动脉粥样硬化是心血管疾病重要的病理生理学基础,研究证明动脉粥样硬化发生与高密度脂蛋白(HDL)水平呈负相关。人血清1-磷酸鞘氨醇(S1P)水平为200~1 000 nmol/L,其中65%~80%结合在HDL中,参与HDL的抗氧化、抗血栓和抗炎等效应,HDL-S1P水平已成为冠状动脉疾病发生率和死亡率的重要预测因素[1-2]。本课题组前期研究证实,在人脐静脉内皮细胞中,HDL通过激活鞘氨醇激酶-2使细胞核内S1P水平增加,从而促使前列环素-2释放,发挥抑制血栓形成及扩张血管的作用[3]。
Sattler等[4]的研究将患者分为3组:心肌梗死组、稳定型心绞痛组和健康受试组。结果显示稳定型心绞痛组血清S1P水平低于健康受试组,心肌梗死组、稳定型心绞痛组HDL-S1P水平低于健康受试组,而non-HDL-S1P水平高于健康受试组,提示冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)患者由于HDL-S1P的减少,HDL的抗动脉粥样硬化作用减弱。也有研究发现,冠心病患者血清S1P水平较健康受试组显著升高,单变量分析认为S1P是冠心病患者强效预测因子[5],但该研究并没有检测HDL-S1P和non-HDL-S1P的变化,也没有对冠状动脉斑块负荷进行研究。
血管内超声虚拟组织成像技术(VH-IVUS)能准确显示冠状动脉斑块性质,对斑块的组织成分进行模拟显像,从而对斑块进行更准确的定性及定量分析[6]。利用VH-IVUS的粥样硬化斑块分析技术可以明确冠心病患者的粥样硬化病变情况,为临床研究提供可靠依据。目前尚没有研究结果显示冠心病患者冠状动脉血管斑块情况与血清S1P的关系,本研究通过VH-IVUS技术了解冠状动脉的血管情况,阐明冠状动脉血管斑块与血清S1P的关系,以期为动脉粥样硬化血管内超声研究提供新的实验数据。
选取2014年1月至2015年12月于我院行冠状动脉造影和VH-IVUS检查的患者,结合临床特征和冠状动脉造影结果将患者分为急性冠脉综合征组(n=15)和稳定性心绞痛组(n=15)。心肌梗死的诊断标准参照2012全球心肌梗死统一定义中对自发性心肌梗死的描述。排除标准:(1)有心肌病或存在严重威胁生命的疾病;(2)有腺苷、阿司匹林及氯吡格雷使用禁忌。所有入选患者经我院医学伦理委员会同意并签订知情同意书。
采用Boston公司iLab超声诊断仪及Atlantis SR Pro冠状动脉超声成像导管,血管内超声探头为2.9 F,频率40 MHz。排除超声导管保护鞘内的空气,在导管通过靶血管前先注射硝酸甘油200 μg防止冠状动脉痉挛,经0.014英寸(0.3556 mm)的引导丝将Atlantis SR Pro超声导管送至靶病变部位的远端,随后以0.05 mm/s的速度自动回撤以获得冠状动脉内超声影像。测定血管面积(EEM面积)、管腔面积、斑块面积及斑块负荷。采用美国心脏病学会(ACC)制定的血管内超声测定技术标准进行IVUS的测定[7]。采用Boston Scientific公司iReview软件分析超声数字化图像。根据机器内校准标记进行绝对值的校正。所有血管段定量测定均选择最狭窄血管横截面,于心脏舒张末期进行分析。
冠状动脉造影时取动脉鞘血20 mL,于肝素钠抗凝剂试管中混匀后-80℃保存,高效液相色谱法测定血清、HDL和non-HDL中S1P水平[8]。
采用SPSS 19.0软件进行统计学分析,计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用t检验;冠状动脉斑块负荷采用多元回归分析,P<0.05为差异有统计学意义。
