王 鑫，李曉琪，遲偉群 綜述，劉 禹 審校

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院檢驗科，黑龍江哈爾濱 150001

近年來，隨著腫瘤診療技術(shù)的快速發(fā)展，腫瘤患者的病死率大幅下降。人們對于腫瘤的治療方式和預(yù)后要求也從最開始的密集治療要求延長生命，轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N藥物聯(lián)合應(yīng)用力求降低預(yù)后風(fēng)險、保證生存質(zhì)量。心臟毒性是腫瘤化療最嚴(yán)重的不良反應(yīng)之一，可產(chǎn)生于治療期間或治療后無病生存期內(nèi)。判斷心臟毒性的金標(biāo)準(zhǔn)是心臟活檢，但此方法風(fēng)險高，難以在臨床常規(guī)開展。目前臨床常用心電圖、超聲心動圖等方式發(fā)現(xiàn)心臟毒性，但及時性和敏感性較低，往往會造成對心臟損傷程度的預(yù)判不足。

心臟毒性由多種機(jī)制調(diào)控，心臟損傷的標(biāo)志物包括傳統(tǒng)生物標(biāo)志物、新型生物標(biāo)志物和潛在生物標(biāo)志物，涵蓋了包括炎癥、細(xì)胞損傷、心肌缺血、血管重構(gòu)等不同損傷機(jī)制涉及的指標(biāo)。這些指標(biāo)有望指導(dǎo)臨床盡早發(fā)現(xiàn)心臟損傷，及時調(diào)整用藥，避免不良后果。

1 化療相關(guān)心臟毒性

化療相關(guān)心臟毒性是指患者在接受化學(xué)藥物治療時，所產(chǎn)生的心臟相關(guān)的毒性作用。這一概念最早被人類認(rèn)知是在20世紀(jì)60年代[1]。隨著腫瘤的高發(fā)，這一問題越來越引起人們的關(guān)注。目前，心臟毒性主要被分為兩類：Ⅰ型為直接性心臟毒性，其損傷情況與累積劑量相關(guān)，以蒽環(huán)類藥物為主要誘因；Ⅱ型為間接性心臟毒性，其損傷情況與累積劑量無關(guān)，以曲妥珠單抗為主要誘因[2]。盡管心臟毒性產(chǎn)生的具體機(jī)制仍不清楚，但研究顯示，化療藥物可通過誘導(dǎo)DNA損傷、過度氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等方式調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡、自噬、壞死和焦亡的發(fā)生[3]，從而引起左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)改變、腫瘤治療相關(guān)心臟功能不全(CTRCD)、心律失常、心力衰竭等[2,4]。

2 心臟毒性相關(guān)生物標(biāo)志物

2.1傳統(tǒng)心臟毒性生物標(biāo)志物

2.1.1心肌梗死相關(guān)生物標(biāo)志物 心肌梗死是由缺血缺氧導(dǎo)致的心肌壞死?；熕幬镩L期劑量累積引起的慢性心臟毒性，或者大劑量藥物引起急性心臟毒性，均能損傷心肌細(xì)胞，引起心肌梗死，使心肌酶釋放入血，引起心肌肌鈣蛋白I(cTnI)等生物標(biāo)志物發(fā)生異常改變[3]。心肌梗死相關(guān)生物標(biāo)志物的檢測能夠及時、有效地反映心臟損傷，有助于及時調(diào)整用藥，避免心臟毒性的進(jìn)一步發(fā)展。

乳酸脫氫酶(LDH)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)：LDH是廣泛存在于人體的糖酵解酶，在多種心臟疾病中表達(dá)升高；CK-MB是心肌含量最高的一種肌酸激酶，主要用于急性心肌梗死的檢測。有研究顯示，LDH和CK-MB均在心臟毒性引起的損傷中出現(xiàn)升高[5-6]，但由于其診斷特異性不佳，僅與其他標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用于心臟毒性的輔助檢查[7]。

