吸煙與急性心肌梗死患者內皮細胞源微粒表達水平相關性研究*

佧米萊·賽伊提江,吐爾孫阿依·依斯米提拉,劉米莉,穆葉賽·尼加提△

(1.新疆維吾爾自治區人民醫院急救中心,烏魯木齊 830001;2.新疆醫科大學研究生院,烏魯木齊 830001)

冠心病(coronary artery disease,CAD)一直是全球首要死亡原因[1]。世界衛生組織的數據顯示,每年約190萬人死于煙草引發的心臟病[2]。持續吸煙不僅是早發急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)發生、發展的重要原因,也是AMI后復發心血管事件的獨立危險因素[3]。吸煙對血管系統的影響在很大程度上可逆且可改變[4]。隨著醫學進步,疾病的全球負擔從感染和創傷等病因轉移到了慢性病,減少使用導致或加劇慢性病的制成品是最合乎邏輯的人口干預。

內皮細胞微粒(endothelial-derived microparticles,EMPs)在內皮細胞受損或功能障礙過程中被釋放,可以較好地反映內皮細胞功能及斑塊演變情況。當外周血中EMPs水平較高時,會導致血管損傷,進一步加重血管內皮功能障礙[5]。循環EMPs數量與心肌梗死面積、AMI后不良結局發生風險增加有關[6]。微粒作為細胞間有效的通訊介質,識別并結合靶細胞表面蛋白,同時將體內細胞膜和成分傳遞至靶細胞,激活和募集更多單核細胞等,加速動脈粥樣硬化斑塊的形成及演變,導致急性心血管事件。因此,研究吸煙與EMPs間相互作用在內皮功能障礙、動脈粥樣硬化斑塊演變和血栓形成過程中具有重要作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1-12月就診于新疆維吾爾自治區人民醫院因胸痛、胸悶入院的患者146例作為研究對象。其中,將符合AMI入組標準的患者74例納入AMI組,其他患者納入非AMI組。AMI入組標準:(1)根據第4版“全球心肌梗死定義”,符合AMI標準;(2)目前的吸煙時間已經≥6個月,每天吸煙量≥5支(不包括戒煙人群)。排除標準:(1)有高血壓、糖尿病史;(2)患有肝不全、腫瘤性疾病;(3)患有血液系統疾病、風濕免疫相關疾病及腦梗死肺栓塞。所有患者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1外周血標本收集

收集入組患者入院第2天清晨外周血,分別用于實驗室檢查和EMPs定性、定量分析(于20 000 r/min、4 ℃離心15 min,-80 ℃保存,用于后續EMPs分析)。

1.2.2資料收集

收集患者一般資料(年齡、性別、BMI、入院血壓、吸煙史等)和實驗室檢查(血常規、肝功能、腎功能、血脂分析、心肌損傷標志物等),同時收集心臟超聲結果及冠狀動脈造影結果。

1.2.3外周血EMPs水平測定

通過流式細胞術進行EMPs的定性、定量分析。將標本移入流式試管中,測量EMPs的光散射及熒光強度,計算EMPs數量;提取的EMPs在室溫下快速溶解、離心,加入CD31抗體避光孵育30 min。孵育結束后,加入磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)稀釋EMPs,流式細胞儀進行檢測,CD31的表達率即為EMPs的相對水平。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 AMI組、非AMI組患者一般資料比較

與非AMI組患者比較,AMI組患者男性比例、WBC更高,差異有統計學意義(P<0.05);其余指標兩組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 AMI組、非AMI組患者一般資料比較

2.2 AMI組、非AMI組患者EMPs水平及吸煙情況比較

AMI組患者EMPs水平、吸煙比例均高于非AMI組,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 AMI組、非AMI組患者EMPs水平及吸煙情況比較

2.3 AMI與EMPs的單因素及多因素分析結果

以是否發生AMI為因變量,以AMI組、非AMI組間差異有統計學意義的指標為自變量,單因素分析,結果顯示,EMPs、吸煙、WBC、男性是發生AMI的危險因素(P<0.05),見表3。多因素分析結果顯示,調整性別后,EMPs水平升高、吸煙是發生AMI的獨立危險因素(P<0.05),見表4。

表3 單因素分析

表4 多因素分析

2.4 ROC曲線結果

ROC曲線圖顯示,EMPs預測AMI的AUC為0.877(95%CI:0.824～0.929,P<0.001),最佳截斷點為42.35%,見圖1。

圖1 ROC曲線圖

2.5 低、高水平EMPs組患者資料比較

以EMPs最佳臨界點42.35%劃分AMI患者,將EMPs≥42.35%者納入高水平EMPs組(n=47),其他納入低水平EMPs組(n=27)。高水平EMPs組患者WBC、肌酸激酶、肌鈣蛋白T水平高于低水平EMPs組,高密度脂蛋白(HDL)水平低于低水平EMPs組,差異有統計學意義(P<0.05),見表5。

表5 低、高水平EMPs組患者資料比較

2.6 EMPs與臨床指標的單因素與多因素分析結果

以EMPs為因變量的單因素分析結果顯示,HDL、射血分數(EF)水平低和吸煙是EMPs增加的危險因素(P<0.05),見表6。多因素分析結果顯示,HDL水平低和吸煙是EMPs增加的獨立危險因素(P<0.05),見表7。

