基因表達評分（GES）對非糖尿病人群冠狀動脈狹窄程度的預測價值

張亮，石宇杰，高鵬，張淑麗，王中魯，董紅玲，張健

· 論著 ·

基因表達評分（GES）對非糖尿病人群冠狀動脈狹窄程度的預測價值

張亮1，石宇杰2，高鵬3，張淑麗3，王中魯2，董紅玲2，張健1

目的 探討和評價外周血基因表達評分對非糖尿病人群冠狀動脈狹窄程度的預測價值。方法 連續入選2015年11月～2016年4月于陸軍總醫院心血管病研究所住院的146例非糖尿病可疑胸痛患者，其中男性92例，女性54例。對146例患者行冠狀動脈造影檢查，并使用Lepcare檢測方法測定基因表達評分（分值范圍-30～30分），使用統計方法驗證基因表達評分作為新的檢測方法評估冠狀動脈狹窄程度的可行性，并分析基因表達評分與冠狀動脈狹窄程度的相關性。結果 以冠狀動脈造影結果為金標準，基因表達評分閾值設為6分時，LepCare評分預測冠狀動脈狹窄程度≥50%的患者的ROC曲線下面積（AUC）為0.869±0.033（95%CI：0.803～0.934，P＜0.01），其靈敏度為91.8%，特異性為70.8%。冠狀動脈狹窄≥50%的患者在-30到-1、-10到10、11到30組中的比例分別為0（0%）、20（43%）、78（88%），且隨基因表達評分愈高，冠狀動脈狹窄程度愈高。結論 基因表達評分作為無創性檢查，在預測非糖尿病人群冠狀動脈狹窄程度中具有較高的臨床應用價值。

基因檢測；基因表達評分；非糖尿病人群；冠心??；預測價值

近年來，冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟?，CHD）發病率顯著上升，冠心病的早期診斷亦成為了重中之重?，F有的診斷手段眾多，冠狀動脈造影是公認的冠心病診斷金標準，但其是有創性的檢查且花費較高，不宜作為初診患者的首選檢查項目?；虮磉_評分（LepCare檢測）是基于患者年齡、性別以及通過qRT-PCR的方法熒光定量檢測患者外周血中23個冠心病基因表達量的綜合評分，國外研究已經證實基因表達評分可有效的評估冠狀動脈狹窄程度。本研究選擇陸軍總醫院心血管疾病研究所進行冠狀動脈造影的非糖尿病的可疑胸痛患者，檢測其外周血基因表達評分，通過統計分析探討基因表達評分在非糖尿病可疑胸痛患者中的診斷價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象 連續入選2015年11月～2016年4月于陸軍總醫院心血管病研究所住院的146例非糖尿病可疑胸痛患者，其中男性92例，女性54例，合并有高血壓77例，合并高脂血癥85例。入選標準：根據2013年ESC穩定性冠狀動脈疾病治療指南，有臨床癥狀（包括典型心絞痛，胸悶，氣短，心悸，喉嚨發緊等）或無癥狀的高風險患者及臨床檢查異常，包括心電圖ST-T改變、心臟超聲室壁運動異常、運動平板試驗陽性、冠狀動脈CTA提示冠狀動脈異常；且同意接受冠狀動脈造影檢查（CAG）及LepCare檢測。排除標準：急診血運重建或既往血運重建患者；由于自身原因如碘造影劑過敏無法行冠狀動脈造影檢查；糖尿病患者；全身性炎癥患者；全身性感染患者；近一年內服用類固醇、免疫抑制劑及接受放化療患者。

1.2 研究方法

1.2.1 臨床資料收集 統計患者年齡，性別，基本病史（高血壓，高血脂，穩定性心絞痛，不穩定性心絞痛），家族史（家族中是否有人患冠心病，與患者關系等），個人生活史（吸煙、酗酒），腎小球濾過率（eGFR），藥物使用等。

1.2.2 外周血基因表達評分（LepCare檢測）

LepCare檢測通過熒光定量PCR測定22個冠心病相關基因的表達量，與患者年齡性別結合得到的評分。本臨床試驗采用受試者外周血，采血管為Tempus? Blood RNA Tube管，每管至少3 ml，樣本放置冰箱4℃進行保存，使用康為世紀CW0538血液RNA提取試劑盒進行RNA提純，后續進一步法QRT-PCR進行擴增，通過檢測各基因熒光表達值確定基因表達水平，由系統將22個基因進行匯總質控分析進而生成報告。

