血清生长分化因子15水平与急性冠脉综合征患者非靶血管斑块进展的相关性分析

李珍珍，荆 晶，辜小芳，李玉颖，贾 倩

转化医学实验室；3慢性心衰精准医学北京市重点实验室

冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)是一种常见的心血管疾病，其中急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)是最为重要的一类，尽管医疗水平及治疗方法不断进步，其仍然严重威胁着人类的健康。经皮冠状动脉内球囊扩张及经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)已成为治疗冠状动脉罪犯血管的最主要方式。相对于罪犯血管，冠状动脉造影术中常见的另一类病变为非靶病变，此类病变狭窄程度往往并不严重，因此在术中常不作处理。但部分血管病变会快速进展导致血管狭窄程度加剧或斑块稳定性变差发生破裂，近年来非靶血管病变进展导致的心血管不良事件呈逐年上升趋势，严重影响患者预后[1-3]。尽管冠状动脉介入治疗的技术与相关影像学评估方法(血管内超声等)不断进展，但对于非靶血管斑块的评估及治疗仍存在争议，是目前研究热点之一。早期识别高危病变在减少不良心血管事件、改善患者预后等方面有重要意义，但目前对于非靶血管斑块进展的危险因素尚未明确。除年龄、糖尿病、高脂血症、炎性因子等传统危险因素外，有研究显示总胆红素、尿酸等与非靶血管斑块的进展相关[4]。生长分化因子15(growth differentiation factor-15，GDF-15)在心血管疾病中的表达、分泌和功能涉及多种调节机制，并且可作为急性冠脉综合征患者早期诊断及危险分层的重要指标[5-7]。但GDF-15是否可以作为ACS患者非靶血管斑块进展的指标尚无报道。因此，本研究旨在探讨血清GDF-15水平与ACS患者非靶血管斑块进展的关系。

对象和方法

1 研究对象 纳入2015年1月1日- 2017年10月1日于本院心血管内科行冠状动脉造影的急性冠脉综合征患者200例。纳入标准：1)年龄＞18岁的急性冠脉综合征患者，主要诊断为ST抬高型心肌梗死、非ST抬高型心肌梗死或不稳定性心绞痛；2)靶血管和靶病变诊断明确，并至少有1处动脉粥样硬化非靶血管病变。排除标准：1)目标血管既往已行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)或冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass graft，CABG)；2)两次造影时间间隔小于9个月；3)左心室射血分数＜40%或者有严重心力衰竭症状；4)有出血倾向、活动性消化道溃疡、新近脑血管意外以及抗血小板制剂和抗凝治疗禁忌证，无法进行抗血小板治疗；5)同时伴有心肌病、风湿性心脏病、心脏瓣膜病、先天性心脏病、严重心律失常、6个月内的脑卒中、严重肝功能障碍、严重肾功能不全、感染或免疫系统疾病、恶性肿瘤等预期寿命小于6个月者及妊娠。

2 实验室检查 全部入选者在入院后24 h内禁食12 h以上，之后进行5 ml外周静脉血的采集，并置于枸橼酸钾抗凝的试管内，1 000 r/min离心15 min后，取上清液分装至冻存管内并置于-80℃的冰箱内备用，期间避免冻融。采用ELISA法检测GDF-15水平，试剂购自万信创达科技有限公司，由本院转化医学实验室进行检测。其余实验室检验指标于我院临检科及生化科进行。

3 冠状动脉造影定量分析(quantitative coronary angiography，QCA) 在纳入时对所有入选者进行冠状动脉造影定量分析，并于患者入组1年后再次行冠状动脉造影，对前后两次冠状动脉造影进行定量冠状动脉造影分析。1)导管定标：选取暴露清晰的导管进行两点发定标，并根据手术记录进行导管尺寸的录入；2)非靶病变分析：选取非靶病变暴露清晰且前后两次造影相同的角度，手动描绘初始血管轮廓；3)结果输出：手动调整标红的病变区域，软件对非靶病变自动分析后可显示病变类型及病变参数，导出狭窄直径、参考血管直径、直径狭窄率、面积狭窄率及狭窄长度。

4 相关定义 非靶血管定义：与急性冠脉综合征症状及动态负荷实验缺血无关的原发病变[8]。斑块进展定义[9-10]：1)原病变直径狭窄≥50%的冠脉节段在随访造影时管腔直径减少≥10%；2)原病变直径狭窄＜50%的冠脉节段在随访造影时管腔直径减少≥30%；3)第1次冠状动脉造影正常的冠脉节段出现了新的直径狭窄≥20%的病变；4)原有任何病变基础上发展为完全闭塞病变。符合上述之一者即可视为病变进展。

5 分组 为研究GDF-15对非靶血管斑块是否有影响，将所有入选患者分为非靶血管斑块进展组及非进展组，比较两组间GDF-15水平。同时，为研究GDF-15水平是否与病变严重程度相关，本研究根据患者病变支数将其分为单支病变组、双支病变组、三支及以上病变组，统计GDF-15水平在三组间是否存在差异。

