充血性肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）是左向右分流型先天性心臟病最常見的并發癥。隨著肺動脈壓力的不斷增高，其分流方向會出現逆轉，最終發展為艾森門格綜合征，影響患者壽命。近些年國內外研究發現，血管緊張素-（1～7）和腦鈉肽具有拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）的作用，基質細胞衍生因子可延緩肺血管重構，血管性血友病因子抗原標志著肺血管內皮功能受損，微小核糖核酸和同型半胱氨酸對肺血管內皮功能分別起著損傷和保護性作用。而RAAS激活、肺血管重構和內皮功能障礙參與PAH形成和發展的始終。現將近年來以上血清學指標在充血性PAH的研究進展予以綜述。
引用本文： 譚何易, 賴應龍. 充血性肺動脈高壓的血清學指標研究進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2016, 23(10): 1019-1025. doi: 10.7507/1007-4848.20160241 復制
先天性心臟病（先心病）是最常見的一類心臟畸形，近年來雖然其發病率有所下降，但仍不容小視。充血性肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）是左向右分流型先天性心臟病最常見的并發癥，也是其發病過程中最常見的嚴重病殘和死亡原因之一。成人先天性心臟病患者約有5%～10%會出現肺動脈高壓[1-2]，隨著肺動脈壓力的不斷增高，其分流方向將出現逆轉，最終發展為艾森門格綜合征，影響患者壽命。與其他原因所致PAH相比，充血性PAH的始動機制在于體-肺分流導致的肺血流量增加，進一步使生理性肺血管阻力及肺血管承受的剪切力增加，后者可導致肺血管內皮受損、血管平滑肌細胞增生、細胞外基質增生及血管內血栓形成。近年國內外研究發現，腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）激活、肺血管重構和內皮功能障礙參與了充血性PAH形成和發展的始終，血管緊張素-（1～7）和腦鈉肽具有拮抗RAAS的作用，基質細胞衍生因子可延緩肺血管重構，血管性血友病因子抗原標志著肺血管內皮功能受損，微小核糖核酸和同型半胱氨酸對肺血管內皮功能分別起著損傷和保護性作用。此外，充血性PAH與遺傳基因突變是否具有相關性，與遺傳機制是否相關，還需要進一步研究[3-4]。現將近年來以上血清學指標在充血性PAH的研究進展予以綜述。
1 拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）的血清學指標
1.1 血管緊張素-（1～7）
血管緊張素-（1~7）[Ang- （1-7）]是一種寡肽類激素，在RAAS中扮演著越來越重要的角色。它由血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）在血管緊張素轉化酶-2的作用下水解而成，多數情況下Ang- （1-7）可通過高親和性的G蛋白偶聯受體Mas介導拮抗AngⅡ的作用，比如擴血管、抗增殖、抗纖維化、改善心肌重構等心血管保護作用[5]。Ang- （1-7）表達下調、AngⅡ高表達、RAAS激活可能為導致PAH發生發展的機制之一。研究提示，PAH患者血漿Ang- （1-7）表達下降，而對PAH動物模型給予Ang- （1-7）處理可緩解疾病進展，改善肺血管重構[6]。Ang- （1-7）對體外培養的血管平滑肌細胞增生具有抑制作用，可減輕右心室后負荷增加所致的心肌肥厚程度，并能減少心肌梗死后心室重塑，有助于改善心室的舒張功能等[7-8]。
動物實驗證明，PAH大鼠的右心室心肌細胞中存在RAAS激活，且RAS-MAPK/ERK-TGF-β1信號通路參與右心室重構[9]。吳思婧等[10]通過PAH動物模型對比實驗，證實PAH組，尤其伴有右心衰竭時，RAAS會被激活，血漿AngⅡ水平升高，而Ang-（1-7）干預組的血漿AngⅡ水平顯著低于模型組。
左向右分流型先心病可引起不同程度的PAH和右心室重構，甚至右心衰竭，此時右心室局部或循環出現RAAS激活，血漿AngⅡ水平升高，與血管緊張素Ⅱ受體1（AT1R）結合介導心肌細胞增殖；還可刺激ERK1/2轉化為p-ERK1/2，使多種轉錄調節基因活化，促使心肌成纖維細胞合成分泌Ⅰ型膠原，最終導致右心室重構；而Ang- （1-7）可某種程度上干預以上過程的進展[10]。因此，血漿中Ang- （1-7）的含量很可能反映了充血性PAH的嚴重程度，而Ang-（1-7）水平明顯降低往往意味著較重的PAH、右心室重構及慢性右心衰竭。
1.2 氨基末端前腦鈉肽
氨基末端前腦鈉肽（NT-proBNP）是評價心功能的敏感指標[11]，同血漿BNP一樣，由心室肌細胞等摩爾分泌，是一種具有強大的抵消血管收縮、抑制RAAS和交感神經系統活性的神經激素，其合成和分泌受心室前后負荷的影響。血漿NT-proBNP半衰期約2 h，其濃度受運動、鹽負荷或其他應激因素的影響較小[12]。目前常用NT-proBNP替代間接反映血漿BNP情況。
