楊儒林 韓 波,2
1. 山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院,山東 濟(jì)南 250012; 2. 山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院小兒心臟科,山東 濟(jì)南 250021
心肌炎是一種以心肌炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和非缺血性心肌細(xì)胞壞死為特征的疾病[1],最終可能會(huì)導(dǎo)致慢性心力衰竭、擴(kuò)張型心肌?。╠ilated cardiomyopathy,DCM)、心臟移植等,甚至導(dǎo)致個(gè)體死亡。每年發(fā)病率約為22/10 萬(wàn)[2]。心肌炎的具體病因目前仍不明確,通常認(rèn)為與病毒感染、藥物毒性及自身免疫性疾病等有關(guān)[3]。其中,病毒性心肌炎(viral myocarditis,VMC)是最常見(jiàn)的類型,B 組柯薩奇病毒則是最常見(jiàn)的病毒類型[4]。心肌炎的臨床表現(xiàn)具有異質(zhì)性,可表現(xiàn)為胸痛、心悸、心源性休克以及惡性心律失常等[5],而在兒童患者中,臨床表現(xiàn)更不典型,最初可能會(huì)以呼吸道、消化道等癥狀出現(xiàn)[6]。急性心肌炎如治療不及時(shí)或治療效果不佳可轉(zhuǎn)為慢性心肌炎,導(dǎo)致不可逆的心臟結(jié)構(gòu)變化,最終演變?yōu)镈CM[7],這將嚴(yán)重影響到患者的存活率及生存質(zhì)量。暴發(fā)性心肌炎(fulminant myocarditis,F(xiàn)M)是心肌炎中較為罕見(jiàn)但較嚴(yán)重的一種類型,主要特點(diǎn)為起病急、病情進(jìn)展快、死亡率高,通常可在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)心源性休克、心衰等嚴(yán)重并發(fā)癥并危及生命[8]。因此,及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行診斷對(duì)于改善心肌炎的預(yù)后具有重要意義。
心肌炎診斷的金標(biāo)準(zhǔn)為心內(nèi)膜心肌活檢(endomyocardial biopsy,EMB),然而這項(xiàng)操作是有創(chuàng)的,并且敏感度較低。因此在美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)及歐洲心臟病學(xué)會(huì)的一項(xiàng)聯(lián)合聲明中提到,不主張將心內(nèi)膜心肌活檢應(yīng)用于普通心肌炎的診斷,僅推薦在難治性心肌炎或懷疑特殊類型病原體感染的心肌炎中使用[9]。近年來(lái),心臟磁共振在心肌炎中的診斷價(jià)值越來(lái)越受到重視,現(xiàn)已經(jīng)成為心肌炎診斷中最重要的無(wú)創(chuàng)診斷方法之一[10]。目前心肌炎并無(wú)明確的診斷標(biāo)準(zhǔn),其診斷主要依賴于臨床診斷,因胸痛、心悸、呼吸困難、乏力、暈厥就診的患者應(yīng)警惕是否存在心肌炎。臨床上對(duì)于疑診為心肌炎的患者需進(jìn)行心電圖、心臟超聲及血清學(xué)等相關(guān)檢查[11],最終根據(jù)病史及輔助檢查結(jié)果做出綜合性的臨床診斷。因此目前心肌炎仍然缺乏高特異性、高靈敏度、低成本的診斷標(biāo)志物。
心肌炎的發(fā)病機(jī)制主要包括炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及心肌細(xì)胞損傷兩部分,因此,用于心肌炎診斷的生物標(biāo)志物也大致分為與炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)有關(guān)的標(biāo)志物及與心肌損傷有關(guān)的標(biāo)志物。傳統(tǒng)的心肌炎診斷標(biāo)志物主要分為以下2類:(1)與感染及免疫反應(yīng)有關(guān)的標(biāo)志物,如肝素結(jié)合蛋白(heparin-binding protein,HBP)[12]、S100 鈣結(jié)合蛋白A8 (S100 calcium binding protein A8,S100A8)[13]、S100鈣結(jié)合蛋白A9(S100 calcium binding protein A9,S100A9)[13]、LAP+Treg[14]、血清半乳糖凝集素(galectin-3,Gal-3)[15]、白介素-33(interleukin-33,IL-33)[16]、生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2 蛋白(growth stimulating express gene 2,ST2)[17]等;(2)與心肌損傷或心功能障礙有關(guān)的標(biāo)志物,如高敏肌鈣蛋白I(hypersensitive cardiac troponin I,hscTnI)、高 敏 肌 鈣 蛋 白T(hypersensitive cardiac troponin T,hs-cTnT)、N 末 端原B 型利 鈉 肽(Nterminal pro-BNP,NT-proBNP)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase MB,CK-MB)等[18-24]。
