超极速脉搏波技术定量参数与代谢综合征患者血清Gal-3、IL-33水平的相关性分析

张 静,孙立娟

(1.河北省秦皇岛市第四医院超声科,河北 秦皇岛 066000;2.河北省秦皇岛市第一医院超声科,河北 秦皇岛 066000)

代谢综合征是一种腹型肥胖、糖脂代谢异常及高血压等代谢紊乱叠加发病的状态,这些代谢紊乱状态在病机上相互促进,为动脉粥样硬化的危险因素,可致使血管内皮细胞损伤及血管炎症发生,加速动脉硬化发生发展[1-3]。动脉粥样硬化是导致各种急慢性心脑血管事件的主要原因,一旦发展至一定程度很难逆转[4-5],因此,早期及时明确代谢综合征患者颈动脉粥样硬化尤为关键。超极速脉搏波(ultra fast pulse wave velocity,ufPWV)技术评估颈动脉弹性变化,预测动脉粥样硬化发生风险,具有无创、边界、经济及可定量分析等特点获得医学界的广泛关注[6]。半乳糖凝集素3(galectin-3,Gal-3)存在于不同的细胞和组织类型中,参与免疫反应,白细胞介素33(interleukin-33,IL-33)在肥胖和动脉粥样硬化中发挥保护性代谢作用,研究显示Gal-3、IL-33均参与动脉粥样硬化的炎症反应过程[7-8]。本研究采用ufPWV技术,同时检测血清Gal-3、IL-33水平,研究Gal-3、IL-33水平与颈动脉ufPWV之间的关系,从新角度探讨代谢综合征患者并发早期动脉粥样硬化的可能机制,旨在为治疗提供潜在的靶点。

1 资 料 与 方 法

1.1一般资料 选取2021年3月—2022年4月河北省秦皇岛市第四医院收治的150例代谢综合征患者作为观察组,纳入标准:①均符合中华医学会糖尿病学分会2017年发布代谢综合征相关诊断标准[9];②年龄18～75岁;③顺利完成ufPWV技术相关参数及血清Gal-3、IL-33水平测定,临床资料详细完整。排除标准:①伴有其他内分泌疾病者;②合并肝肾疾病者;③伴有严重免疫系统疾病者;④合并恶性肿瘤者;⑤伴有应激或急性疾病者;⑥妊娠期、哺乳期女性。观察组患者根据颈动脉内膜-中层厚度(intima media thickness,IMT)分为3组,Ⅰ组:IMT正常(<1.0 mm)患者50例,Ⅱ组:IMT增厚(1.0 mm≤IMT<1.5 mm)50例,Ⅲ组:IMT≥1.5 mm 50例。另选取同期性别、年龄相符体检健康者50例作为对照组,均自愿完成ufPWV技术相关参数及血清Gal-3、IL-33水平测定。

本研究经医院伦理委员会审批通过。

1.2方法 ①收集2组一般资料,包括性别、年龄、心率、体重指数、收缩压、舒张压、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白。②ufPWV技术定量参数,法国声科Supersonic Imagine AixPlore全数字化彩色多普勒超声诊断仪,内置UfPWV技术,选择SL10-2线阵探头;患者维持静息平卧位,颈部垫高,常规扫描双侧颈总动脉。选择颈总动脉较平直段,尽量避开斑块位置,测量收缩末内径、IMT及速度参数,观察并记录斑块的大小;待图像稳定后,嘱咐患者屏气3 s,启动“PWV”键,之后机器自动测得颈动脉参数,包括收缩起始时脉搏波传导速度(pulse wave velocity at the beginning of contraction,PWV-BS)、收缩结束时脉搏波传导速度(pulse wave velocity at the end of contraction,PWV-ES),测量误差△<1.0 m/s视为有效测量,所有测量均重复进行3次,取双侧均值作为最终结果。③血清Gal-3、IL-33测定,样本取自患者检查所需采血的残余血样,以3 000 r/min离心15 min,收集血清并分装,储存于-80 ℃冰箱中。应用酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)试剂盒按说明书步骤进行检测血清Gal-3、IL-33水平。

1.3统计学方法 应用SPSS 21.0统计软件处理数据。计量资料比较采用独立样本t检验和SNK-q检验,计数资料比较采用χ2检验,相关性以Pearson、Spearman模型分析,诊断价值以受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价,危险度以相对危险度(relative risk,RR)分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1各组一般资料比较 各组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05),观察组体重指数、心率、收缩压、舒张压、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组心率、体重指数、收缩压、舒张压、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 各组一般资料比较Table 1 Comparison of general information of each group (n=50)

2.2各组ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平 观察组ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),Ⅰ组ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均低于Ⅱ组,且Ⅱ组各指标低于Ⅲ组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 各组ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平比较Table 2 Comparison of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels in each group

2.3ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平对代谢综合征的诊断价值 以观察组患者作为阳性样本,对照组患者作为阴性样本,绘制ROC曲线,结果显示,ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平诊断代谢综合征的ROC曲线的AUC分别为0.836、0.802、0.818、0.823,联合诊断AUC为0.901,较各指标单独诊断价值明显提高。见图1,表3。

图1 ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33诊断代谢综合征的ROC曲线

表3 ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平对代谢综合征的诊断价值Table 3 Diagnostic value of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels for metabolic syndrome

2.4ufPWV技术定量参数与血清Gal-3、IL-33水平相关性 相关性分析可知,ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES与血清Gal-3、IL-33水平均呈正相关关系(P<0.05)。见图2。

图2 ufPWV技术定量参数与血清Gal-3、IL-33水平相关性分析

2.5ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平与颈动脉IMT相关性 ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均与颈动脉IMT呈正相关关系(P<0.05)。见表4。

