生長分化因子-15與左心室舒張功能及動脈僵硬度的關系*

田明玉，朱楨燕，張海鋒，夏耘，許迪，李新立

生長分化因子-15與左心室舒張功能及動脈僵硬度的關系*

田明玉，朱楨燕，張海鋒，夏耘，許迪，李新立

目的:在中年體檢人群中，探討血漿生長分化因子-15(GDF-15)與左心室舒張功能及動脈僵硬度的關系。

方法:于我院體檢中心收集178名中年人進行橫斷面研究，使用標準流行病學調查表進行問卷，測量血壓并測定血清空腹生化指標。用酶聯免疫吸附雙抗夾心法測定血漿GDF-15水平，并將受試者的血漿GDF-15按三分位數分組:一分位組(＜103.96 pg/m l)、二分位組(103.96 pg/ml～121.56 pg/m l)、三分位組(＞121.56 pg/ml)。采用超聲心動圖測定左心室舒張功能、結構指標;應用VP-1000動脈硬化分析儀測定受試者臂踝脈搏波傳導速度(baPWV)。

結果:①隨著血漿GDF-15水平的升高，舒張早期心肌血流速度峰值(E)和舒張晚期血流速度峰值(A)比值(E/A)、舒張早期心肌運動速度峰值(E’)均呈逐步下降(P＜0.05)，而E/E’與baPWV均呈逐步升高(P＜0.05)，差異均有統計學意義。②多元逐步線性回歸分析:logGDF-15和年齡均是baPWV與E’、E/E’的獨立影響因素(P＜0.05);③偏相關分析:調整年齡、性別等后，baPWV與E’呈負相關(P＜0.05)，與E/E’呈正相關(P＜0.01);按血漿GDF-15水平三分位數分組后，在三分位組中仍可得到相似的結果(P＜0.05)。

結論:在中年體檢人群中，GDF-15分別是動脈僵硬度增加和左心室舒張功能減退的獨立危險因素，且GDF-15水平的升高可能影響動脈彈性和左心室舒張功能的關系。

左心室舒張功能;動脈僵硬度;生長分化因子-15*

江蘇省亞健康高危人群綜合干預示范研究(項目號:BE2009613)

(Chinese Circulation Journal，2012，27:200.)

左心室舒張功能不全與動脈僵硬度增加是心血管疾病發生率和死亡率升高的獨立危險因子［1，2］。在高血壓、糖尿病及動脈粥樣硬化等多種心血管危險因素參與下，左心室舒張功能不全和動脈僵硬度增加往往伴隨存在，有研究者認為這些危險因素促發了相同的病原學機制使得動脈和心肌相應受損［3］。生長分化因子-15(GDF-15)是心肌細胞受損時表達上調的蛋白，它可以作為心肌損傷及心血管疾病危險分層的標志物。近年來，對其變化意義的觀察多在心力衰竭中進行［4，5］，而對 GDF-15 與動脈彈性關系的研究，國內外報道并不多見，尤其是在相對健康的中年人群中，左心室舒張功能異常與動脈彈性減退的發展階段是否有一定的聯系，GDF-15是否可以作為早期的敏感指標評估左心室舒張功能不全和動脈僵硬度增加的關系，國內外尚少報道。本文旨在相對健康的中年人群中，探討血漿GDF-15水平與左心室舒張動能及動脈彈性指標的關系，及其對兩者關系的影響。

1 對象與方法

研究對象:自2010-06至2010-12采用單純隨機方法于我院體檢中心收集178名中年人進行橫斷面研究，年齡30～60(48.5±8.5)歲，女性93例，男性85例。所有受試者體檢前至少兩周內未服影響心血管活性的藥物，測定前60 min未吸煙、飲酒或喝咖啡。排除標準:①證實為收縮性心力衰竭的患者(射血分數＜50%);②各種器質性心臟病及基本心律為非竇性心律(如心房顫動、心房撲動)、房室傳導阻滯等患者;③糖尿病、肝腎功能不全、腫瘤、妊娠及周圍血管病患者。所有受試者均自愿參加并簽署了知情同意書，我院倫理委員會討論通過本研究方案。

