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心衰常見(jiàn)五大生物標(biāo)志物的臨床意義

發(fā)布時(shí)間:2022-06-08

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心力衰竭是各種心臟疾病的嚴(yán)重表現(xiàn)或晚期階段,發(fā)病率有不斷增高的趨勢(shì),而死亡率和再住院率居高不下。心力衰竭涉及的病理生理機(jī)制眾多,與之相伴的是眾多分子進(jìn)入體液,成為用于評(píng)估病情的生物標(biāo)志物。越來(lái)越多的分子被篩選出來(lái)探索作為心力衰竭生物標(biāo)志物的價(jià)值,常用的生物標(biāo)志物主要反映心臟負(fù)荷、心肌損傷、纖維化、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等幾個(gè)方面,本文將就這些標(biāo)志物做簡(jiǎn)要介紹。

利鈉肽

作為第一個(gè)也是臨床上應(yīng)用最廣泛的生物標(biāo)記物,利鈉肽系統(tǒng)中B型利鈉肽(BNP)和N末端B型利鈉肽原(NT-proBNP)已成為診斷和評(píng)估心力衰竭必不可少的部分,無(wú)論是歐美指南還是2014年我國(guó)心力衰竭指南都肯定了其價(jià)值并就其具體應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致推薦。具體來(lái)說(shuō),利鈉肽的價(jià)值主要有以下幾個(gè)方面:


1、心力衰竭的診斷

利鈉肽是目前心力衰竭診斷最重要的生物標(biāo)記物。Breathing Not Properly研究顯示,因呼吸困難急診就診的患者中,以BNP 100 pg/ml為界值診斷心力衰竭的敏感度為90%、特異度為76%。PRIDE研究中,心力衰竭患者NT-proBNP水平顯著高于非心力衰竭呼吸困難患者,且與心力衰竭嚴(yán)重程度相關(guān)。


2014年中國(guó)心力衰竭指南推薦利鈉肽檢測(cè)用于因呼吸困難而疑為心力衰竭患者的診斷和鑒別診斷。2016歐洲心力衰竭指南界定了急性心力衰竭和慢性心力衰竭的排除標(biāo)準(zhǔn),急性心力衰竭的切點(diǎn)為NT-proBNP 300 pg/ml和BNP 100 pg/ml,慢性心力衰竭的切點(diǎn)為NT-proBNP 125 pg/ml和BNP 35 pg/ml,其中慢性心力衰竭利鈉肽診斷的敏感性和特異性相對(duì)低一些。


利鈉肽臨床應(yīng)用中需注意以下幾個(gè)問(wèn)題:


(1)多種因素影響利鈉肽水平(表1),診斷急性心力衰竭時(shí)NT-proBNP水平應(yīng)根據(jù)年齡和腎功能情況進(jìn)行分層。50歲以下的成人血漿NT-proBNP濃度>450 pg/ml,50歲以上>900 pg/ml,75歲以上>1 800 pg/ml,腎功能不全(腎小球?yàn)V過(guò)率<60 ml/min)時(shí)應(yīng)>1 200 pg/ml;


(2)當(dāng)利鈉肽高于排除診斷界值而低于診斷界值時(shí)(即位于灰區(qū))有心力衰竭可能,尤其是射血分?jǐn)?shù)保留心力衰竭(HFpEF),Ⅰ-Preserve研究發(fā)現(xiàn),HFpEF患者利鈉肽升高但程度不及射血分?jǐn)?shù)降低心力衰竭(HFrEF)。同時(shí),還需考慮引起利鈉肽升高的其他疾病如心房顫動(dòng)、肺栓塞、敗血癥和急性呼吸窘迫綜合征等。凡是參與促進(jìn)神經(jīng)內(nèi)分泌軸激活的激素,如腎上腺素、糖皮質(zhì)激素和甲狀腺素等,都會(huì)引起B(yǎng)NP/NT-proBNP水平升高;


(3)新藥血管緊張素受體腦啡肽酶抑制劑能夠給HFrEF患者帶來(lái)獲益。使用含有腦啡肽酶抑制劑的藥物治療心力衰竭時(shí),由于BNP是腦啡肽酶的作用底物,腦啡肽酶抑制劑使BNP降解減少,BNP水平也會(huì)升高,檢測(cè)的BNP水平反映的是藥物的代謝活動(dòng)和心功能的雙重結(jié)果,而NT-proBNP并不受影響,可以真實(shí)反映患者的心力衰竭嚴(yán)重程度和輔助預(yù)后評(píng)估;


