心力衰竭生物标志物中国专家共识.pdf
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1、中华检验医学杂志 2020 年2月第 43 卷第2期Chin J Lab Med, February 2020, Vol. 43, No. 2指南与共识心力衰竭生物标志物中国专家共识中国医疗保健国际交流促进会循证医学分会海峡两岸医药卫生交流协会老年医学专业委员会通信作者: 俞梦越, Email: Y【摘要】 心力衰竭 (以下简称 “心衰” ) 的发病率正在随着人口老龄化不断增加, 对其早期诊断和优化治疗非常重要。心衰生物标志物可以辅助心衰的预测、 早期诊断、 预后评估和指导治疗, 对心衰的防治非常重要。钠尿肽是发现最早和应用最广的心衰标志物, 在各项临床应用中均发挥重要的作用, 但其缺点在于不
2、同临床情境下特异度并不一致。近年来, 各种新型生物标志物不断问世, 为心衰的诊断和治疗提供了更多的帮助。本专家共识基于国内外最新临床指南、 专家共识以及临床研究, 对目前已在临床应用的心衰生物标志物进行总结, 希望能够为心衰生物标志物在临床的应用提供参考。【关键词】 心力衰竭; 生物标记; 促尿钠排泄肽类; 心钠素; 肌钙蛋白DOI:10.3760/cma.j.issn.10099158.2020.02.007Chinese expert consensus on biomarkers for heart failureEvidence Based Medicine Committee Aff
3、iliated to China International Exchange and Promotion Associationfor Medical and Healthcare, Committee Geriatric Medicine Affiliated to Crossstraits Medicine ExchangeAssociationCorresponding author: Yu Mengyue, Email:Y【Abstract】Themorbidity and mortality of heart failure (HF) are increasing with the
4、 rise of lifeexpectancy in recent years, which emphasize the early diagnosis and optimal treatment. Biomarkers for HFplay an important role in the prediction, diagnosis, prognosis and treatment guiding of HF. Natriureticpeptide (NP) is the most widely used biomarkers for HF. However, NP is not an id
5、eal biomarker due to lowspecificity. Recently, more biomarkers were found to be valuable on the basis of NP in the evaluation of HF.This consensus summarized the biomarkers for HF according to latest clinical guidelines, expert statementsand clinical trials. It is meant to provide reference in the a
6、pplication ofbiomarkers for HF.【Keywords】Heart failure;Biomarkers;Natriuretic peptides;Atrial natriuretic factor;TroponinDOI:10.3760/cma.j.issn.10099158.2020.02.007心力衰竭 (以下简称 “心衰” ) 是所有心血管疾病的必然终点, 心衰的早期诊断、 疗效评估对于患者的治疗方案选择和预后有很大的意义。心衰涉及神经内分泌激素激活、 心肌牵拉、 心肌损伤、 心脏基质重构、 炎症、 氧化应激及肾功能不全等病理生理学过程, 其中每个方面均涉及相
