Correlation between Serum CitH3 and Coronary Artery Disease Severity and Slow Blood Flow in Patients with Non-ST-segment Elevation Acute Coronary Syndrome
YANG Haitao, QIU Liangxian, WANG Guan
Peking University Shenzhen Hospital, Shenzhen 518034, Guangdong, China, "E-mail: yht1969102@163.com
Keywords""Non-ST-segment elevation acute coronary syndrome; slow blood flow; citrulline histone H3; neutrophil trapping nets
摘要""目的:探討血清瓜氨酸組蛋白H3(CitH3)與非ST段抬高型急性冠脈綜合征(NSTE-ACS)病人冠狀動脈病變嚴重程度及慢血流的相關性。方法:選擇2020年1月—2022年6月北京大學深圳醫院心內科收治的242例行經皮冠狀動脈介入治療(PCI)的NSTE-ACS病人(NSTE-ACS組)和63例冠狀動脈造影正常者(對照組)作為研究對象。根據冠狀動脈造影SYNTAX評分將NSTE-ACS病人分為高危組(≥33分,65例)、中危組(23~32分,102例)與低危組(≤22分,75例),根據PCI術后是否出現慢血流分為慢血流組(51例)和非慢血流組(191例)。術前檢測血清CitH3水平,Pearson相關分析法分析CitH3與SYNTAX評分的相關性。多因素Logistic回歸分析影響NSTE-ACS病人PCI術后發生慢血流的因素。受試者工作特征(ROC)曲線分析CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的價值。結果:NSTE-ACS組血清CitH3水平高于對照組(P<0.05),高危組血清CitH3水平高于中危組和低危組(P<0.05),中危組高于低危組(P<0.05)。NSTE-ACS組血清CitH3水平與SYNTAX評分呈正相關(r=0.578,P<0.05)。高休克指數、高SYNTAX評分、高CitH3是NSTE-ACS病人PCI術后發生慢血流的危險因素(P<0.05)。CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的曲線下面積為0.753[95%CI(0.694,0.806)],靈敏度為78.43%,特異度為72.77%。結論:NSTE-ACS病人血清CitH3水平增高,且與冠狀動脈病變加重以及PCI術后慢血流有關,檢測CitH3有助于評估PCI術后慢血流的風險。
關鍵詞""急性非ST段抬高型急性冠脈綜合征;慢血流;瓜氨酸組蛋白H3;中性粒細胞誘捕網
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2025.04.016
非ST段抬高型急性冠脈綜合征(non-ST-segment elevation acute coronary syndrome,NSTE-ACS)是急性冠脈綜合征的常見類型,包括非ST段抬高型心肌梗死和不穩定型心絞痛,主要因冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂、糜爛導致冠狀動脈痙攣、狹窄以及遠端血管阻塞引起,是導致死亡和殘疾的主要原因[1]。經皮冠狀動脈介入治療(PCI)是挽救缺血缺氧心肌,降低病死率的主要方法[2],但是PCI治療可能發生慢血流,降低PCI的臨床療效,與心力衰竭、心律失常和死亡有關[3]。研究顯示,炎癥反應參與動脈粥樣硬化的各個階段,與冠狀動脈微血管功能障礙以及慢血流有關,慢血流病人外周靜脈血和冠狀動脈中白細胞介素6和超敏C反應蛋白水平顯著升高[4]。瓜氨酸組蛋白H3(citrullinated histone H3,CitH3)是中性粒細胞胞外誘捕網(neutrophil extracellular trap,NET)的重要組成部分,主要介導NET形成,在感染、炎癥性疾病中發揮重要作用,目前被證實為一種更可靠的膿毒癥診斷生物標志物,與急性胰腺炎病情嚴重程度以及預后也存在密切關系[5]。鑒于CitH3在炎癥反應中的作用,推測其可能與NSTE-ACS有關,但是目前CitH3與NSTE-ACS關系的報道并不多見,鑒于此,本研究擬探討血清CitH3與NSTE-ACS冠狀動脈病變嚴重程度及慢血流的關系,以期為臨床診治提供參考。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
