血钾水平预测2 类肺动脉高压患者严重程度及住院时间的临床研究

郭耘廷，侯晓敏，白剑英，常铭洋，赵旭，孙琳，郑志发，施熠炜，秦小江

1.030001 山西省太原市，山西医科大学公共卫生学院

2.030001 山西省太原市，山西医科大学基础医学院

3.030001 山西省太原市，山西白求恩医院心血管外科

4.030001 山西省太原市，山西医科大学第一临床医学院

肺动脉高压（pulmonary hypertension，PH）是指由多种异源性疾病和不同发病机制导致的肺血管结构或功能改变，引起肺动脉压力升高，继而发展成右心衰竭甚至死亡［1-2］。PH 早期诊断困难［3］，临床症状缺乏特异性，治疗难度大且无法完全治愈［4-5］，致残率和病死率高，5 年生存率仅为57%［6］，其发病机制复杂，目前仍未完全阐明。研究表明，肺动脉平滑肌细胞中的钾通道功能障碍是PH 的标志，血钾水平与心力衰竭相关［7］，影响着PH 的发生、发展［8-9］

第五届世界肺动脉高压学术研讨会上将PH 分为5类，PH 常由左心疾病所致（2 类PH）［10］，但其流行病学数据仍不清楚；血钾水平为常规检查指标，对调节血管平滑肌细胞膜电位、细胞内钙离子浓度及血管紧张性发挥重要作用［11］，研究表明，肺动脉平滑肌细胞中的钾离子通道功能障碍是PH 的标志，血钾水平与心力衰竭相关［7］，影响着PH 的发生、发展［8-9］。目前，N 末端B 型钠尿肽前体（N-terminal pro brain natriuretic peptide，NT-proBNP）是公认的PH 诊断标志物［10］，住院时间成为医院及患者关注的焦点，而关于钾离子对PH 影响的研究大多集中在机制研究，人群观察性研究较少，血钾水平是否影响PH 的住院时间尚不清楚，血钾水平是否可以预测PH 的严重程度鲜有研究。因此本研究基于回顾性病例研究分析血钾水平对2 类PH 患者严重程度与住院时间的关系，评价血钾水平对PH 严重程度的预测价值，用快速简便的方法实现对PH 的早期诊断，评估疾病的严重程度，为临床诊断治疗提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究数据来源于2020 年1 月—2021 年12 月在山西医科大学第一医院住院且第一次被诊断为PH 的患者，依据纳排标准，共有400 例患者纳入研究，其中144 例为射血分数降低性心力衰竭所致2 类PH，15 例为射血分数保留性心力衰竭所致2 类PH，56 例为瓣膜性心脏病所致2 类PH，185 例为毛细血管后PH 的先天性/获得性心血管疾病所致2类PH。纳入标准：18～90岁；符合《中国肺动脉高压诊断与治疗指南（2021 版）》［1］中2 类PH 诊断标准；检测血钾指标的患者。排除标准：妊娠合并PH 患者；患有恶性疾病的患者；合并尘肺、矽肺患者；患其他类别PH 患者［动脉性PH、肺部疾病和/或低氧所致PH、慢性血栓栓塞性PH 和/或其他肺动脉阻塞性病变所致PH、未明和/或多因素所致PH］。筛选流程见图1。本研究经过山西医科大学第一医院科研伦理委员会批准（伦理号：K-138），并批准豁免知情同意。

