导 读
心血管疾病是我国高发、高致死的重大慢性疾病,涵盖冠心病、心力衰竭、心律失常等多种类型,代谢紊乱、衰老、免疫异常、药物毒性、肠道菌群失调等多重因素共同推动疾病的发生和发展,临床在机制解析、风险筛查、精准诊疗、预后评估等方面仍面临诸多挑战。《中南大学学报(医学版)》本期推出《心血管系统疾病预防和治疗专题》,汇集6篇原创研究与综述,围绕代谢调控、风险评估、生物标志物、药物安全、肠道代谢等方向展开探索,串联基础机制与临床应用,为心血管疾病的早防、早诊、精准干预提供新思路与实践参考。
生物标志物是心力衰竭精准诊断的重要抓手。相关研究探讨了可溶性生长刺激表达基因2蛋白(soluble growth stimulation expressed gene 2,sST2)在不同体重指数心力衰竭人群中的诊断效能,证实肥胖会干扰sST2检测结果,而sST2联合年龄、体重指数及高密度脂蛋白胆固醇可显著提高筛查准确度,尤其适用于基层快速诊断,为心力衰竭分型评估与预后判断提供了有效补充。在代谢指标预测方面,队列研究证实甘油三酯葡萄糖指数-腰围身高比是中老年人新发心血管疾病(尤其是心肌梗死)的独立危险因素,该指标存在非线性阈值效应,凭借简便易获取的优势,可作为普通人群心血管病早期筛查与风险预警的实用工具。在药物安全领域,基于FAERS数据库的分析系统评估了8种免疫检查点抑制剂的心血管不良事件特征,明确心肌炎、心包炎、心律失常及血管炎为高发严重不良反应,梳理用药人群、发病时间与死亡风险,强调用药前筛查、用药期间密切监测及多学科协作的重要性。在冠状动脉病变机制方面,研究阐明了糖酵解、脂肪酸氧化及线粒体代谢对内皮细胞可塑性与血管再生的关键作用,同时揭示衰老与免疫代谢紊乱如何削弱侧支形成能力,提出靶向代谢的干预策略,为缺血性心脏病的血管保护与修复提供理论依据。在急诊风险分层方面,围绕HEART评分系统的研究系统梳理了其在急性冠脉综合征中的应用价值,比较HEART、全球急性冠状动脉事件注册研究(global registry of acute coronary events,GRACE)、心肌梗死溶栓治疗(thrombolysis in myocardial infarction,TIMI)三类评分的适用场景,总结CARE、HEARTS3等改良方案,剖析该评分在主观判读、特殊人群及本土化应用中的局限,为国内急诊胸痛患者的快速分诊、危险分层与个体化治疗提供实操依据。此外,对于肠源性氧化三甲胺的相关综述,解析了其通过炎症、氧化应激及线粒体损伤等通路介导心脏骤停后多器官损伤的分子机制,揭示肠道菌群代谢与心血管危重症的关联,为心脏骤停后综合征开辟了靶向肠道代谢的全新干预方向。本专题立足临床痛点,兼顾基础机制探索与临床转化应用,覆盖慢病筛查、急症管理、药物警戒、危重症救治等多个维度,研究成果兼具理论深度与临床实用性。期待本专题推动心血管领域基础研究与临床实践的深度融合,助力我国心血管疾病规范化、精准化防治体系不断完善。
(大连大学基础医学院 陈颖卿教授)
心力衰竭(以下简称“心衰”)作为多种心脏疾病的严重表现或晚期阶段,其患病率在全球范围内呈上升趋势,成为重要的公共卫生问题
[1]。尽管慢性心衰的治疗已取得一定进展,但目前的治疗措施仍主要集中在延缓病情进展而非逆转疾病本身
[2]。因此,对心衰进行准确的诊断和预后评估对于改进患者疾病管理流程至关重要
[3]。生物标志物在这一过程中扮演了关键角色,其中利钠肽长期以来被视为评估心衰的金标准。然而,利钠肽易受到机体多种因素的影响,限制了其广泛使用。
近年来,血清可溶性生长刺激表达基因2(soluble growth stimulation expressed gene 2,sST2)作为一种新兴的心衰生物标志物受到了广泛关注
[4-5]。sST2不仅能反映心肌纤维化和心室重塑的程度,还在指导心衰治疗及预后评估中展现出较高的应用价值
[6]。与传统生物标志物相比,sST2不受年龄、体重指数(body mass index,BMI)、血压、肾功能及心衰病因等因素的影响,能够提供精准的诊断和预后信息
[7-8]。
尽管国内外已有针对sST2在心衰诊断和预后中的研究,但对于肥胖/超重这一特殊心衰人群的研究相对较少
[9]。肥胖是心衰的重要风险因素之一,其通过影响心脏结构和功能,可能干扰传统生物标志物的表现形式和诊断能力
