炎症因子与心率变异性在不稳定心绞痛中的相关性研究

马度芳，姚晓东，庄欣，吴波，王燕，李晓

• 论著 •

炎症因子与心率变异性在不稳定心绞痛中的相关性研究

马度芳，姚晓东，庄欣，吴波，王燕，李晓

目的研究不稳定心绞痛（UA）患者炎性标志物与心率变异性之间的关系。方法自2013年6月至2014年6月在山东中医药大学附属医院心内科住院的UA患者40例，女性26例，男性14例，年龄50～80岁。将研究对象分为hs-CRP＜1.0 组 mg/L（n=15），hs-CRP（1.0～3.0）mg/L组（n=16），hs-CRP＞3.0 mg/L组（n=9）。所有患者进行24 h动态心电图检测获取心率变异性（HRV），计算时域指标及频域指标。同时检测炎症因子超敏C反应蛋白（hs-CRP）和白介素-6（IL-6）含量。分析hs-CRP、IL-6的自然对数与SDNN、RMSSD的关系。结果hs-CRP（＞3 mg/L）组较hs-CRP（1～3 mg/L）组SDNN和RMSSD均降低，差异有统计学意义（P均＜0.05）。各组间频域指标比较，随hs-CRP的升高，其低频（LF）、高频（HF）、极低频（VLF）和总功率（TP）逐渐降低，但各组间差异无统计学意义（P均＞0.05）。单因素相关分析显示hs-CRP自然对数（Lnhs-CRP）与SDNN之间存在负相关性（r=-0.365，P=0.022），而Lnhs-CRP与RMSSD之间无明显相关。IL-6自然对数（LnIL-6）与SDNN呈负相关（r=-0.700，P＜0.001），与RMSSD呈负相关（r=-0.457，P=0.003）。结论UA患者HRV的降低与体内炎性标记物hs-CRP、IL-6增加相关。

不稳定心绞痛；心率变异性；超敏C反应蛋白；白介素6；相关性分析

慢性炎症在冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的发生和进展中起到重要作用。不稳定心绞痛（UA）患者炎性标记物如超敏C反应蛋白（hs-CRP）和白介素6（IL-6）均高于稳定型心绞痛患者和健康人群。升高的hs-CRP和IL-6可独立预测冠心病的发生及预后。冠心病同时存在自主神经紊乱，研究表明约3/4急性心肌缺血事件是由自主神经支配异常引起[1]，降低的心率变异性（HRV）可预测患者心血管事件的死亡率[2]。自主神经功能障碍和炎症反应是心血管疾病的重要病理基础，自主神经参与调节机体炎症反应。本研究分析了HRV和hs-CRP、IL-6在UA患者中的关系。

1 资料和方法

1.1 研究对象和分组选自2013年6月至2014年6月在山东中医药大学附属医院心内科住院的UA患者40例，女性26例，男性14例，年龄50～80岁。纳入标准：符合2007年中华医学会心血管病学分会制定的《不稳定心绞痛和非ST段抬高型心肌梗死诊断与治疗指南》。临床表现：①静息性心

绞痛：心绞痛发作在休息时且持续时间在20 min以上；②初发心绞痛：1月内新发心绞痛，表现为劳力性心绞痛、自发性心绞痛或自发性劳力性心绞痛发作并存，疼痛分级在III级以上；③恶化劳力性心绞痛：既往有劳力性心绞痛病史，近1月内心绞痛发作频繁，发作时间延长或患者痛阈降低（心绞痛分级至少增加I级或至少达到III级）。心电图表现：入院前1个月内有典型心绞痛发作，同时示ST段下移，入院后心电图2个或以上相邻导联ST段下移≥0.1 mV。症状发作后＞12 h肌钙蛋白在正常范围。排除标准：自身免疫性疾病、恶性肿瘤、严重感染、3个月内有手术和严重创伤史、严重肝肾功能异常、甲状腺疾病以及应用免疫抑制剂如糖皮质激素的患者。根据美国心脏协会（AHA）和CDC于2003年发布的关于炎症因子标志物与心血管疾病危险的指南[3]中所建议的hs-CRP＜1.0 mg/L为低危，（1.0～3.0）mg/L为中危，hs-CRP＞3.0 mg/L为高危，将研究对象分为hs-CRP＜1.0 mg/L组（n=15），hs-CRP（1.0～3.0）mg/L组（n=16），hs-CRP＞3.0 mg/L组（n=9）。

