外周血SDF-1/CXCR4 轴与急性心肌梗死患者冠状动脉侧支循环形成的关系

刘卫清，陈安琪，薛雅馨，莫世芳，王 婷

（株洲市中心医院心血管内科，湖南株洲 412000）

急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）是一种常见的心血管疾病，由于心肌长期缺血导致部分心肌组织出现急性坏死，严重时可导致死亡［1］。目前，随着中国人口老龄化，AMI 发生率和病死率也在逐渐上升，严重影响中国人的身体健康和生存质量［2］。冠状动脉侧支循环（coronary collateral circulation，CCC）是机体面对冠状动脉长期严重缺血形成的适应性反应，可减少心肌组织坏死面积从而保护心室，是保护心肌组织的重要因素［3］。基质细胞衍生因子-1（stromal cell derived factor 1，SDF-1）参与心肌细胞的凋亡过程［4］。CXC趋化因子受体-4（C-X-C chemokine receptor 4，CX⁃CR4）是SDF-1 受体蛋白之一，在调节心血管疾病的发生、发展中起重要作用［5］。SDF-1/CXCR4 轴在癌症中的研究较多，但在AMI 的CCC 形成上的关系研究较少［6］。因此，本研究将通过检测AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度，评估外周血SDF-1、CXCR4 浓度对AMI 患者CCC 形成的影响。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2017 年2 月至2019 年4 月在株洲市中心医院住院、首次发作的AMI 患者（AMI 组）125 例，男72 例，女53 例；年龄（58.78±4.35）岁；体质量指数为（22.17±1.66）kg/m2。所有患者入院后均于发作1 d 内行冠状动脉造影术（coronary angiography，CAG），其中，ST 段抬高型心肌梗死（ST-elevation myocardial infarction，STEMI）患者先行急诊经皮冠状动脉介入（percutaneous coronary intervention，PCI）治疗，全球急性冠状动脉综合征注册研究危险评分（the global registry of acute coronary events，GRACE）＞140 分的非ST 段抬高型心肌梗死（non-ST elevation myocardial infaction，NSTEMI）患者于24 h 内行CAG 检查。选取同期健康体检者125 名作为对照组，男70 名，女55 名；年龄为（59.22±4.61）岁；体质量指数为（21.86±1.52）kg/m2。两组性别、年龄、体质量指数比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

纳入标准：（1）符合AMI 诊断标准［7］（存在胸痛、憋气临床症状）；心电图变化具有心肌梗死特征；血清心肌坏死标志物肌酸激酶、肌酸激酶同工酶是正常上限值2 倍及以上，以上特征至少具有2 项或以上。（2）本研究经本院伦理委员会审核并批准。（3）患者及家属对本研究知情并签署纸质版知情同意书。

排除标准：（1）患有与冠状动脉有关的疾病及感染、肿瘤、结缔组织疾病、糖尿病、肝及肾功能不全的患者；（2）既往接受PCI 治疗或冠状动脉旁路移植术治疗的患者；（3）有影响外周血SDF-1、CXCR4 浓度和测定的药物因素者；（4）最近1 个月内参与过其他临床试验者；（5）资料不完整或不真实者。

1.2 试剂与仪器

人SDF-1、CXCR4 酶联免疫吸附试验（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）试剂盒（货号分别为：YYSJH-052、YYSJH-2303）均购自上海优予生物科技有限公司；酶标仪（型号：MODEL550）购自美国Bio-Rad 公司。

1.3 血液采集及指标检测

清晨抽取研究对象空腹外周静脉血10 mL，4℃3 000 r/min 离心10 min，吸取上层血清置于无菌EP 管中，使用ELISA 法检测患者SDF-1、CXCR4浓度，试验方法均按照试剂盒说明书进行。酶标仪测定吸光度值，波长为450 nm，重复3次，取平均值，测定标准液吸光度结果，结合标准液浓度绘制出标准曲线，得出换算方程，计算SDF-1、CXCR4浓度。

