生物标志物可反映心力衰竭(简称“心衰”)病理生理进程的不同方面,有助于心衰的诊断、治疗以及预后。近年来,有助于诊断和治疗心衰的潜在生物标志物数量几乎呈指数生长。目前,这些生物标志物可或多或少地应用于日常临床实践。近日,在第31届长城心脏病学会议(GW-ICC)虚拟会议上,医院的佟倩教授对生物标志物在心衰预防、评估和管理中的作用进行了汇总。
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生物标志物的作用
1.在心脏疾病中检测生物标志物的目的
诊断:证实或排除诊断,了解潜在病理生理过程;
危险分层/筛查:确定疾病存在或严重程度,发现不良预后;
指导管理/治疗:指导选择恰当的干预措施,指导或监测对治疗的反应。
2.生物标志物在心衰不同阶段的作用
无论是在心功能障碍阶段,还是严重心衰阶段,生物标志物在心衰中都有重要作用。
生物标志物有助于心衰患者的分层,在预防阶段可用于早期诊断、早期治疗;在治疗阶段,可用于修正诊断和治疗。在某些遗传疾病中,生物标志物或因心衰的代偿机制而产生,同样有助于早期诊断和治疗。此外,生物标志物还可用于心衰患者的连续评估,指导治疗,有助于二级预防和治疗。
总体而言,在疾病的诊疗过程中,生物标志物有两种作用:①在某种条件下,通过生物标志物水平来诊断某种疾病;②通过生物标志物的升高或降低来判断或监测治疗反应。
3.理想的生物标志物
《AHA生物标志物在心衰预防、评估及管理中作用的专家共识》对理想生物标志物的特点给出了推荐:
可以作为诊断工具识别患者的异常状况,或作为疾病分期的工具,或作为疾病预后的指标,或者用于对干预措施的预测和监控;
允许重复和准确的测量;
具有快速的周转时间和合理的成本;
应该提供从仔细的临床评估中无法获得的信息;
其性能应优于其他可用检测,有助于制定决策和加强临床护理;
生物标志物不需要既敏感又特异,应该具有潜在的病理生理相关性,如果具有预后价值,则应该用于开始某种治疗或在治疗期间进行监测。
生物标志物的分类
根据心衰的病理生理机制,生物标志物主要分为以下几种类型,如下表。
1.反应心肌应力、容量过载、室壁张力的标志物
根据《ACC/AHA/HFSA心衰管理指南》,因气短怀疑有急性心衰的患者,可测定BNP、NT-proBNP或A型利钠肽原的中间部分(MR-proANP),以便与非心源性呼吸困难作鉴别。
BNP/NT-proBNP应用于排除和诊断急性心衰时的推荐值
影响利钠肽水平的混杂因素
2.反应心肌损伤的标志物
TnI或TnT是反应心肌损伤的标志物,尽管心肌缺血和急性冠脉事件的体征缺如,但肌钙蛋白的升高仍然提示正在发生的心肌损伤和坏死。
Hs-cTn是心肌细胞损伤的定量标志
3.反应神经激素激活的标志物
中区肾上腺髓质素(MR-proADM)反应了心衰病理生理过程中交感神经早期被激活,MR-proADM有血管扩张和正性肌力作用,而肾上腺髓质本身则具有容量调节和电解质平衡的作用。因此,MR-proADM是急性心衰短期和长期死亡率的独立预测因子。
肽素(Copeptin)是血管加压素C末端前体,在调解水钠平衡以及血管方面有重要作用。
目前,在临床上不常应用反应神经激素激活的生物标志物。
4.反应心肌重塑的标志物
(1)半乳糖凝集素-3(Gal-3)
Gal-3属于β半乳糖苷结合蛋白家族系列,参与调解细胞和基质的黏附、巨噬细胞的活化、血管生成,新陈代谢及凋亡。Gal-3的上调与解剖重构,成纤维细胞增生密切相关。
(2)Gremlin-1
Gremlin-1则是TGFβ信号转导通路的抑制蛋白,并且能上调纤维组织母细胞生长因子(fibroblastgrowthfactors,FGFs)。
(3)骨桥蛋白
骨桥蛋白(osteopontin)是一种细胞外的结构蛋白,在生物矿化,免疫功能等诸多方面起着重要作用。同时与增加心肌细胞凋亡和心功能不全相关。
(4)ST2
