CYP2C19基因多態性檢測聯合血清NGAL對冠心病患者介入術后對比劑腎病的預測價值

曲 晨,高逸冰,王迪斌,李秀珍,朱 嶸,高 瑩,譚 曉,4*

(南京醫科大學第二附屬醫院 1.老年醫學科;2.心內科;3.急診中心，江蘇 南京210011; 4.新疆克州人民醫院 急診中心，新疆維吾爾自治區 阿圖什845350)

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerosis heart disease，CHD)是指由于冠狀動脈粥樣硬化使管腔狹窄、痙攣或阻塞導致心肌缺血、缺氧或壞死而引發的心臟病。根據《中國心血管病報告2017》顯示，心血管疾病占我國居民死亡的首位原因，其中農村45.01%，城市42.61%。目前冠狀動脈造影及介入治療是診斷和治療冠心病非常重要的方法，手術過程中需要使用對比劑。現有研究顯示對比劑腎損害(contrast-induced nephropathy,CIN)發生率越來越高[1]，已經成為腎毒性藥物、腎灌注不足以外的醫源性急性腎衰竭第三大病因[2]。最近的研究表明，CYP2C19通過調節細胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)酶影響花生四烯酸(arachidonic acid,AA)代謝，進而參與腎足細胞凋亡[3]。而血清中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是急性腎功能衰竭早期敏感性及特異性較高的生物學標志物，主要用于藥物性腎衰竭的診斷[4]。目前，CYP2C19基因多態性聯合血清NGAL在CIN早期診斷的價值尚不明確。本研究通過回顧冠心病患者介入術前CYP2C19基因多態性及介入術前后血NGAL，血清肌酐(serum craetinnine，SCr)值，探討其在早期診斷CIN中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集南京醫科大學第二附屬醫院2017年4月-2018年4月行冠狀動脈造影或介入治療的患者136例，排除：(1)存在對比劑過敏或碘過敏；(2)嚴重肝腎功能不全，或嚴重心衰患者(NYHA分級3級以上)；(3)2周內有對比劑使用史；(4)長期口服腎臟病相關藥物或其他可能影響本試驗藥物者；(5)合并各種急慢性炎癥；(6)合并自身免疫性疾病或結締組織病；(7)患惡性腫瘤者。依據術后是否發生CIN，將患者分為CIN組(10例)，非CIN組(126例)。所有患者均簽署同意書。同時通過南京醫科大學第二附屬醫院倫理委員會審查。

CIN與非CIN組患者性別、年齡、既往病史、對比劑用量等一般資料比較無統計學意義(P>0.05)，見表1。

1.2 冠心病患者介入診療

所有患者的介入治療操作均為同一組手術醫生采用常規方法操作。采用JUDKINS法行冠狀動脈造影，經橈動脈或股動脈穿刺放置動脈鞘管，然后經鞘管分別把左冠狀動脈和右冠狀動脈造影導管推至冠狀動脈開口處進行冠脈造影，依據造影結果放置支架。介入診療患者對比劑總劑量<5 ml/kg，有兩種對比劑：①等滲非離子型對比劑碘克沙醇(商品名威視派克，上海通用電氣藥業有限公司)，②低滲非離子型對比劑碘普羅胺(商品名優維顯，拜耳先靈葆雅制藥有限公司)。

表1 兩組患者臨床基本資料

1.3 CIN診斷標準

對比劑使用72 h內血清肌酐(serum creatinine，SCr)水平升高至少25%或≥44.2 mmol/L，并排除其他導致腎損傷的病因[6]。

1.4 CPY2C19基因測序

采用Taqman@技術，檢測位點包括CYP2C19*1、CYP2C19*2、CYP2C19*3，根據檢測結果進行分組：①快代謝基因型：無缺失功能等位基因的CYP2C19*1/*1；②中間代謝型：缺失1個功能等位基因的CYP2C19*1/*2和CYP2C19*1/*3；③慢代謝基因型：缺失2個功能等位基因的CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3和CYP2C19 *2/*3。

1.5 血Cr、血尿素氮與血NGAL的檢測方法

應用苦味酸法檢測患者手術前、手術后24 h SCr及尿素氮 (Blood urea nitrogen,BUN)濃度。留取患者術前、術后24 h血標本檢測NGAL濃度。

1.6 統計學分析

2 結果

2.1 冠心病患者CPY2C19基因攜帶情況

所有冠心病患者中快代謝基因型(CYP2C19*1/*1)共64例占47%；中間代謝型(CYP2C19*1/*2、CYP2C19*1/*3)共60例占44%；慢代謝基因型(CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3和CYP2C19 *2/*3)共12例占9%。CIN在快代謝基因型中的發生率為3.12%，與中間代謝基因型(6.67%)和慢代謝基因型在CIN的發生率(33.3%)有統計學意義(χ2=4.12,P<0.05)。慢代謝基因型在CIN的發病率上明顯高于快、中間代謝型,見表2。

2.2 手術前后兩組SCr、BUN、NGAL水平

術前兩組SCr、BUN、NGAL水平無統計學差異(P>0.05)，術后24 h CIN組SCr及NGAL水平高于術前，且高于術后24 h非CIN組(P<0.05)，術后24 h兩組BUN水平無統計學差異(P>0.05)，見表3。

