血清CD38水平与心力衰竭患者生活质量评估的临床研究

端家豪 王茹婷 冯钦文 黄 凯 应杭峰 杨 春 朱 滨 杨 玲

心力衰竭是一种由于心脏结构或功能异常导致以体循环或肺循环淤血为主要表现的临床综合征[1]。作为各种病因所致心脏疾病的终末阶段,心力衰竭是全球慢性疾病防治的重点内容[2]。随着人口老龄化及心血管疾病危险因素的增多,我国心力衰竭发生率及住院患者病死率居高不下,心力衰竭现患病人数约为890万人[3]。由于感染是心力衰竭发作的首要原因,炎症在心力衰竭发生、发展中的作用被日益重视[4]。研究显示,循环炎性细胞因子C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)有用于预测慢性心力衰竭预后的价值[5,6]。白细胞分化抗原38(cluster of differentiation 38,CD38)最初被描述为T细胞中诱导细胞活化的一种表面蛋白,随后在多种免疫细胞及神经细胞、心肌细胞等非免疫细胞中也发现有相关表达[7,8]。CD38可通过维持NAD+稳态、降低NAD 依赖性脱乙酰酶(sirtuin 1,SIRT1)活性及产生第二信使调节细胞内钙水平等方式参与心血管疾病的发生、发展[9,10]。然而,有关CD38在心力衰竭患者中的表达及相关机制研究仍较为缺乏。

本研究采用酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定了心力衰竭患者血清CD38的表达水平,并结合心力衰竭患者的临床资料建立了一项用于预测心力衰竭患者活动耐量与生活质量的诊断模型,为心力衰竭患者的诊疗及预后管理提供参考依据。

材料与方法

1.研究对象及资料来源:选择2022年1～5月苏州大学附属第三医院心力衰竭确诊患者51例,诊断标准符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》的慢性心力衰竭患者,男女性别比例为35∶16,患者年龄46～89岁,平均年龄为68.2±10.5岁。正常对照组选取健康体检者8例,男女性别比例为5∶3,年龄42～79岁,平均年龄为61.1±14.1岁。本研究已通过苏州大学附属第三医院医学伦理学委员会的批准(伦理学审批号:2021科第139号)。

2 仪器与试剂:CD38间接ELISA法检测试剂盒(美国Proteintech公司,货号KE00253);SpectraMax iD3 多功能酶标仪(美国Molecular Devices公司);恒温混匀器(德国Eppendorf 公司)。氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)自动免疫分析仪(丹麦Radiometer 公司,型号AQT90 FLEX);血红蛋白、白蛋白、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、载脂蛋白A1、载脂蛋白B检测均使用全自动生物化学分析仪检测。超声心动图检查仪器(荷兰 Philips公司,型号EPIQ7C),左心室射血分数采用双平面Simpson法测量。

3．血清样本的制备:所有患者在入院第2天清晨空腹状态由专业护士收集其外周静脉血2ml,在4℃环境中3000r/min(离心半径为17.8cm)离心10min,分离获得上清,置于-80℃冰箱保存备用。

4.CD38的检测:使用人CD38双抗夹心ELISA检测试剂盒及酶标仪读取样本光密度(A值),使用四参数拟合法绘制标准曲线,推算各样本血清CD38浓度,实验步骤严格按照试剂盒说明书操作。

5.心力衰竭患者的活动耐量及生活质量评价:所有心力衰竭患者在入院48h内经心血管内科专业医生指导完成堪萨斯城心肌病调查问卷(Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire-12,KCCQ-12),并计算出总评分。根据心力衰竭患者KCCQ-12评分的中位数(32.16分)进一步将心力衰竭患者分为低KCCQ-12评分组及高KCCQ-12评分组。

结 果

1.心力衰竭组与正常对照组的临床特征比较:心力衰竭组与正常对照组的年龄、性别、血压、体重指数、吸烟史、酗酒史及血脂水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组比较,心力衰竭组患者可观察到血清CD38水平明显升高(0.09±0.08ng/ml vs 0.30±0.37ng/ml,P=0.025)。统计分析结果见表1。

表1 正常对照组与心力衰竭组的血清CD38水平及临床特征分析

2.血清CD38水平的相关性分析:心力衰竭组患者血清CD38水平与白细胞计数的相关性系数为0.253(P=0.073),与KCCQ-12评分的相关性系数为0.267(P=0.058)。

3.心力衰竭患者低KCCQ-12评分组与高KCCQ-12评分组的临床特征比较:两组患者年龄、心功能分级、NT-proBNP、白蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白、载脂蛋白A1、载脂蛋白B、肌酐水平及血清CD38水平比较,差异有统计学意义(P<0.05)。与低KCCQ-12评分组比较,高KCCQ-12评分组的血清CD38水平明显升高(表2)。

