血浆中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白水平与急性ST段抬高型心肌梗死病变严重程度的关系

李超，彭瑜，高涵翔，王永祥，赵晶，蒋英志，潘晨亮，张钲

急性心肌梗死（AMI）主要是由于动脉粥样硬化斑块破裂继发血栓栓塞犯罪血管所致。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）作为急性肾损伤的早期标志物受到广泛研究。近年来研究证明NGAL在心肌细胞和动脉粥样硬化斑块中表达，与基质金属蛋白酶-9（MMP-9）形成稳定的二聚体复合物，在致斑块破裂中发挥作用[1-3]。既往研究显示血清NGAL水平与急性冠状动脉（冠脉）综合征患者冠脉病变严重程度相关[4]。在动物实验中白细胞介素（IL）-1β可诱导NGAL的表达[5]。而高敏C反应蛋白（hs-CRP）作为炎症标志物，在AMI患者显著升高与斑块的稳定性呈负相关[6，7]。目前直接比较上述四种标志物与冠脉病变严重程度的研究较少。本研究旨在探讨无肾脏疾病的急性ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者血浆NGAL、MMP-9、hs-CRP和IL-1β的水平，及其与冠脉病变严重程度的关系。

1　资料与方法

回顾性纳入2014-01至2017-03因胸痛在兰州大学第一医院心脏中心住院的248例患者，分为STEMI组124例，对照组124例。所有患者均首次行冠脉造影检查，均行急诊经皮冠脉介入治疗（PCI）。STEMI诊断标准[8]：持续发作的缺血性胸痛≥30 min，含服硝酸甘油不能缓解；12导联心电图中至少2个相邻导联新发ST段抬高或新出现完全性左束支阻滞、病理性Q波；心脏生物标志物至少1次数值超过正常上限；影像学显示新的心肌活力丧失或区域性室壁运动异常。对照组为怀疑存在冠心病，行冠脉造影显示未见明显狭窄的患者。排除标准：年龄＜18岁或＞80岁；存在肾功能不全[估计肾小球滤过率＜60 ml/（min·1.73m2）或进行透析]、肝功能不全、心肌病、心脏瓣膜病、妊娠、恶性肿瘤、继往有心力衰竭或心肌梗死史、有血运重建史；临床或实验室数据不全者。

收集临床基线资料，包括：年龄、性别、高血压、糖尿病、吸烟状况、冠心病家族史、体重指数、左心室射血分数、脂质参数、血肌酐、血细胞计数。高血压定义为血压≥140/90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa，至少3次在非同日测得）及正在服用降压药。满足下列条件之一者，定义为糖尿病：空腹血糖≥7.0 mmol/L；随机血糖或葡萄糖负荷试验2 h血糖≥11.1 mmol/L；既往确诊的糖尿病患者。估计肾小球滤过率通过基于中国人群调整的公式计算，其参数包括血肌酐水平、年龄、性别[9]：估计肾小球滤过率[ml/（min·1.73m2）]=175×[血肌酐（mg/dl）]-1.234×[年龄（岁）]-0.179×性别（男=1，女=0.79）。冠脉病变严重程度采用SYNTAX积分[www.syntaxscore.com.]评价。参照既往文献报道将STEMI患者分为高积分亚组（SYNTAX积分≥33分，n=26）和低积分亚组（SYNTAX积分 ＜33 分，n=98）[10，11]。

血样在冠脉造影前由肘静脉抽取5 ml置于乙二胺四乙酸抗凝管中，1 500 r/min离心，储存在-80℃冰箱待测。使用酶联免疫吸附法检测血浆NGAL、MMP-9、hs-CRP和IL-1β水平，试剂盒均购于武汉华美生物工程有限公司。

统计学分析：所有统计学处理均采用SPSS 22.0统计软件包完成。正态分布的计量资料用±s表示，非正态分布的计量资料用中位数和四分位间距表示，计数资料用频数和百分数表示。患者临床基线资料两组间比较，正态分布的计量资料用t检验；非正态分布的计量资料用秩和检验；计数资料用卡方检验。采用Spearman相关系数比较患者血浆NGAL水平与MMP-9水平、IL-1β水平和SYNTAX积分间的相关性；用受试者工作特征（ROC）曲线比较血浆NGAL、MMP-9与hs-CRP识别严重冠脉病变患者的价值。采用多因素Logistic回归分析SYNTAX积分的影响因素。所有统计分析均采用双侧检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1　两组患者基线资料比较（表1）

