心脏病学实践.2020·第四分册:心肌病与心力衰竭
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三、生物标志物在心力衰竭中的分类

理想的HF生物标志物应该反映某个特定的病因所导致的心血管反应,提供心脏受累的早期信息,从而有助于HF临床前阶段的疾病筛查,帮助HF诊断,确定HF的严重程度,评估未来事件的风险,指导治疗。依据HF的病理生理机制,生物标志物可以分为以下几类(表 1):

表1 基于HF病理生理学的生物标记物分类

(一)神经内分泌激素

全身神经内分泌激素的激活是参与HF进展的基本机制。当心血管稳态被打乱时,神经内分泌激素系统被激活,如肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感神经系统,这些神经激素的产生和释放与动脉充盈不足有关,它可能代表了生存条件对机体有威胁的反应,如脱水或失血等。虽然神经激素介导的血管收缩以及钠水潴留在短期内发挥了积极的作用,但是其持续的激活会导致心脏负荷增加,引起心脏重构,最终导致HF。

一般来说,血液神经激素水平可以反映疾病的严重程度,即使是无症状的左心室功能障碍患者也有神经激素水平升高。当心衰症状出现时,它们会根据严重程度升高。虽然血液中神经激素水平与心衰患者的临床病程之间的密切联系已被证实,但检测神经激素需要复杂的化验和检测过程使临床应用不切实际。

(二)细胞外基质重构

心脏重构是指由心肌损伤或心肌壁应力增加引起的心脏大小、形状和功能的一系列渐进变化。心肌重构是HF发生和发展的主要因素。它包括心肌细胞和细胞外基质(ECM)成分的改变。后者由错综复杂的胶原纤维组成,胶原纤维在维持心脏结构和功能的完整性方面起着至关重要的作用。ECM重构后可以在血液中检测到相关分子,包括胶原代谢产物、促进纤维化的因子和基质重塑酶等。

(三)炎症和氧化应激调节因子

组织损伤会引发炎症反应,促炎因子及其受体、细胞黏附分子和趋化因子都参与其中,以帮助修复组织损伤。这种反应涉及Toll样受体,它可识别由细胞损伤或死亡、氧化产物或受损的ECM释放的内源性宿主物质。这些受体的激活导致炎症反应发生。当炎症反应持续时,对心脏结构和功能产生不利影响。在炎症过程中,大量释放进入血液的炎症调节因子可以作为有效的生物标记物评估HF风险,揭示HF病理生理过程。

(四)心肌损伤和应力分子

在HF患者中,心肌氧供可能因心排出量降低或舒张压降低导致冠状动脉灌注减少而受到影响。当心室壁应力升高、神经激素介导的心率加快和收缩力增强而使需氧量增加时,氧供应往往会相对不足。这种供需失衡造成心肌缺血进而心肌细胞受损,特别是在脆弱的心内膜下区域。损伤后的心肌细胞会释放出肌丝蛋白如肌钙蛋白T(cTnT)和肌钙蛋白I(cTnI)。此外,当心脏容量负荷或者压力负荷增加的时候,心脏舒张末期压力也会升高,从而促使心肌细胞分泌B型钠利尿肽(BNP)、N末端B型钠利尿肽(NT-proBNP)释放入血。血液中上述细胞损伤、应力分子的增加与HF的发生、发展均具有明显的相关性。

(五)其他生物标志物

MicroRNAs是一种短的非编码RNA序列,通过靶向mRNA序列的3’ 非翻译区,在转录后水平上调控基因表达。它们在循环中稳定,并已被探索为冠心病、心肌梗死、高血压、糖尿病、病毒性心肌炎和HF的潜在生物标记物。