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——张婉、 李江、 鄢盛恺
鄢盛恺,男,1969年3月生,毕业于中国医学科学院、中国协和医科大学,获医学博士学位。2005-2007年在加拿大University of Saskatchewan医学院进行博士后研究工作。卫生部中日友好医院检验科教授/研究员,研究生导师。 主要社会兼职有:卫生部心血管病防治研究中心专家委员会委员;中华医学会心血管病分会基础研究学组委员;中华医学会检验分会临床生化学组委员;中国医师协会检验医师分会委员;中国仪器仪表学会医学仪表分会理事;中国合格评定国家认可委员会评定委员会委员;中国生物化学与分子生物学会脂蛋白专业委员会委员/临床应用生物化学与分子生物学分会理事;中国生物工程学会临床医学工程分会委员;中国胆固醇教育计划专家指导委员会委员;北京市医学检验质量控制和改进中心专家委员会委员;美国临床化学学会(AACC)脂蛋白与心血管病学组委员等; 现为全国高等医学院校医学检验专业本科规划教材《临床生物化学检验》主编(医药版)、《临床生物化学与生物化学检验》编委(人卫版);全国高等院校临床医学专业八年制规划教材《实验诊断学》编委和《实验诊断学实习指导》主编;同时担任国际临床化学学会(IFCC)会刊Clin Chem Lab Med编委(SCI收录,IF 2010=2.070)、中华检验医学杂志编委及其他十余本国内外专业杂志编委、特约编委或审稿专家等。 已在国内外各类专业杂志上发表论文120余篇(其中有8篇被SCI收录),参加编写专著35本,主编23本。承担与参与美国国立卫生研究院(NIH)、国家863项目等各级科研课题7项,获省部级科技进步贰等奖2项。 专业方向与特长:动脉粥样硬化的基础与临床、临床生化与免疫学测定的方法学、临床检验设备及关键技术研究、医学实验室认可与评定等研究领域卓有建树。
摘要:随着“健康中国2020”规划的启动,如何提高心血管疾病防治水平成为广大医务工作者共同关心的问题。包括B型利钠肽(BNP)和氨基末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)在内的利钠肽家族是近年来最受关注的心血管功能性标志物,在维持人体循环系统的容量、渗透压和压力稳态方面起着极其重要的作用。BNP/NT-proBNP作为心功能不全时最敏感和最特异的指标具有重要的临床意义,被称之为二十世纪最重要的医学发现之一。大量国内外的指南和专家共识都对BNP/NT-proBNP 的临床应用价值给予了肯定,其不仅广泛应用于心力衰竭(HF)的临床诊治,而且在诸如急性冠脉综合征(ACS)、房颤及心内外相关手术管理中发挥着越来越重要的作用。本文对近几年BNP/NT-proBNP生物学特性、实验室检测及其临床应用价值新进展作一介绍,以期为临床心血管疾病的诊治与管理提供参考。
利钠肽(Natriuretic Peptides, NPs)是近20年发现的一类具有多种生物活性的多肽。这类极具临床应用价值的生物标志物,尤其是B型利钠肽(BNP)及与之共同分泌的氨基末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)[1],作为心功能不全时最敏感和特异的指标之一,具有划时代的临床意义,被国际知名专家誉为21世纪伊始最有影响的心脏标志物;作为目前心衰检测唯一的客观指标,BNP/NT-proBNP已被欧洲心脏病协会(ESC)、美国心脏协会(AHA)、美国心脏病学会(ACC)、美国临床生化学院(NACB)及我国心血管病学会纳入诊断标准、指南或共识中[2-7]。BNP/NT-proBNP不仅已经应用于临床心力衰竭(HF)管理的各个层面,而且在诸如急性冠脉综合征(ACS)、心房纤颤及心内外相关手术管理中都发挥着越来越重要的作用。随着BNP/NT-proBNP检测技术的迅速发展,其生物学特性、实验室检测及临床应用方面的研究也不断更新。本文重点就BNP/NT-proBNP的临床检测与应用新进展进行阐述。