表2 冠心病患者CPY2C19基因攜帶情況

表3 CIN與非CIN組術前、術后SCr、BUN及NGAL變化情況

注：與術前比較*P<0.05

2.3 術后血NGAL水平與血清Cr、BUN水平的關系

Pearson相關分析顯示，術后24 h血NGAL水平分別于術后24 h SCr及BUN水平呈正相關(P<0.05),見表4。

表4 NGAL水平與血清Cr、BUN水平Pearson相關性

2.4 NGAL水平對CIN的早期預測價值

ROC曲線顯示術后24 h NGAL曲線下面積為0.915；術后24 h SCr曲線下面積為0.943，術后24 h BUN曲線下面積為0.829。按尤登指數最大的原則確定診斷界值，得到各指標診斷CIN的敏感度與特異度,見表5，圖1。

3 討論

全球范圍內冠心病發病率和死亡率呈逐年增加的趨勢。冠脈造影或冠脈介入治療都有可能因靜脈注入對比劑而發生CIN。CIN發生的影響因素很多，目前國際上多采取Mehran評分進行評估[5]，按照低血壓、是否使用主動脈球囊反搏、心功能衰竭、血肌酐、年齡、貧血、糖尿病、對比劑用量8項進行CIN危險分層。除外以上因素，有研究顯示有效血容量不足、對比劑的種類和劑量及合并使用可能影響腎功能的藥物等都有可能出現對比劑相關腎損害[6]。靜脈注入對比劑可使血漿滲透壓升高，腎臟負擔加重、有效循環血量減少，進而激活腎素-血管緊張素系統，分泌縮血管物質增多[7]，同時血管平滑肌收縮，導致腎臟缺血、缺氧[8]。對比劑還可以通過結合腎小管內Tamm-Horsfall蛋白形成蛋白管型或引起草酸鹽等結晶物質增加引起腎小管堵塞[9]。同時目前常用的離子型對比劑對腎臟腎小球管狀細胞、系膜細胞等具有毒性[7]，可能誘發腎小管近段線粒體活動下降，腺苷、次黃嘌呤等生成增加。

表5 各指標水平對CIN的早期預測價值

圖1 術后24 h NGAL、SCr及BUN的ROC曲線

目前學者發現，花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是腎臟病患者體內重要的中間代謝產物，AA及其代謝產物在體內水平的變化會導致腎臟局部血液循環發生紊亂[10]。AA經細胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)途徑代謝，同時CYP450在冠心病及其抗血小板藥物基因組學方面起著重要的作用[11]。CYP包括多個亞家族成員，其中CYP2是最大的亞家族，而CYP2C19也是CYP2亞家族中研究最多的基因[12]。花生四烯酸CYP450代謝酶主要包括CYP2C9 CYP2C19和CYP4A11[13]。其中CYP2C19和CYP2C9是AA代謝生成環氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids,EETs) 和20-羥基二十碳四烯酸(hydroxyeicosatetraenoic acids,HETEs)的合成[14]。同時CYP2C19還可以參與多種藥物的代謝。研究發現CYP2C19包含25個等位基因，其中CYP2C19*1是編碼正常酶活性的基因。根據CYP2C19基因系列中是否含有無功能的等位基因如*2、*3，劃分其代謝型，如果兩個等位基因都正常( *1/*1)，則為快代謝型；若只含有一個無功能的等位基因(*1/*2，*1/*3) 則為中間代謝型；如果兩個等位基因均為無功能的等位基因(*2 /*2，*3 /*3，*2 /*3 )即為慢代謝型[15]。在我院冠心病病人行PCI術前常規進行CYP2C19基因多態性檢測。本研究顯示快代謝基因型與中，慢代謝基因型在CIN的發生率有統計學意義，中、慢代謝基因型在CIN的發病率上明顯高于快代謝型。

目前臨床上診斷CIN主要依靠對比劑應用前后SCr水平變化，但是SCr水平的高低的影響因素較多，通常在對比劑腎臟損害早期不會發生明顯變化，因此CIN的早期診斷不能依賴SCr水平[16]。NGAL是一新型的脂質運載蛋白，生理狀態下腎組織表達水平低，而近端腎小管細胞損傷會誘發NGAL迅速大量表達，使得血液和尿液中NGAL濃度迅速增加，并誘導腎小管間質中浸潤的中性粒細胞發生凋亡，避免腎組織受到炎性細胞的侵害。靜脈注射重組的NGAL可減輕小鼠腎臟缺血再灌注損傷，提示NGAL對缺血再灌注損傷導致的腎功能損傷、腎小管上皮細胞凋亡具有改善作用[17]。腎臟出現輕微損傷時，在SCr升高前1-2天血NGAL就開始升高，并隨腎臟損傷程度加重而逐漸升高[18]。本研究顯示血NGAL水平在術后24 h出現升高，提示血NGAL相較于SCr可以提早預示CIN的發生。ROC曲線分析顯示當術后24 h血NGAL檢測截斷點取219.15 ng/ml時，尤登指數最大，此時敏感度100%，特異性70%，提示血NGAL對診斷CIN的敏感性和特異性均較高。

通過本研究我們可以得出以下結論，CIN的發生與冠心病患者本身的CYP2C19基因多態性有關，血NGAL相較于SCr可以提早預測CIN的發生。本研究也存在不足之處：本研究選取CIN樣本量較小，可能會造成研究結論偏差，期待以后擴大樣本量進行研究。另外我們推測NGAL水平升高的峰值及CIN早期診斷在手術后24 h內的早期，但是由于本研究條件所限，僅檢測了手術后24 h血NGAL水平。因此CYP2C19基因多態性及血NGAL臨床意義以及相關預測因素仍需進一步研究來繼續探討。