1.2.3 冠狀動脈造影檢查 所有患者均在本院導管室使用GE血管造影機，采用Judkins法冠狀動脈造影，經橈動脈、肱動脈或股動脈途徑選擇性冠狀動脈造影（穿刺后經穿刺通道給予肝素100U/ Kg），多個體位投照（左冠狀動脈：RAO30° +CRA20°、RAO30°+CRU20°、LAO30° +CRA20°、LAO30°+CRU20°；右冠狀動脈：LAO45°、LAO20°+CRA20°），對于直徑1.5 mm以上的病變血管至少采用兩個垂直體位進行觀察，結果通過同一術者目測判定狹窄程度，對于多支病變，以狹窄程度最為嚴重的一支病變血管為準，造影結果分為冠狀動脈正常，冠狀動脈狹窄＜50%，冠狀動脈狹窄≥50%。

1.3 統計學處理 所有數據均采用SPSS 16.0統計學軟件分析，計量資料采用均數±標準差（±s）表示，計數資料采用例數（構成比）表示。應用ROC曲線（受試者工作特征曲線）評價LepCare測試評分對于冠狀動脈狹窄程度診斷的臨床價值。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 研究對象一般臨床資料 本研究最終入組146例非糖尿病可疑胸痛患者，年齡31～89（61.8± 12.4）歲，其中男性92例，女性54例，合并有高血壓77例，合并高脂血癥85例（表1）。

2.2 外周血基因表達評分與冠狀動脈狹窄程度關系 通過統計數據制作百分比堆積柱形圖，冠狀動脈狹窄≥50%的患者在-30到-1、-10到10、11到30組中的比例分別為0（0%）、20（43%）、78（88%），且隨基因表達評分愈高，冠狀動脈狹窄程度愈高（圖1）。

2.3 外周血基因表達評分預測冠狀動脈狹窄程度的診斷價值 以冠狀動脈造影結果為依據，LepCare評分預測冠狀動脈狹窄程度≥50%的患者的ROC曲線下面積（AUC）為（0.869±0.033）（95%CI：0.803～0.934，P＜0.01）（圖2）。當LepCare評分選定6分為切點，其靈敏度為91.8%，特異性為70.8%。

表1 研究對象一般臨床資料

圖1 冠狀動脈狹窄程度與基因表達評分分值的關系

3 討論

圖2 外周血基因表達評分預測冠狀動脈狹窄程度≥50%的患者的ROC曲線

臨床實踐中，對于冠心病的診斷通常是根據臨床癥狀、危險因素、家族史進行綜合評估，指導下一步檢查方案，如心電圖、心臟超聲、平板運動試驗。如果上述檢查結果支持冠心病診斷，通常建議行冠狀動脈造影或冠狀動脈CTA，但有研究[1]表明冠狀動脈造影最終證實超過60%患者狹窄程度未達到50%，為了更好的鑒別出該類患者，臨床上需要一種有效的，陰性預測價值高的無創性檢查。

冠心病主要發病機制為冠狀動脈粥樣斑塊的形成及不斷進展最終導致冠狀動脈狹窄影響心肌供血。首先低密度脂蛋白（LDL）沉積到血管內皮下，激發局部炎癥反應[2]，進而釋放炎癥趨化因子誘導巨噬細胞定位，巨噬細胞吞噬脂滴后形成泡沫細胞，與T淋巴細胞、壞死細胞形成脂質池。由于血液循環，動脈粥樣硬化的先天性免疫應答和適應性相關的循環血細胞包括嗜中粒細胞，NK細胞，B、T淋巴細胞特異性表達相關的基因間接的表現在外周血中，LepCare檢測通過抽取外周血分析與冠狀動脈粥樣進程中炎癥反應相關的23個基因表達水平，經過特定算法得出評分。將23個基因分為6大類，（Ⅰ）類基因與先天免疫相關，在中性粒細胞激活和細胞凋亡過程中顯示出特異性，其CASP5[3]在脂核進展的過程中表達水平明顯上調。TLR4表達的巨噬細胞是動脈粥樣硬化的發病機制中的關鍵組件。（Ⅱ）類基因中的（S100A8、S100A12）、CLEC4E分別與慢性炎癥過程中的中性粒細胞激活、細胞凋亡密切相關。（Ⅲ）類基因中的KLRC4[4]通過激活NK細胞進而減少動脈粥樣硬化過程中的淋巴細胞計數。（Ⅴ）、（Ⅵ）類中基因的功能尚不知曉，有待進一步研究。