1.2 方法

1.2.1 生化指标测定于入院第2 d空腹8 h后采集静脉血，于贝克曼库尔特AU5800全自动生化分析仪测定空腹血糖（FBG）、三酰甘油（TG）、总胆固醇（T C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、血沉等。取全血3～5 ml，3000 r/min离心10 min后取血清，上机检测hs-CRP和IL-6，hs-CRP检测采用西门子BN ProSpec全自动蛋白分析仪及配套诊断试剂（动态定时散射比浊法），IL-6检测采用罗氏Cosbas e601型全自动电化学发光免疫分析系统及配套诊断试剂（电化学发光技术），严格按照仪器和试剂说明书进行。

1.2.2 评价标准本研究根据AHA和CDC于2003年发布的关于炎症因子标志物与心血管疾病危险指南中所建议的hs-CRP＜1.0 mg/L为低危，（1.0～3.0）mg/L为中危，hs-CRP＞3.0 mg/L为高危[3]。

1.2.3 心率变异性测定记录动态心电图（北京世纪今科MIC-12H十二导动态心电图系统），采样频率为4000Hz。由医师进行HRV分析，识别正常的QRS波，取用QRS波群正常的RR间期序列进行HRV分析。时域指标（24 h窦性R-R间期均值的标准差）SDNN和（相邻RR间期差的均方根）RMSSD。频域分析采用快速傅里叶转换将连续的RR间期转换成频谱，频域分析指标包括极低频（VLF，0.003～0.04Hz）、低频（LF，0.04～0.15Hz）、高频（HF，0.15～0.4Hz）和总功率（TP，0～0.4Hz）。

1.3 统计方法定量资料进行Shapiro-Wilk正态性检验，对不符合正态分布的资料采用自然对数变换方法使其服从或近似服从正态分布。各组间定量资料在满足正态性和方差齐性检验的条件下进行方差分析，两两组间比较采用SNK检验或Dunnet t检验。定性资料采用卡方检验。hs-CRP和IL-6经自然对数变换后与SDNN或RMSSD分别进行pearson相关性分析和多元线性回归分析，后者采用逐步回归法筛选自变量，由于样本量较小故设置选入和剔除自变量的值分别是0.10和0.15。P＜0.05为差异有统计学意义。所有数据均采用SPSS 19.0软件包处理。

2 结果

2.1 患者一般情况三组在性别、年龄、血压、血脂、IL-6等比较，无统计学差异（P均＞0.05）。与hs-CRP＜1 mg/L组比较，hs-CRP（1～3 mg/L）组和hs-CRP＞3 mg/L组糖尿病比例增加，差异有显著统计学意义（P均＜0.01）。与hs-CRP＜1 mg/L组比较，hs-CRP＞3 mg/L组血糖升高，血沉增加，差异有统计学意义（P均＜0.05）。见表1。

2.2 三组间HRV各指标的比较三组间HRV时域指标和频域指标比较见表2。hs-CRP＞3 mg/L组较hs-CRP（1～3 mg/L）组SDNN和RMSSD均降低，差异有统计学意义（P均＜0.05）。各组间频域指标比较，随hs-CRP的升高，其LF、HF、VLF和TP逐渐降低，但各组间差异无统计学意义（P均＞0.05）。

2.3 HRV与hs-CRP、IL-6的关系分析单因素相关分析显示hs-CRP自然对数（Lnhs-CRP）与SDNN之间存在负相关（r=-0.365，P=0.022），而Lnhs-CRP与RMSSD之间无明显相关。IL-6自然对数（LnIL-6）与SDNN呈负相关（r=-0.700，P＜0.001），与RMSSD呈负相关（r=-0.457，P=0.003）。校正混杂因素性别、年龄、糖尿病、高血压、β受体阻滞剂、TG和TC的影响，采用逐步回归法筛选纳入多元线性回归方程的自变量。结果显示SDNN、性别、糖尿病和高血压进入以Lnhs-CRP为因变量的回归方程，回归方程有统计学意义（R2=0.299，F=4.734，P=0.004），其中Lnhs-CRP与SDNN之间存在明显负相关（Beta=-0.408，P=0.009）（表3）。SDNN、性别进入以LnIL-6为因变量的回归方程，回归方程有统计学意义（R2=0.538，F=12.431，P＜0.001），LnIL-6与SDNN有负相关性（Beta=-0.670，P＜0.001）。见表4。

