血清FGF21聯合NT-proBNP預測第二代藥物洗脫支架植入術后支架內再狹窄的臨床研究

楊桂舊,陳紅蕾,鄒立嬌,鐘艷珠,陳躍武

經皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention,PCI)是冠心病(coronary heart disease,CAD)患者血運重建的常規臨床治療方法[1-5]。除糖尿病和/或3支血管病變患者外,使用第二代藥物洗脫支架(drug eluting stent,DES)的中期死亡風險與冠狀動脈搭橋術(coronary artery bypass grafting,CABG)的中期死亡危險接近,這可能與支架內再狹窄(in-stent restenosis,ISR)有關[6-8]。研究表明,N-末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)是CAD有力的預后因素[4],然而,單一生物標志物對疾病的預測價值往往是有限的。成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factors,FGF)-21是一種與磷酸鈣穩態相關的內分泌激素,主要由骨細胞表達和分泌[9]。最近越來越多的臨床證據表明,FGF21在心血管疾病的各種病理過程(如冠狀動脈狹窄、心肌纖維化、心臟損傷、動脈粥樣硬化、血管鈣化)中都有一定的調節作用[9-13]。因此,本研究旨在檢測血清FGF21表達與臨床特征的相關性,并探討血清FGF21聯合NT-proBNP預測CAD患者行第二代DES PCI治療術后2年發生ISR風險的價值,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年1月—2021年6月海南醫學院第二附屬醫院心血管內科一區應用DES PCI治療CAD患者175例,根據研究隨訪期間是否發生ISR分為ISR組(n=32)和非ISR組(n=143)。 ISR組患者吸煙史、高血壓、急性冠狀動脈綜合征(ACS)患病率、血清尿酸(SUA)、NT-proBNP水平顯著高于非ISR組,eGFR低于非ISR組(P<0.05),見表1。本研究已經獲得醫院倫理委員會批準(LW2019113),患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 非ISR組和ISR組CAD患者臨床資料比較

1.2 病例選擇標準 (1)診斷標準:所有患者在PCI術后9～24個月內通過冠狀動脈造影定量分析(quantitative coronary angiography,QCA)重新評估冠狀動脈尺寸,ISR被定義為在先前支架段內或鄰近5 mm處超過50%的狹窄。(2) 納入標準:①診斷為冠心病;②年齡≥45歲;③適用于第二代DES PCI;④自愿提供血液樣本進行研究;⑤能夠定期隨訪。(3)排除標準:①PCI、CABG或其他心血管手術史;②心臟移植史;③并發其他心臟病;④活動性感染或炎性反應;⑤糖尿病,嚴重的肝、腎功能障礙;⑥血液系統疾病或惡性腫瘤病史。

1.3 治療方法 患者PCI術前至少2～3 d開始服用阿司匹林100 mg/d和氯吡格雷75 mg/d預給藥,若患者未進行預給藥步驟,則術前服用阿司匹林300 mg和氯吡格雷450～600 mg的負荷劑量。PCI手術和第二代DES植入采用常規技術。出院時,建議每天服用阿司匹林100 mg和氯吡格雷75 mg,療程至少12個月。

1.4 觀測指標與方法

1.4.1 臨床數據收集:(1)收集患者的性別、年齡和體質量指數(body mass index,BMI)、吸煙史、ACS、高血壓等資料。(2)用超聲心動圖評價左心室射血分數(LVEF)。(3)生化指標:總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血清肌酐(SCr)和血清尿酸(SUA)、心肌肌鈣蛋白I(cTnI)等,使用Elecsys 2010分析儀(德國Roche Diagnostics)通過免疫熒光雙抗體夾心法檢測血清NT-proBNP。(4)根據MDRD公式計算腎小球濾過率(eGFR)。(5)藥物使用情況:阿司匹林、硝酸鹽、他汀類藥物、β受體阻滯劑、血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)、血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑(ARB)和鈣通道阻滯劑。

1.4.2 血清FGF21水平檢測:在PCI術前使用促凝管采集受試者肘前靜脈血4 ml,在4℃下進行凝血反應30 min,離心留取上層血清,使用定量人ELISA試劑盒(DF2100,美國R&D Systems)測量血清FGF21濃度。