Nagaya等[13]的研究發現血漿BNP含量與平均肺動脈壓及右心室功能障礙呈正相關關系。血漿BNP水平可較好地反映左向右分流型先心病患者的心功能狀態，且隨肺動脈壓力升高而升高[14-15]。而NT-proBNP較BNP更具優勢，由此可以推測血漿中NT-proBNP含量能更準確地評估充血性PAH的嚴重程度。此外，NT-proBN檢測與心導管檢測相比，前者更加方便、價廉、無創、準確和客觀，如果它可以成為充血性PAH嚴重程度的預測指標，將更有利于該類患者的臨床評估以及手術時機的選擇。
高藝花等[16]回顧性分析了韓國某醫院成人先心病性肺動脈高壓（PAH-CHD）患者血清中的NT-proBNP含量以及與用于評估右心室功能的超聲心動圖指標的相關性，發現在PAH-CHD患者中NT-proBNP濃度在輕中度組與重度組間差異有統計學意義。這是因為PAH-CHD時右心室結構改變、舒張功能和收縮功能減低，其最終的后果是血流動力學改變所致的血管損傷以及肺循環壓力前后負荷的改變。這提示NT-proBNP水平可作為隨訪肺動脈壓力、右心功能的血清學指標。但該項研究的樣本例數較少，因而臨床價值需進一步證實。
Takatsuki等[17]的臨床研究比較了PAH-CHD患兒血漿中BNP和NT-ProBNP的含量，發現二者密切相關，并可預測臨床變量和血流動力學的變化，但NT-proBNP與超聲心動圖和運動數據的相關性強于BNP，NT-proBNP不會隨著患者及時間的變化發生明顯變化，因此NT-proBNP可以為預測這些臨床測量值提供更準確的參考數據。鈉尿肽的激活實為保護心血管疾病所致的壓力和容量超負荷。左心室或右心室超負荷將導致心肌細胞內激素原的合成，pro-BNP被裂解成生物活性激素BNP以及無活性的氨基末端片段即NT-proBNP，但二者在血漿中的含量不盡相同，BNP的半衰期大約為20 min，而NT-proBNP的半衰期長達約1~2 h[18-19]，這個特征使得NT-proBNP在血漿中具有較高的水平和穩定性。若標本采集與測量的時間間隔較長，NT-proBNP因其半衰期長的特性較之BNP更具優勢[20-21]。雖然NT-proBNP同BNP一樣在預測PAH-CHD不良愈后中具有重要價值，但是前者能夠被腎臟清除，因此對于明顯的腎臟疾病患者，NT-proBNP并無多大臨床意義。但Shinichi等的研究存在一些不足，首先它為單中心回顧性隊列研究，標本來源不僅僅限于PAH-CHD患者，因此NT-proBNP和BNP水平在臨床預后的價值還有待大量的多中心研究予以證實。
血清中Ang-（1-7）和NT-proBNP主要通過間接方式反映肺動脈壓力的大小，即RAAS。當肺動脈壓力逐漸增大引起右心衰竭，甚至右心室重構時，RAAS可被激活。一方面，此系統激活后導致血漿中AngⅡ含量升高，而Ang- （1-7）則通過作用于AngⅡ達到拮抗RAAS的目的；另一方面，此系統的激活會引起血漿中NT-proBNP的反饋性增加。但是RAAS的激活可因多因素所致，因此Ang- （1-7）和NT-proBNP反映肺動脈壓的特異性較差，需結合患者病史綜合評估。當然，對于有充血性PAH形成因素的病例，血清中Ang- （1-7）含量減少、NT-proBNP含量增加的確某種程度上反映了肺動脈壓力的增加。
2 肺血管內皮功能相關性血清學指標
2.1 血管性血友病因子抗原
血管性血友病因子（vWF）是Weibel-Palade小體貯存的大分子血漿糖蛋白，由內皮細胞、血小板和巨核細胞合成與分泌，并通過血小板聚集和損傷的血管介導血栓的形成和發展，當血管內皮細胞受損時vWF被激活并釋放增多。血管性血友病因子抗原（vWF:Ag）是已知的血管內皮功能受損的標志物，其含量增加預示著PAH患者短期生存率下降，但因研究的病例數太少、隨訪時間太短，因而不能得到一個詳盡的生存分析結果[22]。
左向右分流型先心病患者的肺循環受到大量血流的長期沖擊，肺血管內皮細胞在強大牽張力刺激和高切應力的作用下逐漸損傷，進而直接影響血管內皮細胞的結構和功能，最終導致反映肺血管內皮細胞功能和活性的標志物被激活。VWF：Ag是一種急性期反應物，在急慢性疾病和傳染性條件下，其水平可能會有所不同或暫時性升高，但持續升高的VWF：Ag水平的確是充血性PAH“高風險”狀態的必要特征[23]。
生物標志物已被廣泛用于預測PAH的存在，但對其中的機制少有研究。Lopes等[24]對PAH-CHD患者8種微血管功能障礙標志物進行檢測，探求標志物與生存率的關系，發現血漿VWF：Ag是與生存相關的獨立危險因素，其血漿含量越高，生存率越低，PAH越嚴重；同時，VWF：Ag有別于其他反映血管內皮功能的標志物，與缺氧、紅細胞增多的程度、活動耐量下降的程度這些參數無關，是預測生存率獨立的危險因素。雖然一些研究認為低氧可誘導VWF：Ag的分泌[25]，但這種聯系是基于沒有數據缺失、對多種混雜因素進行調整后得出的。Lopes等的研究結果也提示，對于PAH-CHD患者，肺循環凝血趨勢的逆轉治療或許是有益的。
