外周血清NLRP3、HMGB1水平與急性ST段抬高型心肌梗死患者PCI術(shù)后缺血再灌注損傷的關(guān)系

左文霞，劉彬，黃園琴，肖紅艷

急性ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation myocardial infarction，STEMI)為冠狀動(dòng)脈不穩(wěn)定斑塊破裂、糜爛、侵蝕和內(nèi)皮損傷基礎(chǔ)上繼發(fā)血栓形成而導(dǎo)致的急性心肌缺血性壞死(acute myocardial ischemic necrosis，AMIN)，經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)為STEMI再灌注的主要方法之一，能及時(shí)開通梗死相關(guān)動(dòng)脈，改善患者預(yù)后[1-2]。但PCI術(shù)后血液重新灌注可能進(jìn)一步加劇缺血心肌損傷，稱為心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)，影響患者預(yù)后[3]。MIRI病理機(jī)制復(fù)雜，炎性反應(yīng)、細(xì)胞焦亡和細(xì)胞凋亡等在其發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[4-5]。核苷酸寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(nucleotide oligomerization domain-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3)是一種大分子蛋白復(fù)合體，激活后能募集炎性因子和誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[6]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein B1，HMGB1)是一種高度保守的染色體結(jié)合蛋白，能結(jié)合多條信號(hào)通路誘導(dǎo)炎性細(xì)胞聚集和促進(jìn)細(xì)胞凋亡[7]。體外研究發(fā)現(xiàn)，NLRP3、HMGB1在大鼠MIRI模型梗死區(qū)域表達(dá)上調(diào)[8-9]。為此。現(xiàn)分析行PCI的STEMI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢及與MIRI的關(guān)系，以期為防治PCI術(shù)后MIRI提供參考，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2020年1月—2021年7月武漢亞洲心臟病醫(yī)院ICU收治接受PCI的STEMI患者165例，男127例，女38例，年齡31～85(62.22±11.23)歲；體質(zhì)量指數(shù)18～29(24.51±3.05)kg/m2；Killip分級(jí)：Ⅰ級(jí)123例，Ⅱ級(jí)24例，Ⅲ級(jí)8例，Ⅳ級(jí)10例。根據(jù)PCI術(shù)后48 h內(nèi)是否發(fā)生MIRI分為MIRI組103例和非MIRI組62例。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2021-申報(bào)041)，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合“ST段抬高型心肌梗死基層診療指南(2019年)”[10]診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡≥18歲；③發(fā)病至入院時(shí)間<12 h；④臨床資料完整者。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①PCI禁忌證者；②既往心臟移植術(shù)、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)者；③PCI術(shù)中或術(shù)后24 h內(nèi)死亡者；④近2周內(nèi)有活動(dòng)性感染者；⑤腦梗死、惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病、嚴(yán)重肝腎功能不全者。

1.3 觀測指標(biāo)與方法

1.3.1 臨床資料收集：通過電子病歷系統(tǒng)收集患者臨床資料，包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、病史、罪犯血管、Killip分級(jí)、發(fā)病至入院時(shí)間、血壓、用藥情況、住院天數(shù)，并統(tǒng)計(jì)住院期間心血管不良事件(惡性心律失常、心源性休克、左心室功能障礙猝死等)發(fā)生率。

1.3.2 心、腎功能及血脂指標(biāo)檢測：患者入院后6 h內(nèi)采集靜脈血6 ml，采用邁瑞B(yǎng)S-830全自動(dòng)生化分析儀檢測心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、B型腦鈉肽(BNP);邁瑞B(yǎng)S-280彩色多普勒超聲診斷儀測定左心室射血分?jǐn)?shù)。 采集患者入院后次日清晨空腹肘靜脈血5 ml，采用邁瑞B(yǎng)S-830全自動(dòng)生化分析儀檢測血脂[總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)]和腎功能指標(biāo)[血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)，腎小球?yàn)V過率(eGFR)=[186×SCr(μmol/L)]-(1.154×年齡)-0.203，女性再×0.742]。

