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脑钠肽的临床应用

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脑钠肽(Brain Natriuretic Peptide ,BNP)又称B型利钠肽(B-type Natriuretic Peptide),是继心钠肽(ANP)后利钠肽系统的又一成员,由于它首先是由日本学者Sudoh等于1988年从猪脑分离出来因而得名,实际上它主要来源于心室。由于其最先从猪脑中分离,所以又称为脑钠素(BNP)。后来在心脏中也分离出BNP且心脏分泌的BNP多于脑,心脏释放的BNP主要来自心室,但心室储存BNP较心房少。它与ANP均属于心脏利钠肽类,由于它们的发现使人们认识到心脏也是一种内分泌器官。与ANP一样,BNP具有强大的排钠、利尿、舒张血管和抑制肾素-醛固酮系统等作用,一样是人体抵御容量负荷过重及高血压的一个主要内分泌系统。但在基因表达、合成和分泌部位、代谢清除及在中枢神经系统(CNS)中的分布等方面不同于ANP。随着放射免疫、免疫组化、分子生物学的发展,有关BNP的基础研究和其在中枢神经系统中的作用渐渐被人们所关注。我国对于BNP的临床研究近几年刚刚起步,它的生物学特性,临床应用等诸多方面还有许多内容未被我们认识。现就这方面的报道简要报告如下。

1 BNP的生成、代谢与测定

1.1 BNP的生物化学特性

BNP是一种生物活性多肽,由26个氨基酸构成,BNP-26是其基本结构,但是不同种属的BNP其氨基酸组成和分子大小有一定差异。BNP的基本结构中有一个2-硫基所构成的环状结构,其主要的活性基因之一是保持由17个氨基酸组成的以2-硫键在两个半胱氨酸位置相联形成的环状结构完整性。BNP在结构上与ANP极为相似,环状结构中17个氨基酸仅有6个氨基酸不同,且BNP氨基酸序列的C-端保留着类似ANP的C-端的化学结构,推测它们可能是来自不同基因的表达产物。在CNS中以小分子形式存在,它们是BNP-26、BNP-32。

1.2 BNP的结构、合成与分泌:

BNP同ANP一样具有一个由17个氨基酸通过一对二硫键组成的环状结构,它对于受体的结合很必要,其中二硫键对于BNP的生物活性很重要。BNP具有种属特异性,大鼠的BNP由45个氨基酸组成,而猪、狗与人的BNP由32个氨基酸组成,人类BNP基因片段位于1号染色体短臂的远端,与其上游的ANP片段相连,其反向转录脱氧核糖核酸(cDNA)由1900个核苷酸组成,BNP的信使核糖核酸(mRNA)由900-1000核苷酸组成,它可表达成BNP前体原,脱去N端的信号肽成为含108个氨基酸的BNP前体(proBNP),但并不储存于分泌颗粒,主要从心室分泌,在其分泌过程中或进入血液后分解为具有生物活性的BNP(含32个氨基酸的C端片段)及N端片段(NT-BNP,)。左室延展及室壁张力对BNP的释放进行基础调节。

1.3 BNP的分布、受体与降解:

BNP广泛分布于脑、脊髓、心肺等组织,其中以心脏含量最高。脑内以延髓含量最高,中枢神经系统的BNP含量高于ANP,脑与脊髓内BNP含量约较ANP含量高13倍。心脏内BNP主要存在于左、右心房,其中右心房含量为左心房3倍多,心室的BNP含量约不足心房的1/20,心室BNP含量少是因为BNP前体并不储存在心室中,只有当室壁张力升高时才迅速刺激BNP基因高表达,大量合成BNP分泌入血,换句话说,BNP在心室肌内储存极少。在房间隔、房室瓣、主动脉、肝动脉与肺静脉壁内亦含有少量BNP。

利钠肽系统共有A、B、C三型受体,均为跨膜受体,BNP的清除主要通过两条途径:第一,通过C受体介导将BNP内吞入胞内,再由溶酶体酶降解;第二,由中性肽链内切酶对BNP降解,此酶在肺脏及肾脏中浓度较高。ANP较BNP对中性肽链内切酶的亲和力要大的多,但第二种途径仍为BNP代谢的主要途径,再由于C受体对ANP的亲和力亦高于BNP,这样造成BNP的生物半衰期(20分钟)长于ANP(约3分钟)。

1.4 BNP的生理作用

1.4.1 外周BNP的作用

通过实验,验证了BNP抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统、提高肾小球滤过率以及抑制肾集合管对Na+和Cl-的重吸收来达到促进尿钠排泄、利尿和降低血压的作用。