臨床中較常用的標(biāo)志物有以下4 種:(1)cTnI,僅存在于心肌細(xì)胞中,在正常人外周血中含量極低,心肌受損后大量釋放,具有良好的特異性和敏感度,能夠很好地反映心肌損傷。在心肌損傷后1 h,cTnI 在血中的濃度開(kāi)始升高,并且長(zhǎng)時(shí)間存在,是診斷心肌炎可靠的標(biāo)志物[18];(2)CK-MB,主要存在于心肌細(xì)胞及骨骼肌中,當(dāng)心肌細(xì)胞受損時(shí),外周血中CK-MB含量開(kāi)始升高,在10 ~ 30 h內(nèi)達(dá)到高峰,并且能夠反映心肌細(xì)胞受損程度,然而其窗口期較短[19];(3)cTnT,是一種調(diào)節(jié)肌肉組織的蛋白,負(fù)責(zé)肌鈣蛋白復(fù)合物與原肌球蛋白的結(jié)合,有研究表明,在心肌梗死中,與其他心肌酶相比,cTnT具有更高的診斷價(jià)值,能夠更好地反映心肌壞死水平[20-21],同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)cTnT在腎衰竭患者中會(huì)升高[22];(4)NT-proBNP,是一種心臟衍生肽,在左心室肥厚、心肌梗死、肺動(dòng)脈高壓及心力衰竭等疾病中均會(huì)升高,但其主要作為心力衰竭的標(biāo)志物而被廣泛使用。值得注意的是,腎功能受損時(shí)NT-proBNP也會(huì)升高[23]。此外,也有部分研究專注于NTproBNP在心肌炎預(yù)后方面的作用[24]。
非編碼RNA (non-coding RNA,ncRNA)是指人類基因組中不編碼蛋白質(zhì)的RNA,根據(jù)大小分為長(zhǎng)非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)與微小RNA(microRNA,miRNA),還 有 一 種 環(huán) 狀RNA(circular RNA,circRNA),由一個(gè)共價(jià)閉合的連續(xù)環(huán)組成,具有較好的穩(wěn)定性,因此也更有組織特異性[25]。越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注ncRNA 在各種疾病中的表達(dá)。ncRNA 在癌癥組織及心血管系統(tǒng)中含量豐富,并參與某些疾病的發(fā)生與發(fā)展。外周血中部分ncRNA 的含量在不同疾病狀態(tài)下會(huì)發(fā)生變化,并且在外周循環(huán)中能夠穩(wěn)定地存在,易于檢測(cè)。因此ncRNA在FM的診斷中具有較大的潛力。
miRNA 是一類含有19 ~ 25 個(gè)核苷酸的小RNA,在調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面起著重要作用,約1/3的蛋白編碼基因調(diào)控與miRNA有關(guān)[26]。Nie等[27]認(rèn)為miR-4763-3p 有望成為心肌炎的特異性生物標(biāo)志物。研究人員首先對(duì)FM患者的外周血進(jìn)行基因芯片分析,在檢測(cè)到的miRNA 中發(fā)現(xiàn)has-miR-4763-3p、has-miR-4281、has-miR-3960 的表達(dá)上調(diào),hasmiR-151a-3p 的表達(dá)下調(diào)。隨后在急性心肌梗死患者中評(píng)估了這些不同表達(dá)的miRNA,發(fā)現(xiàn)has-miR-4763-3p、has-miR-3960及has-miR-151a-3p的表達(dá)無(wú)明顯變化,has-miR-4281 表達(dá)明顯上調(diào)。實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)結(jié)果與基因芯片分析結(jié)果一致。在FM 患者隨訪過(guò)程中,has-miR-4763-3p 和has-miR-4281 的表達(dá)逐漸恢復(fù)正常,而has-miR-151a-3p 表達(dá)仍下調(diào)?;蛲贩治霭l(fā)現(xiàn)has-miR-4763-3p 通過(guò)多種途徑參與FM 的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中,has-miR-4763-3p可加重脂多糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷。此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)has-miR-4763-3p 與左室射血分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān),表明其表達(dá)量與FM 患者的病情嚴(yán)重程度相關(guān),其受試者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線下的面積為0.85。此研究表明has-miR-4763-3p 可能是FM 的特異性生物標(biāo)志物,并且具有較高的敏感性和特異度。另一項(xiàng)研究在小鼠中鑒定出一種新miRNA,確定了其人類同源的has-miR-Chr8:96,并在心肌炎患者中進(jìn)行了驗(yàn)證,其診斷心肌炎的ROC曲線下面積為0.93[28]。此外,miR-146b、miR-208b、miR-499、miR-1、miR-146b、miR-29b、miR-21-5p、miR-1-3p、has-miR-155、has-miR-320a 等[29-34]在不同研究中也被驗(yàn)證參與心肌炎的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,有望成為其潛在的生物標(biāo)志物。
