可溶性ST2对老年人和社区居住人群心衰和心血管死亡的保护作用

背景：可溶性ST2（sST2），一种肌细胞舒张和纤维化标志物，在许多心血管疾病中具有预后价值。我们假设sST2水平与心衰（HF）事件有关，包括射血分数不变（HFpEF）和射血分数降低（HFrEF）亚型以及心血管死亡事件。

方法和结果：在3915名老人和在社区居住受试者中进行了基准血清sST2测量，这些受试者来自非心衰心血管健康研究。sST2水平与老龄、男性、黑人族群、传统心血管风险因素、其他炎症生物标志物、心脏舒张、心肌损伤、纤维化、以及异常超声心动图参数有关。在纵向研究中，较高的sST2与较高HF事件风险和心血管死亡有关；但是在对其他心脏风险因素、心脏特异性标志物、NT-proBNP进行调整的多变量模型中，相关性会减弱。在这些模型中，超过美国食品药品监督管理局批准临界值（>35ng/mL）的sST2水平显著与HF事件（风险比[HR]，1.20；95%CI，1.02-1.43）和心血管死亡（HR，1.21；95%CI，1.02-1.44）有关，而且更高的sST2连续与心血管死亡有关（每1个In增量：HR，1.24；95%CI，1.02-1.50）。在调整的分析中，sST2与HF亚型HFpEF和HFrEF无关。将sST2纳入现有HF和心血管死亡风险模型能些许增强辨别力并能将一些患者再分层到较高的风险组。

结论：尽管与风险因素和潜在心脏病理学有强大而典型的相关性，但在老年人群中，sST2对全部HF亚型和心血管死亡的预测价值一般。

美国尤其是美国的成人人群因HF面临显著的经济、身体负担以及很差的预后，因此在无症状人群中鉴别那些能够预测新出现HF风险的因素非常重要。循环生物标志物可溶性ST2（sST2）已经对急性心梗（AMI）、慢性心衰以及失代偿性心衰患者显示出强大而独立预后作用。sST2是类白介素（IL）-1受体蛋白家族的成员，在对肌细胞舒张发生反应时会释放sST2，它是一种诱骗受体，能中和它的配体基IL-33。IL-33的一个关键作用是保护心肌细胞免于进行性纤维化和肥大。对气短和胸痛患者的研究显示不考虑最终临床诊断，循环sST2浓度较高的门诊患者预后较差。在基于群体的研究中，达拉斯心脏研究报告的数据显示循环sST2浓度较高的青年和中年人的全因和心血管死亡率上升。在Framingham心脏研究（FHS）中，sST2浓度较高的中年人的HF、死亡和主要心血管事件的风险上升。

老年人（65岁以上）代表HF事件风险最高的人群，每年大约有千分之十的老年人罹患HF。因此，sST2可能在该人群的心血管风险分层中尤其有用。我们和其他小组过去的研究已经显示sST2是HEpEF亚型HF患者强大的预后因素。这尤其与老年人相关，老年人患有HFpEF亚型的患者占总老年HF人群的至少50%，并与较高的并存病负担相关，还可能与升高的sST2水平相关。我们假设基于社区的老年人群不会罹患HF，升高的sST2水平将与HF事件增加以及心血管死亡增加有关。不仅如此，sST2水平，一个非特异性标志物已经与非心脏并存病有关，它可能附属于心脏特异性标志物，能区分风险较高的HFpEF个体和风险较低的HFrEF个体。

—— 方法 ——

研究组织和参与者

我们利用来自多中心心血管健康研究（CHS）储存的血清样品执行纵向观测研究。简而言之，研究参与者包括在社区居住的老年人（≥65岁），这些老年人来自4个参与中心。参与者（N=5201）最初于1989-1990年开始登记，黑人补充人群（N=687）在1992-1993年开始登记。这一辅助分析包括先前没有HF病史的参与者，这些参与者已经测量了NT-proBNP和高敏心脏肌钙蛋白T（hs-CTnT）并拥有可用于sST2测量的储存血清。图1是CHS符合sST2分析标准或不符合现有sST2分析标准的参与者的筛选流程图。CHS由华盛顿大学机构审查委员会和参与中心批准现有的分析由马里兰州巴尔地摩大学机构审查委员会批准。全部参与者签署了知情同意书。

