强直性脊柱炎患者血清YKL-40，Galectin-3和ChT水平与疾病活动度及动脉粥样硬化进展的相关性研究

王 佩，米晓燕，白园园，周红敏，岳晓琳

（河北省邯郸市中心医院西区免疫科，河北邯郸 056001）

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种慢性、进展性、炎症性疾病，主要累及中轴关节以及心脏和血管系统等非关节器官[1]，AS患者罹患动脉粥样硬化性心血管疾病风险明显增加，而炎症反应是AS 活动增强，动脉粥样硬化的主要原因[2]。甲壳质酶蛋白40（chitin enzymes protein-40，YKL-40）是一种几丁质结合凝集素，在软骨细胞、滑膜成纤维细胞、炎性细胞等表达丰富，现有研究显示缺血性血管疾病患者血浆中YKL-40 水平明显升高，其水平与病情程度和预后密切相关[3]。半乳糖凝集素3（Galectin-3）在组织炎症、修复和纤维化中发挥作用，是心血管纤维化的新标志物，参与动脉粥样硬化斑块形成及发展过程[4]。几丁质酶（chitotriosidase，ChT）是催化几丁质水解生成N-乙酰葡糖胺反应的酶，在组织损伤、炎症、组织修复和重塑反应中发挥重要作用[5]。有关YKL-40，Galectin-3，ChT 在AS 中作用的报道十分少见，其是否与AS 疾病活动有关，是否参与AS 动脉粥样硬化进程尚不清楚。鉴于此，本研究检测了AS 活动期和非活动期患者血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平，探讨其与疾病活动度和动脉粥样硬化的相关性。

1 材料与方法

1.1 研究对象 纳入标准：①符合《强直性脊柱炎诊断及治疗指南》诊断标准[6]；②年龄＞18 周岁；③病程＞6 个月。排除标准：①腰骶椎间盘突出，脊柱滑脱等其它脊柱病变；②风湿、类风湿、外周性关节炎；③既往骶髂关节创伤史；④骶髂关节肿瘤、感染等。资料概况：选择2018年3月～2020年6月邯郸市中心医院收治的101 例AS 患者，根据Bath 强直性脊柱炎病情活动指数（Bath disease activity index of ankylosing spondylitis，BASDAI）评分[7]将其分为非活动期组（BASDAI 评分＜4 分）41 例和活动期组（BASDAI 评分≥4 分）60 例。非活动期组：男性33 例，女性8 例，年龄21～52岁，平均31.35±8.69 岁，病程0.8～13年，平均8.21±3.24年。活动期组：男性45 例，女性15 例，年龄23～51 岁，平均年龄31.54±8.22 岁，病程1～11年，平均8.47±3.16年。另选择53 例同期于邯郸市中心医院门诊体检中心体检的健康志愿者为对照组，男41 例，女12 例，年龄27～58 岁，平均32.06±8.77 岁。三组受试者均知情同意签署同意书，年龄、性别比较差异无统计学意义（P＞0.05），活动期组、非活动期组病程比较差异无统计学意义（P＞0.05），本研究获得我院伦理委员会批准。

1.2 仪器与试剂 意大利BIOBASE2000 全自动酶联免疫分析仪,YKL-40 试剂盒购自北京科美东雅生物技术有限公司，Galectin-3 和ChT 试剂盒购自上海酶链生物技术公司。

1.3 方法

1.3.1 血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 检测：所有患者均于入院24h 内采集空腹静脉血（对照组体检当日）3ml 注入干燥试管，待血液凝固后，取上层液置于TGL-15M 台式微量高速冷冻离心机（湖南平凡科技有限公司）4℃ 3 000r/min 离心15min(离心半径10cm)，取上层液-80℃保存待检。快速解冻血清样品，应用酶联免疫吸附试验检测血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平。

1.3.2 AS 疾病活动度评估 采用BASDAI 评分对患者过去一周脊柱痛、疲劳感、关节痛、肌腱附着点压痛、晨僵持续时间、疼痛程度进行评估，评分越高说明疾病活动程度越强。Bath 强直性脊柱炎功能指数（Bath functional index of ankylosing spondylitis，BASFI）[8]:采用视觉模拟评分法由患者对完成日常生活情况进行评分，评分越高说明疾病活动程度越强。

1.3.3 颈动脉超声检查：所有患者入院24h 内（对照组体检当日）进行颈动脉超声检查，仪器：飞利浦HD7XE 彩色多普勒超声波诊断仪，自带11L-D线阵探头频率5～12 MHz。患者平卧，头后仰暴露颈部，依次扫查左右两侧颈总动脉、颈内动脉和颈外动脉，采用“双线征”法测量颈总动脉分叉处近端远侧壁1～1.5cm 处颈动脉内-中膜厚度（intimamedia thickness，IMT），如果存在斑块取病变近端1～1.5cm 处测量。测量三次取平均值。