(4)BNP/NT-proBNP升高不顯著的原因包括乳頭肌斷裂引起急性二尖瓣脫垂和心包壓塞;急性心力衰竭臨床癥狀出現(xiàn)的超早期(如<1~2 h),BNP/NT-proBNP短時(shí)間內(nèi)達(dá)不到最高水平;慢性穩(wěn)定性心力衰竭患者BNP可<100 ng/L;利鈉肽與體質(zhì)指數(shù)呈反比,尤其BMI>30 kg/m2時(shí);


(5)BNP和NT-proBNP二者之間也不具有轉(zhuǎn)換關(guān)系,不同實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)結(jié)果相互之間不具可比性。

表1 血漿利鈉肽升高的常見(jiàn)原因

2、 預(yù)后評(píng)估

心力衰竭患者再入院率高,死亡率高。OPTIMIZE-HF注冊(cè)研究發(fā)現(xiàn),急性心力衰竭住院患者90 d死亡率達(dá)到8.6%。大約1/3的患者出院90 d內(nèi)再入院。因此,判斷心力衰竭的嚴(yán)重程度和預(yù)后,找出高?;颊呓o予積極干預(yù)十分重要。利鈉肽可作為預(yù)測(cè)心力衰竭轉(zhuǎn)歸的生物標(biāo)記物。治療啟動(dòng)時(shí)的BNP水平與短期和長(zhǎng)期預(yù)后密切相關(guān)。


ADHERE研究中,急性心力衰竭患者入院時(shí)的BNP水平與院內(nèi)死亡率線性相關(guān),BNP第25百分位時(shí)住院死亡率1.9%,第75百分位時(shí)則上升到6%。


PRIDE研究顯示,NT-proBNP>986 pg/ml是1年死亡的強(qiáng)預(yù)測(cè)因子(95%CI:1.64~5.06,P<0.001)。住院治療期間利鈉肽降幅<30%、不降低甚至升高,均提示患者死亡及再入院風(fēng)險(xiǎn)增加。出院前BNP水平能較好地預(yù)測(cè)出院1年內(nèi)死亡或再入院。慢性心力衰竭患者BNP每增加100 pg/ml,死亡相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)增加35%(95%CI:22%~49%,P=0.096)。無(wú)論是HFrEF還是HFpEF,治療前高利鈉肽水平均提示不良預(yù)后,治療后下降的程度越大,提示可能預(yù)后較好。


因此,利鈉肽可用于評(píng)估急性和慢性心力衰竭的嚴(yán)重程度和預(yù)后。在治療中應(yīng)動(dòng)態(tài)觀察利鈉肽變化,2017年美國(guó)心力衰竭指南更新指出,不僅測(cè)量入院時(shí)的利鈉肽,出院前復(fù)查利鈉肽水平有助于判斷預(yù)后,可以幫助臨床確定最佳出院時(shí)機(jī)、指導(dǎo)出院后的隨訪安排等。


3、指導(dǎo)治療

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)利鈉肽指導(dǎo)心力衰竭治療尚存爭(zhēng)議。TIME-CHF研究顯示,相較依據(jù)癥狀調(diào)整治療,NT-proBNP指導(dǎo)治療未能改善18個(gè)月時(shí)的無(wú)住院生存率和生活質(zhì)量。而PROTECT研究依據(jù)單中心數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),以NT-proBNP指導(dǎo)左心室收縮功能下降心力衰竭患者的出院后治療,能改善生活質(zhì)量和減少心血管事件。


故建議對(duì)急性失代償?shù)淖≡盒牧λソ呋颊?,在臨床病情綜合判斷的基礎(chǔ)上,監(jiān)測(cè)包括基線(發(fā)作/住院時(shí))和病情穩(wěn)定(出院前)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的水平;患者病情變化或極度危重,又缺乏血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè),也可監(jiān)測(cè)利鈉肽水平。


急性HFrEF治療后利鈉肽較基線值明顯下降,NT-proBNP較基線值降幅≥30%或絕對(duì)值<4 000 ng/L;BNP較基線值降幅>50%或絕對(duì)值<350~400 ng/L提示治療有效。依據(jù)利鈉肽水平調(diào)整治療仍面臨較多問(wèn)題需要探索,如最佳利鈉肽水平究竟是多少?應(yīng)如何調(diào)整藥物?另外,這種治療方案意味著需要患者更頻繁地就診和接受血液化驗(yàn),醫(yī)療花費(fèi)相應(yīng)增加,其衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)效益尚不明確。


中段心房利鈉肽前體(MR-proANP)是利鈉肽系統(tǒng)中的另一種心力衰竭生物標(biāo)記物,可作為ANP(半衰期短)的替代物。在BACH研究中,以MR-proANP>120 pmol/L為界值診斷心力衰竭的作用不劣于BNP>100 pg/ml,亞組分析顯示對(duì)于BNP介于灰區(qū)、腎功能不全、肥胖、高齡的患者,MR-proANP診斷價(jià)值更高,BNP和MR-proANP的聯(lián)合應(yīng)用能進(jìn)一步提高診斷。但同利鈉肽一樣,MR-proANP水平亦受到性別和心房顫動(dòng)等合并癥的影響。