臨床資料收集:每位受試者接受統一的心血管流行病學問卷調查，包含年齡、個人及家族疾病史、吸煙、飲酒、用藥史等信息。測量血壓、心率、身高、體質量、腰圍及臀圍，并按腰圍(cm)/臀圍(cm)計算腰臀比;體重(kg)/身高2(m2)計算體質量指數。血壓測量方法:受試者安靜坐位休息10 min后，用水銀血壓計測量右上肢血壓3次，每次測量間隔2 min，以柯氏音第Ⅰ相及第Ⅴ相分別為收縮壓和舒張壓，取3次血壓平均值。高血壓診斷標準:收縮壓≥140 mm-Hg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒張壓≥90 mmHg，或正在接受高血壓藥物治療者。

標本采集:采晨時空腹12 h以上肘靜脈血5 ml，其中取3 ml測定部分生化指標，取2 ml置于含枸櫞酸

統計學方法:應用SPSS13.0軟件包進行統計學處理。計量資料以均數±標準差(±s)表示;血漿GDF-15及甘油三酯呈非正態分布，以中位數(四分位數間距)表示，采用非參數檢驗進行比較;多組間比較采用方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較采用q檢驗;計數資料采用卡方檢驗;左心室舒張功能與baPWV的關系采用偏相關分析;baPWV與左心室舒張功能指標的影響因素分別采用多元逐步回歸分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

三組間的臨床特征、超聲心動圖參數和baPWV比較:隨著血漿GDF-15水平的增高，舒張壓、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、E/E’和baPWV均呈逐步升高鈉溶液的冷凍試管中混勻，以3000 r/min離心10 min，收集上層液，存于-80℃冰箱待測GDF-15水平。

實驗室檢查:采用全自動生化分析儀(AU2700)完成常規生化檢查;采用酶聯免疫吸附雙抗夾心法測定血漿GDF-15，所有樣本的檢測均為同一批次完成，批內差異＜5%。并將受試者的血漿GDF-15按三分位數分組:一分位組(＜103.96 pg/ml)、二分位組(103.96 pg/m l～121.56 pg/m l)、三 分 位 組 (＞121.56 pg/m l)。

超聲心動圖檢查:應用美國GEvivid7相控陣超聲診斷儀，探頭頻率為1.7～3.4 MHz。采用專人操作，囑受檢者左側臥位。以下所有指標連續測量3次，取平均值。常規指標:心室間隔厚度、左心室后壁厚度、左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、左心房舒張末期內徑，根據Devereux公式［6］計算左心室質量，并除以體表面積得左心室心肌質量指數。二尖瓣頻譜指標:二尖瓣血流頻譜取心尖四腔心切面，將取樣容積置于二尖瓣口上1 cm處測量舒張早期血流速度峰值(E)，舒張晚期血流速度峰值(A)，E峰減速時間，并計算E/A比值。組織多普勒指標:切換組織多普勒模式，取心尖四腔觀，置于二尖瓣環間隔側和側壁緣，取平均值測得舒張早期心肌運動速度峰值(E’)，計算E/E’。

動脈僵硬度檢測:應用VP-1000動脈硬化分析儀測定受試者臂踝脈搏波傳導速度(baPWV)。患者靜坐休息15 min后取仰臥位測量，按儀器使用要求戴好雙上臂及腳踝箍帶、心電圖夾子和心音圖傳感器，同步記錄并分析報告，包括四肢血壓(右上臂、左上臂、右踝、左踝)、脈壓、腳踝最高血壓/上臂最高血壓及baPWV。(P＜0.05)，高密度脂蛋白膽固醇、E/A和E’均呈逐步下降(P＜0.05)，差異均有統計學意義。其它指標在三組間，差異均無統計學意義(P＞0.05)。表1

表1 三組間臨床特征、超聲心動圖參數和臂踝脈搏波傳導速度比較(±s)

表1 三組間臨床特征、超聲心動圖參數和臂踝脈搏波傳導速度比較(±s)

注:*以中位數(四分位間距)表示。E:二尖瓣舒張早期血流峰值A:二尖瓣舒張晚期血流峰值 E’:舒張早期心肌運動速度峰值baPWV:臂踝脈搏波傳導速度 1 mmHg=0.133 kPa