選擇2020年1月—2022年6月北京大學深圳醫院心內科收治的242例行PCI治療的NSTE-ACS病人(NSTE-ACS組),男157例,女85例;年齡51~77(66.75±7.12)歲。納入標準:1)符合NSTE-ACS診斷標準[6];2)年齡18歲以上;3)具備PCI手術指征;4)病人及家屬對本研究知情同意。排除標準:1)未行PCI治療或單純球囊血管成形術;2)急慢性感染性疾病、持續性或永久性心房顫動、PCI前心力衰竭、心源休克;3)既往心肌梗死史、腎功能衰竭;4)自身免疫性疾病、癌癥病人。另選擇同期我院心內科收治的63例冠狀動脈造影正常者為對照組,男43例,女20例;年齡50~75(65.71±6.29)歲。兩組性別、年齡具有可比性(P>0.05)。本研究已經獲得我院倫理委員會批準(No.201905-06LL),符合《赫爾辛基宣言》。
1.2 血清CitH3水平檢測
PCI術前采集空腹12 h肘靜脈血3 mL注入真空試管,室溫靜置1 h后,取血液凝固后上層液離心(相對離心力3 260 g,時間5 min),取上清液于-80 ℃保存。應用酶聯免疫吸附試驗檢測血清CitH3水平,CitH3試劑盒購自上海科艾博生物科技公司,Multiskan Sky全波長酶標儀由美國賽默飛公司生產。
1.3 冠狀動脈病變程度評估
PCI術前接受冠狀動脈造影檢查,Judkings法經橈動脈或股動脈行冠狀動脈造影術獲得SYNTAX評分,根據"SYNTAX評分將NSTE-ACS病人分為3組:高危組(≥33分,65例)、中危組(23~32分,102例)及低危組(≤22分,75例)[7]。
1.4 PCI以及術后無復流評估
所有病人PCI術前均給予300 mg阿司匹林、300 mg氯吡格雷或180 mg替格瑞洛,PCI期間給予全身肝素化。經橈動脈路徑行冠狀動脈造影,確定梗死相關動脈,由我科2名具有豐富介入操作經驗的主任醫師按參照血管和支架1∶1.1比例的直徑置入支架。PCI術后采用心肌梗死溶栓試驗(TIMI)幀數法(30幀/s)測定冠狀動脈血流速度,以造影劑觸碰到冠狀動脈兩側壁且染色血管直徑大于70%時為第1幀,造影劑到達冠狀動脈各支末端時為最后一幀[8]。以校正的TIMI 幀數計數(CTFC)作為測定慢血流指標,CTFC=前降支的TIMI幀數/1.71。慢血流定義為PCI期間目標血管的cTFC>27幀,并排除冠狀動脈剝離病人[9-10]。根據是否發生慢血流將NSTE-ACS病人分為慢血流組(51例)和非慢血流組(191例)。
1.5 臨床資料收集
收集病人性別、年齡、基礎疾病、吸煙史、飲酒史、心率、血壓、置入支架數、休克指數,是否進行球囊擴張、實驗室指標[心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、血糖、白細胞計數、中性粒細胞計數]、冠狀動脈造影結果(梗死相關動脈、冠狀動脈病變支數、冠狀動脈病變長度、術前TIMI血流分級、冠狀動脈病變處血管直徑、病變處是否存在血栓)。
1.6 統計學處理
采用SPSS 25.0統計軟件分析數據。定量資料符合正態分布以均數±標準差(x±s)表示,采用單因素方差分析(事后比較采用LSD-t檢驗)或Student-t檢驗。定性資料以例數、百分比(%)表示,采用χ2檢驗。Pearson相關分析法分析CitH3與SYNTAX評分的相關性,Logistic回歸分析NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的影響因素。繪制受試者工作特征(ROC)曲線,獲得CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的臨界值、曲線下面積(AUC)。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 NSTE-ACS組和對照組血清CitH3水平比較
NSTE-ACS組血清CitH3水平為(196.35±60.12)pg/mL,對照組為(20.27±5.17)pg/mL,NSTE-ACS組血清CitH3水平高于對照組(t=20.181,P<0.05)。
2.2 不同冠狀動脈病變分級組血清CitH3水平比較
低危組血清CitH3水平為(162.14±15.36)pg/mL,中危組血清CitH3水平為(192.35±42.09)pg/mL,高危組血清CitH3水平為(231.44±20.19)pg/mL,不同冠狀動脈病變程度分級組血清CitH3水平比較差異有統計學意義(F=90.449,P<0.05),高危組血清CitH3水平高于中危組和低危組(P<0.05),中危組高于低危組(P<0.05)。
2.3 NSTE-ACS組血清CitH3水平與SYNTAX評分的相關性
NSTE-ACS組血清CitH3水平與SYNTAX評分呈正相關(r=0.578,P<0.05)。詳見圖1。