1.4.2 中枢BNP的作用

BNP对水盐代谢的调节有两种途径:①作为神经递质释放入血,调节外周利钠肽释放;②直接作用于中枢神经系统(AV3V和PON区)。 禁水或注射血管紧张素Ⅱ(angiotensin,AngⅡ)引起的主动性饮水行为,这是由BNP可拮抗脑内肾素-血管紧张素-醛固酮系统而显示对饮水行为的抑制行为。③利尿利钠排钾作用:通过与肾素-血管紧张素-醛固酮系统来共同维持机体水盐代谢。BNP主要是抑制了抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)的释放而起作用,但目前文献报道中对这个还有一定的争议。④参与中枢性血压调节:可以抑制注射AngⅡ引起的血压升高反应。这个可能是由于ADH分泌受抑制所致。

1.5 BNP的测定:

测定血浆BNP浓度可以为临床提供许多有用的信息,常用的方法主要有:放射免疫法(IRA)、免疫放射测量法(IRMA)、电化学发光法(ECLA)。IRA法测定批间及批内的变异系数(CV)分别为14.8%、9.9%;IRMA法不经提取血浆BNP直接测量,使用Shionoria BNP放免试剂盒测定,此测定系统采用两种抗人BNP单克隆抗体,一种识别BNP的C端序列,一种识别其环状结构,即应用夹心法测定血浆BNP浓度,其最小可测量为2pg/ml,批间及批内的变异系数(CV)分别为5.9%、5.3%,此法较为敏感、准确、易于操作;而ECLA则更为敏感、准确,批间及批内的变异系数(CV)仅为5.8%、3%,但成本昂贵。最近用于床边试验(POCT)的BNP快速检验和酶免疫法(ELISA)已用于临床,具有快速、简便、价廉等优点,ELISA法批间及批内CV分别小于14%和5%。

BNP POCT 方法推荐使用EDTA抗凝血浆,标本采集后立即冰浴送检,离心,上机后半小时完成测定。因此我们推荐有条件的医院,应首选免疫发光或免疫荧光检测BNP,不具备条件的医院,可采用POCT作为急诊的初步筛查。

体内BNP水平基本不受和日常活动的影响,因此采血无需固定时间和。由于人体神经内分泌系统产生的肾上腺激素,血管紧张素等可使BNP生成增多。因此临床患者应尽可能在药物治疗前采血。结果分析时应考虑到上述影响因素。

2 BNP的临床应用

2.1 疾病的诊断

2.1.1 对舒张性心功能不全和左心室肥厚(LVH)的辅助诊断

左室肥厚是心血管病意外事件致病率和致死率的有力预测因子,因此,检测左室肥厚具有积极的临床应用价值。文献研究显示除收缩性心力衰竭外,BNP也较能准确诊断单纯舒张性心功能不全。通过对血浆BNP水平的检测,预测左室舒张功能的异常。赵振梅等研究结果发现高血压病患者的BNP水平明显高于对照组,并发左心室肥厚明显高于非LVH患者,提示测定BNP还可能有助于鉴别并发LVH的高血压病患者。

2.1.2 对原发性高血压病的诊断

在一部分原发性高血压患者,血浆BNP水平增高,且较ANP变化出现早,升高幅度大,与心功能分级正相关。由于BNP具有舒张血管和降低血压作用,因此,血压升高时BNP的升高是机体的一种代偿反应。研究表明高血压病合并左心室功能障碍的患者血清BNP水平显著升高而且与心功能分级呈正相关。

2.1.3 对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的诊断

BNP可能参与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructivesleep aprvoea hypopnea syndrome, OSAHS)患者血压的调节,研究发现,OSAHS患者从睡眠开始(22:00)到次日清晨(6:00)血浆BNP浓度是升高的,在睡眠后期(2:00~6:00),升高的血浆BNP水平与血压的升高显著相关。研究者发现,OSAHS患者无论有无高血压,血浆BNP水平均明显升高,其升高的水平与呼吸紊乱指数(AHI)及SaO2

2.1.4 对心源性晕厥的诊断

晕厥事件发生原因有时很难诊断,通常分为心源性,反射性,神经源性,特发性这几个方面。心脏功能异常的患者可以根据BNP异常增高来鉴别。BNP诊断心原性晕厥的敏感性和特异性分别为82%和92%。心原性晕厥患的BNP水平一般> 40 pg/ml,心电图和心脏超声有助于鉴别心脏病的类型。而原因未知的患者中,有一部分BNP水平也增高,有可能这些患者属于心原性晕厥,但是心脏病类型尚不能用心电图和心脏超声诊断。