[10-12]。深入探讨sST2在肥胖/超重心衰患者中的作用,不仅有助于填补现有研究空白,而且对于制订个性化的治疗策略具有重要意义。本研究旨在探索sST2作为心衰生物标志物在是否合并肥胖/超重的心衰人群中的临床应用价值,并进一步明确sST2与其他常用标志物联用对心衰诊断效能的影响。
1 对象与方法
1.1 伦理声明
本研究已获得中南大学湘雅二医院伦理委员会批准(审批号:20210410)。本研究为回顾性研究,所有数据均经匿名化处理,豁免知情同意。
1.2 对象
收集2023年10月至2024年3月在中南大学湘雅二医院心内科及心外科就诊的符合心衰诊断标准的住院患者资料。根据是否合并肥胖/超重将心衰患者分为心衰合并超重/肥胖组(n=71)和心衰不合并超重/肥胖组(n=62),同时收集健康人群的相关资料并作为健康对照组(n=60),研究对象共193名。根据预实验sST2均值差异(δ≈5 ng/mL)和标准差(σ≈8 ng/mL),设定α=0.05,Power=0.8,采用双侧t检验计算,每组至少需58例。本研究各组样本量均满足最低样本量要求。
1.2.1 心衰人群纳入标准
心衰人群的纳入标准参考《国家心力衰竭指南2023(精简版)》
[13]中心衰诊断的标准(
图1)。
1.2.2 健康对照及超重/肥胖的纳入标准
参照《国家心力衰竭指南2023(精简版)》
[13]的标准,正常对照人群为既往无肺部疾病、重大创伤、败血症、心脏疾病等病史,未服用心血管类的药物,超声心动图检测心脏结构与功能正常,心电图正常,血压[收缩压<140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),舒张压<90 mmHg]、空腹血糖(<7 mmol/L)、估算肾小球滤过率正常,以及BMI为18.5~23.9 kg/m
2。参照《中国成人超重和肥胖症预防控制指南(节录)》
[14]的标准,超重/肥胖人群诊断标准为BMI≥24 kg/m
2。
1.2.3 排除标准
1)6周内患有急性心肌梗死或急性冠脉综合征;2)合并肝胆相关疾病、严重肾功能不全、恶性肿瘤、严重感染性疾病、自身免疫性疾病等严重内科疾病,以及失血性贫血及其他各种类型的血液系统疾病;3)近期内使用影响免疫活性或具有肝损害、骨髓抑制作用的药物;4)妊娠期或哺乳期女性。
1.3 方法
1.3.1 资料收集
在医院电子病历系统中查询并收集所有研究对象的相关资料。1)基本资料:年龄、性别、BMI、临床症状、体征、病史、收缩压、舒张压等。2)重要临床检查结果:血流动力学检查、影像学检查、心脏超声重要参数[左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、三尖瓣反流流速(tricuspid regurgitation velocity,TRV)]。3)实验室指标:红细胞压积(hematocrit,HCT)、血红蛋白(hemoglobin,Hb)、空腹血糖、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、N-末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、心肌肌钙蛋白T(cardiac troponin T,cTnT)等血常规及生化免疫指标。由于对照组未进行LVEF和TRV相关检查,故缺乏这2项指标的数据,但可以通过查找健康对照人群这2项的参考数值来进行差异比较。
1.3.2 sST2检测
采集研究对象清晨空腹肘静脉血3 mL,按照3 500 r/min的速度离心5 min,分离血清后放置-80 ℃冰箱备用,所有样本釆集完毕后进行一次性成批检测。采用韩国巴迪泰公司生产的sST2检测试剂盒(货号ASTHHA11),其检测下限(LoD)为2.0 ng/mL,线性范围为5~200 ng/mL。所有样本仅经历1次冻融,避免了反复冻融对sST2稳定性的影响。通过韩国巴迪泰公司生产的干式荧光免疫分析仪(型号AFIAS-6),取100 μL新鲜的患者血清加入测试槽,测定并记录患者血清中sST2水平。该免疫荧光法与传统酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)具有高度一致性(
