关注炎症相关生物标志物在心血管疾病风险评估中的作用

汪俊军，韦伟市，吴嘉(南方医科大学南京临床医学院，东部战区总医院临床检验科，南京210002)

心血管疾病(cardiovascular diseases，CVD)以动脉粥样硬化(atherosclerosis，As)为主要病理生理基础[1]。As 被认为是一种大中型动脉的慢性炎症，初期以急性期反应蛋白和炎症细胞因子的增加为特征；持续的炎症浸润与动脉内皮功能紊乱、平滑肌增殖、微血管重塑等一系列病理生理进程有关[2-5]；炎性介质可加速As斑块的形成与破裂，最终导致血栓形成[6]。

现有CVD风险评估体系，包含多项传统危险因素，如年龄、体重、吸烟、家族史等，通常还包括低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C)在内的常规血脂参数。其他已被证明与突发CVD及其死亡风险相关的生物标志物，也可为CVD综合危险分层提供更多有效信息。应用较为广泛的包括用于心力衰竭诊断和预后评估的钠尿肽、用于急性心肌梗死诊断和风险预测的心肌肌钙蛋白(cardiac troponins，cTNs)以及用于炎症反应指示器的C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、IL-6等。本文中，我们重点关注几个新的炎症相关生物标志物，以探讨其在CVD早期诊断、病情监测、疗效评估以及预后判断等方面的潜在应用价值。

1 As与炎症

As发病机制涉及脂蛋白、血管壁成分和免疫系统等一系列复杂的相互作用。炎症反应是这些相互作用之间重要的桥梁，被认为是CVD的核心危险因素。LDL-C等致As脂蛋白在内膜下的积聚，可引发血管壁的慢性炎症反应，进而形成早期As斑块[7]。斑块内富含泡沫细胞，泡沫细胞破裂或凋亡可进一步释放促炎细胞因子，导致免疫细胞浸润，加速As进程[8]。此外，胞吞作用对死细胞成分的清除效率降低，进一步导致细胞碎片和脂质的积聚，而富含脂质的斑块极易破裂而形成血栓，是急性CVD事件发作的强危险因素[7-8]。

2 As与炎症相关生物标志物

2.1生长分化因子-15 生长分化因子-15(growth differentiation factor-15，GDF-15)又称巨噬细胞抑制因子-1(macrophage inhibitory factor-1，MIC-1)，是CVD疗效和预后评估的新型标志物，属于转化生长因子-β细胞因子超家族[9-10]。GDF-15在炎症、缺血和心脏损伤中可迅速增加，可能由促炎细胞因子和氧化应激依赖的信号通路介导[11]。GDF-15升高与CVD高发病率和高死亡率有关[12]。研究指出，在预测急性心肌梗死患者2年内的死亡率方面，1 560 ng/L的GDF-15临界值优于cTNs和GRACE评分[13]。血浆GDF-15水平和单核细胞中GDF-15mRNA表达量均可作为心力衰竭的生物标志物；血浆GDF-15水平对预测NYHA Ⅳ级心力衰竭患者更敏感，而单核细胞中GDF-15mRNA水平更能预测Ⅱ级患者；氨基酸末端脑钠尿肽前体(N-terminal prohormone of brain natriuretic peptide，NT-proBNP)与GDF-15mRNA水平联合检测能更准确地预测长期CVD事件的风险[13]。

血清GDF-15基线水平>1 200 pg/mL,尤其是>1 800 pg/mL的患者，发生CVD并发症、死亡和心力衰竭的风险较高；将GDF-15纳入到心肌梗死溶栓(thrombolysis in myocardial infarction，TIMI)危险评分中可望增加受评者临床获益，因为GDF-15有助于识别TIMI危险评分低但却存在相对高风险的人群[14]。一项前瞻性研究测量了接受冠状动脉介入治疗的1 026名ST段抬高型心肌梗死患者发病后0、12和24 小时的血清GDF-15浓度，结果发现GDF-15水平在发病早期即升高， 12 小时达到峰值，24 小时开始下降，在发病后5 天仍可保持较高水平；GDF-15是其30 天内死亡率的独立预测因子[15]。Buljubasic等[16]的研究招募了844名急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)患者，并在一年的随访中测量了GDF-15的浓度，结果显示有复发CVD事件患者的GDF-15水平比无复发CVD事件的患者高出26%；表明GDF-15有望成为ACS患者病情监测和预后评估的新指标。

