半乳糖凝集素—3与心力衰竭的研究进展(1)
【摘要】半乳糖凝集素-3介导心脏纤维化，是心力衰竭预后生物标志物。半乳糖凝集素-3独立预测心力衰竭患者心室重塑和死亡率。目前HF治疗方法对半乳糖凝集素-3水平没有明显影响。
【关键词】半乳糖凝集素-3；心力衰竭；预后；治疗
【中图分类号】R541.6 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2016.15.0.03
心力衰竭(HF)是一个颇大的医学和流行病学问题，在急性和慢性心衰中均具有高发病率和死亡率的特征。心肌初始损伤后，心脏功能障碍和心肌重构进行性自主发展。利尿钠肽，特别是BNP及NT-proBNP，常规用来指导心衰患者的管理，但BNP和NT-proBNP受许多因素影响，包括年龄，肾功能，和贫血。因此，需要继续寻找新的生物标志物，反映心力衰竭其他病理过程，提供额外及独立的预后价值。然而近几年发现，Gal-3在心肌纤维化和心室重塑中起着重要的调节作用，能预测CH病死率，但是目前治疗不能降低Gal-3水平。
1 Gal-3的特征
Gal-3是可溶性β-半乳糖苷结合凝集素，其编码基因LGALS3位于14号染色体上，包含6个外显子和5个内含子，是具有三个不同结构域的半乳凝素家族的唯一成员：(Ⅰ)一个短的含有丝氨酸磷酸化位点的氨基(N)末端结构域；(II)一个富含脯氨酸的α样胶原蛋白重复序列，由基质金属蛋白酶水解；(III)一个球形的含有碳水化合物结合基序的羧基(C)端结构域和一个NWGR抗凋亡基元。Gal-3特异性地识别和结合β-半乳糖苷，主要由活化的巨噬细胞分泌。Gal-3参与多种生物活性，主要已知的是其介导肿瘤生长，侵袭和转移，同时它也与年龄的增长，糖尿病肾病，纤维变性疾病如肝纤维化、肾纤维化、特发性肺纤维化和慢性胰腺炎相关。最近，其在HF中的病理生理作用倍受关注，已被证明促进心脏成纤维细胞增殖，胶原沉积和心室功能障碍[1-2]。
2 Gal-3与心室重构
Gal-3是链接炎症和纤维化的关键介质，通过介导心肌细胞外基质渐进性改变促进HF发生和发展。心肌损伤产生炎症信号，招募活化的巨噬细胞迁移到心脏。一些介质如骨桥蛋白刺激这些巨噬细胞分泌Gal-3，似乎通过上调转化生长因子(TGF)-β/Smad3信号通路发挥作用，导致心脏成纤维细胞增殖和I型胶原合成，最终导致心脏胶原沉积、收缩和舒张功能障碍[3]。在结蛋白缺乏的HF小鼠模型中，骨桥蛋白基因敲除导致Gal-3表达显著降低，和随后心肌纤维化减轻及心脏彩超心功能参数改善[3]。在慢性HF患者中，Gal-3的浓度已与细胞外基质的代谢标记物相关，如Ⅲ型前胶原氨基端肽(PⅢNP)和基质金属蛋白酶2(MMP-2)，这意味着巨噬细胞活化和胶原代谢之间存在一定关系[4]。有趣的是，N-乙酰基-丝氨酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸(AC-SDKP)，单核细胞来源的抗炎和抗纤维化肽，几乎完全由ACE分解，抑制心室表达Gal-3，并减少Gal-3诱导的巨噬细胞活化和迁移[5]。在大鼠模型中，向心包内输注AC-SDKP减轻了Gal-3的许多不利影响，降低了心肌巨噬细胞和肥大细胞密度，减少了心室胶原沉积，并改善了收缩和舒张功能[6]。随后，在实验性HF模型中，Gal- 3抑制剂延缓了心衰进展[7]。除此之外，研究已经显示盐皮质激素受体的活化促进心脏纤维化[8]。Calvier[8]等证明了Gal-3介导醛固酮诱导的血管纤维化，同时还发现使用盐皮质激素受体拮抗剂螺内酯和柑桔果胶改良成的Gal-3抑制剂可抑制醛固酮诱导的纤维化。这些均表明Gal-3参与了心肌纤维化形成和消退的全过程，更重要的是表明了Gal-3所导致的不良结局是可以扭转的。由于这些原因，推测Gal-3的阻断可以延缓HF的进展，降低相关的发病率和死亡率。下面一些研究评估了其在HF诊断、预后、治疗方面的应用价值。
3 Gal-3与HF
