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        慢性心力衰竭患者血清SDC4、CatS水平與心室重構(gòu)及預(yù)后的關(guān)系

        2022-07-18 09:14:22張海平趙靜敏屠艷輝劉京杜雪莉何靖蕊
        疑難病雜志 2022年7期
        關(guān)鍵詞:胞外基質(zhì)亞組性反應(yīng)

        張海平,趙靜敏,屠艷輝,劉京,杜雪莉,何靖蕊

        慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)一直是心血管領(lǐng)域治療學(xué)的難題,我國(guó)35歲及以上人群中CHF患者約1 370萬例,中重度CHF病死率高達(dá)50%,疾病負(fù)擔(dān)嚴(yán)重[1]。目前CHF發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,臨床普遍使用心臟動(dòng)力學(xué)標(biāo)志物B型腦利鈉肽(B-type brain natriuretic peptide,BNP)對(duì)CHF進(jìn)行診斷和預(yù)后評(píng)估,但BNP易受諸多非心源性疾病影響,還需開發(fā)其他生物標(biāo)志物,以進(jìn)一步闡明CHF發(fā)生發(fā)展機(jī)制[2]。心室重構(gòu)是CHF基本病理生理表現(xiàn),與炎性反應(yīng)、心肌成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)重塑等密切相關(guān)[3]。多配體蛋白聚糖4(syndecan-4,SDC4)是一種跨膜糖蛋白,能結(jié)合多種配體介導(dǎo)炎性反應(yīng)、細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)黏附[4]。研究發(fā)現(xiàn),SDC4在糖尿病性心肌病小鼠中升高,并與小鼠心臟功能損害密切相關(guān)[5]。組織蛋白酶S(cathepsin S,CatS)是一種半胱氨酸蛋白酶,能通過水解肽鏈降解蛋白質(zhì)介導(dǎo)炎性反應(yīng)、細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)重塑等過程[6]。研究發(fā)現(xiàn),CatS在糖尿病合并冠心病患者中升高,是糖尿病合并冠心病患者并發(fā)心力衰竭的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[7]。目前,關(guān)于血清SDC4、CatS與CHF患者心室重構(gòu)及預(yù)后的關(guān)系尚缺乏報(bào)道,現(xiàn)分析CHF患者血清SDC4、CatS水平變化,探討二者與心室重構(gòu)及預(yù)后的關(guān)系,報(bào)道如下。

        1 資料與方法

        1.1 臨床資料 選取2020年1月—2021年8月唐山市人民醫(yī)院心內(nèi)科收治的182例CHF患者為CHF組。男98例,女84例,年齡36~82(62.69±10.48)歲;體質(zhì)量指數(shù)18~28(22.57±2.13)kg/m2;紐約心臟病協(xié)會(huì)(New York Heart Association,NYHA)分級(jí)[8]:Ⅰ級(jí)53例,Ⅱ級(jí)54例,Ⅲ級(jí)45例,Ⅳ級(jí)30例。另選取同期醫(yī)院體檢健康者52例為健康對(duì)照組,男28例,女24例,年齡45~83(60.92±8.60)歲;體質(zhì)量指數(shù)18~26(22.41±1.95)kg/m2。2組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)等資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。CHF組根據(jù)隨訪6個(gè)月預(yù)后情況再分為預(yù)后不良亞組56例與預(yù)后良好亞組126例。預(yù)后不良亞組患者年齡、病程、NYHA分級(jí)≥Ⅲ級(jí)比例、BNP、LVEDD、RVD、LVMI水平高于預(yù)后良好亞組,LVEF、LVFS低于預(yù)后良好亞組(P<0.01),見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2020-024),受試者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

        表1 預(yù)后良好亞組及預(yù)后不良亞組CHF患者臨床資料比較

        1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn):①符合“慢性心力衰竭基層診療指南(2019年)”[8]中CHF診斷標(biāo)準(zhǔn);②年齡≥18歲。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①臨床資料不完整;②急性心力衰竭;③妊娠期及哺乳期婦女;④合并造血、免疫系統(tǒng)損害;⑤合并嚴(yán)重肝腎功能不全;⑥惡性腫瘤;⑦先天性心臟疾??;⑧院內(nèi)死亡。