2.2S100蛋白 S100蛋白是Ca2+结合蛋白超家族的成员，具有特定Ca2+结合基序结构域；该超家族成员如cTNs在临床上已成为诊断ACS的“金标准”。

S100蛋白在心脏病学研究中具有重要的临床意义。研究表明，ACS患者的血清S100A12水平显著高于健康对照者和稳定性冠心病患者；血清S100A12水平与ACS梗死程度、冠状动脉或颈动脉As病变程度以及易损斑块的表型等均密切相关[17-20]。Saito等[21]对652位接受冠状动脉介入治疗的稳定性冠心病患者进行的研究，发现血浆S100A12是其严重不良CVD事件的独立预测因子。Buyukterzi等[22]的研究也表明，S100A12水平与ACS发生风险独立相关。S100A12可能是冠脉As斑块不稳定的潜在指标，有望对ACS治疗效果提供参考价值。

2.3IL-37 IL-37是IL-1家族成员，表达于炎性免疫细胞和多种实质细胞，具有强大的抗炎和免疫抑制特性。细胞内IL-37作为前体在胞浆中被caspase-1裂解成成熟形式，通过与SMAD3结合，移位到细胞核并抑制相关促炎基因的转录：细胞外IL-37可与IL-18受体α链结合，招募Toll/IL-1R-8转导抗炎信号[23]。研究表明，急性心肌梗死患者外周血中IL-37水平明显升高[24]。急性心肌梗死可导致严重的心肌缺血，从而激活自身免疫，致使大量炎症细胞聚集到梗死区，并释放大量参与炎症细胞因子[25]，过多的炎性介质可对心肌细胞产生毒性作用[23]。

文献报道，经注射巨噬细胞源性IL-37治疗后的ApoE基因敲除小鼠，As斑块总面积从(2.90±0.24) mm2减小到(0.20±0.17)mm2[26]；与野生型ApoE基因敲除小鼠相比，IL-37转基因小鼠的As病变程度更小，平滑肌细胞凋亡被抑制，体内斑块更趋稳定[27]。临床研究显示，血浆IL-37水平与稳定型心绞痛、ACS患者的冠状动脉As狭窄程度呈正相关[28]，还与ACS患者左心室射血分数呈负相关[24]。ACS患者的冠状动脉和外周血IL-37水平差异无统计学意义，表明IL-37升高本质上是全身性而非局部性；炎症细胞因子触发的炎性分子信号，可持续刺激IL-37的表达[29]，提示IL-37有作为机体整体炎症反应标志物的特性。

2.4平均血小板体积 平均血小板体积(mean platelet volume，MPV)参考值在7.5～12.0 fL之间，生理条件下，MPV与血小板计数成反比。血小板参与纤维化和维持正常止凝血的过程。血管内皮损伤时，血小板最先聚集在损伤部位，当被经典激动剂激活时，发生变形并局部释放胞质颗粒及细胞因子如IL-6等引发纤维化和炎症过程[30]。MPV与血小板活性相关，被认为是血小板活性的标志物[31]，可反映血液中血小板平均大小以及骨髓产生血小板的速率。此外，MPV还可以在许多病理状况下提供有关病程和预后的重要信息。

Biswajit Majumder等[32]研究发现，不稳定型心绞痛、急性心肌梗死患者的MPV高于稳定性冠心病患者。Sincer等[33]研究表明，当MPV大于9.95 fL临界值时，可预测冠状动脉侧支发育受损，敏感性和特异性分别为71%和70%；这一结果在Ornek等[34]对332名稳定性冠心病患者的研究中得到了验证， MPV与淋巴细胞比率的增加，与冠状动脉侧支循环不足独立相关。接受冠状动脉介入治疗的ST段抬高型心肌梗死患者的MPV增加与其不良临床预后有关。Tian等[35]进一步比较了MPV与血小板计数之比与单独MPV，对接受冠状动脉介入治疗ST段抬高型心肌梗死患者的预后评估准确性，结果发现高MPV与血小板计数之比是其长期预后不良的独立预测指标；同时，在预测长期心脏死亡率和非致死性再发心肌梗死方面，MPV与血小板计数比值的应用价值也明显优于单独MPV。此外，还有研究表明，抗血小板治疗可以降低心脏血管重建术后患者发生并发症的风险，并且还可以降低将来发生CVD事件风险，这也是MPV可作为CVD预后评估指标的间接证据[36-37]。

