心肌梗死病人血清半乳糖凝集素3和生長刺激表達基因2蛋白與左室重構相關性

王晶，李培，白玉芝，茹靜，湯莉瑩，趙霞，田甜，安蕓

作者單位：首都醫科大學附屬北京朝陽醫院綜合科，北京 100043

急性心肌梗死（AMI）是全球范圍內高流行的心血管疾病主要死亡原因，其發病的重要原因是動脈粥樣硬化引起的冠狀動脈閉塞［1］。在治療方面，經皮冠狀動脈介入治療（PCI）的有效和及時的再灌注有助于預防缺血性心肌，改善心功能，并改善AMI病人的預后。AMI 能夠導致心臟的功能和結構變化，被稱為心室重構［2］。盡管在采用有效的治療方法如經皮冠狀動脈介入治療（PCI）后發現AMI 病人的死亡率降低，但心肌梗死后左心室重塑不可避免地會導致心血管殘疾和死亡［3］，所以進行早期的心室重構的評估，對于AMI 的診斷治療有重要意義，可以提前制定干預策略。有研究發現，高水平血漿半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）與心血管死亡風險增高相關，Gal-3參與不良的心臟重塑和纖維化以及細胞外基質的調節，并被確認為對急性和慢性心力衰竭病人具有獨立預后價值的生物標志物［4］，也有研究發現Gal-3 能夠參與血管內炎癥，脂質內吞作用，巨噬細胞活化，單核細胞趨化性和細胞黏附過程，與動脈粥樣硬化等心血管疾病的發生密切相關［5］，Bivona 等關于AMI 臨床研究中發現，Gal-3 的表達水平與炎癥水平以及疾病進程密切相關［6］，在AMI 的研究中具有重要價值?；? 蛋白（sST2）是另一種纖維化生物標志物，是白細胞介素（IL）-1 受體的家庭成員，研究發現AMI 后生長刺激表達sST2水平與死亡率或心衰風險增加有關［7］。在Kercheva團隊關于AMI臨床研究中也證實，血清sST2水平與不良心室重構相關，高濃度的sST2 增加了不良心室重構 的風險［8］。本研究通過檢測Gal-3 和sST2 在AMI 病人血清中的表達情況，進一步分析與左室重構的相關性，旨在為早期評估心室重構提供潛在的靶點。

1 資料與方法

1.1 一般資料研究參與者包括2019 年1 月至2020 年11 月首都醫科大學附屬北京朝陽醫院預期招募的病人。研究組由120 例AMI 病人組成，包括78 例ST 段抬高MI（STEMI）病人和42 例非ST 段抬高MI（NSTEMI）病人。符合歐洲心臟病學會/美國心臟病學會基金會/美國心臟協會/世界心臟聯合會（ESC/ACCF/AHA/WHF）對心肌梗死的定義標準，發病后1～12 h 內入院，在住院期間，對AMI 病人進行了原發性經皮冠狀動脈介入治療。年齡和性別匹配的對照組由40 例基線特征相似但無AMI 的個體組成，是由首都醫科大學附屬北京朝陽醫院體檢中心獲得的病人，這些對照組沒有服用任何藥物，也沒有任何疾病，11例新診斷的高血壓病人，8例新診斷但未經治療的2 型糖尿病病人（根據2013 年歐洲高血壓學會（ESH）/歐洲心臟病學會（ESC）指南的高血壓，符合2 型糖尿病的病人符合2010 年美國糖尿病協會的診斷標準）。所有病人均經過詳細的病史，體格檢查和吸煙習慣評估。通過心電圖評估被招募的病人并進行常規臨床實驗室檢查，包括肝，腎功能檢查，體質量和身高，并計算體質量指數（BMI）。排除標準為嚴重貧血，甲狀腺功能檢查中的任何異常，嚴重的慢性腎臟疾病，使用Cockcroft Gault 公式計算的腎小球濾過率<30 mL·min-1·1.73 m-2，自身免疫性疾病，嚴重的瓣膜病，活動性炎性疾病和惡性腫瘤。研究對象常規行血常規，檢測白細胞數和性粒細胞數。該研究已獲得首都醫科大學附屬北京朝陽醫院研究倫理委員會的批準（批件號2019-Z315-163）。研究對象或其近親屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 血清Gal-3 和sST2 檢測入院24 h 內抽血；將外周血（4 mL）收集到無任何添加劑的普通血液收集管中，并立即在4 ℃的冰箱中儲存，并凝結1 h，在環境溫度下以3 500 rpm 離心15 min進行血漿分離。然后將樣品保存在-80 ℃直至試驗完成后進行分析。 使 用 人 類Galectin-3 Quantikine ELISAKit?（BIOKOM，Janki，Poland）檢測血清中Gal-3 的濃度，sST2 水平使用Presage ST2 Assay（Genloxa Sp. zo.o.，Puck，Poland）進行檢測。這些測定的標準化根據制造商的方案進行。

