循环中解偶联蛋白2水平与慢性稳定性冠心病及其病变程度的相关性

刘森 王丹 侯霁芯 万进东 阚竞宇 刘家欣 王沛坚

成都医学院第一附属医院，衰老与血管稳态四川省高等学校重点实验室（成都 610500）

心血管疾病仍是世界范围内主要致死原因。过去30年间，我国冠心病的总死亡率升高2.6%，死亡的绝对数量增加90.9%［1］。慢性稳定性冠心病（stable coronary artery disease，SCAD）是冠心病中最常见的类型，隐匿性强，据统计，平时有心绞痛症状SCAD患者仅占21.9%，早期发现SCAD有利于治疗方案的确定及患者长期预后［2］。体内活性氧（reactive oxygen speciesc，ROS）参与调节内皮功能及血管生成、宿主防御与细胞凋亡、平滑肌细胞生长、增殖和迁移及基因稳态等，是动脉粥样硬化等心血管疾病发生的重要因素［3］。氧化应激相关指标对SCAD有较好的提示意义，如尿酸（urine acid，UA）可介导细胞线粒体应激，促发氧化体系激活诱导内皮功能障碍［4］。高尿酸血症被认为冠心病的独立危险因素，且与冠状动脉疾病严重程度密切相关［5］。线粒体解偶联蛋白2（uncoupling protein 2，UCP2）是抗氧化应激蛋白成员之一，可改善血管内皮舒张功能、防止血管内皮损伤，被认为与动脉粥样硬化的发生、发展相关［6］。目前尚未见人体循环中UCP2与冠心病关系的相关报道。本研究以SCAD及排除冠心病患者为研究对象，回顾性分析SCAD患者循环中UCP2水平与冠状动脉病变程度的相关性，并比较分析UCP2与UA预测SCAD的价值，以期为SCAD患者病情判断提供新的检测指标。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2015年6月至2017年6月在成都医学院第一附属医院心血管内科住院并行冠状动脉造影（CAG）患者330例，纳入标准：根据临床表现、实验室检查、心电图及冠状动脉造影（CAG）诊断SCAD患者240例（SCAD组），非冠心病患者90例（对照组）。排除标准：既往有心胸外科手术史、合并心房颤动、先天性心脏病、严重心力衰竭、感染、肝脏、肾脏疾病、恶性肿瘤、全身免疫性疾病及使用免疫抑制药者。

1.2 入院患者一般临床资料采集 包括年龄、性别、身高、体质量、吸烟史、高血压史、糖尿病史等，并计算体质指数（body mass index，BMI）。所有患者入院后均空腹采集静脉血，测定血常规、总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triacylglycerol，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoproteincholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）、尿素、肌酐、UA、γ谷氨酰转肽酶（gamma glutamine transferase，γGGT）、脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）等指标。

1.3 CAG方法与判定标准 采用Judkins法行多体位CAG，用造影机的测量系统由2名有经验的介入心脏病学医师进行判读，分析左主干、左前降支、左回旋支、右冠状动脉及其大分支的狭窄程度。以病变管腔最重处狭窄≥50%记为阳性，诊断冠心病。累及左前降支、左回旋支、右冠状动脉各记为单支，累及两支或左主干记为双支，3支或左主干加单支病变记为多支病变。根据Gensini评分法（三分位）、病变血管支数对冠状动脉病变程度进行定量评价。

1.4 循环中UCP2水平的测定 对所有入选患者抽取肘静脉血2 mL，置于二胺四乙酸（EDTA）抗凝管中，混匀后2 h内4℃离心分离血浆（3 000 r/min，15 min）置于-80℃冰箱中保存，采用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）双抗体夹心法，使用同一批次试剂盒检测循环中UCP2水平。UCP2 ELISA试剂盒购于中国Cusabio公司。Enspire Multimode Plate Reader购于新加坡PerkinElmer公司。

1.5 统计学方法 应用SPSS 21.0统计学软件进行分析，正态分布计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，Pearson相关性分析；计数资料以率或者百分数表示，组间比较采用χ2检验；非正态性分布资料以中位数和四分位数［M（Q1～Q3）］表示，采用Mann-WhitneyU检验，Spearman秩相关性分析。对具有差异的因素校准影响因素后进行多因素Logistic回归分析。利用受试者工作特征（ROC）曲线分析比较循环中UCP2、UA水平预测SCAD的价值，并计算最佳界值及阳性预测值，用曲线下面积（AUC）及Z检验来判别预测能力及检验差异。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SCAD组与对照组患者一般临床资料比较 见表1。进一步行多因素Logistic回归分析提示：UCP2（OR=1.010，95%CI：1.001 ～ 1.020，P=0.025）和UA（OR=1.039，95%CI：1.007 ～ 1.072，P=0.018）水平为SCAD的独立相关因素。

2.2 SCAD患者冠脉病变程度（Gensini评分、病变血管支数）与循环中UCP2、UA的相关性比较分析 见表2、表3。进一步行相关性分析提示UCP2水平与病变罪犯血管支数、Gensini评分均呈正相关（r=0.543 ，P＜ 0.01；r=0.780 ，P＜ 0.01）。

