中华急诊医学杂志  2021, Vol. 30 Issue (11): 1366-1370   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.11.015
LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症患者并发心肌损伤的诊断价值
汪卫栋1,2 , 王达1 , 周腾达1 , 乐元洁1     
1. 中国科学院大学宁波华美医院EICU 315010;
2. 浙江中医药大学第二临床医学院,杭州 310053
摘要: 目的 探讨LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症患者并发心肌损伤的诊断价值。方法 收集2018年12月至2019年12月在中国科学院大学宁波华美医院住院的脓毒症患者。纳入标准依据脓毒症诊断标准,排除标准为排除心脏手术后、心肺复苏术后、合并急性冠脉综合征、合并慢性心功能不全、妊娠期患者。记录患者临床资料及入院24 h内APACHE Ⅱ评分,双抗体夹心免疫发光法测定C-反应蛋白(C-reative protein, CRP)及降钙素原(procalcitonin, PCT)、免疫荧光法检测N末端B型钠尿肽前体(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)、双位点酶免疫法检测心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)水平、反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测血清LncRNA-MALAT1表达。采用Pearson相关分析脓毒症患者血清LncRNA-MALAT1与NT-proBNP、cTnI、CRP、PCT的相关性;采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)评价血清LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症心肌损伤的诊断价值。结果 符合脓毒症诊断标准成人患者共计92例,按照纳入排除标准,共纳入患者50例,分为脓毒症心肌损伤组20例,对照组30例。脓毒症患者血清LncRNA-MALAT1水平与NT-proBNP呈正相关(r=0.42,P < 0.05),而与cTnI、CRP及PCT的相关性无统计学意义(P < 0.05)。ROC曲线分析结果显示,LncRNA-MALAT1对脓毒症心肌损伤具有诊断价值,当截断值为2.15时,灵敏度为60.0%,特异度为80.0%。且与NT-proBNP联合诊断的灵敏度、ROC曲线面积均高于LncRNA-MALAT1、NT-proBNP,但均差异无统计学意义(P < 0.05)。结论 LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症心肌损伤具有一定的诊断意义。
关键词: 脓毒症    心肌损伤    LncRNA-MALAT1    N末端B型钠尿肽前体    心肌肌钙蛋白I    C-反应蛋白    降钙素原    

脓毒症是指因感染引起的宿主反应失调导致的危及生命的器官功能障碍。脓毒症休克定义为脓毒症合并严重的循环、细胞和代谢紊乱, 其病死率较单纯脓毒症更高[1]。而脓毒症心肌损伤是脓毒症最常见的并发症之一,是脓毒症休克患者最主要的死亡原因[2-4]。早期识别与恰当处理脓毒症心肌损伤可改善脓毒症患者的预后。前期研究显示,LncRNA-MALAT1参与脓毒症心肌损伤的分子机制调控[5-7],而其与脓毒症心肌病的相关性尚不明确。本研究旨在观察脓毒症患者血清LncRNA-MALAT1与N末端B型钠尿肽前体(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)、心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)、C-反应蛋白(C-reative protein, CRP)、降钙素原(Procalcitonin, PCT)的相关性,并采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)评价血清LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症患者并发心肌损伤的诊断价值

1 资料与方法 1.1 一般资料

采用横断面研究方法,选择于2018年12月至2019年12月在中国科学院大学宁波华美医院住院的脓毒症患者。

脓毒症诊断标准:①SOFA评分≥2分;②经充分液体复苏后仍存在持续性低血压,需要血管活性药物才能维持平均动脉压≥65 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),血乳酸水平 > 2 mmol/L[8]

排除标准:①心脏手术后,包括冠状动脉旁路移植术、瓣膜置换术、先天性心脏病外科手术;②心肺复苏术后;③合并急性冠脉综合征;④合并慢性肾功能不全;⑤合并慢性心功能不全;⑥妊娠期[9]

记录患者临床资料及入院24 h内APACHE Ⅱ评分,双抗体夹心免疫发光法测定CRP及PCT、免疫荧光法检测NT-proBNP、双位点酶免疫法检测cTnI水平。

本研究符合医学伦理学标准,经医院伦理委员会批准,伦理批号:2019-083-01。

1.2 样本量计算

本研究假设LncRNA-MALAT1对脓毒症患者并发心肌损伤有诊断价值,研究假设LncRNA-MALAT1的ROC曲线下面积大于0.5。前期预实验获知LncRNA-MALAT1的ROC曲线下面积为0.8,在α=0.05(单侧),power=0.9,组间比例1∶1,采用PASS 11估算样本量。结果发现,至少需要纳入患者17例,对照17例。