1.3 血清基質金屬蛋白酶檢測按照“1.2”中的方法進行血清樣品收集處理，采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）測定血清基質金屬蛋白酶2（MMP-2）和基質金屬蛋白酶9（MMP-9）的濃度。試劑盒購買于上海紀寧實業有限公司，所有操作按照試劑盒說明書進行。

1.4 左心室重構指標檢測通過在計算機系統上使用二維圖像和超聲多普勒超聲進行超聲心動圖檢查。收縮功能和舒張功能均通過血池和組織多普勒檢查定量，用于評估心肌重塑的超聲心動圖參數包括左心室舒張末期容積（LVEDV），左心室收縮末期容積（LVESV），左室舒張末期直徑（LVEDD）和左心室射血分數（EF）。

1.5 統計學方法采用SPSS 21.0 版本（IBM SPSS Statistics，Chicago，IL，USA）用于統計分析。計量數據采用xˉ±s表示，服從正態分布，多組間比較采用方差分析，兩組間比較采用LSD-t檢驗。計數資料采用例（%）表示，組間比較比較采用χ2檢驗。使用Pearson 相關分析血清Gal-3 和sST2 變化水平與左室重構相關性。以P<0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組基線數據比較STEMI 組、NSTEMI 組和對照組基線數據比較，包括性別、年齡、BMI、吸煙史、高血壓史、糖尿病史、肌酐、TC、TG、HDL-C 和LDL-C。差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

表1 各組基線數據比較/±s

表1 各組基線數據比較/±s

注：TC為總膽固醇，TG為三酰甘油，HDL-C為高密度脂蛋白，LDL-C為低密度脂蛋白。

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2.2 各組血清Gal-3 和sST2 表達水平比較檢測結果顯示，與對照組比較，AMI 病人血清中Gal-3 和sST2 水平均升高，差異有統計學意義（P<0.05）；STEMI 組的Gal-3 和sST2 水平高于NSTEMI 組，差異有統計學意義（P<0.05），見表2。

表2 各組血清Gal-3和sST2表達水平比較/（μg/L，±s）

表2 各組血清Gal-3和sST2表達水平比較/（μg/L，±s）

注：Gal-3為半乳糖凝集素3，sST2為生長刺激表達基因2蛋白。①與對照組相比，P<0.05。②與STEMI組相比，P<0.05。

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2.3 各組血常規白細胞數目和中性粒細胞數目表達水平比較檢測結果顯示，對照組白細胞數目為（9.8±0.9）×109/L，中性粒細胞數目比例為（53±7）%，NSTEMI 組白細胞數目為（17.8±2.3）×109/L，中性粒細胞數目比例為（71±8）%，STEMI 組白細胞數目為（24.7±3.1）×109/L，中性粒細胞數目比例為（81±8）%；與對照組比較，AMI病人血清中白細胞數目和中性粒細胞數目水平均升高，差異有統計學意義（t=25.39，1.41，均P<0.001）；STEMI 組的白細胞數目和中性粒細胞數目水平高于NSTEMI 組，差異具有統計學意義（t=12.68，6.54，均P<0.001）。血清Gal-3表達水平與白細胞數目和中性粒細胞數目呈正相關，血清sST2 表達水平與白細胞數目和中性粒細胞數目也呈正相關，見表3。

表3 各組血清Gal-3和sST2表達水平與白細胞數目和中性粒細胞數目相關性分析

2.4 各組MMP-2 和MMP-9 表達水平對照組MMP-2 表達水平為（97.14±12.21）μg/L，MMP-9 表達水平為（101.24±13.23）μg/L，NSTEMI 組MMP-2 表達水 平 為（195.22±19.18）μg/L，P-9 表 達 水 平 為（185.17±21.23）μg/L，STEMI 組MMP-2 表達水平為（278.07±29.08）μg/L，MMP-9 表達水平為（263.22±32.15）μg/L；與對照組比較，AMI 病人血清中MMP-2和MMP-9水平均升高，差異有統計學意義（t=27.56，24.04，P<0.001）；STEMI 組的MMP-2 和MMP-9 水平高于NSTEMI 組，差異有統計學意義（t=16.62，14.16，P<0.001）。血清Gal-3 表達水平與MMP-2 和MMP-9 水平數目呈正相關，血清sST2 表達水平與MMP-2和MMP-9水平也呈正相關，見表4。

表4 各組血清Gal-3和sST2表達水平與MMP-2和MMP-9水平相關性分析

2.5 各組左心室重構指標比較檢測結果顯示，與對照組相比，AMI 病人組左心室重構指標LVEDV、LVEDD 和LVESV 水平上升，而EF 水平降低，差異有統計學意義（P<0.001）；STEMI 組LVEDV、LVEDD和LVESV 水平高于NSTEMI 組，而EF 水平低于NSTEMI組，差異有統計學意義（P<0.001）。見表5。

