血清黄嘌呤氧化酶与MCP-1在慢性心力衰竭患者中的表达意义及对短期预后的预测价值

董志华，周长宇，张刚，唐敏，王高频，于晓玲

心脏是机体耗氧量最大的器官，因此氧化还原稳态是维持心肌正常结构和功能的关键[1]。心肌细胞内若蓄积大量的活性氧（ROS），则可导致心肌细胞氧化损伤、蛋白降解增加、肌纤维组织受损、诱导炎症反应等，与慢性心力衰竭（CHF）患者血管内皮障碍、结构性血管异常等病变基础有关[2]。黄嘌呤氧化酶（XO）是心肌细胞中ROS的主要来源之一，是催化嘌呤代谢为尿酸过程中的关键酶，可被还原为过氧化氢（H2O2）和超氧自由基

[3]。Huang等[4]曾对427917例研究对象进行系统分析，证实高尿酸血症大大增加CHF的发生风险（HR=1.65，95%CI：1.41～1.94），而41935例CHF患者合并高尿酸血症的发生率超过25%，同时死亡率增加了2.25倍。因此XO活性与尿酸代谢程度密切相关，进而反映了心肌细胞的氧化应激状态。此外，CHF属于全身系统性慢性炎症反应性疾病，而氧化应激也是导致炎症反应激活的主要原因之一。邱杰山等[5]发现，尿酸水平升高，血清ROS含量明显增加，可通过激活单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）参与血管内皮细胞功能损伤过程。Chen等[6]证实MCP-1可直接作用于心肌细胞，促使心肌细胞高表达多种炎性细胞因子，进一步加重心肌损伤。基于上述分子机制分析，XO和MCP-1都参与了CHF的病理生理过程，但是否对疾病进展有一定诊断价值尚缺乏循证依据。近年来越来越多的指南开始重视血清生物学标志物在CHF诊治、预后评估及危险分层中的重要价值。本研究通过分析血清XO和MCP-1水平与超声心动图主要指标的相关性，以证实其对CHF患者心功能分级的评估价值及对短期预后的预测潜力，现报告如下：

1 资料与方法

1.1 研究对象与分组前瞻性选择2016年1月～2018年12月于辽阳市中心医院心内科确诊并接受治疗的CHF患者104例作为CHF组，其中男性74例，女性30例，年龄39～87（68.72±9.82）岁。纳入标准：符合2016年欧洲心脏病学会修订的关于CHF的诊断标准[7]；左室射血分数（LVEF）＜50%；纽约心脏协会（NYHA）心功能分级[8]Ⅱ～Ⅳ级者；有基础心脏病史的病例资料。排除3个月内出现急性心肌梗死、急性心力衰竭、不稳定型心绞痛等心脏疾病者；近6个月内接受过手术治疗者；急慢性感染、严重肝肾功能障碍、恶性肿瘤、免疫系统疾病者。同时收集在我院健康体检中心的健康志愿者104例作为健康对照组，其中男性62例，女性42例，年龄28～86（66.68±13.04）岁。排除长期大量吸烟、饮酒和滥用药物者。入组对象均签署知情同意书。本项研究通过市医学伦理委员会审核。

1.2 方法

1.2.1 血生化检查收集入组对象空腹肘静脉血3 ml，检测项目包括：乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、总胆红素、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、糖化血红蛋白（HbA1C）、血清肌酐（Scr）等。DXC800全自动血液生化分析仪购自美国Beckman公司。采用葡萄糖氧化酶法测定末梢空腹血糖（FPG）。卓越型血糖仪及配套采血针、血糖试纸购自上海罗氏诊断产品有限公司。采用电化学发光法测定血浆N末端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平。Cobas e411全自动电化学发光免疫分析仪以及配套的试剂盒购自上海罗氏诊断产品有限公司。

1.2.2 血清XO、MCP-1含量测定采用双抗体夹心法检测血清XO和MCP-1水平，ELX-800型酶标仪购自上海实验仪器公司；酶联免疫吸附测定试剂盒购自武汉Elabscience生物科技股份有限公司。

1.2.3 超声心动图检查CHF患者检查时取左侧卧位，测量患者左心室舒张末期内径（LVEDd）、左心室收缩末期内径（LVESd），利用心尖双平面Simpson法计算LVEF。探头频率设置为2.0～2.5 MHz，扫描速度50 mm/s，心脏彩色多普勒超声仪购自日本东芝。

