血清5种生物标志物水平联合检测对心力衰竭的诊断价值*

夏 芳，汪隆海，方 超，张求霞，黄 飞，谷光敏，王 勇，程 刚，宋 川

(1.安徽省含山县人民医院a.检验科；b.心内科；c.彩超室，安徽含山 238100；2.宋庆龄爱心医院a.检验科；b.心内科；c.彩超室，安徽巢湖 238000)

心力衰竭(heart failure，HF)是各种心血管疾病发展的最终结果，它是多种原因导致心脏结构或功能的异常改变，使心室收缩或舒张功能发生障碍，而引起的一组复杂临床综合征。HF已成为西方各国的一个发病率和流行性都在不断增加的疾病，在我国HF的发病率也在呈逐年上升的趋势，所以对HF的实验诊断项目的开发与探索已成为热点研究。笔者采用化学发光法和定量ELISA改进法对含山县人民医院211例HF患者的血清N末端脑钠肽(N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP)、中段心房利钠肽原(midregional pro-atrial natriuretic peptide，MR-proANP)、大内皮素-1(big endothelin-1，Big ET-1)、和肽素(copeptin)与半乳糖凝集素-3(galectin-3，Gal-3)浓度进行测定，并对它们的水平与不同程度HF分级间及不同病因间的关系进行分析，还对这5项受试者特征曲线(receiver operator characteristic curve，ROC)下面积(area under the curve，AUC)间的比较也进行分析。特别是联合检测血清5种生物标志物，来提高HF诊断的敏感度和特异度，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象 随机选择2014年3月～2019年5月在含山县人民医院心内科住院和门诊就诊的已确诊的HF患者211例，其中男性104例，女性107例，年龄33～87岁。其中病因是心肌病(含扩张型心肌病)35例(男性17例，女性18例)，高血压41例(男性20例，女性21例)，风湿性心脏病24例(男性11例，女性13例)，冠心病51例(男性26例，女性25例)，急性心肌梗死(AMI)31例(男性16例，女性15例)和肺心病29例(男性14例，女性15例)。根据美国纽约心脏病学会(NYHA)的心功能分级标准，将心功能分为Ⅰ～Ⅳ级；还参照《中国心力衰竭诊断和治疗指南》2014版与2018版[1-2]的HF阶段的客观评定。另收集患有心血管疾病，但无HF的患者57例(心肌炎18例，心律失常18例，低危高血压21例)，男性28例，女性29例，年龄32～83岁，作为对照组，并将该组患者的心功能定为零级。将上述对象按照心功能分级分组：A组为疾病对照组(57例)，B组为心功能Ⅰ级患者组68例(男性33例，女性35例)，C组为心功能Ⅱ级患者组60例(男性31例，女性29例)，D组为心功能Ⅲ级患者组48例(男性23例，女性25例)，E组为心功能Ⅳ级患者组35例(男性17例，女性18例)。

HF患者的诊断标准[1-4]：根据病史、体格检查、心电图和胸片检查异常，NT-proBNP≥125 ng/L或BNP≥35 ng/L(急性心衰NT-proBNP≥300 ng/L或BNP≥100 ng/L)，超声心动图有心脏结构或功能异常等(分左室射血分数降低和中间值及保留的HF)。

疾病对照组的患者入选标准：患有心血管疾病(选取心肌炎和心律失常及低危高血压)[5]，但心功能正常，无舒张性HF，还排除近期发生AMI和心绞痛及扩张性心肌病患者。

1.2 试剂与仪器 NT-proBNP的化学发光试剂盒为深圳产；MR-proANP，和肽素及Gal-3的定量ELISA试剂盒为美国产；Big ET-1的定量ELISA试剂盒为奥地利产。检测仪器为Maglumi 4000 Plus的全自动化学发光仪(深圳新产业)，ST-360多功能酶标仪(上海科华)，彩色多普勒为GELOGIQ7型(美国)。

1.3 方法

1.3.1 标本采集：抽取被检者的早晨空腹静脉血3 ml(不抗凝)，1.5 h内离心(3 000 r/min，5 min，离心半径为8 cm)。如当天不能检测，将血清转移另管，放-20℃保存，30天内检测。

1.3.2 测定方法：血清NT-proBNP测定采用化学发光法(按说明书操作)；血清MR-proANP，Big ET-1及和肽素测定采用定量ELISA改进法[6-8]；血清Gal-3测定采用定量ELISA法(按说明书操作)。

1.4 统计学分析 采用IBM SPSS 23.0与SAS9.4统计软件进行数据分析。生物标志物的5组比较与HF的6种病因组比较都用单因素方差分析和LSD多重检验的两两比较，P<0.05为差异有统计学意义。每项结果对HF的诊断截点采用ROC分析[9]。ROC合并曲线图采用Multiple的多条折线图[10]。ROC AUC比较用SAS9.4的宏程序分析[11]，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

表1 不同组间5种HF生物标志物结果比较

注：每组间的两两比较，都有差异；C组vs D组，各项的P值分别为 0.046，0.030，0.018，0.004与0.036；D组vs E组，各项的P值分别为0.020，0.035，0.006，0.007与0.013；其它每两组比较各项P值都为0.000。