1. BNP/NT-proBNP生物学特性 利钠肽家族是近年来最受关注的心血管功能性标志物,在维持人体循环系统的容量、渗透压和压力稳态方面起着极其重要的作用。以往文献认为,BNP基因位于人染色体1p36.2,当心肌细胞受到刺激后,储存于心房或心室心肌颗粒中的含134个氨基酸的B型利钠肽原前体(pre-proBNP)被分泌出来,随后形成含108个氨基酸的B型利钠肽前体(proBNP),后者在内切酶的作用下裂解为含76个氨基酸、无生物活性的NT-proBNP和含32个氨基酸、有活性的BNP。这一过程发生在分泌中还是血浆中并不清楚,但可以肯定的是这三者共存于血浆中。近来学者认为,心肌细胞同时释放出切割和非切割型的利钠肽混合体,但两种利钠肽并非1:1的形式分泌,且分泌的BNP也迅速地被修饰成为各种片段的混合体[4]。而BNP形式的异质性会在不同检测方法中对结果产生不同的影响。
虽然BNP与NT-proBNP两者同属利钠肽家族,具有相同的生物学来源,并均可用于临床检测,但两者生物学效应和临床意义却不完全相同(详见表1)。相比而言,BNP由于临床应用时间长、大多在临床开展床旁即时检测(POCT),其在临床应用的深度和广度方面远超过NT-proBNP,但两者在基本的应用方面价值类似。
表1 BNP与NT-proBNP主要区别点
2. BNP/NT-proBNP实验室检测 NACB检验医学实践指南建议,所有应用和/或生产利钠肽的检验人员、临床医生和制造商必须一起确保检测相关人员都接受适当的分析前(如生物变异、样本稳定性)、分析中(各种proBNP衍生肽对检测的影响、方法不同引起的结果差异)和分析后(适当的参考区间、医学决定水平和临床混杂因素)教育;生产BNP和NT-proBNP试剂的制造商应该严格遵循政府和专业机构(如IFCC)制定的规范[2,5]。
2.1 分析前因素 一般认为BNP/NT-proBNP浓度基本不受体位、日常活动的影响,且不存在日间生理学波动,但无论是在健康人还是在HF患者中,分析前的非规律运动对分析所产生的影响都知之甚少,取自休息或非激烈运动时不同血样参考值的变异情况也没有一致的报道。因此,遵循以下几点建议可提高标本采集的质量:① 抽血前静息10-15分钟,要考虑饮食(主要是钠的摄入)及药物的影响(糖皮质激素、甲状腺素、利尿剂、ACEI、?-受体阻滞剂、肾上腺素拮抗剂等);② BNP检测需用EDTA作抗凝剂,且标本不能被存放在非硅化玻璃管内;NT-proBNP检测推荐使用血清和肝素化血浆,EDTA化血浆结果偏低,不建议用枸橼酸盐化和草酸盐化血浆进行分析;③尽快送检和检测,尤其是BNP,采血后4小时内尽量完成检测,其在室温条件下甚至在冷冻条件下都不稳定;NT-proBNP离体后的稳定性远好于BNP,25℃可稳定3天,4℃稳定5天,-20℃或以上可以稳定6个月[2,4]。
2.2 分析中因素 影响BNP/NT-proBNP分析中检测结果的因素来源于自身的生物学特点和选用的检测方法。由于BNP和NT-proBNP分泌和被修饰的速度及比例上的差异,使它们的半衰期差异很大,加之分析方法的原因,循环内BNP和NT-proBNP浓度是无法比较的,其检测方法也不能通用。
对于BNP的检测,目前上市的检测方法基于不同的检测校准系统,使用针对原始BNP分子不同部分的抗体,且校准物也不同,加之血液中利钠肽形式的异质性,共同造成同一样本通过不同检测系统的结果差异可能>40%。但是对于NT-proBNP的检测,目前都是基于Roche Diagnostics 初始检验基础上的一组检验方法,因此不同实验室可以使用相同抗体和定标物使NT-proBNP异质性对检验造成的影响降至最低。
目前,主要有两类方法应用于国内外的临床实验室BNP/NT-proBNP的检测。一类是采用免疫荧光法的POCT方法;另一类是几种采用化学发光的检测方法。具体特征见表2[2,6] 。