7、关生物标志物。早 在 20 余 年 前 , B 型 钠 尿 肽(Btype natriureticpeptides, BNP) 已经开始作为心衰诊断的标志物被广泛应用。近年来, 一些新型生物标志物也开始应用于心衰的诊断和疗效监测。本专家共识拟对目前已在临床应用的心衰生物标志物进行总结, 希望能够为生物标志物的临床应用提供参考, 为心衰的预防、 诊断和精准治疗提供更多的依据。为保持与现行临床指南的一致性, 本专家共识做出的推荐基于近年来各大医学协会公布的基于循证医学证据的临床指南或共识14, 对于尚未经过指南推荐但存在较高价值的议题, 本共识也将列出作为参考。本专家共识证据推荐分为以下四个等级:
8、 类推荐指经过多项指南或共识推荐或多项大型研究证实存在可靠的检验价值的证据; a类推荐指经过指南或共识推荐或多项研究证实存在一定的检验价值的证据; b类推荐指研究证实存在一定的检验价值, 但未得到指南或共识推荐的证据; 类推荐指指南或共识不推荐或大型研究未能证实其检验价值的证据。既往指南或共识中对心衰标志物的临床应用和推荐等级见表1。 130中华检验医学杂志 2020 年2月第 43 卷第2期Chin J Lab Med, February 2020, Vol. 43, No. 2DOI:10.3760/cma.j.issn.10051201.2020.0.001一、 常用心衰生物标志物的病理
9、生理学作用生物标志物可以指导心衰的诊断、 预后以及疗效的监测。临床应用的生物标志物应符合以下特点: 可重复、 准确地测量, 生化结构稳定, 测试时间短, 价格合理, 能够在常规检查的基础上提供额外的信息, 可反映诊断、 预后或指导治疗, 有较高的敏感度或特异度。本共识所讨论的心衰生物标志物均符合以上特点, 按照其病理生理学机制分类如下。(一) 心肌损伤和心肌负荷标志物由于心输出量下降, 心衰患者可能出现氧供失衡, 心脏前负荷的逐步增加会使氧供失衡进一步恶化, 进而发生心肌缺血及心肌损伤。因此, 心肌损伤标志物肌钙蛋白T (troponinT, TnT) 和肌钙蛋白I(troponin I, T
10、nI) 与心衰的病程进展有很大相关性,两 者 均 为 特 异 性 的 心 肌 肌 钙 蛋 白(cardiactroponin, cTn) 。尽管很多心衰患者同时患有冠心病, 但是, TnI/TnT的动态变化仍然是心衰患者预后不良的重要体现, 在无冠心病的患者中, 这些提示作用更为显著5。然而, 仅有6%10%的心衰患者会出现cTn阳性, 其敏感度较低。高敏肌钙蛋白(high sensitive cTn, hscTn) 问世后, 90%以上的患者都可以检测到hscTn的表达, 有效提高了cTn在心衰诊疗过程中的敏感度, 使得hscTn能在更多的心衰患者中发挥评估作用。钠尿肽 (natriuret
11、ic peptides,NP) 是反映心肌容量负荷最经典的标志物, 反映室壁压力变化情况。心房钠尿肽 (atrial natriuretic peptide, ANP) 主要由心房肌细胞分泌, 储存在心房颗粒中; 不同于ANP, BNP由心室肌细胞分泌后即入血, 因此更适合作为心衰的生物标志物6。BNP前体形成后被水 解 为 BNP 和 无 活 性 的 N 末 端 前 体 BNP(Nterminal proBNP, NTproBNP) , BNP由血清中的钠尿肽受体C和中性内肽酶降解, NTproBNP在肌肉、 肝脏等组织器官中降解7。BNP与NTproBNP的应用价值相当, 但NTproBN
12、P的半衰期长于BNP(120 min比20 min) , 此外, NTproBNP含量受脑啡肽酶抑制剂等药物的影响更小, 因此更适合心衰药物治疗期间, 监测疗效。(二) 炎症介质及心肌纤维化标志物组织损伤通常可以引发自身炎症反应, 炎症反应的组分 (包括促炎因子、 细胞黏附因子、 趋化因子) 能够参与应激反应和组织修复过程, 但长期的慢性炎症反应同样导致心肌纤维化和心衰的进展。细胞表面受体可以被蛋白酶降解并分泌入血, 与其他入血的炎症因子一起可以作为心衰的潜在生物标志物。近些年来, 这些生物标志物得到大量研究, 已被证明与心衰病程显著相关的标志物包括:C反应蛋白 (C reactive pro