相關研究表明vWF：Ag活性升高與PAH患者右心室射血分數降低有關[26]。然而，對于無心血管疾病的患者，其vWF：Ag與右心室結構和功能之間的關系尚無相關研究。周文斌等[27]的研究發現血漿vWF水平不隨肺動脈壓升高而升高，兩者無相關性，這可能與觀察樣本例數較少有關，所得結論尚有待進一步證實。Spiel等[28]的研究已表明vWF與PAH患者的死亡率有獨立的聯系。
循環內皮細胞和內皮祖細胞在PAH-CHD中的作用尤其得到重視，某些標志物能反映病情的嚴重性以及對治療的反應[29]。大量報道指出PAH-CHD患者循環血液中VWF：Ag出現可定性和定量的改變[30]。因此，同其他原因所致PAH所觀察的結果一樣，初步觀察表明VWF：Ag可能是PAH-CHD患者預后的標志物。但我們應該明白不能單憑血漿中VWF：Ag含量來判斷生存率，需進行綜合分析。
2.2 微小核糖核酸（microRNA，miRNA）
miRNA是由21～25個核苷酸組成的單鏈非編碼RNA小分子，大部分產生于基因的內含子，在進化上高度保守，主要通過抑制mRNA翻譯或促進其降解來調控基因表達。miRNA是通過RNA之間的相互作用來調控mRNA的一種新模式，因不同組織或不同發育階段呈現出不同的表達狀態。內源循環miRNA分子常與蛋白等結合而存在，具有較高的穩定性以及良好的抗降解能力[31]。
PAH-CHD屬于動脈型PAH，病理特征是肺血管重塑，其發展過程為早期的動力型到晚期的阻力型，肺血管內皮細胞受損及平滑肌細胞增生為PAH-CHD發生發展的主要特征。miRNA在調控正常血管發育及血管新生中具有重要作用，其機制為Dicer通過調控半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase 3）和內皮型一氧化氮合成酶（eNOS）的表達而影響內皮細胞凋亡。不同miRNA在血管重構中表現出不同效應。研究發現miR-130a、miR-27b可促進血管內皮細胞的增殖及血管新生，由此推測二者在充血性PAH中有明顯表達，而miR-204卻表達下調[32-33]。
PAH-CHD由肺循環血流量增多所致，長期肺血管血流量負荷過重引起肺血管內皮細胞增殖，應用實時定量PCR檢測此類患者血漿中具有促進血管生成作用的miR-27b、miR-130a的含量，結果和miRNA芯片結果趨勢一致，即升高的miR-130a通過下調具有抗血管生成作用的同源盒基因HOXA5和GAX表達，促進血管再生[34]。miR-27b則靶向于血管生成基因而促進血管生成[35]。miRNA廣泛參與了充血性PAH發生發展的過程，可調節細胞的增生和凋亡，對控制PAH的發生有保護作用[36]。吳志誠等[37]通過觀察miR-27b在充血性PAH患者血清中的變化，明確miR-27b可加速內膜細胞及肺動脈中層增生，并通過線粒體凋亡途徑抑制細胞凋亡的發生，從而促進PAH的形成。但miR-27b是否還可介導其他通路及其機制尚不清楚，這有待更加深入的研究。根據Courboulin等[38]的研究，可推測PAH-CHD患者信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）被激活，導致肺動脈平滑肌細胞中的miR-204表達下調，而其目標蛋白SHP2表達上調，上調的SHP2可激活Src激酶和T細胞核因子，最終導致肺動脈平滑肌細胞的持續增生和抗凋亡。但這還需要臨床研究的進一步論證。
PAH的程度決定了左向右分流型先心病的發展階段及預后，超聲心動圖通過三尖瓣反流速度粗略評估肺動脈壓力無太大臨床價值，因而檢測和分析血液中的miRNA的含量或許可作為充血性PAH患者治療及判斷預后情況的新手段[39]。
2.3 同型半胱氨酸及二氧化硫
同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）是含硫氨基酸，如蛋氨酸和半胱氨酸，代謝循環過程中最重要的中間代謝產物。基礎研究與成人心臟病研究證實，Hcy可損傷肺血管內皮的功能，暴露內皮下膠原等基質，引發血小板聚集并導致管壁平滑肌細胞增殖，進而促進動脈粥樣硬化以及PAH的發生與發展[40]。Rosenquist等[41]的雞胚實驗表明高Hcy血癥對神經脊細胞的增殖和遷移具有抑制作用，從而可引發左向右分流性先心病的發生。一些報道認為孕婦通過增加攝入營養神經脊細胞的物質可降低先心病的發生率[42]。因此，血清中出現高濃度的Hcy時，應警惕先心病或先心病性PAH的存在。
二氧化硫（SO2）由人體內源性含硫氨基酸代謝產生，分子量小，是一種新型的氣體信號分子。動物實驗表明，SO2及其衍生物是一種新型內皮源性超級化因子，能舒張血管，在PAH的發生發展過程中，SO2可抑制血管膠原堆積，抑制肺動脈平滑肌細胞增殖，抑制炎性因子核因子κB（NF-κB）和細胞間粘附分子-1（ICAM-1），抑制MEK-1、Raf-I及ERK途徑，進而改善PAH肺血管的重構，發揮其肺血管保護作用[43]。同時，給心肌細胞進行SO2預處理可以減輕其缺血-再灌注損傷的嚴重程度[44]。Galdieri等[45]研究發現，左向右分流型先心病患兒中血漿Hcy濃度在正常對照組、無PAH先心病組和輕度PAH先心病組中無顯著差異，而在中重度PAH先心病組中明顯升高，差異有統計學意義。由此可知，血漿中出現高濃度的Hcy可能預示著較高的肺動脈壓力，手術效果及預后較差。