表2 BNP与NT-proBNP的检测平台与主要性能指标
需要注意的是,POCT法检测BNP/NT-proBNP时,应尽量在4h之内完成检测,尤其避免BNP过度降解影响实验数值的准确性。急诊、重症监护病房采用POCT进行初步筛查时,需要建立一个安全、准确、完善的体制以及一系列规章制度,以保证POCT工作能科学、顺利地开展,且POCT与中心实验室检测结果之间的偏倚要≤20%。而中心实验室在尽可能缩短TAT的情况下,要增加分析的敏感性,提高检测的特异性及精密度,尽量减少嗜异性抗体、黄疸、溶血对检测的干扰,使参考范围内的检测总不精密度(CV)≤15%,用于连续监测时的检测不精密度(CV)≤10%[2-7]。
2.3 分析后因素 BNP/NT-proBNP参考范围的确定是一项重要的工作,它直接关系着疾病的诊断及预后监测。各实验室都应根据自身检测系统和应用人群确定参考范围,最后通过ROC曲线评估临床结果,选择用于诊断的最佳医学临界值。即使在同一人群中,BNP/NT-proBNP的浓度也会随性别、年龄和种族的不同而有所差异。
目前资料显示,健康女性通常比男性高,但有报道指出在急性呼吸困难时,不需要根据性别区分截点;年龄>65岁的个体中位值比<65岁的个体高,按年龄调整后的诊断界值更适合作为急性失代偿性心力衰竭的诊断工具;目前关于种族间差异的资料较少并且存在争议,有报道显示中国正常人群的参考值略低于欧美人群的水平。另外,NT-proBNP水平在肥胖人群中比非肥胖人群中低,其机理尚有争议,但差别程度不足以影响正常参照范围的界定;肾功能对于NT-proBNP的影响更大,但是当肾功受损达到一定程度(GFR<60ml/min),也需要适当调高BNP的诊断界值[4, 7] 。
2.4 检测标准化进展 目前尚无BNP与NT-proBNP分析系统校准的一级参考物质,在检测标准化的进程方面还在围绕着参考物质的评价选择而进行,因而相应的参考方法程序也未建立。自2000年FDA第一次批准Biosite公司采用荧光免疫测定技术对BNP进行检测以来,各生产厂家纷纷效仿,推陈出新,但多是采用免疫分析法检测抗体的类型和识别抗原位点的原理,仅在检测试剂及仪器选择上略做改动,并未从根本上革新检测技术,这严重影响了BNP和NT-proBNP检测的标准化进程。由于NT-proBNP检测统一采用Roche的抗体和定标物,因此其分析一致性不存在问题;而BNP检测,各厂家都以早先的Biosite为标准,各系统应尽可能一致[2]。
国际临床化学联合会(IFCC)心肌损伤生物标志标准化委员会出版的一份报告[8],旨在改善BNP和NT-proBNP的免疫化学检测方法的性能。该报告是专家学者在回顾和总结大量文献中有关BNP和NT-proBNP分析质量规范的内容而得出的,主要针对商品分析试剂的制造商,应用这些分析的临床实验室、临床试验小组和研究者以及管理机构如美国食品及药物管理局(FDA)。报告中的这些基于循证基础上的建议指出,鼓励商品分析试剂制造商在他们的包装说明书中插入实验设计、分析前特征、分析特性及临床性能。此外,监管机构应该鼓励采用最小的统一标准来帮助引导制造商寻求新的或改进的检测方法。
在检测参考方法及一级参考物质确定和建立之前,BNP或NT-proBNP的测定结果单位应以pg/ml而不是pmol/L的形式报告,这样便于不同测定方法和检测系统间进行比对[2,6]。
3. BNP/NT-proBNP临床应用价值 BNP/NT-proBNP最早是作为心衰诊断的标志物投入临床使用的,经过多年的临床应用研究,BNP/NT-proBNP已成为目前最重要的了解心脏功能的标志物,BNP/NT-proBNP除了在HF和ACS的诊断、预后、风险分层等方面具有重要价值外,在心内心外相关手术管理中发挥着重要的作用,如BNP在心内科的介入治疗(PCI)、起搏器安装,在心外或心胸外科的冠状动脉旁路移植术(CABG)、心脏瓣膜置换手术、心脏移植等手术及其他疾病中已有不少研究结果。
