血清脑源性神经营养因子水平与左心室射血分数降低的心力衰竭患者预后的关系研究

程小兵，罗娟娟，陈燕，潘文博，钟万生，韩卫星

心力衰竭（heart failure，HF）是一组复杂的进行性加重的临床综合征，是心脏疾病发展的终末阶段，发病率、病死率均较高［1］，多因患者心脏结构改变和功能紊乱所致［2］。近年发现有多种生物标志物可用来诊断和预测HF患者预后，其中脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）是临床常用的HF患者诊断、预后预测和风险评估的生物标志物之一［3］。然而，影响BNP水平的因素较多，如肥胖、肾衰竭、年龄等，因此其预测HF患者预后的特异度较低［4-5］。因此，临床急需一种新型、特异度高的生物标志物来指导临床诊断。

神经营养素属于多肽结构生长因子家族的成员，是影响神经元生存和功能、控制突触功能和可塑性的一种细胞内因子［6］，其中脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）可对神经组织产生生物学效应，除脑组织外，在心、肺、脾、肾、大血管、平滑肌细胞、膀胱的内皮细胞中均有BDNF mRNA表达［7］。近年有研究表明，BDNF水平与心血管疾病有关［8-10］；BDNF水平降低与慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）患者的认知障碍也存在一定关系［11］。此外，BDNF水平对高血压、糖尿病、Chagas心肌病、HF和冠心病患者预后的预测价值已得到证实［12-17］。但目前临床关于BDNF水平对射血分数降低的心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）患者预后的影响罕有报道。因此，本研究旨在探讨血清BDNF水平与HFrEF患者预后的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取合肥市第三人民医院心血管内科2019年1月至2020年5月收治的HFrEF患者〔左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜40%〕160例，均符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》［18］中的HFrEF诊断标准，并经超声心动图检查确诊，纽约心脏病协会（New York Heart Association，NYHA）分级：Ⅱ级52例，Ⅲ级108例。本研究经合肥市第三人民医院伦理委员会批准（批准号：2018023），参与者对本研究知情并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：（1）原发病为冠心病、缺血性心肌病、扩张型心肌病及高血压；（2）年龄＞18岁。排除标准：（1）NYHA分级Ⅰ级或Ⅳ级者；（2）合并先天性心脏病、严重瓣膜性心脏病、肺源性心脏病、高血压心脏病、糖尿病心肌病者；（3）入组前2周使用抗HF相关药物者；（4）合并严重器官功能障碍、需进行血液透析的肾衰竭者及转移性恶性肿瘤、败血症/脓毒症休克者；（5）妊娠期妇女；（6）有精神疾病者，如重度抑郁症、精神分裂症、器质性大脑疾病或服用抗抑郁药物者；（7）近3个月有脑卒中病史，或因神经系统缺陷而无法进行运动测试者。

1.3 超声心动图检查 采用超声心动图检查患者心室功能，依据美国超声心动图学会和欧洲心血管成像协会更新的《成人超声心动图心腔定量的建议》［19］评估其M型、二维超声和多普勒彩色超声检查结果。其中LVEF是采用双平面Simpson法测得，手工描记左心室舒张末期、左心室收缩末期心内膜边缘。而后由同一名心内科医师和同一名超声诊断医师对患者心脏超声诊断结果进行解读及疾病诊断。

1.4 资料收集 收集两组患者的临床资料，包括年龄、性别、体质指数、吸烟、合并症（缺血性心肌病、高血压、糖尿病、慢性肾脏病、心房颤动）、用药情况〔β-受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI）/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（angiotensin Ⅱ receptor blockers，ARB）、螺内酯、地高辛〕、植入式心脏复律除颤器（implanted cardioverter defibrillator，ICD）治疗情况、收缩压、超声心动图检查参数〔心率、LVEF、肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure，PASP）、左心室质量指数〕、实验室检查指标〔血肌酐、Na+、K+及血清血红蛋白、血糖、白蛋白、C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、肌钙蛋白、BNP、BDNF水平〕。患者均于入院后第2天上午6：00～7：00采集静脉血3～5 ml，1 000×g离心10 min（离心半径为5 cm），取血清，置于-80 ℃冰箱中保存待测。采用酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）检测患者血清BNP、BDNF水平，具体操作严格按照试剂盒（上海生物检测技术实验室提供）说明书进行，血清BDNF水平上限为20 ng/L。

