腦鈉肽
利尿鈉肽家族的一員
腦鈉肽(Brain Natriuretic Peptide,BNP)又稱B型利鈉肽(B-type Natriuretic Peptide)、腦利鈉肽,是繼心鈉肽(ANP)后利鈉肽系統的又一成員,由於它首先是由日本學者Sudoh等於1988年從豬腦分離出來因而得名,實際上它主要來源於心室。BNP具有重要的病理生理學意義,它可以促進排鈉、排尿,具較強的舒張血管作用,可對抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)的縮血管作用,同ANP一樣是人體抵禦容量負荷過重及高血壓的一個主要內分泌系統。心功能障礙能夠極大地激活利鈉肽系統,心室負荷增加導致BNP釋放。
BNP主要由心室肌細胞合成和分泌,心室負荷和室壁張力的改變是刺激BNP分泌的主要條件。
BNP的清除有兩條途徑:一是由利尿鈉肽家族的C型受體介導,內吞入胞內後由溶酶體降解;二是經中性內肽酶(NEP)降解。
BNP同ANP一樣具有一個由17個氨基酸通過一對二硫鍵組成的環狀結構,它對於受體的結合很必要,其中二硫鍵對於BNP的生物活性很重要。BNP具有種屬特異性,大鼠的BNP由45個氨基酸組成,而豬、狗與人的BNP由32個氨基酸組成,人類BNP基因片段位於1號染色體短臂的遠端,與其上游的ANP片段相連,其反向轉錄脫氧核糖核酸(cDNA)由1900個核苷酸組成,BNP的信使核糖核酸(mRNA)由900-1000核苷酸組成,它可表達成BNP前體原,脫去N端的信號肽成為含108個氨基酸的BNP前體(proBNP),但並不儲存於分泌顆粒,主要從心室分泌,在其分泌過程中或進入血液後分解為具有生物活性的BNP(含32個氨基酸的C端片段)及N端片段。左室延展及室壁張力對BNP的釋放進行基礎調節。
BNP廣泛分佈於腦、脊髓、心肺等組織,其中以心臟含量最高。腦內以延髓含量最高,中樞神經系統的BNP含量高於ANP,腦與脊髓內BNP含量約較ANP含量高13倍。心臟內BNP主要存在於左、右心房,其中右心房含量為左心房3倍多,心室的BNP含量約不足心房的1/20,心室BNP含量少是因為BNP前體並不儲存在心室中,只有當室壁張力升高時才迅速刺激BNP基因高表達,大量合成BNP分泌入血,換句話說,BNP在心室肌內儲存極少。在房間隔、房室瓣、主動脈、肝動脈與肺靜脈壁內亦含有少量BNP。
利鈉肽系統共有A、B、C三型受體,均為跨膜受體,BNP的清除主要通過兩條途徑:
第一:通過C受體介導將BNP內吞入胞內,再由溶酶體酶降解;
第二:由中性肽鏈內切酶對BNP降解,此酶在肺臟及腎臟中濃度較高。ANP較BNP對中性肽鏈內切酶的親和力要大的多,但第二種途徑仍為BNP代謝的主要途徑,再由於C受體對ANP的親和力亦高於BNP,這樣造成BNP的生物半衰期(20分鐘)長於ANP(約3分鐘)。
測定血漿BNP濃度可以為臨床提供許多有用的信息,常用的方法主要有:放射免疫法(IRA)、免疫放射測量法(IRMA)、電化學發光法(ECLA)。IRA法測定批間及批內的變異係數(CV)分別為14.8%、9.9%;IRMA法不經提取血漿BNP直接測量,使用Shionoria BNP放免試劑盒測定,此測定系統採用兩種抗人BNP單克隆抗體,一種識別BNP的C端序列,一種識別其環狀結構,即應用夾心法測定血漿BNP濃度,其最小可測量為2pg/ml,批間及批內的變異係數(CV)分別為5.9%、5.3%,此法較為敏感、準確、易於操作;而ECLA則更為敏感、準確,批間及批內的變異係數(CV)僅為5.8%、3%,但成本昂貴。最近用於床邊試驗(POCT)的BNP快速檢驗和酶免疫法(ELISA)已用於臨床,具有快速、簡便、價廉等優點,ELISA法批間及批內CV分別小於14%和5%。