3 讨论

本研究发现UA患者hs-CRP＞3.0 mg/L时，其SDNN降低，HRV各指标逐渐降低。相关性分析显示SDNN与hs-CRP、IL-6的自然对数值呈负相关，SDNN与IL-6之间相关性强于SDNN与hs-CRP之间相关性。C反应蛋白（CRP）是心血管疾病危险预测中研究最广泛的炎症标志物，研究证明CRP可作为急性冠脉综合征患者未来发生不良心血管事件的独立预测因子[4]。冠心病动脉硬化斑块稳定时hs-CRP轻度升高，而斑块破裂时hs-CRP显著升高，升高的hs-CRP表明斑块脂质含量和巨噬细胞质块增加，斑块炎症与脆性病损严重，此时处于心血管事件高危状态[5,6]。hs-CRP因采用超敏感检测技术，提高了对低浓度CRP检测的灵敏度和准确度，因此对炎症反应的识别敏感性高于传统CRP。hs-CRP目前已被多项前瞻性研究证实可作为发生心血管事件的预测因子[7,8]。

IL-6是由单核-巨噬细胞、淋巴细胞、血管内皮细胞等产生的一种促炎因子，研究表明IL-6可增加血液粘度，增加血小板数量和活性[9]。位于血管壁上的单核细胞分泌的IL-6可促使纤维蛋白原沉积，同时IL-6又可诱导肝脏合成CRP，而纤维蛋白原和CRP均为冠心病的危险因素[10]。一项包含718例冠心病患者的前瞻性研究显示，血清IL-6浓度与心血管事件死亡相关，随着IL-6升高CRP浓度也呈升高趋势，且IL-6对死亡的预测强于CRP，IL-6在急性心梗发生14 h后增高，36 h达到高峰，而CRP在16 h升高，65 h达到高峰，且CRP的峰浓度与IL-6峰浓度存在相关性[11]。

自主神经系统与机体炎症反应间存在生理联系，迷走神经可通过“胆碱能抗炎通路”降低炎症反应[12]。交感神经对炎症的调节受神经递质浓度和作用受体亚型的影响而有促进炎症和抑制炎症双向作用[13]。在高血压、冠心病等情况下体内交感神经系统激活，可增加炎症因子白介素1β、白介素2和IL-6的表达，增强炎症反应[14]，切除交感神经可使心肌中炎症因子表达降低[15]。

HRV可定量反映自主神经的调节功能，其中SDNN可反映自主神经整体调节能力，SDNN

＞100 ms为正常，SDNN＜100 ms为中度降低，SDNN＜50 ms为明显降低。RMSSD反映迷走神经张力。频域分析指标LF受到交感神经和迷走神经的共同影响，但有研究认为LF主要反映交感神经张力，HF主要受到迷走神经的调节[16]。TP与SDNN均反应HRV的总体改变，而VLF所代表的意义目前还不清楚[17]。对健康人和冠心病患者的研究表明降低HRV与心血管事件的死亡率和患病率密切相关，前瞻性研究显示减低HRV是冠状动脉局部粥样硬化进展的独立预测指标[18]。国外已有研究证明健康人[19]、心衰[20]、高血压[21]、糖尿病[22]或冠心病[23]等人群的HRV指标与炎性标记物如hs-CRP、IL-6和TNF-α之间均存在负相关。Lanza等[24]对531例24 h内发生UA的患者研究表明SDNN与CRP间相关性最强。Hamaad等[25]对100例急性冠脉综合征患者研究发现白细胞计数、hs-CRP和IL-6与SDNN间也存在明显负相关。本研究对HRV和hs-CRP、IL-6进行相关分析，在排除年龄、性别、高血压、糖尿病、β受体阻滞剂、血脂的影响后，结果显示hs-CRP、IL-6分别和SDNN之间存在负相关，而与RMSSD间不存在相关性。Roland等[23]对862例的稳定性冠心病患者研究同样显示，在排除年龄、性别、吸烟、体质指数等混杂因素后，hs-CRP和IL-6与SDNN仍存在负相关，但与RMSSD无相关性。