表2 HF不同病因组5种生物标志物检测结果

2.3 5种生物标志物对HF诊断的敏感度与特异度分析

2.3.1 5种生物标志物对HF诊断的ROC分析：血清5种生物标志物(NT-proBNP，MR-proANP，Big ET-1，和肽素与Gal-3)结果(每种生物标志物的非HF患者与HF患者)的ROC曲线分析，AUC为0.949 2～0.988 5，都具有较好的诊断HF的意义，P值均为0.000 0。ROC AUC的两两比较(运用SAS9.4的宏程序分析)，除和肽素与Gal-3的ROC AUC无差异(P=0.496 1)，其它9对都有差异(P=0.029 7，0.000 0，0.003 7，0.001 3，0.000 0，0.001 7，0.003 0，0.000 1和0.000 0)。其中NT-proBNP与MR-proANP的ROC AUC比较见图1。Big ET-1与Gal-3的ROC AUC比较见图2。P值为0.000 0～0.029 7，见表4。它们的ROC合并曲线图(采用Multiple的多条折线图)见图3。

表3 HF不同病因组5种生物标志物结果两两比较P值

注：A，B，C，D，E和F组分别为心肌病、高血压、风心病、冠心病、AMI和肺心病组。

本图是SAS 9.4的宏程序分析图，sensitivity为敏感度，specificity为特异度；method1为NT-proBNP的ROC曲线， method2为MR-proANP的ROC曲线， Model为模型曲线。

图1 NT-proBNP与MR-proANP的ROCAUC比较图

本图是SAS 9.4的宏程序分析图，sensitivity为敏感度，specificity为特异度；method1为Big ET-1的ROC曲线， method2为Gal-3的ROC曲线， Model为模型曲线。

图2 BigET-1与Gal-3的ROCAUC比较图

本图是SPSS的Multiple统计图，Sen为敏感度，Ospe为1-特异度；1～5分别为NT-proBNP，MR-proANP，Big ET-1，和肽素与Gal-3对HF诊断的ROC曲线。

图3 5种生物标志物对HF诊断的ROC曲线

2.3.2 5种生物标志物对HF诊断的敏感度与特异度的截点分析：血清5种HF生物标志物(NT-proBNP，MR-proANP，Big ET-1，和肽素与Gal-3)结果的ROC分析，部分截点对HF诊断的敏感度与特异度见表5。

表4 5种生物标志物对HF诊断的ROC AUC比较

表5 5种生物标志物对HF诊断截点的敏感度与特异度

2.4 5种生物标志物的联合检测分析 如果用NT-proBNP≥719.5 ng/L，MR-proANP≥192.5 pmol/L，Big ET-1≥3.45 pmol/L，和肽素≥14.0 pmol/L与Gal-3≥27.15 μg/L单项来诊断HF，敏感度为81.0%～89.1%，特异度为93%～100%。如采用这5种生物标志物联合检测，只要有2种达到上述诊断数值，则诊断为HF。研究的211例HF患者，有208例符合HF诊断，敏感度为98.6%。而研究的57例非HF患者有1例符合HF诊断，特异度为98.2%。

3 讨论

3.1 本研究结果显示Ⅰ～Ⅳ级HF各组的5种生物标志物水平都高于非HF的对照组，与国外报道相近[12-15]。

3.2 本组NT-proBNP，MR-proANP及和肽素结果还显示不同性别的HF患者有差异，前两项女性高于男性，和肽素是男性高于女性。5种生物标志物水平在不同级别HF(Ⅰ～Ⅳ级)中也有差异，都是随着级别增加而升高，与国内外报道相符[16-17]。

3.3 不同病因所引起HF患者的5种生物标志物水平有差异，两两比较大部分有差异。结果显示，NT-proBNP水平是AMI组(心肌病组)>肺心病组(冠心病组、风心病组与高血压组)，MR-proANP水平是AMI组(心肌病组)>肺心病组(风心病组、冠心病组与高血压组)，Big ET-1水平是AMI组>心肌病组(肺心病组与风心病组)>冠心病组(高血压组)，和肽素与Gal-3水平都是AMI组>肺心病组(心肌病组)>风心病组(冠心病组)>高血压组。所以笔者建议在不同病因所引起HF患者的5种生物标志物要进行Ⅰ～Ⅳ级的大样本调查，以便更准确地对HF患者进行诊断与疗效监测。

3.4 通过ROC分析，5种生物标志物的ROC AUC在0.949 2～0.988 5之间，都有较好的诊断效能。ROC AUC两两比较的10对中9对有差异，说明它们都有互补与较好的诊断效能。如用NT-proBNP≥719.5 ng/L，MR-proANP≥192.5 pmol/L，Big ET-1≥3.45 pmol/L，和肽素≥14.0 pmol/L与Gal-3≥27.15 μg/L来联合诊断HF患者，只要有2项符合即可诊断。敏感度为98.6%，特异度为98.2%，诊断符合率为98.5%，与国外报道一致[18]。所以笔者也建议要在不同病因与不同级别(Ⅰ～Ⅳ级)所引起HF患者的5种生物标志物的大样本和多中心调查，并经循证医学验证，而得出更佳的HF诊断截点。

3.5 本组研究认为应用化学发光法与定量ELISA法检测5种生物标志物来联合评价HF患者的心功能方面，是一项具有很好的敏感度与特异度的实验室诊断指标。它能为临床医生准确快速地诊断HF患者提供有用数据，所以在基层医院值得推广应用。