2.4 影響NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的單因素分析
慢血流組年齡、PCI術前心率、休克指數、冠狀動脈病變長度、冠狀動脈病變支數、SYNTAX評分、球囊擴張比例、血清CK-MB、cTnI、CitH3水平高于非慢血流組(P<0.05),冠狀動脈病變處血管直徑低于非慢血流組(P<0.05)。詳見表1。
2.5 影響NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的回歸分析
以單因素分析中差異具有統計學意義的變量為自變量,NSTE-ACS病人PCI術后是否發生慢血流(賦值:否=0,是=1)為因變量,構建回歸方程。連續變量原值代入方程,冠狀動脈病變支數(賦值:1支=0,2支及以上=1)、球囊擴張(賦值:否=0,是=1)賦值后代入。向后逐步法篩選變量,結果顯示,高休克指數、高SYNTAX評分、高CitH3是NSTE-ACS病人PCI術后發生慢血流的危險因素(P<0.05)。詳見表2。
2.6 CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的價值
CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的臨界值為207.12 pg/mL,曲線下面積為0.753[95%CI(0.694,0.806)],靈敏度為78.43%,特異度為72.77%,約登指數為0.512 1。
3 討論
早期開通梗死動脈可改善NSTE-ACS病人臨床癥狀,降低死亡率,盡管大多數接受PCI治療的病人可成功解決冠狀動脈機械性狹窄,但仍有部分病人由于慢血流無法實現狹窄冠狀動脈有效灌注[11]。研究顯示,冠狀動脈粥樣硬化斑塊形成是NSTE-ACS發病的主要機制,炎癥是動脈粥樣硬化起始和發展的病理生理基礎,炎性因子促使淋巴細胞、單核細胞、巨噬細胞與內皮結合并浸潤于動脈壁修飾氧化低密度脂蛋白,促進了硬化斑塊的形成,另外炎性細胞因子大量滲入血管壁并降解斑塊外基質中膠原,促使斑塊破裂、出血和血栓形成[11]。慢血流的發病機制尚不清楚,文獻報道顯示,與組織水腫、自由基形成、中性粒細胞聚集、炎癥、缺血再灌注損傷、冠狀動脈介入治療相關血管痙攣、微血栓形成相關[10,12]。炎性因子在內皮素-1作用下增加與血管內皮的黏附能力,從而增加彈性蛋白酶的釋放,引起微血管損傷和水腫,導致慢血流的發生[13]。臨床報道顯示,急性ST段增高型心肌梗死病人外周血單核細胞水平升高與慢血流的發生相關[14]。系統免疫-炎癥指數是急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)病人PCI術后發生慢血流的獨立危險因素[15]。
CitH3是組蛋白H3的翻譯后修飾形式,在應激下可發生磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化和瓜氨酸化等多種翻譯修飾后釋放,其中CitH3在鈣依賴酶肽基精氨酸脫亞胺酶(peptidylarginine deiminase,PAD)2和PAD4催化下瓜氨酸化并觸發NET的形成(NETosis),在NETosis的過程中釋放到細胞外環境中[16]。外周血循環中CitH3水平被認為與膿毒癥病人的病情嚴重程度有關[17]。CitH3可通過激活骨髓來源的巨噬細胞和樹突狀細胞中半胱氨酸蛋白酶-1依賴的炎癥小體誘導膿毒癥急性肺損傷,CitH3水平升高被證實與膿毒癥病人氧合指數下降有關[18]。CitH3還被證實參與NETosis介導缺血性腦損傷神經炎癥和神經元凋亡過程[19]。CitH3與心血管疾病有關,主動脈狹窄病人主動脈側小葉內皮層和亞內皮層CitH3表達增加,瓣膜中CitH3陽性細胞數量增高,CitH3與主動脈瓣狹窄程度有關[20]。急性心力衰竭合并STEMI病人CitH3水平增高,且與白細胞介素-8水平增高和心肌功能受損有關[21]。
本研究發現,CitH3與NSTE-ACS病人冠狀動脈病變程度有關,高危組血清CitH3水平高于中危組和低危組,CitH3水平與SYNTAX評分呈正相關,表明CitH3可能促使NSTE-ACS冠狀動脈病變進展。分析原因為NET的形成可刺激巨噬細胞分泌細胞因子,誘導內皮細胞、抗原提呈細胞和血小板的激活,促使內皮功能障礙、動脈壁脂質沉積和炎性細胞浸潤,引發動脈粥樣硬化斑塊和動脈血栓形成[22]。NETosis直接上調巨噬細胞中Toll樣受體9/核因子-κB信號通路促使白細胞介素-8釋放,同時白細胞介素-8與中性粒細胞上的CXC趨化因子受體2相互作用,激活細胞外信號調節激酶和p38有絲分裂原活化蛋白激酶信號通路促使NETosis,進而加劇動脈粥樣硬化的進展[23]。