炎性因子及超声应变技术对左心室重构预测研究

邵杨歌 尹德录 赵新华 刘 琨 陈心怡 李群星

左心室重构(left ventricular remodeling,LVR)是非ST段抬高型急性冠脉综合征(non-ST-segment elevation acute coronary syndrome,NSTE-ACS)患者的主要病理转归之一。LVR被认为是心力衰竭发生的独立预测因素，同时是影响患者预后的主要因素之一[1]。早期识别LVR对疾病的有效诊治具有重要意义。新型冠脉炎性标志物及超声应变技术的发展为预测LVR提供新的途径。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophilic gelatase-associated lipid carrier proteins,NGAL)、白介素-37(interleukin-37,IL-37)是近年来新发现的冠脉炎性因子，其在预测心血管不良事件方面具有重要价值[2, 3]。二维斑点追踪超声技术(two-dimensional speckle tracking echocardiography,2D-STE)测定的左心室分层整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)能够定量评估不同层面的心肌力学功能，对NSTE-ACS的病情评估及预后判断均有优异表现[4]。既往对LVR的研究多局限于ST段抬高型急性冠脉综合征，对于NSTE-ACS的研究较少。本研究旨在探讨NGAL、IL-37及2D-STE测定的心肌分层整体纵向应变之间关系及其在预测NSTE-ACS患者发生LVR方面的价值，为临床对NSTE-ACS病情评估及预后判断提供合适参考指标。

对象与方法

1.研究对象：选取2019年4月～2020年7月入住笔者医院心内科因初发NSTE-ACS 并行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)的135例患者， NSTE-ACS诊断标准依据中华医学会2016年发布的《非ST段抬高型急性冠脉综合征诊断与治疗指南》[5]。排除患者：①左主干病变、既往陈旧性心肌梗死、冠心病介入治疗史、心律失常、心源性休克、合并先天性心脏病、严重心脏瓣膜病、心肌病等;②脑血管病、下肢动脉狭窄或闭塞症患者;③近1个月内服用过他汀类及阿司匹林、ADP受体抑制剂等药物；④合并严重贫血、感染、肝、肾功能不全、恶性肿瘤、自身免疫性疾病等患者。所有患者行PCI治疗后均规范接受指南推荐的药物治疗，随访6个月，定义PCI术后6个月左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV)较入院时增加大于15%为LVR[6]。随访的135例患者中有8例失访，2例死亡，最终入选患者共125例，患者平均年龄63.24±10.99岁，其中男性99例(70.4%)。本研究得到徐州医科大学附属连云港医院医学伦理学委员会的批准。

2.一般资料及常规指标获取：患者入院当天收集病史资料，完善心电图、超声心动图、肾功能、心肌酶谱、肌钙蛋白、NT-proBNP等检测。计算体重指数,GRACE评分，GRACE具体评分标准参照Everett等[7]计算方案。入院第2天空腹抽血测定患者超敏C反应蛋白(hs-CRP)、糖化血红蛋白(HbA1c)、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇等。以上检测项目均由笔者医院检验科按照相关规范进行测定。

3.炎性标志物检测：所有患者入院第2天采用含有分离胶及促凝剂的黄色真空采血管采集空腹静脉血4ml。以3500r/min离心5min,收集上清液放入-80℃冰箱保存。标本收集完成后统一测定NGAL、IL-37。NGAL、IL-37通过外购深圳欣博盛生物有限公司的ELISA试剂盒测定，所有炎性因子测定均严格按照说明书执行。

4.冠状动脉造影检查:患者入院第2天采集血液标本后，采用Judkins法穿刺右侧桡动脉，美国GE公司心血管造影机行选择性多体位左右冠脉造影检查。依据病变部位及狭窄程度计算Gensini评分，具体标准参照Rampidis等[8]制定的Gensini积分指南。主支血管狭窄≥50%定义为病变血管，PCI策略和支架选择由术者根据病情决定，当罪犯血管明确时仅对罪犯血管行PCI治疗，当无法判定罪犯血管时，选择对多支供血的重要血管进行PCI治疗。