图1 筛选流程图Figure 1 Screening flow chart

1.2 资料收集

采集患者首次诊断为PH，且未进行任何PH 特异性治疗之前的住院电子病历信息。（1）一般资料：性别、年龄、BMI、住院时间、吸烟情况及吸烟指数（smoking index，SI）、饮酒史。（2）基础病（糖尿病、高血压）。（3）实验室资料：血钾、心肌标志物（降钙素原、NT-proBNP、肌钙蛋白I、肌钙蛋白T、肌酸激酶同工酶）、超声心动图指标［左心房前后径、右心室前后径、右心房面积、左心室射血分数、缩短分数、右房室瓣反流峰值流速、肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure，PASP）］。心肌标志物可提示心肌的损伤程度［12］，超声心动图可评估可能的PH，二者均与PH 的严重程度相关。（4）指标定义：吸烟为每天至少吸1支烟且连续或累积达6 个月；饮酒为每周至少摄入30 g乙醇且达1 年以上［13］；SI=每日吸烟支数×吸烟年数；人体正常生理情况下血钾为3.5～5.5 mmol/L，血钾＞5.5 mmol/L 为高血钾症，血钾＜ 3.5 mmol/L 为低血钾症；根据PASP 的高低，PH 的严重程度可分为轻度（30 mmHg≤ PASP ＜ 50 mmHg）、中度（50 mmHg ≤PASP＜70 mmHg）、重度（PASP ≥70 mmHg）［14］，本研究中，将PH 的严重程度分为轻症（30 mmHg ≤PASP＜50 mmHg）及非轻症（50 mmHg ≤PASP），以进一步分析血钾水平对2 类PH 患者的影响及其与严重程度的关系。

依据血钾水平将纳入患者分为3 组：＜3.5 mmol/L组（n=57）、3.5～5.5 mmol/L 组（n=340）、＞5.5 mmol/L组（n=3）。

血钾为连续性指标，将血钾水平进一步分为5 类：＜3.5 mmol/L、3.5～3.9 mmol/L、4.0～4.9 mmol/L、5.0～5.5 mmol/L、＞5.5 mmol/L［15］，以深入研究血钾水平与患者住院时间的关系。

1.3 统计学方法

应用SPSS 25.0 软件处理数据，非正态分布计量资料采用M（Q1，Q3）表示，组间比较采用非参数秩和检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验；采用Spearman 秩相关分析对血钾水平与心肌标志物、超声心动图指标进行相关性分析；采用Log-rank（Mantel-Cox）检验比较不同血钾水平患者的出院率；通过绘制受试者工作特征曲线（ROC 曲线）评价血钾对2 类PH 严重程度的预测价值。对大于平均住院时间的2 类PH 患者，采用Log-rank（Mantel-Cox）检验，分析不同血钾水平患者住院时间分布的差异。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 类PH 患者的基本特征

纳入研究的400 例PH 患者中位年龄为70 岁，中位住院时间11 d，男性患者居多（53.0%），高血压患者占54.50%，中位血钾水平为4.01 mmol/L，低血钾症患者占14.2%，高血钾症患者占0.8%。降钙素原及NTproBNP 水平偏高，右心房偏大，PASP 高，中位水平为53 mmHg，见表1。

表1 2 类PH 患者的基本特征描述（n=400）Table 1 Description of the basic characteristics of the group 2 PH patients

2.2 不同血钾水平的2 类PH 患者特征

不同血钾水平患者性别、年龄、BMI、住院时间、吸烟指数、吸烟、饮酒、高血压、糖尿病、肌钙蛋白I、肌钙蛋白T、肌酸激酶同工酶、左心房前后径、右心室前后径、右心房面积、左心室射血分数、缩短分数、右房室瓣反流峰值流速、PASP 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；＞5.5 mmol/L 组患者降钙素原及NT-proBNP 高于＜3.5 mmol/L 组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 不同血钾水平的2 类PH 患者特征Table 2 Characteristics of the group 2 PH patients according to different serum potassium levels

2.3 2 类PH 患者血钾水平与心肌标志物及超声心动图指标的相关性

血钾水平与NT-proBNP（rs=0.133）、右房室瓣反流峰值流速（rs=0.017）、PASP（rs=0.126）呈正相关（P＜0.05），见表3。

表3 2 类PH 患者血钾水平与心肌标志物及超声心动图指标的相关性Table 3 Correlation of serum potassium levels with myocardial markers and echocardiographic indicators in group 2 PH patients

2.4 2 类PH 患者血钾水平与住院时间的关系

不同血钾水平的2 类PH 患者其累积住院率差异有统计学意义（χ2=11.49，P=0.021 6）。对2 类PH，血钾＜5.5 mmol/L 的患者，随着血钾水平的升高累积出院率降低，血钾为5.0～5.5 mmol/L 的患者住院时间最长（中位时间：29 d），血钾＞5.5 mmol/L的患者住院时间最短（中位时间：15 d），见图2。

