CYP2C19基因多态性检测联合血清NGAL对冠心病患者介入术后对比剂肾病的预测价值

曲 晨,高逸冰,王迪斌,李秀珍,朱 嵘,高 莹,谭 晓,4*

(南京医科大学第二附属医院 1.老年医学科;2.心内科;3.急诊中心，江苏 南京210011; 4.新疆克州人民医院 急诊中心，新疆维吾尔自治区 阿图什845350)

冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerosis heart disease，CHD)是指由于冠状动脉粥样硬化使管腔狭窄、痉挛或阻塞导致心肌缺血、缺氧或坏死而引发的心脏病。根据《中国心血管病报告2017》显示，心血管疾病占我国居民死亡的首位原因，其中农村45.01%，城市42.61%。目前冠状动脉造影及介入治疗是诊断和治疗冠心病非常重要的方法，手术过程中需要使用对比剂。现有研究显示对比剂肾损害(contrast-induced nephropathy,CIN)发生率越来越高[1]，已经成为肾毒性药物、肾灌注不足以外的医源性急性肾衰竭第三大病因[2]。最近的研究表明，CYP2C19通过调节细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)酶影响花生四烯酸(arachidonic acid,AA)代谢，进而参与肾足细胞凋亡[3]。而血清中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是急性肾功能衰竭早期敏感性及特异性较高的生物学标志物，主要用于药物性肾衰竭的诊断[4]。目前，CYP2C19基因多态性联合血清NGAL在CIN早期诊断的价值尚不明确。本研究通过回顾冠心病患者介入术前CYP2C19基因多态性及介入术前后血NGAL，血清肌酐(serum craetinnine，SCr)值，探讨其在早期诊断CIN中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性收集南京医科大学第二附属医院2017年4月-2018年4月行冠状动脉造影或介入治疗的患者136例，排除：(1)存在对比剂过敏或碘过敏；(2)严重肝肾功能不全，或严重心衰患者(NYHA分级3级以上)；(3)2周内有对比剂使用史；(4)长期口服肾脏病相关药物或其他可能影响本试验药物者；(5)合并各种急慢性炎症；(6)合并自身免疫性疾病或结缔组织病；(7)患恶性肿瘤者。依据术后是否发生CIN，将患者分为CIN组(10例)，非CIN组(126例)。所有患者均签署同意书。同时通过南京医科大学第二附属医院伦理委员会审查。

CIN与非CIN组患者性别、年龄、既往病史、对比剂用量等一般资料比较无统计学意义(P>0.05)，见表1。

1.2 冠心病患者介入诊疗

所有患者的介入治疗操作均为同一组手术医生采用常规方法操作。采用JUDKINS法行冠状动脉造影，经桡动脉或股动脉穿刺放置动脉鞘管，然后经鞘管分别把左冠状动脉和右冠状动脉造影导管推至冠状动脉开口处进行冠脉造影，依据造影结果放置支架。介入诊疗患者对比剂总剂量<5 ml/kg，有两种对比剂：①等渗非离子型对比剂碘克沙醇(商品名威视派克，上海通用电气药业有限公司)，②低渗非离子型对比剂碘普罗胺(商品名优维显，拜耳先灵葆雅制药有限公司)。

表1 两组患者临床基本资料

1.3 CIN诊断标准

对比剂使用72 h内血清肌酐(serum creatinine，SCr)水平升高至少25%或≥44.2 mmol/L，并排除其他导致肾损伤的病因[6]。

1.4 CPY2C19基因测序

采用Taqman@技术，检测位点包括CYP2C19*1、CYP2C19*2、CYP2C19*3，根据检测结果进行分组：①快代谢基因型：无缺失功能等位基因的CYP2C19*1/*1；②中间代谢型：缺失1个功能等位基因的CYP2C19*1/*2和CYP2C19*1/*3；③慢代谢基因型：缺失2个功能等位基因的CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3和CYP2C19 *2/*3。

1.5 血Cr、血尿素氮与血NGAL的检测方法

应用苦味酸法检测患者手术前、手术后24 h SCr及尿素氮 (Blood urea nitrogen,BUN)浓度。留取患者术前、术后24 h血标本检测NGAL浓度。

1.6 统计学分析

2 结果

2.1 冠心病患者CPY2C19基因携带情况

所有冠心病患者中快代谢基因型(CYP2C19*1/*1)共64例占47%；中间代谢型(CYP2C19*1/*2、CYP2C19*1/*3)共60例占44%；慢代谢基因型(CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3和CYP2C19 *2/*3)共12例占9%。CIN在快代谢基因型中的发生率为3.12%，与中间代谢基因型(6.67%)和慢代谢基因型在CIN的发生率(33.3%)有统计学意义(χ2=4.12,P<0.05)。慢代谢基因型在CIN的发病率上明显高于快、中间代谢型,见表2。

2.2 手术前后两组SCr、BUN、NGAL水平

术前两组SCr、BUN、NGAL水平无统计学差异(P>0.05)，术后24 h CIN组SCr及NGAL水平高于术前，且高于术后24 h非CIN组(P<0.05)，术后24 h两组BUN水平无统计学差异(P>0.05)，见表3。