2.5髓过氧物酶 髓过氧物酶(myeloperoxidas，MPO)是血红素过氧化物酶超家族的成员，主要在嗜中性粒细胞和单核细胞中表达。

研究表明，稳定性冠心病、ACS患者的白细胞和外周血液中MPO水平均明显高于健康对照者；且从稳定性冠心病到非ST段抬高型心肌梗死和ST段抬高型心肌梗死，其MPO水平逐渐升高[38]。Rebeiz等[39]对出现胸痛但无ST段改变和cTNT阴性患者的研究发现，随着MPO水平的升高，冠状动脉狭窄≥70%患者、斑块侵蚀、血栓风险以及需经皮冠状动脉介入治疗的比例更高。

研究评估了547例ACS患者6个月内死亡率或非致死性再发心肌梗死事件发生率，结果显示MPO水平>350 μg/L的患者，其6个月内死亡风险或非致死性再发心肌梗死事件的风险增加；MPO水平升高与ACS患者6个月内死亡率或非致死性再发心肌梗死发生率的增加独立相关，提示MPO作为血管炎症的标志物和介质，进一步确定了嗜中性粒细胞活化在ACS病理生理机制中的作用[40]。Brennan等[41]评估了604例胸痛患者的MPO水平与CVD事件之间的关联，发现MPO水平的升高与所有胸痛患者甚至是cTNs阴性(无心肌损伤)患者30天和6个月内的严重不良CVD事件发生风险独立相关。Cavusoglu等[42]研究显示，与MPO水平≤20.34 ng/mL的ACS患者相比，MPO水平>20.34 ng/mL的ACS患者在2年内发生心肌梗死事件的风险增加；连续检测MPO水平结合cTNI的检测，有望提高相关患者严重不良CVD事件的预测水平。

3 抗炎治疗

炎症微环境是一种动态的、复杂的环境；其中，炎性细胞、炎症相关因子、基质细胞等相互作用，构成了一个相互影响的复杂网络[43]。炎症是As的核心，不受控制的炎症使冠状动脉As斑块“不稳定”，容易破裂或侵蚀，导致血栓形成和心肌梗死。在冠状动脉系统中往往同时存在多个炎症斑块，心肌梗死后，患者有反复发生As性CVD事件的风险，1年内的发生率为10%～12%，3年内为18%～20%[43]。这在很大程度上是因为目前的冠心病治疗，如降脂他汀类药物等，不能充分控制As斑块内的炎症反应。因此，需要新的抗As药物，特别是那些可以更好地针对As斑块内的炎症反应的药物。有关IL-1抑制剂卡那奴单抗的抗炎后血栓形成的研究结果指出，炎症反应不仅在冠状动脉疾病的致病性方面发挥重要作用，还可进一步影响临床预后结局，而且减轻炎症反应的治疗将对冠状动脉疾病患者产生明显的临床获益[7]。

4 结语

综上所述，鉴于炎症反应与CVD的发生、发展及其并发症的密切关系，炎症相关生物标志物在CVD患者中的预后价值逐渐得到研究者的重视和关注。了解和阐明炎症反应及炎症因子在As进程中的具体作用及机制，有助于更好地掌握临床CVD患者的病程进展，适时开展相应的干预、治疗措施，从而极大改善患者的转归，进一步降低CVD病死率及其并发症的发生率。要注意的是，由于CAD多因素的发病机制，需要进一步的研究来识别新的生物标志物，并确定联合现有的和新的生物标志物的多标志物策略是否是更好的CVD风险分层的可行方法。目前，基因组学、蛋白质组学以及脂质组学等强大平台的应用仍处于发展阶段，但仍有快速增长的潜力。将这些发现转化为临床实践对于心血管疾病的预防、治疗以及预后都至关重要。此外，在目前大量的CVD生物标志物研究中，只有少数能被最终应用于临床；因此，在实践中，要求临床医生要足够了解各生物标志物的局限性，以便更好地对结果进行合理解释。炎症相关生物标志物的检测分析，对CVD预后和风险评估将发挥越来越重要的价值，并对CVD个性化精准诊疗的发展起着关键性推动作用。