表4 ufPWV技术定量参数及血清Gal-3、IL-33水平与颈动脉IMT相关性Table 4 Correlation of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels with carotid IMT

2.6ufPWV技术定量参数、Gal-3、IL-33对颈动脉粥样硬化斑块发病危险度的影响 以代谢综合征患者ufPWV技术定量参数、Gal-3、IL-33平均值为界分为低水平与高水平。ufPWV技术定量参数、Gal-3、IL-33高水平者颈动脉粥样硬化斑块发生危险度分别是低水平者的2.490倍、2.490倍、2.698倍、2.212倍。见表5。

表5 ufPWV技术定量参数、Gal-3、IL-33对颈动脉粥样硬化斑块发病危险度的影响Table 5 Effect of quantitative parameters of ufPWV technique, Gal-3 and IL-33 on the risk of development of carotid atherosclerotic plaque (例数)

3 讨 论

代谢性综合征中的血压升高、腹部肥胖、血脂异常和高血糖等,均为动脉粥样硬化危险因素[10-11]。本研究中观察组平均体重指数、心率、收缩压、舒张压、空腹血糖、三酰甘油、胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白均高于对照组,说明血脂异常、高血压、高血糖状态、腹部肥胖及心率过高聚集发病与代谢综合征有关,充分证实上述观点。代谢综合征加大心血管疾病的发病危险,同时与心血管死亡率增加密切相关,因此,早期诊治代谢综合征尤为关键。

代谢综合征诊断标准中所包含的各种心血管疾病危险因素,经多种途径损害血管内皮细胞及功能,改变动脉壁结构及舒张功能,从而引起动脉弹性改变[12-13]。动脉弹性是反映动脉舒张功能的最佳临床指标,因此,早期检测动脉弹性功能变化,对早期识别代谢综合征及动脉粥样硬化尤为关键。既往研究显示,IMT是亚临床动脉粥样硬化的标志,在随访、干预治疗效果评估中具有一定价值,但其测量重复性及准确性不佳,不能用于评估动脉弹性[14]。由于脉搏波传导速度(pulse wave velocity,PWV)与杨氏模量直接相关,被认为是评估动脉弹性的金标准。传统PWV测量依赖于脉搏波传导时间和血管段间距离的测量,准确性受限,临床推广具有一定难度。ufPWV技术作为一种新型无创脉搏波传导速度测量方法,借助多普勒组织成像原理,能够以高于普通彩超200倍的超快采样速率、高再现性实时跟踪特定动脉节段的脉搏波,完成精准速度测量[15]。王银萍等[16]研究在得到不同年龄段ufPWV技术定量参数正常参考值的同时,也验证了ufPWV技术的可重复性和稳定性,认为其影响因素少、检查快速、重复性高,有效克服了传统PWV测量局限性,可作为临床评估动脉弹性的实用指标。本研究中代谢综合征患者ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES均高于对照组,与王杰冰等[17]研究结果基本一致,提示ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES不仅与代谢综合征发病有关。基于此,本研究绘制ROC曲线,评价ufPWV技术定量参数诊断代谢综合征的AUC值均在0.8以上,具有一定诊断价值,可作为临床诊断代谢综合征的辅助检查。此外,观察组Ⅰ组ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES低于Ⅱ组,Ⅱ组低于Ⅲ组,且相关性分析可知,ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES与颈动脉IMT呈正相关关系,提示ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES与颈动脉IMT有关,说明测量ufPWV技术定量参数有助于评价动脉粥样硬化情况。进一步研究显示,ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES高水平者颈动脉粥样硬化斑块发生危险度分别是低水平者的2.490倍、2.490倍,提示ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES水平越高,代谢综合征患者动脉粥样硬化斑块形成风险越大,临床需加以重视。

Gal-3、IL-33均为炎症相关因子,本研究中观察组血清Gal-3、IL-33水平高于对照组,且ROC曲线显示,Gal-3、IL-33诊断代谢综合征的AUC>0.8,充分说明Gal-3、IL-33介导的炎症反应参与代谢综合征发病,临床检测其水平,可为疾病诊断提供依据。进一步研究显示血清Gal-3、IL-33与颈动脉IMT呈正相关关系,且Gal-3、IL-33高水平者颈动脉粥样硬化斑块发生危险度分别是低水平者的2.698倍、2.212倍,提示Gal-3、IL-33高水平分泌参与代谢综合征患者动脉粥样硬化发生及发展。此外,本研究中ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES与血清Gal-3、IL-33水平均呈正相关关系。Gal-3是β-半乳糖苷结合凝集素家族中的一员,在多种炎性细胞中广泛表达,同时在炎性细胞激活、转运及释放细胞因子的过程发挥至关重要作用。Gal-3作为一种强大的促炎因子,即可与低密度脂蛋白结合,促进其增生与转移,又可加速炎性细胞活化,激活促炎因子,从而促进动脉粥样硬化病情演变[18-19]。IL-33是一种多效性细胞因子,是近年来研究显示的IL-1家族细胞因子,通常可促进Th2型免疫反应。IL-33在肥胖和动脉粥样硬化中发挥保护性代谢作用。研究[20]显示,IL-33通过与其受体ST2L结合,可激活丝裂原活化蛋白激酶MAPK及核转录因子核因子κB通路,而这些通路参与动脉粥样硬化发生及发展。

综上所述,代谢综合征患者ufPWV技术定量参数PWV-BS、PWV-ES与血清Gal-3、IL-33水平呈正相关关系,且其水平与代谢综合征及动脉粥样硬化发生发展有关,可提示颈动脉斑块发生,为临床诊疗提供参考依据。