表2 心力衰竭患者低KCCQ-12评分组与高KCCQ-12评分组的血清CD38水平及临床特征分析

4.心力衰竭患者活动耐量与生活质量预测模型的建立:通过LASSO筛选预测变量(图1),最终纳入血清CD38水平、体重指数、NYHAⅣ级(美国纽约心脏病学会心功能分级Ⅳ级)、氨基末端脑钠肽前体的自然对数(lnNT-proBNP)、载脂蛋白A1、载脂蛋白B、肌酐及左心室射血分数为变量建立预测模型,用于预测心力衰竭患者的活动耐量与生活质量。根据预测模型参数绘制列线图,通过每项预测变量向上读取相应的分数,最后相加得到总分,并根据总分向下读取心力衰竭患者较高活动耐量及生活质量的预测概率(图2)。

图1 心力衰竭患者生活质量预测模型的建立

图2 心力衰竭患者生活质量预测模型的列线图

图3 心力衰竭患者生活质量预测模型的评价

5.心力衰竭患者活动耐量与生活质量预测模型的评价与验证:绘制的ROC曲线显示该预测模型的AUC为0.939(图3A),校准度检验显示绘制的校准曲线大致沿参考线分布(图3B),提示模型具有良好的区分度及校准度。该模型的区分度显著高于CD38、载脂蛋白A1等单个预测因素所构建的模型(表3)。决策曲线显示该模型用于预测心力衰竭患者活动耐量及生活质量的净收益在整个阈值范围内都超过参考模型(图3C)。对预测模型进行Bootstrap重复取样500次,得到一致性指数(C-index)为0.918,提示模型预测效能良好,具有可重复性。

表3 诊断模型与各检测指标ROC曲线对比

讨 论

近年来,生物学标志物因其可以揭示心力衰竭的病理生理特征,如心肌细胞损伤、炎症及神经激素失调等而受到广泛关注[11]。目前脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)与NT-proBNP已在心力衰竭的诊断、治疗及预后方面发挥重要作用[12]。本研究发现,心力衰竭患者的血清CD38水平显著高于健康受试者,其差异有统计学意义。研究表明,CD38基因敲除小鼠通过抗氧化应激通路保护小鼠心脏免受缺血再灌注损伤,并能缓解血管紧张素Ⅱ诱导的血管重塑及心肌肥厚[13～15]。据此笔者推测,CD38有望成为心力衰竭的新型生物学标志物及治疗靶点,但其参与心力衰竭的机制仍需进一步研究。

心力衰竭是一种以慢性低水平炎症为特征的疾病,炎症生物学标志物水平与心力衰竭患者的严重程度相关[11,16]。本研究结果显示,心力衰竭患者血清CD38水平与白细胞数量呈正相关,但差异无统计学意义,提示在心力衰竭患者中血清CD38水平与炎性反应相关。此外,心力衰竭患者的血清CD38水平与KCCQ-12评分存在正相关的趋势。KCCQ-12评分是目前公认的用于心力衰竭患者活动耐量及生活质量评价的工具[17]。在心力衰竭患者的健康评估试验中,KCCQ-12评分与心力衰竭患者的临床结局及预后密切相关[18,19]。动物实验表明,补充CD38抑制剂可延长小鼠寿命及增强运动耐力[20,21]。因此,血清CD38水平有望成为心力衰竭患者预后评价的客观工具之一,后续需进行大样本多中心的随访研究探讨血清CD38水平与心力衰竭预后的相关性。

本研究通过LASSO筛选预测变量用以构建心力衰竭患者生活质量的预测模型,并进行Bootstrap内部验证。从众多临床指标中筛选出的8个预测变量包括血清CD38水平、体重指数、NYHAⅣ级、lnNT-proBNP、载脂蛋白A1、载脂蛋白B、肌酐及左心室射血分数。除血清CD38水平以外,其余指标均可从心力衰竭住院患者的临床资料中获取,具有一定科学性及客观性。对预测模型的原始数据绘制ROC曲线,其AUC为0.939,提示模型具有较高的准确性,并且该模型用于预测心力衰竭患者生活质量的准确性高于任何单一预测变量。校准曲线显示预测发生率与实际发生率基本相符,提示该模型预测能力良好。决策曲线提示该模型具有一定的诊断价值及良好的临床效用。通过Bootstrap重复取样500次后,模型依旧具有较高的准确性。该预测模型可作为心力衰竭患者生活质量的辅助评价工具之一,其目的旨在帮助临床医生对心力衰竭患者的全身情况进行综合评估,以便尽早干预,改善患者预后。

综上所述,心力衰竭患者的血清CD38水平显著升高,基于血清CD38水平的预测模型具有较好的区分度及校准度。该研究结果为临床通过检测CD38表达评估心力衰竭患者生活质量提供重要工具,并为靶向CD38开发心力衰竭治疗药物提供重要参考价值。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。