血清NRF2和FGF21水平與ST段抬高型心肌梗死患者PCI術后惡性心律失常的相關性

王敏燕,季 儉,郝曉嬌

0 引 言

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是由于缺氧在心肌中產生不可逆轉的損害而引起的一種心血管疾病,是急性冠脈綜合征的一個亞組,可分為ST段抬高型心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction,STEMI)或非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)[1]。其中,STEMI是冠狀動脈疾病最嚴重的表現,導致STEMI的主要原因是心外膜冠狀動脈血管中的動脈粥樣硬化斑塊形成的完全血栓閉塞,其起病急、發展迅速,發病率和死亡率較高[2]。目前,經皮冠狀動脈介入治療(PCI)是心肌梗死臨床中首選治療方式,可有效降低心肌梗死患者的死亡率和復發率。然而,STEMI患者PCI術后容易發生各種心血管疾病事件,如惡性心律失常(malignant ventricular arrhythmia,MVA),嚴重影響患者預后情況[3]。早期診斷和立即再灌注是限制心肌缺血和梗死面積,降低STEMI后并發癥和心力衰竭風險的最有效方法[2]。因此,尋找與STEMI患者PCI術后發生MVA的生物標志物,對其早診斷、早識別,改善預后具有重要意義。核因子E2相關因子2(nuclear factor E2 related factor 2,NRF2)由NFE2L2基因編碼,屬于堿性亮氨酸拉鏈(bZip)轉錄因子的Cap′n′Collar(CNC)亞家族[4]。據報道,Nrf2/血紅素加氧酶-1(HO-1)通路的激活與動脈粥樣硬化有關[5]。成纖維細胞生長因子21(FGF21)是成纖維細胞生長因子(FGF)家族的成員,在改善胰島素敏感性、抑制氧化應激等生理學中具有多種重要作用,研究發現,FGF-21通過調節NF-κB通路可抑制血栓形成過程中炎癥因子的表達[6]。因此,猜測NRF2、FGF-21可能參與STEMI的進展。本研究旨在研究STEMI患者血清中NRF2、FGF-21水平,探究其與STEMI患者PCI術后發生MVA的相關性和臨床價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象回顧性分析2019年5月至2021年5月本院接收因患STEMI行PCI術患者(STEMI組)以及150例健康體檢者(對照組)臨床資料。納入標準:①臨床確診為STEMI[7];②發作后6 h內出現胸痛,并且在2個符合急性透壁性心肌梗死的連續心電圖導聯中出現ST段抬高;③在癥狀出現后12 h內接受PCI治療。排除標準:①合并嚴重肝腎疾病、嚴重心臟瓣膜者;②合并自身免疫系統疾病、血液系統疾病者;③合并惡性腫瘤者;④合并急性傳染病、慢性炎癥性疾病者。本研究通過醫院倫理委員會批準。所有參與者均知情同意。

1.2研究方法

1.2.1 酶聯免疫吸附(ELISA)法檢測血清NRF2、FGF21的水平在研究者入組時清晨采集其肘靜脈血5 mL,使用特定的ELISA試劑盒(萊爾生物技術有限公司)檢測血清中NRF2、FGF-21水平。配置反應體系后使用酶標儀(BioTek Epoch,美國BioTek公司)測量450 nm處的吸光度。

1.2.2采集臨床資料指標采集患者年齡、性別、發病至入院時間、手術時間時長、冠心病病程、高血壓[8]、糖尿病[9]、入院時左心室射血分數(LVEF)、術前心功能Kllip分級[10]、心肌梗死史、梗死部位、是否接收藥物治療(β受體阻滯劑、血管緊張素轉化酶抑制劑)等信息;PCI治療情況:根據冠脈動脈造影結果判斷血管病變數量、血管病變部位;PCI是否成功,成功定義為參與狹窄<20%、心肌梗死溶栓試驗血流分級(thrombolysis in myocardial infarction,TIMI)3級;PCI術中慢復流/無復流、PCI術后TIMI分級(記錄TIMI3級比例)。臨床中使用ELISA試劑盒(北京樂普醫療科技有限責任公司)檢測血清中鉀離子(K+)、肌鈣蛋白I(gardiac troponin I,cTnl)、磷酸肌酸激酶同工酶(creatine kinase MB,CK-MB)、尿酸(UA)、同型半胱氨酸(Hcy)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素(IL)-1β、IL-6水平。

