超極速脈搏波技術定量參數與代謝綜合征患者血清Gal-3、IL-33水平的相關性分析

張 靜,孫立娟

(1.河北省秦皇島市第四醫院超聲科,河北 秦皇島 066000;2.河北省秦皇島市第一醫院超聲科,河北 秦皇島 066000)

代謝綜合征是一種腹型肥胖、糖脂代謝異常及高血壓等代謝紊亂疊加發病的狀態,這些代謝紊亂狀態在病機上相互促進,為動脈粥樣硬化的危險因素,可致使血管內皮細胞損傷及血管炎癥發生,加速動脈硬化發生發展[1-3]。動脈粥樣硬化是導致各種急慢性心腦血管事件的主要原因,一旦發展至一定程度很難逆轉[4-5],因此,早期及時明確代謝綜合征患者頸動脈粥樣硬化尤為關鍵。超極速脈搏波(ultra fast pulse wave velocity,ufPWV)技術評估頸動脈彈性變化,預測動脈粥樣硬化發生風險,具有無創、邊界、經濟及可定量分析等特點獲得醫學界的廣泛關注[6]。半乳糖凝集素3(galectin-3,Gal-3)存在于不同的細胞和組織類型中,參與免疫反應,白細胞介素33(interleukin-33,IL-33)在肥胖和動脈粥樣硬化中發揮保護性代謝作用,研究顯示Gal-3、IL-33均參與動脈粥樣硬化的炎癥反應過程[7-8]。本研究采用ufPWV技術,同時檢測血清Gal-3、IL-33水平,研究Gal-3、IL-33水平與頸動脈ufPWV之間的關系,從新角度探討代謝綜合征患者并發早期動脈粥樣硬化的可能機制,旨在為治療提供潛在的靶點。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取2021年3月—2022年4月河北省秦皇島市第四醫院收治的150例代謝綜合征患者作為觀察組,納入標準:①均符合中華醫學會糖尿病學分會2017年發布代謝綜合征相關診斷標準[9];②年齡18～75歲;③順利完成ufPWV技術相關參數及血清Gal-3、IL-33水平測定,臨床資料詳細完整。排除標準:①伴有其他內分泌疾病者;②合并肝腎疾病者;③伴有嚴重免疫系統疾病者;④合并惡性腫瘤者;⑤伴有應激或急性疾病者;⑥妊娠期、哺乳期女性。觀察組患者根據頸動脈內膜-中層厚度(intima media thickness,IMT)分為3組,Ⅰ組:IMT正常(<1.0 mm)患者50例,Ⅱ組:IMT增厚(1.0 mm≤IMT<1.5 mm)50例,Ⅲ組:IMT≥1.5 mm 50例。另選取同期性別、年齡相符體檢健康者50例作為對照組,均自愿完成ufPWV技術相關參數及血清Gal-3、IL-33水平測定。

本研究經醫院倫理委員會審批通過。

1.2方法 ①收集2組一般資料,包括性別、年齡、心率、體重指數、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白。②ufPWV技術定量參數,法國聲科Supersonic Imagine AixPlore全數字化彩色多普勒超聲診斷儀,內置UfPWV技術,選擇SL10-2線陣探頭;患者維持靜息平臥位,頸部墊高,常規掃描雙側頸總動脈。選擇頸總動脈較平直段,盡量避開斑塊位置,測量收縮末內徑、IMT及速度參數,觀察并記錄斑塊的大小;待圖像穩定后,囑咐患者屏氣3 s,啟動“PWV”鍵,之后機器自動測得頸動脈參數,包括收縮起始時脈搏波傳導速度(pulse wave velocity at the beginning of contraction,PWV-BS)、收縮結束時脈搏波傳導速度(pulse wave velocity at the end of contraction,PWV-ES),測量誤差△<1.0 m/s視為有效測量,所有測量均重復進行3次,取雙側均值作為最終結果。③血清Gal-3、IL-33測定,樣本取自患者檢查所需采血的殘余血樣,以3 000 r/min離心15 min,收集血清并分裝,儲存于-80 ℃冰箱中。應用酶聯免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒按說明書步驟進行檢測血清Gal-3、IL-33水平。

