亚临床型糖尿病心肌病患者血清GSN水平检测及临床诊断价值研究

谢 瑞，薛开成，赵志先，汤万春

（内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院 a.心血管内科；b.超声科,内蒙古包头 014030）

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)是以代谢障碍和心功能障碍为特征的糖尿病心血管并发症[1]。DCM 早期无心血管症状，表现为左心室顺应性降低，舒张功能障碍，可伴有心脏肥大，纤维化及细胞凋亡等，称为亚临床型DCM[2]。目前亚临床型DCM 的临床诊断主要依赖超声心动图，缺乏有效的血清标志物。寻找早期诊断亚临床型DCM 的血清标志物并予以积极干预治疗，对改善患者临床预后具有重要意义[3]。凝溶胶蛋白前体(gelsolin，GSN)是参与肌动蛋白细胞骨架重塑、细胞运动和凋亡调控的蛋白分子[4-5]。近年来发现，在急性心肌梗死、扩张型或缺血性心肌病以及终末期心力衰竭等疾病中均存在血清GSN 水平升高的现象，其作为一种新的心肌损伤标志物，有助于心肌疾病的早期诊断及预后评估[6-7]。目前GSN 在亚临床型DCM 中的表达及作用机制尚不明确。本研究通过检测亚临床型DCM 血清GSN 水平，探讨其对亚临床型DCM 的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取2019 年1 月～2021 年1 月期间内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院诊治的102例无心血管症状的2型糖尿病患者为研究对象，根据是否存在DCM 分为亚临床型DCM 组（n=48）和无心功能不全的对照组（n=54）。纳入标准：①2 型糖尿病诊断符合中华医学会2017 年制定的《中国2 型糖尿病防治指南》[8]；②亚临床型DCM诊断[9]：临床无心脏病和高血压临床表现，心电图检查正常，超声心动图检查提示左心室舒张功能减退，顺应性差等异常表现，心肌灌注显像排除心肌缺血；③患者及家属对本研究知情同意并签字。排除标准：①并发冠心病、高血压等心血管疾病；②并发其他器质性心肌病；③近一月有心肌梗死、糖尿病急性并发症等疾病；④妊娠哺乳期女性。本研究经本院伦理委员会批准通过。

1.2 仪器与试剂 血清GSN ELISA 试剂盒（上海心语生物科技公司，货号XY4518），全波长酶标仪ReadMax1200（上海闪普生物科技公司），临床生化指标检测统一采用Roche HITACI cobas8000 全自动生化分析仪及配套试剂（瑞士罗氏公司）。

1.3 方法

1.3.1 血清GSN 水平检测：留取所有研究对象入院后次日清晨，采集空腹静脉血标本，2 500r/min离心10 min，收集上层血清。通过酶联免疫吸附实验检测血清GSN 水平，实验步骤按照试剂盒说明书进行，应用酶标仪检测各孔450nm 处吸光度值，计算各样本的浓度值。

1.3.2 观察指标：收集所有研究对象一般临床资料，包括性别、年龄及糖尿病病程。收集入院后次日的常规实验室检查结果,包括血清肌钙蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）、肌酸激酶同工酶（creatine kinase isoenzyme，CK-MB）、肌红蛋白（myoglobin，Mb）、空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)、血清尿素氮(serum urea nitrogen，BUN)、血清肌酐(serum creatinine，Cr)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglyceride，TG)、高密度脂蛋白-胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)和低密度脂蛋白-胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)。所有研究对象入院后第2 天均行超声心动图检查，记录指标包括主动脉根部内径(aortic root dimension，ARD)、左心房内径(left atrial diameter，LAD)、左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic diameter，LVEDD)、左心室收缩末期内径(left ventricular end systolic diameter,LVESD)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)、室间隔e’波速度、二尖瓣环e’波速度、左心室舒张早期二尖瓣血流速度峰值(E)、二尖瓣心房收缩期血流速度峰值(A)、左心房容积和三尖瓣峰值流速，根据E 值和A 值计算E/A 比值。

1.4 统计学分析 采用SPSS22.0 统计软件进行分析。经K-S 正态性检验符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，非正态分布的计量资料以中位数（四分位间距）[M（IQR）]表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料以率表示，组间比较采用卡方检验。相关性分析采用Pearson 相关分析。多因素Logistic 回归分析影响亚临床型DCM 的因素。受试者工作特征(receiver operating curve,ROC)曲线分析各指标对亚临床型DCM 的诊断价值。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血清GSN，实验室指标比较 见表1。亚临床型DCM 组年龄、糖尿病病程，HbA1c，TC，TG，LDL-C 及血清GSN 水平高于对照组，差异具有统计学意义(均P＜0.05)。

表1 两组血清GSN，实验室指标比较[±s，M(IQR)]

表1 两组血清GSN，实验室指标比较[±s，M(IQR)]