1.3隨訪PCI術后對STEMI患者進行1年期隨訪,所有患者無失訪。觀察STEMI患者PCI術后MVA事件(MVA定義為持續性室性心動過速或心室顫動)的發生情況[11]。MVA組的患者均符合以下標準:①頻率在230 次/min以上的單形性室性心動過速;②心室率逐漸加速的室性心動過速,有發展成心室撲動或心室顫動的趨勢;③室性心動過速伴血流動力學紊亂,出現休克或左心心力衰竭;④多形性室性心動過速,發作時伴暈厥;⑤特發性心室撲動或心室顫抖。

2 結 果

2.1 一般資料比較研究最終納入STEMI組150例,其中有MVA事件發生(MVA組)39例。同期健康體檢者150例為對照組。STEMI組與對照組基本資料差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。見表1。

表 1 兩組研究對象一般資料比較Table 1 Comparison of general information between two groups of research subjects

2.2血清NRF2、FGF21水平比較相較于對照組,STEMI組患者血清NRF2[(1.32±0.38)ng/mLvs(1.19±0.33)ng/mL]、FGF21[(2.57±0.82)pg/mLvs(2.31±0.74)pg/mL]水平顯著降低(P<0.05)。

2.3發生MVA組與未發生MVA組臨床資料的比較發生MVA組的手術時間時長、術前心功能Kllip Ⅲ級人數、cTnl、CK-MB、UA、Hcy、IL-1β、IL-6、TNF-α水平顯著高于未發生MVA組,NRF2、FGF21水平顯著低于未發生MVA組(P<0.05)。兩組間的年齡、性別、發病至入院時間、冠心病病程、高血壓、糖尿病、心肌梗死史、梗死部位、藥物治療、血管病變數量、血管病變部位、PCI成功率、PCI術中慢復流/無復流、TIMI3級、K+、LVEF無顯著性差異(P>0.05)。見表2。

表 2 發生MVA組與未發生MVA組STEMI患者臨床資料比較Table 2 Clinical data of STEMI patients in the MVA and non MVA groups Material comparison

2.4多因素Logistic分析STEMI患者PCI術后發生MVA的影響因素多因素Logistic回歸分析結果顯示,手術時間、高水平IL-1β、TNF-α均是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立危險因素,高水平NRF2、FGF21均是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立保護因素(P<0.05)。見表3。

表 3 多因素Logistic分析STEMI患者PCI術后發生MVA的影響因素Table 3 Multivariate logistic analysis of the influencing factors of postoperative MVA in STEMI patients undergoing PCI

2.5血清NRF2、FGF21水平對STEMI患者PCI術后發生MVA的預測價值ROC曲線分析結果顯示,血清NRF2、FGF21水平及兩者聯合預測STEMI患者PCI術后發生MVA的AUC分別為0.754、0.760、0.843,其中聯合預測AUC顯著高于兩者單獨預測AUC(Z=5.491、5.943,P<0.05)。見圖1,表4。

圖 1 血清NRF2、FGF21水平對STEMI患者PCI術后發生MVA的ROC曲線Figure 1 ROC curve of serum NRF2 and FGF21 levels on MVA occurrence after PCI in STEMI patients

表 4 血清NRF2、FGF21水平對STEMI患者PCI術后發生MVA的預測價值Table 4 The predictive value of serum NRF2 and FGF21 levels for the occurrence of MVA in STEMI patients after PCI