董彥博等[46]研究顯示，在中重度PAH-CHD組Hcy含量較無PAH組及輕度PAH組明顯升高，中重度PAH-CHD組肺動脈收縮壓（PASP）與血清Hcy呈正相關。高濃度Hcy可激活內質網，誘發細胞凋亡，使含有甲基化精氨酸殘基的蛋白質分解為二甲精氨酸（ADMA），升高的ADMA對eNOS活性具有直接抑制作用，進而使內皮細胞一氧化氮（NO）合成減少，導致內皮功能不全；ADMA還可促進eNOS解耦聯，最終結果是使氧化應激加重，促進內皮功能障礙[47]。研究表明，Hcy是左向右分流型先心病形成PAH的重要影響因素，降低PAH-CHD患者血清中Hcy水平，可減緩PAH發展，可以作為防治PAH-CHD的新途徑進一步開展研究[47]。但其研究樣本量較少，影響PAH的混雜因素未得到很好控制，結論尚需進一步驗證。
SO2水溶性極好，常以亞硫酸鹽的形式存在，體-肺分流型PAH動物模型中肺組織SO2濃度隨肺動脈壓力的增高而下降；增加SO2的供給，肺小動脈肌化的百分比降低，同時肺組織中與H2S生成相關的蛋白質的轉錄及表達增加[48]。但這一研究結果有待于臨床上進一步證實。
以上研究結果表明，充血性PAH患兒血漿中含硫氨基酸代謝紊亂，Hcy是一種血管損傷性因子，促進先心病性PAH的發生發展，而內源性SO2的作用與之相反。
充血性PAH的發生發展皆源于肺動脈血流量的增多，肺血管內皮功能在大量血流的長期沖擊下逐漸受損。VWF:Ag、miR-27b和miR-130a作為保護性因子，具有促進平滑肌細胞增殖以及新生血管形成的作用。而miR-204和SO2因具有抑制肺血管平滑肌增殖的作用，因此在充血性PAH中其含量會降低。Hcy可損傷肺血管內皮功能，引起肺動脈壓力增高，為致PAH因子。以上因子皆為肺血管內皮功能受損時的應激因子，那么對于其他血管內皮功能受損時是否也會引起上述因子的變化有待于進一步研究，以對其特異性和敏感性做出較好的評估。
3 抗重構血清學指標
基質細胞衍生因子-1（SDF-1）屬于CXC類趨化因子，是大小為8～10 kD的小分子蛋白質，包含SDF-1α與SDF-1β兩種形式，主要以SDF-1α的形式表現出來[49]。SDF-1的受體是G-蛋白偶聯受體超家族中的趨化性細胞因子受體4（CXCR4），當SDF-1與其受體結合后，多種信號轉到路徑將被激活，從而影響細胞的趨化、運動、粘附、分泌等行為[12]。動物研究中發現，SDF-1很可能是有益型分泌蛋白，具有減輕心肌細胞缺氧性損傷以及延緩心肌重構的作用[50]。
左向右分流型先心病必定會引起肺血流量增加，初期可通過肺血管代償性擴張維持壓力基本不變，當血流量增至3倍以上時，肺血管擴張程度達最大，肺血管結構重建開始發生，其主要表現為縮血管物質的增加以及擴血管物質的減少[51]。PAH的特點是肺血管阻力增加，肺血管重構、肺血管內皮功能障礙和炎癥反應[52]。這些變化最終導致右心室功能障礙，這是與更高的發病率和死亡率相關的[53]。引起這些血管畸形的精確分子機制仍有待闡明。
Sundararaman等[54]研究發現，對于PAH-CHD患者，隨著肺動脈壓力的不斷增高，心肌缺血缺氧性損害逐漸加重，進而促進SDF-1迅速產生并作用于缺血組織，誘導激活抗炎通路，其保護反應短暫而迅速；產生的SDF-1還可部分逆轉心血管疾病的損害，減緩心肌病理性重構，減少瘢痕形成，達到改善心功能的作用。因此，可認為SDF-1是PAH-CHD的保護性因子，血清中SDF-1含量減少意味著肺動脈壓力的升高。查克嵐等[55]研究表明，當CHD患兒肺動脈壓逐漸增高時，心肌細胞缺血缺氧程度也逐漸嚴重，激活的SDF-1將結合其受體CXCR4，SDF-1/CXCR4軸觸發信號轉導可引起肺血管內皮細胞增生、新生血管形成以及肺動脈壓力增高，而消耗的是血清中的SDF-1。當繼發于PAH-CHD的炎癥反應不斷增強時，SDF-1被大量消耗而拮抗單核-巨噬細胞、中性粒細胞等炎癥細胞；在心肌細胞缺血期，SDF-1被大量釋放入血，趨化干細胞歸巢到缺血組織進行組織修復；SDF-1可通過促進膠原沉積和微血管生成的方式改善心肌重構[56]。
關于低氧肺基因選擇性上調的研究表明，缺氧條件下，SDF-1受體CXCR7主要在人類微血管內皮細胞選擇性上調，而在其他的缺氧全身微血管細胞中保持不變[57]。這種選擇性表達上調在缺氧嚙齒動物肺以及特發性PAH患者移植肺的內皮細胞中也可被觀察到[58]。McCullagh等[59]研究發現PAH組與健康對照組比較，血漿中SDF-1濃度降低，并進一步表明循環血液中低濃度SDF-1是生存率降低的獨立危險因素。以上結果可能出現在預后模型中，并可能用于指導臨床治療，但還需較大樣本的研究以驗證循環SDF-1檢測的可靠性和實用性。