1.3.4 颈股脉搏波传导速度（carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV）测量：所有患者入院24h 内（对照组体检当日）进行cfPWV 测量。仪器：全自动动脉硬化检测仪（澳大利亚悉尼SphygmoCor 公司）。方法：患者空腹安静状态下，测量坐位右上臂血压三次（每次间隔5min），取平均值输入计算机，患者仰卧，测量右颈总动脉至股动脉搏动最明显处体表距离（输入计算机），并于该两点放置压力感受器，仪器自动记录16 个cfPWV 值，去掉3 个最大值和最小值，取剩余10个cfPWV 平均值。

1.4 统计学分析 YKL-40，Galectin-3 和ChT 计量资料以均数±标准差（x±s）表示，三组间比较采用One-way 方差分析，组间两两对比采用LSD-t检验。两组间比较采用Student-t检验。性别以n(%)表示，采用卡方检验。此外，以Pearson 相关性或Spearman 秩相关性系数描述YKL-40，Galectin-3，ChT 与BASDAI 评分、BASFI 评分以及IMT，cfPWV 之间相关性。检验水准α=0.05。以上数据分析采用美国IBM公司数据分析软件SPSS 25.00进行。

2 结果

2.1 各组血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平比较见表1。活动期组血清YKL-40，Galectin-3，ChT水平高于非活动期组和对照组（t=6.135，13.787，10.753 和11.072，25.964，24.184，均P＜0.05），非活动期组血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平高于对照组（t=8.016，26.088，23.085，均P＜0.05）。

表1 各组血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平差异(x±s)

2.2 各组BASDAI 评分，BASFI 评分，IMT 和cfPWV 比较 见表2。活动期组BASDAI 评分，BASFI 评分高于非活动期组（t=13.311，15.236，均P＜0.05），活动期组IMT，cfPWV 高于非活动期组和对照组（t=6.243，68.401 和13.057，71.880，均P＜0.05），非活动期组IMT，cfPWV高于对照组（t值=8.126，12.154，均P＜0.05）。

表2 各组BASDAI 评分，BASFI 评分，IMT，cfPWV 差异(x±s)

2.3 血清YKL-40，Galectin-3和ChT水平与疾病活动度相关性分析 见图1。Spearman 秩相关性分析显示：AS 患者血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平与BASDAI 评分，BASFI 评分呈正相关（rs=0.541，0.437；0.423，0.426；0.513，0.406，均P＜0.001）。

图1 血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平与BASDAI 评分，BASFI 评分相关性的散点图（n=101）

2.4 血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 与动脉粥样硬化进展相关性分析 见图2。Pearson 相关性分析显示：AS 患者血清YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平与IMT，cfPWV 呈正相关（r=0.501，0.414；0.524，0.509；0.433，0.469，均P＜0.001）。

图2 血清YKL-40，Galectin-3，ChT 水平与IMT，cfPWV 相关性的散点图（n=101）

3 讨论

AS 是一种慢性风湿性炎症疾病，早期以背痛和晨起僵硬，伴发热、乏力等症状为主，经数月甚至数年发展后可出现持续性疼痛，脊柱由下而上出现强直和畸形。AS 患者存在明显内皮功能障碍，内皮功能损伤与亚临床动脉粥样硬化和未来心血管事件密切相关，与正常人群比较，AS 患者动脉粥样硬化、心血管疾病发病率和死亡率明显升高[9]，动脉粥样硬化是缺血性心血管疾病的主要病理基础，炎性细胞在血管内膜浸润，导致内膜增厚，内皮细胞损伤，诱导斑块形成，可加剧动脉粥样硬化，增加AS 心血管疾病风险[10]。

