γ-谷胺酰轉移酶及血清膽紅素與冠心病的相關性分析

劉永斌，李今朝

冠心病(coronary artery disease，CAD)是動脈粥樣硬化導致器官病變的常見類型，也是嚴重危害人類健康的常見病[1]。目前，動脈粥樣硬化的發病機制尚未闡明。許多研究證實，氧化應激和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)所引起的DNA損傷可促進動脈粥樣硬化的進展[2-3]。γ-谷胺酰轉移酶(GGT)是谷胱甘肽(GSH)代謝的一種催化酶，主要存在于細胞膜和微粒體上，腎臟、肝臟和胰腺含量豐富，且血清GGT主要來自肝膽系統，通常作為肝膽疾病及酗酒的檢測指標[4]。血清GGT與心血管疾病、糖尿病和代謝綜合征存在關系，是冠心病發病率和心血管相關死亡率的一個預測因素[5]。膽紅素是血液循環中衰老紅細胞在肝、脾及骨髓單核-吞噬細胞系統中分解和破壞的產物。膽紅素是一種有效的抗氧化劑，Schwertner等[6]研究顯示，冠心病與血清膽紅素濃度呈負相關，并提出血清低膽紅素濃度可能是冠心病發病的一項新危險因素。Gensini積分是根據冠狀動脈狹窄嚴重程度、灌注區域的范圍來評估冠心病嚴重程度的指標[7]。本研究通過Gensini評分評估冠狀動脈病變的嚴重程度，分析GGT及血清膽紅素與冠心病嚴重程度的相關性，進一步明確二者在冠心病發生發展中的差異及可能存在的相互作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象 根據美國心臟病學會/美國心臟協會指南，冠心病定義為至少1支主冠狀動脈管腔直徑縮小≥50%。選取2019年1月—2019年9月于錦州醫科大學附屬第一醫院住院并行冠狀動脈造影確診為冠心病的病人133例為冠心病組，再根據Gensini評分進一步分為輕度病變組及重度病變組。另選取同期于錦州醫科大學附屬第一醫院進行冠狀動脈造影檢查確診為非冠心病的病人55例作為對照組。排除標準：肝膽系統疾病；肝酶升高超過臨床參考值[丙氨酸氨基轉移酶 (ALT)>80 U/L，GGT>80 U/L]2倍及以上；各種感染性疾病；3個月內有外科手術和嚴重創傷史；造血系統疾病和嚴重貧血；惡性腫瘤；自身免疫性疾病或正在應用免疫抑制劑治療者；陳舊性心肌梗死；既往行冠狀動脈支架植入術或冠狀動脈搭橋術者；心肌病或失代償性心力衰竭；近2周內使用抗感染藥物者；腎功能嚴重障礙者；腦血管疾病者；依從性差者；酗酒者等。本研究經錦州醫科大學附屬第一醫院倫理委員會批準，病人均簽署知情同意書。

1.2 冠狀動脈造影檢查與Gensini積分 入選病人具有冠狀動脈造影指證且無禁忌證，由經驗豐富的介入醫師行冠狀動脈造影術，根據世界衛生組織(WHO) 推薦的美國心臟病學會血管分段標準將冠狀動脈分為15段，并根據Gensini評分準則確定冠狀動脈粥樣硬化的嚴重程度。①根據狹窄程度確定基本評分，狹窄程度 0～25%計1分，26%～50%計2分，51%～75%計4分，76%～90%計8分，91%～99%計16分，100%計32分；②根據病變部位確定評分系數，左冠狀動脈主干×5.0；前降支近段×2.5，中段×1.5，心尖支及第一對角支均×1.0，第二對角支×0.5；回旋支近段×2.5，鈍緣支、回旋支遠段及后降支均×1.0，后側支×0.5。右冠狀動脈近段、中段、遠段均為×1.0，后降支×1.0。以每1條冠狀動脈的評分乘以該病變部位系數即為該病變的積分。病人如有多處血管病變，則各病變的評分總和即為該病人冠狀動脈病變嚴重程度的總積分。

