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血浆血红素加氧酶1和基质金属蛋白酶9与冠心病的相关性分析
刘晶晶, 井立省, 王军     
102300 北京,北京市门头沟区医院心内科
[摘要] 目的 探讨血浆血红素加氧酶1(heme oxygenase-1 HO-1)和血浆基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)与冠心病的相关性。方法 选择2011年3月至2014年12月在北京市门头沟区医院心内科疑似冠心病的住院患者292例,其中男性167例,女性125例;年龄34~90(64±12)岁。根据冠脉造影(coronary angiography,CAG)结果分为对照组(143例)和冠心病组(149例),冠心病组根据病变支数又分为单支病变(38例)、双支病变(46例)、多支病变(65例),测量患者HO-1及MMP-9水平,计算冠心病组Gensini积分;同时收集病史、尿酸、血脂、高敏C反应蛋白、糖化血红蛋白等指标,评价HO-1、MMP-9与冠心病的相关性。结果 ① 冠心病组MMP-9及Gensini积分明显高于对照组(P<0.05),HO-1水平明显低于对照组(P<0.05);②MMP-9及Gensini积分随着病变血管数增加而升高(P<0.05),HO-Ⅰ水平则降低(P<0.05);③HO-1与Gensini积分呈负相关(r=-0.952,P<0.01),MMP-9与Gensini积分呈正相关(r=0.881,P<0.01),HO-1与MMP-9呈负相关(r=-0.818,P<0.01)。结论 血浆中HO-1和MMP-9水平与冠心病有关。
[关键词] 血红素加酶1     基质金属蛋白酶9     冠心病    
Correlation of plasma heme oxygenase-1 and matrix metalloproteinase-9 with coronary artery disease
LIU Jingjing , JING Lisheng , WANG Jun     
Department of Cardiology, Mentougou District Hospital of Bejing, Beijing, 102300, China
Corresponding author: JING Lisheng, E-mail:jinglisheng_2004@163.com
[Abstract] Objective To investigate the correlation of heme oxygenase-1 (HO-1) and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) with coronary artery disease (CAD). Methods A prospective cohort study was carried out on 292 inpatients (167 males and 125 females, at a mean age of 64±12 years, ranging from 34 to 90 years) with suspected CAD admitted in our department during March 2011 and December 2014. According to the results of coronary angiography (CAG), the patients were divided into control group (n=143) and CAD group (n=149). According to the number of vessels involved, the patients of CAD group was further divided into one-vessel subgroup (n=38), two-vessel subgroup (n=46), and multi-vessel subgroup (n=65). The plasma levels of HO-1 and MMP-9 were measured in all the patients, their medical history was collected, and the results of uric acid, blood lipids, high sensitivity C-reactive protein (Hs-CRP), glycosylated hemoglobin were recorded. Gensini's score was calculated in the CAD group. The correlations of HO-1 and MMP-9 with CAD were analyzed. Results ① The MPV level and Gensini's score in the CAD group were obviously higher than those in the control group (P < 0.05), while the level of HO-1 was significantly lower (P < 0.05). ② With more vessels involved, the MMP-9 level and Gensini's score were significantly increased (P < 0.05), while the HO-1 level was notably decreased (P < 0.05). ③ The level of HO-1 was negatively correlated with Gensini's score (r=-0.952, P < 0.01), while that of MMP-9 was positively (r=0.881, P < 0.01). Furthermore, the levels of the 2 indicators were negatively correlated (r=-0.818, P < 0.01). Conclusion Plasma HO-1 and MMP-9 levels are associated with CAD.
[Key words] heme oxygenase-1     matrix metalloproteinase-9     coronary artery disease    