        1.3 觀測(cè)指標(biāo)與方法

        1.3.1 血清BNP、SDC4、CatS水平檢測(cè):患者入院后次日清晨和健康對(duì)照組體檢時(shí)采集空腹肘靜脈血6 ml,離心取上清存于-80℃冰箱內(nèi)待檢。采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血清BNP、SDC4、CatS水平,試劑盒購(gòu)自武漢華美生物工程有限公司,所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

        1.3.2 心室重構(gòu)指標(biāo):CHF患者入院后12 h內(nèi)采用深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司生產(chǎn)的DC-N2T型彩色多普勒超聲診斷儀(探頭頻率2~4 MHz,幀頻>60/s)進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查。協(xié)助患者取左側(cè)臥位,二維超聲在心尖四腔心切面以單平面Simpson法測(cè)定左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF);取胸骨旁左心室長(zhǎng)軸M型超聲測(cè)量左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness,LVPWT)、左心室短軸縮短率(left ventricular fractional shortening,LVFS)、左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic diameter,LVEDD)、舒張期末室間隔厚度(interventricular septal thickness,IVST);取胸骨旁右心室流入道長(zhǎng)軸切面M型超聲記錄右心室內(nèi)徑(right ventricular diameter,RVD)。采用校正Devereux公式計(jì)算左心室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index,LVMI)=0.8×{1.04×[(IVST+LVEDD+LVPWT)3-LVEDD3]}/體表面積[9],超聲心動(dòng)圖檢查所有參數(shù)均連續(xù)測(cè)量3個(gè)心動(dòng)周期,取平均值。

        1.3.3 預(yù)后情況:CHF患者入院后根據(jù)診療指南[8]接受相關(guān)治療,病情穩(wěn)定出院后通過門診或電話隨訪6個(gè)月,統(tǒng)計(jì)心源性死亡和再發(fā)CHF入院比例。182例CHF患者中心源性死亡22例,再發(fā)CHF入院34例。

        2 結(jié) 果

        2.1 各組血清SDC4、CatS水平比較 CHF組血清SDC4、CatS水平高于健康對(duì)照組,預(yù)后不良亞組血清SDC4、CatS水平高于預(yù)后良好亞組(P<0.01),見表2。

        表2 組間及亞組間血清SDC4、CatS水平比較

        2.2 2組BNP水平及心室重構(gòu)指標(biāo)比較 CHF組 BNP水平、LVEDD、RVD、LVMI高于健康對(duì)照組,LVEF、LVFS低于健康對(duì)照組(P<0.01),見表3。

        表3 CHF組與健康對(duì)照組BNP水平及心室重構(gòu)指標(biāo)比較

        2.3 CHF患者血清SDC4、CatS水平與BNP水平、心室重構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性 Pearson/Spearman相關(guān)性分析顯示,CHF患者血清SDC4、CatS水平與BNP、LVEDD、RVD、LVMI呈正相關(guān),與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān)(P<0.01),見表4。

        表4 CHF患者血清SDC4、CatS水平與BNP水平、心室重構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性

        2.4 CHF患者預(yù)后不良的多因素Logistic回歸分析 將表1~3中P<0.05者為自變量,以預(yù)后為因變量,多因素Logistic回歸分析顯示,病程長(zhǎng)、NYHA分級(jí)≥Ⅲ級(jí)、LVEDD高、LVMI高、SDC4高、CatS高為CHF患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,LVEF高為獨(dú)立保護(hù)因素(P<0.01),見表5。

        表5 CHF患者預(yù)后不良的多因素Logistic回歸分析

        2.5 血清SDC4、CatS水平對(duì)CHF患者預(yù)后不良的預(yù)測(cè)價(jià)值 ROC曲線顯示,血清SDC4、CatS水平聯(lián)合預(yù)測(cè)CHF患者預(yù)后不良的AUC大于SDC4、CatS單獨(dú)預(yù)測(cè)(Z=2.832、3.100,P=0.005、0.002),見表6、圖1。