表6 單因素分析結果

表7 多因素分析結果

3 討 論

研究發現,AMI組患者EMPs水平明顯高于非AMI組患者;進一步行分析,結果顯示吸煙、EMPs水平升高是發生AMI的獨立危險因素,其對AMI患者的早期診斷具有一定的參考價值。

動脈粥樣硬化和相關危險心血管疾病的發病率均較高,吸煙則是動脈粥樣硬化形成、進展的可控制獨立危險因素。煙草煙霧的成分通過多種機制參與心血管疾病,包括對血流動力學、內皮功能障礙、血栓形成、炎癥、脂質異常和心律失常的不利影響等。研究表明,吸煙是內皮損傷、平滑肌細胞增殖、血管生成、血管炎癥和動脈粥樣硬化發生的催化劑[7],能夠影響動脈粥樣硬化的整個過程。內皮功能障礙、斑塊形成及斑塊破裂或斑塊侵蝕引起急性血栓過程,其中內皮功能障礙是吸煙最早的病理效應之一[8],尼古丁能夠引起內皮損傷,促進動物體內斑塊的進展。

微粒是細胞激活或凋亡時細胞膜釋放的微囊泡,在心血管疾病的發生、發展中起重要作用,可以作為血管損傷的生物標志物,心血管致死率和主要不良心血管事件的潛在預測因素。國內外學者亦發現,吸煙會導致循環EMPs的數量增加,白細胞、血小板和內皮來源的微粒水平提高。HAIQ等[9]研究證明,短暫使用含有尼古丁的產品會導致EMPs水平增加。MOBARREZ等[10]對17例健康志愿者吸入含或不含尼古丁的電子煙時血液標本中血小板和EMPs水平進行比較,發現隨著吸入尼古丁的持續時間延長和尼古丁水平提高,志愿者血液標本中血小板和EMPs水平明顯提高。血液中EMPs水平越高,則越容易導致血管損傷,并進一步加重血管內皮功能障礙[11]。因此,吸煙誘導微粒釋放可能是吸煙引起內皮功能障礙、動脈粥樣硬化斑塊演變和血栓形成的原因之一。戒煙目前仍然是防止吸煙引起心血管疾病的最有效措施。然而,針對長期吸煙者,更深層地了解吸煙和心血管疾病的關系,探索新的診斷方法及療法將會受益匪淺。

研究表明,尼古丁引起的內皮炎癥在心血管疾病中起重要作用[12]。GALL等[13]的研究發現,吸煙通過觸發內皮炎癥參與心血管疾病的發生,而阿托伐他汀可能通過抑制核因子-κB信號通路,進而抑制吸煙誘導的內皮炎癥。本研究發現,AMI組患者CRP水平明顯高于非AMI組患者,提示尼古丁與動脈粥樣硬化血栓相關,具有潛在的干預靶點。除了戒煙,還可以通過干預其信號通路,抑制炎癥反應,降低吸煙相關心血管事件的發生率。

吸煙量與動脈硬化程度具有相關性。ALTUN等[14]研究納入4 939例21～79歲冠狀動脈疾病患者,研究結果顯示,與不吸煙者比較,吸煙可使患者冠狀動脈明顯狹窄的風險升高83%(OR=1.83,95%CI:1.19～2.80)。動物實驗也發現,長期暴露香煙煙霧明顯增加了主動脈斑塊面積[15]。HAGHIKIA等[16]的體外研究和動物研究發現,尼古丁激活α1煙堿乙酰膽堿受體,通過增加低密度脂蛋白、TG和TC及降低HDL來促進動脈粥樣硬化的進展。吸煙指數與冠狀動脈病變程度呈正相關,吸煙會促進冠狀動脈斑塊發展和演變。因此,進一步了解吸煙相關病理生理應激反應機制,不僅可以為吸煙引起動脈粥樣硬化和相關疾病的病理提供依據,而且有助于發現新的治療方法。

HDL可以通過誘導反向膽固醇轉運,從循環中去除膽固醇,HDL限制脂質氧化并保護內皮的完整性和功能[17]。但是,CAD患者中的HDL可以在結構和功能上進行修飾,通過氧化作用改變其在內皮中的保護作用,進而在血管系統中發揮促炎作用。一項隊列觀察研究發現,多數外周血EMPs水平較高的志愿者HDL水平偏低[18]。由此可知,EMPs與血脂之間具有一定的相關性,可通過降血脂治療來減少EMPs的釋放。

EMPs參與了炎癥、血管損傷和血栓形成的調節,與凝血因子Ⅱ、Ⅴa和Ⅹa結合,形成血栓。EMPs通過內皮黏附分子促進血管炎癥,導致炎癥細胞的聚集。多項研究提出,ACS患者循環EMPs水平較高,可能參與單核細胞/巨噬細胞核因子-кB和白細胞介素-1β信號通路的調節,影響細胞黏附、增殖和巨噬細胞吞噬能力,導致ACS患者動脈粥樣硬化進展相關的血管炎癥[19]。微粒水平與穩定的CAD患者長期心血管結局較差有關,并與AMI后的梗死面積大小有關。上述研究結果均提示EMPs與冠狀動脈粥樣硬化的發生、發展密切相關。未來靶向EMPs介導的血管壁炎癥反應可能是一種有前途的治療策略,可以限制動脈粥樣硬化病變形成后的進展。

本研究證實吸煙誘導EMPs表達,增加發生AMI的風險。未來還需要進行細胞學和動物模型研究,探索吸煙促進血管內皮損傷、EMPs釋放,以及加重局部炎癥反應和增加血栓形成活性的確切機制。