图2 2 类PH 患者的不同血钾水平与住院时间的关系Figure 2 Relationship between different serum potassium levels and length of hospital stay in group 2 PH patients

2.5 血钾对2 类非轻症PH 的预测价值

ROC 结果显示，血钾对2 类非轻症PH 的诊断价值与NT-proBNP 的诊断价值相近，可有效预测2 类PH 的严重程度，且特异度较NT-proBNP 高，结果见图3、表4。

图3 血钾及NT-proBNP 预测2 类非轻症PH 的ROC 曲线Figure 3 ROC curves of serum potassium and NT-proBNP for predicting non-mild group 2 PH

3 讨论

PH 是常见的心血管疾病，目前，超声心动图是临床上诊断、筛查PH 最重要的检查手段［16］，65 岁以上的个体患病率更高［10］，纳入本研究的2 类PH 患者，年龄集中于70 岁左右。NT-proBNP 是用于识别早期心肌功能障碍患者的心脏生物标志物，是已建立的PH 生物标志物，与疾病的严重程度相关［17-18］；降钙素原是一种常用的生物标志物，通常在细菌感染或全身性炎症反应时升高［19］。不同血钾水平的2 类PH 患者特征结果表明，高血钾水平患者的NT-proBNP 与降钙素原显著高于低血钾水平患者，提示高血钾水平促进患者的炎症反应，致使心肌损伤加重，使PH 进一步发展；血钾水平与心肌标志物及超声心动图指标的相关性分析结果表明，血钾水平与NT-proBNP、右房室瓣反流峰值流速及PASP 呈正相关，进一步表明高钾水平加重患者的炎症反应，致使心肌损伤，右房室瓣反流速度加快，进而增加PASP，促进PH 的发展。

因血钾为连续性指标，进一步将血钾水平按＜3.5mmol/L、3.5～3.9 mmol/L、4.0～4.9 mmol/L、5.0～5.5 mmol/L、＞5.5 mmol/L 分为5 类，以深入研究血钾水平与患者住院时间的关系，以免忽略血钾水平对患者住院时间的影响。研究发现，对于大于平均住院水平的患者，不同血钾水平患者的累积住院率差异有统计学意义，血钾水平在＜5.5 mmol/L 的范围内，随着血钾水平的升高，累积出院率降低，且血钾水平在5.0～5.5 mmol/L 的患者住院时间最长，推测血钾水平在此范围内对心脏损伤明显；相反，血钾＞5.5 mmol/L 的PH 患者住院时间最短，出现这一现象的原因可能是高血钾症患者少且缺乏代表性、患者转院、提前出院、放弃治疗等，若排除以上原因，适度的高血钾可能有利于2 类PH 的治疗及患者的恢复。研究报道，适度的高血钾有利于心脏的舒张，减少心肌耗氧，那么血钾水平对心脏的损伤是否在一定范围内呈现“n”型趋势，临床治疗中是否可以利用这一特点来提高2 类PH 的治疗效果有待进一步研究。ROC 曲线结果表明，血钾与NT-proBNP 的预测价值相近，血钾诊断2 类非轻症PH 的特异度远大于NT-proBNP，可作为2 类PH 的预测指标，且血钾检测方便快捷，可广泛应用，具有较好的临床应用前景。

综上所述，血钾水平与2 类PH 的严重程度相关，可预测2 类PH 患者的严重程度及住院时间，干预血钾水平可能是防治PH 的新途径之一，赋予了血钾新的意义，提示常规指标亦不可轻易忽视，为临床诊断治疗提供了理论依据；目前住院时间是评估临床疗效最为直接的指标，血钾属于一般检测项目，研究血钾与住院时间的关系，对患者及临床医生均具有实际意义。本研究为回顾性单中心研究，存在一定的偏倚，还需进一步扩大研究及样本量，改进研究方法，确证血钾水平对PH 的影响作用。

作者贡献：郭耘廷、侯晓敏、秦小江负责研究设计；白剑英监督该项研究，并对稿件进行了修改；郭耘廷、赵旭、孙琳收录及核对数据；郭耘廷对数据进行统计分析并撰写论文；常铭洋、郑志发、施熠炜进行论文的修订。

本文无利益冲突。