急性冠脉综合征组与稳定性心绞痛组年龄、性别及冠心病危险因素的差异无统计学意义。急性冠脉综合征组低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)明显高于稳定性心绞痛组,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)明显低于稳定性心绞痛组(P均< 0.05),见表1。
表1 两组一般临床资料比较
注:与稳定性心绞痛组相比,(1)P<0.05
急性冠脉综合征组与稳定性心绞痛组EEM面积无明显差异。急性冠脉综合征组管腔面积明显小于稳定性心绞痛组,斑块面积、斑块负荷明显大于稳定性心绞痛组(P均<0.01)。见表2。
表2 两组冠状动脉病变部位IVUS测定结果比较
注:与稳定性心绞痛组相比,(1)P<0.05
急性冠脉综合征组血清S1P和non-HDL-S1P水平均明显高于稳定性心绞痛组(P均<0.01);而HDL-S1P水平则明显低于稳定性心绞痛组(P<0.01)。见表3。
表3 两组血清S1P、HDL-S1P、non-HDL-S1P水平比较
注:与稳定性心绞痛组相比,(1)P<0.01
以冠状动脉斑块负荷为因变量,以S1P、HDL-S1P和non-HDL-S1P为自变量进行多元逐步回归分析,结果显示S1P、non-HDL-S1P与冠状动脉斑块负荷有显著独立相关关系。见表4。
表4 冠状动脉斑块的多元逐步回归分析
血清HDL-S1P水平与动脉粥样硬化呈负相关,除了有逆向转运胆固醇的作用外,HDL还具有多种生物学功能。在所有脂蛋白中,HDL中的S1P水平最高。HDL-S1P在与S1P受体结合后,发挥保护内皮、改善心肌缺血再灌注损伤、抑制黏附分子表达等作用[9-11]。鼠心肌细胞实验证实,将S1P和FTY720(一种类似鞘氨醇的药物)加入到氯化钴诱导的缺血缺氧心肌细胞后,可减少乳酸脱氢酶活性,保护心肌细胞。FTY720还可显著提高p21-激活激酶1(PAK1)和蛋白激酶B(Akt)的磷酸化水平,诱导一氧化氮释放,从而对缺血缺氧的心肌细胞起到保护作用[12]。HDL-S1P水平决定了HDL的部分生物学功能,本研究中急性冠脉综合征组HDL-S1P水平较稳定性心绞痛组明显降低,同时,炎性反应可改变HDL构成并氧化修饰HDL[13],导致HDL功能受损,从而影响了HDL的抗炎、抗血栓作用。因此,HDL-S1P水平减少与冠状动脉疾病严重程度密切相关[14]。
临床上利用VH-IVUS的粥样硬化斑块分析技术,可明确冠心病患者的粥样硬化病变情况,为临床研究提供可靠依据。PROSPECT研究是首个利用VH-IVUS技术对3支冠状动脉病变特征进行检测的全球多中心、前瞻性研究。该研究结果显示,VH-IVUS诊断的高危TCFA斑块、冠状动脉斑块负荷>70%和血管窗<4 mm2,是3年内患者再次出现冠状动脉事件的3个最重要的危险因素[15]。本研究结果显示,急性冠脉综合征组斑块负荷明显高于稳定性心绞痛组,且负荷>70%,提示冠状动脉事件与斑块负荷密切相关。
进一步分析斑块负荷与S1P、HDL-S1P和non-HDL-S1P水平的相关性,多元回归分析结果显示S1P、non-HDL-S1P与冠状动脉斑块负荷有显著独立相关关系,说明急性冠脉综合征患者斑块负荷重,血小板激活,分泌了更多的S1P至血液中,而炎性反应改变了HDL的构成并对HDL进行了氧化修饰,从而导致HDL-S1P水平降低[13]。同时non-LDL结合了更多的S1P,而被氧化修饰的HDL可进一步诱发炎性反应,导致冠状动脉事件发生。S1P、non-HDL-S1P与冠状动脉斑块负荷显著相关,与冠心病严重程度一致,可预测冠心病斑块负荷严重程度。检测血清S1P、non-HDL-S1P水平可为冠心病的发生、危险分层、预后评估及治疗决策提供重要的临床依据。
综上所述,S1P、non-HDL-S1P水平可预测冠心病斑块的负荷情况,而HDL-S1P水平减少与冠状动脉疾病严重程度密切相关,干预HDL-S1P水平为冠心病防治提供了新的方向。