心肌肌鈣蛋白I(cTnI)：心肌肌鈣蛋白(cTn)是由TnC、cTnT、和cTnI 3種亞單位構(gòu)成的絡(luò)合物，其中cTnI特異性存在于心肌中，是急性心肌梗死的診斷金標(biāo)準(zhǔn)之一；化療患者中，cTnI升高能夠?qū)π呐K毒性風(fēng)險分層[8]，可對一段時間內(nèi)的心臟毒性損傷進(jìn)行預(yù)測[9]，并通過與其他生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行心臟毒性的早期檢測[10]。2020年中國臨床腫瘤學(xué)會(CSCO)提出的《蒽環(huán)類藥物心臟毒性防治指南》將cTnI及高敏心肌肌鈣蛋白I(hs-cTnI)列為心臟毒性的診斷標(biāo)志物。但有研究顯示，心臟cTnI在心臟毒性檢測的敏感性方面有所欠缺[11]。高敏方式檢測的cTn在一定程度上彌補了cTnI對心臟損傷檢測的不足，減少了假陽性和假陰性對結(jié)果產(chǎn)生的干擾，并能在心臟毒性早期進(jìn)行檢測[12]。

2.1.2心力衰竭相關(guān)生物標(biāo)志物 心力衰竭是心臟損傷的終末期疾病，由多種因素引起。心臟毒性引起的擴(kuò)張型心肌病、心肌梗死等疾病，如未能及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行改善治療，最終都會轉(zhuǎn)化為慢性心力衰竭[13]。有研究顯示，多種生物標(biāo)志物參與心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展，通過對生物標(biāo)志物進(jìn)行監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)心臟異常，有效提高生存率，改善患者預(yù)后[14]。

腦鈉肽(BNP)和N末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)： 利鈉肽是心肌細(xì)胞分泌的小分子肽類物質(zhì)，主要包括心房利鈉肽和BNP，BNP及其NT-proBNP升高常見于心臟壓力增加及血管緊張素等激素調(diào)節(jié)異常。病理條件下其升高主要與心臟實質(zhì)改變或局部缺血相關(guān)，作為臨床心力衰竭診斷的指標(biāo)主要用于心功能不全及心力衰竭評估。近年研究發(fā)現(xiàn)，蒽環(huán)類藥物造成的心臟毒性患者BNP水平升高[15]，NT-proBNP水平升高與腫瘤患者化療后因心臟疾病導(dǎo)致的病死率顯著相關(guān)[16]，其可用于化療心臟毒性檢測[17]，但BNP和NT-proBNP對心臟輕微損傷缺乏敏感性，對心臟毒性早期檢測時效性欠佳。

C反應(yīng)蛋白(CRP)：CRP作為炎癥的非特異性標(biāo)志物，可對缺血性心力衰竭，動脈粥樣硬化等多種疾病進(jìn)行檢測[18]。同時，作為微血管功能障礙的預(yù)測因子，可預(yù)測心血管不良事件及血管炎癥的發(fā)生，對普通人群全因素心血管死亡風(fēng)險具有獨立預(yù)測價值[19]。關(guān)于化療心臟毒性的研究顯示，CRP能反映化療患者心臟毒性早期的炎癥，其升高早于臨床常用的診斷標(biāo)準(zhǔn)LVEF改變，并在患者修改治療方案后明顯改善，對早期評估CTRCD有很好的應(yīng)用前景[11]。

白細(xì)胞介素(IL)-6：IL-6由多種細(xì)胞產(chǎn)生，參與CRP和纖維蛋白原生成及炎性反應(yīng)和免疫應(yīng)答，IL-6能夠與心肌細(xì)胞表面IL-6受體結(jié)合，調(diào)控心臟功能，參與心力衰竭發(fā)生[14]。作為心臟代謝信號中調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)的細(xì)胞因子參與對心臟損傷的調(diào)節(jié)，并可用于心臟疾病檢測[20]。化療早期常發(fā)生炎癥性心臟毒性反應(yīng)，作為炎癥標(biāo)志物CRP的上游炎癥蛋白[21]，IL-6或可對心臟毒性進(jìn)行早期預(yù)測。研究證明，IL-6在心臟毒性小鼠中升高，伴多種生物標(biāo)志物改變、超聲心動圖異常及肌原纖維排列紊亂，并可作為多柔比星(DOX)誘導(dǎo)心臟毒性產(chǎn)生的靶點[22-23]。但由于IL-6來源廣泛，缺乏特異性，僅限于與其他生物標(biāo)志物聯(lián)合對心臟毒性進(jìn)行診斷。

