血清半乳糖凝集素-3、生长分化因子-15 浓度与慢性心力衰竭患者严重程度的相关性分析及其临床诊断价值

王 晶，李 培，白玉芝，茹 静，汤莉莹，赵 霞，田 甜，安 芸

（北京朝阳医院京西院区，北京 100043）

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是一种由心肌损伤引起的心肌结构与功能变化的综合病症，临床表现为乏力、胸闷、气短等，是心力衰竭持续存在的状态。CHF 是大多数心血管疾病发展到终末期阶段的表现，由于其较高的发病率与较差的预后导致该病的病死率较高［1-4］，不仅严重威胁了患者的生命安全，同时也大大增加了其家庭经济负担。因此，探究用于CHF 的早期诊断方法具有重要的临床意义，近年来关于血清标志物在CHF 早期诊断中的研究价值逐渐受到关注。半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）属于半乳糖苷与凝集素结合而成的一种物质，参与炎症反应、肿瘤增殖、动脉粥样硬化等多种生理过程，有研究发现Gal-3 与心肌纤维化及心肌重构密切相关，影响CHF的发展进程及患者预后［5-7］。生长分化因子-15（growth differentiation factor-15，GDF-15）是一种生长转化因子，当机体处于缺血、缺氧、氧化应激等病理状态时，血清GDF-15 浓度升高［8-9］，有研究发现GDF-15 对心血管起到保护作用，且与心力衰竭密切相关［10-11］。本研究主要探讨血清Gal-3、GDF-15 浓度与CHF 病情严重程度的相关性，并判断血清Gal-3、GDF-15 浓度用于临床诊断的价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2018 年7 月至2019 年7 月在北京朝阳医院京西院区综合科就诊的CHF 患者120 例作为研究组，其中男性63 例，女性57 例，年龄（71.38±6.21）岁；另外，选取在本院进行体检的健康者105 名作为对照组，其中男性54 名，女性51 名，年龄（70.63±6.42）岁。纳入标准：（1）所有CHF患者诊断结果均符合相关诊断标准［12］；（2）患者及其家属明确知晓试验内容并签署相关同意书。排除标准：（1）患有自身免疫性疾病患者；（2）患有严重的感染性疾病患者；（3）身体其他部位患有严重恶性肿瘤或重大功能缺陷的患者；（4）试验开始前6 个月内接受过心脏方面治疗的患者。两组试验对象性别、年龄比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，且本次试验符合医学伦理学要求。

1.2 分组方法

根据纽约心脏协会（New York Heart Association，NYHA）心功能分级标准［12］将CHF 患者进行心功能分级，其中NYHAⅡ级患者31 例，NYHAⅢ级患者73 例，NYHAⅣ级患者16 例。对照组健康体检者NYHA 分级为Ⅰ级。

1.3 试验方法

分别采集研究组患者入院第二天清晨以及对照组体检者体检当天的空腹静脉血5 mL，在室温下静置30 min 以上，3 000 r/min 条件下进行离心15 min，取上清液保存于零下80 ℃的冰箱内待测。检测时在室温下解冻，采用酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）分别检测两组对象血清Gal-3、GDF-15 浓度，试验步骤按照ELISA试剂盒说明进行操作。试剂盒均购自上海通蔚生物科技有限公司，货号分别为tw040407、TWp024332。采用化学发光法检测脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）、氨基末端脑钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）浓度，试剂盒均购自武汉明德生物科技股份有限公司，货号分别为20192402763、20192402675。

1.4 统计学分析

所有数据采用SPSS 20.0 软件进行数据分析。采用（）表示计量资料，应用t检验进行组间数据比较，应用单因素方差分析进行多组间比较，应用Spearman 进行相关性分析，当P＜0.05 表示组间差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组研究对象血清Gal-3、GDF-15 浓度比较

与健康体检者相比，CHF 患者血清Gal-3、GDF-15 浓度显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 研究组与对照组研究对象血清Gal-3、GDF-15浓度比较 ［］

表1 研究组与对照组研究对象血清Gal-3、GDF-15浓度比较 ［］

2.2 不同心功能分级CHF 患者血清Gal-3、GDF-15、BNP、NT-proBNP 浓度比较

与NYHA Ⅱ级患者相比，NYHA Ⅲ级、NYHAⅣ级患者血清Gal-3、GDF-15、BNP、NT-proBNP 浓度显著升高；与NYHA Ⅲ级患者相比，NYHA Ⅳ级患者血清Gal-3、GDF-15、BNP、NT-proBNP 浓度显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 不同心功能分级CHF 患者血清Gal-3、GDF-15、BNP、NT-proBNP 浓度比较 ［］

