循環中解偶聯蛋白2水平與慢性穩定性冠心病及其病變程度的相關性

劉森 王丹 侯霽芯 萬進東 闞競宇 劉家欣 王沛堅

成都醫學院第一附屬醫院，衰老與血管穩態四川省高等學校重點實驗室（成都 610500）

心血管疾病仍是世界范圍內主要致死原因。過去30年間，我國冠心病的總死亡率升高2.6%，死亡的絕對數量增加90.9%［1］。慢性穩定性冠心病（stable coronary artery disease，SCAD）是冠心病中最常見的類型，隱匿性強，據統計，平時有心絞痛癥狀SCAD患者僅占21.9%，早期發現SCAD有利于治療方案的確定及患者長期預后［2］。體內活性氧（reactive oxygen speciesc，ROS）參與調節內皮功能及血管生成、宿主防御與細胞凋亡、平滑肌細胞生長、增殖和遷移及基因穩態等，是動脈粥樣硬化等心血管疾病發生的重要因素［3］。氧化應激相關指標對SCAD有較好的提示意義，如尿酸（urine acid，UA）可介導細胞線粒體應激，促發氧化體系激活誘導內皮功能障礙［4］。高尿酸血癥被認為冠心病的獨立危險因素，且與冠狀動脈疾病嚴重程度密切相關［5］。線粒體解偶聯蛋白2（uncoupling protein 2，UCP2）是抗氧化應激蛋白成員之一，可改善血管內皮舒張功能、防止血管內皮損傷，被認為與動脈粥樣硬化的發生、發展相關［6］。目前尚未見人體循環中UCP2與冠心病關系的相關報道。本研究以SCAD及排除冠心病患者為研究對象，回顧性分析SCAD患者循環中UCP2水平與冠狀動脈病變程度的相關性，并比較分析UCP2與UA預測SCAD的價值，以期為SCAD患者病情判斷提供新的檢測指標。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2015年6月至2017年6月在成都醫學院第一附屬醫院心血管內科住院并行冠狀動脈造影（CAG）患者330例，納入標準：根據臨床表現、實驗室檢查、心電圖及冠狀動脈造影（CAG）診斷SCAD患者240例（SCAD組），非冠心病患者90例（對照組）。排除標準：既往有心胸外科手術史、合并心房顫動、先天性心臟病、嚴重心力衰竭、感染、肝臟、腎臟疾病、惡性腫瘤、全身免疫性疾病及使用免疫抑制藥者。

1.2 入院患者一般臨床資料采集 包括年齡、性別、身高、體質量、吸煙史、高血壓史、糖尿病史等，并計算體質指數（body mass index，BMI）。所有患者入院后均空腹采集靜脈血，測定血常規、總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triacylglycerol，TG）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoproteincholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）、尿素、肌酐、UA、γ谷氨酰轉肽酶（gamma glutamine transferase，γGGT）、腦鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）等指標。

1.3 CAG方法與判定標準 采用Judkins法行多體位CAG，用造影機的測量系統由2名有經驗的介入心臟病學醫師進行判讀，分析左主干、左前降支、左回旋支、右冠狀動脈及其大分支的狹窄程度。以病變管腔最重處狹窄≥50%記為陽性，診斷冠心病。累及左前降支、左回旋支、右冠狀動脈各記為單支，累及兩支或左主干記為雙支，3支或左主干加單支病變記為多支病變。根據Gensini評分法（三分位）、病變血管支數對冠狀動脈病變程度進行定量評價。

1.4 循環中UCP2水平的測定 對所有入選患者抽取肘靜脈血2 mL，置于二胺四乙酸（EDTA）抗凝管中，混勻后2 h內4℃離心分離血漿（3 000 r/min，15 min）置于-80℃冰箱中保存，采用酶聯免疫吸附測定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）雙抗體夾心法，使用同一批次試劑盒檢測循環中UCP2水平。UCP2 ELISA試劑盒購于中國Cusabio公司。Enspire Multimode Plate Reader購于新加坡PerkinElmer公司。

1.5 統計學方法 應用SPSS 21.0統計學軟件進行分析，正態分布計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗，Pearson相關性分析；計數資料以率或者百分數表示，組間比較采用χ2檢驗；非正態性分布資料以中位數和四分位數［M（Q1～Q3）］表示，采用Mann-WhitneyU檢驗，Spearman秩相關性分析。對具有差異的因素校準影響因素后進行多因素Logistic回歸分析。利用受試者工作特征（ROC）曲線分析比較循環中UCP2、UA水平預測SCAD的價值，并計算最佳界值及陽性預測值，用曲線下面積（AUC）及Z檢驗來判別預測能力及檢驗差異。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 SCAD組與對照組患者一般臨床資料比較 見表1。進一步行多因素Logistic回歸分析提示：UCP2（OR=1.010，95%CI：1.001 ～ 1.020，P=0.025）和UA（OR=1.039，95%CI：1.007 ～ 1.072，P=0.018）水平為SCAD的獨立相關因素。

2.2 SCAD患者冠脈病變程度（Gensini評分、病變血管支數）與循環中UCP2、UA的相關性比較分析 見表2、表3。進一步行相關性分析提示UCP2水平與病變罪犯血管支數、Gensini評分均呈正相關（r=0.543 ，P＜ 0.01；r=0.780 ，P＜ 0.01）。