2.2新興心臟毒性生物標(biāo)志物

2.2.1生長分化因子15(GDF-15) GDF-15是轉(zhuǎn)化生長因子β超家族成員，屬于應(yīng)激性反應(yīng)蛋白，除胎盤外在人體健康組織中低表達(dá)，但在女性妊娠期間和病理條件下可出現(xiàn)表達(dá)升高的情況。ARKOUMANI等[24]提出，GDF-15與多因素心血管疾病相關(guān)，并可對心肌梗死、心力衰竭等疾病進(jìn)行預(yù)測和風(fēng)險評估。ARSLAN等[25]發(fā)現(xiàn)，化療患者GDF-15明顯升高，并伴心臟舒張功能異常，提示GDF-15能夠?qū)π呐K毒性損傷進(jìn)行預(yù)測和診斷。但GDF-15與氧化應(yīng)激水平相關(guān)，健康老年人也會出現(xiàn)GDF-15升高，也須考慮其他因素對其造成的影響[24]。

2.2.2心型脂肪酸結(jié)合蛋白(H-FABP) 脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)是一種能轉(zhuǎn)運長鏈未酯化脂肪酸的未結(jié)合胞漿蛋白，人體內(nèi)存在多種組織異構(gòu)體，其中H-FABP主要存在于橫紋肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，心臟含量高于骨骼肌，在心臟受損時迅速釋放入血，能對急性心肌梗死等多種心臟疾病進(jìn)行檢測，特異度與靈敏度很高。ELGHANDOUR等[26]發(fā)現(xiàn)，在接受DOX治療的40例患者中，治療1周后有10例出現(xiàn)H-FABP異常，持續(xù)治療后10例患者中有8例患者LVEF降至50%以下，且全部患者中有15例治療后出現(xiàn)左心室功能不全，說明H-FABP異常與CTRCD相關(guān)，可預(yù)測DOX導(dǎo)致的心臟毒性。另外，MANEIKYTE等[27]發(fā)現(xiàn)，H-FABP能對5-氟尿嘧啶(5-FU)引起的延遲性心臟毒性進(jìn)行檢測。

2.2.3糖原磷酸化酶BB(GPBB) 糖原磷酸化酶是糖酵解過程中的限速酶，在大腦和心臟中以GPBB形式存在，可在心肌損傷后迅速釋放入血，對心肌缺血具有很高的敏感性[28]。HORACEK等[29]監(jiān)測24例化療患者發(fā)現(xiàn)，初次治療后有4例患者GPBB升高，全部治療結(jié)束后有5例患者GPBB升高，且在治療結(jié)束數(shù)月內(nèi)仍保持升高狀態(tài)；但治療過程中僅有2例患者出現(xiàn)cTnI升高，3例患者在治療結(jié)束6個月內(nèi)cTnI仍保持高水平，提示GPBB作為心臟毒性標(biāo)志物可能優(yōu)于cTnI。但GPBB缺乏足夠特異性，與cTnI等其他標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用對心臟毒性檢測更具準(zhǔn)確性[30]。

2.2.4可溶性生長刺激表達(dá)基因2蛋白(sST2) 生長刺激表達(dá)基因2蛋白(ST2)中跨膜型ST2(ST2L)、sST2與心臟疾病密切相關(guān)。其中，ST2L可通過IL-33對心肌細(xì)胞起保護(hù)作用[31]。sST2能夠與IL-33結(jié)合抑制ST2L對心肌細(xì)胞的保護(hù)作用，常用于急性心肌梗死和心力衰竭的診斷及心力衰竭危險分層。在心肌肥厚、纖維化、心室功能障礙時也會出現(xiàn)異常。與健康人相比，有心臟毒性患者sST2明顯升高[32]。HUANG等[33]通過監(jiān)測患者治療過程發(fā)現(xiàn)，sST2能夠預(yù)測藥物導(dǎo)致的心臟功能和結(jié)構(gòu)改變。FRRES等[34]發(fā)現(xiàn)，藥物治療后患者sST2持續(xù)升高，且這種升高在患者進(jìn)行腫瘤手術(shù)后3個月仍存在，排除sST2升高是由腫瘤造成的影響。作為一種新型的生物標(biāo)志物，sST2的研究仍在繼續(xù)，由于其與多種心臟損傷機(jī)制相關(guān)，有望成為CTRCD風(fēng)險的預(yù)測因子及診斷標(biāo)志物。

