B型钠尿肽的临床意义及研究进展

司徒凌楚

                                        暨南大学医学院第四附属医院、广州市红十字会医院心内科    主有峰，韦建瑞
       人类心脏是—个非常有效的弹性泵，还是一个重要的内分泌器官。心脏细胞产生结构相关的肽类激素，统称为钠尿肽(natriuretic peptide，NP)，是一种非常重要的激素。NP或心钠素是促尿钠排泄缩氨酸，NP家族在人类和非人类的脊椎动物中由6种心血管形态组成，包括A型(ANP)、B型(BNP)、C型(CNP)、D型(DNP)、V型(VNP)、还有一种肾形钠尿扩张肽。NP系统种系大多保守，ANP和CNP与其各自的激素前体片段在哺乳动物中均非常保守。然而，BNP及其氨基末端前体BNP(NT—proBNP)即使在哺乳动物中也存在着差异。例如，人类BNP 5’ 端序列与大鼠和家属分别有着65%和77%的基因同源性，而啮齿动物近端启动子则有着>90%的同源性。
       BNP是由心房和心室肌细胞分泌的一种多肽类心脏激素，1988年由日本学者Sudoh T等首先从猪大脑中分离出来，当心室充盈压升高时分泌增加。BNP对于心力衰竭的诊断和预后、心肌梗死的预后判断等都有重要的意义，目前医学界对BNP的临床应用和研究越来越多，美国心脏病学会、美国心脏病协会和欧洲心脏病协会等全球心血管权威机构在其制订的“心力衰竭诊断和治疗指南”中，都把BNP/NT—proBNP列为不可缺少的心脏标记物。本文就BNP/NT—proBNP的临床意义及其研究进展综述如下。
1 BNP的生物学特性
       1．1 BNP的基因  人类BNP基因位于1号染色体短臂的远端，与ANP基因(居于BNP上游约8000个碱基)呈前后串联关系；如此接近的空间关系是否是为了方便协同调节尚未知。BNP完整的核甘酸序列1989年被阐明，而5’端上游非翻译区序列则在1996年通过分子分析和组织特异性基因表达研究得到确定。该基因有3个外显子和2个内含子。人类BNP基因的外显子1编码了5’端非翻译区和部分前BNP前体(pre—proBNP)(26个-氨基酸信号肽和最初的18个BNP前体氨基酸)。外显子2编码了氨基酸45-129，外显子3编码了5’ 末端氨基酸(130—134氨基酸)和3’侧端富含ATTTA非稳定基序的非翻译区。人类BNP基因启动子区域有多个能调高基因表达的标靶，包含多种能被不同促炎症反应和增生性反应激活的信号通路。
       1．2 BNP的合成、加工和分泌  BNP主要由心室肌细胞合成和分泌，左心室的容积和室壁张力对其释放进行调节，是刺激BNP和NT—proBNP合成和分泌的主要原因，其他因素如心肌缺血/缺氧以及激素分泌(血管紧张素Ⅱ，a肾上腺素能和β肾上腺素能激动剂，内皮素-1)也起到重要作用。
       BNP基因转译后，产生初始基因产物pre—proBNP1—134，该肽的一个26-氨基酸信号肽被立刻去除，形成了一个108-氨基酸激素原(proBNP1—108)。接着，proBNP1—108被蛋白水解酶蛋白酶furin和corin分解为2部分：无生物学活性的76个氨基酸氨基末端部分NT—proBNP1—76和有生物学活性的32个氨基酸分子BNP1一32，该分子拥有一个由连接着二硫半胱氨酸形成的特征性氨基酸环，此环对其生物学活性起重要作用。BNP1—32进一步通过cGMP依赖的信号转导级联反映产生心血管和肾脏作用。
       但是，近几年来这种过分简单的NP的分泌过程的描述产生了巨大的变化，Lain通过群体实验发现循环系统中主要存在的“BNP”和“NT—proBNP”，事实上是proBNP1—108。研究显示一旦进入血液BNP分子迅速被切去头端产生大量与BNP1—32相关按比例分配的片断。BNP1—32进入血液后可分别被二肽基肽酶-Ⅳ和肽酶甲丙氨酯A分解成BNP3—32和BNP7—32。有证据显示这些不同形式的BNP在心力衰竭中有着不同的生物学活性。proBNP1—108和NT—proBNP1—76没有或几乎没有生物学活性，BNP3—32的生物学活性较BNP1—32弱。
       目前使用的商业性检测NT—proBNP1-76或BNP1—32的检验实际上评估了每种肽的混合体；就NT—proBNP而言，检验很可能同时检测了bit—proBNP1-76和不定量的proBNP1—108。就BNP而言，传统检测很可能检验了BNP1—32的多种降解产物，包括BNP3—32以及完整proBNP1—108。因此，在心力衰竭患者中，显著升高的BNP或NT—proBNP并不能正确提示该个体缺乏生物活性BNP的活性作用。