1.3統計學方法 應用SPSS 21.0統計軟件處理數據。計量資料比較采用獨立樣本t檢驗和SNK-q檢驗,計數資料比較采用χ2檢驗,相關性以Pearson、Spearman模型分析,診斷價值以受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線評價,危險度以相對危險度(relative risk,RR)分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1各組一般資料比較 各組性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05),觀察組體重指數、心率、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白均高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組心率、體重指數、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白及低密度脂蛋白比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 各組一般資料比較Table 1 Comparison of general information of each group (n=50)

2.2各組ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平 觀察組ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),Ⅰ組ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均低于Ⅱ組,且Ⅱ組各指標低于Ⅲ組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 各組ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平比較Table 2 Comparison of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels in each group

2.3ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平對代謝綜合征的診斷價值 以觀察組患者作為陽性樣本,對照組患者作為陰性樣本,繪制ROC曲線,結果顯示,ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平診斷代謝綜合征的ROC曲線的AUC分別為0.836、0.802、0.818、0.823,聯合診斷AUC為0.901,較各指標單獨診斷價值明顯提高。見圖1,表3。

圖1 ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33診斷代謝綜合征的ROC曲線

表3 ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平對代謝綜合征的診斷價值Table 3 Diagnostic value of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels for metabolic syndrome

2.4ufPWV技術定量參數與血清Gal-3、IL-33水平相關性 相關性分析可知,ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES與血清Gal-3、IL-33水平均呈正相關關系(P<0.05)。見圖2。

圖2 ufPWV技術定量參數與血清Gal-3、IL-33水平相關性分析

2.5ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平與頸動脈IMT相關性 ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES及血清Gal-3、IL-33水平均與頸動脈IMT呈正相關關系(P<0.05)。見表4。

表4 ufPWV技術定量參數及血清Gal-3、IL-33水平與頸動脈IMT相關性Table 4 Correlation of quantitative parameters of ufPWV technique and serum Gal-3 and IL-33 levels with carotid IMT

2.6ufPWV技術定量參數、Gal-3、IL-33對頸動脈粥樣硬化斑塊發病危險度的影響 以代謝綜合征患者ufPWV技術定量參數、Gal-3、IL-33平均值為界分為低水平與高水平。ufPWV技術定量參數、Gal-3、IL-33高水平者頸動脈粥樣硬化斑塊發生危險度分別是低水平者的2.490倍、2.490倍、2.698倍、2.212倍。見表5。

表5 ufPWV技術定量參數、Gal-3、IL-33對頸動脈粥樣硬化斑塊發病危險度的影響Table 5 Effect of quantitative parameters of ufPWV technique, Gal-3 and IL-33 on the risk of development of carotid atherosclerotic plaque (例數)

3 討 論

代謝性綜合征中的血壓升高、腹部肥胖、血脂異常和高血糖等,均為動脈粥樣硬化危險因素[10-11]。本研究中觀察組平均體重指數、心率、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、三酰甘油、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白均高于對照組,說明血脂異常、高血壓、高血糖狀態、腹部肥胖及心率過高聚集發病與代謝綜合征有關,充分證實上述觀點。代謝綜合征加大心血管疾病的發病危險,同時與心血管死亡率增加密切相關,因此,早期診治代謝綜合征尤為關鍵。