2.2.5胎盤生長因子(PIGF) PIGF是一種對血管內(nèi)皮細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞具有調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子，主要由合體滋養(yǎng)層細(xì)胞產(chǎn)生。PUTT等[35]發(fā)現(xiàn)，患者化療前3個月PIGF較基線水平增長1.3倍，雖然后續(xù)檢測中PIGF出現(xiàn)下降，但仍高于正常水平，提示PIGF有作為化療心臟毒性生物標(biāo)志物的潛力。

2.2.6髓過氧化物酶(MPO) MPO是中性粒細(xì)胞釋放的以過氧化氫為電子受體的底物催化酶，其水平升高與氧化應(yīng)激及炎癥發(fā)生相關(guān)，被認(rèn)為是心血管疾病的生物標(biāo)志物[36]，可提示心臟不良事件發(fā)生[37]，用于評估心力衰竭患者預(yù)后風(fēng)險。心臟毒性與炎癥因子MPO介導(dǎo)的氧化應(yīng)激相關(guān)，可導(dǎo)致循環(huán)血液MPO改變。KY等[38]在乳腺癌患者化療過程中對生物標(biāo)志物及超聲心動圖進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在LVEF異常的情況下，MPO也出現(xiàn)同樣的異常改變，表明MPO的增加與CTRCD發(fā)生相關(guān)，并能與其他標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用提高對心臟毒性預(yù)測的靈敏度。

2.3潛在心臟毒性生物標(biāo)志物

2.3.1微小RNA(miRNA) miRNA是20～24個核苷酸大小的高度保守的內(nèi)源性非編碼RNA，幾乎參與調(diào)節(jié)全部內(nèi)源性代謝過程。miRNA與心臟毒性具有相關(guān)性，低濃度藥物即可引起miRNA表達(dá)變化，且此變化早于其他心肌損傷標(biāo)志物。

LEGER等[39]對蒽環(huán)類藥物治療患者miRNA進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)患者miR-29b和miR-499升高，且與藥物劑量呈正相關(guān)。RUGGERI等[40]對DOX治療患者miRNA分析發(fā)現(xiàn),所有患者miR-1均隨用藥時間延長而升高，產(chǎn)生心臟毒性患者miR-1升高明顯，其升高趨勢與LVEF變化相關(guān)，提示miR-1有望作為心臟毒性生物標(biāo)志物。ZHAO等[41]發(fā)現(xiàn)，貝洛伐單抗用藥患者miR-1254和miR-579特異性升高，miR-1254與臨床診斷的貝洛伐單抗導(dǎo)致的心臟毒性相關(guān)性最強(qiáng)。ZHU等[42]通過檢測DOX治療患者和DOX建模大鼠發(fā)現(xiàn)，心臟毒性相關(guān)的miR-34a-5p表達(dá)上調(diào)。另外，使用DOX的實驗動物miR-21、miR-30表達(dá)水平發(fā)生變化[43-44]。

miRNA表達(dá)異常與化療藥物所致心臟損傷密切相關(guān)。同時，由于miRNA相對分子質(zhì)量小，在組織受損后能及時釋放入血，且具有組織和疾病特異性等優(yōu)點[7]，經(jīng)過進(jìn)一步研究有望通過miRNA的表達(dá)譜變化對心臟毒性進(jìn)行早期診斷。