RMSSD代表迷走神经张力，根据Tracey提出的“胆碱能抗炎通路”，炎症因子与RMSSD相关，但研究中未证明这种相关。迷走神经张力随着年龄增加而降低，老年人迷走神经张力明显降低，针对中年健康者的研究表明夜间迷走神经调节占优势RMSSD与CRP以及反应迷走神经张力的频域指标HF与IL-6存在负相关关系[25,26]。Thayer JF等[26]对611例健康者的研究表明RMSSD与CRP和白细胞计数呈明显负相关，且这种关系在迷走神经支配相对占优势的女性强于男性。另外，UA发生后短期内交感神经系统处于过度激活状态而导致迷走神经支配相对变弱[27]，过度激活的交感神经是SDNN下降的主要原因[28]。据此，我们推测，当发生UA时，由于交感神经亢进而迷走神经功能降低，迷走神经对炎症反应的影响减弱，交感神经张力亢进对炎症反应影响增强大于迷走神经。

本研究存在以下不足：①研究样本较小；②除纳入多元回归方程的年龄、性别、高血压、糖尿病、血脂因素外，炎症因子还受如吸烟、饮酒、药物等多种因素影响，但因多数患者不能准确提供相关信息，故在研究中忽略，可能影响统计分析结果。

[1] Sroka K. On the genesis of myocardial ischemia[J]. Z Kardiol,2004, 93(10):768-83.

[2] Sztajzel J. Heart rate variability: a noninvasive electrocardiographic method to measure the autonomic nervous system[J]. Swiss Med Wkly,2004,134(35-36):514-22.

[3] Pearson TA,Mensah GA,Alexander RW,et al. Markers of inflammation and cardiovascular disease: application to clinical and public health practice: A statement for healthcare professionals from the Centers for Disease Control and Prevention and the American Heart Association[J]. Circulation,2003,107(3):499-511.

[4] Fiechter M,Ghadri JR,Jaguszewski M,et al. Impact of inflammation on adverse cardiovascular events in patients with acute coronary syndromes[J]. J Cardiovasc Med(Hagerstown),2013,14(11):807-14.

[5] Heeschen C,Hamm CW,Bruemmer J,et al. Predictive value of C-reactive protein and troponin T in patients with unstable angina: a comparative analysis. CAPTURE Investigators. Chimeric c7E3 AntiPlatelet Therapy in Unstable angina REfractory to standard treatment trial[J]. J Am Coll Cardiol,2000,35(6):1535-42.

[6] Burke AP,Tracy RP,Kolodgie F,et al. Elevated C-reactive protein values and atherosclerosis in sudden coronary death: association with different pathologies[J]. Circulation,2002,105(17):2019-23.

[7] Ridker PM. Clinical application of C-reactive protein for cardiovascular disease detection and prevention[J]. Circulation,2003, 107(3):363-9.

[8] Ridker PM. High-sensitivity C-reactive protein: potential adjunct for global risk assessment in the primary prevention of cardiovascular disease[J]. Circulation,2001,103(13):1813-8.

[9] Yudkin JS,Kumari M,Humphries SE,et al. Inflammation, obesity, stress and coronary heart disease: is interleukin-6 the link?[J]. Atherosclerosis, 2000,148(2):209-14.

[10] van der Poll T,Levi M,Hack CE,et al. Elimination of interleukin 6 attenuates coagulation activation in experimental endotoxemia in chimpanzees[J]. J Exp Med,1994,179(4):1253-9.

[11] Su D,Li Z,Li X,et al. Association between serum interleukin-6 concentration and mortality in patients with coronary artery disease[J]. Mediators Inflamm,2013:726178.

[12] Tracey KJ. Reflex control of immunity[J]. Nat Rev Immunol,2009,9 (6):418-28.

[13] Pongratz G,Straub RH. Role of peripheral nerve fibres in acute and chronic inflammation in arthritis[J]. Nat Rev Rheumatol, 2013,9(2):117-26.

[14] Ganta CK,Lu N,Helwig BG,et al. Central angiotensin II-enhanced splenic cytokine gene expression is mediated by the sympathetic nervous system[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289(4): H1683-91.

[15] Levick SP,Murray DB,Janicki JS,et al. Sympathetic nervous system modulation of inflammation and remodeling in the hypertensive heart[J]. Hypertension,2010,55(2):270-6.

[16] Billman GE. The LF/HF ratio does not accurately measure cardiac sympatho-vagal balance[J]. Front Physiol,2013,4(26):1-5.

[17] Villareal RP,Liu BC,Massumi A. Heart rate variability and cardiovascular mortality[J]. Curr Atheroscler Rep,2002,4(2):120-7.

[18] Huikuri HV,Jokinen V,Syvanne M,et al. Heart rate variability and progression of coronary atherosclerosis[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,1999,19(8):1979-85.