綜上所述，充血性PAH的監測一直是臨床醫務工作者的一大難題，超聲心動圖是根據三尖瓣反流速度及右心房壓力對肺動脈壓力進行粗略評估；右心導管肺動脈壓測定雖然能準確反映肺動脈壓力的程度，但畢竟為有創性檢查。本綜述提及的血清學指標參與充血性PAH的形成過程，但其敏感性和特異性還需進一步臨床研究加以證實。能夠早期發現PAH的存在，準確評估肺動脈壓力的程度，監測術后肺動脈壓力的變化情況，對準確把握手術時機、掌握手術適應證、評估術后效果及術后生存率的綜合分析具有重要意義。
先天性心臟病（先心病）是最常見的一類心臟畸形，近年來雖然其發病率有所下降，但仍不容小視。充血性肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）是左向右分流型先天性心臟病最常見的并發癥，也是其發病過程中最常見的嚴重病殘和死亡原因之一。成人先天性心臟病患者約有5%～10%會出現肺動脈高壓[1-2]，隨著肺動脈壓力的不斷增高，其分流方向將出現逆轉，最終發展為艾森門格綜合征，影響患者壽命。與其他原因所致PAH相比，充血性PAH的始動機制在于體-肺分流導致的肺血流量增加，進一步使生理性肺血管阻力及肺血管承受的剪切力增加，后者可導致肺血管內皮受損、血管平滑肌細胞增生、細胞外基質增生及血管內血栓形成。近年國內外研究發現，腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）激活、肺血管重構和內皮功能障礙參與了充血性PAH形成和發展的始終，血管緊張素-（1～7）和腦鈉肽具有拮抗RAAS的作用，基質細胞衍生因子可延緩肺血管重構，血管性血友病因子抗原標志著肺血管內皮功能受損，微小核糖核酸和同型半胱氨酸對肺血管內皮功能分別起著損傷和保護性作用。此外，充血性PAH與遺傳基因突變是否具有相關性，與遺傳機制是否相關，還需要進一步研究[3-4]。現將近年來以上血清學指標在充血性PAH的研究進展予以綜述。
1 拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）的血清學指標
1.1 血管緊張素-（1～7）
血管緊張素-（1~7）[Ang- （1-7）]是一種寡肽類激素，在RAAS中扮演著越來越重要的角色。它由血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）在血管緊張素轉化酶-2的作用下水解而成，多數情況下Ang- （1-7）可通過高親和性的G蛋白偶聯受體Mas介導拮抗AngⅡ的作用，比如擴血管、抗增殖、抗纖維化、改善心肌重構等心血管保護作用[5]。Ang- （1-7）表達下調、AngⅡ高表達、RAAS激活可能為導致PAH發生發展的機制之一。研究提示，PAH患者血漿Ang- （1-7）表達下降，而對PAH動物模型給予Ang- （1-7）處理可緩解疾病進展，改善肺血管重構[6]。Ang- （1-7）對體外培養的血管平滑肌細胞增生具有抑制作用，可減輕右心室后負荷增加所致的心肌肥厚程度，并能減少心肌梗死后心室重塑，有助于改善心室的舒張功能等[7-8]。
動物實驗證明，PAH大鼠的右心室心肌細胞中存在RAAS激活，且RAS-MAPK/ERK-TGF-β1信號通路參與右心室重構[9]。吳思婧等[10]通過PAH動物模型對比實驗，證實PAH組，尤其伴有右心衰竭時，RAAS會被激活，血漿AngⅡ水平升高，而Ang-（1-7）干預組的血漿AngⅡ水平顯著低于模型組。
左向右分流型先心病可引起不同程度的PAH和右心室重構，甚至右心衰竭，此時右心室局部或循環出現RAAS激活，血漿AngⅡ水平升高，與血管緊張素Ⅱ受體1（AT1R）結合介導心肌細胞增殖；還可刺激ERK1/2轉化為p-ERK1/2，使多種轉錄調節基因活化，促使心肌成纖維細胞合成分泌Ⅰ型膠原，最終導致右心室重構；而Ang- （1-7）可某種程度上干預以上過程的進展[10]。因此，血漿中Ang- （1-7）的含量很可能反映了充血性PAH的嚴重程度，而Ang-（1-7）水平明顯降低往往意味著較重的PAH、右心室重構及慢性右心衰竭。
1.2 氨基末端前腦鈉肽
氨基末端前腦鈉肽（NT-proBNP）是評價心功能的敏感指標[11]，同血漿BNP一樣，由心室肌細胞等摩爾分泌，是一種具有強大的抵消血管收縮、抑制RAAS和交感神經系統活性的神經激素，其合成和分泌受心室前后負荷的影響。血漿NT-proBNP半衰期約2 h，其濃度受運動、鹽負荷或其他應激因素的影響較小[12]。目前常用NT-proBNP替代間接反映血漿BNP情況。
Nagaya等[13]的研究發現血漿BNP含量與平均肺動脈壓及右心室功能障礙呈正相關關系。血漿BNP水平可較好地反映左向右分流型先心病患者的心功能狀態，且隨肺動脈壓力升高而升高[14-15]。而NT-proBNP較BNP更具優勢，由此可以推測血漿中NT-proBNP含量能更準確地評估充血性PAH的嚴重程度。此外，NT-proBN檢測與心導管檢測相比，前者更加方便、價廉、無創、準確和客觀，如果它可以成為充血性PAH嚴重程度的預測指標，將更有利于該類患者的臨床評估以及手術時機的選擇。