2.3.2長鏈非編碼RNA(lncRNA) lncRNA是長度大于200個核苷酸的非編碼RNA。lncRNA參與協(xié)調(diào)整個細(xì)胞周期變化，表達(dá)異常與多種疾病相關(guān)，主要通過調(diào)節(jié)miRNA及其下游蛋白表達(dá)來實現(xiàn)對細(xì)胞功能的調(diào)控。WANG等[45]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA AK088388可通過miR-30a調(diào)節(jié)Beclin-1和LC3來調(diào)控心肌細(xì)胞損傷。ROCA-ALONSO等[44]對3種不同心臟毒性模型評估發(fā)現(xiàn)，miR-30家族成員(miR-30a、miR-30d、miR-30e)在至少2種模型中表達(dá)下調(diào)，提示lncRNA AK088388對心臟毒性具有調(diào)控作用。另外，ZHANG等[46]發(fā)現(xiàn)，DOX誘導(dǎo)心臟毒性小鼠lncRNA FOXC2-AS1表達(dá)下調(diào)，且其可通過WISP1 mRNA調(diào)節(jié)心臟毒性，起到保護(hù)心臟的作用。

lncRNA在檢測方面顯示出極高的組織特異性，同時在循環(huán)血液中穩(wěn)定性好，如能夠用于心臟毒性診斷，將會對治療有極大幫助。

2.3.3環(huán)狀RNA(circRNA) circRNA是一種非編碼RNA，在人體內(nèi)表達(dá)豐度高，由于沒有5′端帽結(jié)構(gòu)和3′polyA尾，其可穩(wěn)定存在不易降解，并具有競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)作用，參與miRNA對靶基因的調(diào)節(jié)。有研究表明，circSLC8A1、circCACNA1D、circSPHKAP和circALPK2大量特異存在于胎兒心臟中，其中circSLC8A1-1在人類心肌細(xì)胞中含量最高，其表達(dá)紊亂與心臟病理狀態(tài)相關(guān)，可作為心臟毒性的潛在標(biāo)志物[47]。circRNA30741將miR-21作為靶點[48]，而miR-21受轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)調(diào)節(jié)參與藥物介導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷和纖維化[43]?；诖?，circRNA30741有望作為心臟毒性的標(biāo)志物。另外，circRNA-1/Cdrlas可以通過抑制miR-7a對心肌的保護(hù)作用來調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡[48-49]。DU等[50]研究發(fā)現(xiàn)，DOX小鼠模型中circFoxo3高表達(dá)常伴心肌細(xì)胞損傷，且circFoxo3可與蛋白ID1、E2F1、HIF1a和FAK結(jié)合調(diào)節(jié)細(xì)胞衰老與凋亡，降低藥物引起的心肌細(xì)胞損傷。

circRNA與心臟損傷密切相關(guān)，盡管其作為心臟毒性標(biāo)志物的應(yīng)用尚未得到論證，但隨著研究的深入，有望成為心臟毒性生物標(biāo)志物。

3 小結(jié)與展望

心臟毒性作為化療最嚴(yán)重的不良反應(yīng)之一，其早期發(fā)現(xiàn)及預(yù)防已成為化療時關(guān)注的焦點。目前缺少能在心臟毒性早期進(jìn)行特異性診斷的生物標(biāo)志物。

21世紀(jì)以來，心臟毒性標(biāo)志物的發(fā)展隨著科技的進(jìn)步不斷前進(jìn)，越來越多的生物標(biāo)志物進(jìn)入臨床應(yīng)用，參與疾病診斷和預(yù)后分析。近年來分子標(biāo)志物研究蓬勃發(fā)展，在疾病診斷方面的靈敏度、特異度、穩(wěn)定性都較目前應(yīng)用的標(biāo)志物更具優(yōu)勢。有研究顯示，多種生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用比單一生物標(biāo)志物更有助于對疾病的預(yù)測及診斷[10,38,51]，這為未來心臟毒性診斷提供了新的方向。隨著對化療心臟損傷機(jī)制的進(jìn)一步研究和檢測技術(shù)的進(jìn)步，更多新的提示化療心臟毒性的生物標(biāo)志物將被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。