1.5 随访及分组 随访12个月，根据患者主要终点事件（包括心血管死亡和HF恶化再住院）进行分组，将发生心血管死亡患者分为死亡组，未发生心血管死亡患者分为存活组；将发生HF恶化再住院患者分为再住院组，未发生HF恶化再住院患者分为未再住院组。

1.6 统计学方法 应用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。采用多元Cox比例风险回归分析探讨HFrEF患者随访12个月心血管死亡或HF恶化再住院的影响因素。绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线以评价血清BDNF水平对HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡或HF恶化再住院的预测价值。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 预后 随访12个月，发生心血管死亡29例、HF恶化再住院118例，心血管死亡率为18.12%（29/160），HF恶化再住院率为73.75%（118/160）。

2.2 死亡组与存活组患者临床资料比较 死亡组患者年龄大于存活组，缺血性心肌病、糖尿病、慢性肾脏病发生率及PASP、左心室质量指数、血肌酐及血清CRP、肌钙蛋白、BNP水平高于存活组，LVEF、血清BDNF水平低于存活组，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组患者男性占比、体质指数、吸烟率，高血压、心房颤动发生率，β-受体阻滞剂、ACEI/ARB、螺内酯、地高辛使用率，ICD治疗率，收缩压、心率、Na+、K+、血红蛋白、血糖、白蛋白水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

2.3 再住院组与未再住院组患者临床资料比较 再入院组患者年龄大于未再住院组，PASP、左心室质量指数及血清CRP、BNP水平高于未再入院组，收缩压、LVEF、血肌酐、K+及血清肌钙蛋白、BDNF水平低于未再住院组，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组患者男性占比、体质指数、吸烟率，缺血性心肌病、高血压、糖尿病、慢性肾脏病、心房颤动发生率，β-受体阻滞剂、ACEI/ARB、螺内酯、地高辛使用率，ICD治疗率，心率、Na+及血清血红蛋白、血糖、白蛋白水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.4 多元Cox比例风险回归分析 以表1、表2中有统计学差异的指标作为自变量，随访12个月主要终点事件为因变量，变量赋值见表3，进行多元Cox比例风险回归分析，结果显示，缺血性心肌病、糖尿病、慢性肾脏病、LVEF、血肌酐及血清CRP、肌钙蛋白、BNP、BDNF水平是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡的独立影响因素（P＜0.05），见表4；PASP及血清CRP、BNP、BDNF水平是HFrEF患者随访12个月发生HF恶化再住院的独立影响因素（P＜0.05），见表5。

表1 死亡组与存活组患者临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data between the death group and the survival group

表2 再住院组与未再住院组患者临床资料比较Table 2 Comparison of clinical data between the rehospitalization group and the non-rehospitalization group

表3 HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡或HF恶化再住院影响因素的多元Cox比例风险回归分析变量赋值Table 3 Variable assignment of multivariate Cox proportional risk regression analysis of influencing factors of cardiovascular death or HF deterioration rehospitalization in HFrEF patients after 12 months' follow-up

表4 HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡影响因素的多元Cox比例风险回归分析Table 4 Multivariate Cox proportional risk regression analysis of influencing factors for cardiovascular death in patients with HFrEF after 12 months' follow-up

表5 HFrEF患者随访12个月发生HF恶化再住院影响因素的多因素Cox比例风险回归分析Table 5 Multivariate Cox proportional risk regression analysis of influencing factors for HF deterioration rehospitalization in patients with HFrEF after 12 months' follow-up

2.5 预测价值 ROC曲线分析结果显示，血清BDNF水平预测HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡或HF恶化再住院的曲线下面积（area under curve，AUC）分别为0.836、0.778，最佳截断值分别为11.0 μg/L、8.9 μg/L，见图 1～2、表 6。

图1 血清BDNF水平预测HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡的ROC曲线Figure 1 ROC curve of serum BDNF level in predicting cardiovascular death in patients with HFrEF after 12 months' follow-up

图2 血清BDNF水平预测HFrEF患者随访12个月发生HF恶化再住院的ROC曲线Figure 2 ROC curve of serum BDNF level in predicting HF deterioration rehospitalization in patients with HFrEF after 12 months' follow-up