BNP是HF诊断最有效的生物标志物。急性呼吸困难心衰诊断和慢性心力衰竭危险分层指南推荐使用。BNP通过心肌机械牵拉而释放，受容量负荷的影响。然而Gal-3很少或不响应容量负荷[9]。最近，已经显示，Gal-3由遗传变异调节。Gal-3水平可能从不同发病机制方面反映HF病理生理过程，因此，与BNP相比，Gal-3作为一种新的HF生物标志物，可以在HF诊断和预后方面提供额外的信息。
3.1 Gal-3与HF诊断
van Kimmenade[10]等研究人员调查了Gal-3单独检测或与BNP共同检测在急性心力衰竭诊断的实效性，测定就诊于急诊科的急性呼吸困难患者599例的GAL-3水平，其中诊断为急性心力衰竭209例(35%)，Gal-3诊断急性心衰的ROC曲线为0.72，NT-proBNP为0.94，差异有统计学意义(P<0.05)，从而表明NT-proBNP优于Gal-3诊断急性心力衰竭。此外据报道，Gal-3水平与BNP水平显著相关。另一项研究结果表明，在射血分数保留HF(HFPEF)诊断方面，Gal-3更敏感，而BNP更具体，Gal-3和BNP是HF诊断重要的生物标志物，如果一起使用，他们可以提供精确的临床诊断[11]。
3.2 Gal-3与HF预后
3.2.1 Gal-3预测心脏彩超
Lok[12]等研究表明Gal-3预测严重慢性心衰患者的左室重构，然而NT-proBNP不能，并且相比于LVEDV稳定或增大的患者，LVEDV减小的患者有显著较低水平Gal-3，差异有统计学意义(14.7 vs 17.9 vs 19ng/ml；P<0.05)。同样DirK等在2010年动态监测终末期心力衰竭患者心脏彩超3个月，结果发现Gal-3血浆水平随着左心室舒张末内径(LVEDD)增大而明显升高，但是NT‐proBNP血浆水平未随LVEDD增大而持续升高，在LVEDD>70 mm时，其水平反而呈下降趋势，与LVEDD不再呈线性关系，可能是BNP分泌耗竭所致。所以，就重度晚期心力衰竭患者而言，与NT‐proBNP相比，血浆Gal-3水平更能准确地反映心功能恶化及心室重构进展，并且与心力衰竭的关系不具有容量依赖性。, http://www.100md.com(杨晓静 张雪娥)
【关键词】半乳糖凝集素-3；心力衰竭；预后；治疗
【中图分类号】R541.6 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2016.15.0.03
心力衰竭(HF)是一个颇大的医学和流行病学问题，在急性和慢性心衰中均具有高发病率和死亡率的特征。心肌初始损伤后，心脏功能障碍和心肌重构进行性自主发展。利尿钠肽，特别是BNP及NT-proBNP，常规用来指导心衰患者的管理，但BNP和NT-proBNP受许多因素影响，包括年龄，肾功能，和贫血。因此，需要继续寻找新的生物标志物，反映心力衰竭其他病理过程，提供额外及独立的预后价值。然而近几年发现，Gal-3在心肌纤维化和心室重塑中起着重要的调节作用，能预测CH病死率，但是目前治疗不能降低Gal-3水平。
1 Gal-3的特征
Gal-3是可溶性β-半乳糖苷结合凝集素，其编码基因LGALS3位于14号染色体上，包含6个外显子和5个内含子，是具有三个不同结构域的半乳凝素家族的唯一成员：(Ⅰ)一个短的含有丝氨酸磷酸化位点的氨基(N)末端结构域；(II)一个富含脯氨酸的α样胶原蛋白重复序列，由基质金属蛋白酶水解；(III)一个球形的含有碳水化合物结合基序的羧基(C)端结构域和一个NWGR抗凋亡基元。Gal-3特异性地识别和结合β-半乳糖苷，主要由活化的巨噬细胞分泌。Gal-3参与多种生物活性，主要已知的是其介导肿瘤生长，侵袭和转移，同时它也与年龄的增长，糖尿病肾病，纤维变性疾病如肝纤维化、肾纤维化、特发性肺纤维化和慢性胰腺炎相关。最近，其在HF中的病理生理作用倍受关注，已被证明促进心脏成纤维细胞增殖，胶原沉积和心室功能障碍[1-2]。
2 Gal-3与心室重构