        表6 血清SDC4、CatS水平對(duì)CHF患者預(yù)后不良的預(yù)測(cè)價(jià)值

        圖1 血清SDC4、CatS水平預(yù)測(cè)CHF患者預(yù)后不良的ROC曲線

        3 討 論

        CHF是在原有慢性心臟疾病上發(fā)展至心力衰竭癥狀和體征的一組復(fù)雜臨床綜合征,以呼吸困難、乏力和液體潴留為主要臨床表現(xiàn),近年來隨著人口老齡化加劇和急性心血管疾病診療的進(jìn)展,CHF患病率逐年上升[10]。盡管近年來CHF患者藥物治療取得了進(jìn)展,出現(xiàn)了鳥苷酸環(huán)化酶激活劑、竇房結(jié)起搏電流通道阻滯劑、選擇性鈉—葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑等藥物,但仍有部分患者療效欠佳。另一方面,晚期CHF雖然可采取心臟移植療法,但受限于心臟供體和技術(shù)等原因,不能普遍開展,因此CHF患者預(yù)后不容樂觀[11]。本研究中,182例患者在病情穩(wěn)定出院后,仍有30.77%(56/182)的患者在6個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)心源性死亡或再發(fā)CHF入院,也提示CHF患者預(yù)后較差。早期評(píng)估CHF患者預(yù)后有助于指導(dǎo)個(gè)體化治療,降低醫(yī)療費(fèi)用和改善預(yù)后。

        心室重構(gòu)指心室持續(xù)發(fā)生大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的改變過程,涉及成纖維細(xì)胞增殖和分化、炎性反應(yīng)、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)激活、心肌細(xì)胞外基質(zhì)增多或過度沉積、心肌細(xì)胞凋亡等機(jī)制,是決定CHF預(yù)后的主要因素[3]。SDC4是細(xì)胞表面硫酸乙酰肝素蛋白聚糖家族的一個(gè)成員,由核心蛋白和糖胺聚糖側(cè)鏈組成,廣泛表達(dá)于多個(gè)組織中,參與調(diào)控細(xì)胞與細(xì)胞間作用、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)作用及細(xì)胞增殖、黏附、分化、遷移等功能[4]。在主動(dòng)脈弓縮窄誘導(dǎo)的小鼠心力衰竭模型中,SDC4基因被敲除后,心力衰竭小鼠心肌細(xì)胞明顯縮小,左心室功能明顯惡化[12]。另一項(xiàng)主動(dòng)脈束帶誘導(dǎo)的小鼠心肌肥厚模型中,敲除SDC4基因的小鼠舒張功能被動(dòng)增加反應(yīng)明顯減弱[13]。上述研究提示,SDC4對(duì)心臟功能具有保護(hù)作用。臨床多采用心臟彩色超聲評(píng)估CHF患者心功能和心室重構(gòu)情況,心室重構(gòu)后可表現(xiàn)為RVD、LVEDD、LVMI升高,LVFS、LVEF降低。BNP主要由心房細(xì)胞分泌,心肌受損后會(huì)立即釋放進(jìn)入血液,是反映心肌容量負(fù)荷和預(yù)后最經(jīng)典的標(biāo)志物[2]。本研究結(jié)果顯示,CHF患者血清SDC4水平明顯升高,與BNP、LVEDD、RVD、LVMI呈正相關(guān),與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān),提示血清SDC4升高參與CHF發(fā)生,并與CHF患者心室重構(gòu)有關(guān)。這與既往實(shí)驗(yàn)結(jié)論中SDC4在心臟中發(fā)揮保護(hù)作用不一致。研究表明,SDC4在近質(zhì)膜區(qū)存在酶切位點(diǎn),在炎性反應(yīng)、細(xì)胞外基質(zhì)的作用下能從胞外區(qū)脫落進(jìn)入體液中[14]。因此筆者推測(cè)是CHF發(fā)生后激活的炎性反應(yīng)和細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)引起SDC4大量脫落至體液,導(dǎo)致SDC4對(duì)心臟保護(hù)作用降低,故血清SDC4水平越高患者心室重構(gòu)情況越嚴(yán)重。近期實(shí)驗(yàn)也表明,SDC4能通過結(jié)合心臟成纖維細(xì)胞,保護(hù)骨橋蛋白不被凝血酶切割而發(fā)揮抑制心臟纖維化和保護(hù)心功能作用,但當(dāng)SDC4從胞外區(qū)脫落后這種保護(hù)作用就會(huì)喪失,從而導(dǎo)致心臟纖維化和心室重構(gòu)[15]。

