外周血清NLRP3、HMGB1水平與急性ST段抬高型心肌梗死患者PCI術后缺血再灌注損傷的關系

左文霞，劉彬，黃園琴，肖紅艷

急性ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation myocardial infarction，STEMI)為冠狀動脈不穩定斑塊破裂、糜爛、侵蝕和內皮損傷基礎上繼發血栓形成而導致的急性心肌缺血性壞死(acute myocardial ischemic necrosis，AMIN)，經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)為STEMI再灌注的主要方法之一，能及時開通梗死相關動脈，改善患者預后[1-2]。但PCI術后血液重新灌注可能進一步加劇缺血心肌損傷，稱為心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)，影響患者預后[3]。MIRI病理機制復雜，炎性反應、細胞焦亡和細胞凋亡等在其發生發展中發揮重要作用[4-5]。核苷酸寡聚化結構域樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3(nucleotide oligomerization domain-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3)是一種大分子蛋白復合體，激活后能募集炎性因子和誘導細胞焦亡[6]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein B1，HMGB1)是一種高度保守的染色體結合蛋白，能結合多條信號通路誘導炎性細胞聚集和促進細胞凋亡[7]。體外研究發現，NLRP3、HMGB1在大鼠MIRI模型梗死區域表達上調[8-9]。為此。現分析行PCI的STEMI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢及與MIRI的關系，以期為防治PCI術后MIRI提供參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2020年1月—2021年7月武漢亞洲心臟病醫院ICU收治接受PCI的STEMI患者165例，男127例，女38例，年齡31～85(62.22±11.23)歲；體質量指數18～29(24.51±3.05)kg/m2；Killip分級：Ⅰ級123例，Ⅱ級24例，Ⅲ級8例，Ⅳ級10例。根據PCI術后48 h內是否發生MIRI分為MIRI組103例和非MIRI組62例。本研究經醫院倫理委員會批準(2021-申報041)，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準：①符合“ST段抬高型心肌梗死基層診療指南(2019年)”[10]診斷標準；②年齡≥18歲；③發病至入院時間<12 h；④臨床資料完整者。(2)排除標準：①PCI禁忌證者；②既往心臟移植術、冠狀動脈搭橋術者；③PCI術中或術后24 h內死亡者；④近2周內有活動性感染者；⑤腦梗死、惡性腫瘤、血液系統疾病、嚴重肝腎功能不全者。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 臨床資料收集：通過電子病歷系統收集患者臨床資料，包括性別、年齡、體質量指數、病史、罪犯血管、Killip分級、發病至入院時間、血壓、用藥情況、住院天數，并統計住院期間心血管不良事件(惡性心律失常、心源性休克、左心室功能障礙猝死等)發生率。

1.3.2 心、腎功能及血脂指標檢測：患者入院后6 h內采集靜脈血6 ml，采用邁瑞BS-830全自動生化分析儀檢測心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、B型腦鈉肽(BNP);邁瑞BS-280彩色多普勒超聲診斷儀測定左心室射血分數。 采集患者入院后次日清晨空腹肘靜脈血5 ml，采用邁瑞BS-830全自動生化分析儀檢測血脂[總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)]和腎功能指標[血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)，腎小球濾過率(eGFR)=[186×SCr(μmol/L)]-(1.154×年齡)-0.203，女性再×0.742]。

1.3.3 外周血清NLRP3、HMGB1水平檢測：采集PCI術前、術后即刻和術后24 h外周血3 ml，置于-80℃冰箱中保存，采用ELISA法檢測外周血清NLRP3、HMGB1水平，試劑盒購自上海梵態生物科技有限公司，所有操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.4 MIRI診斷標準[11]冠狀動脈血管開通后發生頻發室性期前收縮、心動過緩、低血壓，藥物治療和/或電復律、電除顫治療后，仍有嚴重室性心律失常，且術后冠狀動脈造影提示冠狀動脈前向血流心肌梗死溶栓試驗分級≤2級，不合并血栓、夾層、痙攣。

2 結 果

2.1 2組臨床資料比較 MIRI組患者年齡、罪犯血管為右冠狀動脈、Killip分級、BUN、SCr、BNP、住院天數、心血管不良事件發生率均高于非MIRI組，收縮壓、舒張壓、eGFR、ACEI/ARB/ARNI使用比例低于非MIRI組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 MIRI組與非MIRI組臨床資料比較

