劉宏斌

既往對心力衰竭的研究將左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）在45% ～50%之間的心力衰竭描述為舒張性心力衰竭。 隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)， 不僅有些心力衰竭患者沒有LVEF 明顯下降的表現(xiàn)， 而且在一些LVEF ＜35%的收縮性心力衰竭患者中也同樣存在心臟舒張功能的損傷?！笆鎻埿浴币辉~已然不適用于描述心力衰竭的分類，“2016 歐洲心臟病學(xué)會 （ESC） 心力衰竭指南”將LVEF ≥50%的心力衰竭描述為射血分數(shù)保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）［1］。 HFpEF 在心力衰竭總數(shù)中約占50%，其預(yù)后并不比射血分數(shù)下降的心力衰竭 （heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）更好。 隨著社會老齡化的加劇，HFpEF 將對公共衛(wèi)生健康造成嚴重影響，因此對HFpEF 的早期診斷和及時評估其預(yù)后顯得尤為重要。 最新的“2019 歐洲心臟病學(xué)會心力衰竭協(xié)會（ESC-HFA）共識”推薦將HFA-PEFF 診斷評分用于HFpEF 的診斷中，但現(xiàn)有的診斷標準和檢查手段仍不能便捷的對HFpEF 做出快速準確的判斷，有時仍需進行有創(chuàng)的血流動力學(xué)檢查和/或有創(chuàng)/無創(chuàng)的運動負荷試驗以明確診斷［2］。 越來越多的研究發(fā)現(xiàn)一些生物標志物在HFpEF 中有著不同于其他類型心力衰竭的表達差異，對HFpEF 有重要的診斷和預(yù)后價值。 近年來，一系列新型生物標志物為臨床醫(yī)生在HFpEF 的病理生理機制、診斷、預(yù)后等方面提供了重要信息，本文將對HFpEF 相關(guān)生物標志物進行綜述。

1 HFpEF 的病理生理機制

HFpEF 是一種與年齡和心外合并癥（包括高血壓、肥胖癥、糖尿病、慢性腎病、貧血、睡眠呼吸暫停和心房顫動）相關(guān)的具有高度異質(zhì)性的臨床綜合征［3］。這些共病會導(dǎo)致全身性促炎狀態(tài)，使微血管內(nèi)皮功能受損。 氧化應(yīng)激、微血管數(shù)量減少和膠原過度沉積可導(dǎo)致心肌細胞肥大和心臟間質(zhì)纖維化。 上述HFpEF 時潛在的機制最終引起左室舒張末期壓力升高、左房高壓；肺血管病變、右心室功能障礙和容量負荷增加等血流動力學(xué)的異常進而出現(xiàn)呼吸困難和運動耐力下降等臨床表現(xiàn)［4］。

基于HFpEF 患者臨床特征的聚類分析結(jié)果提示：HFpEF 的高度異質(zhì)性可能代表了多組不同的病理生理過程［5］。 換言之，不同病因?qū)е碌腍FpEF 表現(xiàn)出了不同的臨床特征以及高度可變的潛在心臟結(jié)構(gòu)和功能的異常。

循環(huán)中一些生物標志物水平的高低在HFpEF病理生理機制中有著重要意義，臨床上或可通過對這些生物標志物進行檢測以幫助對HFpEF 進行早期診斷和預(yù)后評估。

2 HFpEF 相關(guān)生物標志物

HFpEF 癥狀的非特異性使其難以被及時、準確的識別，進而導(dǎo)致患者預(yù)后的降低和醫(yī)療成本的增加。 生物標志物檢測以其低成本、低風(fēng)險和快速周轉(zhuǎn)的特點，為及時確定或排除HFpEF 診斷、判斷預(yù)后和患者管理提供了一種新的思路。

2.1 心肌牽張標志物 利鈉肽（Natriuretic peptides，NPs） 是受心肌牽張影響而分泌的激素，有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，通過增加環(huán)鳥苷單磷酸以對抗心肌纖維化和肥厚，促進利尿和利鈉、擴張血管、抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)。