        CatS是半胱氨酸蛋白酶家族的主要成員之一,具有木瓜蛋白酶家族相似晶體結(jié)構(gòu),主要表達(dá)于組織相容性復(fù)合物Ⅱ的細(xì)胞中,不僅能通過降解蛋白質(zhì)參與細(xì)胞外基質(zhì)重塑,還在機(jī)體炎性反應(yīng)、細(xì)胞增殖、血管生成、組織修復(fù)等病理生理中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[16]。研究發(fā)現(xiàn),心肌缺血/再灌注損傷后左心室組織中CatS表達(dá)顯著上調(diào),抑制CatS表達(dá)能通過抑制白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表達(dá)和細(xì)胞凋亡減輕心肌缺血/再灌注損傷,保護(hù)心臟功能[17]。在左前降支冠狀動(dòng)脈結(jié)扎制備的小鼠心肌梗死模型中,CatS于受損心臟中高度表達(dá),使用小干擾RNA敲低CatS基因能縮小梗死區(qū)域,并逆轉(zhuǎn)細(xì)胞外基質(zhì)更新、降解紊亂誘導(dǎo)的心室重構(gòu)[18]。本研究結(jié)果顯示,CHF患者血清CatS水平明顯升高,與BNP、LVEDD、RVD、LVMI呈正相關(guān),與LVEF、LVFS呈負(fù)相關(guān),提示CatS升高參與CHF發(fā)生,并與CHF患者心室重構(gòu)有關(guān),分析與CatS能通過多種機(jī)制參與心室重構(gòu)有關(guān)。CatS能通過激活核因子κB信號(hào)通路增加IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎細(xì)胞因子表達(dá),促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡導(dǎo)致心室重構(gòu)[19]。CatS能通過激活Smad2、Smad3促進(jìn)成纖維細(xì)胞分化和破壞細(xì)胞外基質(zhì)更新、降解平衡,導(dǎo)致心室重構(gòu)[20]。本研究結(jié)果還顯示,BNP并不是CHF患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,既往研究也指出,BNP并不能反映心力衰竭患者預(yù)后,可能與BNP半衰期時(shí)間較短且易受藥物影響有關(guān)[21]。心室重構(gòu)是決定CHF患者預(yù)后的主要因素,本研究中血清SDC4、CatS水平與心室重構(gòu)密切相關(guān),因此筆者推測(cè)血清SDC4、CatS水平能反映CHF患者預(yù)后。本研究結(jié)果也顯示,血清SDC4、CatS水平隨著CHF預(yù)后不良風(fēng)險(xiǎn)增加而升高,說明血清SDC4升高參與CHF患者預(yù)后不良發(fā)生。ROC結(jié)果發(fā)現(xiàn),血清SDC4、CatS水平均對(duì)CHF患者預(yù)后不良具有一定預(yù)測(cè)價(jià)值,提示SDC4、CatS可能成為CHF患者預(yù)后不良新的預(yù)測(cè)標(biāo)志物,并且血清SDC4、CatS水平聯(lián)合預(yù)測(cè)CHF患者預(yù)后不良的AUC較單項(xiàng)預(yù)測(cè)的AUC明顯增加。

        綜上所述,CHF患者血清SDC4、CatS水平升高,與心室重構(gòu)和預(yù)后不良密切相關(guān),可作為CHF患者預(yù)后不良的輔助預(yù)測(cè)指標(biāo)。但還需前瞻性多中心研究進(jìn)一步證實(shí),深入研究血清SDC4、CatS參與心室重構(gòu)并影響CHF患者預(yù)后不良的機(jī)制。

        利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

        作者貢獻(xiàn)聲明

        張海平:研究構(gòu)思,統(tǒng)計(jì)分析,論文撰寫;趙靜敏:課題設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)獲取,論文終審;屠艷輝、劉京、杜雪莉、何靖蕊:課題設(shè)計(jì),參與撰寫,論文修改

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