冠心病的常见危险因素主要包括高脂血症、高血压、吸烟、糖尿病等[1],近年来一些新的指标,比如血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)及基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)越来越引起临床的重视,与冠心病的关系密切。HO受到外界诱导后,抑制多种凋亡相关分子活性,发挥抗氧化、抗炎作用,保护心血管系统[2]。血红素加氧酶1(HO-1)也是血红素降解过程中的限速酶,能将具有氧化性质的血红素分解生成胆红素和抗炎症作用的CO,发挥抗炎与抗氧化作用[3]。细胞外基质合成减少和降解增加是斑块破裂主要的内在原因,而MMP对细胞外基质的降解是动脉粥样硬化斑块易损的重要因素,MMP能够降解细胞外所有的基质成分[4]。研究证明,斑块中的巨噬细胞可分泌多种MMP,其中基质金属蛋白酶2(MMP-2)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)在冠状动脉粥样硬化斑块破裂中起着重要的作用[5],MMP-9的表达升高对斑块病变的稳定性可能具有一定的预测价值,其可降解易损斑块的纤维帽,使斑块的纤维帽变薄,从而使斑块不稳定性增加,易破裂形成血栓[6]。本研究通过对疑似冠心病患者进行冠脉造影术(coronary angiography,CAG),根据结果分为对照组和冠心病组,冠心病组根据病变支数分为单支病变、双支病变及多支病变组。所有病例测定HO-1及MMP-9水平,并计算冠心病组Gensini积分;同时收集病史、尿酸、血脂、高敏C反应蛋白、糖化血红蛋白等指标,探讨血液HO-1与MMP-9水平及冠状动脉病变严重程度之间的关系。

1 对象与方法 1.1 病例资料

本研究经我院伦理审查委员会审批通过(20100820)。选择2011年3月至2014年12月在本院心内科因疑似冠心病行CAG的住院患者。通过询问患者病史或查阅病例相关资料取得基本资料:男性167例,女性125例,年龄34~90(64±12)岁。根据冠脉造影结果将患者分为对照组(n=143)和冠心病组(n=149)。纳入标准:因胸闷、胸痛症状住院疑似冠心病,且行择期冠状动脉造影检查的患者。排除标准:合并严重肝、肾功能不全,血液系统原发病或精神病者,甲状腺功能异常,严重心功能不全(3~4级),合并恶性心律失常者。冠心病组中吸烟、年龄、低密度脂蛋白、高敏C反应蛋白、同型半胱氨酸明显高于对照组(P<0.05,P<0.01)。2组间糖尿病、高血压、体质量指数(body mass index,BMI)、冠心病家族史、脑梗死病史、血糖、尿酸、白细胞数、心率、收缩压比较差异无统计学意义(P>0.05,表 1)。

表 1 两组患者基线水平一般资料对比
组别 n 女性
/例(%)
吸烟
/例(%)
糖尿病
/例(%)
高血压
/例(%)
家族史
/例(%)
脑梗死
/例(%)
体质量指数
/kg·m-2
年龄
/岁
空腹血糖
/mmol·L-1
肌酐
/μmol·L-1
低密度脂蛋白
/mmol·L-1
同型半胱氨酸
/μmol·L-1
高敏C反应蛋白
/mg·L-1
白细胞
/×109·L-1
心率
/min-1
收缩压
/mmHg
冠心病组 149 60(40.3) 78(52.3) 92(61.7) 82(55.0) 14 (0.09) 26(0.17) 25.51±0.58 64.37±6.65 6.22±0.60 353.13±55.64 2.83±0.43 17.60±1.06 12.40±3.51 7.47±1.32 73.23±5.89 135.8±11.25
对照组 143 65(45.4) 50(35.0) 84(58.7) 76(53.1) 12(8.39) 14(9.79) 26.57±0.50 59.03±3.85 6.00±0.72 340.63±24.77 2.51±0.50 14.69±4.31 9.91±3.39 7.55 ±1.80 72.07±7.16 130.30±12.33
P 0.408 0.003 0.633 0.810 0.839 0.063 0.127 0.011 0.187 0.232 0.011 0.001 0.007 0.845 0.493 0.076

1.2 研究方法

1.2.1 术前检查

测量收缩压、舒张压,询问疾病史(糖尿病、冠心病早发家族史、脑梗死、高血压)等;入院次日清晨空腹采血,化验血糖、肌酐、同型半胱氨酸及高敏C反应蛋白等,应用光电比色原理进行检测。