2.3 循環中UCP2、UA受試者工作特征（ROC）曲線預測SCAD價值（圖1） UCP2水平ROC曲線AUC=0.925，95%CI：0.833 ～ 0.975，P＜ 0.01；敏感度為0.833，特異度為0.944；循環中UCP2水平對應診斷SCAD臨界值：0.64 ng/mL；陽性預測價值97.56%（95%CI：93.53～99.40）。UA水平ROC曲線AUC=0.896，95%CI：0.795 ～ 0.958，P＜ 0.01；敏感度為0.894，特異度為0.778；UA水平對應診斷SCAD臨界值：305.00 μmol/L；陽性預測價值91.3%（95%CI：87.02～ 94.55）。但兩者AUC差異（ΔAUC）并無統計學意義（ΔAUC=0.027，95%CI：-0.083～ 0.137，P＞ 0.05）。

表1 兩組患者一般臨床資料比較Tab.1 Comparison of general clinical data between SCAD and control group

3 討論

UCP2是線粒體內膜上解偶聯蛋白家族成員之一，能通過“質子漏作用”使氧化磷酸化過程解偶聯調節能量代謝，同時可減少ROS生成調節氧化應激水平［7］。因此，UCP2在心臟疾病、神經疾病、糖尿病等代謝病研究領域備受關注。近年研究表明［8-9］，UCP2在心肌病理狀態下表達上調通過抗氧化應激作用保護心臟，如改善心肌缺血-再灌注損傷、減少心肌細胞凋亡、改善心功能等。最近，HERTZEL等［10］報道上調巨噬細胞UCP2表達可抑制ROS的產生，使細胞對抗白三烯分泌等炎癥反應，減輕動脈粥樣硬化。HAN等［11］報道UCP2可抑制ox-LDL誘導的血管平滑肌細胞增殖，可作為動脈粥樣硬化干預靶點。研究表明［12-15］，UCP2作用機制可能有：（1）動脈壁氧供需失衡是動脈粥樣硬化病變發展的環節之一，UCP2可降低氧化應激水平而改善冠狀動脈內皮舒張功能。（2）上調UCP2表達，可對抗NADPH介導超氧陰離子生產， 降低線粒體ROS水平而增加eNOS磷酸化和NO產生，進而間接減輕動脈粥樣斑塊形成。（3）上調血管平滑肌細胞UCP2表達，可抑制其增殖及遷移而抗動脈粥樣硬化。（4）體內ROS水平降低可減輕脂質過氧化而減少泡沫細胞生成，同時可增強巨噬細胞自噬及凋亡。（5）上調血管內皮細胞UCP2表達可抑制ox-LDL誘導細胞因子及粘附分子表達而減輕炎癥反應。

表2 SCAD患者Gensini評分三分位的UCP2、UA比較Tab.2 Comparison of UCP2 and UA in the tertiles of Gensini score in SCAD patients

圖1 循環中UCP2、UA水平預測SCAD的ROC曲線Fig.1 ROC curve of predicting SCAD for circulating UCP2 and UA level

本研究結果顯示，循環中UCP2與UA均與SCAD相關，且獨立于其他心血管危險因素。機體在吸煙、高糖等心血管危險因素下氧化應激水平升高，導致內源性抗氧化體系被激活，線粒體膜上的UCP2適應性表達上調以降低還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）介導的超氧陰離子生產［16］。即UCP2通過負反饋機制來調節線粒體ROS的生成［17］。目前氧化應激學說仍是高尿酸血癥致動脈粥樣硬化形成主流學說之一，一方面循環中UA可作為NO的載體增加血氧飽和度，保護血管內皮免受外部氧化應激損傷。而另一方面，當UA進入內皮細胞和心肌細胞時，其可成為強促氧化劑，激活NADPH誘導ROS生產致氧自由基生成增多。氧自由基可與血管內皮產生的NO結合成過氧亞硝酸陰離子，降低NO濃度，最終導致內皮功能障礙［18］。本研究結果顯示SCAD患者循環中UCP2水平明顯高于非冠心病患者。UCP2是否也與UA一樣，即在細胞外與細胞內扮演促-抗氧化的雙重作用目前仍無相關報道。但有研究表明［19］，UCP2表達上調引起膜電位梯度降低除了減少ROS產生，同時會減少細胞ATP合成而加重細胞壞死。也有報道稱［20］，解偶聯作用增加無疑會增加耗氧量，這可能減少組織可利用氧而加重組織損傷。與正常個體相比，多發性硬化癥小鼠病理狀態下脊髓UCP2 mRNA和蛋白質水平表達上調，介導T淋巴細胞活化和增殖而參與中樞神經系統炎癥反應［21］。本研究比較循環中UCP2與UA預測SCAD的ROC曲線無明顯差異，提示同時參考多種生物標志物可為我們診斷疾病及判斷病情提供更加準確的信息。

本研究盡管樣本例數較少，且為單中心回顧性分析，但結果已進一步提示循環中UCP2水平與冠狀動脈病變Gensini評分和罪犯血管支數均呈正相關。目前尚未見循環中UCP2與冠狀動脈病變程度的報道，但土耳其安卡拉心臟病研究所［22］通過ELISA測定UCPs上游與能量代謝相關因子Irisin血清濃度，結果提示SYNTAX高評分組SCAD患者血清Irisin水平顯著低于SYNTAX低評分組及對照組，發現血清Irisin水平可預測SCAD的病變程度（SYNTAX評分）。根據現有研究進展我們仍不能確定循環中UCP2是心血管危險因素，還是冠狀動脈疾病繼發的結果，亦或只是一種反映冠狀動脈疾病的標志物。而且，循環中UCP2參與冠狀動脈粥樣硬化的機制仍待進一步明確。

總之，本研究證實SCAD患者循環中UCP2水平越高冠狀動脈病變程度越重，且其預測SCAD的能力與傳統氧化應激指標UA無明顯差異。值得提出的是，循環中UCP2作為一種快速、簡便、經濟的檢測指標，可望成為預測SCAD的新指標。

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