图1. 研究流程图。HF表示心衰。

生物标志物分析

使用从CHS主要人群（1992-1993或1995-1996）和补充的CHS黑人人群（1995-1996或1998-1999）参与者处采集的冷冻血清（-70℃），利用美国食品药品监督管理局（FDA）批准的Presage ST2试验，测量sST2的FDA批准试验临界值是35ng/mL。已经报告的sST2参考范围：男性8.6-49.3ng/mL；女性7.2-33.5ng/mL或男性4-31ng/mL和女性2-21ng/mL。已经证明先前冷冻样品的分析稳定性为至少为1.5年。CHS先前已经报告了NT-proBNP、C反应蛋白（CRP）和hs-cTnT的详细情况。

协变量

种族、吸烟状况和运动水平以及是否存在慢性肺病在此研究中被作为自我报告项目。冠心病（CHD）被定义为存在既往心梗、心绞痛病史或进行过冠状动脉血管重建术。超声心动图参数包括异常左心室射血分数（LVEF）、左心室质量和左心房直径，这些参数使用上述方法测定。

主要结果

分析的主要纵向结果是判定为心血管死亡和新出现的HF事件。CHS的结果确定和判定方法详见上文。基于临床超声心动图或其他HF事件发生30天内执行的心脏造影，HF亚型被分为HFpEF（LVEF≥45%）或HFrEF（LVEF<45%）。

统计分析

基于分类分析的sST2浓度，将进行过sST2测量但没有基准HF的CHS参与者被分为五分相位。使用FDA批准的35ng/mL临界值，sST2还作为连续In转化变量以及二分变量测量。使用单因子方差分析对人口统计资料、传统临床心血管风险因素、炎症生化标志物、肾脏和心血管疾病以及超声心动图造影数据进行了跨五分相位比较，比较其连续参数变量，使用Kruskal-Wallis检验进行连续非参数变量计较。使用皮尔森卡方检验对二进制变量进行了跨五分相位比较。使用Kaplan-Meier方法，按照100人/天计算每个分类的累积HF事件和心血管死亡事件，使用对数秩检验对sST2五分相位的趋势进行比较。使用考克斯比例风险回归模型执行多变量分析。人口统计学、风险因素和生物标志物（NT-proBNP）均经过调整的模型被用于测定HF、HFpEF、HFrEF事件的风险，使用先前确定的针对HF和心血管死亡事件的模型测定心血管死亡事件风险。在基准水平时（估计LVEF<55%）HFrEF模型也与异常LVEF有关。每个结果都检验了性别、年龄和种族的相互作用。通过增加sST2到调整过风险因素的模型测定模型差异的逐渐变大，使用95%CI和自助法计算具有时间依赖性的Harrell C统计。为纳入sST2的模型计算综合鉴别指数（IDI）和“无分类”净再分类指数（NRI）。

使用SPSS软件（版本22；IBM SPSS统计；纽约州阿蒙克市IBM公司）进行统计分析。使用Stata软件（版本12.1；StataCorp LP，College Station，TX）对NRI，C统计和IDI进行估计。

—— 结果 ——

参与者特征和具有代表性的相关性

3915名参与者具有可测量sST2水平且非HF患者（图1）。1698名参与者没有足够的储存血清进行sST2测量，比较了不可测量sST2的参与者的特点和sST2可测量的参与者的特点，详见表S1。sST2值的范围是4.5-179.3ng/mL，中值水平23.5ng/mL。表1包括被sST2五分相位分开的CHS人群的人口统计学和临床特征。较高的sST2与老龄、男性、黑人族群以及HF风险因素如CHD、糖尿病、高血压、体重指数增加和肾脏滤过功能低有关。炎症生物标志物、纤维化、心脏舒张和亚临床心血管疾病显著与跨五分相位的sST2水平有关。表1还叙述了该人群的基准超声心动图特征。异常的LVEF和较高的左心房直径，但非LVM与较高的sST2水平有关。男性LV心脏舒张程度没有不同，女性sST2水平较高时LV心脏舒张程度略低。

sST2和HF事件

在中值为11.7年的随访时间内，出现了1185例HF事件。图2显示了基准sST2跨五分相位的HF累积发生率，日益升高的五分相位之间的差异显著（P<0.001）。最低sST2五分相位的HF发生率为2.06/百人/年，最高sST2五分相位的HF发生率为3.71/百人/年。表2显示在未经调整和经过调整的分析中，sST2与HF事件之间的关系。使用FDA临界值比较了升高和未升高sST2的五分相位，sST2五分相位较高的HF事件的风险显著较高，sST2水平In转化较大。尽管在人口统计资料和风险因素均调节过的模型中发生了衰减，但是这些相关性仍然很显著。对心脏特异性标志物、NT-proBNP进行的额外调整进一步降低了这些相关性；sST2水平由于绝对或连续变量的原因所以不再与HF事件有关，预测的结果一般，但仍然显著，在sST2水平高于FDA批准临界值35ng/mL时，HF事件的风险增加20%。继续在该模型中纳入hs-cTnT后，二分临界值不再显著。