5.超声心动图检查:患者入院当天，采用彩色多普勒超声诊断仪(Philips，IE33，荷兰)，S5.1探头，完善常规心脏超声检查，以双平面辛普森法测量左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)和LVEDV，并额外收集受试者心尖四腔、三腔、二腔左心室长轴切面的3个心动周期图像用来分析左心室心肌纵向应变。图像分析：使用QLAB 9.0软件计算左心室纵向分层应变，选择分析心尖四腔、三腔、二腔左心室长轴切面的心肌范围，勾画出心肌内膜边界，对显影不佳的节段进行手动微调，然后通过软件自动测量出整个左心室心肌心内膜心肌整体纵向应变[GLS(内)]，中层心肌整体纵向应变[GLS(中)]，心外膜心肌整体纵向应变[GLS(外)]。计算跨壁阶差：△GLS=GLS(内)-GLS(外)。6个月后，对随访患者复查常规心脏彩超。冠脉造影及心脏超声测量结果均有两位年资相近的副高级职称以上医生进行计算，取其均值。

结 果

1.两组病例临床资料比较:本研究最终纳入125例患者，LVR组共28例，患者年龄62.78±10.87岁，其中男性20例，女性8例，非ST段抬高型心肌梗死(non-ST-segment myocardial infarction,NSTEMI)18例，不稳定型心绞痛(unstable angina,UA)10例。Non-LVR组患者97例，患者年龄64.82±11.42岁，其中男性68例，女性27例，NSTEMI 41例，UA 56例。两组患者的冠心病危险因素除了高血压发生率有区别外，其余在年龄、性别、体重指数、心率、糖尿病及吸烟方面比较，差异均无统计学意义，并且两组在用药上也无显著差别。LVR组NSTEMI罹患率、糖化血红蛋白、炎性因子hs-CRP、NGAL、IL-37、心肌坏死标志物以及NT-proBNP均明显高于Non-LVR组(P均<0.05)；Non-LVR组LVEF、左心室各层GLS及△GLS绝对值与LVR组比较明显增加(P均<0.01,表1)。

表1 Non-LVR与LVR组患者的临床资料比较

2.NGAL、IL-37与分层GLS之间关系:Spearman相关分析发现，NSTE-ACS患者血清中NGAL和IL-37两者之间无相关性(r=0.072，P=0.286)。NGAL与GLS(内)、GLS(中)、GLS(外)呈正相关(r分别为0.295、0.319、0.319，P均<0.01)，与△GLS无相关性(r=0.111，P=0.023)；IL-37与GLS(内)、GLS(中)、GLS(外)、△GLS均呈正相关(r分别为0.512、0.469、0.454、0.234，P均<0.01)。

3.预测LVR的多因素Logistic回归分析:将表1中差异有统计学意义(P<0.05)的变量纳入二分类多因素Logistic回归分析，采取“后退法”筛选变量。最终纳入指标有NT-proBNP、Hs-CRP、NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS以及病变血管支数。NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS是预测NSTE-ACS患者PCI术后发生LVR的独立危险因子(OR值分别为1.477、1.004、2.145、4.255，P均<0.05，表2)。

表2 预测LVR多因素Logistic回归分析

4.NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS对LVR的预测价值：ROC曲线分析结果显示，NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS对LVR均有较好的预测价值(AUC值分别为0.828、0.795、0.869、0.800，P均<0.01，表3)。其中GLS(外)预测LVR的效果最佳，当GLS(外)≥-13.95%预测LVR的敏感度和特异性分别为75.0%和84.5%(AUC=0.869，P=0.000)。NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS四者联合检测通过多因素Logistic回归分析求得联合预测因子，ROC曲线分析结果显示，联合检测的AUC为0.943，与单一检测的AUC比较(0.828、0.795、0.869、0.800)，差异有统计学意义(P均<0.05)，即联合检测效能优于单一检测。

表3 NGAL、IL-37、分层GLS对LVR预测价值

讨 论

左心室重构是NSTE-ACS患者的主要转归之一，心室重构越严重，患者死亡或心力衰竭住院风险越高。故早期预测和识别左心室重构对疾病的诊治具有重要意义。本研究发现，NGAL、IL-37等新型冠脉炎性标志物及2D-STE测定的分层整体纵向应变是预测LVR的良好指标，并且两者之间有相关性，表明在NSTE-ACS的急性发病期，炎性反应的增强可影响其心肌的收缩功能。

