還原型谷胱甘肽對直接經(jīng)皮冠脈介入術(shù)治療的急性心肌梗死患者炎癥反應(yīng)的影響Δ

張湘茹，汪 洋，陳 晨

(1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，西安 710061； 2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，西安 710061)

急性心肌梗死后，適當(dāng)控制、及時抑制炎癥反應(yīng)對心肌組織愈合具有重要意義。早期炎癥激活是組織修復(fù)和細(xì)胞增殖的必要條件。首先是中性粒細(xì)胞活性早期爆發(fā)，之后單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞開始募集和清除壞死組織。后期單核細(xì)胞占優(yōu)勢，心臟進(jìn)入修復(fù)期，炎癥消退[1-2]。這一過程失衡會破壞傷口愈合，導(dǎo)致左心室重塑(LVR)。缺血心肌急性復(fù)氧會增強(qiáng)氧化劑活性，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)擴(kuò)大。缺血心肌出現(xiàn)大量白細(xì)胞浸潤，造成組織損傷和心肌細(xì)胞丟失[3]。心肌缺血或再灌注期間的活性氧(ROS)來源于線粒體、黃嘌呤氧化酶和吞噬性煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NOX2)。NOX2對細(xì)胞ROS的產(chǎn)生具有關(guān)鍵作用，NOX2在細(xì)胞刺激下釋放可溶性NOX2衍生肽(sNOX2-dp)[4-7]。sNOX2-dp的釋放與ROS產(chǎn)生、NOX2活性相關(guān)。NOX2激活可促進(jìn)腫瘤壞死因子α(TNF-α)受體的氧化還原激活，激活其信號通路[6-7]。谷胱甘肽是維持細(xì)胞氧化還原環(huán)境正常的重要物質(zhì)，可修復(fù)影響細(xì)胞功能和生存的氧化修飾，長期服用還原型谷胱甘肽可有效調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活化，預(yù)防不良LVR[8]。因此，本研究旨在評價行直接經(jīng)皮冠脈介入術(shù)(PPCI)的ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者手術(shù)前后輸注還原型谷胱甘肽對NOX2介導(dǎo)的炎癥過程及對血管內(nèi)皮損傷的影響。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取2019年10月至2021年11月于我院治療的擬行PPCI的STEMI患者252例。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合中華醫(yī)學(xué)會心血管分會2015年制定《急性ST段抬高型心肌梗死診斷和治療指南》[9]中的STEMI診斷標(biāo)準(zhǔn)；癥狀發(fā)作12 h內(nèi)入院治療并符合PPCI適應(yīng)證；年齡≥18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往心肌梗死患者；心源性休克、左主干病變、大隱靜脈移植段閉塞患者；腎小球?yàn)V過率估計值<30 mL/min、急性感染、惡性腫瘤及支架內(nèi)血栓患者；全身皮質(zhì)類固醇治療或口服抗凝劑治療患者。本研究經(jīng)過我院倫理委員會批準(zhǔn)同意，患者或家屬均簽署知情同意書。將252例患者根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為還原型谷胱甘肽組與對照組，每組126例。兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)(BMI)和血管造影特征等相似，具有可比性，見表1。

表1 兩組患者基線臨床特征比較Tab 1 Comparison of baseline clinical characteristics between two groups

1.2 方法

所有患者均給予水化、降脂、血壓控制、抗血小板聚集、血糖控制和飲食控制等常規(guī)治療。還原型谷胱甘肽組患者在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上于PPCI手術(shù)當(dāng)日、術(shù)后第1—3日使用注射用還原型谷胱甘肽(規(guī)格：0.6 g)溶解于注射用水后，加入5%葡萄糖注射液250 mL中靜脈滴注，劑量為2.4 g/d，1日1次。對照組患者給予安慰劑治療。

1.3 觀察指標(biāo)

比較PPCI術(shù)前及術(shù)后5 d白細(xì)胞及亞型變化，包括白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞計數(shù)、淋巴細(xì)胞計數(shù)、單核細(xì)胞計數(shù)與中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值(NLR)。比較兩組患者基線期、PPCI術(shù)后2 h、PPCI術(shù)后5 d的氧化應(yīng)激、炎癥和內(nèi)皮功能障礙指標(biāo)水平，包括sNOX2-dp、TNF-α、一氧化氮(NO)、高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)和心肌肌鈣蛋白T(cTnT)。對患者進(jìn)行隨訪，隨訪時間為患者出院后6個月，比較基線期、隨訪第5日、隨訪6個月時患者超聲心動圖指標(biāo)水平，包括左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室收縮末期容積(LVESV)、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、LVR及不良LVR患者比例。采用全自動血液分析儀檢測患者白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞計數(shù)、淋巴細(xì)胞計數(shù)和單核細(xì)胞計數(shù)，并計算NLR。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測sNOX2-dp、TNF-α和血清cTnT水平；通過比色分析法檢測NO水平；采用免疫化學(xué)發(fā)光法檢測hs-CRP水平。采用雙平面辛普森法測量LVEDV、LVESV和LVEF，測量3次取平均值。LVR=(6個月時LVEDV-基線期LVEDV)/基線期LVEDV×100%；不良LVR定義為LVEDV增加≥15%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 白細(xì)胞及亞型比較