一分位組(n=59)二分位組(n=60)三分位組(n=59) P值臨床特征性別(男/女) 29/30 28/32 28/31 0.96年齡(歲) 47.0±9.2 49.0±7.3 49.4±8.7 0.27吸煙史［例(%)］ 10(16.9) 12(20) 14(23.7) 0.67飲酒史［例(%)］ 11(18.6) 18(30) 16(27.1) 0.34服藥史［例(%)］ 9(15.3) 12(20) 10(16.9) 0.79腰臀比 0.85±0.06 0.85±0.12 0.85±0.11 0.92體質量指數(kg/m2) 23.4±2.9 24.3±3.0 24.2±2.8 0.20心率(bpm) 69.8±10.8 70.0±9.1 70.9±9.4 0.92收縮壓(mmHg) 119.7±14.0 122.5±16.0 125.4±16.1 0.16舒張壓(mmHg) 70.9±10.1 73.8±10.2 75.9±10.0 0.03脈壓(mmHg) 48.9±9.3 48.8±8.6 49.5±9.7 0.94空腹血糖(mmol/L) 5.0±0.7 5.2±0.7 5.3±0.7 0.05總膽固醇(mmol/L) 4.9±0.9 5.3±0.9 5.3±1.0 0.027甘油三酯*(mmol/L)1.26(0.90，1.83)1.27(1.84，0.84)1.34(0.94，1.75) 0.66高密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)1.4±0.4 1.3±0.3 1.2±0.3 0.021低密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)2.9±0.7 3.2±0.6 3.3±0.6 0.005超聲心動圖左心房舒張末期內徑(mm)31.8±3.8 32.1±3.8 32.3±3.3 0.71心室間隔厚度(mm) 9.3±1.5 9.5±1.5 9.7±1.5 0.26左心室質量指數(g/m2) 88.7±18.0 89.7±15.3 90.6±16.1 0.83 E(m/s) 0.79±0.19 0.73±0.17 0.75±0.16 0.13 A(m/s) 0.64±0.15 0.66±0.16 0.69±0.16 0.21 E/A 1.32±0.46 1.16±0.36 1.14±0.36 0.03 E 峰減速時間(ms) 174.63±42.61 170.46±46.22 163.59±49.72 0.26 E’(m/s) 0.10±0.02 0.08±0.02 0.08±0.01 ＜0.01 E/E’ 8.09±1.98 8.95±2.57 9.29±2.91 0.03 baPWV(cm/s) 1278.47±163.47 1374.21±199.30 1443.73±283.88 ＜0.001

多元逐步線性回歸分析:分別以 baPWV、E/A、E’、E/E’為因變量，年齡、心率、性別、服藥史、收縮壓、舒張壓、脈壓、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯、空腹血糖、logGDF-15(生長分化因子-15經對數轉換)為自變量進行多元逐步回歸分析顯示:收縮壓和年齡是baPWV的獨立影響因素(P＜0.05);logGDF-15分別是 baPWV(P＜0.05)、E’(P＜0.05)、E/E’(P＜0.05)的獨立影響因素，但未進入E/A的回歸方程。表2

三組間baPWV與左心室舒張功能指標的偏相關分析:調整年齡、心率、性別、服藥史、收縮壓、舒張壓、脈壓、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖后，baPWV與 E’呈負相關(P＜0.05)，與E/E’呈正相關(P＜0.05);按 GDF-15 三分位數分組后，在三分位組中仍可得到相似的結果(P＜0.05)，而在一、二分位組中 baPWV與E’、E/E’無相關性。表3

表3 三組間臂踝脈搏波傳導速度與舒張功能指標的偏相關分析

3 討論

GDF-15是轉化生長因子β超家族成員中的一種應激反應蛋白，GDF-15的表達可抑制心肌肥厚、抗炎、抗心肌凋亡，對心臟缺血再灌注損傷亦有保護作用。GDF-15在心衰領域中是最新的生化標志物，2009年Lind等［7］在慢性心功能不全患者中發現GDF-15水平增高與左心室質量指數、舒張末內徑的增加和左心室射血分數的減少明顯相關，而GDF-15與左心室舒張功能的關系，國內外研究較少。最新的國外文獻顯示［8］，隨著左心室舒張功能減退，GDF-15分泌增加，可作為診斷舒張性心衰的敏感指標。本研究在相對健康的中年人群中，未得到心室結構指標在血漿GDF-15水平間的變化，但隨著血漿GDF-15水平的升高，舒張功能指標 E/A、E’有下降(P＜0.05)，E/E’有上升(P＜0.05)，這表明在心室結構發生變化之前，血漿GDF-15分泌增加可評價左心室舒張功能障礙，尤其是在出現早期的左心室松弛性減退時，可能有缺血、心室壁的機械牽張等因素的持續存在通過一氧化氮依賴性通路誘導心肌細胞表達GDF-15，后者進一步通過旁分泌機制負反饋調節心室重構進程，這提示GDF-15不僅是反映血流動力學因子，而且可能參與左心室舒張功能不全的病理生理過程。