       1．3 BNP的清除  BNP清除主要通过与钠尿肽清除受体结合继而被胞吞和溶酶体降解，只有少量的BNP通过肾脏清除，当肾功能缺失时，中性肽链内切酶也可打开BNP的环状结构而对其进行清除；NT—proBNP清除的惟一途径是肾小球滤过，因此肾功能出现缺失时对NT—proBNP的代谢影响极大。当肾小球滤过率(GFR)<60mL/min时，NT—proBNP可能显著升高，这种情况下，NT—proBNP用于评估心力衰竭不具有临床意义。而肾功能对BNP的影响则较小，慢性肾功能不全(CKD)(GFR<60ml/min)，诊断心力衰竭的BNP界值可定在200pg/ml。
       BNP的t1/2为22min，而NT—proBNP的t1/2为120min，从临床检验的角度看，NT—proBNP的t1/2更长，在体外相对较为稳定，为检验带来方便；但从临床意义的角度考虑，BNP更短的t1/2更能反映患者病情的变化，更有利于临床指导治疗。
2 BNP和NT—proBNP的临床应用
       2．1 BNP/NT—proBNP与心力衰竭  BNP/NT—proBNP对于筛选急性呼吸困难患者、诊断有症状的心力衰竭、诊断无症状的左心室功能障碍、心力衰竭的预后评估及危险分层、反映心力衰竭的严重程度、指导心力衰竭的治疗、预测心力衰竭转归等方面具有重要作用。虽然NYHA心功能分级可反映心力衰竭的严重程度，但其主观性强，干扰因素较多，而BNP/NT—proBNP与左心室舒张末期压力呈正相关，因此BNP/NT—proBNP作为一客观指标可以在心力衰竭评估及预后分层中进行应用。另外，在心力衰竭患者中，舒张功能不全(diastolie heartfailure，DHF)占心力衰竭的40%~50%，由于缺乏特异性的DHF超声诊断标准，其诊断难度大于收缩功能不全，故临床误诊率、漏诊率高。最近的研究显示，血浆BNP水平可能可以反映DHF。Lubien E等进行了一个294例心力衰竭患者的研究，他们检测了一部分舒张功能障碍的患者，结果显示左心室舒张功能异常的患者(119例)的BNP平均水平为(286士31)pg/ml，而左心室功能正常的人群(175例)BNP的平均水平为(33士3)pg/ml。左心室舒张功能异常患者的BNP水平明显升高。袁芳等将350例左心室射血分数≥50%的发作性呼吸困难患者纳入研究，结果显示与正常组相比，DHF各组BNP水平均明显升高(P<0.01)，Logistic逐步回归分析显示，血浆BNP水平与左心室DHF独立相关(r=0.75，P<0.05)。NT—proBNP水平也与舒张功能障碍有关，在舒张功能障碍较轻阶段时其优于BNP，可能与NT—proBNP的t1/2较长有关。
       2．2 BNP/NT—proBNP与冠心病  近年来，有学者认为BNP的测定能有效地帮助判断急性冠状动脉综合征患者的预后。Baxter GF 研究发现，急性心肌梗死患者的血浆BNP/NT—proBNP变化具有一定规律，呈现稳态上升趋势，BNP/NT—proBNP变化有两种类型：(1)单峰型，于症状出现后的24h达到高峰；(2)双峰型，与发病后的第5天出现第二个高峰，其升高程度与梗死面积有关，双峰型患者多伴有较高的心肌型肌酸激酶同工酶峰值，较低的左心室射血分数。Sabatine MS等对1676例不稳定性心绞痛和非ST段抬高的心肌梗死患者进行了BNP的检测，结果发现BNP水平高于80pg/mL的患者在7d内和半年内的死亡风险明显升高，经调整过的风险比为3.3，与肌钙蛋白I一样，可作为重要的临床预测因子。
       2．3 BNP/NT—proBNP的其他应用  BNP/NT-proBNP的升高可以发生在各种无心力衰竭的心脏疾病，包括心肌病、瓣膜病、心律失常、肺性高血压和心脏的毒性损害疾病，目前认为这是由于心肌细胞在心脏肌纤维拉伸和紧张以及受到刺激时均可释放NP。另外，有研究发现在大多数败血症患者中NT—proBNP水平于进入重症监护室后12～24h达到高峰，并且和预后不良相关，在这种情况下NT—proBNP水平升高的具体原因尚不明确，可能与感染时心肌受抑制、心肌收缩功能改变、室壁张力增高有关。在缺血性脑卒中时，NT-proBNP水平也有普遍升高，Jensen JK研究了250例急性缺血性脑卒中患者，NT—proBNP水平在症状出现后第2天达高峰，5d后下降，在症状出现后5d~6个月其水平无明显区别，在第2天升高的水平表现出与6个月时死亡率具有相关性。总之，
BNP/NT—proBNP不仅可以在非心力衰竭情况下升高，而且NT—proBNP的释放和增强始终与这些疾病预后的风险密切相关。因此，在非心力衰竭情况下BNP/NT—proBNP水平的升高不应视作“假阳性”，对于NT—ProBNP水平升高不应放弃预后不良的考虑。未来还需要更多的研究来理解BNP/NT—proBNP在非心血管疾病中的意义。
