血清铁联合同型半胱氨酸对原发性扩张型心肌病患者心力衰竭的预测价值研究

吴漪皓 陈哲

1浙江省杭州市第一人民医院心血管内科,杭州 310058; 2浙江省温岭市第一人民医院心血管内科,温岭 317500

扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)主要表现为心室扩大和心肌收缩功能下降,排除高血压、冠心病、心脏瓣膜病、先天性心脏病和全身系统性疾病累及心肌细胞的心肌病等原因后的DCM即为原发性DCM。由于基因检测技术尚未普遍开展,原发性DCM的诊断多依赖于临床经验,尽早的发现与治疗就显得尤为迫切。临床对于心功能的实验室与影像学评估多依赖于脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)和超声心动图,而这2个指标受到许多因素的影响。BNP的波动受药物的影响比较大,此时,需要结合更多指标来预测心力衰竭。近年来,铁缺乏被认为与心力衰竭相关,国内外心力衰竭指南均提出铁缺乏可能是心力衰竭预后的独立危险因素,并建议慢性心力衰竭的患者进行血清铁(Fe)、铁蛋白、总铁结合力等检测[1]。

血清铁是细胞能量和代谢的重要组成部分,是线粒体传递链中的重要组成部分,在氧化应激、氧化磷酸化和炎症反应中具有重要作用[2]。2012年,Dixon团队提出铁死亡参与程序性细胞死亡的概念[3],关于铁代谢异常与心力衰竭关系的研究陆续被报道[4-5]。除了观察性研究之外,孟德尔随机化研究也证实了血清铁是心力衰竭发病的独立保护因素[6]。同时,同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)的升高对于心力衰竭的预测也有一定的作用,并与心力衰竭的严重程度呈正比[7]。

本研究选取60周岁以下的原发性DCM患者,探讨血清铁与Hcy联合检测在心力衰竭中的预测价值,以期为原发性DCM患者心力衰竭的早期诊断和治疗提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2018年1月至2023年3月在浙江省杭州市第一人民医院诊治的66例原发性DCM患者作为研究对象。纳入标准:①年龄≤60周岁;②因为心力衰竭的症状就诊;③符合中华医学会心血管病分会制定的中国扩张型心肌病诊断和治疗指南[8]中的DCM通用定义:左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)<45%和左室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)>5.5 cm(男性)或>5.0 cm(女性),伴有或不伴有BNP升高。排除标准:①合并1支或1支以上冠状动脉狭窄≥50%,以及其他可能引起心脏扩大和心脏收缩功能下降的疾病;②合并先天性心脏病、心脏瓣膜病、病毒性心肌炎的患者,合并甲状腺功能亢进、自身免疫性疾病、恶性肿瘤和使用免疫抑制剂的患者;③反复输血合并贫血、遗传性血色病、严重感染或近期接受铁剂治疗等影响铁代谢指标的患者;④处于妊娠期和哺乳期的患者。本研究已经获得医院道德与伦理委员会的批准(2020-355)并豁免知情同意。

1.2 研究方法

本研究采用试验对照方法。根据纽约心脏病学会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级标准,将66例原发性DCM患者按照其心功能分级标准分为NYHA Ⅱ级组(n=30)、NYHA Ⅲ级组(n=23)和NYHA Ⅳ级组(n=13)。随机将同时期住院的非DCM、非心力衰竭的29例心内科患者设为对照组。入组患者年龄范围16～60岁,年龄(48.05±11.05)岁,各组患者基线资料差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.3 检测内容

1.3.1 血清铁、Hcy检测 空腹采集患者肘静脉血3 mL,放入有乙二胺四乙酸二钠抗凝的试管中,抽血后1小时内以2 000转/分的速度离心15分钟,然后取上层血清进行检测。采用美国贝克曼库尔特自动生化分析仪,通过酶循环法检测血清Hcy,红菲绕啉直接法检测血清铁水平。使用Hcy检测试剂盒(宁波瑞源生物科技有限公司)和铁测定试剂盒(宁波瑞源生物科技有限公司)进行检测。

1.3.2 超声心动图检测 所有患者均由浙江省杭州市第一人民医院超声科专业人员使用Philips IE33彩色多普勒超声仪进行超声心动图检测,探头3.5 MHz。患者平静状态下取左侧卧位和仰卧位,平稳呼吸,并选择标准的胸骨旁左室长轴切面,大动脉短轴切面,经二尖瓣、乳头肌、心尖水平短轴切面和心尖四腔、五腔、二腔、三腔切面进行测量,获得LVEDD、左室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV)、左室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume,LVESV),通过双平面Simpson法测得LVEF。所有参数均取3个心动周期的平均值。