因此,CitH3作為NETs形成過程中從細胞釋放的關鍵成分,可能通過促使動脈粥樣硬化形成和進展,與冠狀動脈病變程度有關。進一步分析發現,CitH3與NSTE-ACS病人PCI術后慢血流有關,慢血流組血清CitH3水平高于非慢血流組,CitH3是NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的危險因素。有研究顯示,心肌缺血缺氧誘導內皮細胞釋放P-選擇素和血管性血友病因子有助于中性粒細胞的招募、激活和NET形成,NET結合中性粒細胞彈性酶,通過蛋白水解激活血小板上的裂解組織因子途徑抑制劑促進血小板聚集和血栓形成,與冠狀動脈狹窄和阻塞有關[24]。由此推測NET形成過程中CitH3的釋放與PCI后冠狀動脈微血栓形成和慢血流有關。
ROC分析CitH3預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的AUC為0.753,靈敏度為78.43%,特異度為72.77%,表明CitH3可作為NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的預測指標。回歸分析顯示,高休克指數、高SYNTAX評分與NSTE-ACS病人PCI術后慢血流也有關,休克指數反映血流動力學穩定性,高休克指數提示低血容量狀態和心肌缺血事件風險[25],而高SYNTAX評分提示冠狀動脈病變加重,與不良結局有關。
綜上所述,NSTE-ACS病人血清CitH3水平增高,且高水平CitH3與冠狀動脈病變加重以及PCI術后慢血流有關,CitH3可預測NSTE-ACS病人PCI術后慢血流的發生。本研究證實了CitH3與NSTE-ACS病人冠狀動脈病變以及PCI術后慢血流的關系,具有一定創新性,但也存在不足之處,CitH3與NSTE-ACS長期預后的關系尚不能確定,仍待進一步研究證實。
參考文獻:
[1] 林珍,王琦,周艷輝,等.中老年非ST段抬高急性冠脈綜合征病人冠狀動脈病變程度與心電圖R波峰時限的相關性分析[J].中西醫結合心腦血管病雜志,2022,20(20):3752-3757.
[2] ZHANG Y,CAO H X,JIANG P,et al.Cardiac rehabilitation in acute myocardial infarction patients after percutaneous coronary intervention:a community-based study[J].Medicine,2018,97(8):e9785.
[3] CHANG S M,YU Y T,LUAN B,et al.Predictive value of soluble growth stimulator gene 2 protein for coronary slow flow/no-reflow in ST-elevation myocardial infarction patients receiving percutaneous coronary intervention[J].Journal of Interventional Cardiology,2022,2022:9322460.
[4] XIANGREN A,LI Z A,LUO W,et al.Long-term compound Danshen Dripping Pills therapy reduces the no-reflow phenomenon in nondiabetes mellitus patients after primary percutaneous coronary intervention for acute myocardial infarction[J].Annals of Palliative Medicine,2020,9(3):1144-1151.
[5] PAN B H,LI Y Z,LIU Y,et al.Circulating CitH3 is a reliable diagnostic and prognostic biomarker of septic patients in acute pancreatitis[J].Frontiers in Immunology,2021,12:766391.
[6] 中華醫學會心血管病學分會,中華心血管病雜志編輯委員會.非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征診斷和治療指南(2016)[J].中華心血管病雜志,2017,45(5):359-376.
[7] 陸志鋒,陳晞明,王世祥.血清Adropin與急性非ST段抬高型急性冠脈綜合征患者冠狀動脈病變嚴重程度及慢血流的相關性研究[J].中國全科醫學,2020,23(23):2895-2900.