3.1 BNP/NT-proBNP与HF
3.1.1 HF的排除指标 临床研究证实,HF患者无论有无临床症状出现,血浆各种BNP成分含量均升高。因此,BNP/NT-proBNP的检测成为预示HF的最主要指标。BNP小于100pg/ml对于排除HF有重要的临床意义。
3.1.2 HF鉴别诊断 临床医生需要快速对呼吸困难的病因做出鉴别诊断,而HF时的典型体征及常规的实验室检查、心电图和胸片常常很难与实际患者的诊断相一致。二维超声心动图加上多普勒血流检查虽然是最有价值的HF诊断手段,但其时效性限制了其在临床上的应用。多项研究证实[9-12],通过对BNP/NT-proBNP的检测而诊断HF的准确性要优于临床症状诊断。如NT-proBNP需采用“双截点”策略:如就诊时测定NT-proBNP低于300 pg/mL,则该患者急性心衰的可能性很小(“排除”截点);如高于相应年龄层次的截点(50岁以下, 50–75岁和75岁以上者分别为450、900和1,800 pg/ml ),则该患者急性心衰的可能很大(“诊断”截点)[3]。
当然,BNP/NT-proBNP检测也存在局限性,如检测值介于上述两截点之间(被成为“灰区”或“中间值”), 即使对BNP/NT-proBNP进行年龄分层的截点减少了灰值区出现的可能,但仍有20%~30%左右的呼吸困难患者难以避免。可能是程度较轻的急性心衰,或是非急性心衰原因所致的BNP/NT-proBNP轻度增高(如心肌缺血、房颤、心肌疾病、先心病、肺心病、肺部感染、肺癌、肺动脉高压或肺栓塞等)。对于BNP/NT-proBNP检测值处于灰区的处理,应结合传统的临床指标和既往的病史,了解造成BNP/NT-proBNP检测值处于灰区的原因,进一步对疾病进行鉴别诊断。
3.1.3 HF的危险分层 BNP/NT-proBNP水平与左室舒张末期压力呈正相关,而后者是导致HF时体征如呼吸困难、水肿等的主要生理病理原因。有报道显示BNP/NT-proBNP水平与美国纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级密切相关。由于NYHA方案将慢性心力衰竭患者按其主诉的自觉活动能力分为Ⅰ-Ⅳ级,主观性强,因此BNP可以作为一种客观的指标在HF危险分层中进行应用。
有研究数据显示,Ⅰ-Ⅳ级的CHF患者的BNP浓度均值分别为83.1pg/ml,235pg/ml,459pg/ml,1119 pg/ml,较正常(9.29 pg/ml)明显增加。若以100 pg/ml作为诊断界值,BNP对HF的诊断有82%的敏感度和99%的特异性[13]。各级患者血浆NT-proBNP的中位值均处在相对应的5%-95%的可信区间中[14]。以上研究均用实验数据证明了BNP/NT-proBNP检测在心衰的危险分层中的使用价值。
3.1.4 HF的临床治疗 通过监测BNP/NT-proBNP浓度来指导HF的临床治疗方案是十分有效的。临床观察显示,有效地心衰治疗会伴随BNP/NT-proBNP水平的降低。现认为心衰治疗若达到已设定的BNP/NT-proBNP靶目标,有可能预防或减少心血管事件的发生,但目前该领域临床试验结果尚未达到一致。Christchurch新西兰预试验(2000年)报告显示,将门诊心衰患者随机分配为症状治疗组和NT-proBNP水平指导治疗组,后者病人心血管事件发生和病死率较低[15];然而最新几年的相关研究所得结果与前者略有差异,并非所有的NT-proBNP水平指导治疗的效果均优于症状治疗。患者的年龄分层(TIME-CHF研究)[16],心衰分级及治疗强度(BATTLESCARRED研究)[17],靶目标的设定(PRIMA试验)[18],疗效优劣的评定标准会在很大程度上影响结果的可比性。但从总体上来讲,NT-proBNP指导治疗组内NT-proBNP治疗达标的患者心血管获益(无住院生存率及死亡率)优于临床指导治疗组的患者。Bettencourt从对NT-proBNP在HF治疗监测研究中发现,治疗后NT-proBNP较治疗前下降达30%较为合理[19],如果治疗后患者NT-proBNP水平未下降或未达到既定目标,则需加强或改进治疗措施和留意出院后随访监测工作。