心肌損傷標(biāo)志物

心室壓力增加導(dǎo)致心內(nèi)膜下缺血等因素引起心肌損傷,心肌細(xì)胞損傷后胞內(nèi)的一些物質(zhì)釋放入血,可作為反映損傷程度和評(píng)估預(yù)后的重要指標(biāo)。其中最重要的是肌鈣蛋白(cTn)。


心力衰竭的診治過(guò)程中,cTn可用于診斷急性心肌梗死等心力衰竭的原發(fā)病,也可應(yīng)用于心力衰竭的危險(xiǎn)分層。在無(wú)心肌缺血的心力衰竭患者中,如果cTn水平持續(xù)升高則反映心肌細(xì)胞存在進(jìn)行性損傷和壞死,提示預(yù)后差,死亡率和住院風(fēng)險(xiǎn)增加。cTn聯(lián)合BNP測(cè)定能更好地預(yù)測(cè)心力衰竭患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)增加。


2017美國(guó)心力衰竭指南推薦將二者聯(lián)合用于對(duì)心力衰竭患者的危險(xiǎn)分層。目前高敏cTnT的檢測(cè)能有效提高靈敏度,研究顯示慢性心力衰竭患者高敏cTnT升高,并與NT-proBNP呈正相關(guān)(r=0.79,P<0.001),高敏cTnT水平隨紐約心功能分級(jí)、LVEF和水鈉潴留嚴(yán)重程度加重而升高,對(duì)心力衰竭預(yù)后同樣有意義。

心肌纖維化標(biāo)志物

1、基質(zhì)裂解素2(ST2)和可溶性ST2(sST2)

ST2是白細(xì)胞介素1受體家族一員,包括跨膜型ST2(ST2L)和sST2,信號(hào)通路參與炎癥反應(yīng)、心肌肥厚和細(xì)胞外基質(zhì)纖維化。循環(huán)中sST2的濃度不受年齡、體質(zhì)指數(shù)或腎功能等因素的影響。sST2升高與心力衰竭不良預(yù)后相關(guān)。


經(jīng)治療后sST2下降的幅度亦可能幫助預(yù)測(cè)不良事件風(fēng)險(xiǎn),急性心力衰竭治療后sST2下降至少20%的患者預(yù)后改善更明顯。國(guó)內(nèi)外心力衰竭指南均推薦sST2作為危險(xiǎn)分層和評(píng)估預(yù)后的生物標(biāo)記物之一,在利鈉肽之外提供額外的預(yù)后信息。鑒于sST2與心肌僵硬度增加和舒張功能下降相關(guān),因此其與HFpEF的關(guān)系也值得關(guān)注。


2、半乳糖凝集素3(Gal-3)

Gal-3是半乳凝集素家族的重要成員,廣泛分布于全身各個(gè)組織器官,作為重要的炎癥介質(zhì)在心肌重構(gòu)中發(fā)揮作用,參與纖維母細(xì)胞增殖和膠原物質(zhì)沉積。心力衰竭患者血清Gal-3水平顯著升高,且無(wú)論是對(duì)于HFrEF還是HFpEF,Gal-3升高均與不良預(yù)后相關(guān)。出院時(shí)高水平的Gal-3提示心力衰竭再入院風(fēng)險(xiǎn)高。


我們的研究也提示,在住院心力衰竭患者中入院時(shí)Gal-3水平升高是出院后死亡和再入院的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。與BNP相比,Gal-3的判斷長(zhǎng)期預(yù)后價(jià)值高于診斷心力衰竭的價(jià)值,2017美國(guó)心力衰竭指南也將Gal-3作為輔助心力衰竭危險(xiǎn)分層的生化標(biāo)記物之一。


3、生長(zhǎng)分化因子15(GDF-15)

GDF-15是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族的一員,生理狀態(tài)下在胎盤(pán)和前列腺高表達(dá),在心臟等其他臟器幾乎不表達(dá)。當(dāng)發(fā)生心肌缺血和缺血再灌注損傷、心肌肥厚和心力衰竭時(shí),GDF-15表達(dá)增加,具有抑制心肌肥厚和抗心力衰竭的作用,但其具體機(jī)制目前尚不清楚。


作為一種新的心力衰竭標(biāo)記物,GDF-15升高與舒張末期內(nèi)徑增加和LVEF減少相關(guān),對(duì)心力衰竭的預(yù)后判斷具有價(jià)值。我們的研究也提示,在住院心力衰竭患者中入院時(shí)GDF-15水平升高是出院后死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

