γ-谷胺酰转移酶及血清胆红素与冠心病的相关性分析

刘永斌，李今朝

冠心病(coronary artery disease，CAD)是动脉粥样硬化导致器官病变的常见类型，也是严重危害人类健康的常见病[1]。目前，动脉粥样硬化的发病机制尚未阐明。许多研究证实，氧化应激和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)所引起的DNA损伤可促进动脉粥样硬化的进展[2-3]。γ-谷胺酰转移酶(GGT)是谷胱甘肽(GSH)代谢的一种催化酶，主要存在于细胞膜和微粒体上，肾脏、肝脏和胰腺含量丰富，且血清GGT主要来自肝胆系统，通常作为肝胆疾病及酗酒的检测指标[4]。血清GGT与心血管疾病、糖尿病和代谢综合征存在关系，是冠心病发病率和心血管相关死亡率的一个预测因素[5]。胆红素是血液循环中衰老红细胞在肝、脾及骨髓单核-吞噬细胞系统中分解和破坏的产物。胆红素是一种有效的抗氧化剂，Schwertner等[6]研究显示，冠心病与血清胆红素浓度呈负相关，并提出血清低胆红素浓度可能是冠心病发病的一项新危险因素。Gensini积分是根据冠状动脉狭窄严重程度、灌注区域的范围来评估冠心病严重程度的指标[7]。本研究通过Gensini评分评估冠状动脉病变的严重程度，分析GGT及血清胆红素与冠心病严重程度的相关性，进一步明确二者在冠心病发生发展中的差异及可能存在的相互作用。

1 资料与方法

1.1 研究对象 根据美国心脏病学会/美国心脏协会指南，冠心病定义为至少1支主冠状动脉管腔直径缩小≥50%。选取2019年1月—2019年9月于锦州医科大学附属第一医院住院并行冠状动脉造影确诊为冠心病的病人133例为冠心病组，再根据Gensini评分进一步分为轻度病变组及重度病变组。另选取同期于锦州医科大学附属第一医院进行冠状动脉造影检查确诊为非冠心病的病人55例作为对照组。排除标准：肝胆系统疾病；肝酶升高超过临床参考值[丙氨酸氨基转移酶 (ALT)>80 U/L，GGT>80 U/L]2倍及以上；各种感染性疾病；3个月内有外科手术和严重创伤史；造血系统疾病和严重贫血；恶性肿瘤；自身免疫性疾病或正在应用免疫抑制剂治疗者；陈旧性心肌梗死；既往行冠状动脉支架植入术或冠状动脉搭桥术者；心肌病或失代偿性心力衰竭；近2周内使用抗感染药物者；肾功能严重障碍者；脑血管疾病者；依从性差者；酗酒者等。本研究经锦州医科大学附属第一医院伦理委员会批准，病人均签署知情同意书。

1.2 冠状动脉造影检查与Gensini积分 入选病人具有冠状动脉造影指证且无禁忌证，由经验丰富的介入医师行冠状动脉造影术，根据世界卫生组织(WHO) 推荐的美国心脏病学会血管分段标准将冠状动脉分为15段，并根据Gensini评分准则确定冠状动脉粥样硬化的严重程度。①根据狭窄程度确定基本评分，狭窄程度 0～25%计1分，26%～50%计2分，51%～75%计4分，76%～90%计8分，91%～99%计16分，100%计32分；②根据病变部位确定评分系数，左冠状动脉主干×5.0；前降支近段×2.5，中段×1.5，心尖支及第一对角支均×1.0，第二对角支×0.5；回旋支近段×2.5，钝缘支、回旋支远段及后降支均×1.0，后侧支×0.5。右冠状动脉近段、中段、远段均为×1.0，后降支×1.0。以每1条冠状动脉的评分乘以该病变部位系数即为该病变的积分。病人如有多处血管病变，则各病变的评分总和即为该病人冠状动脉病变严重程度的总积分。

1.3 分组 根据是否有至少1支主冠状动脉管腔直径缩小≥50%分为冠心病组与对照组。并进一步将冠心病组按照所得Gensini评分分为两组，即所有冠心病病人Gensini评分由小到大排列后第50%的数字为切点，数值位于50%之前的病人定义为轻度病变组，数值位于50%及之后的病人定义为重度病变组。轻度病变组60例，Gensini评分8.5～39.0分；重度病变组73例，Gensini评分>39.0分。

1.4 实验室检查指标 所有入选病人入院禁食禁水12 h后于次日晨空腹采集静脉血8 mL，离心后取血清，采用全自动生化分析仪当天检测血清GGT、血清总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)、间接胆红素(IBIL)等生化指标。

2 结 果

2.1 对照组与冠心病组血清GGT、胆红素比较 冠心病组和对照组TBIL、DBIL、IBIL、GGT比较差异均有统计学意义(P<0.01)。详见表1。

表1 对照组与冠心病组血清GGT、胆红素比较[M(P25，P75)]

2.2 冠心病不同病变程度组间血清GGT、胆红素比较 轻度病变组与重度病变组TBIL、DBIL、IBIL、GGT比较差异均有统计学意义(P<0.05)，重度病变组TBIL、DBIL、IBIL低于轻度病变组，重度病变组GGT高于轻度病变组。详见表2。

表2 轻度病变组与重度病变组血清GGT、血清胆红素比较[M(P25，P75)]

2.3 相关性分析 结果显示TBIL、DBIL、IBIL与Gensini评分呈负相关(r值分别为-0.402、-0.387、-0.411，P均<0.05)，GGT与Gensini评分呈正相关(r=0.453，P<0.001)。