BNP同ANP均是腎素血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)的天然拮抗劑,亦抵制後葉加壓素及交感神經的保鈉保水、升高血壓作用。BNP同ANP一起參與了血壓、血容量以及水鹽平衡的調節,提高腎小球濾過率,利鈉利尿,擴張血管,降低體循環血管阻力及血漿容量,這些均起到維護心功能作用。BNP又不同於ANP,ANP主要在心房合成,在心房負荷過重或擴張時分泌增加,血漿濃度升高,主要反映肺血管壓力的變化,其他一些激素如抗利尿激素、兒茶酚胺類物質可直接刺激ANP分泌,因ANP前體儲存於分泌顆粒中,分泌時分解為ANP,其快速調節主要在激素分泌量多少上進行;而BNP主要在心室合成,在心室負荷過重或擴張時增加;因此反映心室功能改變更敏感、更具特異性,因BNP前體並不儲存於分泌顆粒,BNP的合成與分泌的快速調節在基因表達水平上進行。
心衰是多種疾病的終末階段,心衰可分急性心衰(AHF)和慢性心衰(CHF),CHF根據紐約心臟病協會(NYHA)心功能分級分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級。Ⅰ級心功能實際上無臨床心衰癥狀,可稱為左室功能不良(LVD)。慢性心衰急性失代償時癥狀與急性心衰相似。臨床診斷心衰的可靠性很差,特別是初級保健機構。心超聲是診斷心功能不全最有用可靠的非創傷的方法。在英國被懷疑為新的心衰病例每年有12萬人。很難對如此大量患者都進行心超聲診斷。基於BNP與心功能的密切關係,許多研究人員做了大量的工作以探討它的臨床應用。在CHF的病理生理改變及診斷中,BNP的重要性得到肯定。Mukoyama等報道CHF患者血漿BNP濃度較正常升高,且與心衰嚴重程度呈正比,比較正常組和CHF組之間的心臟及血漿BNP水平,發現正常人心室BNP含量為心房的7.2%,整個心臟的30%,CHF患者則分別上升為22%、52%,正常人血漿BNP濃度約0.9±0.07fmol/ml,BNP/ANP值約0.16±0.02,而不同程度CHF患者(NYHA分級Ⅰ~Ⅳ)的BNP濃度:Ⅰ級約為14.3±1.8fmol/ml;Ⅱ級約68.9±37.9fmol/ml;Ⅲ級約155.4±39.1fmol/ml;Ⅳ級約267.3±79.9fmol/ml。且在Ⅲ和Ⅳ級患者中血漿BNP/ANP值分別為1.44、1.72,BNP較正常增加200~300倍,而ANP只有20~30倍,由此認為CHF患者心室合成和分泌BNP增加是導致血漿BNP升高的部分原因,且隨心衰嚴重程度增加。Selvais等認為BNP在診斷CHF及其嚴重度時優於ANP,他們將正常人、具有正常左室射血分數(LVEF)的冠心病患者、不同程度CHF患者的ANP、BNP濃度進行比較,發現重度心衰(NYHAⅢ~Ⅳ級)BNP濃度(205±143pg/ml)明顯高於輕度心衰(NYHA~Ⅱ)濃度(51±28pg/ml)(p<0.001),BNP區別CHF與正常人及LVEF正常的冠心病患者的能力優於ANP(p<0.01),而且BNP濃度與LVEF的相關性優於ANP(rBNP=-0.59,rANP=-0.30,p<0.05),在判定CHF程度時又強於LVEF(p<0.05),認為BNP可用於對門診心血管病人進行診斷。