NGAL是一种由中性粒细胞分泌的小糖蛋白,能够早期识别急性肾损伤和预测慢性肾脏病，其在心血管疾病中也具有重要应用价值[9]。在预测LVR方面，谷阳等[10]研究认为NGAL是ST段抬高型心肌梗死发生心室重构的影响因素。ROC曲线提示NGAL预测STEMI患者发生梗死后LVR的AUC值为0.855(P<0.05)。本研究发现，NGAL也是预测NSTE-ACS患者发生LVR危险因子，ROC曲线显示NGAL预测LVR的AUC为0.828(P=0.000)。NGAL与心室重构发生的相关机制可能与金属基质蛋白酶活性有关，NGAL能够激活金属基质蛋白酶，导致心肌基质重构，参与心力衰竭的发生[3, 11]。IL-37是白介素-1家族中的一种抗炎细胞因子，能够抑制促动脉粥样硬化的炎性因子的分泌，抑制树突状细胞和巨噬细胞的活化，具有抗动脉粥样硬化作用[12]。既往研究显示，IL-37与NSTE-ACS的疾病活动性有关，是预测其不良预后的优异指标[13, 14]。本研究发现，IL-37是NSTE-ACS患者行PCI治疗后发生LVR的独立危险因素，ROC曲线分析显示，IL-37预测LVR的AUC为0.795(P=0.000)。IL-37参与LVR发生机制可能与IL-37的抗炎作用有关，IL-37可抑制过度炎性反应，降低促炎细胞因子、趋化因子和中性粒细胞浸润，有助于减少心肌细胞凋亡和活性氧的产生，从而抑制左心室重构和心力衰竭的发生[13, 14]。

2D-STE测得的心肌应变能定量反应心肌形变程度，与心肌核素显像、磁共振成像测量结果相仿，是评估心肌力学功能的理想指标[15]。纵向心肌纤维对心脏收缩起主要作用，分层GLS能够获取心室壁内、中、外3层心肌的纵向应变值，较全层GLS对心肌功能的评估更为精确[16]。Zhang等[17]研究发现,分层GLS能识别NSTE-ACS患者冠脉复杂病变以及预测心血管不良事件，其中GLS(内)表现效果最好。这是因为心内膜心肌数量最多，对心室收缩起主要作用，并且心内膜心肌距离心外膜冠脉供血最远，更容易受到缺血、缺氧的影响，故对心肌缺血病理改变更加敏感。本研究发现在预测NSTE-ACS患者PCI术后LVR方面，GLS(外)、△GLS要优于GLS(内)，Logistic回归分析显示GLS(外)、△GLS是LVR独立危险因素，ROC曲线显示，GLS(外)、△GLS对LVR均有较好预测价值，当GLS(外)≥-13.95%预测LVR的敏感度为75.0%，特异性为84.5%，△GLS≥-1.85%预测LVR的敏感度和特异性分别为60.7%和85.6%。GLS(外)预测LVR效果更好，这是因为GLS(外)受心肌缺血损伤的影响较小，并且心肌外膜的二维斑点追踪比心肌内膜的可追溯性、可重现性更好[18]。而△GLS是预测LVR的独立危险因素，是因为心肌缺血和坏死对功能影响是由心内膜向心外膜扩散, 且心内膜层损伤大于心外膜层，△GLS可以反映心肌损伤、坏死及纤维化的严重程度[19]。△GLS越小，心肌缺血、坏死及纤维化程度越重，故发生LVR可能性更大。

炎性标志物容易受到感染、药物等影响，超声心动图对获取图像质量要求较高，将生物学标志物及影像学检查联合检测，可以弥补各自不足，获得更满意效果。本研究将NGAL、IL-37、GLS(外)、△GLS四者联合检测，发现联合检测效能更优，AUC为0.934，与单一检测AUC比较(0.828、0.795、0.869、0.800)，差异有统计学意义(P均<0.05)，即联合检测效果更优。

综上所述，NGAL、IL-37与心肌分层GLS均是预测LVR较为理想指标，临床上可合理选择应用。当然，本研究也存在一些不足。首先各层心肌之间存在相互关联，彼此相互影响，每层心肌不是完全孤立存在的。其次这是一项单中心研究，样本量有限，随访时间相对较短，需要开展更大规模的研究和长期的随访予以证实。