lncRNA 是指核苷酸數(shù)量 > 200的ncRNA,研究表明lncRNA 可以在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后水平上影響基因表達(dá),在心血管疾病的調(diào)控中起著重要作用。但由于其同源性較差,目前對(duì)于lncRNA在心肌炎診斷方面的研究遠(yuǎn)少于miRNA[35]。Zhu等[36]研究驗(yàn)證了lncRNA SOX2OT 在心肌細(xì)胞內(nèi)毒素脂多糖誘導(dǎo)心肌炎中的作用,抑制lncRNA SOX2OT 的表達(dá)可減輕脂多糖誘導(dǎo)的心肌損傷,但其在心肌炎中的診斷價(jià)值尚未被評(píng)估。此外,對(duì)lncRNA ROR[37]、 ENSMUST00000188819[38]、ENSMUST00000199139[38]、ENSMUST00000222401[38]、lncRNA MALAT1[39]、lncRNA NONHSAT177112.1[40]、lncRNA HIF1A-AS1[41]等均進(jìn)行了相關(guān)研究,闡述了相關(guān)lncRNA 在心肌炎病程中的作用機(jī)制,然而卻均未在臨床患者中驗(yàn)證,因此這些lncRNA 能否作為心肌炎診斷標(biāo)志物仍需進(jìn)一步研究。
circRNA 是由共價(jià)閉合的連續(xù)環(huán)組成的ncRNA,近年來(lái)有關(guān)circRNA在心血管系統(tǒng)疾病中的研究越來(lái)越多,但多聚焦于其在心肌缺血再灌注損傷中的作用,與心肌炎相關(guān)的探索較少[42]。Zhang等[43]研究發(fā)現(xiàn),circACSL1 可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性吸收miR-8055來(lái)加重心肌炎癥和心肌損傷,從而上調(diào)絲裂原活化蛋白激酶14 的表達(dá)。研究人員在FM 患者的外周血中檢測(cè)了circACSL1 的表達(dá),發(fā)現(xiàn)其表達(dá)量明顯上調(diào),與急性期相比,恢復(fù)期circACSL1的表達(dá)量顯著下降。因此,circACSL1 可能是心肌炎診斷的一種潛在新型生物標(biāo)志物。Fan等[44]在脂多糖誘導(dǎo)心肌炎動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn),敲降circHIPK3 可有效緩解心肌組織損傷,改善心臟功能,抑制心肌細(xì)胞凋亡。
心肌炎是一種感染性心肌疾病,在兒童和青年中發(fā)病率較高,及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷對(duì)于改善心肌炎患者預(yù)后具有重要意義,但目前仍缺乏簡(jiǎn)便、特異性的早期診斷標(biāo)志物。我們總結(jié)了ncRNA 作為心肌炎新型生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展。ncRNA 可在外周血中穩(wěn)定存在,在疾病狀態(tài)下其在循環(huán)中的表達(dá)量會(huì)發(fā)生改變,這種改變具有組織特異性與疾病特異性,這為ncRNA作為心肌炎的診斷標(biāo)志物提供了可能。已有多項(xiàng)研究進(jìn)行了ncRNA 在心肌炎診斷方面的探索,部分ncRNA 尤其是miRNA 表現(xiàn)出優(yōu)秀的診斷潛力。
目前ncRNA 作為心肌炎的診斷標(biāo)志物也有一定局限性。大部分研究為單中心、小隊(duì)列研究,結(jié)果有待于在多中心、大隊(duì)列中進(jìn)行前瞻性驗(yàn)證。單一ncRNA在疾病診斷中的靈敏度和特異度有限,有研究將多個(gè)ncRNA組合用于疾病診斷,其靈敏度和特異度均高于單一的ncRNA。此外,不同實(shí)驗(yàn)室所使用的RNA提取方法及樣本的來(lái)源不同,這可能導(dǎo)致結(jié)果的異質(zhì)性。在心肌炎的不同時(shí)期中ncRNA的表達(dá)水平也隨之變化,確定采集樣本的時(shí)間以及制定統(tǒng)一的定量化診斷標(biāo)準(zhǔn)也是需要解決的問(wèn)題。未來(lái)還需進(jìn)行深入的研究,以促進(jìn)ncRNA作為心肌炎的無(wú)創(chuàng)、高效的診斷標(biāo)志物進(jìn)行臨床運(yùn)用。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突
山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)學(xué)報(bào)2023年7期