強直性脊柱炎患者血清YKL-40，Galectin-3和ChT水平與疾病活動度及動脈粥樣硬化進展的相關性研究

王 佩，米曉燕，白園園，周紅敏，岳曉琳

（河北省邯鄲市中心醫院西區免疫科，河北邯鄲 056001）

強直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一種慢性、進展性、炎癥性疾病，主要累及中軸關節以及心臟和血管系統等非關節器官[1]，AS患者罹患動脈粥樣硬化性心血管疾病風險明顯增加，而炎癥反應是AS 活動增強，動脈粥樣硬化的主要原因[2]。甲殼質酶蛋白40（chitin enzymes protein-40，YKL-40）是一種幾丁質結合凝集素，在軟骨細胞、滑膜成纖維細胞、炎性細胞等表達豐富，現有研究顯示缺血性血管疾病患者血漿中YKL-40 水平明顯升高，其水平與病情程度和預后密切相關[3]。半乳糖凝集素3（Galectin-3）在組織炎癥、修復和纖維化中發揮作用，是心血管纖維化的新標志物，參與動脈粥樣硬化斑塊形成及發展過程[4]。幾丁質酶（chitotriosidase，ChT）是催化幾丁質水解生成N-乙酰葡糖胺反應的酶，在組織損傷、炎癥、組織修復和重塑反應中發揮重要作用[5]。有關YKL-40，Galectin-3，ChT 在AS 中作用的報道十分少見，其是否與AS 疾病活動有關，是否參與AS 動脈粥樣硬化進程尚不清楚。鑒于此，本研究檢測了AS 活動期和非活動期患者血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平，探討其與疾病活動度和動脈粥樣硬化的相關性。

1 材料與方法

1.1 研究對象 納入標準：①符合《強直性脊柱炎診斷及治療指南》診斷標準[6]；②年齡＞18 周歲；③病程＞6 個月。排除標準：①腰骶椎間盤突出，脊柱滑脫等其它脊柱病變；②風濕、類風濕、外周性關節炎；③既往骶髂關節創傷史；④骶髂關節腫瘤、感染等。資料概況：選擇2018年3月～2020年6月邯鄲市中心醫院收治的101 例AS 患者，根據Bath 強直性脊柱炎病情活動指數（Bath disease activity index of ankylosing spondylitis，BASDAI）評分[7]將其分為非活動期組（BASDAI 評分＜4 分）41 例和活動期組（BASDAI 評分≥4 分）60 例。非活動期組：男性33 例，女性8 例，年齡21～52歲，平均31.35±8.69 歲，病程0.8～13年，平均8.21±3.24年。活動期組：男性45 例，女性15 例，年齡23～51 歲，平均年齡31.54±8.22 歲，病程1～11年，平均8.47±3.16年。另選擇53 例同期于邯鄲市中心醫院門診體檢中心體檢的健康志愿者為對照組，男41 例，女12 例，年齡27～58 歲，平均32.06±8.77 歲。三組受試者均知情同意簽署同意書，年齡、性別比較差異無統計學意義（P＞0.05），活動期組、非活動期組病程比較差異無統計學意義（P＞0.05），本研究獲得我院倫理委員會批準。

1.2 儀器與試劑 意大利BIOBASE2000 全自動酶聯免疫分析儀,YKL-40 試劑盒購自北京科美東雅生物技術有限公司，Galectin-3 和ChT 試劑盒購自上海酶鏈生物技術公司。

1.3 方法

1.3.1 血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 檢測：所有患者均于入院24h 內采集空腹靜脈血（對照組體檢當日）3ml 注入干燥試管，待血液凝固后，取上層液置于TGL-15M 臺式微量高速冷凍離心機（湖南平凡科技有限公司）4℃ 3 000r/min 離心15min(離心半徑10cm)，取上層液-80℃保存待檢。快速解凍血清樣品，應用酶聯免疫吸附試驗檢測血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平。

1.3.2 AS 疾病活動度評估 采用BASDAI 評分對患者過去一周脊柱痛、疲勞感、關節痛、肌腱附著點壓痛、晨僵持續時間、疼痛程度進行評估，評分越高說明疾病活動程度越強。Bath 強直性脊柱炎功能指數（Bath functional index of ankylosing spondylitis，BASFI）[8]:采用視覺模擬評分法由患者對完成日常生活情況進行評分，評分越高說明疾病活動程度越強。

1.3.3 頸動脈超聲檢查：所有患者入院24h 內（對照組體檢當日）進行頸動脈超聲檢查，儀器：飛利浦HD7XE 彩色多普勒超聲波診斷儀，自帶11L-D線陣探頭頻率5～12 MHz。患者平臥，頭后仰暴露頸部，依次掃查左右兩側頸總動脈、頸內動脈和頸外動脈，采用“雙線征”法測量頸總動脈分叉處近端遠側壁1～1.5cm 處頸動脈內-中膜厚度（intimamedia thickness，IMT），如果存在斑塊取病變近端1～1.5cm 處測量。測量三次取平均值。