2.3 循环中UCP2、UA受试者工作特征（ROC）曲线预测SCAD价值（图1） UCP2水平ROC曲线AUC=0.925，95%CI：0.833 ～ 0.975，P＜ 0.01；敏感度为0.833，特异度为0.944；循环中UCP2水平对应诊断SCAD临界值：0.64 ng/mL；阳性预测价值97.56%（95%CI：93.53～99.40）。UA水平ROC曲线AUC=0.896，95%CI：0.795 ～ 0.958，P＜ 0.01；敏感度为0.894，特异度为0.778；UA水平对应诊断SCAD临界值：305.00 μmol/L；阳性预测价值91.3%（95%CI：87.02～ 94.55）。但两者AUC差异（ΔAUC）并无统计学意义（ΔAUC=0.027，95%CI：-0.083～ 0.137，P＞ 0.05）。

表1 两组患者一般临床资料比较Tab.1 Comparison of general clinical data between SCAD and control group

3 讨论

UCP2是线粒体内膜上解偶联蛋白家族成员之一，能通过“质子漏作用”使氧化磷酸化过程解偶联调节能量代谢，同时可减少ROS生成调节氧化应激水平［7］。因此，UCP2在心脏疾病、神经疾病、糖尿病等代谢病研究领域备受关注。近年研究表明［8-9］，UCP2在心肌病理状态下表达上调通过抗氧化应激作用保护心脏，如改善心肌缺血-再灌注损伤、减少心肌细胞凋亡、改善心功能等。最近，HERTZEL等［10］报道上调巨噬细胞UCP2表达可抑制ROS的产生，使细胞对抗白三烯分泌等炎症反应，减轻动脉粥样硬化。HAN等［11］报道UCP2可抑制ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞增殖，可作为动脉粥样硬化干预靶点。研究表明［12-15］，UCP2作用机制可能有：（1）动脉壁氧供需失衡是动脉粥样硬化病变发展的环节之一，UCP2可降低氧化应激水平而改善冠状动脉内皮舒张功能。（2）上调UCP2表达，可对抗NADPH介导超氧阴离子生产， 降低线粒体ROS水平而增加eNOS磷酸化和NO产生，进而间接减轻动脉粥样斑块形成。（3）上调血管平滑肌细胞UCP2表达，可抑制其增殖及迁移而抗动脉粥样硬化。（4）体内ROS水平降低可减轻脂质过氧化而减少泡沫细胞生成，同时可增强巨噬细胞自噬及凋亡。（5）上调血管内皮细胞UCP2表达可抑制ox-LDL诱导细胞因子及粘附分子表达而减轻炎症反应。

表2 SCAD患者Gensini评分三分位的UCP2、UA比较Tab.2 Comparison of UCP2 and UA in the tertiles of Gensini score in SCAD patients

图1 循环中UCP2、UA水平预测SCAD的ROC曲线Fig.1 ROC curve of predicting SCAD for circulating UCP2 and UA level

本研究结果显示，循环中UCP2与UA均与SCAD相关，且独立于其他心血管危险因素。机体在吸烟、高糖等心血管危险因素下氧化应激水平升高，导致内源性抗氧化体系被激活，线粒体膜上的UCP2适应性表达上调以降低还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）介导的超氧阴离子生产［16］。即UCP2通过负反馈机制来调节线粒体ROS的生成［17］。目前氧化应激学说仍是高尿酸血症致动脉粥样硬化形成主流学说之一，一方面循环中UA可作为NO的载体增加血氧饱和度，保护血管内皮免受外部氧化应激损伤。而另一方面，当UA进入内皮细胞和心肌细胞时，其可成为强促氧化剂，激活NADPH诱导ROS生产致氧自由基生成增多。氧自由基可与血管内皮产生的NO结合成过氧亚硝酸阴离子，降低NO浓度，最终导致内皮功能障碍［18］。本研究结果显示SCAD患者循环中UCP2水平明显高于非冠心病患者。UCP2是否也与UA一样，即在细胞外与细胞内扮演促-抗氧化的双重作用目前仍无相关报道。但有研究表明［19］，UCP2表达上调引起膜电位梯度降低除了减少ROS产生，同时会减少细胞ATP合成而加重细胞坏死。也有报道称［20］，解偶联作用增加无疑会增加耗氧量，这可能减少组织可利用氧而加重组织损伤。与正常个体相比，多发性硬化症小鼠病理状态下脊髓UCP2 mRNA和蛋白质水平表达上调，介导T淋巴细胞活化和增殖而参与中枢神经系统炎症反应［21］。本研究比较循环中UCP2与UA预测SCAD的ROC曲线无明显差异，提示同时参考多种生物标志物可为我们诊断疾病及判断病情提供更加准确的信息。

本研究尽管样本例数较少，且为单中心回顾性分析，但结果已进一步提示循环中UCP2水平与冠状动脉病变Gensini评分和罪犯血管支数均呈正相关。目前尚未见循环中UCP2与冠状动脉病变程度的报道，但土耳其安卡拉心脏病研究所［22］通过ELISA测定UCPs上游与能量代谢相关因子Irisin血清浓度，结果提示SYNTAX高评分组SCAD患者血清Irisin水平显著低于SYNTAX低评分组及对照组，发现血清Irisin水平可预测SCAD的病变程度（SYNTAX评分）。根据现有研究进展我们仍不能确定循环中UCP2是心血管危险因素，还是冠状动脉疾病继发的结果，亦或只是一种反映冠状动脉疾病的标志物。而且，循环中UCP2参与冠状动脉粥样硬化的机制仍待进一步明确。

总之，本研究证实SCAD患者循环中UCP2水平越高冠状动脉病变程度越重，且其预测SCAD的能力与传统氧化应激指标UA无明显差异。值得提出的是，循环中UCP2作为一种快速、简便、经济的检测指标，可望成为预测SCAD的新指标。

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