高藝花等[16]回顧性分析了韓國某醫院成人先心病性肺動脈高壓（PAH-CHD）患者血清中的NT-proBNP含量以及與用于評估右心室功能的超聲心動圖指標的相關性，發現在PAH-CHD患者中NT-proBNP濃度在輕中度組與重度組間差異有統計學意義。這是因為PAH-CHD時右心室結構改變、舒張功能和收縮功能減低，其最終的后果是血流動力學改變所致的血管損傷以及肺循環壓力前后負荷的改變。這提示NT-proBNP水平可作為隨訪肺動脈壓力、右心功能的血清學指標。但該項研究的樣本例數較少，因而臨床價值需進一步證實。
Takatsuki等[17]的臨床研究比較了PAH-CHD患兒血漿中BNP和NT-ProBNP的含量，發現二者密切相關，并可預測臨床變量和血流動力學的變化，但NT-proBNP與超聲心動圖和運動數據的相關性強于BNP，NT-proBNP不會隨著患者及時間的變化發生明顯變化，因此NT-proBNP可以為預測這些臨床測量值提供更準確的參考數據。鈉尿肽的激活實為保護心血管疾病所致的壓力和容量超負荷。左心室或右心室超負荷將導致心肌細胞內激素原的合成，pro-BNP被裂解成生物活性激素BNP以及無活性的氨基末端片段即NT-proBNP，但二者在血漿中的含量不盡相同，BNP的半衰期大約為20 min，而NT-proBNP的半衰期長達約1~2 h[18-19]，這個特征使得NT-proBNP在血漿中具有較高的水平和穩定性。若標本采集與測量的時間間隔較長，NT-proBNP因其半衰期長的特性較之BNP更具優勢[20-21]。雖然NT-proBNP同BNP一樣在預測PAH-CHD不良愈后中具有重要價值，但是前者能夠被腎臟清除，因此對于明顯的腎臟疾病患者，NT-proBNP并無多大臨床意義。但Shinichi等的研究存在一些不足，首先它為單中心回顧性隊列研究，標本來源不僅僅限于PAH-CHD患者，因此NT-proBNP和BNP水平在臨床預后的價值還有待大量的多中心研究予以證實。
血清中Ang-（1-7）和NT-proBNP主要通過間接方式反映肺動脈壓力的大小，即RAAS。當肺動脈壓力逐漸增大引起右心衰竭，甚至右心室重構時，RAAS可被激活。一方面，此系統激活后導致血漿中AngⅡ含量升高，而Ang- （1-7）則通過作用于AngⅡ達到拮抗RAAS的目的；另一方面，此系統的激活會引起血漿中NT-proBNP的反饋性增加。但是RAAS的激活可因多因素所致，因此Ang- （1-7）和NT-proBNP反映肺動脈壓的特異性較差，需結合患者病史綜合評估。當然，對于有充血性PAH形成因素的病例，血清中Ang- （1-7）含量減少、NT-proBNP含量增加的確某種程度上反映了肺動脈壓力的增加。
2 肺血管內皮功能相關性血清學指標
2.1 血管性血友病因子抗原
血管性血友病因子（vWF）是Weibel-Palade小體貯存的大分子血漿糖蛋白，由內皮細胞、血小板和巨核細胞合成與分泌，并通過血小板聚集和損傷的血管介導血栓的形成和發展，當血管內皮細胞受損時vWF被激活并釋放增多。血管性血友病因子抗原（vWF:Ag）是已知的血管內皮功能受損的標志物，其含量增加預示著PAH患者短期生存率下降，但因研究的病例數太少、隨訪時間太短，因而不能得到一個詳盡的生存分析結果[22]。
左向右分流型先心病患者的肺循環受到大量血流的長期沖擊，肺血管內皮細胞在強大牽張力刺激和高切應力的作用下逐漸損傷，進而直接影響血管內皮細胞的結構和功能，最終導致反映肺血管內皮細胞功能和活性的標志物被激活。VWF：Ag是一種急性期反應物，在急慢性疾病和傳染性條件下，其水平可能會有所不同或暫時性升高，但持續升高的VWF：Ag水平的確是充血性PAH“高風險”狀態的必要特征[23]。
生物標志物已被廣泛用于預測PAH的存在，但對其中的機制少有研究。Lopes等[24]對PAH-CHD患者8種微血管功能障礙標志物進行檢測，探求標志物與生存率的關系，發現血漿VWF：Ag是與生存相關的獨立危險因素，其血漿含量越高，生存率越低，PAH越嚴重；同時，VWF：Ag有別于其他反映血管內皮功能的標志物，與缺氧、紅細胞增多的程度、活動耐量下降的程度這些參數無關，是預測生存率獨立的危險因素。雖然一些研究認為低氧可誘導VWF：Ag的分泌[25]，但這種聯系是基于沒有數據缺失、對多種混雜因素進行調整后得出的。Lopes等的研究結果也提示，對于PAH-CHD患者，肺循環凝血趨勢的逆轉治療或許是有益的。
相關研究表明vWF：Ag活性升高與PAH患者右心室射血分數降低有關[26]。然而，對于無心血管疾病的患者，其vWF：Ag與右心室結構和功能之間的關系尚無相關研究。周文斌等[27]的研究發現血漿vWF水平不隨肺動脈壓升高而升高，兩者無相關性，這可能與觀察樣本例數較少有關，所得結論尚有待進一步證實。Spiel等[28]的研究已表明vWF與PAH患者的死亡率有獨立的聯系。