1.3.4 頸股脈搏波傳導速度（carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV）測量：所有患者入院24h 內（對照組體檢當日）進行cfPWV 測量。儀器：全自動動脈硬化檢測儀（澳大利亞悉尼SphygmoCor 公司）。方法：患者空腹安靜狀態下，測量坐位右上臂血壓三次（每次間隔5min），取平均值輸入計算機，患者仰臥，測量右頸總動脈至股動脈搏動最明顯處體表距離（輸入計算機），并于該兩點放置壓力感受器，儀器自動記錄16 個cfPWV 值，去掉3 個最大值和最小值，取剩余10個cfPWV 平均值。

1.4 統計學分析 YKL-40，Galectin-3 和ChT 計量資料以均數±標準差（x±s）表示，三組間比較采用One-way 方差分析，組間兩兩對比采用LSD-t檢驗。兩組間比較采用Student-t檢驗。性別以n(%)表示，采用卡方檢驗。此外，以Pearson 相關性或Spearman 秩相關性系數描述YKL-40，Galectin-3，ChT 與BASDAI 評分、BASFI 評分以及IMT，cfPWV 之間相關性。檢驗水準α=0.05。以上數據分析采用美國IBM公司數據分析軟件SPSS 25.00進行。

2 結果

2.1 各組血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平比較見表1。活動期組血清YKL-40，Galectin-3，ChT水平高于非活動期組和對照組（t=6.135，13.787，10.753 和11.072，25.964，24.184，均P＜0.05），非活動期組血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平高于對照組（t=8.016，26.088，23.085，均P＜0.05）。

表1 各組血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平差異(x±s)

2.2 各組BASDAI 評分，BASFI 評分，IMT 和cfPWV 比較 見表2。活動期組BASDAI 評分，BASFI 評分高于非活動期組（t=13.311，15.236，均P＜0.05），活動期組IMT，cfPWV 高于非活動期組和對照組（t=6.243，68.401 和13.057，71.880，均P＜0.05），非活動期組IMT，cfPWV高于對照組（t值=8.126，12.154，均P＜0.05）。

表2 各組BASDAI 評分，BASFI 評分，IMT，cfPWV 差異(x±s)

2.3 血清YKL-40，Galectin-3和ChT水平與疾病活動度相關性分析 見圖1。Spearman 秩相關性分析顯示：AS 患者血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平與BASDAI 評分，BASFI 評分呈正相關（rs=0.541，0.437；0.423，0.426；0.513，0.406，均P＜0.001）。

圖1 血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平與BASDAI 評分，BASFI 評分相關性的散點圖（n=101）

2.4 血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 與動脈粥樣硬化進展相關性分析 見圖2。Pearson 相關性分析顯示：AS 患者血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平與IMT，cfPWV 呈正相關（r=0.501，0.414；0.524，0.509；0.433，0.469，均P＜0.001）。

圖2 血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平與IMT，cfPWV 相關性的散點圖（n=101）

3 討論

AS 是一種慢性風濕性炎癥疾病，早期以背痛和晨起僵硬，伴發熱、乏力等癥狀為主，經數月甚至數年發展后可出現持續性疼痛，脊柱由下而上出現強直和畸形。AS 患者存在明顯內皮功能障礙，內皮功能損傷與亞臨床動脈粥樣硬化和未來心血管事件密切相關，與正常人群比較，AS 患者動脈粥樣硬化、心血管疾病發病率和死亡率明顯升高[9]，動脈粥樣硬化是缺血性心血管疾病的主要病理基礎，炎性細胞在血管內膜浸潤，導致內膜增厚，內皮細胞損傷，誘導斑塊形成，可加劇動脈粥樣硬化，增加AS 心血管疾病風險[10]。