國外通過兩項大型研究（CATHGEN研究[5]和PREDICT研究[6]）確定了23個冠心病相關基因，并設計出算法。后序眾多研究[7-9]證實基因表達評分在冠心病診斷中具有高靈敏度和高陰性預測值，可有效評估冠狀動脈狹窄程度及鈣化程度。在臨床實踐應用中，國外目前已將基因表達評分作為排除可疑胸痛患者的一項有效的無創檢查手段，經過多中心臨床驗證[10,11]，基因表達評分可以最大程度的避免患者接受過度檢查，并且有效的指導醫師進行臨床診斷。目前與LepCare檢測相同的美國Corus@CAD檢測（分值范圍1-40分）已被納入美國商業保險。

本研究中，基因表達評分閾值設為6分時，LepCare評分預測冠狀動脈狹窄程度≥50%的患者的ROC曲線下面積（AUC）為0.869（95%CI：0.803～0.934，P＜0.01），其靈敏度、特異性分別可達到91.8%和70.8%，兩者間具有良好的相關性。另外，通過統計數據發現冠狀動脈狹窄程度與基因表達評分并不存在完全相關，分析可能由于樣本量少或變量因素過多導致，查閱國外相關研究文獻亦有此類結論。在分析異常數據時，發現2例高齡患者檢測評分雖滿分，但冠狀動脈造影無狹窄，推論可能為Glagov現象，國外一項使用IVUS研究冠狀動脈粥樣斑塊的研究[9]中亦闡述了這一現象。

在研究過程中我們亦發現了一些不足：①總體樣本量和陰性樣本較少，因為作為一種新近引入的檢測方法，僅在單中心開展研究，且研究入組的患者多為高?；颊?，隨著進一步樣本量及陰性樣本的擴大，試驗結果所設閾值亦將更趨于準確。②基因表達評分與冠狀動脈狹窄程度并不完全呈正相關，在臨床應用中不推薦單純參考基因表達評分。③在納入研究人群時，研究組將糖尿病人群排除，因為檢測所采用的基因及算法僅適用于非糖尿病人群。④對于急慢性炎癥，或服用類固醇、免疫抑制類藥物的患者，由于上述因素可影響基因表達評分，不建議進行此項檢查。最后，基因表達評分僅反映當前的冠狀動脈粥樣病變程度，隨著粥樣硬化不斷進展，其是否能夠有效預測遠期心臟不良事件仍需進一步進行驗證。

綜上所述，基因表達評分作為無創性檢查，在非糖尿病人群中預測冠狀動脈狹窄程度中，具有較高的臨床應用價值，未來臨床中對于可疑胸痛首診患者，可有效的指導臨床醫師避免進行過多的檢查及有創操作。國外研究人群大多數為白種人，若在臨床推廣應用仍需要大樣本的亞洲人群臨床研究來進行驗證。

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本文編輯：楊新穎，姚雪莉

Predictive value of gene expression score (GES) on the degree of coronary artery stenosis in non-diabeticpatients

ZHANG Liang*, SHI Yu-jie, GAO Peng, ZHANG Shu-li, WANG Zhong-lu, DONG Hong-ling, ZHANG Jian.*Department of Cardiology, Clinical College of PLA Army General Hospital of Anhui Medical University, Beijing, 100700, China.

ZHANG Jian, E-mail: menciuszhang@sina.com

Objective To explore and evaluate the value of peripheral blood gene expression score in predicting the degree of coronary artery stenosis in nondiabetic patients. Methods The in-hospital patients (n=146, including 92 males and 54 females) were chosen from Nov.2015 to Apr.2016. All patients were given examinations of coronary angiography (CAG) and LepCare to validate gene expression score (GES) feasibility (score range -30 to 30) as a new method to evaluate the degree of coronary stenosis and analyze the correlation between a peripheral GES and coronary artery stenosis degree. Results Based on the results of coronary angiography as the gold standard, and when the GES threshold was set at 6 points, the area under the ROC curve (AUC) in patients with coronary artery stenosis ≥50% predicted by LepCare score was 0.869±0.033 (95%CI: 0.803～0.934, P＜0.01). The sensitivity was 91.8% and the specificity was 70.8%. The proportion of patients with coronary artery stenosis ≥50% was 0 (0%), 20 (43%), 78 (88%) in the range of -30 to -1, -10 to 10, and the higher the gene expression score, the higher the degree of coronary artery stenosis. Conclusions As a noninvasive method, GES has a high clinical value in predicting the degree of coronary artery stenosis in nondiabetic patients.

Genetic testing; Gene expression scores; Non-diabetic population; Coronary heart disease; Predictive value

R541.4

A

1674-4055(2017)03-0314-03

1100700 北京,安徽醫科大學陸軍總醫院臨床學院心內科;2100700 北京,中國人民解放軍陸軍總醫院心內科;3100700北京,北京愛普益醫學檢驗中心有限公司

張健,E-mail:menciuszhang@sina.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2017.03.16