3 討 論

STEMI主要是由于冠狀動脈斑塊不穩定脫離形成血栓,進而引發急性心肌缺血和壞死所致,主要臨床癥狀為持續缺血性胸痛、血清心肌損傷標志物升高和心電圖ST段升高[12]。STEMI起病迅速,患者在短時間內遭受心肌損傷和壞死,嚴重者甚至導致死亡,對患者的生命和健康構成嚴重威脅[13]。隨著醫療技術的不斷發展,PCI術可對梗死相關動脈進行再通,恢復心肌灌注,恢復血液供應,是治療STEMI的最常見方法,使STEMI在臨床上的早期死亡率大幅下降[14]。但隨著相關研究的深入發現,有效的再灌注治療不僅可能恢復梗死相關動脈的正向血流,還會導致心肌缺血性損傷,即缺血再灌注損傷(IRI)的進一步加重,如MVA的發生[15]。因此,尋找與STEMI患者PCI術后發生MVA有關的生物標志物,有益于臨床中對STEMI疾病PCI術后患者身體健康的提升。

NRF2被稱為抗氧化反應的關鍵調節因子,氧化應激是心肌缺血再灌注期間心功能不全的主要原因之一[16]。Zhang等[17]已經證明,通過激活NRF2相關信號通路可以改善心肌氧化損傷,減少心肌細胞凋亡,從而減輕1型糖尿病的心肌缺血/再灌注損傷。Tian等[16]也表明,NRF2的激活可以明顯緩解糖尿病大鼠的心肌缺血再灌注損傷。本研究發現,STEMI組患者血清NRF2水平顯著低于對照組,且發生MVA組NRF2水平顯著低于未發生MVA組,提示高水平NRF2對STEMI疾病PCI術后MVA的發生有抑制作用,NRF2可能起到減輕STEMI的作用,與上述研究結果類似。進一步研究發現,高水平NRF2是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立保護因素,ROC曲線預測STEMI患者PCI術后發生MVA的AUC為0.754,提示NRF2對STEMI患者PCI術后發生MVA有一定的預測價值。

FGF21是一種內分泌因子,在肝、脂肪組織、骨骼肌、腎、心臟、血管等中表達,其在多種心血管疾病中,FGF21有增強抗氧化能力、調節線粒體功能、抑制細胞凋亡和病理性心臟肥大、減少心臟纖維化的能力[18]。據報道,FGF21蛋白表達的增加,可抑制TGF-β1-Smad2/3-MMP2/9信號通路,緩解心肌纖維化、氧化應激和細胞凋亡,最終改善心肌梗死小鼠心臟功能[19]。本實驗中,STEMI組患者血清FGF21水平顯著低于對照組,且發生MVA組FGF21水平顯著低于未發生MVA組,提示高水平FGF21可改善STEMI患者PCI術后MVA的發生,與上述實驗結果類似。Li等[20]研究也發現,rhbFGF21給藥可靶向miR-143/EGR1軸,進而有效地抑制梗死后心臟的室性心律失常。此外,高水平FGF21是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立保護因素,預測STEMI患者PCI術后發生MVA的AUC為0.760,提示FGF21對STEMI患者PCI術后發生MVA有一定的預測效能。Chen等[21]發現,在肝細胞癌中,FGF21是NRF2的重要下游調節因子。而本研究進一步發現,FGF21與NRF2兩者聯合預測STEMI患者PCI術后發生MVA的AUC和靈敏度較高,提示兩者在STEMI疾病PCI術后MVA的事件中相互作用,均有望成為STEMI患者PCI術后發生MVA的預測因子。IL-1β、IL-6和TNF-α是反映炎癥和損傷的細胞因子,研究發現炎性小體信號通路在冠狀動脈血栓和STEMI患者的循環白細胞中得到積極調節[22]。Luo等[23]也發現STEMI患者的IL-1β和TNF-α表達顯著升高。本研究發現,發生MVA組中的IL-1β和TNF-α顯著較高,且均是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立危險因素,提示機體處于高炎狀態,IL-1β和TNF-α加速STEMI患者PCI術后發生MVA的進程,與上述實驗結果類似。因此猜測低FGF21、NRF2水平增加STEMI患者PCI術后發生MVA的風險,進一步加速炎癥因子的積累。具體機制還需進一步研究。

綜上所述,STEMI患者血清FGF21、NRF2水平降低,高水平FGF21、NRF2均是STEMI患者PCI術后發生MVA的獨立保護因素,對STEMI患者PCI術后發生MVA具有較高的預測價值。但本文未能深入分析FGF21、NRF2與STEMI疾病PCI術后發生MVA的具體作用機制,望后續進一步研究。