13、tein,CRP) 、 肿瘤坏死因子 (tumor necrosis factor,TNF)、 白 介 素 1(interleukin 1, IL1) 、 白介素6 (interleukin6, IL6)等经典炎症因子8。此外, 一些新型的炎症标志物同时能够直接参与心肌纤维化和心肌重构的病理生理过程, 也被证实能够作为心衰生物标志物。生长分化因子 15(growth differentiation factor 15,GDF15) 是一种跨膜蛋白, 能够作为细胞损伤和炎症反应的标志物;肿瘤生成抑制因子 2 (suppression of tumorigenicity2, ST2) 是IL1家族
14、中的一员, 膜结合ST2与IL33的结合能够发挥抗心肌肥厚和抗纤维化作用, 而可溶性ST2 (soluble ST2, sST2) 则发挥相反作用910;半乳糖凝集素3 (glactin3, Gal3) 能够激活巨噬细胞和促进纤维增殖11。这些新型的标志物均与心衰病程有显著相关性。(三) 心肌重构标志物心肌重构表现为心脏的大小、 形状和收缩力随着心衰病程逐步改变的过程, 是心衰病程中最主要的解剖学特点。在组织学方面, 心肌重构涉及心肌细胞的肥大、 凋亡和心脏间质细胞的增殖, 后者还会引起心肌细胞外间质 (如胶原纤维) 的堆积。因此, 心肌重构可以通过检测分泌到血液中的细胞外间质的表达量和活性来
15、反映, 这些分泌物包括胶原的代谢产物和影响基质代谢的基质金属蛋白酶(matrix metalloprotein protein,MMP) 及其抑制剂。表1ACC/AHA/HFSA2017年心衰指南对心衰生物标志物临床应用的推荐标志物BNP/NTproBNPTnI/TnTsST2,Gal3临床应用诊断住院期间预后预防出院后预后指导治疗住院期间预后慢性心衰预后推荐等级aabb证据等级AABBBAB注: BNP示B型钠尿肽, NTproBNP示N末端前体BNP, TnI示肌钙蛋白I, TnT示肌钙蛋白T, sST2示可溶性肿瘤生成抑制因子2; Gal3示半乳糖凝集素3; ACC示美国心脏病学院; A
16、HA示美国心脏协会; HFSA示美国心衰学会 131中华检验医学杂志 2020 年2月第 43 卷第2期Chin J Lab Med, February 2020, Vol. 43, No. 2近年来, MMP在评估心肌重构中的应用得到了广泛研究, MMP及其抑制剂的水平以及二者之间的比值被认为与心肌重构的进程存在较大的相关性,对心衰患者的预后有一定的指导价值。(四) 神经内分泌激素系统性的神经内分泌激活是心衰发病过程中的重要病理生理机制。心功能不全发生时,肾素血管紧张素醛固酮系统(reninangiotensinaldosterone system,RAAS)和交感神经系统相继激活, 其引起
17、的血管收缩和水钠潴留在短期内可以提高心输出量, 但其持续升高会导致心脏负荷增加和心肌重构, 导致心功能恶化和心衰进展。血清中神经内分泌激素的含量能够反映心衰患者病情的严重程度, 能够作为心衰的生物标志物。无论是否存在症状, 心衰患者血清中去甲肾上腺素和醛固酮的含量均显著增加12, 并随着病情的进展进一步升高13。然而, 神经内分泌激素的测量存在一定难度, 客观上限制了其作为心衰生物标志物的临床应用。(五) 其他标志物微小RNA和其他非编码RNA在心衰的调节过程中也发挥重要作用, 在血清中较为稳定14, 也可以作为心衰的生物标志物。二、 心衰生物标志物在临床中的应用(一) 预测心衰的发生心衰的发
18、病率与年龄呈正相关, 50岁以下人口心衰的发病率25%, 同时cTn较基线值上升50%, 也是预测心衰发生的重要指标24。此外, 其他研究也证实, BNP/NTproBNP联合TnT/TnI及肾功能不全的标志物胱抑素C、 UACR等也能够预测心衰的发生22。同时, BNP、 hsTnI和炎症指标sST2, GDF15结合也是新发心衰的预测因子21。结合多项研究结果, 预测心衰的最佳标志物组合是BNP/NTproBNP、 TnT/TnI及UACR21, 2528。推荐:测量心肌负荷标志物 (BNP) 、 心肌损伤标志物 (cTn) 、 肾功能不全标志物能有效预测心衰的发生, 联合测量能显著提高预
19、测价值。(类推荐)BNP/NTproBNP单独应用或联合TnT/TnI或联合UACR对新发心衰有一定的预测作用。(类推荐)BNP/NTproBNP, TnT/TnI 联合炎症指标sST2, GDF15对新发心衰有一定的预测作用。(a类推荐)单独应用肾功能不全标志物 (胱抑素C,UACR) 、 炎症因子 (TNF, IL6, CRP或Gal3) 对新发心衰的预测作用较弱。(b类推荐)(二) 心衰的诊断 132中华检验医学杂志 2020 年2月第 43 卷第2期Chin J Lab Med, February 2020, Vol. 43, No. 2生物标志物联合临床表现可以极大地提高心衰诊断的准