[19] Lampert R,Bremner JD,Su S,et al. Decreased heart rate variability is associated with higher levels of inflammation in middle-aged men[J]. Am Heart J,2008,156(4):751-7.[20] Nikolic VN,Jevtovic-Stoimenov T,Stokanovic D,et al. An inverse correlation between TNF alpha serum levels and heart rate variability in patients with heart failure[J]. J Cardiol,2013,62(1):37-43.

[21] Celik A,Koc F,Kadi H,et al. Inflammation is related to unbalanced cardiac autonomic functions in hypertension: an observational study[J]. Anadolu Kardiyol Derg,2012,12(3):233-40.

[22] Thiyagarajan R,Subramanian SK,Sampath N,et al. Association between cardiac autonomic function, oxidative stress and inflammatory response in impaired fasting glucose subjects: crosssectional study[J]. PloS One,2012,7(7):e41889.

[23] von Kanel R,Carney RM,Zhao S,et al. Heart rate variability and biomarkers of systemic inflammation in patients with stable coronary heart disease: findings from the Heart and Soul Study[J]. Clin Res Cardiol,2011,100(3):241-7.

[24] Lanza GA,Sgueglia GA,Cianflone D,et al. Relation of heart rate variability to serum levels of C-reactive protein in patients with unstable angina pectoris[J]. Am J Cardiol,2006, 97(12):1702-6.

[25] Hamaad A,Sosin M,Blann AD,et al. Markers of inflammation in acute coronary syndromes: association with increased heart rate and reductions in heart rate variability[J]. Clin Cardiol, 2005,28(12):570-6.

[26] Thayer JF,Fischer JE. Heart rate variability, overnight urinary norepinephrine and C-reactive protein: evidence for the cholinergic anti-inflammatory pathway in healthy human adults[J]. J Intern Medi,2009,265(4):439-47.

[27] von Kanel R,Nelesen RA,Mills PJ,et al. Relationship between heart rate variability, interleukin-6, and soluble tissue factor in healthy subjects[J]. Brain Behav Immun,2008,22(4):461-8.

[28] Graham LN,Smith PA,Stoker JB,et al. Sympathetic neural hyperactivity and its normalization following unstable angina and acute myocardial infarction[J]. Clinical Sci (London),2004,106(6):605-11.

Correlation between inflammatory cytokines and heart rate variability in patients with unstable angina pectoris

MA Du-fang*, YAO Xiao-dong, ZHUANG Xin, WU Bo, WANG Yan, LI Xiao.*Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250335, China.

ObjectiveTo study the relationship between inflammatory cytokines and heart rate variability (HRV) in patients with unstable angina pectoris (UAP).MethodsUAP patients (n=40, female 26, male 14 and aged from 50 to 80) were chosen from June 2013 to June 2014, and then divided into [high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP)＜1.0 mg/L group, n=15], [hs-CRP=(1.0～3.0) mg/L group, n=16], and (hs-CRP＞3.0mg/L group, n=9). All patients were given 24h Holter for detecting HRV and calculating time-domain index and frequency-domain index. The levels of hs-CRP and interleukin-6 (IL-6) were detected. The relationships between the natural logarithms of hs-CRP or IL-6 and SDNN or RMSSD were analyzed.ResultsSDNN and RMSSD decreased inhs- CRP＞3.0mg/L group compared with hs-CRP=(1.0～3.0) mg/L group (all P＜0.05). The comparison in frequency-domain index showed that LF, HF, VLF and TP decreased gradually as hs-CRP increased but there was no statistical difference among all groups (all P＞0.05). The single factor correlation analysis showed that the natural logarithms of hs-CRP was negatively correlated to SDNN (r=-0.365, P=0.022), while not correlated to RMSSD, and the natural logarithms of IL-6 was negatively correlated to SDNN (r=-0.700, P＜0.001) and RMSSD (r=-0.457, P=0.003).ConclusionThe decrease of HRV is correlated to the increases of inflammatory cytokines (hs-CRP and IL-6) in UAP patients.

Unstable angina pectoris; Heart rate variability; High sensitivity C-reactive protein; Interleukin-6; Correlation analysis

R541.4

A

1674-4055(2015)02-0211-04

2014-11-03）

（责任编辑：姚雪莉）

国家自然科学基金项目(81072962)

250335 济南,山东中医药大学(马度芳);山东中医药大学附属医院(姚晓东,庄欣,吴波,王燕,李晓)

李晓,E-mail:lixiao617@163.com

10.3969/j.1674-4055.2015.02.17