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虽然心脏再同步化治疗（CRT）近年来成为心衰的有效治疗手段，但CRT反应率仅为50-60%。对于心衰这样的进展性疾病，通过血液检测来预测患者在接受CRT等治疗后的耐受性可有效提升临床诊疗效果。因此，亟需生物标志物进一步评估治疗效果和疾病预后以便指导下一步治疗。炎症及免疫紊乱是心衰进展的关键调节因素，固有免疫和适应性免疫均调节心衰进展。免疫细胞间的复杂相互作用促进心肌修复，重塑导致心室功能障碍。除免疫炎症激活外，心衰患者系统性炎症水平升高，周围免疫细胞不同程度的激活和心衰的严重程度及不良结局相关。近期，CANTOS试验结果表明，使用单克隆抗体抑制IL-1β可减少既往心肌梗死和C反应蛋白升高的心衰患者住院率和心衰相关死亡率，同时可提升收缩功能障碍的心衰患者峰值氧耗量和左室射血分数。循环免疫细胞是局部炎症与全身炎症的桥梁，心衰患者外周血单个核细胞的转录组特征也可能反映出局部病例生理过程。既往研究表明CRT调节心衰患者的炎症反应，那么其是否也调节循环免疫细胞的炎症相关基因表达呢？
对此，来自美国弗吉尼亚大学的KennethBilchick教授等开展研究，对接受CRT治疗前后的心衰患者进行转录组测序，探索CRT相关的PBMC基因表达及相关通路改变，为心衰的免疫治疗提供新型标志物。该研究结果发表于心血管领域著名期刊《cardiovascularresearch》上，题目为“Cardiacresynchronizationtherapyreducesexpressionofinflammation-promotinggenesrelatedtointerleukin-1binheartfailure”。
研究设计：
该研究纳入12名接受CRT治疗和6名接受ICD治疗心衰患者以及9名年龄和性别匹配的非心衰冠心病患者。分别在CRT前和CRT装置植入6个月后对患者的CRP水平和白细胞计数进行检测，对其临床终点指标（包括左室收缩末期容积（LVESV），氧耗量峰值，心衰评分及BNP改变）进行评估，同时采集接受CRT患者外周血PBMC进行转录组测序。接下来运用RT-qPCR技术对重要差异基因的表达进行验证（图1）。
图1：研究方案
研究结果：
1.患者临床特点
在12名CRT治疗患者中，氧耗量峰值净增长量中位数为2.2/人，而LVESV改善为-0.18/人。其中8名患者为CRT反应患者，其余4名为CRT无反应患者。两组CRT植入后人群四年无心脏移植及左室辅助装置生存率分别为88%和25%。
2：CRT植入后多种基因表达显著下调
个基因与临床终点指标改变显著相关，差异分析显示个基因在CRT植入前后显著改变。其中，个基因在CRT后表达显著下调，而31个基因表达显著升高。（图2）
图2：CRT后基因表达量差异
3：重点差异基因的筛选
根据配对相关性分析，研究者从以上个差异基因中鉴定出与四个CRT反应指标（LVESV降低，心衰症状评分改善，BNP降低以及心肺运动耐量升高）均相关的40个基因。对40个基因进行生物学通路富集分析，富集到20个通路显著改变。其中14个基因参与这些通路，并与炎症，细胞因子信号通路，免疫细胞反应，代谢，凋亡和CRT相关应激反应相关。9个基因在2条以上通路中均富集，8个基因可富集到4条及以上通路中（图3）。
图3：通路分析
4：炎症相关基因下调验证
接下来研究者在CRT后患者外周血PBMC中进一步对IL-1β及以上基于通路富集选出的8个重要差异基因表达变化进行验证，发现CRT植入后IL-1β，FOS及EGR1表达显著下调，而SOCS3表达有下降趋势（图4）。
图4：CRT前后基因表达差异的RT-PCR验证
5：基线验证基因表达与下调与CRT后左室收缩功能改变相关
在CRT反应者中，治疗后显著下调的基因其实在基线时表达较无反应患者更高。因此，研究中进一步研比较了基线状态下相关基因在不同组患者中的差异，发现DUSP1,FOS以及IL-1β在CRT反应患者中较无反应者升高。且FOS和DUSP1基因在CRT反应患者而非无反应患者中，与无心衰的冠心病对照组患者及ICD植入患者相比基线表达量更高。IL-1β，FOS，DUSP1在CRT前后的表达量改变与患者对CRT反应状态显著相关（图5）。
图5：CRT反应患者，无反应患者，ICD植入患者及冠心病无心衰患者PBMC炎症基因基线表达差异
6：血清hs-CRP水平与白细胞计数在CRT前后的改变
最后研究中发现CRT反应患者中hsCRP水平较无反应患者更高，但其与PBMC中IL-1β，FOS以及DUSP1表达无显著相关性。与基因改变不同，hsCRP以在CRT前后变化不大。白细胞计数也在CRT前后无显著改变，且在CRT反应者和无反应者中并无差异。
结论：心衰的心脏再同步化治疗导致外周血单个核细胞中炎症相关基因表达降低。治疗反应者与无反应者相比，基线状态下炎症基因表达更高，治疗后这些基因下调也更加明显。
文章来源：doi:10./cvr/cvz
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