循環內皮細胞和內皮祖細胞在PAH-CHD中的作用尤其得到重視，某些標志物能反映病情的嚴重性以及對治療的反應[29]。大量報道指出PAH-CHD患者循環血液中VWF：Ag出現可定性和定量的改變[30]。因此，同其他原因所致PAH所觀察的結果一樣，初步觀察表明VWF：Ag可能是PAH-CHD患者預后的標志物。但我們應該明白不能單憑血漿中VWF：Ag含量來判斷生存率，需進行綜合分析。
2.2 微小核糖核酸（microRNA，miRNA）
miRNA是由21～25個核苷酸組成的單鏈非編碼RNA小分子，大部分產生于基因的內含子，在進化上高度保守，主要通過抑制mRNA翻譯或促進其降解來調控基因表達。miRNA是通過RNA之間的相互作用來調控mRNA的一種新模式，因不同組織或不同發育階段呈現出不同的表達狀態。內源循環miRNA分子常與蛋白等結合而存在，具有較高的穩定性以及良好的抗降解能力[31]。
PAH-CHD屬于動脈型PAH，病理特征是肺血管重塑，其發展過程為早期的動力型到晚期的阻力型，肺血管內皮細胞受損及平滑肌細胞增生為PAH-CHD發生發展的主要特征。miRNA在調控正常血管發育及血管新生中具有重要作用，其機制為Dicer通過調控半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase 3）和內皮型一氧化氮合成酶（eNOS）的表達而影響內皮細胞凋亡。不同miRNA在血管重構中表現出不同效應。研究發現miR-130a、miR-27b可促進血管內皮細胞的增殖及血管新生，由此推測二者在充血性PAH中有明顯表達，而miR-204卻表達下調[32-33]。
PAH-CHD由肺循環血流量增多所致，長期肺血管血流量負荷過重引起肺血管內皮細胞增殖，應用實時定量PCR檢測此類患者血漿中具有促進血管生成作用的miR-27b、miR-130a的含量，結果和miRNA芯片結果趨勢一致，即升高的miR-130a通過下調具有抗血管生成作用的同源盒基因HOXA5和GAX表達，促進血管再生[34]。miR-27b則靶向于血管生成基因而促進血管生成[35]。miRNA廣泛參與了充血性PAH發生發展的過程，可調節細胞的增生和凋亡，對控制PAH的發生有保護作用[36]。吳志誠等[37]通過觀察miR-27b在充血性PAH患者血清中的變化，明確miR-27b可加速內膜細胞及肺動脈中層增生，并通過線粒體凋亡途徑抑制細胞凋亡的發生，從而促進PAH的形成。但miR-27b是否還可介導其他通路及其機制尚不清楚，這有待更加深入的研究。根據Courboulin等[38]的研究，可推測PAH-CHD患者信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）被激活，導致肺動脈平滑肌細胞中的miR-204表達下調，而其目標蛋白SHP2表達上調，上調的SHP2可激活Src激酶和T細胞核因子，最終導致肺動脈平滑肌細胞的持續增生和抗凋亡。但這還需要臨床研究的進一步論證。
PAH的程度決定了左向右分流型先心病的發展階段及預后，超聲心動圖通過三尖瓣反流速度粗略評估肺動脈壓力無太大臨床價值，因而檢測和分析血液中的miRNA的含量或許可作為充血性PAH患者治療及判斷預后情況的新手段[39]。
2.3 同型半胱氨酸及二氧化硫
同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）是含硫氨基酸，如蛋氨酸和半胱氨酸，代謝循環過程中最重要的中間代謝產物。基礎研究與成人心臟病研究證實，Hcy可損傷肺血管內皮的功能，暴露內皮下膠原等基質，引發血小板聚集并導致管壁平滑肌細胞增殖，進而促進動脈粥樣硬化以及PAH的發生與發展[40]。Rosenquist等[41]的雞胚實驗表明高Hcy血癥對神經脊細胞的增殖和遷移具有抑制作用，從而可引發左向右分流性先心病的發生。一些報道認為孕婦通過增加攝入營養神經脊細胞的物質可降低先心病的發生率[42]。因此，血清中出現高濃度的Hcy時，應警惕先心病或先心病性PAH的存在。
二氧化硫（SO2）由人體內源性含硫氨基酸代謝產生，分子量小，是一種新型的氣體信號分子。動物實驗表明，SO2及其衍生物是一種新型內皮源性超級化因子，能舒張血管，在PAH的發生發展過程中，SO2可抑制血管膠原堆積，抑制肺動脈平滑肌細胞增殖，抑制炎性因子核因子κB（NF-κB）和細胞間粘附分子-1（ICAM-1），抑制MEK-1、Raf-I及ERK途徑，進而改善PAH肺血管的重構，發揮其肺血管保護作用[43]。同時，給心肌細胞進行SO2預處理可以減輕其缺血-再灌注損傷的嚴重程度[44]。Galdieri等[45]研究發現，左向右分流型先心病患兒中血漿Hcy濃度在正常對照組、無PAH先心病組和輕度PAH先心病組中無顯著差異，而在中重度PAH先心病組中明顯升高，差異有統計學意義。由此可知，血漿中出現高濃度的Hcy可能預示著較高的肺動脈壓力，手術效果及預后較差。