1.3.3 外周血清NLRP3、HMGB1水平檢測：采集PCI術(shù)前、術(shù)后即刻和術(shù)后24 h外周血3 ml，置于-80℃冰箱中保存，采用ELISA法檢測外周血清NLRP3、HMGB1水平，試劑盒購自上海梵態(tài)生物科技有限公司，所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.4 MIRI診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]冠狀動(dòng)脈血管開通后發(fā)生頻發(fā)室性期前收縮、心動(dòng)過緩、低血壓，藥物治療和/或電復(fù)律、電除顫治療后，仍有嚴(yán)重室性心律失常，且術(shù)后冠狀動(dòng)脈造影提示冠狀動(dòng)脈前向血流心肌梗死溶栓試驗(yàn)分級(jí)≤2級(jí)，不合并血栓、夾層、痙攣。

2 結(jié) 果

2.1 2組臨床資料比較 MIRI組患者年齡、罪犯血管為右冠狀動(dòng)脈、Killip分級(jí)、BUN、SCr、BNP、住院天數(shù)、心血管不良事件發(fā)生率均高于非MIRI組，收縮壓、舒張壓、eGFR、ACEI/ARB/ARNI使用比例低于非MIRI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 MIRI組與非MIRI組臨床資料比較

2.2 2組不同時(shí)間點(diǎn)外周血清NLRP3、HMGB1水平比較 術(shù)前血清NLRP3、HMGB1水平MIRI組高于非MIRI組；術(shù)后即刻2組均降低，MIRI組高于非MIRI組；術(shù)后24 h 2組均再升高，且MIRI組高于非MIRI組(P<0.05)，見表2。

表2 MIRI組與非MIRI組不同時(shí)間點(diǎn)外周血清NLRP3、HMGB1水平比較

2.3 影響STEMI患者PCI術(shù)后MIRI的多因素Logistic逐步回歸分析 以MIRI為因變量(是=1，否=0)，以年齡、左回旋支(是=1，否=0)、右冠狀動(dòng)脈(是=1，否=0)、Killip分級(jí)(≥Ⅱ級(jí)=1，<Ⅱ級(jí)=0)、收縮壓、舒張壓、血尿素氮、血肌酐、eGFR、B型腦鈉肽、使用ACEI/ARB/ARNI(是=1，否=0)、住院天數(shù)和術(shù)前外周血清NLRP3、HMGB1水平為自變量，建立多因素Logistic逐步回歸模型，結(jié)果顯示，年齡大、罪犯血管為右冠狀動(dòng)脈、BNP高、NLRP3高、HMGB1高為STEMI患者PCI術(shù)后MIRI危險(xiǎn)因素，收縮壓、舒張壓高為保護(hù)因素(P<0.05)，見表3。

表3 STEMI患者PCI術(shù)后MIRI影響因素的多因素逐步Logistic回歸分析

2.4 外周血清NLRP3、HMGB1水平預(yù)測STEMI患者PCI術(shù)后發(fā)生MIRI的價(jià)值 ROC曲線顯示，血清NLRP3聯(lián)合HMGB1預(yù)測STEMI患者PCI術(shù)后MIRI的AUC大于NLRP3、HMGB1單獨(dú)預(yù)測(Z=2.297、3.149，P=0.022、0.002)，見表 4、圖1。

