不同心率水平人群基线人类软骨糖蛋白-39 与高血压发病关系的前瞻性研究*

徐 添，仲崇科，王艾丽，郭志荣，卜晓青，周逸鹏，田芸凡，皇甫新凤，朱正保，张永红

(1 南通大学附属医院神经内科，南通 226001；2 苏州大学医学部公共卫生学院流行病学教研室，江苏省老年病预防与转化重点实验室)

高血压病作为目前世界范围内严重的公共卫生问题，其患病率持续上升并不断增加了冠心病、脑卒中等心脑血管病的发病风险[1]。寻找预测高血压发病的新型生物标志物和危险因素将对高血压的预防控制产生重要的公共卫生和临床价值。人类软骨糖蛋白-39 是一种40 ku 的肝素和几丁质结合糖蛋白，也是哺乳动物类几丁质酶家族成员之一，因为其一条肽链氨基端的起始3 个氨基酸分别为酪氨酸、赖氨酸、亮氨酸，符号分别为Y、K、L，其相对分子质量约为40 000，故被习惯性地称为YKL-40，它主要由巨噬细胞、中性粒细胞和血管内皮细胞分泌[2-4]。目前，YKL-40 已被认为是可反映炎症、动脉粥样硬化及内皮功能异常的新型生物标志物[5-7]。本课题组前期研究[8-9]发现，在男性、高血压前期等具有内皮功能异常特征的人群中，YKL-40 水平与高血压发病风险呈显著正相关。鉴于高心率状态在促进动脉硬化与内皮功能异常方面同样发挥了重要作用[10-12]，因此在本研究中探讨不同心率状态人群基线YKL-40 水平与高血压发病风险的关联关系。

1 对象与方法

1.1 基线研究人群 本研究以2007 年9 月—2008年8 月在江苏省常熟市完成代谢综合征防治研究现场(国家“十一五”科技支撑计划项目：代谢综合征的发病趋势和综合控制研究)的20 343 例被调查者作为研究对象，开展前瞻性巢式病例对照研究。基线调查的主要内容包括人口统计学信息，生活方式(吸烟、饮酒、体力活动)、个人疾病史、用药史、心脑血管疾病家族史等资料，并进行了血压、身高、体质量、腰围和臀围的测量。所有研究对象在基线血压测量前30 min 被要求避免饮酒、吸烟、饮茶或咖啡、锻炼活动等。基线血压测量使用欧姆龙电子血压计(HEM-770A)，坐位测量3 次，取平均值，以血压计提示的脉搏数作为心率值。高血压判定标准为收缩压≥140 mmHg/舒张压≥90 mmHg 或既往有高血压病史或正在服用降压药[13]。吸烟定义：过去抽烟≥100 支；饮酒定义：过去1 年内喝酒≥12 次。所有研究对象空腹12 h 以上抽取静脉血，检测总胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇及血糖水平，血标本的分离、分装及运输均在低温条件下进行，并及时转入-80 ℃超低温冰箱保存。最终确认12 423 例研究对象在基线时无高血压、冠心病、脑卒中、肝肾疾病、肿瘤、慢性阻塞性肺病、外周血管病等疾病。

1.2 随访与结局评估 在国家“十二五”科技支撑计划项目(我国心血管疾病发病及死亡影响因素的前瞻性随访)的支持下，于2013 年4—6 月对上述研究对象进行了随访。血压测量方式及高血压的判定标准与基线调查时保持一致。在12 423 例研究对象中2 344 例失访，结合问卷调查、体格检查及生化指标等信息排除随访过程中新发的继发性高血压、冠心病、脑卒中、肝肾疾病、肿瘤、慢性阻塞性肺病、外周血管病等病例，最终确定了1 774 例新发原发性高血压病例。本研究经南通大学附属医院医学伦理委员会批准，所有研究对象签署了知情同意书。

1.3 病例与对照的筛选 在新发原发性高血压患者及剩余的未发生高血压及其他严重疾病的健康者中，筛选出700 对年龄、性别匹配的高血压病例及健康对照。80 次/min 为上述研究对象基线心率水平的上四分位数，根据700 例病例及700 例对照的基线心率水平将其分为高心率人群(心率≥80 次/min)及低心率人群(心率＜80 次/min)。结果发现，在以上700 对性别、年龄匹配的病例对照中，有423 例病例对照具有可比的心率状态，故将其作为对象进行研究。