表2 冠心病患者CPY2C19基因携带情况

表3 CIN与非CIN组术前、术后SCr、BUN及NGAL变化情况

注：与术前比较*P<0.05

2.3 术后血NGAL水平与血清Cr、BUN水平的关系

Pearson相关分析显示，术后24 h血NGAL水平分别于术后24 h SCr及BUN水平呈正相关(P<0.05),见表4。

表4 NGAL水平与血清Cr、BUN水平Pearson相关性

2.4 NGAL水平对CIN的早期预测价值

ROC曲线显示术后24 h NGAL曲线下面积为0.915；术后24 h SCr曲线下面积为0.943，术后24 h BUN曲线下面积为0.829。按尤登指数最大的原则确定诊断界值，得到各指标诊断CIN的敏感度与特异度,见表5，图1。

3 讨论

全球范围内冠心病发病率和死亡率呈逐年增加的趋势。冠脉造影或冠脉介入治疗都有可能因静脉注入对比剂而发生CIN。CIN发生的影响因素很多，目前国际上多采取Mehran评分进行评估[5]，按照低血压、是否使用主动脉球囊反搏、心功能衰竭、血肌酐、年龄、贫血、糖尿病、对比剂用量8项进行CIN危险分层。除外以上因素，有研究显示有效血容量不足、对比剂的种类和剂量及合并使用可能影响肾功能的药物等都有可能出现对比剂相关肾损害[6]。静脉注入对比剂可使血浆渗透压升高，肾脏负担加重、有效循环血量减少，进而激活肾素-血管紧张素系统，分泌缩血管物质增多[7]，同时血管平滑肌收缩，导致肾脏缺血、缺氧[8]。对比剂还可以通过结合肾小管内Tamm-Horsfall蛋白形成蛋白管型或引起草酸盐等结晶物质增加引起肾小管堵塞[9]。同时目前常用的离子型对比剂对肾脏肾小球管状细胞、系膜细胞等具有毒性[7]，可能诱发肾小管近段线粒体活动下降，腺苷、次黄嘌呤等生成增加。

表5 各指标水平对CIN的早期预测价值

图1 术后24 h NGAL、SCr及BUN的ROC曲线

目前学者发现，花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是肾脏病患者体内重要的中间代谢产物，AA及其代谢产物在体内水平的变化会导致肾脏局部血液循环发生紊乱[10]。AA经细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)途径代谢，同时CYP450在冠心病及其抗血小板药物基因组学方面起着重要的作用[11]。CYP包括多个亚家族成员，其中CYP2是最大的亚家族，而CYP2C19也是CYP2亚家族中研究最多的基因[12]。花生四烯酸CYP450代谢酶主要包括CYP2C9 CYP2C19和CYP4A11[13]。其中CYP2C19和CYP2C9是AA代谢生成环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids,EETs) 和20-羟基二十碳四烯酸(hydroxyeicosatetraenoic acids,HETEs)的合成[14]。同时CYP2C19还可以参与多种药物的代谢。研究发现CYP2C19包含25个等位基因，其中CYP2C19*1是编码正常酶活性的基因。根据CYP2C19基因系列中是否含有无功能的等位基因如*2、*3，划分其代谢型，如果两个等位基因都正常( *1/*1)，则为快代谢型；若只含有一个无功能的等位基因(*1/*2，*1/*3) 则为中间代谢型；如果两个等位基因均为无功能的等位基因(*2 /*2，*3 /*3，*2 /*3 )即为慢代谢型[15]。在我院冠心病病人行PCI术前常规进行CYP2C19基因多态性检测。本研究显示快代谢基因型与中，慢代谢基因型在CIN的发生率有统计学意义，中、慢代谢基因型在CIN的发病率上明显高于快代谢型。

目前临床上诊断CIN主要依靠对比剂应用前后SCr水平变化，但是SCr水平的高低的影响因素较多，通常在对比剂肾脏损害早期不会发生明显变化，因此CIN的早期诊断不能依赖SCr水平[16]。NGAL是一新型的脂质运载蛋白，生理状态下肾组织表达水平低，而近端肾小管细胞损伤会诱发NGAL迅速大量表达，使得血液和尿液中NGAL浓度迅速增加，并诱导肾小管间质中浸润的中性粒细胞发生凋亡，避免肾组织受到炎性细胞的侵害。静脉注射重组的NGAL可减轻小鼠肾脏缺血再灌注损伤，提示NGAL对缺血再灌注损伤导致的肾功能损伤、肾小管上皮细胞凋亡具有改善作用[17]。肾脏出现轻微损伤时，在SCr升高前1-2天血NGAL就开始升高，并随肾脏损伤程度加重而逐渐升高[18]。本研究显示血NGAL水平在术后24 h出现升高，提示血NGAL相较于SCr可以提早预示CIN的发生。ROC曲线分析显示当术后24 h血NGAL检测截断点取219.15 ng/ml时，尤登指数最大，此时敏感度100%，特异性70%，提示血NGAL对诊断CIN的敏感性和特异性均较高。

通过本研究我们可以得出以下结论，CIN的发生与冠心病患者本身的CYP2C19基因多态性有关，血NGAL相较于SCr可以提早预测CIN的发生。本研究也存在不足之处：本研究选取CIN样本量较小，可能会造成研究结论偏差，期待以后扩大样本量进行研究。另外我们推测NGAL水平升高的峰值及CIN早期诊断在手术后24 h内的早期，但是由于本研究条件所限，仅检测了手术后24 h血NGAL水平。因此CYP2C19基因多态性及血NGAL临床意义以及相关预测因素仍需进一步研究来继续探讨。