YKL-40 是肝素与几丁质结合而成的炎性糖蛋白，由炎症组织中的局部炎症细胞产生，参与血管平滑肌细胞黏附和迁移，血管损伤及修复过程。现有研究显示心血管患者YKL-40 水平升高，YKL-40水平与心血管疾病严重程度和预后相关[11]，其水平与急性脑梗死的发生率呈正相关[12]。YKL-40 与AS 关系的报道十分少见，本研究结果显示AS 患者不论在活动期还是非活动期，血清YKL-40 水平均高于对照组，YKL-40 水平与AS 疾病活动度有关，说明AS 活跃期可促使YKL-40 合成，扩大机体炎性反应。本研究发现YKL-40 同样参与了AS 动脉粥样硬化进展过程，YKL-40 水平与IMT，cfPWV呈正相关，ŚCIBORSKI 等[13]也认为YKL-40 是动脉粥样硬化潜在的生物标志物，与动脉粥样硬化程度密切相关。YKL-40 参与AS 患者动脉粥样硬化的机制为：AS 患者炎症反应下YKL-40 合成增多，高水平YKL-40 可诱导巨噬细胞摄取氧化低密度脂蛋白并转变为泡沫细胞，继而促使动脉粥样硬化斑块形成[14]。其次，YKL-40 通过促进血管平滑肌增生迁移诱导动脉粥样硬化斑块内新生血管形成，加剧斑块不稳定性和斑块破裂。第三，YKL-40 还可诱导基质金属蛋白酶-9 表达降解细胞外基质，导致动脉粥样硬化斑块不稳，诱导其脱落[15]。

Galectin-3 是半乳糖凝集素家族中的一员，在心脏、大脑、血管中有广泛的分布，可调节细胞生长增殖分化，细胞与基质间相互作用、维持体内平衡，创伤愈合等广泛生物学作用[16-17]。Galectin-3通过促进NLRP3 炎症小体激活调节炎症反应，促使纤维形成，参与血管疾病发病机制，是心脏重建和纤维化的生物标志物，被认为与急性冠脉综合征患者全因死亡、心血管事件和心力衰竭发生独立相关[18]。本研究发现Galectin-3同样参与AS发病过程，Galectin-3 与AS 疾病活动度和动脉粥样硬化进展有关，说明Galectin-3 水平升高可促使AS 活动性增强，加速动脉粥样硬化过程。OYENUGA 等人[19]发现Galectin-3 水平越高，IMT 值越高。Galectin-3 参与AS 动脉粥样硬化过程的机制可能为：Galectin-3 是新型血管炎症因子，动脉粥样硬化斑块活化巨噬细胞分泌大量Galectin-3，Galectin-3 促使巨噬细胞释放肿瘤坏死因子α，白细胞介素6 等大量炎症因子，扩大血管炎性反应，促进冠状动脉泡沫细胞增生，加速动脉粥样硬化病变过程[20]。其次，Galectin-3通过激活血凝素样氧化低密度脂蛋白受体1/活性氧/p38/核转录因子-κB 信号传导途径，促使氧化低密度脂蛋白产生，诱导平滑肌细胞表型转化，促使平滑肌细胞增生、转移、加速动脉粥样硬化病变[21]。

ChT 是广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性的高分子糖蛋白，由巨噬细胞、中性粒细胞、滑膜细胞等多种细胞合成和分泌，参与炎症反应，组织损伤修复、氧化损伤、细胞凋亡、Th1/Th2 平衡、M2 巨噬细胞分化、转化生长因子β1 精化、树突细胞聚集和激活，ChT 水平升高被认为是巨噬细胞活化的标志[22]。慢性阻塞性肺疾病患者肺泡灌洗液中ChT 水平显著升高，参与气道嗜酸性粒细胞的炎症反应过程[23-24]。本研究发现AS 患者ChT 水平升高，且与非活动期AS 患者相比，活动期AS 患者血清ChT 水平更高，ChT 水平与BASDAI 评分，BASFI 评分呈正相关，说明炎性反应刺激下巨噬细胞活化合成ChT 增多，AS 活动期患者炎症反应扩大，ChT 合成增加。ChT 是否参与AS 动脉粥样硬化过程尚不清楚，本研究结果表明ChT 水平与AS患者IMT，cfPWV 呈正相关，JUNG 等人[25]实验显示动脉粥样硬化动物模型ChT 表达增加，高表达ChT 可介导内皮细胞炎症和血管平滑肌细胞激活，加剧动脉粥样硬化。DI ROSA 等人[26]发现ChT 参与糖尿病动脉粥样硬化性并发症发病机制。推测机制为ChT 可能通过调控巨噬细胞活化，CD4+T 细胞向Th2 分化，增加局部炎症反应，加快动脉粥样硬化进程。

综上所述，AS 患者血清YKL-40，Galectin-3和ChT 水平均升高，YKL-40，Galectin-3，ChT 升高可促使AS 活动度增加，加速动脉粥样硬化进程。YKL-40，Galectin-3 和ChT 可作为AS 病情评估的指标以及治疗的潜在靶点。本研究不足之处在于未动态观察YKL-40，Galectin-3 和ChT 水平变化，其与AS 临床治疗疗效以及预后的关系尚不清楚，望在以后研究中开展。