r=0.95,
P<0.001),已有研究
[7]验证了其用于sST2检测的可靠性。
为进一步探讨sST2在不同心衰类型中的诊断价值,根据LVEF将所有心衰患者分为射血分数降低型心衰(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF;LVEF≤40%)和射血分数保留型心衰(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF;LVEF≥50%)亚组进行分析
[13]。按照是否合并肥胖/超重,又将心衰人群分为HFrEF(
n=50)、HFpEF(
n=57)、非超重/肥胖的HFrEF(
n=27)及合并超重/肥胖的HFpEF(
n=32)4组。
1.4 统计学处理
采用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析与处理。正态分布的计量资料以均数±标准差表示,2组间比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析;非正态分布的计量资料采用中位数(第1四分位数,第3四分位数)表示,2组间比较采用Mann-Whitney U检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验;分类资料以频数(率)表示,组间比较采用卡方检验。采用斯皮尔曼相关性分析探究sST2水平变化与NT-proBNP、cTnT等指标的相关性;采用二元Logistic回归分析探究sST2与心衰不合并肥胖/超重及心衰合并肥胖/超重的相关性。利用受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线的曲线下面积(area under the curve,AUC)来评估sST2及其与其他实验室指标联用对于心衰的诊断价值。P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结 果
2.1 不同组别基线资料比较
与对照组相比,心衰合并与不合并肥胖/超重组的年龄较大,sST2和空腹血糖水平均较高,而TC、LDL-C、HDL-C水平较低(均
P<0.05,
表1)。心衰不合并肥胖/超重组与对照组的收缩压、舒张压、BMI、Hb、HCT、LVEF和TRV水平的差异均无统计学意义(
P>0.05,
表1)。
2.2 sST2与血清学指标的相关性分析
相关性分析结果显示,sST2与NT-proBNP、cTnT、空腹血糖均呈显著正相关(
r值分别为0.360、0.301、0.200,均
P<0.05),与HDL-C呈显著负相关(
r=-0.207,
P=0.004;
表2)。
2.3 sST2与心脏超声参数LVEF和TRV的相关性
sST2与LVEF和TRV的相关性分析结果显示,sST2与LVEF呈显著负相关(r=-0.198,P=0.023),与TRV呈显著正相关(r=0.270,P=0.002)。
2.4 心衰发病的相关因素分析
以年龄、性别、BMI、TC、HDL-C、LDL-C、Hb、HCT、空腹血糖、收缩压、舒张压和sST2等指标为自变量,是否确诊为心衰为因变量进行二元Logistic回归分析,通过逐步回归的方式明确最终的独立因素。结果表明,年龄、性别、BMI、HDL-C和sST2是心衰的独立相关因素(均
P<0.05,
表3)。
2.5 sST2对心衰诊断价值的ROC曲线分析及多指标联合诊断
将所有研究对象根据是否患有心衰(1=心衰,0=无心衰)作为状态变量,以血清sST2水平作为检验变量绘制ROC曲线,结果(
表4)显示,sST2预估心衰的AUC为0.705(
P<0.001),最佳cut-off值为9.030 ng/mL。
将心衰患者按BMI分为合并肥胖/超重组(BMI≥24 kg/m
2)和不合并肥胖/超重组(18.5 kg/m
2≤BMI<23.9 kg/m
2)进行进一步分析。在合并肥胖/超重的研究对象中,sST2诊断心衰的AUC为0.696(
P<0.001),最佳cut-off值为13.635 ng/mL,诊断效能一般;对于不合并肥胖/超重的研究对象,血清sST2水平用于诊断心衰的AUC为0.803(