1.4 YKL-40 水平的检测 YKL-40 已被证明在多次冻融后其水平依然相对稳定[14]。采用酶联免疫吸附法对血浆YKL-40 水平进行测定(Catalog:DC3L10;R&D Systems,Inc,Minneapolis)，试剂盒的批内与批间变异系数分别＜5%和7%。步骤：(1)将全血样品放置4 ℃保存，3 000 g/min 离心10 min，取上清液检测；(2)标准品孔各加不同浓度的标准品50 μL，样本孔先加待测样本10 μL，再加样本稀释液40 μL；(3)加酶标试剂100 μL，37 ℃孵育60 min；(4)洗板5 次，加显色液A、B 各50 μL，37 ℃避光孵育显色15 min；(5)加终止液50 μL，立即在450 nm 波长处测量吸光度值；(6)计算样品浓度。

1.5 统计学方法 分别在高心率及低心率人群中对年龄、性别及心率状态匹配的病例和对照进行基线资料的比较，正态分布的连续性变量采用配对t检验，非正态分布的连续性变量采用配对秩和检验，分类变量采用未调整的条件Logistic 回归。按照健康对照组中YKL-40 水平的下三分位数(33 ng/mL)将所有研究对象分为2 组，即基线水平＜33 ng/mL 为YKL-40 低水平组，基线水平≥33 ng/mL 为YKL-40高水平组。分别在高心率和低心率人群中，采用协方差分析比较YKL-40 高水平组与低水平组随访时血压水平，采用χ2检验比较YKL-40 高水平组与低水平组随访时新发高血压比例，采用多因素条件Logistic回归模型估计YKL-40(连续性变量以及三分位变量)对高血压发病的影响，计算相应比值比(odds ratio,OR)以及95%可信区间(confidence intervals,CI)，并对YKL-40 水平与高血压发病风险之间的剂量反应关系进行线性趋势检验，在相乘模型下检验YKL-40水平与心率之间的交互作用对高血压发病的影响。采用净重新分类指数(net reclassification improvement,NRI)和整体鉴别指数(integrated discrimination improvement,IDI)评价YKL-40 对高血压发病风险的预测效力。采用SAS(version 9.4;SAS Institute,Cary,NC,USA)及R 软件(version 3.5.1;The R Foundation for Statistical Computing,Vienna,Austria)进行统计分析，检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 研究对象基线特征 纳入的423 对病例对照中，62 对病例对照的基线心率状态≥80 次/min，361对病例对照的基线心率状态＜80 次/min，高心率人群的基线YKL-40 水平与低心率人群之间差异无统计学意义[56.4(25.1～126.8) ng/mL vs 59.4(25.0～122.1) ng/mL,P=0.81]。如表1 所示，在高心率人群中，与健康对照相比，新发高血压病例在基线时具有更高的体质量指数(body mass index,BMI)和血压水平；在低心率人群中，与健康对照相比，新发高血压病例在基线时饮酒者比例更高，具有更高的BMI、血压水平及更低的高密度脂蛋白胆固醇水平。

表1 不同心率状态人群中病例与对照基线特征的比较(,n,%)

表1 不同心率状态人群中病例与对照基线特征的比较(,n,%)

2.2 基线YKL-40 与随访血压的关联分析 在高心率人群中，基线YKL-40 水平中、上三分位组随访时的血压水平显著高于YKL-40 水平下三分位组；在低心率人群中，基线YKL-40 水平中、上三分位组随访时的血压水平与YKL-40 水平下三分位组相比差异无统计学意义(表2)。如图1 所示，在高心率人群中，基线YKL-40 水平中、上三分位组随访时高血压发病率显著高于YKL-40 水平下三分位组(56.98% vs 34.21%,P=0.02)；在低心率人群中，基线YKL-40 水平中、上三分位组随访时高血压发病率与YKL-40 水平下三分位组相比差异无统计学意义(49.28% vs 51.48%,P=0.58)。