1.3 分組 根據是否有至少1支主冠狀動脈管腔直徑縮小≥50%分為冠心病組與對照組。并進一步將冠心病組按照所得Gensini評分分為兩組，即所有冠心病病人Gensini評分由小到大排列后第50%的數字為切點，數值位于50%之前的病人定義為輕度病變組，數值位于50%及之后的病人定義為重度病變組。輕度病變組60例，Gensini評分8.5～39.0分；重度病變組73例，Gensini評分>39.0分。

1.4 實驗室檢查指標 所有入選病人入院禁食禁水12 h后于次日晨空腹采集靜脈血8 mL，離心后取血清，采用全自動生化分析儀當天檢測血清GGT、血清總膽紅素(TBIL)、直接膽紅素(DBIL)、間接膽紅素(IBIL)等生化指標。

2 結 果

2.1 對照組與冠心病組血清GGT、膽紅素比較 冠心病組和對照組TBIL、DBIL、IBIL、GGT比較差異均有統計學意義(P<0.01)。詳見表1。

表1 對照組與冠心病組血清GGT、膽紅素比較[M(P25，P75)]

2.2 冠心病不同病變程度組間血清GGT、膽紅素比較 輕度病變組與重度病變組TBIL、DBIL、IBIL、GGT比較差異均有統計學意義(P<0.05)，重度病變組TBIL、DBIL、IBIL低于輕度病變組，重度病變組GGT高于輕度病變組。詳見表2。

表2 輕度病變組與重度病變組血清GGT、血清膽紅素比較[M(P25，P75)]

2.3 相關性分析 結果顯示TBIL、DBIL、IBIL與Gensini評分呈負相關(r值分別為-0.402、-0.387、-0.411，P均<0.05)，GGT與Gensini評分呈正相關(r=0.453，P<0.001)。

2.4 冠心病危險因素分析 將是否為冠心病作為因變量(否=0，是=1)，TBIL和GGT為自變量，進行Logistic回歸分析。結果顯示，GGT[OR=1.216，95%CI(1.127，1.312)，P<0.001]是冠心病的獨立危險因素，TBIL[OR=0.719，95%CI(0.638，0.811)，P<0.001]是冠心病的獨立保護因素。詳見表3。

表3 冠心病影響因素的Logistic回歸分析

2.5 TBIL和GGT診斷冠心病的效能 ROC曲線顯示TBIL診斷冠心病的曲線下面積為0.771[95%CI(0.690，0.853)]。當TBIL診斷臨界值取14.05 μmol/L時，其診斷效能最高，敏感度為83.46%，特異性為61.82%。TBIL<14.05 μmol/L可作為診斷冠心病的界定指標。GGT診斷冠心病的曲線下面積為0.811[95%CI(0.747，0.874)]。當GGT診斷臨界值取21.5 U/L時，其診斷效能最高，敏感度為68.42%，特異性為89.09%。GGT>21.5 U/L可作為診斷冠心病的界值。詳見圖1。

圖1 TBIL和GGT診斷冠心病的ROC曲線

3 討 論

盡管血清GGT及膽紅素水平與動脈粥樣硬化之間的確切關系尚未完全闡明，但慢性炎癥、氧化應激和脂質代謝異常可能參與了整個過程。GSH是人體重要的酶性抗氧化劑，其生理作用是通過將三肽谷氨酰胺鍵裂解為半胱氨酸和其他硫醇化合物來啟動細胞外GSH的水解。該反應中產生的化合物通過將Fe3+還原為具有氧化還原活性的Fe2+來促進低密度脂蛋白氧化[8]。Paolicchi等[9]研究顯示，冠狀動脈斑塊內定位到GGT的存在，為GGT直接參與斑塊內低密度脂蛋白氧化以及動脈粥樣硬化形成和冠狀動脈疾病進展假說提供了病理學基礎。Emdin等[5]發現，血清GGT可部分吸附在低密度脂蛋白上，低密度脂蛋白可攜帶GGT進入粥樣硬化活性斑塊內。Jiang等[10]研究認為GGT在纖維帽的形成、病變細胞元件的凋亡、斑塊的侵蝕和破裂、血小板聚集增強和血栓形成等過程中起著核心作用。