國外研究顯示GDF-15與頸動脈內膜中層厚度、斑塊負荷和內皮功能障礙有關［7］，但未證實與baPWV的關系，baPWV主要反映的是大動脈和中動脈的彈性功能，是反映動脈硬化的早期標記之一［9］。既往研究表明［10，11］，年齡和收縮壓是影響 baPWV 的兩個主要因素，本研究可得到相同的結果，并首次發現GDF-15不依賴年齡和血壓與baPWV獨立相關，這一結果顯示GDF-15在血管重塑過程中的重要性［12］。當大動脈壁的僵硬度增加時，氧化低密度脂蛋白、內皮細胞黏附分子及炎癥細胞共同作用使病灶逐步發展形成脂紋、纖維斑塊、粥樣斑塊［13］，而GDF-15水平的大量分泌可能是動脈血管為了抵抗損傷而早期啟動機體正常的防御機制。大量研究得出左心室舒張功能不全與動脈僵硬度有一定的聯系［14，15］，本研究是針對排除糖尿病的體檢人群，混雜因素相對較少，仍可證實baPWV與E’、E/E’獨立相關，并且首次發現在排除相關危險因素后，隨著血漿GDF-15水平的增高，兩者仍有顯著的相關性，這說明GDF-15水平的變化可能間接反映動脈僵硬度與左心室舒張功能之間的關系，即反映內皮和心肌保護功能開始調動。因此，評估 GDF-15分泌水平的高低，有助于進一步認識動脈彈性損傷和左心室舒張功能減退的發展階段，從而對心血管疾病的預防和治療起到積極的監控作用。

本文的局限性:GDF-15對心血管疾病的診斷、危險分層和預后的應用仍還處于探索研究階段，沒有統一的臨床標準。本研究對血漿GDF-15與左心室舒張功能及動脈僵硬度的關系做了初步探討，但機制并未完全闡明，另一方面樣本量相對較小，可能存在一定的偏倚，還有待于更大規模的前瞻性研究加以證實。

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(編輯:王寶茹)

The Association of Grow th Differentiation Factor-15 With Left Ventricular Diastolic Function and Arterial Stiffness in M idd le-Aged Individuals

TIAN Ming-yu，ZHU Zhen-yan，ZHANG Hai-feng，XIA Yun，XU Di，LIXin-li.
Department of Cardiology，The First Affiliated Hospital，Nanjing Medical University，Nanjing(210029)，Jiangsu，China

LIXin-li，Email:xinli3267@yeah.net

Objective:To explore the association of growth differentiation factor-15(GDF-15)with left ventricular diastolic function and arterial stiffness inmiddle-aged individuals.

Methods:A total of 178 middle-aged(30～60 years)individuals from physical examination center in our hospital were randomly studied.The participants’information was collected by standard questionnaire，blood pressure and fasting blood biochemical index were alsomeasured.GDF-15 was examined with ELISA.The participants were divided into three groups as GDF-15＜103.96 pg/ml，GDF-15(103.96 pg/ml～ 121.56)pg/ml，and GDF-15＞121.56 pg/m l.Left ventricular structure and diastolic function weremeasured by Color Doppler ultrasound，brachialankle pulsewave velocity(baPWV)was determined by the full-automatic arteriosclerosis diagnostic instrument.

Results:①With increased levels of GDF-15，E/A and E’decreased accordingly，E/E’and baPWV increased accordingly，P＜0.05 respectively.②Multivariate stepwise linear regression analysis presented that log GDF-15 and age were the independent influencing factors for baPWV，E’and E/E’，P＜0.05 respectively.③With adjusted age and gender，baPWV was negatively related to E’，P＜0.05，and positively related to E/E’，P＜0.01.The similar results could also be found in three different groups all P＜0.05.

Conclusion:GDF-15 was an independent risk factor for increased arterial stiffness and decreased left ventricular diastolic function，and the elevated GDF-15 may affect the relationship between arterial stiffness and left ventricular diastolic function in middle aged individuals.

Left ventricular diastolic function;Arterial stiffness;Growth differentiation factor-15

210029 江蘇省南京市，南京醫科大學第一附屬醫院 心內科

田明玉 碩士研究生 主要從事心內科方面學習 Email:tmy.1225@yahoo.com.cn 通訊作者:李新立 Email:xinli3267@yeah.net

R54

A

1000-3614(2012)03-0200-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2012.03.013

2011-12-01)

·臨床研究·