2.2 2組不同時間點外周血清NLRP3、HMGB1水平比較 術前血清NLRP3、HMGB1水平MIRI組高于非MIRI組；術后即刻2組均降低，MIRI組高于非MIRI組；術后24 h 2組均再升高，且MIRI組高于非MIRI組(P<0.05)，見表2。

表2 MIRI組與非MIRI組不同時間點外周血清NLRP3、HMGB1水平比較

2.3 影響STEMI患者PCI術后MIRI的多因素Logistic逐步回歸分析 以MIRI為因變量(是=1，否=0)，以年齡、左回旋支(是=1，否=0)、右冠狀動脈(是=1，否=0)、Killip分級(≥Ⅱ級=1，<Ⅱ級=0)、收縮壓、舒張壓、血尿素氮、血肌酐、eGFR、B型腦鈉肽、使用ACEI/ARB/ARNI(是=1，否=0)、住院天數和術前外周血清NLRP3、HMGB1水平為自變量，建立多因素Logistic逐步回歸模型，結果顯示，年齡大、罪犯血管為右冠狀動脈、BNP高、NLRP3高、HMGB1高為STEMI患者PCI術后MIRI危險因素，收縮壓、舒張壓高為保護因素(P<0.05)，見表3。

表3 STEMI患者PCI術后MIRI影響因素的多因素逐步Logistic回歸分析

2.4 外周血清NLRP3、HMGB1水平預測STEMI患者PCI術后發生MIRI的價值 ROC曲線顯示，血清NLRP3聯合HMGB1預測STEMI患者PCI術后MIRI的AUC大于NLRP3、HMGB1單獨預測(Z=2.297、3.149，P=0.022、0.002)，見表 4、圖1。

圖1 外周血清NLRP3、HMGB1水平預測STEMI患者PCI術后MIRI的ROC曲線

表4 外周血清NLRP3、HMGB1水平預測STEMI患者PCI術后發生MIRI的價值比較

3 討 論

MIRI是指短時間內心肌血供中斷，一定時間內恢復血供后原有缺血心肌出現較缺血時更嚴重的損傷，STEMI患者PCI后發生MIRI可引起惡性心律失常、心源性休克、左心室功能障礙甚至猝死等重大心血管事件，嚴重影響患者預后[12]。本研究結果也顯示，與非MIRI組比較，MIRI組住院期間心血管不良事件發生率顯著增加，住院天數顯著延長。分析MIRI患者臨床特征可能為防治MIRI提供更多有利信息，本研究結果顯示，年齡大、罪犯血管為右冠狀動脈、BNP高為STEMI患者PCI術后MIRI獨立危險因素，收縮壓、舒張壓高為獨立保護因素。有證據顯示，隨著年齡增大，衰老能通過增加線粒體功能障礙和內質網應激敏感度加重MIRI[13]。BNP主要由心臟分泌，在心室壓力負荷增加或容量擴張時刺激分泌，BNP水平升高說明心肌受損嚴重，因此在PCI術后更易出現MIRI。研究指出，右冠狀動脈閉塞能抑制傳導系統和興奮迷走神經，心臟活動的起源和/或傳導系統障礙可導致心律失常，迷走神經興奮能阻斷交感神經作用，減少神經遞質釋放，引起血壓降低，因此罪犯血管為右冠狀動脈時常表現出低血壓和心律失常，會增加MIRI風險[11]。本研究中MIRI組血壓顯著降低，并且收縮壓、舒張壓高為STEMI患者PCI術后MIRI獨立保護因素，分析也與罪犯血管為右冠狀動脈有關，同時低血壓可能減少主動脈供血，導致心臟供血減少，引起MIRI，因而MIRI組降低血壓類藥物ACEI/ARB/ARNI的使用比例更低。MIRI發病機制復雜，與炎性反應、細胞焦亡、細胞凋亡等密切相關，目前尚無可靠的指標能預測PCI術后MIRI發生，尋找MIRI新靶標是亟需解決的問題。