2.4 冠心病危险因素分析 将是否为冠心病作为因变量(否=0，是=1)，TBIL和GGT为自变量，进行Logistic回归分析。结果显示，GGT[OR=1.216，95%CI(1.127，1.312)，P<0.001]是冠心病的独立危险因素，TBIL[OR=0.719，95%CI(0.638，0.811)，P<0.001]是冠心病的独立保护因素。详见表3。

表3 冠心病影响因素的Logistic回归分析

2.5 TBIL和GGT诊断冠心病的效能 ROC曲线显示TBIL诊断冠心病的曲线下面积为0.771[95%CI(0.690，0.853)]。当TBIL诊断临界值取14.05 μmol/L时，其诊断效能最高，敏感度为83.46%，特异性为61.82%。TBIL<14.05 μmol/L可作为诊断冠心病的界定指标。GGT诊断冠心病的曲线下面积为0.811[95%CI(0.747，0.874)]。当GGT诊断临界值取21.5 U/L时，其诊断效能最高，敏感度为68.42%，特异性为89.09%。GGT>21.5 U/L可作为诊断冠心病的界值。详见图1。

图1 TBIL和GGT诊断冠心病的ROC曲线

3 讨 论

尽管血清GGT及胆红素水平与动脉粥样硬化之间的确切关系尚未完全阐明，但慢性炎症、氧化应激和脂质代谢异常可能参与了整个过程。GSH是人体重要的酶性抗氧化剂，其生理作用是通过将三肽谷氨酰胺键裂解为半胱氨酸和其他硫醇化合物来启动细胞外GSH的水解。该反应中产生的化合物通过将Fe3+还原为具有氧化还原活性的Fe2+来促进低密度脂蛋白氧化[8]。Paolicchi等[9]研究显示，冠状动脉斑块内定位到GGT的存在，为GGT直接参与斑块内低密度脂蛋白氧化以及动脉粥样硬化形成和冠状动脉疾病进展假说提供了病理学基础。Emdin等[5]发现，血清GGT可部分吸附在低密度脂蛋白上，低密度脂蛋白可携带GGT进入粥样硬化活性斑块内。Jiang等[10]研究认为GGT在纤维帽的形成、病变细胞元件的凋亡、斑块的侵蚀和破裂、血小板聚集增强和血栓形成等过程中起着核心作用。

Nakagami等[8]通过一组豚鼠过敏实验研究提出一种假设：胆色素可以通过多种机制，包括抗氧化和抗补体作用，作为内源性组织保护因子。Wu等[11]进行的一项体外实验证实，在37 ℃时，结合胆红素和非结合胆红素均可通过偶氮引发剂(AAPH)在体外抑制人产生的氧自由基对低密度脂蛋白氧化。Kang等[12]在一项前瞻性研究中对2 862名无心血管疾病的男性进行了冠状动脉CT血管造影(CTA)检查，发现血清胆红素水平与冠状动脉粥样硬化和钙化斑块呈剂量依赖性负相关，提示血清胆红素可作为冠心病的保护性生物标志物。因此，胆红素具有抗动脉粥样硬化作用。Jangi等[13]研究表明，胆红素具有免疫调节功能，可抑制细胞因子白介素2、干扰素、肿瘤坏死因子α释放，还可以通过拦截补体C3、免疫球蛋白G复合物等补体蛋白发挥细胞保护作用。

胆红素在抗动脉粥样硬化作用之外，对心脏亦有保护作用。Erdogan等[14]研究发现，在相对正常范围内较高的胆红素水平与慢性完全闭塞(CTO)病人冠状动脉侧支生长良好相关。胆红素可能是不同冠心病病人冠状动脉侧支血管发育差异的原因之一，胆红素抗炎和抗氧化特性可能介导了这一作用。结合胆红素延长了人心室肌细胞的存活，使其能够抵抗原位生成的氧自由基，并提示这种形式的胆色素是抗氧自由基损伤的有效循环细胞保护剂[8]。

有研究表明，胆红素与GSH在细胞生理保护方面起着重要的作用。胆红素氧化还原循环与GSH循环(GGT作为该循环的关键酶)有异同之处[15-16]：①两者都是协同应激反应的一部分，包括热休克蛋白，当细胞受到广泛的毒性损伤时，就会产生热休克蛋白，当任何一个系统被破坏，会导致氧化应激增加，细胞死亡。②酶的调节模式区分了这两个系统，GSH的回收利用包括过氧化物酶和还原酶，以及合成抗氧化剂的不同酶。相比之下，胆绿素直接被氧化成胆红素，而不需要明显的过氧化物酶，尽管不能完全排除这种过氧化物酶的存在。③胆红素和GSH为不同类型的细胞内分子提供生理上的抗氧化活性，胆红素具有很强的亲脂性，与细胞膜密切相关，可防止脂质过氧化，保护膜蛋白；GSH具有较高的水溶性，保护细胞质成分。

血清GGT及胆红素与冠心病的这种相关性可能具有重要的临床价值。然而，仍有以下问题需要进一步探索：①血清GGT及胆红素浓度具体控制在一个什么范围安全有效尚无定论；②如何有效降低GGT水平，提高血清胆红素水平也是一个值得研究的问题；③既然研究表明GGT是氧化指标，血清胆红素是抗氧化指标，那么是否可以认为血清胆红素与GGT的比值可以作为机体抗氧化能力高低的指标，这一指标是否可以应用到临床以观测病人氧化应激水平呢？希望未来科研设计包括更多的分子机制研究，以进一步分析心血管疾病的本质，探索新的预防和治疗策略。