表2 不同心功能分级CHF 患者血清Gal-3、GDF-15、BNP、NT-proBNP 浓度比较 ［］

2.3 CHF 患者心功能分级与患者血清Gal-3、GDF-15 浓度的相关性分析结果

Spearman分析结果显示，CHF患者血清Gal-3、GDF-15 浓度与NYHA 分级均呈正相关（r=0.869、0.806，P＜0.05），分析结果见图1。

图1 CHF 患者血清Gal-3、GDF-15 浓度与NYHA 分级相关性分析图

3 讨论

CHF 是由于各种心脏病问题造成心脏无法正常进行收缩、舒张，导致心脏排血量出现异常，进而引发机体循环障碍、代谢功能障碍、内分泌系统过激的一种临床综合病症。目前临床对于CHF 患者的治疗虽然能够在一定程度上缓解病情，但仍无法有效改善CHF 患者高病死率的局面，心力衰竭仍是威胁人类生命安全的主要疾病之一，因此，寻找能够有效判断CHF 患者病情发展进程的指标对CHF 诊治及预后起着关键作用。近年来，研究CHF 诊治的生物学标志物成为研究热点，BNP、NT-proBNP是目前被广泛认可且在临床应用的CHF诊断指标［13-14］，本研究也发现随着CHF 患者心脏NYHA等级升高，患者血清BNP、NT-proBNP浓度显著升高，但BNP的分泌主要是由于心室负荷及室壁压力的刺激，并未包含所有引起心力衰竭的因素，因此，仍需补充其他生物学标志物作为诊断指标。

Gal-3 是由巨噬细胞分泌的可溶性β-半乳糖苷与凝集素结合的产物，在多种组织及器官中均有表达，是导致组织纤维化的重要原因。李军［15］将CHF 患者血清Gal-3 浓度与血清炎症因子及心功能进行相关性分析，结果显示Gal-3 在CHF 患者血清中呈高表达，且与血清炎症因子呈正相关，但与心功能呈负相关，提示Gal-3 作为一种促炎因子能够显著增强机体的炎症反应，从而导致不可逆转的心肌纤维化，而心肌纤维化是目前已知的引起心力衰竭的重要原因。姚永伟等［16］也发现，Gal-3 与高血压引起的心肌重构相关，能够将Gal-3 作为心力衰竭的诊断标志物。GDF-15 是一种生长转化因子，具有多种生物学活性，但正常情况下GDF-15 仅在胎盘及前列腺中呈高表达，在心脏、肾脏等其他器官中微量表达或不表达；而当器官组织发生缺氧、压力、损伤等病理变化时，GDF-15 被激活发挥抗炎、抑制细胞凋亡等保护作用。有研究指出当心肌组织受损时GDF-15 浓度显著升高，降低缺血性心肌组织损伤、抑制心肌细胞凋亡，起到保护心肌组织的作用［17-18］。

本研究结果显示，与健康体检者相比，CHF 患者血清Gal-3、GDF-15 浓度显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05）；与NYHA Ⅱ级患者相比，NYHAⅢ级、NYHA Ⅳ级患者血清Gal-3、GDF-15 浓度显著升高；与NYHA Ⅲ级患者相比，NYHA Ⅳ级患者血清Gal-3、GDF-15 浓度显著升高，组间比较差异有统计学意义（P＜0.05）。Spearman 分析结果显示，CHF 患者血清Gal-3、GDF-15 浓度与NYHA 分级均呈正相关（r=0.869、0.806，P＜0.05）。以上研究表明由心肌纤维化及心肌重构引起的心力衰竭能够显著升高血清中Gal-3、GDF-15 的表达，且Gal-3、GDF-15 浓度与NYHA 分级均呈正相关，随着CHF患者心力衰竭的病情加重，患者血清Gal-3、GDF-15 浓度也随之升高，与之前的研究结果相吻合。推测Gal-3 主要发挥促炎作用，加速炎症反应的发生，进一步加重心肌纤维化；而心肌组织受损刺激了GDF-15 的表达，GDF-15 主要发挥保护心肌组织的作用。血清Gal-3、GDF-15 浓度均可以作为CHF 的临床诊断指标，用于心力衰竭的早期诊断或判断心力衰竭病情的发展进程，但本研究并未考虑到Gal-3、GDF-15 作为诊断指标的局限性，二者能否单独作为诊断指标或需要与其他指标配合诊断还未知，需要进一步的试验验证。

综上所述，CHF 患者血清Gal-3、GDF-15 浓度均显著升高，且与NYHA 分级均呈正相关，随着CHF 患者心力衰竭的病情加重，患者血清Gal-3、GDF-15 浓度也随之升高，血清Gal-3、GDF-15 浓度可以用于CHF 的临床诊断或判断心力衰竭的发展进程，但需要进一步试验确定Gal-3、GDF-15 作为诊断指标的局限性。