STEMI组患者血浆NGAL、MMP-9、hs-CRP、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平，白细胞计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数、单核细胞计数及吸烟患者比例均显著高于对照组（P均＜0.01）。左心室射血分数对照组显著高于STEMI组（P＜0.01）。年龄及体重指数大小，性别、高血压、糖尿病及冠心病家族史患者比例，高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、血肌酐、估计肾小球滤过率、血小板计数及血浆IL-1β水平，两组间差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表1　两组患者基线资料比较（±s）

表1　两组患者基线资料比较（±s）

注：STEMI：急性ST段抬高型心肌梗死；NGAL：中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白；MMP-9：基质金属蛋白酶-9；IL-1β：白细胞介素-1β；hs-CRP：高敏C反应蛋白；-：无。*非正态分布的计量资料用中位数和四分位间距表示

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2.2　STEMI组患者Spearman相关分析

经Spearman相关分析表明，STEMI患者血浆NGAL水平与MMP-9（r=0.757，P＜0.01）和IL-1β水平（r=0.185，P＜0.05）均呈正相关性。STEMI患者SYNTAX积分与NGAL水平呈正相关（r=0.616，P＜0.01）。

2.3　STEMI组患者中两个SYNTAX积分亚组间比较（表2）

高积分亚组患者血浆NGAL和MMP-9水平显著高于低积分亚组（P均＜0.01）；而左心室射血分数，高积分亚组显著低于低积分亚组（P＜0.01）；其余基线资料在两亚组间差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表2　STEMI组患者中两个SYNTAX积分亚组间基线资料比较（±s）

表2　STEMI组患者中两个SYNTAX积分亚组间基线资料比较（±s）

注：STEMI：急性ST段抬高型心肌梗死；NGAL：中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白；MMP-9：基质金属蛋白酶-9；IL-1β：白细胞介素-1β；hs-CRP：高敏C反应蛋白。*非正态分布的计量资料用中位数和四分位间距表示

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2.4　血浆NGAL、MMP-9和hs-CRP水平识别严重冠状动脉狭窄的ROC曲线（图1）

ROC曲线分析结果显示，在识别严重冠状动脉狭窄的STEMI患者能力方面，血浆NGAL（曲线下面积 =0.881，95%Cl：0.813～0.949，P＜0.01）大于血浆MMP-9（ 曲 线 下 面 积 =0.799，95%Cl：0.709～0.890，P＜0.01）和 hs-CRP（曲线下面积 =0.446，95%Cl：0.306～0.587，P=0.400）。

图1　血浆NGAL、MMP-9和hs-CRP水平识别严重冠状动脉狭窄的受试者工作特征曲线

2.5　Logistic回归分析影响SYNTAX积分的相关因素（表3）

进一步分析STEMI患者血浆NGAL水平对高SYNTAX积分（≥33分）的预测价值：将单因素Logistic回归显示可能影响SYNTAX积分的因素，如左心室射血分数、NGAL和MMP-9（P≤0.1）纳入多因素Logistic回归。结果显示，血浆NGAL水平是高SYNTAX积分的独立危险因素（OR=1.115，95%Cl：1.107～1.123，P＜0.01）。

表3　Logistic回归分析影响SYNTAX积分的相关因素

3　讨论

本研究证实：与对照组比，STEMI组患者血浆NGAL、MMP-9和hs-CRP水平明显升高，IL-1β水平在两组间没有差异，血浆NGAL水平与MMP-9水平、IL-1β水平和SYNTAX积分均呈正相关；血浆NGAL水平具有识别严重冠脉病变的STEMI患者的能力。

炎症和胆固醇是动脉粥样硬化以及心血管事件发生和发展的两个重要因素。炎症在动脉粥样硬化和斑块的不稳定性中发挥重要作用。STEMI主要是由于斑块破裂，血栓栓塞犯罪血管所致。在本研究中STEMI组的总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇以及炎症细胞明显高于对照组。之前一些研究也证实了中性粒细胞浸入粥样硬化斑块内释放炎症因子在动脉粥样硬化和ACS的进程中发挥重要作用[12]。NGAL最初从中性粒细胞中分离得到，之后发现在心肌细胞和动脉粥样硬化斑块中表达[1，2]。之前研究已证实肾功能损害、冠脉造影对比剂及PCI引起的再灌注损伤也是循环NGAL水平升高常见原因[13，14]。因此，在本研究中排除了肾功能损害、并所有患者在冠脉造影和PCI术前采集血样。本研究表明STEMI组患者基线血浆NGAL和MMP-9水平显著高于对照组。Sahinarslan 等[15]研究证实AMI患者血浆NGAL水平高于稳定性心绞痛患者。也有研究报道非ST段抬高型急性冠脉综合征患者血清NGAL水平显著高于正常对照[4]。早前研究同样证实血浆MMP-9水平在急性心肌梗死患者显著增高[12]。