1.2.4 随访CHF患者视自身病情给予抗心力衰竭常规治疗，包括（单用或合用）β受体阻断剂、钙离子通道阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂、洋地黄类药物、利尿剂等治疗。随访12个月，观察主要不良心血管事件（MACE）的发生情况，包括全因死亡、急性心力衰竭、急性心肌梗死、不稳定型心绞痛。

1.3 统计学处理将资料由Epidata数据库导出，所有数据均采用SPSS 19.0统计学软件分析。正态分布的计量资料采用均数±标准差（±s）表示，均数的比较采用单因素方差分析或者t检验；非正态分布的计量资料采用中位值（P25，P75）表示，均数的比较采用秩和检验；计数资料采用例数（构成比）表示，组间比较采用χ2检验。连续变量采用Pearson法进行相关性分析。采用多因素条件Logistic回归模型分析血清XO和MCP-1水平与CHF病理过程的关系。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析血清XO、MCP-1水平预测MACE的效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CHF组和健康对照组基线资料比较CHF组FPG、LDH、CK-MB、总胆红素、TG、LDL-C、NT-proBNP、XO、MCP-1水平明显高于健康对照组人群，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组受试对象其他基线资料比较无统计学差异（P＞0.05，表1）。

表1 CHF组和健康对照组受试者基线临床资料比较

2.2 血清XO、MCP-1水平与CHF发生的关系建立多元Logistic回归模型，将CHF作为因变量，赋值为1，分别将XO值、MCP-1值以连续变量纳入方程，校正各项混杂因素后，血清XO、MCP-1是CHF发生的独立危险因素（P＜0.05，表2）

表2 血清XO、MCP-1水平与CHF发生关系的多因素Logistic回归分析

2.3 血清XO、MCP-1水平与CHF患者NYHA心功能分级的关系随着NYHA心功能分级的升高，患者血清XO、MCP-1水平和NT-proBNP水平逐渐升高，心脏彩超显示，Ⅲ～Ⅳ级组患者LVEF值低于Ⅱ级组，差异有统计学意义（P＜0.05）；但LVESd和LVEDd比较无统计学差异（P＞0.05，表3）

表3 不同CHF心功能分级患者血清XO、MCP-1水平比较

2.4 血清XO、MCP-1水平与NT-proBNP、心功能的相关性经Pearson相关性分析，CHF患者血清XO、MCP-1水平与NT-proBNP呈正相关性（P＜0.05），与LVEF则呈负相关性（P＜0.05，表4）。

2.5 血清XO、MCP-1水平与CHF患者短期预后的关系随访12个月，共21例患者发生MACE，MACE发生率为20.19%。包括2例全因死亡，10例发生急性心力衰竭，6例发生急性心肌梗死，3例发生不稳定型心绞痛。MACE组患者血清XO、MCP-1水平明显高于非MACE组患者，差异有统计学意义（P＜0.05，表5）。

2.6 血清XO、MCP-1水平对CHF患者发生MACE的预测价值经ROC曲线分析，血清XO、MCP-1以及联合指标预测CHF患者短期预后不良的ROC曲线下面积分别为0.650（95%CI：0.516～0.784）、0.633（95%CI：0.507～0.759）、0.839（95%CI：0.745～0.933），（图1）。