1.4.3 冠狀動脈病變及支架特點:術前采用INNOVA 2000/2000S數字減影血管造影機采用Judkins穿刺法經股動脈進行冠狀動脈造影,根據造影結果采用定量計算機分析系統測定冠狀動脈狹窄程度。2位經驗豐富的介入心臟病專家根據ACC/AHA標準對復雜病變進行分類。狹窄血管數量(QCA顯示管腔狹窄>50%)、支架血管數量、最小支架直徑、支架總長度,左主干動脈支架術、Y型支架術和復雜病變支架術(B2和C型)。術后記錄PCI參數,包括支架長度、支架直徑、支架擴張時間和支架前球囊擴張時間等。

2 結 果

2.1 2組血清FGF21水平比較 ISR組患者血清FGF21水平為209.05(163.86,313.59)ng/L,顯著高于非ISR組患者的100.65(75.83,132.98)ng/L(Z=7.081,P<0.001)。

2.2 2組冠狀動脈病變及支架特點比較 ISR患者支架總長度及多支狹窄血管數、多支支架血管數的比例高于非ISR組(P<0.05),見表2。

表2 非ISR組和ISR組患者冠狀動脈病變及支架特點比較

2.3 血清FGF21與CAD患者臨床特征、冠狀動脈病變及支架特點的相關性 Spearman分析顯示,血清FGF21水平與HDL-C、LVEF均呈負相關(r/P=-0.151/0.009、-0.310/<0.001),與年齡、LDL-C、SUA均呈正相關(r/P=0.237/<0.001、0.219/<0.001、0.192/0.011)。血清FGF21水平與性別、AHA/ACC病變分型、罪犯血管、支架擴張時間、支架直徑、支架總長度、狹窄血管數、Y型支架均無相關性(r/P=-0.025/0.677、-0.050/0.512、-0.070/0.359、-0.024/0.750、-0.098/0.199、-0.061/0.424、0.072/0.344、0.093/0.223)。

2.4 影響CAD患者PCI術后2年ISR的多因素分析 以CAD患者PCI術后2年是否發生ISR為因變量(賦值:是為1,否為0),以上述結果中P<0.05項目為自變量進行多因素Logistic回歸分析,結果顯示:支架總長度≥38 mm、高NT-proBNP和高FGF21是CAD患者PCI術后2年發生ISR風險增加的獨立危險因素(P<0.01),見表3。

表3 多因素Logistic回歸分析影響CAD患者PCI術后2年發生ISR風險的危險因素

2.5 血清FGF21與CAD患者PCI術后2年發生ISR風險的關系 應用GAM分析發現,血清FGF21水平和2年ISR發生率的擬合曲線結果顯示,無論是否調整混雜變量,兩者均呈正相關(r=0.508,P<0.001),見圖1。

注:A.調整模型;B.調整性別、年齡、血脂異常和LVEF后的擬合曲線

2.6 血清FGF21聯合NT-proBNP預測CAD患者PCI術后2年ISR風險的價值 繪制血清FGF21單獨及聯合NT-proBNP預測CAD患者PCI術后2年ISR風險的價值ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC)。FGF21預測2年ISR風險的AUC(95%CI)= 0.891(0.837～0.931),最佳臨界值 154.08 ng/L,敏感度0.813,特異度0.860,約登指數0.673。而且FGF21聯合NT-proBNP(最佳臨界值234.0 ng/L)可進一步提高NT-proBNP(AUC=0.739)單獨對ISR風險的預測價值,二者聯合模型AUC(95%CI)為0.966(0.928～0.988),敏感度0.872,特異度0.978,約登指數0.850,二者聯合預測的AUC高于FGF21、NT-proBNP單項檢測(Z=3.450、4.984,P=0.001、<0.001),見圖2。

圖2 FGF21和NT-proBNP對PCI術后2年ISR風險的預測價值Fig.2 Predictive value of FGF21 and NT-proBNP for 2-year ISR risk after PCI

3 討 論

在本研究中,對于接受二代DES PCI的CAD患者,隨訪2年發生ISR的患者血清FGF21水平普遍高于非ISR組患者,并且在預測接受二代DES PCI后2年ISR風險方面具有良好價值。高FGF21水平普遍與血脂代謝失調、心腎功能下降有關。在對混雜因素進行調整后,FGF21仍然是DES植入后2年ISR發展的獨立風險因素。聯合NT-proBNP和FGF21可以增強預測ISR發生的能力。這些發現為FGF21在臨床實踐中的應用提供了新的視角,特別是關于CAD患者DES植入后ISR的早期風險分層。