项目对照组（n=54）亚临床型DCM 组（n=48）χ2/tP年龄（岁）54.43±7.2557.35±7.312.022 0.046性别（男/女）35/1924/242.287 0.130糖尿病病程（年） 6.0（1.0,8.0） 11（3.0,13.0） 3.147 0.002 cTnI（ng/L）1.82±0.271.92±0.281.835 0.070肌酸激酶（U/L）55.65±6.3658.04±7.431.750 0.083肌酸激酶同工酶（U/L） 1.16±0.331.25±0.431.193 0.236肌红蛋白（μg/L）14.25±2.3613.64±2.431.285 0.202空腹血糖（mmol/L）9.62±2.4710.31±2.621.369 0.174 HbA1c（%）9.63±2.6011.38±2.353.549 0.001 TC（mmol/L）1.66±0.272.37±0.3311.942 0.000 TG（mmol/L）4.76±0.585.18±0.623.534 0.001 LDL-C（mmol/L）2.55±0.702.92±0.762.559 0.012 HDL-C（mmol/L）0.98±0.220.97±0.210.234 0.815 ALT（U/L）21.14±4.3919.78±3.801.663 0.100 AST（U/L）20.25±3.4519.84±4.160.544 0.588 BUN（mmol/L）5.57 ±1.616.16 ±2.311.510 0.134 Cr（mmol/L）65.84±11.78 61.65±13.841.651 0.102 GSN（mg/L）63.43±5.25 133.43±10.27 44.047 0.000

2.2 两组超声心动参数比较 见表2。亚临床型DCM 组患者室间隔e’波速度、E 值、A 值及左心房容积指数高于对照组，而二尖瓣环e’波速度和E/A 比值低于对照组，差异具有统计学意义(均P＜0.05)。

表2 两组超声心动参数比较（±s）

表2 两组超声心动参数比较（±s）

项目对照组（n=54）亚临床型DCM组（n=48）χ2/tP ARD（mm）30.18±3.6830.37±4.15 0.245 0.807 LAD（mm）35.43±4.1934.46±4.31 1.151 0.252 LVEDD（mm）47.30±3.5646.63±3.53 0.952 0.343 LVESD（mm）30.64±4.6530.90±4.28 0.293 0.770 LVEF（%）65.08±2.5464.11±2.44 1.961 0.053三尖瓣峰值流速（cm/s） 217.26±10.78 220.95±20.40 1.160 0.249室间隔e’波速度（cm/s） 7.54±1.626.34±1.733.617 0.000二尖瓣环e’波速度（cm/s）10.12±1.807.81±1.686.675 0.000 E 值（cm/s）71.23±11.15 78.38±12.35 3.073 0.000 A 值（cm/s）70.66±13.27 92.37±15.33 7.666 0.000 E/A 比值0.96±0.180.83±0.173.737 0.000左心房容积指数（ml/m2） 22.73±3.8431.73±5.65 9.498 0.000

2.3 亚临床型DCM 患者血清GSN 与超声心动参数的相关性 见表3。亚临床型DCM 患者血清GSN 水平与室间隔e’波速度、二尖瓣环e’波速度和E/A 比值呈显著负相关，与A 值、左心房容积指数呈显著正相关（均P＜0.05）。

表3 亚临床型DCM 患者血清GSN 与超声心动参数的相关性

2.4 多因素Logistic 回归分析影响亚临床型DCM发生的因素 见表4。多因素Logistic回归分析结果，糖尿病病程、血清GSN 和HbA1c 是影响亚临床型DCM 发生的独立影响因素。

表4 多因素Logistic 回归分析影响亚临床型DCM 发生的因素

2.5 ROC 曲线分析GSN 对亚临床型DCM 的诊断价值 见表5，图1。糖尿病病程、HbA1c，血清GSN 三者联合检测对亚临床型DCM 的诊断效能显著优于单一指标检测，差异具有统计学意义(Z=3.786,4.769,4.027,P=0.012,0.000,0.002)。

图1 ROC 曲线分析各指标单独及联合检测对亚临床型DCM 的诊断价值

表5 ROC 曲线分析GSN 对亚临床型DCM 的诊断价值

3 讨论

亚临床型DCM 患者无任何临床症状，仅表现为左心室顺应性降低，左心室舒张功能不全，损伤的心肌尚可部分或完全可逆。超声心动图是评估亚临床型DCM 形态和功能学改变的重要手段，但诊断特异度不高，并且操作受到人为因素的影响[10]。亚临床型DCM 的发生发展涉及多种机制，包括心肌细胞氧化应激损伤、晚期糖基化终末产物的增加、线粒体功能障碍、线粒体钙离子转运受损等[11-12]。深入研究亚临床DCM 的疾病机制，寻找敏感、特异的血清生物标志物[13]，有助于亚临床型DCM 的早期诊断，及时开展针对性治疗，以逆转或减轻心肌损害，延缓疾病进展，降低糖尿病患者心力衰竭的发病率和病死率。