代謝綜合征診斷標準中所包含的各種心血管疾病危險因素,經多種途徑損害血管內皮細胞及功能,改變動脈壁結構及舒張功能,從而引起動脈彈性改變[12-13]。動脈彈性是反映動脈舒張功能的最佳臨床指標,因此,早期檢測動脈彈性功能變化,對早期識別代謝綜合征及動脈粥樣硬化尤為關鍵。既往研究顯示,IMT是亞臨床動脈粥樣硬化的標志,在隨訪、干預治療效果評估中具有一定價值,但其測量重復性及準確性不佳,不能用于評估動脈彈性[14]。由于脈搏波傳導速度(pulse wave velocity,PWV)與楊氏模量直接相關,被認為是評估動脈彈性的金標準。傳統PWV測量依賴于脈搏波傳導時間和血管段間距離的測量,準確性受限,臨床推廣具有一定難度。ufPWV技術作為一種新型無創脈搏波傳導速度測量方法,借助多普勒組織成像原理,能夠以高于普通彩超200倍的超快采樣速率、高再現性實時跟蹤特定動脈節段的脈搏波,完成精準速度測量[15]。王銀萍等[16]研究在得到不同年齡段ufPWV技術定量參數正常參考值的同時,也驗證了ufPWV技術的可重復性和穩定性,認為其影響因素少、檢查快速、重復性高,有效克服了傳統PWV測量局限性,可作為臨床評估動脈彈性的實用指標。本研究中代謝綜合征患者ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES均高于對照組,與王杰冰等[17]研究結果基本一致,提示ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES不僅與代謝綜合征發病有關?；诖?本研究繪制ROC曲線,評價ufPWV技術定量參數診斷代謝綜合征的AUC值均在0.8以上,具有一定診斷價值,可作為臨床診斷代謝綜合征的輔助檢查。此外,觀察組Ⅰ組ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES低于Ⅱ組,Ⅱ組低于Ⅲ組,且相關性分析可知,ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES與頸動脈IMT呈正相關關系,提示ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES與頸動脈IMT有關,說明測量ufPWV技術定量參數有助于評價動脈粥樣硬化情況。進一步研究顯示,ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES高水平者頸動脈粥樣硬化斑塊發生危險度分別是低水平者的2.490倍、2.490倍,提示ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES水平越高,代謝綜合征患者動脈粥樣硬化斑塊形成風險越大,臨床需加以重視。

Gal-3、IL-33均為炎癥相關因子,本研究中觀察組血清Gal-3、IL-33水平高于對照組,且ROC曲線顯示,Gal-3、IL-33診斷代謝綜合征的AUC>0.8,充分說明Gal-3、IL-33介導的炎癥反應參與代謝綜合征發病,臨床檢測其水平,可為疾病診斷提供依據。進一步研究顯示血清Gal-3、IL-33與頸動脈IMT呈正相關關系,且Gal-3、IL-33高水平者頸動脈粥樣硬化斑塊發生危險度分別是低水平者的2.698倍、2.212倍,提示Gal-3、IL-33高水平分泌參與代謝綜合征患者動脈粥樣硬化發生及發展。此外,本研究中ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES與血清Gal-3、IL-33水平均呈正相關關系。Gal-3是β-半乳糖苷結合凝集素家族中的一員,在多種炎性細胞中廣泛表達,同時在炎性細胞激活、轉運及釋放細胞因子的過程發揮至關重要作用。Gal-3作為一種強大的促炎因子,即可與低密度脂蛋白結合,促進其增生與轉移,又可加速炎性細胞活化,激活促炎因子,從而促進動脈粥樣硬化病情演變[18-19]。IL-33是一種多效性細胞因子,是近年來研究顯示的IL-1家族細胞因子,通?？纱龠MTh2型免疫反應。IL-33在肥胖和動脈粥樣硬化中發揮保護性代謝作用。研究[20]顯示,IL-33通過與其受體ST2L結合,可激活絲裂原活化蛋白激酶MAPK及核轉錄因子核因子κB通路,而這些通路參與動脈粥樣硬化發生及發展。

綜上所述,代謝綜合征患者ufPWV技術定量參數PWV-BS、PWV-ES與血清Gal-3、IL-33水平呈正相關關系,且其水平與代謝綜合征及動脈粥樣硬化發生發展有關,可提示頸動脈斑塊發生,為臨床診療提供參考依據。