最近的研究發現,心肌細胞是FGF21來源的主要靶細胞[14]。FGF21高表達與炎性反應、氧化應激、脂質毒性和內質網(ER)應激的刺激增加有關,而這些恰是心血管疾病的部分主要機制[15]。例如,在靶細胞中,FGF21與FGF受體和β-Klotho結合,后者在心肌細胞中廣泛表達[16]。心臟FGF21表達增加可保護心肌細胞免受心肌缺血再灌注損傷后的炎性反應、氧化應激和功能障礙的影響[14]。最近,幾項臨床研究表明,FGF21作為一種抗炎因子,與心血管疾病的幾個方面有關[11-13]。據報道,FGF21是外周血管鈣化、動脈粥樣硬化斑塊和頸動脈內膜—中膜厚度增加的獨立因素,并對動脈粥樣硬化的發展和進展發揮作用[12-13]。Ouyang等[17]證實FGF21可能通過激活sirtuins1來減輕尿酸誘導的ER應激、炎性反應和血管內皮細胞功能障礙。巨噬細胞是FGF21發揮抗炎作用的主要靶細胞。FGF21治療后,動脈粥樣硬化斑塊中巨噬細胞的數量顯著減少[12-13]。因此,FGF21可能是未來治療血管內皮細胞功能障礙的潛在有效靶點[11-16]。根據現有證據,ISR是一種復雜的炎性反應和修復反應,其主要生物學機制是新生內膜增生和動脈粥樣硬化形成。有證據表明,在動脈粥樣硬化斑塊形成過程中,起到促炎性反應作用的調節因子(如sirtuins)參與其中,導致更高的ISR風險[18]。根據上述證據,推測FGF21可能對預測CAD患者ISR風險有價值。然而,相關證據仍然缺乏。

本研究納入了175例經二代DES PCI的CAD患者,觀察到ISR組患者血清FGF21水平普遍高于非ISR組患者,而且FGF21與脂質代謝異常和心腎功能下降(反映為SUA水平升高,LVEF降低)相關,結果表明具有心臟損傷作用的FGF21水平補償性增高可能與ISR有關。以往的研究表明,病理條件下FGF21水平的升高可能是對潛在代謝應激的補償反應的一部分,也可能是由FGF21信號受損導致的FGF21抵抗引起的[19]。因此,分泌更多的FGF21以補償其由FGF21抗性引起的代謝調節降低。此外,在體外試驗中,額外補充FGF21已被證明具有治療效果,并且一些FGF21類似物已在治療代謝性疾病的臨床試驗中證明了其治療潛力[20]。

本研究隨訪結果表明,FGF21在預測2年ISR風險方面具有良好的價值,并且是采用二代DES PCI治療的CAD患者增加2年ISR危險的獨立預測因素。可能的原因包括:(1)FGF21與脂質代謝失調、心腎功能差有關,這些都是ISR的危險因素。因此,FGF21可能通過與這些因素的相互作用導致更高的ISR風險。(2)考慮到PCI后血管損傷造成的應激刺激,如缺血和缺氧、炎性反應、氧化應激、脂毒性和ER應激,導致FGF21的分泌顯著增加,從而充分發揮心臟保護作用,推測這可能是一種對潛在壓力的補償反應,也可能是由FGF21信號受損引起的FGF21抵抗引起的。FGF21對于傳統指標NT-proBNP的預測效能有一定的增益作用,表明FGF21可以提高DES PCI患者ISR預測的準確性。

然而,本研究也具有其局限性:(1)入選患者的樣本量相對較小。(2)未探討FGF21在ISR病理生理機制中的作用,這有待進一步的實驗研究。(3)ISR是一種復雜的疾病,可能與諸多因素都有關,但未在研究中考慮所有潛在的混雜因素,如生活方式和飲食因素。

總之,FGF21與脂質代謝失調、心腎功能惡化相關,是接受二代DES PCI治療的CAD患者2年ISR風險的獨立危險因素。聯合FGF21和NT-proBNP對DES植入后ISR的預測潛力具有更高價值。這一結論需要大規模、隨機、多中心研究來進一步證實。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

楊桂舊:提出研究思路,設計研究方案,論文撰寫;陳紅蕾:實施研究過程,分析試驗數據,論文審核;鄒立嬌:實施研究過程,資料搜集整理,論文修改;鐘艷珠:進行統計學分析,課題設計;陳躍武:進行統計學分析,論文撰寫