20、确性。BNP/NTproBNP是目前最有价值的心衰诊断生物标志物, 可用于多种类型的心衰诊断, 包括无症状性心衰、 慢性失代偿性心衰和急性失代偿性心衰29。1. 急性失代偿性心衰的诊断: 包括 BNP/NTproBNP和sST2。BNP/NTproBNP: NP 是急性心衰最重要的生物标志物, 其价值在于极高的敏感性和阴性预测值, 因此BNP低于100 pg/ml30和NTproBNP低于各年龄层界值31(见下文) 是排除急性失代偿性心衰的可靠标准, 但同时应注意, 也有一小部分心衰患者BNP升高水平有限, 如过度肥胖、 心包炎/心包填塞、 终末期心肌病以及某些遗传因素等。但是,多种临床情境均
21、可导致NP的上升, 包括高龄、 急性冠脉综合征、 肾功能不全、 房颤、 肺高压、 急性肺栓塞、 贫血、 脓毒血症、 二尖瓣反流以及应用特定药物(如重组钠尿肽、 脑啡肽酶抑制剂) 等32, 因此其特异性较差, 这也导致NP诊断心衰的界值较难确定,尤其是在伴有以上混杂因素时, 其诊断界值相应提高。但是, 不论何种情境的BNP升高, 均提示心脏的容量负荷出现升高, 即使当时不能诊断为心衰,也提示未来心衰的发病风险提高。目前多推荐BNP大于400 pg/ml或NTproBNP大于各年龄层界值 应 考 虑 心 衰 的 诊 断33。 目 前 推 荐 对 BNP /NTproBNP的诊断界值推荐见表2。sS
22、T2: sST2在急性心衰的诊断中有重要的辅助作用。与BNP不同, sST2的表达量不受年龄、 BMI、房颤、 冠心病等因素的影响, 具有较高特异度。对于同时伴有心衰症状和BNP/NTproBNP升高的患者, sST2可进一步辅助急性心衰的诊断。若sST235 ng/ml, 仅有10%以内的患者发生了急性心衰, 应考虑是否存在其他混杂因素, sST2介于3570 ng/ml时, 急性心衰的可能性达到40%左右, 但病情严重程度较低, sST2大于70 mg/ml时, 提示急性心衰可能性较大, 且患者的炎症反应和心肌纤维化机制已被过度激活, 需要加强抗心肌重构治疗3536。需要注意的是, sST
23、2作为炎症指标, 在并发感染性疾病或自身免疫疾病时, 特异度会受到较大影响。推荐:BNP和NTproBNP可用作急性心衰的诊断标志物, 尤其在临床情况不明了的情况下, 具有很高的阴性预测值。(类推荐)BNP100 pg/ml可用于排除急性失代偿性心衰的诊断, 有较高的阴性预测值。(类推荐)NTproBNP 可用作急性心衰标志物, 界值450 pg/ml (400 pg/ml 或 NTproBNP450 pg/ml(50岁) , 900 pg/ml (5075岁) , 1 800 pg/ml (大于75岁) 应考虑心衰的诊断。(a类推荐)房颤或脓毒血症时BNP对心衰的诊断价值有限。(b类推荐)s
24、ST2对急性失代偿性心衰的诊断有重要的辅助作用, 具有较高的阴性预测值。(a类推荐)2.HFpEF的诊断: 包括心肌负荷标志物、 心肌表2BNP/NTproBNP应用于排除和诊断急性心衰时的推荐界值34组别排除急性心衰BNPNTproBNP诊断急性心衰单一界值法BNPNTproBNP复合界值法BNPNTproBNP界值3050 pg/ml100 pg/ml900 pg/ml400 pg/ml (诊断)450 pg/ml (50岁)900 pg/ml (5075岁)75岁)敏感度97%99%90%90%90%-63%90%90%90%特异度-76%85%73%-91%84%84%84%阳性预测值
25、-79%76%75%-86%88%88%88%阴性预测值96%99%89%94%90%-74%66%66%66%注: BNP示B型钠尿肽; NTproBNP示N末端前体BNP;“-” 示无相关数据 133中华检验医学杂志 2020 年2月第 43 卷第2期Chin J Lab Med, February 2020, Vol. 43, No. 2负荷标志物以及多种标志物结合对 HFpEF 的诊断。HFpEF的诊断尚缺乏公认的可靠标准, 目前将之定义为出现心衰症状但射血分数(ejectionfraction, EF) 未出现显著降低的临床情况, 具有很强的主观性。因此, 结合生物标志物对HFpEF
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