hs-CRP作为一个广泛研究的炎症标志物，与心血管事件的发生相关[7]。在我们研究中STEMI组血浆hs-CRP水平显著高于对照组。这与之前的研究结果一致[6]。Sano等[7]研究证实高hs-CRP水平反应冠脉粥样硬化斑块的不稳定性。并且有研究证实hs-CRP水平反应患者冠脉斑块的复杂程度[6]。

在本研究中患者血浆IL-1β水平在两组间差异无统计学意义，可能是由于客观条件限制对照组纳入的并不是完全健康的志愿者，以及我们纳入的样本量较少造成的差异无统计学意义。但是，我们依然发现STEMI组患者血浆IL-1β水平高于对照组，且STEMI患者血浆IL-1β与NGAL水平有一定的正相关性。IL-1β是固有免疫应答不可或缺的组分，在动脉粥样硬化病变的发展中起重要作用。之前研究证实在分离的新生小鼠心肌中，IL-1β可诱导NGAL的表达[5]。因此在NGAL与固有免疫应答的关系方面需要更加深入的研究。

既往研究证实在急性心肌梗死的小鼠模型中NGAL 与MMP-9在动脉粥样硬化斑块中表达增加，并在强蛋白水解活性的区域高表达[2]。Boekhorst 等[16]研究发现在人颈动脉粥样硬化斑块中NGAL高表达并与增加的MMP-9活性相关。我们的研究也证实STEMI患者血浆NGAL与MMP-9水平呈显著正相关。MMP-9通过降解细胞外基质导致纤维帽破裂和斑块内出血在动脉粥样硬化的进程中发挥重要作用，MMP-9活性主要由组织基质金属蛋白酶抑制剂-1（TIMP-1）抑制，MMP-9的蛋白水解活性与TIMP-1的抑制作用间的不平衡可能会导致斑块破裂[17]。NGAL能与MMP-9形成稳定的二聚体复合物，延缓MMP-9蛋白水解活性的降解，增加MMP-9/TIMP-1的比率，因此NGAL在致斑块破裂的病生中发挥作用，而且NGAL水平与斑块的不稳定性相关[3]。因此我们推测STEMI患者血浆NGAL水平与其冠脉病变的严重程度相关，并在本研究中得到了证实：STEMI患者血浆NGAL水平与SYNTAX积分呈正相关。这与既往研究结果相同[4]。

SYNTAX积分纳入优势型、病变数及病变血管节段数、病变特征的权重系数，能够整体量化冠脉病变的复杂程度。研究显示SYNTAX积分≥33分的冠心病患者在PCI后发生死亡和心肌梗死等不良临床事件更高，可能更适合外科冠状动脉旁路移植术[18]。我们进一步证实高积分亚组的STEMI患者血浆NGAL和MMP-9水平显著高于低积分亚组。这说明血浆NGAL和MMP-9水平有助于识别高危的STEMI患者。本研究证实血浆NGAL水平在识别严重冠脉病变的STEMI患者能力方面优于MMP-9和hs-CRP水平，并且血浆NGAL水平与SYNTAX高积分独立相关。因此，NGAL作为心血管领域新的标志物，将为心内科医生识别高危患者提供多一种角度的参考。

本研究也有自身的局限性：首先这是一个小样本的病例对照研究，还需要更大样本的前瞻性临床研究进一步证实。其次由于样本量及选取对照组患者的客观因素的存在，造成血浆IL-1β在两组间差异无统计学意义，今后需要从基础研究到临床研究进一步证实IL-1β与NGAL以及固有免疫应答与NGAL的关系。

本研究证实在STEMI组患者中血浆NGAL、MMP-9和hs-CRP水平较对照组明显增高，NGAL水平与MMP-9、IL-1β和SYNTAX积分均呈正相关，可以反应动脉粥样硬化斑块的不稳定性，并在识别严重冠脉狭窄的STEMI患者能力方面NGAL优于MMP-9和 hs-CRP。

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