1.3 标本采集及LncRNA检测

采集所纳入患者的血液标本10 mL,用Trizol试剂(货号:15596018,广州炳恒生物有限公司,中国)提取分离后的外周血单核细胞RNA,室温干燥RNA沉淀5~10 min后,加入适量RNase-free水(货号:9012,上海百赛生物,中国)溶解,-80 ℃冰箱保存。应用紫外分光光度计进行RNA浓度和纯度的测定,一般A260/A280比值在1.8~2.0之间。设计LncRNA-MALAT1引物,使用PrimeScript RT(货号:RR047A,广州炳恒生物有限公司,中国)和One Step PrimeScript miRNA cDNA Synthesis试剂盒(货号:D350A,大连宝生物工程有限公司,中国)将RNA逆转录成cDNA。取反应液进行荧光定量PCR,参照SYBR® Premix Ex TaqTM Ⅱ试剂盒说明书进行荧光定量PCR操作。记录PCR结果的ct值,计算出LncRNA-MALAT1的表达量。

1.4 统计学方法

应用SPSS 24.0软件进行统计学处理。正态分布计量资料以均数±标准差(Mean±SD)表示,两组间比较采用两独立样本t检验;计数资料采用χ2检验或Fisher确切概率法;相关性分析采用Pearson相关分析。绘制ROC曲线,评估血清LncRNA-MALAT1联合NT-proBNP对脓毒症心肌损伤的诊断价值。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 患者基本情况

符合脓毒症诊断标准[8]的成人患者共计92例,按照排除标准排除36例,其中6例因未行超声检查予以剔除,余下50例行床旁心脏彩超,以左心室射血分数 < 50%[10]为脓毒症心肌损伤组,共计20例,余下为对照组,共30例。

脓毒症无心肌损伤组与脓毒症心肌损伤组患者间年龄、性别构成比及感染部位等差异均无统计学意义(P < 0.05),说明资料均衡,具有可比性(表 1)。

表 1 入选病例一般情况
指标 脓毒症
无心肌损伤组
(n=30)
脓毒症
心肌损伤组
(n=20)
χ2/t P
年龄(岁)a 65.27±19.28 64.65±16.25 0.118 0.907
男性(例,%) 16(53.33) 12(60.00) 0.301 0.583
HR(次/min)a 105.2±14.6 103.3±13.2 0.467 0.643
MAP(mmHg)a 63.70±5.08 63.55±6.00 0.095 0.925
CRP(mg/L)a 267.9±99.1 293.1±93.7 0.900 0.375
PCT(μg/L)a 13.89±9.11 10.80±8.07 1.230 0.225
NT-proBNP(ng/L)a 1480±1126 3668±2996 3.121 0.005
cTnI(μg/L)a 0.05±0.07 0.46±0.50 3.575 0.002
LncRNA-MALAT1(2-ΔΔCta 1.82±0.32 2.39±0.54 3.493 0.002
感染部位(例,%)     1.013 0.908
  肺及胸腔 10(33.33) 7(35.00)    
  腹腔 8(26.67) 6(30.00)    
  泌尿系统 4(13.33) 2(10.00)    
  皮肤软组织 1(3.33) 1(5.00)    
  其他部位b 7(23.33) 4(20.00)    
APACHEⅡ评分a 24.63±4.92 24.55±4.07 0.063 0.950
注:HR为心率;MAP为平均动脉压;CRP为C-反应蛋白;PCT为降钙素原;NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体;cTnI为心肌肌钙蛋白I;LncRNA-MALAT1为长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1;APACHEⅡ为急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ;a为Mean±SD;b为除肺、胸腔、腹腔、泌尿系统、皮肤软组织以外的其他部位或部位不明的感染
2.2 两组患者指标比较

与脓毒症无心肌损伤组比较,脓毒症心肌损伤组的CRP、PCT、APACHE Ⅱ评分的差异无统计学意义(P < 0.05);NT-proBNP、cTnI及LncRNA-MALAT1均明显升高,差异均有统计学意义(均P < 0.01),见表 1

2.3 脓毒症患者LncRNA-MALAT1与NT-proBNP、cTnI、CRP及PCT的相关性分析

脓毒症患者血清LncRNA-MALAT1水平与cTnI、CRP及PCT的相关性无统计学意义(P < 0.05)(表 2),与NT-proBNP呈正相关(r=0.420,P < 0.05),相关性见(图 1)。

表 2 脓毒症患者血清LncRNA-MALAT1与NT-proBNP、cTnI、CRP及PCT的相关性(n=50)
指标 r P
LncRNA-MALAT1与NT-proBNP 0.420 0.002
LncRNA-MALAT1与cTnI 0.266 0.061
LncRNA-MALAT1与CRP 0.226 0.115
LncRNA-MALAT1与PCT 0.098 0.498
注:LncRNA-MALAT1为长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1,NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体,cTnI为心肌肌钙蛋白I,CRP为C-反应蛋白,PCT为降钙素原

LncRNA-MALAT1为长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1,NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体 图 1 LncRNA-MALAT1与NT-proBNP的相关性散点图
2.4 血清LncRNA-MALAT1对脓毒症心肌损伤的诊断价值