細胞焦亡是一種炎性程序性細胞死亡方式，特征為細胞不斷膨大直至破裂，細胞內容物釋放可引起強烈炎性反應，細胞焦亡高度促炎性在MIRI病理過程中發揮重要作用[5]。NLRP3炎性小體是由NLRP3、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1，Caspase-1)、凋亡相關微粒蛋白組成的一種大分子蛋白復合體，當NLRP3被激活，其N-末端的效應結構域能募集Caspase-1和凋亡相關微粒蛋白的前體，形成NLRP3炎性小體，通過內源性或外源性損傷相關分子模式完成自身組裝活化，介導無菌炎性反應[6]。Caspase-1、Caspase-4/5/11 途徑是細胞焦亡的主要信號通路，而NLRP3作為下游Caspase家族成員的激活平臺，能通過促進炎性因子的轉錄生成和激活炎性復合物介導細胞焦亡過程[14]。Bian等[15]建立心肌梗死小鼠模型發現，心肌梗死后NLRP3炎性小體激活，能活化白介素-1β、白介素-18等炎性因子，擴大梗死面積和惡化心功能。在MIRI大鼠模型中，NLRP3表達上調能誘發心肌細胞焦亡加重MIRI，沉默或抑制NLRP3表達能降低心肌炎性反應和心肌細胞焦亡，縮小心肌梗死面積[16-17]。細胞凋亡是由基因調控的主動死亡過程，與鈣超載、線粒體損傷等有關，缺血再灌注的心肌組織存在典型的凋亡形態和DNA梯狀電泳改變，導致心肌細胞凋亡[18-19]。HMGB1幾乎在所有真核細胞的細胞核中存在，由死亡細胞被動釋放到胞外，胞外HMGB1能結合Toll樣受體4和晚期糖基化終產物受體產生核因子-κB，形成炎性反應通路，加劇組織損傷[7]。同時HMGB1還可通過激活c-jun氨基末端激酶通路和激活Caspase級聯反應，誘導細胞凋亡[20]。體外研究顯示，HMGB1在大鼠心肌梗死區域內大量表達，HMGB1高表達與MIRI發生密切相關，抑制HMGB1表達能恢復大鼠MIRI功能指數，緩解心肌炎性反應，減少心肌細胞凋亡，縮小梗死面積[21-22]。盡管近年來多項實驗探究了NLRP3、HMGB1與心肌梗死后MIRI的關系，但關于STEMI患者PCI術后MIRI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平變化尚無研究報道。本研究結果顯示，2組患者術前、術后即刻、術后24 h外周血清NLRP3、HMGB1水平均表現為先降低后升高，且2組不同時間點外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢存在差異。說明2組患者在PCI術后開通血管后外周血清NLRP3、HMGB1水平降低，但MIRI組因術前外周血清NLRP3、HMGB1水平更高心肌損傷更嚴重，在PCI術后即刻外周血清NLRP3、HMGB1水平雖然有所降低，卻還是高于非MIRI組；術后24 h時2組患者因缺血心肌得以恢復血供，但同時又增加了缺血心肌組織損傷，因此外周血清NLRP3、HMGB1水平再次顯著升高，MIRI組因缺血心肌組織損傷更嚴重，所以外周血清NLRP3、HMGB1水平升高較非MIRI組更為明顯，這也是2組患者不同時間點外周血清NLRP3、HMGB1水平變化趨勢不一致的原因。本研究進一步分析顯示，術前外周血清NLRP3、HMGB1水平升高是STEMI患者PCI術后MIRI獨立危險因素，預測MIRI發生的AUC分別為0.769、0.740，進一步說明血清NLRP3、HMGB1參與MIRI發生，并可作為MIRI發生預測指標。結果還顯示，血清NLRP3聯合HMGB1預測STEMI患者PCI術后MIRI的AUC顯著增加，達到了0.835，說明聯合檢測外周血清NLRP3、HMGB1水平能提升MIRI預測價值。

綜上所述，PCI術后發生MIRI的STEMI患者外周血清NLRP3、HMGB1水平升高，為MIRI發生的獨立危險因素，可作為PCI術后MIRI預測指標。但本研究為單中心小樣本量研究，存在一定的選擇偏倚；同時本研究采用臨床表現作為MIRI診斷標準，未通過冠狀動脈血流儲備或心臟磁共振成像進一步確診，因此本研究結果可能與實際結果存在差異；最后本研究未對患者進行隨訪，評估外周血清NLRP3、HMGB1水平與患者遠期預后的關系。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

左文霞:提出研究方向，設計研究思路，實施研究過程，數據收集、分析，論文撰寫、修訂及終審；劉彬：設計研究方案、研究流程，起草論文，修訂論文，論文終審；黃圓琴：實施研究過程，數據收集，分析整理，進行文獻調研與整理；肖紅艷：進行文獻調研與整理