Background: Although individual cardiac biomarkers are associated with heart failure risk and all-cause mortality in HIV-infected individuals, their combined use for prediction has not been well studied.

Methods and Results: Unsupervised k-means cluster analysis was performed blinded to the study outcomes in 332 HIV-infected participants on 8 biomarkers: ST2, NT-proBNP (N-terminal pro-B-type natriuretic peptide), hsCRP (high-sensitivity C-reactive protein), GDF-15 (growth differentiation factor 15), cystatin C, IL-6 (interleukin-6), D-dimer, and troponin. We evaluated cross-sectional associations of each cluster with diastolic dysfunction, pulmonary hypertension (defined as echocardiographic pulmonary artery systolic pressure ≥35 mm Hg), and longitudinal associations with all-cause mortality. The biomarker-derived clusters partitioned subjects into 3 groups. Cluster 3 (n=103) had higher levels of CRP, IL-6, and D-dimer (inflammatory phenotype). Cluster 2 (n=86) displayed elevated levels of ST2, NT-proBNP, and GDF-15 (cardiac phenotype). Cluster 1 (n=143) had lower levels of both phenotype-associated biomarkers. After multivariable adjustment for traditional and HIV-related risk factors, cluster 3 was associated with a 51% increased risk of diastolic dysfunction (95% confidence interval, 1.12–2.02), and cluster 2 was associated with a 67% increased risk of pulmonary hypertension (95% confidence interval, 1.04–2.68), relative to cluster 1. Over a median 6.9-year follow-up, 48 deaths occurred. Cluster 3 was independently associated with a 3.3-fold higher risk of mortality relative to cluster 1 (95% confidence interval, 1.3–8.1), and cluster 2 had a 3.1-fold increased risk (95% confidence interval, 1.1–8.4), even after controlling for diastolic dysfunction, pulmonary hypertension, left ventricular mass, and ejection fraction.

Conclusions: Serum biomarkers can be used to classify HIV-infected individuals into separate clusters for differentiating cardiopulmonary structural and functional abnormalities and can predict mortality independent of these structural and functional measures.

背景：尽管个别心脏生物标志物与HIV感染者的心力衰竭风险和全因死亡率相关，但尚未将其组合用于预测。

方法和结果：在332个HIV感染者中对8个生物标记物进行了无监督的k均值聚类分析，研究对象不包括8种生物标记物：ST2，NT-proBNP（N末端pro-B型利尿钠肽），hsCRP（高敏感性C反应蛋白） ），GDF-15（生长分化因子15），胱抑素C，IL-6（白介素-6），D-二聚体和肌钙蛋白。我们评估了各组与舒张功能障碍，肺动脉高压（定义为超声心动图肺动脉收缩压≥35mm Hg）的横断面关联以及与全因死亡率的纵向关联。生物标记衍生的簇将受试者分为3组。群集3（n = 103）具有较高水平的CRP，IL-6和D-二聚体（炎症表型）。簇2（n = 86）显示ST2，NT-proBNP和GDF-15（心脏表型）水平升高。聚类1（n = 143）具有较低的两种表型相关生物标记物水平。在对传统的和与HIV相关的危险因素进行多变量调整后，第3组与舒张功能障碍风险增加51％相关（95％置信区间，1.12-2.02），第2组与肺动脉高压风险增加67％相关（相对于集群1，置信区间为95％，1.04-2.68）。在6.9年的中位随访期内，有48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。在对传统的和与HIV相关的危险因素进行多变量调整后，第3组与舒张功能障碍风险增加51％相关（95％置信区间，1.12-2.02），第2组与肺动脉高压风险增加67％相关（相对于集群1，置信区间为95％，1.04-2.68）。在6.9年的中位随访期内，有48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。在对传统的和与HIV相关的危险因素进行多变量调整后，第3组与舒张功能障碍风险增加51％相关（95％置信区间，1.12-2.02），第2组与肺动脉高压风险增加67％相关（相对于组1，可信区间为95％，1.04-2.68）。在6.9年的中位随访期内，有48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。相对而言，第3组相对于舒张功能障碍的风险增加51％（95％置信区间为1.12-2.02），第2组相对于肺动脉高压的风险增加了67％（95％置信区间为1.04-2.68）。聚类1.在6.9年的中位数随访中，发生了48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。相对而言，第3组相对于舒张功能障碍的风险增加51％（95％置信区间为1.12-2.02），第2组相对于肺动脉高压的风险增加了67％（95％置信区间为1.04-2.68）。聚类1.在6.9年的中位数随访中，发生了48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。随访9年，发生48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。随访9年，发生48例死亡。相对于聚类1，聚类3的死亡风险高3.3倍（95％置信区间1.3–8.1），聚类2的风险增加3.1倍（95％置信区间1.1-8.4），即使在控制了舒张功能障碍，肺动脉高压，左心室肿块和射血分数后也是如此。

结论：血清生物标志物可用于将感染HIV的个体分类为单独的簇，以区分心肺结构和功能异常，并可独立于这些结构和功能指标预测死亡率。