2.1.1 腦鈉肽（Brain natriuretic peptide，BNP）和N-末端腦鈉肽前體 （N-terminal proBNP，NT-proBNP）左室舒張末期壓力和室壁壓力增加是影響B(tài)NP/NT-proBNP 生成的重要誘因，儲存在心房肌細胞分泌顆粒中的proBNP 釋放后以1∶1 的比例分解為有生物活性的C 末端片段BNP（含32 個氨基酸）和無活性的N 末端片段NT-proBNP （含76 個氨基酸），血液中NT-proBNP 的半衰期比BNP 長， 室溫條件下在血漿和血清中都能穩(wěn)定檢測。 2007 年，美國臨床化學(xué)協(xié)會提倡將其作為評價心力衰竭的生物標志物。

BNP/NT-proBNP 在心力衰竭診斷中的價值已經(jīng)得到公認。 “2019ESC-HFA 共識”中推薦的HFAPEFF 診斷評分將NT-proBNP ＞220pg/ml 或BNP ＞80pg/ml 作為非房顫時診斷HFpEF 的主要生物標志物標準［2］。 由于NT-proBNP 水平升高并不是心力衰竭的特異性表現(xiàn)，肥胖、慢性腎臟疾病、心房顫動和肺動脈高壓等HFpEF 常見共患病也會導(dǎo)致NPs 水平的改變從而限制其診斷敏感性。 另一方面，無論是否處于心力衰竭的急性期，NPs 均有較高的陰性預(yù)測值［1］。 因此，指南中推薦使用NT-proBNP 來排除心力衰竭，而不單獨用來進行確診，并且在合并房顫時推薦采用不同的閾值。

在預(yù)測HFpEF 患者預(yù)后方面， 雖然HFpEF 患者NT-proBNP 水平較HFrEF 低， 但其對兩組患者死亡風(fēng)險的預(yù)測價值近似［6］。 不僅是NT-proBNP 水平的絕對值， 住院HFpEF 患者出院時NT-proBNP的下降比例也可作為出院后死亡率的獨立預(yù)測指標，6 個月全因死亡率與出院時NT-proBNP 降低百分比呈負相關(guān)。 HFpEF 的NT-proBNP 低，但預(yù)后與HFrEF 近似， 該現(xiàn)象或與HFpEF 共病負擔更多有關(guān)，使得臨床醫(yī)生也須注意處理非心血管疾病以改善HFpEF 預(yù)后， 且不建議將NPs 水平視為預(yù)后的替代指標［6］。

2.1.2 中區(qū)心房鈉尿肽前體 （Mid-regional proatrial natriuretic peptide，MR-proANP） 較之BNP/NT-proBNP，心房鈉尿肽（ANP）測定的可重復(fù)性較差，并不是心力衰竭標志物的更優(yōu)選擇，檢測技術(shù)的進步使得血液中MR-proANP 濃度可以被測定。MR-proANP 缺乏受體結(jié)合和蛋白質(zhì)相互作用，具備更強的穩(wěn)定性和更長的半衰期，在臨床實踐中可能比ANP 及其前體或其他片段更具價值。指南中推薦使用MR-proANP ＜120 pmol/L 作為排除心力衰竭的閾值［1］。

Cui 等［7］研 究 發(fā) 現(xiàn)HFpEF 和HFrEF 兩 組 的 血漿MR-proANP 水平均高于非心力衰竭組，但兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。 使用MR-proANP診斷HFpEF 的曲線下面積明顯大于NT-proBNP（0.844vs.0.518，P＜0.001），因此，MR-proANP作為HFpEF 的診斷指標可能優(yōu)于NT-proBNP。HFpEF 與左室主動舒張功能異常和左室壁僵硬增加有關(guān)，調(diào)節(jié)ANP 分泌的左房容積和左房壓力是左室舒張功能障礙的直接指標，心房結(jié)構(gòu)和功能的改變也可能在HFpEF 的發(fā)病機制中起主要作用，以上可能是使得MR-proANP 對HFpEF 更靈敏的原因［4］。 此外，HFpEF 患者之間MR-proANP 水平與NYHA 分級呈正相關(guān)，NT-proBNP 則不存在這種現(xiàn)象，提示MR-proANP 可能成為評估HFpEF 嚴重程度的指標［7］。