1.2.2 冠脉造影

采用标准的经右股动脉径路或右侧桡动脉径路Judkins技术[7]。狭窄程度用冠状动脉内径狭窄率表示,狭窄程度≥50%可诊断冠心病,未见狭窄或狭窄<50%为对照组。根据冠脉造影结果再进一步将冠心病组患者分为单支病变组38例,双支病变组46例,多支病变组65例。

1.2.3 测量HO-1、MMP-9值

患者入院次日清晨从静脉血中抽取5 mL注入肝素钠试管,所采标本于30 min内,常温下3 000 r/min离心15 min,吸取血浆装入EP管,-70 ℃冰箱保存。血浆中HO-1、MMP-9采用双抗夹心ELISA测定。HO-1试剂盒购自美国ADL公司。

1.2.4 Gensini积分

根据1984年美国心脏病协会制定的冠状动脉血管图像分段评分标准和Gensini积分对冠状动脉病变程度进行定量分析,根据狭窄程度:0%~25%计1分,>25%~50%计2分,>50%~ 75%计4分,>75% ~90%计8分,>90% ~99%计16分,>99%计32分;不同节段冠状动脉乘以相应系数:左主干病变,得分×5;左前降支近段得分×2.5,中段得分×1.5,远段得分×1;第1对角支×1;第2对角支×0.5;左回旋支近段得分×2.5,中段得分×1.5,远段和后降支得分均×1,后侧支得分×0.5;右冠近、中、远段和后降支得分均×1。最终积分为各分支积分之和。

1.3 统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件进行统计学分析。计量资料以x±s表示,符合近似正态分布资料,组间采用单因素方差分析,非正态分布资料采用非参数检验;计数资料用率表示,采用χ2检验;使用Logistic多因素回归分析冠心病的危险因素;直线相关运用Pearson法。

2 结果 2.1 冠心病组与对照组血液HO-1、MMP-9水平及Gensini积分比较

MMP-9、Gensini积分明显高于对照组(P<0.05),冠心病组血浆HO-1水平明显低于对照组(P<0.05,表 2)。

表 2 两组间HO-1、血液MPP-9水平及Gensini积分比较(x±s)
组别 例数 HO-1/μg·L-1 MMP-9/ng·L-1 Gensini积分
冠心病组 149 52.84±15.94a 55.13±15.48a 43.17±12.42a
对照组 143 126.26±24.15 25.13±15.48 0
a:P<0.05,与对照组比较

2.2 单支与多支血管病变组HO-1、MMP-9水平及Gensini积分比较

与单支及双支血管病变组比较,多支病变血管组MMP-9及Gensini积分明显升高,HO-1显著下降(P<0.05),双支病变血管组与单支病变血管组相比,3项指标差异具有统计学意义(P<0.05,表 3)。

表 3 不同血管病变支数组间血液HO-1、MMP-9水平及Gensini积分比较(x±s)
组别 例数 HO-1/μg·L-1 MMP-9/ng·L-1 Gensini积分
单支病变组 38 64.77±6.21 38.01±2.68 11.60±4.11
双支病变组 46 46.80±4.13a 53.39±5.71a 42.67±8.11a
多支病变组 65 20.45±2.60ab 73.99±5.12ab 72.20±7.81ab
a:P<0.05,与单支病变组比较;b:P<0.05,与双支病变组比较

2.3 Logistic回归分析结果

综合HO-1、MMP-9及其他危险因素后,结果显示HO-1(<70 μg/L)、MPP-9(>38.01 ng/L)、糖尿病及吸烟与冠心病具有较强相关性(P<0.05,表 4)。

表 4 冠心病患者的Logistic回归分析
变量 B SE OR(95%CI) P
女性 0.010 0.621 1.010(0.615~1.483) 0.983
年龄 0.034 0.022 1.045(0.884~1.214) 0.352
高血脂 0.076 0.214 1.025(0.573~1.561) 0.642
高血压 0.325 0.286 1.465(0.652~2.315) 0.121
糖尿病 0.436 0.532 1.498(0.287~0.675) 0.029
吸烟 0.527 0.281 1.213(1.012~1.423) 0.038
MMP-9(>38.01 ng/L) 0.735 0.487 2.226(1.523~2.937) 0.011
HO-1(<70 μg/L) 0.621 0.227 1.697(1.476~1.1.912) 0.021