6 统计学分析 采用SPSS17.0软件进行数据处理及统计学分析，计量资料以-x±s表示，两组采用t检验，多组比较采用方差分析，事后检验采用SNK法；计数资料以频率(数)表示，采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组一般资料比较 共纳入行冠状动脉造影的ACS患者200例，失访17例，失访率为8.50%，最终共183例ACS患者纳入统计。斑块进展组的GDF-15水平高于非进展组[(1 227.36±193.11) mmo/L vs(1 024.90±173.84) mmo/L，P=0.037]，其他各指标的差异无统计学意义。见表1。

2 GDF-15与病变严重程度相关性的分析 单支病变患者(n=42)的GDF-15水平为(994.86±157.21 ng/L)；双支病变患者(n=61)的GDF-15水平为(1 131.59±122.36 ng/L)；三支及三支以上病变患者(n=80)的GDF-15水平为(1 234.23±167.97 ng/L)。单支病变和双支病变患者GDF-15的水平差异无统计学意义，但多支病变的患者GDF-15水平明显高于单支和双支病变患者，差异有统计学意义(P＜0.05)(图1)。

表1 非靶血管斑块进展组与非进展组临床基线资料比较Tab. 1 Comparison of clinical data between non-culprit plaque progression group and non-progression group

3 两组前后两次冠状动脉造影定量分析 两组第1次冠脉造影参考血管直径、直径狭窄百分数及面积狭窄百分数差异均无统计学意义；第2次冠脉造影进展组参考血管直径更小，而直径狭窄百分数及面积狭窄百分数增高。见表2。

图1 GDF-15与病变支数的关系Fig. 1 Correlation of GDF -15 and number of stenosed coronary artery vessel

讨 论

ACS包括急性ST段抬高性心肌梗死、非ST段抬高性心肌梗死及不稳定性心绞痛，其病理基础为斑块破裂或斑块侵蚀，这些易损斑块增加了患者再发心肌梗死及其他心血管事件的风险。ACS患者多表现为多支病变，对于靶血管病变的积极处理是主要的干预方式，但相对于及时处理靶血管病变，非靶血管病变的处理时机是目前在冠状动脉介入治疗中最具争议的问题之一。近年来的研究显示，非靶血管病变进展导致的心血管不良事件呈逐年上升趋势，此类病变的迅速发展是心血管不良事件的独立风险预测因子[11]，严重影响患者的预后。因此，早期识别ACS患者的高危非靶血管病变对于临床诊疗及改善患者预后具有重要意义。

表2 两组前后两次冠状动脉造影定量分析Tab. 2 Comparison of quantitative coronary angiography at different time points between two groups

GDF-15是转化生长因子-β(transforming growth factor beta，TGF-β)超家族成员之一，后者通过调节细胞存活、增殖及分化进而对人体组织内环境稳态与适应发挥重要作用。TGF-β的增多或减少与多种疾病相关，如神经变性性疾病、动脉粥样硬化等[12]。其中GDF-15主要由巨噬细胞及外分泌腺表达，在胚胎发育、调节细胞压力信号、炎症反应、心肌细胞肥大以及凋亡中都起到重要的作用[13]。GDF-15最初在细胞内被翻译为一个约43 kU的无活性的前体多肽，与二硫化物连接形成二聚体，经蛋白水解酶的裂解作用，最终形成约30 kU的成熟GDF-15和无活性的N-末端前肽，成熟的GDF-15以二硫化物二聚体的活性形式被分泌到细胞外，通过自分泌或旁分泌途径作用于自身或周围细胞，执行相应的生物学功能。在正常生理情况下，GDF-15仅低水平或中等水平表达，但在病理状态下心血管系统在受到炎症、氧化应激、缺血等刺激时，GDF-15表达明显增强。

既往研究证明GDF-15与冠状动脉病变程度有关，早期检测对于疾病分级、降低死亡率具有重要的意义[14-15]。本研究发现GDF-15与非靶血管斑块的进展有着密切关系。非靶血管斑块进展的危险因素尚未十分明确，氧化应激、炎症反应、代谢异常等在其中起重要作用。GDF-15作为一种新型心血管疾病生物标记物，在冠心病的危险分层及预后的判断中具有一定的意义[16]，但尚无关于其对于斑块进展影响的研究。此外，GDF-15明确参与了氧化应激与炎症反应[17-18]，因此本课题组推测其对于动脉粥样硬化斑块的进展也具有一定的影响。本研究结果显示，GDF-15随ACS患者病变支数增多而升高，并且非靶血管斑块进展组ACS患者的GDF-15基础水平高于非进展组患者 (P＜ 0.05)。

关于GDF-15对非靶血管斑块进展的影响之前无相关报道，但推测其可能通过参与炎症反应、氧化应激、细胞凋亡等过程影响动脉粥样硬化斑块的进展。未来可扩大样本量或进行基础功能试验对此进行验证。综上所述，GDF-15不仅是ACS患者风险分层、临床决策辅助的可靠指标，而且可能成为预测非靶血管斑块进展的潜在生物标记物。

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