1.4 统计学处理

采用SPSS 26.0软件对相关数据进行统计学处理。不符合正态分布和方差齐性的计量资料以中位数(四分位数)[Md(P25,P75)]表示,两组间比较采用秩和检验,多组间比较采用Kruskal-WallisH检验。血清铁和Hcy水平与NYHA心功能分级的相关性采用Spearman秩相关分析。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,预测血清铁联合Hcy对原发性DCM心力衰竭的诊断价值。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 四组患者超声心动图指标和血清铁、Hcy比较

NYHA Ⅲ级组患者血清铁指标低于NYHA Ⅱ级组患者,其差异具有统计学意义(P<0.05);NYHA Ⅳ级组患者的血清铁指标最低,与NYHA Ⅱ级组和NYHA Ⅲ级组患者相比,其差异均具有统计学意义(均P<0.05)。NYHA Ⅲ级组患者血清Hcy指标高于对照组患者,其差异具有统计学意义(P<0.05)。NYHA Ⅳ级组、NYHA Ⅲ级组、NYHA Ⅱ级组患者的LVEDV、LVESV、LVEDD指标均高于对照组患者,NYHA Ⅳ级组、NYHA Ⅲ级组、NYHA Ⅱ级组患者的LVEF指标均低于对照组患者,其差异均具有统计学意义(均P<0.05)。具体结果详见表1。

表1 浙江省杭州市第一人民医院四组患者血清Fe、Hcy和超声心动图指标比较[Md(P25,P75)]

四组患者的超声心动图像中,A、C、E、G为胸骨左缘长轴切面,C、E、G可见不同程度的室壁变薄、左室扩大;B、D、F、H为心尖四腔心切面,D、F、H显示不同程度的左室扩大,H左室呈球形改变。A和B:对照组患者,LVEDV为66 mL,LVESV为17 mL,LVEDD为3.9 cm,LVEF为74%;C和D:NYHA Ⅱ级组患者,LVEDV为221 mL,LVESV为109 mL,LVEDD为6.6 cm,LVEF为43%;E和F:NYHA Ⅲ级组患者,LVEDV为214 mL,LVESV为119 mL,LVEDD为6.5 cm,LVEF为44%;G和H:NYHA Ⅳ级组患者,LVEDV为296 mL,LVESV为238 mL,LVEDD为8.4 cm,LVEF为19.6%。具体结果详见图1。

图1 浙江省杭州市第一人民医院四组患者的超声心动图像

2.2 四组患者血清铁、Hcy与心功能分级的相关性分析

Spearman秩相关分析表明,患者血清铁与超声心动图指标LVEF呈正相关,与LVEDV、LVESV、LVEDD均呈负相关,其差异均具有统计学意义(均P<0.05);而Hcy与LVEF呈负相关,与LVEDV、LVESV、LVEDD均呈正相关,其差异均具有统计学意义(均P<0.05)。此结果与NYHA分级一致。具体结果详见表2。LVEDV、LVESV、LVEDD与NYHA分级呈正相关(r=0.685、0.719、0.686,均P<0.001),LVEF与NYHA分级呈负相关(r=0.734,P<0.001)。血清铁与NYHA分级呈负相关(r=0.536,P<0.001),血清Hcy水平与NYHA分级呈正相关(r=0.326,P<0.001)。

表2 浙江省杭州市第一人民医院四组患者血清铁、Hcy与超声心动图指标的关系

2.3 血清铁、Hcy单项或联合对原发性DCM患者心力衰竭的预测效果

通过Logistic回归模型分析发现,血清铁联合Hcy水平评估原发性DCM患者心力衰竭的曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.735,敏感度为82.8%,特异度为60.6%,优于Hcy或血清铁单个指标对原发性DCM心力衰竭的预测价值,其差异具有统计学意义(P<0.05)。具体结果详见表3和图2。

图2 浙江省杭州市第一人民医院四组患者血清铁、Hcy单独或联合预测原发性DCM心力衰竭的ROC图

表3 浙江省杭州市第一人民医院四组患者血清铁、Hcy对原发性DCM心力衰竭的预测效果

3 讨论

心力衰竭的早期诊断和治疗是原发性DCM患者的一个难点。由于发病人群年龄小、无明显基础疾病(如高血压、冠心病、肾病等)、与遗传相关等特点,患者往往容易忽略,常常在出现明显症状后才去就诊。原发性DCM诊断高度依赖于超声心动图,超声心动图虽然无创、经济、应用广泛,但较大程度上依赖于超声医师的经验,存在一定的主观性。若能够根据超声心动图和血清标志物早期预测原发性DCM的心力衰竭风险,进行危险分层,早期开展规范化的治疗,就可以延缓病程的进展,改善患者的预后。本研究发现,LVEDV、LVESV、LVEDD与NYHA分级呈正相关,LVEF与NYHA分级呈负相关,该结果与既往的观点基本一致[9],这表示上述指标可以用于评估心脏收缩功能和心室重构的情况,所以本研究将超声心动图指标作为标准,旨在找到合适的血清学指标。