表6 血清BDNF水平对HFrEF患者随访12个月发生主要终点事件的预测价值Table 6 Predictive value of serum BDNF level for major endpoint events of HFrEF patients after 12 months' follow-up

3 讨论

HF是目前临床上较常见的一种慢性病，近年随着相关药物的不断更新及介入治疗技术的提高，HF治疗取得了长足的发展，但患者病死率及再入院率仍较高。因此，探索一种可有效评价HF患者预后的生物标志物具有重要的临床意义。

BDNF是一种肌动蛋白，属于神经营养因子家族成员，在调节神经元的存活、生长和功能维持方面具有关键作用。一项动物实验研究发现，敲除BDNF的纯合子小鼠在胎儿期死于HF［20］。另有研究表明，冠心病患者血清BDNF水平较低，且BDNF与患者不良心血管事件发生情况相关［21］；上述研究均提示BDNF在心血管系统中发挥着重要作用。蒋宏亮等［22］研究发现，BDNF水平与老年CHF患者病情严重程度及预后相关，可作为预测老年CHF患者近期预后的生物标志物，但该研究随访时间较短，故结论可能存在一定偏倚。此外，血清BDNF水平在CHF患者认知障碍中可能起到调节作用［23-24］。FUKUSHIMA等［16］研究表明，低血清BDNF水平与HF患者随访20.3个月不良事件发生情况有关；KADOWAKI等［17］研究结果显示，低BDNF水平是HF患者发生心脏不良事件的独立危险因素。HF患者血清BDNF水平降低的具体机制目前尚不明确，有研究表明，BDNF是由骨骼肌分泌释放，而HF患者骨骼肌质量降低，进而导致BDNF分泌量减少［25-26］；另有研究表明，HF患者存在交感神经过度兴奋，BDNF水平可能因此而降低［27-29］。本研究结果显示，血清BDNF水平是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡及HF恶化再住院的独立保护因素，与上述研究结果一致。

冠状动脉供血不足及心肌缺血、缺氧可逐渐进展为缺血性心肌病，而缺血性心肌病是冠心病晚期表现的终末阶段，死亡率高达50%以上。心肌冬眠、细胞凋亡、神经内分泌反应、心肌纤维化及炎性反应等综合作用可导致心室重构，心室重构进一步发展最终可导致心脏出现进行性代偿失调和充血性HF。本研究结果显示，缺血性心肌病是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡的独立影响因素，考虑主要与上述机制有关。CRP是一种急性炎症反应蛋白，多在细胞因子如白介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、干扰素、转化生长因子等刺激下分泌、合成。CRP是一种非特异性炎症标志物，常用于预测心血管事件发生风险，如经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）后患者心血管事件的预测［30］。本研究结果显示，血清CRP水平是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡及HF恶化再住院的独立影响因素，与相关研究结果一致［31］。本研究结果还表明，血清BNP水平是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡及HF恶化再住院的独立影响因素。沈奇峰等［32］对老年急性冠脉综合征患者心血管事件的预测研究发现，高BNP组随访3、6、12个月HF、死亡发生率均高于低BNP组，表明BNP可能与不良心血管事件有关，本研究结果与之相似。本研究ROC曲线分析结果显示，血清BDNF水平预测HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡或HF恶化再住院的AUC分别为0.836、0.778，最佳截断值分别为11.0 μg/L、8.9 μg/L，表明血清BDNF水平对HFrEF患者随访12个月主要终点事件具有一定的预测价值。

综上所述，血清BDNF水平是HFrEF患者随访12个月发生心血管死亡及HF恶化再住院的独立保护因素，且其对HFrEF患者随访12个月主要终点事件具有一定的预测价值。但本研究未在随访期间动态监测患者血清BDNP水平，且未评估血清BDNF水平与患者抑郁自评量表评分、焦虑自评量表评分等指标间的相关性［33-34］，因此，未来还需更大规模、更长随访时间的随机对照研究进一步证实本研究结论。

作者贡献：程小兵进行文章的构思与设计、结果分析与解释，撰写、修订论文，负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理；程小兵、罗娟娟进行研究的实施与可行性分析；陈燕、潘文博、钟万生、韩卫星进行数据收集、整理、分析。

本文无利益冲突。