雖然MR-proANP 水平在HFpEF 和HFrEF 間并無統(tǒng)計學(xué)差異， 但僅在HFpEF 組中MR-proANP與心力衰竭住院或死亡的復(fù)合終點獨立相關(guān)［8］。

2.2 心肌損傷標志物 肌鈣蛋白（Troponins，Tn）是反應(yīng)心肌損傷的生物標志物，“2017 年ACCF/AHA心力衰竭管理指南”將其作為評估急性失代償心力衰竭預(yù)后的I 類推薦。研究表明HFpEF 患者高敏肌鈣蛋白T（TnT）水平明顯高于對照組，但與HFrEF無顯著差異。 基線時高敏肌鈣蛋白I（TnI）的水平可以預(yù)測高危高血壓患者的新發(fā)心力衰竭， 與NTproBNP 聯(lián)合可提高預(yù)測能力，但均無法區(qū)分新發(fā)心力衰竭是否為HFpEF［9］。 急性失代償HFpEF 患者Tn 升高與住院死亡率高、住院時間長、出院率低相關(guān)， 入院時TnI 升高可獨立預(yù)測30 d 死亡率、30 d再入院率和1 年死亡率升高。在慢性HFpEF 患者的前瞻性隊列研究中，基線時TnI、TnT 升高與1 年全因死亡率和新發(fā)心力衰竭住院增加的復(fù)合終點獨立相關(guān)，且相關(guān)性強于HFrEF［10］。

2.3 心肌纖維化和基質(zhì)重構(gòu)標志物

2.3.1 可溶性生長刺激表達基因2 蛋白（soluble growth stimulation expressed gene 2，sST-2） 和半乳糖凝集素-3（Galectin-3，Gal-3） HFpEF 患者心內(nèi)膜活檢結(jié)果提示其心肌纖維化程度增加。 sST-2 和Gal-3 可反映心肌纖維化，“2017 年ACCF/AHA 心力衰竭管理指南” 將sST-2 和Gal-3 列為評價慢性心力衰竭預(yù)后的IIb 類推薦。

ST-2 存在跨模型和可溶性循環(huán)型（sST-2）兩種異構(gòu)體，前者與IL-33 結(jié)合抑制T 細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，抑制心肌細胞肥厚和纖維化。sST-2 競爭抑制了跨模型ST-2，加速心臟重構(gòu)。

PARAMOUNT 研究發(fā)現(xiàn)sST-2 水平與反映HFpEF 患者左室舒張功能障礙的超聲指標相關(guān)［11］。sST-2 與超聲心動圖二尖瓣脈沖多普勒血流與二尖瓣組織多普勒成像衍生指標 （E/E'）（R= 0.11，P=0.09）和左房容積（LAV）（R=0.25，P＜0.001）呈正相關(guān)， 但目前仍缺乏更多的臨床證據(jù)來佐證sST-2是反映舒張功能障礙的可靠指標。 此外，基線時升高的sST2 與1 ～1.5 年的死亡率和1.5 年的復(fù)發(fā)心力衰竭住院率的增加顯著相關(guān)， 但急性失代償HFpEF 患者出院時sST-2 水平與6 個月全因死亡或復(fù)發(fā)心力衰竭再入院的復(fù)合終點無相關(guān)性，基線時sST2 水平與HFpEF 患者的5 年遠期預(yù)后也無顯著相關(guān)［12］。

Gal-3 是巨噬細胞分泌的β-半乳糖苷酶結(jié)合蛋白家族的成員，參與細胞的粘附、激活、趨化和凋亡。Gal-3 結(jié)合并激活成纖維細胞，使膠原纖維在細胞外基質(zhì)中沉積，導(dǎo)致進行性的心臟纖維化。

Rabkin 等［13］Meta 分析的結(jié)果提示HFpEF 患者Gal-3 水平較對照組顯著升高，但HFpEF 和HFrEF組間并無差異，且升高的程度與更嚴重的舒張功能障礙相關(guān)。慢性HFpEF 患者Gal-3 水平的升高還與運動功能和生活質(zhì)量的下降有關(guān)。 研究證實Gal-3可以獨立預(yù)測HFpEF 患者的預(yù)后，Gal-3 的加入不僅可以提高NT-proBNP 的預(yù)測能力，還能提升原有風(fēng)險分層模型的效能［14］。