ST2是生长刺激表达基因2蛋白,是白介素1受体家族的成员。IL-33是其特异性功能配体,主要以跨膜形式的ST2(ST2L)和可溶性ST2(sST2)2种亚型存在。sST2可作为诱饵受体与ST2L竞争,与IL-33结合而削弱ST2L的作用。因此,ST2水平升高会加快疾病的进展,并且与利钠肽等生物标志物相比,ST2不受年龄、性别、BMI、房颤、贫血等外在因素的影响。因此,ST2是目前临床上的热点。
ST2参考值
无论是急性失代偿性心衰还是慢性心衰,35ng/ml均能清楚的描述患者的风险(低风险和高风险)。
ST2对心衰的预测价值
基线ST2水平是临床结局的独立预测因子,在沙库巴曲/缬沙坦治疗中基线ST2和不良结局(主要结局、心衰入院率、心血管死亡)的发生率呈线性相关。
TRIUMPH研究清楚地表明,重复测量ST2是急性心衰入院后患者不良结局强有力的独立预测因子。重复检测ST2发现患者的不良事件风险显著高于单独检测基线ST2。
ST2的临床应用
在临床上,可根据ST2水平进行患者管理,调整药物种类和剂量。
对于HFpEF患者,如果ST2<35ng/ml,则直接进行指南推荐治疗,以获得最佳预后;如果ST2>35ng/ml,则治疗患者的并发症,之后每2周复查ST2;若ST2持续>35ng/ml,则需调整用药,如下图左。
对于HFrEF患者,如果ST2<35ng/ml,则直接进行指南推荐治疗,以获得最佳预后;若>35ng/ml,则同样每两周复查,调整用药,如下图右。
《心力衰竭生物标志物中国专家共识》的相关推荐
1.预测心衰发生
BNP、cTn、肾功能不全标志物能有效预测心衰的发生(Ⅰ类推荐);
BNP、NT-proBNP单独或联合应用TnT或TnI或联合UACR对新发心衰有一定预测作用(Ⅰ类推荐);
单独应用肾功能不全标志物、炎症因子对新发心衰的预测作用较弱(Ⅱb类推荐)。
2.诊断心衰
(1)急性失代偿心衰的诊断
BNP和NT-proBNP在临床情况不明了的情况下具有很高的阴性预测价值(Ⅰ类推荐);
房颤或脓*血症时BNP对心衰的诊断价值有限(Ⅱb类推荐);
sST2对急性失代偿心衰的诊断有重要的辅助作用,具有较高的阴性预测值(Ⅱa类推荐)。
(2)HFpEF的诊断
BNP≥pg/ml或NT-proBNP≥pg/ml可作为HFpEF的诊断界值(Ⅱa类推荐);
BNP联合舒张功能标志物、心肌重构标志物、炎症标志物等可以提高HFpEF的诊断效能(Ⅱb类推荐)。
3.心衰的预后评估
(1)慢性心衰的预后评估
BNP或NT-proBNP可作为预后评估的有效手段,伴随心功能分级、血流动力学数据的恶化,指导意义更大(Ⅰ类推荐);
cTn也可作为预后评估的指标(Ⅰ类推荐);
sST2可作为心衰患者预后评估的参考,重复测量出现动态提高者提示预后差(Ⅱa类推荐)。
(2)急性心衰的预后评估
BNP或NT-proBNP可作为急性心衰的预后评估指标,出院前BNP/NT-proBNP水平及住院期间变化率对于急性心衰预后评估更有意义(Ⅰ类推荐);
cTn阴性可作为急性心衰高危患者的排除标准之一(Ⅰ类推荐);
sST2单次测量或多次测量动态升高提示急性心衰患者预后不良,可作为BNP/NT-proBNP的补充(Ⅱa类推荐)。
(3)HFpEF的预后评估
NT-proBNP也可用于HFpEF的预后评估,但证据较少(Ⅱa类推荐);
Gal-3在HFpEF的预后评估和危险分层中有一定作用,但在慢性肾病(CKD)患者中的评估价值有限(Ⅱb类推荐);
sST2对HFpEF的预后评估有一定作用。
4.指导心衰治疗
(1)急性心衰的疗效评估
BNP/NT-proBNP、cTn和sST2在急性心衰治疗期间的回落水平有助于评价治疗效果,但其理想回落水平尚未确定(Ⅱa类推荐);
Gal3不适合急性心衰治疗效果的评估(Ⅲ类推荐);
肾功能标志物(血肌酐、尿素、胱抑素C)对急性心衰的治疗效果有一定的指导作用(Ⅱb类推荐)。
(2)慢性心衰的疗效评估
以BNP/NT-proBNP作为慢性心衰的治疗目标是否能够获益尚缺乏可靠的证据(Ⅱb类推荐);
sST2和Gal3水平对慢性心衰的治疗选择可能有一定的提示作用(Ⅱb类推荐)。
综上所述,心脏生物标志物存在于心衰病理生理机制的各个阶段,但是目前在临床实践中最常应用的还是BNP和NT-proBNP、SST2等,其他生物标志物的应用价值仍需进行探讨。