GSN 属于凝溶胶蛋白超家族的核心成员，其类溶胶蛋白结构域能够与钙离子相互作用，使肌动蛋白微丝结构发生变化，在细胞质凝胶态和溶胶态的转换过程中发挥重要作用。心肌舒张功能障碍是亚临床型DCM 的主要特征。DAI 等[14]利用凝集素敲除的小鼠构建糖尿病心肌舒张功能障碍模型，发现小鼠心肌细胞中GSN 水平显著升高，并能促进心肌细胞肥大的发生。GSN 能够结合肌动蛋白并作为转录共激活因子，参与激活心肌细胞下游信号传导。因此，我们推测，GSN 可能是亚临床型DCM 的潜在生物标志物。本研究证实，亚临床型DCM 患者血清GSN 水平明显升高，这与既往学者在动物试验中观察到的结果一致[14]，提示GSN 升高可能参与亚临床型DCM 的疾病发生。分析其原因，可能是亚临床型DCM 发生时心肌细胞中miRNA 的表达异常导致GSN 表达升高。研究表明，DCM 发生时心肌细胞中miRNA-21 表达下调，其不能靶向结合GSN mRNA 的3’非编码区，GSN mRNA 稳定性增加，引起GSN 蛋白表达水平升高[14]。本研究中，血清GSN 表达升高与亚临床型DCM 患者左心室舒张功能受损相关。分析其机制，GSN 表达升高能够加重亚临床型DCM 心肌细胞损伤，导致心肌细胞顺应性降低，心室舒张功能障碍。有学者报道，GSN 是肿瘤坏死因子α 诱导细胞凋亡信号通路中关键因子，GSN 过度表达会增加细胞内活性氧的水平，导致肿瘤坏死因子α 及白介素6 等炎症因子的过度释放，促进心肌细胞局部氧化应激及炎症性损伤，导致心功能降低[15]。此外，在GSN 基因敲除的糖尿病心肌功能障碍小鼠模型中，小鼠心肌细胞肥大和萎缩显著得到缓解，心室收缩和舒张功能得到显著改善[16]。DAI 等[14]报道，在心肌细胞中通过外源性过表达miRNA-21，能够通过减少GSN 的表达水平，抑制活性氧的产生，促进一氧化氮表达，进而抑制心肌细胞肥大，减轻心肌细胞损伤。本研究表明，血清GSN 水平升高是影响亚临床DCM 发生的独立危险因素，表明GSN 是一种新的亚临床型DCM 的血清标志物，检测血清GSN 的表达有助于评估糖尿病患者亚临床型DCM 的发生风险。分析其原因，GSN 能够通过增加心肌细胞活性氧产生，增加心肌细胞氧化应激损伤，还可通过抑制内皮型一氧化氮合酶信号通路的传导，抑制一氧化氮的合成，导致一氧化氮依赖的血管舒张功能障碍，促进亚临床型DCM 疾病进展。STOLE 等[17]研究发现，糖尿病动物模型中，GSN 的表达升高能够抑制磷脂酰肌醇3 激酶下游Akt 丝氨酸473 位点和内皮型一氧化氮合酶丝氨酸1177位点的磷酸化，抑制心肌细胞内一氧化氮水平，加重心肌细胞损伤和终末期心力衰竭的发生。因此，血清GSN 可作为一种新的心肌损伤标志物，参与亚临床型DCM的发生发展，通过干预GSN 可能有助于缓解亚临床型DCM 诱导的心肌舒张功能障碍，值得深入探索。

本研究多因素Logistic 回归分析发现，糖尿病病程和HbA1c 也是影响亚临床型DCM 发生的独立影响因素，与以往研究报道一致[17]。以往研究证实，糖尿病患者的血糖控制情况与DCM 的发生发展密切相关，其中HbA1c 是糖尿病患者发生心血管疾病的重要预测因素[18-19]。但本研究中HbA1c 单一指标对亚临床DCM 诊断效能不高，分析其原因可能是仅能够反映糖尿病患者近三个月来血糖平均水平，不能反映患者长期血糖控制水平。除HbA1c 外，糖尿病病程也是影响亚临床型DCM 患者心功能不全的重要危险因素。糖尿病病程越长，非酶糖化使心肌间质和微血管壁的胶原蛋白形成晚期糖基化产物，导致间质中胶原蛋白交联，胶原纤维弹性降低，心肌细胞的顺应性降低，导致亚临床型DCM 的发生[20]。本研究利用ROC 曲线分析发现，糖尿病病程、HbA1c 和GSN 联合检测对亚临床型DCM 的诊断效能明显高于单一指标检测，并且联合检测诊断敏感度和特异度分别为0.761，0.875，提示三者联合对亚临床型DCM 具有较高的诊断价值。临床医生可根据血清GSN 水平对亚临床型DCM 的发生风险进行早期评估，对于高危进展为亚临床DCM 的糖尿病患者早期预防并诊治，以改善患者临床预后。

综上所述，亚临床型DCM 患者血清GSN 水平升高，并且血清GSN 表达与亚临床型DCM 患者左心室舒张功能有关，是新的亚临床型DCM 的血清生物标志物。血清GSN，糖尿病病程和HbA1c 是影响亚临床型DCM 发生的独立影响因素，三者联合检测对亚临床型DCM 具有较高的诊断效能。但本研究也存在一定不足，一方面是本研究样本量有限，未纳入正常人群作为对照，有待今后设计大规模、多中心的随机对照试验进行深入研究。另一方面是GSN 是否能够成为新的亚临床型DCM 的治疗靶点，有待今后进行深入的实验研究进一步探索。