2.4 冠心病组患者HO-1、MMP-9水平与Gensini积分的相关性分析

HO-1与Gensini积分呈负相关(r=-0.952,P<0.01),MMP-9与Gensini积分呈正相关(r=0.932,P<0.01),HO-1与MMP-9水平呈负相关(r=-0.867,P<0.01)。

3 讨论

HO系统是一个微粒体酶系统,是血红素降解起始酶和最为重要的限速酶。目前,有研究支持HO-1在血管系统的多功能作用,包括调节血管紧张度、抗血管平滑肌增殖、抗内皮细胞凋亡和血管形成[8-10]。国内研究表明,HO-1与冠心病病变程度有密切的关系[11]。急性冠脉综合征患者中,冠脉病变越重,HO-1水平下降越明显[12]。在本研究中,冠心病组的HO-1水平明显低于对照组,与代表冠状动脉病变严重程度的Gensini积分呈负相关,而且随着病变血管数的增加,患者HO-1值也不断下降。回归分析结果显示,HO-1水平是冠心病的独立危险因素。我们推测HO-1可成为反映冠脉病变严重程度的有效预测指标。

细胞外基质对斑块的稳定性发挥关键作用[13]。研究发现,不稳定斑块尤其是斑块的肩区,MMP-9蛋白及酶活性明显增加,较稳定斑块高3~5倍[14]。激活的MMP降解纤维帽的主要基质成分,其中包括弹力、胶原纤维,促使斑块不稳定性增加,在相关刺激下斑块发生破裂,并释放大量组织因子、激活血小板和凝血系统,导致急性血栓形成,从而诱发急性冠脉综合征[15]

在本研究中,冠心病组的MMP-9水平明显高于对照组,与代表冠状动脉病变严重程度的Gensini积分呈正相关;而且随着病变血管数的增加,患者MMP-9水平也不断升高。回归分析结果显示MMP-9水平是冠心病的独立危险因素。我们推测MMP-9也是反映冠脉病变严重程度的有效预测指标。本研究也分析了冠心病患者HO-1与MMP-9的相关性,发现二者呈负相关,表明HO-1水平降低时,通过某种机制诱导MMP-9浓度的改变,从而诱发冠脉事件的发生。