目前關於BNP的臨床研究主要集中在左室功能障礙(LVD)方面,這裡的左室功能指收縮功能。無論正常人還是LVD患者,BNP均主要由左室心肌細胞合成分泌,進入小靜脈迴流至室間隔靜脈通過冠狀竇進入循環,其分泌主要由左室壁張力進行調節,LVD的嚴重程度與其分泌正相關,外周血BNP水平可反映心室分泌率及LVD程度。
目前中、重度LVD依據臨床檢查較容易診斷,而輕度LVD(NYHA分級Ⅰ級)卻很難做到,但對LVD的確診很重要,尤其對哪些心肌梗死後恢復正常的患者,靜息狀態下或運動后3分鐘測量血漿BNP、ANP等肽類激素及cGMP濃度均高於正常對照組,但只有BNP具有顯著統計學意義,且通過ROC曲線分析,發現BNP在靜息及運動后曲線下面積分別為0.70、0.75,對正常與LVD地鑒別能力明顯優於ANP及cGMP等,是利鈉肽系統對LVD的最佳標記物。黃彥生等報道將BNP和N-ANP聯合檢測更適於診斷LVD,他們通過放射性核素門控心血池顯像篩選LVD及CHF患者,並選取心功能正常的健康人作對照,結果LVD組的血漿BNP(98.72±48.96ng/L)和N-ANP(1382.25±549.51ng/L)水平顯著高於對照組(分別為39.06±18.20ng/L和422.06±255.38ng/L,p<0.05和p>0.001),卻顯著低於CHF組(分別為150.90±83.66ng/L和4020.43±2090.95ng/L,p<0.05和p>0.001);血漿BNP>75.00ng/L時,診斷LVD的敏感性為91%,特異性為94%;血漿N-ANP>923.00ng/L時,診斷LVD的敏感性為75%,特異性為94%,認為BNP和N-ANP可用來診斷LVD,以BNP>75.00ng/L且N-ANP>923.00ng/L為診斷指標樣適合。
越來越多的文獻支持在心肌梗死(MI)后測定BNP。這不僅可識別有無左心收縮功能不全,而且在判斷左室重構和死亡危險方面可能優於心超聲診斷。在臨床實際工作中,BNP還有助於將心衰引起的氣喘和其它原因引起的氣喘區分開。正常BNP幾乎可以除外左心功能不全引起的氣喘。
傳統上對心衰患者的長期監控是非常不完善的。如果有一個價廉的生化標誌物來監控心衰,那將是非常有利的。BNP是否是這樣的一個標誌物?如果有床邊的BNP試驗,則有可能像糖尿病患者一樣監控心衰患者。這方面BNP有很大潛力。
Tsutamoto等對85名患有CHF的患者(EF<45%)隨訪兩年,比較BNP與ANP、cGMP等在CHF的預后評估方面的作用,發現血漿BNP在估計慢性CHF患者的病死率上優於ANP及cGMP,而且所提供的預后信息不依賴於其他如PCWP和LVEF等血流動力學指標。在老年人群中,升高的血漿BNP濃度與整個人群的病死率明顯相關,無論是否患有明確的心血管疾病,均可通過測量血漿BNP對死亡率進行預測。
血漿BNP水平與AMI后LVD程度呈正相關,且研究證明,BNP的分泌增加主要集中在梗死與非梗死區域交界的邊緣地帶,此處室壁機械張力最大,因此BNP可準確反映梗死局部室壁張力的變化,而張力又受到梗死面積、左室形態改變、心肌機械應力等因素影響,因此對心肌梗死後病人測量血漿BNP可以同時預測梗死區大小、左室功能。幾篇報告都提出對於預測心肌梗死後左室重構的進程來說,血漿BNP測定是一種簡便、準確、有用的生化指標,由於左室重構在臨床表現及超聲心動圖不易發現,BNP的測定對於心肌梗死後危險度分級該是價優質好的篩選方法。
Cowei認為BNP是心衰患者預后的重要標誌物,從理論上講血漿BNP濃度和存活率密節相關。大規模人群心衰調查的初步結果顯示血漿BNP、NT-BNP濃度和存活率以及再次住院相關。通過一系列的BNP測試來調整血管緊張素轉化酶抑製劑的治療,與經驗治療相經較能更好地抑制腎素-血管緊張肽-醛固酮系統並降低死亡率。