2.1.5 对肾功能不全的诊断

肾功能不全患者体内BNP水平明显升高,原因是体液潴留细胞外容量扩张。最近的研究认为慢肾衰患者心脏功能是解释BNP升高的主要因素,但在此方面的应用价值还不确定。

2.2 鉴别诊断

检测BNP 有助于鉴别诊断原发性肺病与心力衰竭导致的急性呼吸困难。研究表明原发性肺病导致的急性呼吸困难患者BNP 浓度正常,而心力衰竭导致的急性呼吸困难患者BNP 浓度明显高于正常。

2.3 预后

2.3.1 判断心力衰竭(heart failure,HF)的预后

HF是所有不同种类心脏病的主要并发症,HF患者的存活率下降,占心血管病死亡总数的很大部分。HF患者有神经内分泌系统的激活现象,血浆去甲肾上腺素、肾素、加压素和内皮素水平与存活率之间呈明显的反比关系,这些物质的浓度反映循环功能基础损害的严重性。研究发现HF患者的BNP较健康对照组均有明显升高,该研究提示血浆BNP浓度高低与HF程度有关,但并非BNP浓度最高的患者死亡可能性最大,这些死亡患者的BNP浓度虽然也明显高于正常,但较存活患者相对较低,这一矛盾结果可能反映了在进行性恶化的HF患者中,其神经内分泌系统不能提供足够的神经激素水平来维持血液动力学的需求,而导致BNP的合成和分泌减少,加快了降解和清除率。所以需要提醒的是,虽然血浆BNP浓度随着心衰程度的加重而升高,但在一些严重终末期心衰患者,相对较低的血浆BNP浓度并不代表病情好转或平稳,相反提示低神经激素水平,可导致病情恶化。

2.3.2 判断急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)的预后

ACS患者的血BNP水平较左室舒张功能不全患者明显升高,而LVEF值明显降低,表明ACS患者BNP水平升高与心肌缺血和左室功能不全有关。我国学者林杰等证实了血浆BNP在AMI后发生左心室重构患者中显著升高,并与左心室重构的程度密切相关。Delemos 在对ACS患者的多元分析研究中发现,BNP是导致ACS后死亡的独立危险因素,与年龄、肾功能、心衰程度、ST 段改变、TNI和CRP水平无关,ACS危险度的评估中BNP比其他因素更确切。

2.4 治疗

基因重组人脑钠肽(rhBNP)已用于心力衰竭(CHF)的治疗,效果良好。李世强等对比静脉rhBNP与硝酸甘油(NIT)对急性心肌梗死(AMI)伴CHF患者急性血流动力学效应及安全性,结果显示:对AMI伴CHF的患者静脉注射rhBNP较NIT有更好的急性血流动力学效应和临床效果,且安全可行。

2004年关于BNP诊断、预后、筛查、检测和治疗的专家组认为,rhBNP用于心力衰竭治疗有较好的效益/风险比,是治疗失代偿性心力衰竭的有效药物。2005年9月公布的SIRIUS研究表明,与安慰剂比较,所有不同剂量的合成尿钠肽均能明显改善呼吸困难评分,降低肺毛细血管压,在两个高剂量组效果更显著,3天观察期间,肾功能保持良好。

3 展望

BNP目前主要用于心衰的诊断鉴别诊断及预后分析。 BNP与血流动力学改变之间的关系正在得到广泛的认识,正常BNP 浓度可以在很大程度上否定存在心功能受损。在呼吸困难病人, BNP使一个将来发生CHF的较强的预示因子,能有效监测慢性阻塞性呼吸困难和心源性呼吸困难。研究已表明,BNP 同ANP 一样可以用于诊断多种疾病引起的左室功能不全,而且更简便、有效。但是,由于不同实验室条件不同,采取的测定方法和研究方法不尽相同,所得的正常值均有差别,尤其是高值时差异较大。还需进一步完善。而且要注意BNP 不是特异性的诊断工具,因为升高的血浆BNP 浓度并不一定由心衰引起,某些心脏病、肾衰、肝硬化等也可使血浆BNP 浓度升高。还有正常生理变化也可使BNP发生变化,如BNP随年龄增长而升高,同龄女性高于男性,种族地区差异我国低于欧美。所以应建立不同年龄,不同民族,不同地区特别是高原地区的参考范围。现在BNP已从一项科研工具转为临床实用方法,BNP用来确认心衰的临床诊断以及对心脏功能状态进行评估,将被用来判断预后以决定是否要进行进一步治疗。随着进一步的研究BNP将越来越广泛的应用于临床工作中。

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