3.1.5 HF的预后判断 研究证实BNP水平明显升高的患者在未来1个月内死亡风险加大或是再次入院;而BNP降低的患者病情会明显改善。BNP对未来心血管事件的预测强度大于年龄、ANP、EF值、肺动脉压和NYHA 分级等因子。国内阜外医院报告对804名急性失代偿性心衰患者(其中366例为收缩性心衰)入院时的血浆NT-proBNP浓度检测,以评价住院期间死亡风险。结果显示,血浆NT-proBNP水平越高,死亡风险越大[20]。国外诸多研究都显示了类似结果[3,13,17,21]。由此可见,BNP/NT-proBNP水平具有重要的预后价值,它可预测近期心衰加重住院或远期心血管病死亡的概率。鉴于患者在治疗前后的病理情况及身体的生物学变异,我们可以利用连续检测NT-proBNP判断住院及预后的效果。BNP/NT-proBNP越高,患者预后越差。如治疗后BNP/NT-proBNP下降 30%以上,则考虑患者预后良好。
3.2 BNP/NT-proBNP与ACS 有研究显示,BNP/NT-proBNP的水平升高对伴有ACS的预后判断和危险分层有重要意义,是ACS重要的独立预后因素,有助于预测以后发生心衰或死亡的危险,尤其是在透壁梗死1-4天内,BNP的增高与死亡风险、左室功能密切相关。对择期进行PCI的冠心病患者,BNP/NT-proBNP也能提供重要的预后信息[22,23]。
如果心肌肌钙蛋白(cTn)阴性病人的BNP/NT-proBNP水平较高,那么预示随后cTn含量将会升高;如果非典型胸痛病人心电图没有变化,cTn没有升高,而且BNP水平少于100 pg/ml,那么意味着病人风险很低;ACS和非ST段抬高的心肌梗死(NSTEMI)病人的高BNP水平是死亡的有效预示物,即使cTn呈现阴性。这使得临床医生有可能为这些病人采取更进一步的治疗;ACS病人较高的或者升高的BNP水平可能预示急性HF即将到来。
因此,对于ACS患者,除了常规的危险分层和心肌坏死标志物检测外,还应监测BNP/NT-proBNP,以发现存在左室功能不全的高危患者。建议对ACS患者在就诊时检测BNP/NT-proBNP,作为患者治疗决策和预后判断的依据,并建议在24~72小时后和3个月后复查BNP/NT-proBNP;对稳定性冠心病患者,建议间隔6~8个月测定一次BNP/NT-proBNP,作为预后判断的参考[6]。
3.3 BNP/NT-proBNP与其他疾病 随着对BNP/NT-proBNP研究和应用的深入,其在其他临床疾病中的研究也逐渐展开,临床应用越来越广泛。如BNP/NT-proBNP用于肺栓塞(PE)[24]、房颤[25]、脑卒中[26]及肾功能不全和血液透析等患者心血管事件的监测[27],乃至在社区普查中加入BNP/NT-proBNP检测,能有效发现潜在的心脏损伤与心力衰竭等[28]。
4. 小结与展望 目前BNP/NT-proBNP检测标准化工作已引起国内外各界的高度关注,各国学者们在进行着不同方式的尝试、探索与合作研究,以期建立标准化的检测程序、制备合适的参考物质和校准物,使不同检测系统、不同方法、不同厂家的仪器/试剂在不同实验室对于同一样本所得检测结果具有可比性 。在我国,以BNP/NT-proBNP为代表的心脏功能标志物还是一个相对较新的概念,随着BNP/NT-proBNP检测标准化进程的不断推进,其临床应用会得到更广泛的拓展,势必会在临床心血管疾病的诊断,危险性评估、疗效观察、预后监测等方面发挥更大,更有价值的作用。当然,同其它检验指标一样,BNP/NT-proBNP的临床应用需要坚持循证医学原则,结合临床实践,明确应用范围,以期为心血管患者提供切实、科学可行的帮助。 |