本研究表明,HO-1、MMP-9水平与冠心病的发生、严重程度具有一定的相关性,但本研究样本量偏少,没有随访资料作为对照,尚需要进一步扩大试验样本。

参考文献
[1] 何海英. 幽门螺杆菌感染对冠心病患者冠状动脉狭窄与血清同型半胱氨酸的影响[J]. 中华医院感染学杂志, 2012, 22(6): 1210–1212.
HE H Y. Influence of Helicobacter pylori infection on coronary artery stenosis and serum homocysteine in patients with coronary heart diseases[J]. Chin J Nosocomial, 2012, 22(6): 1210–1212.
[2] 靳霄涵, 徐忠伟, 李玉明. 血红素氧合酶-1与心血管系统的相关研究[J]. 微循环学杂志, 2016, 26(1): 57–60.
QI X H, XU Z W, LI Y M. The study of HO-1 and cardiovascular system[J]. Chin J microcirc, 2016, 26(1): 57–60.
[3] 李谌, 黄维义. 血红素氧合酶1的生物学特性及其在冠心病防治中的作用[J]. 中国动脉硬化杂志, 2016, 24(1): 92–96.
LI Z, HUANG W Y. The biological property of heme oxygenase-1 and its preventive and therapeutically effects in coronary heart disease[J]. Chin J Arterioscler, 2016, 24(1): 92–96.
[4] 万招飞, 张娇, 薛嘉虹, 等. 冠心病患者动脉弹性与血清高敏C反应蛋白和基质金属蛋白酶9的相关性[J]. 中国动脉硬化杂志, 2012, 20(11): 1003–1006.
WAN Z F, ZHANG J, XUE J H, et al. The correlation between arterial elasticity indexes and serum high sensitivity C-reactive protein and matrix metalloproteinase-9 in patients with coronary heart disease[J]. Chin J Arterioscler, 2012, 20(11): 1003–1006.
[5] 杨粉娣, 郭姣. 基质金属蛋白酶与动脉粥样硬化斑块稳定性的关系研究进展[J]. 实用医学杂志, 2011, 27(21): 3981–3983.
YANG F D, GUO J. The research progress of matrix metalloproteinase and the atherosclerotic plaque stability[J]. J Pract Med, 2011, 27(21): 3981–3983. DOI:10.3969/j.issn.1006-5725.2011.21.064
[6] 宋涛, 陈悦, 初巍巍, 等. MMP-2和MMP-9水平与急性冠脉综合征的相关性临床研究[J]. 临床和实验医学杂志, 2014, 13(5): 407–410.
SONG T, CHEN Y, CU W W, et al. The clinical study On the correlation between MMP-2 and MMP-9 levels and acute coronary syndrome[J]. J Clin Exp Med, 2014, 13(5): 407–410.
[7] YOKOYAMA K, DAIDA H. Selective coronary angiography[J]. Nippon Rinsho, 2011, 69(Suppl 7): 206–215.
[8] WANG C Y, CHAU L Y. Heme oxygenase-1 in cardiovascular diseases: molecular mechanisms and clinical perspectives[J]. Chang Gung Med J, 2010, 33(1): 13–24.
[9] DULAK J, DESHANE J, JOZKOWICZ A, et al. Heme oxygenase-1 and carbon monoxide in vascularpathobiology: focus on angiogenesis[J]. Circulation, 2008, 117(2): 231–241. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.107.698316
[10] WU M L, HO Y C, YET S F. A central role of heme oxygenase-1 in cardiovascular protection[J]. Antioxid Redox Signal, 2011, 15(7): 1835–1846. DOI:10.1089/ars.2010.3726
[11] 刘福成, 陈鲁原, 黎励文, 等. 冠心病患者血浆脂联素、血红素加氧酶1与冠状动脉病变程度的相关性[J]. 中国动脉硬化杂志, 2010, 18(6): 395–398.
LIU F C, CHEN L Y, LI L W, et al. Association between plasma APN, hemeoxygenase-1 and severity of coronary artery lesions in patients with coronary artery disease[J]. Chin J Arterioscler, 2010, 18(6): 395–398.
[12] 李莹, 宋耀明, 赵友光, 等. 急性冠脉综合征患者血清APN、HO-1水平与冠状动脉病变严重程度的相关性研究[J]. 第三军医大学学报, 2011, 33(8): 845–848.
LI Y, SONG Y M, ZHAO Y G, et al. Correlation study on serum adiponectin and heme oxygenase-1 levels and severity of coronary artery disease in patients with acute coronary syndrome[J]. J Third Mil Med Univ, 2011, 33(8): 845–848.
[13] BUSSEL B C V, SCHOUTEN F, HENRY R M, et al. Endothelial dysfunction and low-grade inflammation are associated with greater arterial stiffness over a 6-year period[J]. Hypertension, 2011, 58(4): 588–595. DOI:10.1161/hypertensionaha.111.174557
[14] LOFTUS I M, NAYLOR A R, GOODALL S, et al. Increased matrix metalloproteinase-9 activity in unstable carotid plaques. A potential role in acute plaque disruption[J]. Stroke, 2000, 31(1): 40–47. DOI:10.1161/01.str.31.1.40
[15] JANSSENS S, VAN DE WERF F. Cardiology. acute coronary syndromes:virchow's triad revisited[J]. Blood Coagul Fibrinolysis, 2003, 14(Suppl 2): sⅡ2.
http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.201712054
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文章信息

刘晶晶, 井立省, 王军.
LIU Jingjing, JING Lisheng, WANG Jun.
血浆血红素加氧酶1和基质金属蛋白酶9与冠心病的相关性分析
Correlation of plasma heme oxygenase-1 and matrix metalloproteinase-9 with coronary artery disease
第三军医大学学报, 2018, 40(13): 1247-1250
Journal of Third Military Medical University, 2018, 40(13): 1247-1250
http://dx.doi.org/10.16016/j.1000-5404.201712054

文章历史

收稿: 2017-12-01
修回: 2018-01-05

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