董彥博等[46]研究顯示，在中重度PAH-CHD組Hcy含量較無PAH組及輕度PAH組明顯升高，中重度PAH-CHD組肺動脈收縮壓（PASP）與血清Hcy呈正相關。高濃度Hcy可激活內質網，誘發細胞凋亡，使含有甲基化精氨酸殘基的蛋白質分解為二甲精氨酸（ADMA），升高的ADMA對eNOS活性具有直接抑制作用，進而使內皮細胞一氧化氮（NO）合成減少，導致內皮功能不全；ADMA還可促進eNOS解耦聯，最終結果是使氧化應激加重，促進內皮功能障礙[47]。研究表明，Hcy是左向右分流型先心病形成PAH的重要影響因素，降低PAH-CHD患者血清中Hcy水平，可減緩PAH發展，可以作為防治PAH-CHD的新途徑進一步開展研究[47]。但其研究樣本量較少，影響PAH的混雜因素未得到很好控制，結論尚需進一步驗證。
SO2水溶性極好，常以亞硫酸鹽的形式存在，體-肺分流型PAH動物模型中肺組織SO2濃度隨肺動脈壓力的增高而下降；增加SO2的供給，肺小動脈肌化的百分比降低，同時肺組織中與H2S生成相關的蛋白質的轉錄及表達增加[48]。但這一研究結果有待于臨床上進一步證實。
以上研究結果表明，充血性PAH患兒血漿中含硫氨基酸代謝紊亂，Hcy是一種血管損傷性因子，促進先心病性PAH的發生發展，而內源性SO2的作用與之相反。
充血性PAH的發生發展皆源于肺動脈血流量的增多，肺血管內皮功能在大量血流的長期沖擊下逐漸受損。VWF:Ag、miR-27b和miR-130a作為保護性因子，具有促進平滑肌細胞增殖以及新生血管形成的作用。而miR-204和SO2因具有抑制肺血管平滑肌增殖的作用，因此在充血性PAH中其含量會降低。Hcy可損傷肺血管內皮功能，引起肺動脈壓力增高，為致PAH因子。以上因子皆為肺血管內皮功能受損時的應激因子，那么對于其他血管內皮功能受損時是否也會引起上述因子的變化有待于進一步研究，以對其特異性和敏感性做出較好的評估。
3 抗重構血清學指標
基質細胞衍生因子-1（SDF-1）屬于CXC類趨化因子，是大小為8～10 kD的小分子蛋白質，包含SDF-1α與SDF-1β兩種形式，主要以SDF-1α的形式表現出來[49]。SDF-1的受體是G-蛋白偶聯受體超家族中的趨化性細胞因子受體4（CXCR4），當SDF-1與其受體結合后，多種信號轉到路徑將被激活，從而影響細胞的趨化、運動、粘附、分泌等行為[12]。動物研究中發現，SDF-1很可能是有益型分泌蛋白，具有減輕心肌細胞缺氧性損傷以及延緩心肌重構的作用[50]。
左向右分流型先心病必定會引起肺血流量增加，初期可通過肺血管代償性擴張維持壓力基本不變，當血流量增至3倍以上時，肺血管擴張程度達最大，肺血管結構重建開始發生，其主要表現為縮血管物質的增加以及擴血管物質的減少[51]。PAH的特點是肺血管阻力增加，肺血管重構、肺血管內皮功能障礙和炎癥反應[52]。這些變化最終導致右心室功能障礙，這是與更高的發病率和死亡率相關的[53]。引起這些血管畸形的精確分子機制仍有待闡明。
Sundararaman等[54]研究發現，對于PAH-CHD患者，隨著肺動脈壓力的不斷增高，心肌缺血缺氧性損害逐漸加重，進而促進SDF-1迅速產生并作用于缺血組織，誘導激活抗炎通路，其保護反應短暫而迅速；產生的SDF-1還可部分逆轉心血管疾病的損害，減緩心肌病理性重構，減少瘢痕形成，達到改善心功能的作用。因此，可認為SDF-1是PAH-CHD的保護性因子，血清中SDF-1含量減少意味著肺動脈壓力的升高。查克嵐等[55]研究表明，當CHD患兒肺動脈壓逐漸增高時，心肌細胞缺血缺氧程度也逐漸嚴重，激活的SDF-1將結合其受體CXCR4，SDF-1/CXCR4軸觸發信號轉導可引起肺血管內皮細胞增生、新生血管形成以及肺動脈壓力增高，而消耗的是血清中的SDF-1。當繼發于PAH-CHD的炎癥反應不斷增強時，SDF-1被大量消耗而拮抗單核-巨噬細胞、中性粒細胞等炎癥細胞；在心肌細胞缺血期，SDF-1被大量釋放入血，趨化干細胞歸巢到缺血組織進行組織修復；SDF-1可通過促進膠原沉積和微血管生成的方式改善心肌重構[56]。
關于低氧肺基因選擇性上調的研究表明，缺氧條件下，SDF-1受體CXCR7主要在人類微血管內皮細胞選擇性上調，而在其他的缺氧全身微血管細胞中保持不變[57]。這種選擇性表達上調在缺氧嚙齒動物肺以及特發性PAH患者移植肺的內皮細胞中也可被觀察到[58]。McCullagh等[59]研究發現PAH組與健康對照組比較，血漿中SDF-1濃度降低，并進一步表明循環血液中低濃度SDF-1是生存率降低的獨立危險因素。以上結果可能出現在預后模型中，并可能用于指導臨床治療，但還需較大樣本的研究以驗證循環SDF-1檢測的可靠性和實用性。
綜上所述，充血性PAH的監測一直是臨床醫務工作者的一大難題，超聲心動圖是根據三尖瓣反流速度及右心房壓力對肺動脈壓力進行粗略評估；右心導管肺動脈壓測定雖然能準確反映肺動脈壓力的程度，但畢竟為有創性檢查。本綜述提及的血清學指標參與充血性PAH的形成過程，但其敏感性和特異性還需進一步臨床研究加以證實。能夠早期發現PAH的存在，準確評估肺動脈壓力的程度，監測術后肺動脈壓力的變化情況，對準確把握手術時機、掌握手術適應證、評估術后效果及術后生存率的綜合分析具有重要意義。