ROC曲线分析结果显示,LncRNA-MALAT1对脓毒症心肌损伤具有诊断价值,当截断值为2.15时,灵敏度为60.0%,特异度为80.0%。且与NT-proBNP联合诊断的灵敏度、ROC曲线面积均高于LncRNA-MALAT1、NT-proBNP,但差异均无统计学意义(P < 0.05),见图 2表 3

LncRNA-MALAT1为长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1,NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体 图 2 LncRNA-MALAT1、NT-proBNP及LncRNA-MALAT1与NT-proBNP联合诊断诊断脓毒症心肌损伤的ROC曲线

表 3 LncRNA-MALAT1、NT-proBNP及LncRNA-MALAT1与NT-proBNP联合诊断诊断脓毒症心肌损伤的ROC曲线分析
指标 AUC值 95%CI 截断值 敏感度(%) 特异度(%)
LncRNA-MALAT1 0.757 0.618~0.895 2.15 60.0 80.0
NT-proBNP 0.808 0.689~0.928 2656.5 65.0 86.7
LncRNA-MALAT1与NT-proBNP联合诊断 0.850 0.741~0.959 0.331 85.0 76.7
注:LncRNA-MALAT1为长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1,NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体
3 讨论

脓毒症是危重症患者的常见病,心肌损伤是其最常见的并发症之一,同时也是其预后不良的重要因素[3-4, 11]。NT-proBNP、cTnI、CRP及PCT等传统的生物标志物对脓毒症心肌损伤可能有一定的提示作用,但容易受到脓毒症其他合并症的影响,造成诊断价值的降低[4, 11-15]。因此,寻找新的反映脓毒症心肌损伤特异度较高的指标具有重要临床意义。

LncRNA MALAT1位于染色体11q13上,是一个长为8.7 kb的非编码转录本[16]。研究发现,MALAT1广泛参与细胞生长增值[17-18],细胞凋亡[18-20],内质网应激及炎症反应[20]等环节,在非小细胞肺癌、膀胱癌、肺部感染及急性肺损伤等疾病中都发挥着重要的调控作用[17-22]。近期,有研究发现MALAT1可能作为miR-125b负向调控因子[7, 23],通过调节NLRC5的表达来消除miR-125b-5p对AMI心肌细胞的保护作用[23]。也有研究表明LncRNA MALAT1通过海绵化miR-20b促进OGD/R诱导的心肌细胞损伤,增强beclin1介导的自噬[24]。另有研究表明MALAT1通过EZH2/miR-22/ABCA1信号级联参与了心功能和心肌细胞凋亡的过程[25]。且在脓毒症心肌损伤的小鼠中,MALAT1表达水平上调[7]。本研究结果也显示,脓毒症心肌损伤患者血清中MALAT1指标明显升高,与上述研究结果一致,本研究通过ROC分析进一步评估其诊断价值。结果表明,MALAT1在鉴别脓毒症心肌损伤患者和脓毒症无心肌损伤患者方面具有较高的准确性。

NT-proBNP主要由心肌细胞合成,其表达水平升高可作为心功能障碍及预后的监测指标[4, 26-27]。cTnI是心肌收缩中的关键调控蛋白,连接Ca2+-TnC结合和激活薄和厚丝之间的交叉桥反应[28],是反映心肌损伤灵敏度和特异度极高的生化指标[28]。本研究结果表明,脓毒症心肌损伤患者较脓毒症无心肌损伤患者,NT-proBNP及cTnI水平明显升高。相关性分析显示,脓毒症患者血清MALAT1与NT-proBNP呈正相关,与cTnI的相关性有待进一步考证,ROC曲线分析结果显示,MALAT1诊断脓毒症心肌损伤与NT-proBNP同样具有较高的灵敏度和特异度,MALAT1与NT-proBNP联合诊断能提高诊断的敏感度和特异度。表明MALAT1可以反应脓毒症患者的心肌损伤,可将其作为一个潜在的诊断指标。

此外多项研究表明,沉默MALAT1可以通过多种分子机制调控,降低心肌病组小鼠CK、CK-MB[7],IL-1和IL-18的表达[25],改善左室收缩及舒张功能,表明MALAT1沉默可以减少心肌损伤,对心肌具有保护作用[7, 25]。这为治疗脓毒症心肌损伤患者提供了新思路。

然而,本研究为单中心临床实验,样本量较小,存在一定的局限性,因此需要建立多中心临床研究进一步研究LncRNA-MALAT1与脓毒症心肌损伤的关系及诊断价值。本研究虽表明LncRNA-MALAT1与NT-proBNP联合诊断的灵敏度、ROC曲线面积均高于LncRNA-MALAT1、NT-proBNP,但缺乏统计学意义。

综上,LncRNA-MALAT1水平升高能反映脓毒症患者的心肌损伤程度,对脓毒症心肌损伤具有一定的诊断意义。但其具体的分子机制及能否成为脓毒症心肌损伤治疗的靶点仍需进一步论证。

利益冲突   所有作者均声明不存在利益冲突

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