1.4 冠状动脉侧支循环情况分级

Rentrop-Cohen CCC 分级标准［8］：（1）0 级，缺血区域无任何CCC 充盈迹象；（2）1 级，缺血区域可观察到CCC充盈病变血管分支，但心外膜下血管未被充盈；（3）2 级，缺血区域可观察到CCC 充盈病变血管分支，且心外膜下血管段已被部分充盈；（4）3级，缺血区域可观察到CCC 充盈病变血管分支，且心外膜下血管段已被完全充盈。根据Rentrop-Cohen分级将AMI患者分为CCC不良组（Rentrop-Cohen分级≤1级，84例）和CCC良好组（Rentrop-Cohen 分级≥2 级，41 例）。

1.5 统计学分析

统计分析均采用统计学软件SPSS 24.0 进行处理。采用（）描述正态分布的计量资料，多组间比较行单因素方差分析，两两比较行LSD-t检验。Pearson 法分析外周血SDF-1 浓度与CXCR4浓度的相关性。采用多因素Logistic 回归分析分析影响AMI 患者CCC 形成的因素。采用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）评估外周血SDF-1、CXCR4 浓度对AMI 患者CCC 形成的预后价值，检验水准（α）为0.05。当P＜0.05 时，差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组研究对象外周血SDF-1、CXCR4浓度比较

与对照组相比，AMI 组患者外周血SDF-1、CXCR4浓度明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05），详见表1。

表1 两组研究对象外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较［n=125，］

表1 两组研究对象外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较［n=125，］

2.2 不同CCC分级AMI患者外周血SDF-1、CXCR4浓度比较

与CCC 0 级组相比，CCC 1、2、3 级组AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度明显升高（P＜0.05）；与CCC 1 级组相比，CCC 2、3 级组AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4浓度明显升高（P＜0.05）；与CCC 2级组相比，CCC 3级组AMI患者外周血SDF-1、CXCR4浓度明显升高（P＜0.05），差异均有统计学意义，见表2。

表2 不同CCC 分级AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较 ［］

表2 不同CCC 分级AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较 ［］

注：与CCC 0 级组比较，*P＜0.05；与CCC 1 组比较，1）*P＜0.05；与CCC 2 组比较，2）*P＜0.05

2.3 急性心肌梗死患者不同预后组外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较

与CCC 不良组相比，CCC 良好组患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 急性心肌梗死患者不同预后组外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较 ［］

表3 急性心肌梗死患者不同预后组外周血SDF-1、CXCR4 浓度比较 ［］

2.4 急性心肌梗死患者外周血SDF-1浓度与CXCR4浓度的相关性分析结果

Pearson 相关性分析显示，AMI 患者外周血SDF-1 浓度与CXCR4 浓度呈明显正相关（r=0.447，P＜0.05），见图1。

2.5 影响AMI 患者CCC 预后的多因素分析结果

将AMI 患者CCC 是否形成不良作为因变量，以外周血SDF-1、CXCR4 浓度为自变量进行多因素Logistic 回归分析，结果显示，外周血SDF-1、CXCR4 浓度均为影响AMI 患者CCC 形成的保护因素（P＜0.05），见表4。

2.6 外周血SDF-1、CXCR4 浓度对AMI 患者CCC不良预后的预测能力

图1 AMI 患者外周血SDF-1 浓度与CXCR4 浓度的相关性分析散点图

表4 影响AMI 患者CCC 预后的多因素分析

预测AMI 患者CCC 形成不良，外周血SDF-1浓度的ROC 曲线下面积为0.855（95%CI：0.779～0.931），截断值为3.28 ng/mL，敏感度为73.8%，特异度为82.9%；外周血CXCR4 浓度的ROC 曲线下面积为0.825（95%CI：0.749～0.901），截断值为4.65 ng/mL，敏感度为65.5%，特异度为80.5%；两者联合预测的ROC 曲线下面积为0.913（95%CI：0.860～0.965），敏感度为84.5%，特异度为82.9%；见图2。