由於BNP具有利鈉、利尿、舒張血管的作用,與腎素-血管緊張素-醛固酮系統激活呈拮抗作用,因此具有較大臨床應用價值。
2000年以後國際上的研究已經證實,腦鈉肽可較傳統治療進一步改善嚴重心衰患者癥狀及預后(附1),美國和歐洲的心衰指南已經將該葯收錄其中(附2)。國內的研究大家可以自己找來看看,結果差不多。目前中國之所以沒有廣泛應用該葯,推測與國內廠家的推廣力度不夠有關,中國的事情常常這樣,不管藥物好不好,有藥廠推廣應用的就快,沒有推廣應用就慢,箇中原因大家都應該明白,不過仔細想想,國際上也常常如此,比如目前的甲流疫苗。
腦鈉肽緩解呼吸困難療效與硝酸甘油相當,但腦鈉肽起效速度似乎更快;腦鈉肽降低肺毛細血管楔壓比硝酸甘油更迅速、更顯著(P<0.05).[Vasodilation in the Management of Acute Congestive Heart Failure(VMAC). Young JB,et al JAMA 2002;287:1531-1540]
急性失代償性心力衰竭患者接受腦鈉肽治療,與多巴酚丁胺和米力農比較,能顯著降低住院時間和死亡率。 [美國心衰協會第8屆科學大會論文,HFSA(Heart Failure Society of America) Annual Scientific Meeting. Lindsay M, et al. Sep.2004]
腦鈉肽用於慢性心衰患者的長期治療安全,耐受性好;與標準治療相比,腦鈉肽治療組患者醫院外生存時間更長;高危心衰患者接受腦鈉肽治療后,其死亡/住院比值更好;神經激素水平測定提示腦鈉肽可能通過延緩心臟重塑發揮作用。[嚴重心力衰竭患者長期靜脈腦鈉肽治療的安全性和耐受性評價.Safety and feasibility of using serial infusions of nesiritide for heart failure in an outpatient setting (from the FUSION I trial). Yancy CW et al. American Journal of Cardiology. 2004 1;94(5):595-601.]
n2004年2月美國臨床治療指導協會(ICSI)
急性心衰伴肺水腫診斷治療指南
n2004年5月美國醫師繼續教育協會(CME-TODAY)
心肺病專業協會推薦急性心衰一線治療
n2004年5月美國聯邦健康服務基金會(UHS)
急性心衰一線治療葯
n2005年10月美國ACC/AHA收入慢性心衰指南
n2005年2月歐洲ESC急性心衰診斷治療指南
n2005年5月歐洲ESC慢性心衰診斷治療指南
BNP與血流動力學改變之間的關係已得到廣泛的認同,BNP血漿濃度與心功能狀態密切相關,正常BNP濃度可以在很在程度上否定存在心功能受損。大量的研究已經表明,BNP同可以用於診斷多種疾病引起的的LVD。但是,由於不同實驗室條件不同,採取的測定方法和研究方法不盡相同,所得到的正常值均有差別,還需研究完善。而且要注意BNP不是特異性的診斷工具,因為升高的血漿BNP濃度並不一定由心衰引起,某些心肺疾病、腎衰、肝硬化等也可使血漿BNP濃度升高,應結合臨床資料進行鑒別。
儘管受到一定限制,但BNP對於心功能的診斷、預后判斷及指導治療已展示了良好前景。尤其是在篩選LVD以及心肌梗死後危險度評價方面顯示出明顯優越性。在今後的應用中,還需要制定嚴格檢測和判斷標準。總之,隨研究深入,血漿BNP濃度測定很有可能作為評估心功能的一項重要補充,成為一項簡便易行的常規檢查。