3 BNP分泌不足和BNP抵抗
       3．1 BNP分泌不足  Faquan Liang利用Western杂交分析技术证实在心力衰竭患者血浆中具有免疫反应性的BNP种群主要包括两类：低分子量形式(类似BNP1—32)和高分子量形式。高分子量形式BNP去糖基化后与重组proBNP1—108类似。他们进一步证实临床中广泛应用的BNP的检测方法(Triage分析法和Advia Centaur分析法)实际上亦检测了proBNP1—108，并且显示循环系统中主要存在的“BNP”事实上是proBNP1—108，这些proBNP1—108在循环中并不会进一步分解成BNP1—32。他们推测心力衰竭时大量产生的proBNP1—108超出了心肌细胞将其分解为BNP1—32的能力，结果导致循环中proBNP1—108的大量释放而不是BNP1—32。Hawkridge AM的研究也发现循环中存在BNP1—32的缺乏。他们采集NYHA心功能Ⅳ级患者的血浆，分别采用纳米液相色谱法联合离子喷雾回旋共振质谱法和床边及时检测法检验其中的BNP1—32，结果显示床边及时检测法可检测到大量的BNP1—32(>290fmol/ml)，然而准确性更高的纳米液相色谱法联合离子喷雾回旋共振质谱法却几乎探测不到BNP1—32，提示心衰患者血浆中可能存在结构发生改变的BNP，而真正成熟的BNP1—32则缺乏。
       3．2 BNP抵抗  最初，Charloux A等已经发现，在慢性心力衰竭从代偿期向失代偿期进展时，即使ANP的水平很高，尿钠排泄仍然降低，提示慢性心力衰竭时存在ANP抵抗。Forfia PR等在他们的研究中也发现了类似的现象，他们发现相对于正常的无心力衰竭的犬，通过心动过速诱发心力衰竭的实验犬的肾脏对外源性BNP的反应减弱，由此认为心力衰竭是BNP抵抗的一种状态。
       目前认为BNP抵抗的机制是多因素的，主要包括以下几个方面：(1)BNP清除率增加，目前的研究表明在慢性心力衰竭时，中性肽链内切酶(NEP)对BNP的清除增加，并且发现NEP抑制剂可以增加肾脏cGMP的生成，从而增加肾脏对钠盐的排泄。Chen HH等在正常对照犬(n=8)、轻度心力衰竭犬(n=6)、重度心力衰竭犬(n=5)中注射NEP抑制剂，分别观察三组中GFR、尿钠排泄、肾血流量、肾血管阻力、远曲小管对钠盐重吸收的变化，结果显示在轻度心力衰竭组中，GFR、尿钠排泄、肾血流量增加及肾血管阻力、远曲小管对钠盐重吸收减少最明显；在重度心力衰竭组，上述变化则明显减弱，而在正常对照组，上述值几乎没有变化。该实验也提示NEP抑制剂对轻度心力衰竭可能具有潜在的治疗作用。(2)BNP受体下调。(3)环磷酸鸟苷磷酸二酯酶V(cGMP PDE V)表达增加，cGMP PDE V是cGMP的降解酶，而BNP即是通过cGMP表达生物活性，它通过分解cGMP，降低cGMP的浓度，从而降低BNP的生物学作用。Forfia PR等在其试验中将7只正常对照犬按时间顺序分别接受BNP、西地那非(特异性cGMP PDE V抑制剂)、BNP+西地那非注射，测定中心静脉压(CVP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、肺动脉压(PAP)、舒张压(DP)、平均动脉压(MAP)的变化，然后通过心动过速将上述正常犬诱发心力衰竭作为实验组，再重复上述操作。结果显示，在正常组中单用BNP具有降低CVP、PCWP、PAP、DP、MAP的作用；单用西地那非上述值基本没有变化；BNP+西地那非的作用与单用BNP类似。而在实验组中，单用西地那非的作用与单用BNP的作用类似，都可以降低上述值；BNP+西地那非组的作用则超过单用BNP组。这表明在慢性心力衰竭患者中cGMP
PDE V活性增强或表达增加，提示cGMP PDE V抑制剂对于慢性心力衰竭或许具有治疗作用。
4 总结和展望
       BNP/NT—proBNP作为重要的生物标记物，已广泛应用于心力衰竭的筛选、诊断、预后判断和治疗检测，并且BNP还可以作为治疗药物用于临床。目前对于BNP/NT—proBNP的检测还不够准确，尤其是血浆中NP的具体形式仍不够完全清楚，以及其在心力衰竭发展进程中的病理生理作用还需要进一步的研究。BNP缺乏和抵抗观念的提出，为心力衰竭的研究提供了新的视野。我们相信，随着研究的增多，对BNP的作用将有更多的认识。
                                                                                                        编辑：范伟伟