基于临近诊断的造影数据，652例（55%）HF事件被分为HFpEF（n=354；54.3%）或HFrEF（n=298；45.7%）。在sST2五分相位增加时，HFrEF的发生率升高（表3；P<0.001）；但是，在HFpEF中这一趋势不显著（P=0.07）。如表3所示，在未调整的分析内，sST2最高五分相位与HFpEF的发生有关（风险比[HR]，1.46；95%CI，1.06-2.04），但是在模型经过临床风险因素调整后，这一相关性不再显著。同样，sST2作为连续变量时，使用35ng/mL的临界值，在未调整过的模型和经过人口统计资料调整过的模型中，sST2与HFpEF的相关性显著，但是模型经过额外临床风险因素调整后，相关性也不再显著。关于HFrEF的发生，使用日益较高的sST2五分相位估计值比HFpEF的发生率高。但是，在经过临床风险因素调整后，无论sST2是否通过五分相位估计、是否作为连续变量或是否在二分临界值时，sST2与HFrEF的相关性不再显著。

图2.累积心衰发生率

sST2和心血管死亡率

在中值为13.7年的随访时间中，总计发生1026例心血管死亡案例。图3显示了Kaplan-Meier对跨基准sST2水平五分相位心血管死亡率的估计。心血管死亡事件的发生率为：最低sST2五分相位1.48/百人/年；最高sST2五分相位2.95/百人/年（P<0.001）。sST2五分相位较高，脑血管死亡的风险也越高，即使经过临床风险因素调整亦是如此（表2）。但是这种相关性在经过NT-proBNP调整后不再显著。不像绝对分析，在作为连续变量并使用二分临界值35ng/mL，且在调整过NT-proBNP水平时，sST2仍然是显著的预测指标。但是在纳入hs-CTnT之后就会丧失统计显著性。

预测模型

sST2纳入完全调整的模型后会导致预测能力一般，但是结果仍然显著，能够改善C统计、IDI和NRI，详见表4。在sST2纳入传统风险因素模型（每个结局）时，使用NRI，能够对6.7%的发生心血管死亡的患者、0.9的发展为HF的患者进行正确再分层，分入较高风险组到的比例为7.2%，分入较低风险组的比例为4.6%。

相互作用项

如表5所示，对心血管死亡、全部HF事件或HFrEF而言，在在风险因素经过调整的模型内，sST2（作为连续参数）与性别、种族和年龄没有相互作用。但是在HFpEF的前提下，sST2与种族之间的相互作用显著（P=0.028）。在黑人族群中，sST2与HFpEF的相关性很显著（HR，3.17；95%CI,1.47-6.85），但是在非黑人族群中则相反（HR，1.03；95%CI，0.72-1.46）。

讨论

我们的研究显示测量sST2水平能对大型社区居住人群中最初没有HF老年人的心血管死亡和HF事件预后产生影响。在计入日常测量的风险因素包括并存病和人口统计资料后，较高的sST2水平与较高的HF事件和心血管死亡风险有关。但是，不像一般年轻人群，在经过心脏特异性生物标志物调整后，sST2不能预测HF事件或心血管死亡。将sST2纳入人口统计资料和临床风险因素后，仅能一般地改善HF事件和心血管死亡的辨别和风险再分层。但是，和其他人群类似，在横截面分析中，老年人sST2水平的升高较高风险的人口统计资料，并存病增多有关，心脏特异性和非心脏特异性生物标志物的水平上升单独与较差的结局相关。