炎性反應(yīng)標(biāo)志物

炎癥反應(yīng)廣泛參與機(jī)體的各個(gè)生理病理過(guò)程,亦參與心力衰竭的發(fā)病。心血管疾病危險(xiǎn)因素誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生大量炎性因子,既對(duì)心肌細(xì)胞產(chǎn)生直接損傷(如氧化應(yīng)激和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等),也參與細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)和纖維化,還通過(guò)激活神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)加速心力衰竭發(fā)展。


炎癥因子作為心力衰竭標(biāo)記物的一個(gè)主要缺點(diǎn)在于缺乏特異性,臨床上要注意甄別。已有大量試驗(yàn)證實(shí)C反應(yīng)蛋白(CRP)能夠反映心力衰竭的嚴(yán)重程度和預(yù)后。近年來(lái)研究顯示,高敏CRP升高的心力衰竭患者死亡率更高、左心室收縮功能更差、生活質(zhì)量更差,與心力衰竭的預(yù)后相關(guān)。

腎功能損傷標(biāo)志物

心力衰竭作為一種全身性疾病,帶來(lái)的血流動(dòng)力學(xué)紊亂和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)異常激活常常導(dǎo)致腎臟損傷。心力衰竭治療中的很多藥物也以腎臟為靶器官或經(jīng)腎臟排泄。部分心力衰竭患者合并腎功能不全,形成"心腎綜合征",并導(dǎo)致死亡率增加。因此早期發(fā)現(xiàn)和處理心力衰竭伴發(fā)腎損害十分重要。


1、 血清胱抑素C(Cys C)

Cys C是一種反映腎小球?yàn)V過(guò)率變化的理想內(nèi)源性標(biāo)記物,較血肌酐和尿素更敏感,且不受性別、飲食、炎癥、腫瘤和肝功能等因素的影響。Cys C亦參與炎癥反應(yīng),促進(jìn)氧化應(yīng)激,介導(dǎo)心肌細(xì)胞損傷。


一項(xiàng)納入4384例患者的前瞻性研究顯示,新發(fā)心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)隨Cys C濃度升高而升高,是老年人心力衰竭發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Cys C還可作為臨床判斷腎功能狀態(tài)和心力衰竭預(yù)后的指標(biāo),Cys C和NT-proBNP均升高的患者處于預(yù)后相對(duì)危險(xiǎn)最高的狀態(tài)。


2、中性粒細(xì)胞白明膠酶轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NGAL)

NGAL是人脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族中的一員,既是腎缺血和毒性損傷的早期代謝產(chǎn)物,也是全身炎癥及氧化應(yīng)激的標(biāo)記物。在GALLANT研究中,急性心力衰竭患者中30d內(nèi)發(fā)生再入院或全因死亡的血NGAL水平顯著升高,是不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

未來(lái)研究方向

理想的心力衰竭生物標(biāo)記物應(yīng)具備以下特點(diǎn):


1、檢測(cè)經(jīng)濟(jì)方便;

2、與心臟病病理生理機(jī)制密切相關(guān);

3、準(zhǔn)確性穩(wěn)定性重復(fù)性好;

4、提供常規(guī)臨床檢查之外的信息;

5、有助于臨床治療決策。


雖然近幾十年來(lái)心力衰竭生物標(biāo)記物的研究和臨床應(yīng)用有了長(zhǎng)足進(jìn)步,但目前單純?nèi)魏我粋€(gè)指標(biāo)都不能滿(mǎn)足作為理想心力衰竭生物標(biāo)記物的所有要求。今后的發(fā)展方向是建立生物標(biāo)記物的聯(lián)合監(jiān)測(cè)體系并進(jìn)行前瞻性隨訪,識(shí)別出能夠獨(dú)立預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)歸的標(biāo)記物,同時(shí)將生物標(biāo)記物應(yīng)用于療效監(jiān)測(cè)和靶向治療。HFpEF的診斷仍缺乏特異性的指標(biāo),尋找能反映舒張功能異常的生物標(biāo)記物也是未來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。

     

總之,目前指南推薦將利鈉肽檢測(cè)用于急、慢性心力衰竭的診斷,用于心力衰竭的預(yù)防、預(yù)后評(píng)估和危險(xiǎn)分層。在臨床應(yīng)用利鈉肽時(shí),應(yīng)結(jié)合病史、癥狀、體征進(jìn)行綜合分析。今后的發(fā)展方向是建立生物標(biāo)記物的聯(lián)合監(jiān)測(cè)體系用于心力衰竭患者的診療。

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