YKL-40 是肝素與幾丁質結合而成的炎性糖蛋白，由炎癥組織中的局部炎癥細胞產生，參與血管平滑肌細胞黏附和遷移，血管損傷及修復過程。現有研究顯示心血管患者YKL-40 水平升高，YKL-40水平與心血管疾病嚴重程度和預后相關[11]，其水平與急性腦梗死的發生率呈正相關[12]。YKL-40 與AS 關系的報道十分少見，本研究結果顯示AS 患者不論在活動期還是非活動期，血清YKL-40 水平均高于對照組，YKL-40 水平與AS 疾病活動度有關，說明AS 活躍期可促使YKL-40 合成，擴大機體炎性反應。本研究發現YKL-40 同樣參與了AS 動脈粥樣硬化進展過程，YKL-40 水平與IMT，cfPWV呈正相關，?CIBORSKI 等[13]也認為YKL-40 是動脈粥樣硬化潛在的生物標志物，與動脈粥樣硬化程度密切相關。YKL-40 參與AS 患者動脈粥樣硬化的機制為：AS 患者炎癥反應下YKL-40 合成增多，高水平YKL-40 可誘導巨噬細胞攝取氧化低密度脂蛋白并轉變為泡沫細胞，繼而促使動脈粥樣硬化斑塊形成[14]。其次，YKL-40 通過促進血管平滑肌增生遷移誘導動脈粥樣硬化斑塊內新生血管形成，加劇斑塊不穩定性和斑塊破裂。第三，YKL-40 還可誘導基質金屬蛋白酶-9 表達降解細胞外基質，導致動脈粥樣硬化斑塊不穩，誘導其脫落[15]。

Galectin-3 是半乳糖凝集素家族中的一員，在心臟、大腦、血管中有廣泛的分布，可調節細胞生長增殖分化，細胞與基質間相互作用、維持體內平衡，創傷愈合等廣泛生物學作用[16-17]。Galectin-3通過促進NLRP3 炎癥小體激活調節炎癥反應，促使纖維形成，參與血管疾病發病機制，是心臟重建和纖維化的生物標志物，被認為與急性冠脈綜合征患者全因死亡、心血管事件和心力衰竭發生獨立相關[18]。本研究發現Galectin-3同樣參與AS發病過程，Galectin-3 與AS 疾病活動度和動脈粥樣硬化進展有關，說明Galectin-3 水平升高可促使AS 活動性增強，加速動脈粥樣硬化過程。OYENUGA 等人[19]發現Galectin-3 水平越高，IMT 值越高。Galectin-3 參與AS 動脈粥樣硬化過程的機制可能為：Galectin-3 是新型血管炎癥因子，動脈粥樣硬化斑塊活化巨噬細胞分泌大量Galectin-3，Galectin-3 促使巨噬細胞釋放腫瘤壞死因子α，白細胞介素6 等大量炎癥因子，擴大血管炎性反應，促進冠狀動脈泡沫細胞增生，加速動脈粥樣硬化病變過程[20]。其次，Galectin-3通過激活血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1/活性氧/p38/核轉錄因子-κB 信號傳導途徑，促使氧化低密度脂蛋白產生，誘導平滑肌細胞表型轉化，促使平滑肌細胞增生、轉移、加速動脈粥樣硬化病變[21]。

ChT 是廣泛存在于自然界的一種含氮多糖類生物性的高分子糖蛋白，由巨噬細胞、中性粒細胞、滑膜細胞等多種細胞合成和分泌，參與炎癥反應，組織損傷修復、氧化損傷、細胞凋亡、Th1/Th2 平衡、M2 巨噬細胞分化、轉化生長因子β1 精化、樹突細胞聚集和激活，ChT 水平升高被認為是巨噬細胞活化的標志[22]。慢性阻塞性肺疾病患者肺泡灌洗液中ChT 水平顯著升高，參與氣道嗜酸性粒細胞的炎癥反應過程[23-24]。本研究發現AS 患者ChT 水平升高，且與非活動期AS 患者相比，活動期AS 患者血清ChT 水平更高，ChT 水平與BASDAI 評分，BASFI 評分呈正相關，說明炎性反應刺激下巨噬細胞活化合成ChT 增多，AS 活動期患者炎癥反應擴大，ChT 合成增加。ChT 是否參與AS 動脈粥樣硬化過程尚不清楚，本研究結果表明ChT 水平與AS患者IMT，cfPWV 呈正相關，JUNG 等人[25]實驗顯示動脈粥樣硬化動物模型ChT 表達增加，高表達ChT 可介導內皮細胞炎癥和血管平滑肌細胞激活，加劇動脈粥樣硬化。DI ROSA 等人[26]發現ChT 參與糖尿病動脈粥樣硬化性并發癥發病機制。推測機制為ChT 可能通過調控巨噬細胞活化，CD4+T 細胞向Th2 分化，增加局部炎癥反應，加快動脈粥樣硬化進程。

綜上所述，AS 患者血清YKL-40，Galectin-3和ChT 水平均升高，YKL-40，Galectin-3，ChT 升高可促使AS 活動度增加，加速動脈粥樣硬化進程。YKL-40，Galectin-3 和ChT 可作為AS 病情評估的指標以及治療的潛在靶點。本研究不足之處在于未動態觀察YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平變化，其與AS 臨床治療療效以及預后的關系尚不清楚，望在以后研究中開展。