图1 不同心率水平人群中YKL-40 高、低水平组高血压发病率的比较

表2 不同心率状态人群中YKL-40 各水平组随访血压的比较mmHg

2.3 基线YKL-40 与高血压风险的关联及预测分析 如表3～4 所示，在高心率人群中调整了混杂变量后，经对数转化的YKL-40 水平每增加1 个单位，高血压发病风险上升71%(P=0.03)，同YKL-40 水平下三分位组相比，YKL-40 水平中、上三分位组发生高血压的风险显著性升高(OR=4.39,95%CI:1.24～15.48)，随着YKL-40 水平的升高，高血压发病风险不断增加(P=0.04)，在传统危险因素的基础上增加YKL-40 水平，能显著提高对高血压发病的预测效力(NRI=16.13%,P=0.04;IDI=4.29%,P<0.01)。在低心率人群中，YKL-40 水平与高血压发病的关联关系及其预测效力均无统计学意义。YKL-40 水平与心率之间对高血压发病风险存在显著的交互作用(P=0.01)。

表3 不同心率状态人群中YKL-40 水平与高血压发病关系的多因素条件Logistic 回归分析

表4 不同心率状态人群中在传统危险因素的基础上增加YKL-40 后对高血压发病风险预测价值改善的分析

3 讨 论

本研究首次报道了YKL-40 水平在基础心率≥80 次/min 的人群中与高血压发病风险呈显著正相关并具备较强的预测价值，YKL-40 水平与心率之间存在显著的交互作用从而对高血压发病风险产生影响。事实上，高心率人群已被发现是包括高血压在内的众多心血管病危险因素的高危人群[15-17]，一项来自韩国成年人群的横断面研究[17]显示，在BMI≥25 kg/m2与＜25 kg/m2的人群中，心率≥80 次/min 组高血压的患病风险分别是心率＜80 次/min 组的1.47倍与1.43 倍。亨利福特医院的回顾性队列研究[16]同样发现，心率＜70 次/min、70～85 次/min 及≥85 次/min人群的高血压发病率分别为63.1/千人年、70.4/千人年及81.6/千人年，心率≥85 次/min 人群发生高血压的风险是心率＜70 次/min 人群的1.15 倍，心率水平与高血压发病风险之间存在显著正相关的剂量反应关系。由此可见，在高心率人群中寻找有效的预测高血压发病的生物标志物将对该特定人群的高血压预防产生重要的公共卫生和临床意义。

人体内多种细胞包括免疫细胞、动脉血管内皮细胞和动脉血管平滑肌细胞等均能分泌YKL-40，各种炎症组织和动脉粥样斑块中也被发现有YKL-40 的表达。YKL-40 作为一种炎性糖蛋白，通过加速细胞趋化、黏附、迁移、重组和组织重塑导致内皮功能受损，在组织内建立巨噬细胞亚群，使组织内发生炎性反应和细胞外组织重塑，这是YKL-40 与血压水平密切相关的重要机制[18]。本课题组前期研究[8-9]已发现，在男性及高血压前期等具有内皮功能异常特征的人群中，YKL-40 水平与高血压发病风险呈显著性相关，这一现象被本次研究再次验证。高心率状态促进了动脉硬化与内皮功能异常，S.P.WHELTON 等[12]研究发现心率水平与亚临床炎症状态密切相关，炎症指标主要包含了C 反应蛋白、白细胞介素-6 及纤维蛋白酶原。动物研究[19]同样提示，在血脂异常的小鼠中采用依伐布雷定降低心率能有效改善心功能异常并预防肾血管与脑血管的内皮功能异常。这从另一个侧面印证了高心率水平的确加剧了内皮功能异常状态，从而促进了YKL-40 水平在这一特定人群中对高血压发病的影响。

本研究作为一项基于大型人群队列的前瞻性巢式病例对照研究，具备合理的先因后果的时序性，与横断面研究和一般病例对照研究相比，得到的论证强度更优。同时，本研究所纳入的病例与对照不仅在年龄、性别及心率状态方面具有可比性，而且在多因素分析时调整了包含心率水平在内的重要混杂变量，使研究结果的稳定性与可信度升高。当然，本研究尚存在一些局限性，首先，作为之前巢式病例对照研究的一项亚组分析，匹配条件略多，导致高心率人群中病例与对照的样本含量相对较少，因此研究结果有待大样本前瞻性队列进一步验证。其次，由于针对研究对象仅进行了1 次随访，很难获得研究对象高血压发病的具体时间。第三，基线血浆YKL-40 水平仅进行了1 次检测，但考虑到已有研究[14]证明YKL-40 水平具备较高的稳定性和较低的变异性，认为本研究中暴露因素错误分类的风险不能完全排除但相对较低。