先前3个一般人群研究已经检查了sST2与心血管事件发生之间的相关性：达拉斯心脏研究（DHS）、FHS和FINRISK97研究。与CHS相比，DHS人群明显年轻许多，平均年龄43岁。与CHS相反，在DHS中，仅男性和黑人族群与升高的sST2五分相位有关。造成这一结果的部分原因可能是DHS研究使用的sST2试验灵敏度较差。2个研究的人群中黑人族群与sST2之间存在很强的相关性表明黑人族群对sST2的表达可能存在遗传因素。就HF事件的结局而言，我们研究的HR结局与FHS相近。Wang等人在FHS研究中使用的ST2统计模型也显示出低C统计和净再分层的一般但不显著的改善。在纳入心脏特异性标志物NT-proBNP后，sST2丧失了统计学显著性，FHS人群多重生物标志物统计学模型中ST2得以保留，但在CHS人群中则不然，2个人群的年龄分布的不同可能能够解释这种差异。但是与FHS研究的较年轻的参与者相比，CHS人群HF事件的发生率更高，sST2缺乏选择特异性潜在限制了它的心血管预后能力。调整老年参与者sST2水平的非心血管炎症疾病患病率的增加。FHS人群对结构性心脏病的后续分析发现的证据还表明在中年人群中，sST2缺乏心脏特异性，sST2水平不能区分患有或未患有左心室肥大（LVH）和左心室收缩功能下降的个体。最后明智的注意的是在更年轻且人种多样性研究的FINRISK97人群中存在4个稍微不同的结果，这些结果不能显示显著的心血管结局（AMI、CHD、中风和HF），因为即使仅调整Framingham风险因素，这些由升高的sST2评估的心血管结局的变化极小。最终，该研究的结论相近，sST2水平不是HF事件的独立预测指标。

先前没有研究项目检查与社区人群中sST2的预测HFpEF vs. HFrEF发病的相关预后价值。高血压患者的初步研究数据显示sST2水平能从无症状高血压中区分HFpEF。既然假设HFpEF患者发展为HF是非心血管并存病总体负担的结果，那么我们预计与HFrEF相比，sST2能成为HFpEF的较好的预后因素。sST2可以作为促成HFpEF的并存病总和，这一点在老年人中尤其明显。但是，尽管估计的结果是sST2与HFrEF的相关性比HFpEF略高，但是在调整过风险因素的模型中，二者的相关性都不显著。这可能是这些HF亚型出现的数量较少的原因。但是我们的研究从总体上看在非卧床老年人群体中预测全类型HF事件时，sST2的预后能力一般。

图3. 累积的心血管死亡发病率。CV表示心血管。

表4. 风险预测模型（C统计、IDI、NRI）

表5. 性别/种族/年龄相互作用项（P值）

HF表示心衰；HFpEF表示射血分数稳定的心衰；HFrEF表示射血分数下降的心衰。

*计算的年龄相互作用项公式（年龄-平均（年龄））×（InST2-偶极子（InST2））

—— 局限性 ——

我们的研究有一些局限性。sST2的心脏特异性低，并会因许多条件而升高，如自身免疫疾病（全身性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多血管炎肉芽肿病）、哮喘、肝脏衰竭、败血症和其他肺部疾病，这些状况不仅在CHS数据库的记录中出现。因此，我们的研究不能完全确定非心血管共病。尽管我们能区分55%受试者的HF表型，但是我们不能排除在剩余的45%受试者的造影表型缺乏会对我们的发现造成偏差，并降低我们测定sST2选择性地或准确地预测HFpEF和HFrEF的能力。不是所有的参与者都有足够的储存血清进行sST2测量，许多参与者没有足够的储存血清，这会对我们观测到的相关性造成偏差。此外，CHS样品已经被冷冻近18年，在此次测量前，这些样品都曾经过冻融。公布的数据显示冷冻样品的最长再检时间为18个月，与那些非冷冻样品相比，使用这些样品测得的sST2值会产生相当大的变化。FHS研究的人群较年轻，使用的是储存了12年左右的样品。在Framingham研究中，sST2是HF和死亡的独立预测因素，这表明尽管我们不能排除样品的长久储存和先前的冻融有可能分解sST2并减弱了存在或不存在不良结局的患者之间的差异，但是我们的发现与Framingham研究之间的区别应该是使用大型人群检测获得更多结果造成的，不太可能是分析物稳定性的问题。

—— 结论 ——

我们的研究显示尽管sST2浓度和心肌病理学和风险因素有很强的横截面相关性，但是其作为社区老年人HF事件的独立预测指标存在局限性。

（参考文献略）

（摘自Journal of the American Heart Association，

版权归其所有，仅供内部参考）

编译：张凯

审校：王小茜