜性心房颤动患者126 例，其中男性69 例，女性57 例，年龄62～74岁，平均（64.38±5.31）岁。心房颤动的分型诊断均参照欧洲心脏病学会制定的非瓣膜性心房颤动及其分型诊断标准。非瓣膜性房颤：在不合并风湿性二尖瓣狭窄、机械/生物瓣膜置换术以及二尖瓣修复情况下而出现的心房颤动。阵发性房颤：房颤发生后7 d 内能够自行终止或经一定手段干预后终止的房颤，其发作频率不固定。持续性房颤：房颤的发生持续时间超过7 d，一般不能自行转复且药物转复的成功率较低。永久性房颤：经过电复律而且药物的维持，都没有恢复窦性心律或在转复后24 h内复发者。按照以上标准分为阵发性房颤组（45例）、持续性房颤组（42 例）、永久性房颤组（39 例）。选取同时期体检的64 名正常窦性心律者为对照组，入院进行体格检查，生化常规均在正常范围，运动负荷心电图实验结果为阴性。所有入选对象在年龄、性别、饮酒、吸烟、高血压、体重指数（BMI）、糖尿病病史、血脂水平等方面未见差异，一般资料对比无统计学意义（P>0.05），具有可比性。且所有对象排除如先天性心病、肺心病、合并风湿性心脏病及其他严重的心脏瓣膜病、合并各种心肌病、合并恶性肿瘤、心力衰竭、肝肾功能异常、感染、创伤、周围血管病变、自身免疫性系统疾病，以及在3 个月内未进行过心脏外科或介入手术。所有受试者常规入院后择期进行心脏彩色多普勒超声检查，由指定的同一名熟练的超声科医师进行操作，所有受试者取左侧卧位，测量LAD，彩色多普勒频谱取3 个连续的心动周期测量，结果取其平均值。

1.2 方法

清晨6 点采集受试者空腹右上肢静脉血8 mL，进行离心（5 000 r/min，10 min，Germany‐SIG‐MA1‐14），分离血清，取离心管上层血清于−80℃冰柜（松下MDF‐793）保存。采用ELISA 试剂法检测血清中ST‐2、TGF‐β2（试剂盒均供自上海羽朵生物科技有限公司）水平，采用西门子Dimension®EXL™withLM 全自动生化分析仪测定生化水平（试剂盒供应自上海罗氏制药有限公司），上述操作步骤均严格遵循试剂自带说明书执行。

1.3 统计学处理

所有数据均采用IBM SPSS25.0 统计软件进行分析处理，正态分布计量资料以（±s）表示，组间比较采用单因素方差分析；计数资料以百分构成比或率表示，组间比较采用χ²检验；方差齐性采用Lev‐ene 检验；非正态分布计量资料以中位数（四分位间距）表示；组间比较采用Kruskal‐Wallis 秩和检验；采用Pearson 相关分析法分析指标间的相关性。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组临床基线资料比较

各组一般临床指标以及相关实验室检查比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 各组临床基线资料比较Tab 1 Comparison of clinical baseline data among the four groups

2.2 各组血清ST‐2、TGF‐β2水平及LAD 大小比较

与对照组相比，阵发性房颤组、持续性房颤组及永久性房颤组ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小均明显增高（P<0.05）；与阵发性房颤组相比，持续性房颤组及永久性房颤组ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD大小均明显增高（P<0.05）；与持续性房颤组相比，永久性房颤组ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小均明显增高（P<0.05），结果见表2 及图1。

图1 各组血清ST‐2、TGF‐β2 水平及LAD 大小比较Fig 1 Comparison of serum ST-2、TGF-β2 levels and LAD size in each group

表2 各组ST-2、TGF-β2 及LAD 大小比较Tab 2 Comparison of ST-2，TGF-β2 and LAD size among patients in each group

2.3 各房颤组ST‐2、TGF‐β2 及LAD 间的相关性分析

Pearson 相关分析显示，各房颤组中ST‐2 与TGF‐β2 水平、ST‐2 水平与LAD 大小、TGF‐β2 水平与LAD 大小均呈明显正相关［（γ=0.777，P<0.001，R2=0.603）、（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615）、（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）］，表明两者在心房颤动中的作用性质相同，提示心房颤动预后欠佳，见图2 及表3。

表3 房颤组ST-2、TGF-β2 及LAD 的相关性分析Tab 3 Correlation analysis of ST-2，TGF-β2 and LAD in the 3 experimental groups

图2 房颤组ST‐2、TGF‐β2 及LAD 间的相关性分析Fig 2 Correlation analysis of ST-2、TGF-β2 and LAD in 3 experimental groups