Gal-3是链接炎症和纤维化的关键介质，通过介导心肌细胞外基质渐进性改变促进HF发生和发展。心肌损伤产生炎症信号，招募活化的巨噬细胞迁移到心脏。一些介质如骨桥蛋白刺激这些巨噬细胞分泌Gal-3，似乎通过上调转化生长因子(TGF)-β/Smad3信号通路发挥作用，导致心脏成纤维细胞增殖和I型胶原合成，最终导致心脏胶原沉积、收缩和舒张功能障碍[3]。在结蛋白缺乏的HF小鼠模型中，骨桥蛋白基因敲除导致Gal-3表达显著降低，和随后心肌纤维化减轻及心脏彩超心功能参数改善[3]。在慢性HF患者中，Gal-3的浓度已与细胞外基质的代谢标记物相关，如Ⅲ型前胶原氨基端肽(PⅢNP)和基质金属蛋白酶2(MMP-2)，这意味着巨噬细胞活化和胶原代谢之间存在一定关系[4]。有趣的是，N-乙酰基-丝氨酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸(AC-SDKP)，单核细胞来源的抗炎和抗纤维化肽，几乎完全由ACE分解，抑制心室表达Gal-3，并减少Gal-3诱导的巨噬细胞活化和迁移[5]。在大鼠模型中，向心包内输注AC-SDKP减轻了Gal-3的许多不利影响，降低了心肌巨噬细胞和肥大细胞密度，减少了心室胶原沉积，并改善了收缩和舒张功能[6]。随后，在实验性HF模型中，Gal- 3抑制剂延缓了心衰进展[7]。除此之外，研究已经显示盐皮质激素受体的活化促进心脏纤维化[8]。Calvier[8]等证明了Gal-3介导醛固酮诱导的血管纤维化，同时还发现使用盐皮质激素受体拮抗剂螺内酯和柑桔果胶改良成的Gal-3抑制剂可抑制醛固酮诱导的纤维化。这些均表明Gal-3参与了心肌纤维化形成和消退的全过程，更重要的是表明了Gal-3所导致的不良结局是可以扭转的。由于这些原因，推测Gal-3的阻断可以延缓HF的进展，降低相关的发病率和死亡率。下面一些研究评估了其在HF诊断、预后、治疗方面的应用价值。
3 Gal-3与HF
BNP是HF诊断最有效的生物标志物。急性呼吸困难心衰诊断和慢性心力衰竭危险分层指南推荐使用。BNP通过心肌机械牵拉而释放，受容量负荷的影响。然而Gal-3很少或不响应容量负荷[9]。最近，已经显示，Gal-3由遗传变异调节。Gal-3水平可能从不同发病机制方面反映HF病理生理过程，因此，与BNP相比，Gal-3作为一种新的HF生物标志物，可以在HF诊断和预后方面提供额外的信息。
3.1 Gal-3与HF诊断
van Kimmenade[10]等研究人员调查了Gal-3单独检测或与BNP共同检测在急性心力衰竭诊断的实效性，测定就诊于急诊科的急性呼吸困难患者599例的GAL-3水平，其中诊断为急性心力衰竭209例(35%)，Gal-3诊断急性心衰的ROC曲线为0.72，NT-proBNP为0.94，差异有统计学意义(P<0.05)，从而表明NT-proBNP优于Gal-3诊断急性心力衰竭。此外据报道，Gal-3水平与BNP水平显著相关。另一项研究结果表明，在射血分数保留HF(HFPEF)诊断方面，Gal-3更敏感，而BNP更具体，Gal-3和BNP是HF诊断重要的生物标志物，如果一起使用，他们可以提供精确的临床诊断[11]。
3.2 Gal-3与HF预后
3.2.1 Gal-3预测心脏彩超
Lok[12]等研究表明Gal-3预测严重慢性心衰患者的左室重构，然而NT-proBNP不能，并且相比于LVEDV稳定或增大的患者，LVEDV减小的患者有显著较低水平Gal-3，差异有统计学意义(14.7 vs 17.9 vs 19ng/ml；P<0.05)。同样DirK等在2010年动态监测终末期心力衰竭患者心脏彩超3个月，结果发现Gal-3血浆水平随着左心室舒张末内径(LVEDD)增大而明显升高，但是NT‐proBNP血浆水平未随LVEDD增大而持续升高，在LVEDD>70 mm时，其水平反而呈下降趋势，与LVEDD不再呈线性关系，可能是BNP分泌耗竭所致。所以，就重度晚期心力衰竭患者而言，与NT‐proBNP相比，血浆Gal-3水平更能准确地反映心功能恶化及心室重构进展，并且与心力衰竭的关系不具有容量依赖性。, http://www.100md.com(杨晓静 张雪娥)