表5 各組左心室重構指標比較/±s

表5 各組左心室重構指標比較/±s

注：LVEDV為心室舒張末期容積，LVEDD為左室舒張末期直徑，LVESV為左心室收縮末期容積，EF為左心室射血分數。①與對照組相比，P<0.05。②與ST段抬高MI組相比，P<0.05。

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2.6 各組血清Gal-3 和sST2 表達水平與左心室重構指標相關性分析Pearson 相關系數分析血清Gal-3 和sST2 表達水平與左室重構相關性結果顯示，AMI病人血清中Gal-3表達水平和左心室重構指標LVEDV、LVEDD 和LVESV 水平呈現正相關（r=0.62，0.58，0.59）；sST2 表達水平和左心室重構指標LVEDV、LVEDD 和LVESV 水平呈現正相關（r=0.69，0.65，0.63）；而EF 水平和血清Gal-3、sST2 表達水平呈現負相關（r=-0.57，-0.60），見表6。

表6 各組血清Gal-3和sST2表達水平與左心室重構指標相關性分析

3 討論

AMI 是一種常見的臨床冠心病，在全球范圍內引起高發病率和高死亡率，在心肌梗死中，心肌缺血和缺氧可引起不可逆的細胞凋亡，進而引起心臟供血不足［9］。目前，AMI 死亡人數占全球心血管疾病死亡總數的一半，是人類死亡的第一殺手。根據世界衛生組織預測，到2030 年，中國每年患AMI 的病人數將達到約2 300 萬［10］。心肌梗死后的心室重構是心力衰竭發展的病理基礎。心室重構涉及多種因素，包括腎上腺血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）過度活化，心肌細胞肥大和凋亡，蛋白質和胚胎基因的重新表達以及細胞外基質（ECM）的變化［11］。心室重構可導致心室持續擴張，收縮功能逐漸下降和心律不齊［12］。AMI的治療方法在臨床上有很多方法，但AMI 后由心室重構引起的心力衰竭和心臟擴大的治療仍然是醫學界的挑戰之一［13］。所以尋找合適的AMI 心室重構的預測因子，在臨床研究上有重要意義。

有研究發現在冠狀動脈疾?。–AD）中Gal-3 可增強炎癥，誘導巨噬細胞表達促炎介質，促進血管損傷并支持單核細胞在血管壁中的遷移，Gal-3被認為與炎癥和心血管纖維化有關［14］。另有研究發現，CAD 病人以及AMI 中的急性損傷與動脈粥樣硬化病變的失穩和破裂有關，內膜炎癥會削弱保護性纖維帽覆蓋的斑塊，隨后導致破裂，而Gal 3 在動脈粥樣硬化病變的易破裂區域上調［15］。我們在前期研究中發現，AMI 病人血清中Gal-3 水平升高，其中STEMI 組的Gal-3 水平相較于NSTEMI 組也有所增加，對于其是否能夠作為AMI 心室重構的預測因子，我們進一步分析了Gal-3 水平與評估心肌重塑的超聲心動圖參數之間的相關性。研究發現，收縮力的喪失可能會觸發不良的左心室重構，從而導致心肌梗死區域的纖維化改變，AMI中發生的炎癥，纖維化和心室重構重塑和Gal 3有密切關系，這可能是AMI 可以誘導Gal 3 表達增加的原因［16］。而我們的研究也發現，AMI病人血清中Gal-3表達水平和左心室重構指標LVEDV、LVEDD 和LVESV 水平呈現正相關，而與EF 水平負相關。據此可以驗證了Gal-3作為AMI心室重構的預測因子的可能性。

另一方面，研究發現sST2 是IL-1 受體家族的成員，也參與心肌纖維化和重塑，sST2 通過與IL-33 結合而消除了IL-33 的積極作用，從而減少了心肌中的纖維化組織，防止了心肌細胞肥大，減少了細胞凋亡并增強了心肌功能［17］。此外發現獨立于IL-33/ST2L 途徑的sST2 本身在細胞外基質重塑和炎癥中起作用，并與心律不齊有相關性［18］。我們的研究也發現，AMI 病人血清中sST2 水平均升高，其中相較于NSTEMI組，STEMI組的sST2水平進一步提高，并且在一項動物研究中，發現左心室（LV）壓力和容量負荷后sST2 的釋放會導致心肌肥大，心室腔擴張和射血分數降低，說明sST2 和MI 的臨床特征之間可能存在一定的關聯，可能參與心室重構重塑機制［19］。我們的研究也發現sST2 表達水平和左心室重構指標LVEDV、LVEDD 和LVESV 水平呈現正相關，而與EF 水平負相關，因此，考慮到sST2 是預后心肌梗死心室重構重塑方面的潛在新標志物。

總之，本研究發現血清Gal-3 和sST2 升高與心肌梗死左室重構密切相關，可以作為心肌梗死左心室重構的潛在預測指標，但是目前的研究僅停留于理論依據，考慮到心肌梗死心室重構機制復雜多變，本結論應用于臨床還需要更多的實驗數據驗證。