3 讨论

近年有研究发现可溶性ST2 是心肌纤维化和心肌重塑的新型标志物，ST2 是白介素‐1（IL‐1）受体/ Toll 样受体（TLR）家族成员之一，该家族均具有由160 个氨基酸分子序列组成的Toll/IL‐1R 结构域，该结构域由中央区域的5 个β 片层和5 个α 螺旋组成的空间结构域构成，位于双分子层的胞质侧［11，12］。目前已发现ST-2 有sST-2、ST-2 跨膜受体型（ST-2L）、ST-2V、ST2LV 4 种亚型，sST-2 为可溶性ST-2，含有9 个氨基酸序列组成的特殊C 段，缺乏跨膜结构和胞浆结构域，可分泌到细胞外；ST-2L 为跨模型ST-2，具有跨膜识别序列，由细胞外免疫球蛋白结构域、跨膜部分及TIR 胞浆结构域部分组成，是IL1R1 的反向调控点，抑制TLR，提高Th2反应，在自身免疫反应中发挥重要作用。人类的ST-2 基因编码长度约40 kb，位于人类2q12 染色体序列上，可指导mRNA 编码翻译成可溶性蛋白sST-2 和跨膜形式蛋白ST-2L，两者由相同的mRNA 转录但分别受到不同的启动调节，均为白介素‐1 受体家族成员［13］，通过与共同的配体白介素‐33（IL‐33）结合而发挥生物学作用。

有研究认为ST-2 可能通过调节IL‐33/ST-2L信号通路的方式参与心房颤动的结构重构过程，Miller 等［14］的研究表明 IL‐1 家族成员的IL‐33 是ST-2 蛋白的特异性配体。在心肌组织受到机械性牵张刺激时，IL‐33 释放增加，通过旁分泌作用与心肌细胞膜上的ST-2L 结合形成受体复合物，激活IL‐33/ST-2L 通路下游信号NF‐κB 和MAP 激酶，抑制心肌细胞肥大和心脏纤维化，由于sST-2 具有与ST-2L 相同的免疫球蛋白结构域，结构域分子识别簇可以以竞争性抑制的方式与IL‐33 结合，抑制IL‐33/ST-2L 信号通路在心肌中的保护作用，从而发生心肌纤维化，而心肌纤维化导致不可逆转的结构重构在心房颤动的发生、发展中至关重要，本研究结果显示房颤组中ST-2 水平高于对照组（P<0.05），且ST-2 与LAD 呈明显正相关（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615）。

另外，目前已发现的TGFβ 家族已经被证实参与纤维化炎症的病理生理过程，而纤维化作为影响结构重构的关键节点，可以显著干扰心电活动的三维空间传递，使得传导路径及时间延长，这将有助于心电传导折返环的产生及维持，使得房颤处于持续状态［15，16］，在经lllumina 公司的Solexa 基因组分析平台（Genome Analyzer platform）对TGF-β2 染色体序列进行的大规模平行签名测序发现TGF-β2 的一个tag 位点基因多态性与房颤相关，房颤组AG 和GG 基因型和G 等位基因频率远高于对照组，G 等位基因频率增高可能会导致TGF-β2 染色体位点所介导的转录及翻译过程异常，进而影响心肌细胞的代谢合成及分化，导致纤维化的形成［17］，TGF‐β2 作为从基因层面即开始参与心房颤动发生的因子，是诱导成纤维细胞增殖的主要诱导因子，目前研究认为，TGF‐β2 能促进成纤维细胞分泌Ⅰ、Ⅲ型胶原，而Ⅰ、Ⅲ型胶原是纤维结构组织的主要成分，本研究表明房颤组TGF‐β2 水平高于对照组（P<0.05），且TGF‐β2 与LAD 呈明显正相关（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）。

本研究显示，不同类型房颤患者LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平存在明显差异（P<0.05），永久性心房颤动患者中的LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平均为最高，不同类型心房颤动患者的上述指标水平同样高于对照组，以上均提示LAD、ST2、TGF‐β 2 均与房颤的发生发展及持续性维持相关；而进一步的多元相关性分析显示：LAD 大小与ST2 水平呈正相关（γ=0.784，P<0.001，R2=0.615），证实了二者参与心房颤动形成维持并与心房重构相关，而TGF‐β2 水平与LAD 大小及ST2 水平同样呈正相关［TGF‐β2 与LAD（γ=0.815，P<0.001，R2=0.664）；TGF‐β2 与ST2（γ=0.777，P<0.001，R2=0.603）］，提示TGF‐β2 在心房颤动形成维持并与心房重构中的作用与上述指标相似。

本研究存在以下不足：因收集的病例数有限，样本量较小，仍需要大规模临床试验予以验证；本研究不是前瞻性研究，未连续监测入组人群LAD 大小、ST2 及TGF‐β2 水平等指标的变化，单次测定可能带来较大的随机误差，需要进一步完善前瞻性临床试验。关于两种新型标记物的临床使用，仅需考虑其是否具有简便性和实用性以及是否会增加患者负担。笔者认为新型标记物有助于更加清晰地了解心房颤动的发病机制，进而做到对心房颤动患者进行全面化、个体化的综合治疗，为心房颤动的诊疗开展提供新的思路及依据，对进一步降低心血管临床事件发病率及死亡率具有重要临床价值，值得推广应用。