P<0.001,
表4),最佳cut-off值为9.770 ng/mL,具有较高的诊断效能。
sST2在不同亚组中的诊断效能结果显示,在HFrEF人群中,sST2诊断心衰的AUC为0.807(
P<0.001),最佳cut-off值为13.365 ng/mL;相比之下,在HFpEF人群中,sST2的诊断AUC较低,为0.688(
P<0.001),最佳cut-off值为9.150 ng/mL(
表5、
图2)。
分析超重/肥胖状态对sST2诊断效能的影响,结果显示,在非超重/肥胖的HFrEF人群中,sST2的AUC为0.802(
P<0.001),cut-off值为12.675 ng/mL;而在合并超重/肥胖的HFpEF人群中,sST2的AUC仅为0.622(
P=0.055),提示sST2在该亚组中的诊断价值有限(
表5、
图2)。
年龄、BMI和sST2 3个指标单独检测时均具有良好的诊断价值(均AUC>0.700),3个指标的特异度分别为0.833、0.900和1.000,但各指标的敏感度存在较大差异(
表6)。联合上述指标,尤其是联合sST2、年龄、BMI和HDL-C后,AUC达到0.983,敏感度和特异度分别达到0.940和0.950,Youden指数为0.890(
表6、
图3)。
3 讨 论
心衰作为多种心血管疾病的终末期表现,严重影响患者的生活质量和存活率
[15]。NT-proBNP和cTnT是诊断心衰的主要生物标志物,但易受到年龄、性别、BMI、肾功能等因素的影响
[16]。近年来,sST2作为一种相对稳定的生物标志物,在心衰的诊断评估中具有一定的价值
[17]。生长刺激表达基因2(growth stimulation expressed gene 2,ST2)是白细胞介素(interleukin,IL)-1受体家族成员之一,主要以跨膜形式(trans-membrane ST2,ST2L)和可溶性形式(sST2)存在。ST2L通过IL-33/ST2通路发挥心脏保护作用,而sST2则通过与IL-33的竞争性结合抑制这一保护作用
[18-20]。此外,sST2还作为全身性炎症的标志物,与心肌纤维化、坏死等病理过程相关
[21]。尽管已有研究
[22-24]探讨了sST2在中国心衰患者中的应用价值,但本研究进一步验证了其在不同BMI亚群中的诊断效能,并提出了新的见解。本研究证实,心衰患者无论是否合并肥胖/超重,sST2水平均显著升高,且在合并肥胖/超重患者中升高更为显著。但针对心衰患者的研究中,sST2水平在合并与未合并肥胖/超重群体间的差异对比,研究数量有限,在机制探讨上也有待深入。
sST2与NT-proBNP和cTnT呈正相关,表明sST2可能作为补充标志物提供额外的心衰相关信息。考虑到sST2检测方法的便捷性,在未进行NT-proBNP检测时,sST2或可作为重要心衰补充标志物。而sST2与TRV和LVEF这2个心脏超声参数分别存在正相关和负相关,也进一步验证了sST2作为心肌纤维化标志物与心功能的关系。
进一步通过对不合并肥胖/超重和合并肥胖/超重2组患者的sST2水平分析发现,sST2在非肥胖/超重组中的诊断效能更高(AUC=0.803),而在肥胖/超重组中较低(AUC=0.696)。这提示在肥胖/超重患者中使用sST2时需考虑其他因素的干扰。脂肪组织Treg细胞对维持人体糖脂代谢稳态至关重要。Li等
[25]在模型小鼠中证实,肥胖状态下脂肪组织Treg细胞高表达ST2并分泌sST2,直接导致循环sST2水平升高。故肥胖/超重患者中高表达ST2的脂肪组织Treg细胞能够分泌更多的sST2,这会使体内sST2基础水平上升,从而干扰对心衰病情的判断
[25]。Zhao等
[26]研究发现,肥胖小鼠脂肪组织中sST2表达显著上调,且血清sST2/IL-33比值与体脂含量正相关,提示sST2在肥胖状态下可能通过拮抗IL-33的心脏保护作用促进心肌损伤,确切机制仍有待后续研究进一步探索。
本研究的亚组分析进一步揭示了sST2诊断效能的复杂性,结果显示,sST2在HFrEF患者中的诊断价值(AUC=0.807)显著优于HFpEF患者(AUC=0.688)。HFrEF的核心病理生理改变是显著的心肌纤维化和心室重构,而sST2作为IL-33/ST2L信号通路的拮抗剂,其水平与心肌纤维化程度密切相关