3 讨论

近几十年，CHF已成为全球重大的公共卫生问题之一，每年约有50～60万新发心力衰竭病例，且该数字一直呈上升趋势。上世纪中期，就有学者提出氧化应激是心力衰竭重要的病变机制。心肌组织氧化应激抵御系统包括由抗氧化剂组成的非酶系统，及依赖于超氧化物歧化酶、过氧化物酶、硫氧还蛋白等催化作用的酶系统[9]。正常生理状态下，ROS属于局部信号分子，在稳定细胞内环境、维持细胞正常功能中发挥着重要作用。而氧化应激抵御系统则是维持ROS在生理阈值范围内，防止超过阈值导致氧化应激反应的发生。ROS产生过多或降解受损都到导致氧化应激状态。XO是心肌细胞中ROS的主要来源之一，在催化嘌呤降解的过程中，XO被还原为H2O2和O2-。在本研究中，我们证实CHF患者血清XO水平明显高于健康对照人群，且随NYHA心功能分级的增加，血清XO水平逐渐增加，说明CHF患者心肌组织处于氧化应激状态，与XO的大量分泌有关，XO被还原为ROS，导致心肌细胞线粒体功能障碍，并且诱导大量炎症细胞因子的分泌，进一步加重心肌的炎症损伤[10]。Van der Pol A等[11]也证实H2O2和O2-等ROS分子通过影响心肌兴奋收缩偶联蛋白质的活性，导致心肌细胞电生理损伤和舒张/收缩功能障碍。此外，有学者证实血尿酸可激活XO活性，这也解释了高尿酸血症是CHF发生的独立危险因素；而同时CHF也可导致高尿酸血症的发生风险大大增加[12]。因此在本研究中，我们也发现CHF患者血清XO水平升高是CHF发生的独立危险因素。血尿酸是机体嘌呤代谢的终产物，很多学者均证实慢性心衰患者血尿酸水平明显高于健康对照人群，且是CHF预后的一项主要预测因子。韩震等[13]发现血尿酸水平与CHF患者疾病严重程度密切相关，并推测其最主要的一个原因是，血尿酸水平过高，可导致氧自由基生成过度，进而激活内皮细胞和白细胞，最终加快慢性心力衰竭的进展。血尿酸水平增加可激活XO活性，增加ROS的生成，则进一步加重心肌损伤。

表4 血清XO、MCP-1水平与NT-proBNP、心功能的相关性

表5 MACE组和非MACE组受试者血清XO、MCP-1水平比较

图1 血清XO、MCP-1水平预测CHF患者短期预后不良的ROC曲线图

此外，氧化应激是导致心肌组织炎症反应加重的重要原因。张秀娟等[14]发现氧化应激能够促进MCP-1的表达，进而介导脂肪细胞功能障碍。贺海波等[15]通过体外培养Wistar乳大鼠的心肌细胞，证实H2O2可诱导心肌细胞氧化损伤，而珠子参总皂苷通过抑制心肌细胞内ROS的产生与聚集，进而抑制MCP-1的表达，从而发挥心肌细胞抗氧化损伤的保护作用。因而推断血清XO水平与MCP-1分子的分泌存在一定关联。在本研究中，我们同样发现CHF患者血清MCP-1水平明显高于健康对照人群，且随NYHA心功能分级的增加，血清MCP-1水平也逐渐增加，这也和血清XO的变化趋势基本一致。

目前NYHA心功能分级标准是各项指南和临床实践中最常使用的诊断依据，但存在一定局限性，一方面受主观因素影响较多，另一方面心脏超声检查成本较高，且很多医院需提前预约。在本研究中，我们发现Ⅲ～Ⅳ级组患者LVESd和LVEDd值与Ⅱ级组患者比较无统计学差异，虽然Ⅲ～Ⅳ级组患者LVEF值低于Ⅱ级组患者，但存在个体差异性，对于判断心功能损伤程度的灵敏度较差。说明单纯依靠超声心动图，并不能够完全反映CHF心功能下降程度。而随着心功能分级的增加，血清XO、MCP-1水平逐渐升高，并且与LVEF和NT-proBNP水平具有密切相关性，说明血清XO、MCP-1有望成为重度心力衰竭筛查的参考指标，对于临床CHF的诊断和危险分层有一定的指导价值。此外，我们还进一步考察了两者与CHF患者1年短期随访结局的关系。结果显示，发生MACE的患者血清XO和MCP-1水平高于未发生MACE的患者，经ROC曲线分析，血清XO、MCP-1对1年内MACE地发生有一定预测效能。

CHF本身病因复杂、病程较长，不同病理阶段可能涉及不同的分子机制，但是氧化应激和炎症反应一直伴随CHF病理进程的始终，因而寻找高灵敏度的作用分子对于CHF的诊治、预后评估具有重要临床意义。本研究结论虽然为XO、MCP-1与CHF心功能损伤程度的关系提供了一定的循证依据，但由于两者都属于心力衰竭复杂调控网络中的重要一环，在不同阶段、不同途径上可能发挥着不同作用，因此需要进行更深入的机制研究及多中心、大样本、长时间分层分析，以证实本结论的可靠性。

综上所述，CHF患者血清XO和MCP-1水平均高于健康对照人群，且与NYHA心功能分级呈显著的正相关性。通过为期1年的随访，我们发现血清XO和MCP-1对于CHF的近期主要不良心血管事件有一定预测效能，可为临床分层治疗提供一定信息。