Nakagami等[8]通過一組豚鼠過敏實驗研究提出一種假設：膽色素可以通過多種機制，包括抗氧化和抗補體作用，作為內源性組織保護因子。Wu等[11]進行的一項體外實驗證實，在37 ℃時，結合膽紅素和非結合膽紅素均可通過偶氮引發劑(AAPH)在體外抑制人產生的氧自由基對低密度脂蛋白氧化。Kang等[12]在一項前瞻性研究中對2 862名無心血管疾病的男性進行了冠狀動脈CT血管造影(CTA)檢查，發現血清膽紅素水平與冠狀動脈粥樣硬化和鈣化斑塊呈劑量依賴性負相關，提示血清膽紅素可作為冠心病的保護性生物標志物。因此，膽紅素具有抗動脈粥樣硬化作用。Jangi等[13]研究表明，膽紅素具有免疫調節功能，可抑制細胞因子白介素2、干擾素、腫瘤壞死因子α釋放，還可以通過攔截補體C3、免疫球蛋白G復合物等補體蛋白發揮細胞保護作用。

膽紅素在抗動脈粥樣硬化作用之外，對心臟亦有保護作用。Erdogan等[14]研究發現，在相對正常范圍內較高的膽紅素水平與慢性完全閉塞(CTO)病人冠狀動脈側支生長良好相關。膽紅素可能是不同冠心病病人冠狀動脈側支血管發育差異的原因之一，膽紅素抗炎和抗氧化特性可能介導了這一作用。結合膽紅素延長了人心室肌細胞的存活，使其能夠抵抗原位生成的氧自由基，并提示這種形式的膽色素是抗氧自由基損傷的有效循環細胞保護劑[8]。

有研究表明，膽紅素與GSH在細胞生理保護方面起著重要的作用。膽紅素氧化還原循環與GSH循環(GGT作為該循環的關鍵酶)有異同之處[15-16]：①兩者都是協同應激反應的一部分，包括熱休克蛋白，當細胞受到廣泛的毒性損傷時，就會產生熱休克蛋白，當任何一個系統被破壞，會導致氧化應激增加，細胞死亡。②酶的調節模式區分了這兩個系統，GSH的回收利用包括過氧化物酶和還原酶，以及合成抗氧化劑的不同酶。相比之下，膽綠素直接被氧化成膽紅素，而不需要明顯的過氧化物酶，盡管不能完全排除這種過氧化物酶的存在。③膽紅素和GSH為不同類型的細胞內分子提供生理上的抗氧化活性，膽紅素具有很強的親脂性，與細胞膜密切相關，可防止脂質過氧化，保護膜蛋白；GSH具有較高的水溶性，保護細胞質成分。

血清GGT及膽紅素與冠心病的這種相關性可能具有重要的臨床價值。然而，仍有以下問題需要進一步探索：①血清GGT及膽紅素濃度具體控制在一個什么范圍安全有效尚無定論；②如何有效降低GGT水平，提高血清膽紅素水平也是一個值得研究的問題；③既然研究表明GGT是氧化指標，血清膽紅素是抗氧化指標，那么是否可以認為血清膽紅素與GGT的比值可以作為機體抗氧化能力高低的指標，這一指標是否可以應用到臨床以觀測病人氧化應激水平呢？希望未來科研設計包括更多的分子機制研究，以進一步分析心血管疾病的本質，探索新的預防和治療策略。