3.1 血清铁可以作为原发性DCM心力衰竭发病率的独立保护因素

在过去的几十年中,发现了多种反映心力衰竭的生物标志物,包括反映心肌损伤、室壁张力、氧化应激、炎症、神经内分泌系统的指标,其中,利钠肽、肌钙蛋白、C反应蛋白等是常见的临床指标[10]。在这些指标中,BNP和N末端B型利钠肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)是推荐类别最高的生物标志物[11]。BNP是由心脏容量或压力负荷增加后刺激心室分泌而来,任何影响室壁张力的因素都会影响BNP的分泌。治疗心力衰竭的药物,如人重组利钠肽和脑啡肽酶抑制剂都会影响BNP的水平。此外,由于主要通过肾脏清除,NT-proBNP受肾功能的影响较大。血清铁作为心力衰竭严重程度的预测指标的研究较少,两样本随机化孟德尔研究认为,血清铁可以作为心力衰竭的独立保护因素[6]。铁代谢的调节涉及铁的吸收、循环、储存和丢失,血清铁受到单一因素的影响相对较小。2018年的一项病例研究纳入了42例平均左室射血分数38%的心力衰竭患者,其中40%出现骨髓铁缺乏,进一步阐明了心力衰竭与铁缺乏的相关性[12]。欧洲心脏病协会的急慢性心力衰竭诊断和治疗指南建议,在伴有铁缺乏的射血分数减少的心力衰竭患者中,补铁治疗能够提高患者的运动耐量和心功能分级,降低心力衰竭的再住院率[13]。本研究结果显示,随着心力衰竭程度的加重,血清铁水平将会降低,这提示血清铁参与了原发性DCM伴心力衰竭患者心脏重构的过程。

3.2 铁与原发性DCM的心功能分级呈负相关

本研究发现,血清铁与心功能分级呈负相关,这提示其对心功能具有一定的保护价值。贫血不一定是严重心力衰竭的结果,而有可能是心衰严重的标志[14]。血清铁对心功能的保护作用机制可能有以下几点考量:①缺铁导致能量代谢障碍和氧化应激加剧。Fuyu Y[15]的研究发现,在心衰患者和正常对照组患者中的心肌活检中,心衰患者的心肌内铁含量更低,线粒体耗氧量减少和氧化应激相关的保护酶也减少。②炎症反应的失衡。铁调素通过减少巨噬细胞、肝细胞中游离铁的释放来维持铁平衡,与铁储备相关。铁缺乏的患者中,炎症介质如白细胞介素-6、肿瘤坏死因子和中性粒细胞数明显增加[16]。③缺铁导致的贫血,可以引起肾功能不全,进而加剧了心室重构、后负荷增加。这些情况加快了心力衰竭的进程[17]。对于心力衰竭患者,补充铁剂首选静脉注射羧麦芽糖铁。有关研究认为,通过静脉补铁纠正铁缺乏可以改善慢性心功能不全[12]。

3.3 血清铁与Hcy联合评估对原发性DCM心力衰竭的预测有更高的价值

Hcy可以介导细胞外基质重塑、氧化应激、心肌细胞凋亡以及自噬通路,从而影响左室重构[18]。高Hcy血症被认为与心血管疾病、脑卒中、心力衰竭有较大关联[19]。心力衰竭患者的血清Hcy水平升高与疾病的发生呈正相关具有一定的研究支持,是心力衰竭发生的独立危险因素[20]。本研究结果显示,Hcy与NYHA心功能分级呈正相关,与LVEF、LVEDD、LVEDV、LVESV的变化趋势一致并具有良好的相关性,这提示Hcy可能与原发性DCM心力衰竭患者心脏的结构和功能改变相关。本研究的ROC曲线分析显示,血清铁联合Hcy对于心力衰竭的预测比单一指标准确,这提示血清铁联合Hcy能够为原发性DCM患者心力衰竭的诊断与早期规范化治疗提供参考。综上所述,血清铁和Hcy水平与原发性DCM心力衰竭的严重程度密切相关,对心力衰竭有一定的诊断价值。

4 结语

血清铁与Hcy联合检测可以提高临床诊断原发性DCM心力衰竭的准确性,可以将其作为诊断的重要辅助方法。本研究的局限性在于:①各组患者之间的样本量差异较大,这可能与患者就诊时机的选择相关。同一时间段内,有一定心力衰竭症状的患者就诊量较大,而症状不明显或非常严重的患者相对较少。本研究结果与患者就诊的时间有关,其可能存在一定的偏倚。②对原发性DCM的遗传学指标获取不足,不能完全排除基因是否与血清学指标之间有交互作用。后续将扩大样本量,并就遗传学指标开展进一步的研究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明吴漪皓:资料收集、查阅文献、撰写论文;陈哲:数据统计