圖1 外周血清NLRP3、HMGB1水平預(yù)測STEMI患者PCI術(shù)后MIRI的ROC曲線

表4 外周血清NLRP3、HMGB1水平預(yù)測STEMI患者PCI術(shù)后發(fā)生MIRI的價(jià)值比較

3 討 論

MIRI是指短時(shí)間內(nèi)心肌血供中斷，一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)血供后原有缺血心肌出現(xiàn)較缺血時(shí)更嚴(yán)重的損傷，STEMI患者PCI后發(fā)生MIRI可引起惡性心律失常、心源性休克、左心室功能障礙甚至猝死等重大心血管事件，嚴(yán)重影響患者預(yù)后[12]。本研究結(jié)果也顯示，與非MIRI組比較，MIRI組住院期間心血管不良事件發(fā)生率顯著增加，住院天數(shù)顯著延長。分析MIRI患者臨床特征可能為防治MIRI提供更多有利信息，本研究結(jié)果顯示，年齡大、罪犯血管為右冠狀動(dòng)脈、BNP高為STEMI患者PCI術(shù)后MIRI獨(dú)立危險(xiǎn)因素，收縮壓、舒張壓高為獨(dú)立保護(hù)因素。有證據(jù)顯示，隨著年齡增大，衰老能通過增加線粒體功能障礙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激敏感度加重MIRI[13]。BNP主要由心臟分泌，在心室壓力負(fù)荷增加或容量擴(kuò)張時(shí)刺激分泌，BNP水平升高說明心肌受損嚴(yán)重，因此在PCI術(shù)后更易出現(xiàn)MIRI。研究指出，右冠狀動(dòng)脈閉塞能抑制傳導(dǎo)系統(tǒng)和興奮迷走神經(jīng)，心臟活動(dòng)的起源和/或傳導(dǎo)系統(tǒng)障礙可導(dǎo)致心律失常，迷走神經(jīng)興奮能阻斷交感神經(jīng)作用，減少神經(jīng)遞質(zhì)釋放，引起血壓降低，因此罪犯血管為右冠狀動(dòng)脈時(shí)常表現(xiàn)出低血壓和心律失常，會(huì)增加MIRI風(fēng)險(xiǎn)[11]。本研究中MIRI組血壓顯著降低，并且收縮壓、舒張壓高為STEMI患者PCI術(shù)后MIRI獨(dú)立保護(hù)因素，分析也與罪犯血管為右冠狀動(dòng)脈有關(guān)，同時(shí)低血壓可能減少主動(dòng)脈供血，導(dǎo)致心臟供血減少，引起MIRI，因而MIRI組降低血壓類藥物ACEI/ARB/ARNI的使用比例更低。MIRI發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與炎性反應(yīng)、細(xì)胞焦亡、細(xì)胞凋亡等密切相關(guān)，目前尚無可靠的指標(biāo)能預(yù)測PCI術(shù)后MIRI發(fā)生，尋找MIRI新靶標(biāo)是亟需解決的問題。