[8] BAUER T,ZEYMER U,DIALLO A,et al.Impact of preprocedural TIMI flow on clinical outcome in low-risk patients with ST-elevation myocardial infarction:results from the ATLANTIC study[J].Catheterization and Cardiovascular Interventions,2020,95(3):494-500.
[9] KONIJNENBERG L S F,DAMMAN P,DUNCKER D J,et al.Pathophysiology and diagnosis of coronary microvascular dysfunction in ST-elevation myocardial infarction[J].Cardiovascular Research,2020,116(4):787-805.
[10] LIANG Q,LEI X J,HUANG X,et al. Elevated lipoprotein-associated phospholipase A2 is valuable in prediction of coronary slow flow in non-ST-segment elevation myocardial infarction patients[J].Current Problems in Cardiology,2021,46(3):100596.
[11] SHAH G A,MALIK T,FAROOQI S,et al.Frequency and impact of slow flow/no flow in primary percutaneous coronary intervention[J].JPMA the Journal of the Pakistan Medical Association,2021,71(11):2548-2553.
[12] REZKALLA S H,STANKOWSKI R V,HANNA J,et al.Management of No-reflow phenomenon in the catheterization laboratory[J]. JACC:Cardiovascular Interventions,2017,10(3):215-223.
[13] ZHU Y H,XIAN X M,WANG Z Z,et al.Research progress on the relationship between atherosclerosis and inflammation[J].Biomolecules,2018,8(3):80.
[14] DEL TURCO S,SBRANA S,BASTA G,et al.Different inflammatory profile in young and elderly STEMI patients undergoing primary percutaneous coronary intervention(PPCI):its influence on no-reflow[J].European Heart Journal,2018,39(suppl_1):ehy566.P5549.
[15] ESENBO?A K,KURTUL A,YAMANTüRK Y Y,et al.Systemic immune-inflammation index predicts no-reflow phenomenon after primary percutaneous coronary intervention[J].Acta Cardiologica,2022,77(1):59-65.
[16] PAN B H,ALAM H B,CHONG W,et al.CitH3:a reliable blood biomarker for diagnosis and treatment of endotoxic shock[J].Scientific Reports,2017,7(1):8972.
[17] TIAN Y Z,RUSSO R M,LI Y Q,et al.Serum citrullinated histone H3 concentrations differentiate patients with septic verses non-septic shock and correlate with disease severity[J].Infection,2021,49(1):83-93.
[18] TIAN Y Z,LI P,WU Z Y,et al.Citrullinated histone H3 mediates sepsis-induced lung injury through activating caspase-1 dependent inflammasome pathway[J].Frontiers in Immunology,2021,12:761345.
[19] KIM S W,LEE H,LEE H K,et al.Neutrophil extracellular trap induced by HMGB1 exacerbates damages in the ischemic brain[J]. Acta Neuropathologica Communications,2019,7(1):9.
[20] KOPYTEK M,KOLASA-TRELA R,Z?BCZYK M,et al.NETosis is associated with the severity of aortic stenosis:links with inflammation[J].International Journal of Cardiology,2019,286:121-126.
[21] LANGSETH M S,ANDERSEN G ?,HUSEBYE T,et al.Neutrophil extracellular trap components and myocardial recovery in post-ischemic acute heart failure[J].PLoS One,2020,15(10):e0241333.
[22] D?RING Y,SOEHNLEIN O,WEBER C.Neutrophil extracellular traps in atherosclerosis and atherothrombosis[J].Circulation Research,2017,120(4):736-743.
[23] AN Z J,LI J W,YU J B,et al.Neutrophil extracellular traps induced by IL-8 aggravate atherosclerosis via"activation NF-κB signaling in macrophages[J].Cell Cycle,2019,18(21):2928-2938.
[24] KLOPF J,BROSTJAN C,EILENBERG W,et al.Neutrophil extracellular traps and their implications in cardiovascular and inflammatory disease[J].International Journal of Molecular Sciences,2021,22(2):559.
[25] HEMRADJ V V,OTTERVANGER J P,DE BOER M J,et al.Shock index more sensitive than cardiogenic shock in ST-elevation myocardial infarction treated by primary percutaneous coronary intervention[J].Circulation Journal,2017,81(2):199-205.
(收稿日期:2023-07-09)
(本文編輯"王麗)