2.3.2 基質(zhì)金屬蛋白酶 （Matrix metalloproteinases，MMPs）和組織金屬蛋白酶抑制劑（Tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs）、 Ⅲ型前膠原氨基末端前肽（Procollagen type Ⅲamino-terminal propeptide，PⅢNP） MMPs 和TIMPs 在膠原合成過程中相互作用，共同參與維持細胞外基質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，二者數(shù)量和比例的改變以及膠原合成中間產(chǎn)物PⅢNP 的變化都可反映HFpEF 患者纖維化的程度。Zile 等［15］研究發(fā)現(xiàn)HFpEF 患者與對照組的血清MMPs（MMP-2、-7、-9）、TIMPs （TIMP-1、-2、-4）、PⅢNP 和CITP 水平有顯著差異， 由升高的MMP-2、TIMP-4、PⅢNP和降低的MMP-8 組成的多生物標志物聯(lián)合模型預(yù)測HFpEF 的效能優(yōu)于包括NT-proBNP 在內(nèi)的任何單一標志物模型。

2.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)生物標志物 病理狀態(tài)時基因表達譜及其調(diào)控因子發(fā)生改變，為探究疾病發(fā)生發(fā)展的機制提供了新的思路。 近年來，針對HFpEF 轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究日益受到重視。幾項研究揭示了HFpEF 患者基因表達譜的變化。

Das等［16］首 次 對HFpEF患者進行轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)在射血分數(shù)保留的前臨床心力衰竭患者組和非心力衰竭對照組之間冠狀動脈搭橋手術(shù)圍術(shù)期心肌組織中與心肌收縮、氧化磷酸化、細胞重構(gòu)、基質(zhì)纖維化相關(guān)的基因下調(diào)。 Hahn 等［17］近期用更多樣本量證實了HFpEF、HFrEF 和健康對照組右心室間隔處心肌組織之間存在基因表達的顯著差異，并根據(jù)差異表達的基因?qū)FpEF 患者進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)了3 個在基因表達和臨床特征上存在一定異質(zhì)性的亞組，從基因表達的角度解釋了HFpEF患者間的異質(zhì)性。

受制于心肌組織難以取材以及外周血細胞的轉(zhuǎn)錄組測序缺乏組織表達的特異性，目前對于轉(zhuǎn)錄組學(xué)生物標志物的研究更多的聚焦在易于取材和檢測的循環(huán)miRNA 上。研究證實了microRNA 區(qū)分心力衰竭和非心力衰竭以及區(qū)分HFrEF 和HFpEF亞組的能力， 無論是多microRNA 模型或是將microRNA 模型與NT-proBNP 聯(lián)合， 均可提高單一microRNA 的診斷效能［18-19］。 但僅有極少數(shù)microRNA 在不同實驗中重復(fù)得到證實，每個microRNA 具體在HFpEF 時參與調(diào)控的通路仍需更多的研究加以證實。

近年來， 外泌體microRNA 失調(diào)被證實在心力衰竭的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。 外泌體microRNA 有較高的穩(wěn)定性和組織來源特異性，因此外泌體microRNA 的改變能更好的反應(yīng)疾病的病理生理過程， 加之其便于取材和測量，有望成為HFpEF 新的生物標志物［20］。

3 總結(jié)與展望

HFpEF 作為一種具有高度異質(zhì)性的臨床綜合征，目前仍無被廣泛認可的特異性生物標志物。 雖然多種能夠反映HFpEF 病理生理過程的外周血成分被認為具有成為生物標志物的潛力，卻只有少數(shù)被用于臨床實踐且仍無法取代傳統(tǒng)的利鈉肽類標志物。 新型生物標志物要想從基礎(chǔ)研究過渡到臨床應(yīng)用，仍需更多高質(zhì)量的臨床研究以揭示其最大的臨床價值，進而為臨床醫(yī)生在HFpEF 的預(yù)測、診斷、預(yù)后評估和患者管理等方面提供更多可靠信息。