細(xì)胞焦亡是一種炎性程序性細(xì)胞死亡方式，特征為細(xì)胞不斷膨大直至破裂，細(xì)胞內(nèi)容物釋放可引起強(qiáng)烈炎性反應(yīng)，細(xì)胞焦亡高度促炎性在MIRI病理過程中發(fā)揮重要作用[5]。NLRP3炎性小體是由NLRP3、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1，Caspase-1)、凋亡相關(guān)微粒蛋白組成的一種大分子蛋白復(fù)合體，當(dāng)NLRP3被激活，其N-末端的效應(yīng)結(jié)構(gòu)域能募集Caspase-1和凋亡相關(guān)微粒蛋白的前體，形成NLRP3炎性小體，通過內(nèi)源性或外源性損傷相關(guān)分子模式完成自身組裝活化，介導(dǎo)無菌炎性反應(yīng)[6]。Caspase-1、Caspase-4/5/11 途徑是細(xì)胞焦亡的主要信號(hào)通路，而NLRP3作為下游Caspase家族成員的激活平臺(tái)，能通過促進(jìn)炎性因子的轉(zhuǎn)錄生成和激活炎性復(fù)合物介導(dǎo)細(xì)胞焦亡過程[14]。Bian等[15]建立心肌梗死小鼠模型發(fā)現(xiàn)，心肌梗死后NLRP3炎性小體激活，能活化白介素-1β、白介素-18等炎性因子，擴(kuò)大梗死面積和惡化心功能。在MIRI大鼠模型中，NLRP3表達(dá)上調(diào)能誘發(fā)心肌細(xì)胞焦亡加重MIRI，沉默或抑制NLRP3表達(dá)能降低心肌炎性反應(yīng)和心肌細(xì)胞焦亡，縮小心肌梗死面積[16-17]。細(xì)胞凋亡是由基因調(diào)控的主動(dòng)死亡過程，與鈣超載、線粒體損傷等有關(guān)，缺血再灌注的心肌組織存在典型的凋亡形態(tài)和DNA梯狀電泳改變，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡[18-19]。HMGB1幾乎在所有真核細(xì)胞的細(xì)胞核中存在，由死亡細(xì)胞被動(dòng)釋放到胞外，胞外HMGB1能結(jié)合Toll樣受體4和晚期糖基化終產(chǎn)物受體產(chǎn)生核因子-κB，形成炎性反應(yīng)通路，加劇組織損傷[7]。同時(shí)HMGB1還可通過激活c-jun氨基末端激酶通路和激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[20]。體外研究顯示，HMGB1在大鼠心肌梗死區(qū)域內(nèi)大量表達(dá)，HMGB1高表達(dá)與MIRI發(fā)生密切相關(guān)，抑制HMGB1表達(dá)能恢復(fù)大鼠MIRI功能指數(shù)，緩解心肌炎性反應(yīng)，減少心肌細(xì)胞凋亡，縮小梗死面積[21-22]。盡管近年來多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究了NLRP3、HMGB1與心肌梗死后MIRI的關(guān)系，但關(guān)于STEMI患者PCI術(shù)后MIRI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平變化尚無研究報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，2組患者術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后24 h外周血清NLRP3、HMGB1水平均表現(xiàn)為先降低后升高，且2組不同時(shí)間點(diǎn)外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢存在差異。說明2組患者在PCI術(shù)后開通血管后外周血清NLRP3、HMGB1水平降低，但MIRI組因術(shù)前外周血清NLRP3、HMGB1水平更高心肌損傷更嚴(yán)重，在PCI術(shù)后即刻外周血清NLRP3、HMGB1水平雖然有所降低，卻還是高于非MIRI組；術(shù)后24 h時(shí)2組患者因缺血心肌得以恢復(fù)血供，但同時(shí)又增加了缺血心肌組織損傷，因此外周血清NLRP3、HMGB1水平再次顯著升高，MIRI組因缺血心肌組織損傷更嚴(yán)重，所以外周血清NLRP3、HMGB1水平升高較非MIRI組更為明顯，這也是2組患者不同時(shí)間點(diǎn)外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢不一致的原因。本研究進(jìn)一步分析顯示，術(shù)前外周血清NLRP3、HMGB1水平升高是STEMI患者PCI術(shù)后MIRI獨(dú)立危險(xiǎn)因素，預(yù)測MIRI發(fā)生的AUC分別為0.769、0.740，進(jìn)一步說明血清NLRP3、HMGB1參與MIRI發(fā)生，并可作為MIRI發(fā)生預(yù)測指標(biāo)。結(jié)果還顯示，血清NLRP3聯(lián)合HMGB1預(yù)測STEMI患者PCI術(shù)后MIRI的AUC顯著增加，達(dá)到了0.835，說明聯(lián)合檢測外周血清NLRP3、HMGB1水平能提升MIRI預(yù)測價(jià)值。

綜上所述，PCI術(shù)后發(fā)生MIRI的STEMI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平升高，為MIRI發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可作為PCI術(shù)后MIRI預(yù)測指標(biāo)。但本研究為單中心小樣本量研究，存在一定的選擇偏倚；同時(shí)本研究采用臨床表現(xiàn)作為MIRI診斷標(biāo)準(zhǔn)，未通過冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備或心臟磁共振成像進(jìn)一步確診，因此本研究結(jié)果可能與實(shí)際結(jié)果存在差異；最后本研究未對(duì)患者進(jìn)行隨訪，評(píng)估外周血清NLRP3、HMGB1水平與患者遠(yuǎn)期預(yù)后的關(guān)系。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

左文霞:提出研究方向，設(shè)計(jì)研究思路，實(shí)施研究過程，數(shù)據(jù)收集、分析，論文撰寫、修訂及終審；劉彬：設(shè)計(jì)研究方案、研究流程，起草論文，修訂論文，論文終審；黃圓琴：實(shí)施研究過程，數(shù)據(jù)收集，分析整理，進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研與整理；肖紅艷：進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研與整理