图2 外周血SDF-1、CXCR4 浓度预测AMI 患者CCC 不良预后的ROC 图

3 讨论

近年来，中国冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的发病率和病死率随着冠心病危险因素流行的趋势明显不断上升［9］。AMI是临床上常见的一种冠心病类型，是冠心病的首要死亡原因，发病者多为老年人，且随着人口老龄化的到来，AMI 患病人数将出现大幅度增长［10］。目前，通过恢复动脉血流使心肌得到灌注是挽救濒死心肌组织的有效治疗方法［11］。CCC又称内源性旁路系统，是冠状血管间相互吻合的微小血管，可在机体适应心肌缺血过程中生成并重构，替代心肌供血来源，在一定程度上延缓缺血性心肌病的恶化，保护心肌组织，达到改善病情的目的［12］。研究表明，早期及时建立良好的CCC 对保护心脏功能、改善患者不适症状及预后具有重要作用，约1/3 的AMI 患者在发病12 h内能形成CCC［13］。通过研究影响AMI 患者CCC 形成的因素，可为AMI患者的治疗及预后提供依据。

SDF-1 是近年来新发现的炎症趋化因子，其在血管新生和心肌细胞修复过程中发挥重要作用［14］。CXCR4 在骨髓干细胞中广泛表达，可作为SDF-1 重要受体共同在心肌再生过程中发挥作用［15］。Yang 等［16］研究表明，SDF-1 可通过促进CXCR7 表达，调控间质干细胞增殖，从而降低梗死灶面积并加速心功能恢复；这提示SDF-1/CXCR7通路可能参与缺血性心脏病的心肌修复过程。殷英等［17］发现，通过上调大鼠心肌组织中SDF-1、CXCR4 基因，可减小大鼠心肌梗死面积；提示SDF-1/CXCR4 生物轴具有保护缺血心肌的保护作用。盛瑾等［18］通过对心肌梗死大鼠局部注射同种异体骨髓间质干细胞，发现SDF-1/CXCR4 在梗死周边注射细胞区显著高表达；提出SDF-1/CXCR4轴表达上调是间质干细胞改善心肌梗死后心肌功能的重要途径。

本研究结果表明，与对照组相比，AMI 组患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度明显升高；提示外周血SDF-1、CXCR4 浓度可影响AMI，但具体作用未知。随着CCC 的形成，AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4浓度明显升高；与CCC不良组相比，CCC良好组患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度明显升高；提示SDF-1、CXCR4 参与AMI 患者CCC 的形成过程，且CCC 形成越多，预后相对越良好，外周血SDF-1、CXCR4浓度相对越高，外周血SDF-1、CXCR4 可能参与CCC 形成从而影响预后，但具体机制尚不明确。进一步研究发现，AMI 患者外周血SDF-1 浓度与CXCR4 浓度呈明显正相关；提示外周血SDF-1 与CXCR4 浓度在AMI 发展过程中有密切联系，可能相互作用共同参与AMI 患者CCC 发展过程。外周血SDF-1、CXCR4浓度均为影响AMI患者CCC的保护因素；提示外周血SDF-1、CXCR4 浓度降低可能导致AMI患者CCC形成不良，必要时外周血SDF-1、CXCR4 浓度可用来评价AMI 患者CCC 形成情况并预测其发展。两者联合预测的ROC 曲线下面积为0.913，敏感度为84.5%，特异度为82.9%；提示与单因子预测AMI 患者CCC 的形成情况相比，外周血SDF-1、CXCR4 浓度联合预测能提高曲线下面积、敏感度和特异度，对预后的诊断价值更高。

综上所述，AMI 患者外周血SDF-1、CXCR4 浓度明显上调，且随着患者CCC 级数的升高，两因子浓度均明显上调，对CCC 的形成均起促进作用，两者可评价CCC 形成情况。但本研究存在不足：本研究仅局限于首次发作AMI 的患者，且样本量略小，可进一步扩大样本验证结论。