[18-20]。因此,sST2能够更直接、更敏感地反映HFrEF的病理过程。相比之下,HFpEF的发病机制更为复杂,涉及全身性炎症、微血管功能障碍、心肌肥厚和舒张功能障碍等多种因素,心肌纤维化并非其唯一或最突出的特征
[27]。这可能导致sST2作为单一标志物在HFpEF中的诊断效能受限。值得注意的是,本研究结果提示肥胖状态与心衰类型可能存在交互作用。在非肥胖的HFrEF患者中,sST2表现出较佳的诊断性能(AUC=0.802);而在肥胖的HFpEF患者中,其诊断效能则下降(AUC=0.622)。这表明在临床实践中应用sST2时,需要考虑“心衰类型”和“肥胖状态”这2个关键维度。肥胖不仅可能通过脂肪组织分泌sST2来干扰其作为心衰标志物的特异度
[25, 26],还是HFpEF的重要驱动因素。因此,在肥胖的HFpEF患者中,sST2水平的升高可能部分源于非心脏来源,从而稀释了其对心衰本身的诊断价值。未来研究或可开发能够区分心脏来源和非心脏来源sST2的检测方法,或构建包含更多HFpEF特异度标志物(如炎症、代谢指标)的综合模型,以提高其在心衰患者中的诊断准确性。
本研究的多因素Logistic回归分析表明,年龄、BMI、HDL-C和sST2是心衰的独立影响因素。尽管各组年龄存在差异,但通过多因素回归分析已将其作为独立变量纳入模型,从而控制其对sST2诊断效能评估的潜在偏倚。联合这些指标可以显著提高心衰的诊断准确性(AUC=0.983),为早期识别和干预提供了有力工具。与传统心衰标志物(如NT-proBNP)相比,sST2具有不受年龄、肾功能、BMI等因素影响的优势,在复杂临床场景中稳定性更佳,尤其适用于肥胖/超重的心衰患者。此外,sST2可通过快速检测获取结果,当无法及时进行NT-proBNP检测时,其能作为关键补充标志物。再结合年龄、BMI和HDL-C等常见指标,sST2可构建更精准的诊断模型,在急诊及基层医疗场景中,对心衰的早期识别和风险分层展现出较高的临床应用价值。
本研究存在一定局限性。首先,样本收集未能完全反映入院初期的真实sST2水平。其次,样本量有限,可能导致统计结果存在一定偏差。本研究未纳入腰围、体脂率等中心性肥胖指标,未来研究将纳入更多肥胖定义及分型指标,从而更精准评估sST2在合并肥胖/超重的心衰人群中的临床价值。再者,未同步检测系统性炎症标志物[如IL-6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)]及sST2的配体IL-33的血清水平,无法评估心衰患者中sST2与上述指标的协同或拮抗作用。最后,本研究未收集E/e’比值、左房容积指数(left atrial volume index,LAVI)等反映左室充盈压和左房重构的关键超声心动图参数,无法构建包含E/e’、LAVI等心功能参数的联合诊断模型,因此限制了对sST2与心衰严重程度及HFpEF表型关联的深入分析,并影响了对sST2在特定临床场景(如HFpEF识别)中应用价值的评估。未来大样本的前瞻性研究需要将上述心功能指标纳入常规评估。
综上所述,sST2作为一种新兴的心衰生物标志物,在特定人群中显示出独特的诊断价值。在非肥胖心衰患者中,sST2具有较高诊断价值,但在肥胖患者中价值有限。联合sST2及年龄、BMI和HDL-C等多项常规指标可显著提升对心衰的诊断价值,该模型适用于基层医疗场景的快速心衰筛查,但需前瞻性研究验证。
国家重点研发计划(2022YFC2505200)
湖南省自然科学基金(2025JJ50611┫。This work was supported by the National Key Research and Development Program ┣2022YFC2505200)
the Natural Science Foundation of Hunan Province(2025JJ50611)
China.开放获取(Open access):本文遵循知识共享许可协议,允许第三方用户按照署名-非商业性使用-禁止演绎4.0(CC BY-NC-ND 4.0┫的方式)
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