還原型谷胱甘肽組與對照組患者基線期白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞計數(shù)、淋巴細(xì)胞計數(shù)、單核細(xì)胞計數(shù)和NLR比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后5 d，還原型谷胱甘肽組患者白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞計數(shù)和NLR較基線期顯著降低，淋巴細(xì)胞計數(shù)較基線期顯著升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)；術(shù)后5 d，還原型谷胱甘肽組患者白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞計數(shù)、單核細(xì)胞計數(shù)和NLR較對照組同期顯著降低，淋巴細(xì)胞計數(shù)較對照組同期顯著升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，見表2。

表2 還原型谷胱甘肽組與對照組患者白細(xì)胞及亞型水平比較Tab 2 Comparison of white blood cell and subtype indicators between the reduced glutathione group and the control group

2.2 氧化應(yīng)激、炎癥、內(nèi)皮功能障礙和心肌損傷標(biāo)志物水平比較

還原型谷胱甘肽組患者術(shù)后2 h、術(shù)后5 d的sNOX2-dp水平較基線期顯著降低；還原型谷胱甘肽組患者術(shù)后2 h、術(shù)后5 d的sNOX2-dp水平較對照組同期顯著降低；還原型谷胱甘肽組患者術(shù)后2 h、術(shù)后5 d的TNF-α水平較對照組同期顯著降低；還原型谷胱甘肽組患者PCI術(shù)后2 h、PCI術(shù)后5 d的hs-CRP水平較對照組同期顯著降低；還原型谷胱甘肽組患者PCI術(shù)后2 h、PCI術(shù)后5 d的NO水平較對照組同期顯著升高，上述差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，見表3。Pearson相關(guān)分析表明，sNOX2-dp與TNF-α呈正相關(guān)(r=0.052，P<0.001)，與hs-CRP呈負(fù)相關(guān)(r=-0.623，P=0.005)，與NO呈負(fù)相關(guān)(r=-0.316，P<0.001)；TNF-α與NO呈負(fù)相關(guān)(r=-0.313，P<0.001)。

表3 還原型谷胱甘肽組與對照組患者氧化應(yīng)激、炎癥、內(nèi)皮功能障礙和心肌損傷標(biāo)志物比較Tab 3 Comparison of oxidative stress indicators, inflammation and endothelial dysfunction indicators, and echocardiographic indicators between the reduced glutathione group and the control group

還原型谷胱甘肽組與對照組患者基線期cTnT水平比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。還原型谷胱甘肽組患者術(shù)后5 d的cTnT水平較基線期顯著降低；還原型谷胱甘肽組患者術(shù)后5 d的cTnT水平較對照組同期顯著降低，上述差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，見表3。還原型谷胱甘肽組與對照組患者術(shù)后心肌梗死溶栓治療血流分級比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義[(2.94±0.26)vs.(2.92±0.28)，t=1.175，P=0.241]。

2.3 超聲心動圖指標(biāo)水平比較

還原型谷胱甘肽組與對照組患者基線期、隨訪第5日的LVEDV、LVESV和LVEF比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；隨訪第6個月時，還原型谷胱甘肽組患者的LVEDV、LVESV、LVR和不良LVR患者比例較對照組顯著降低，LVEF較對照組顯著升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，見表4。

表4 還原型谷胱甘肽組與對照組患者基線期和隨訪時超聲心動圖指標(biāo)比較Tab 4 Comparison of echocardiographic indicators between the reduced glutathione group and the control group at baseline and at follow-up

3 討論

細(xì)胞學(xué)研究結(jié)果表明，心臟修復(fù)的早期階段以大量中性粒細(xì)胞浸潤為特征，復(fù)氧心肌區(qū)域釋放的氧化劑和蛋白酶可誘導(dǎo)組織損傷。心肌受損程度與梗死區(qū)中性粒細(xì)胞募集密切相關(guān)，中性粒細(xì)胞募集增加與梗死面積增加顯著相關(guān)[10-11]。中性粒細(xì)胞是ROS的主要來源，ROS對心肌細(xì)胞有損傷作用。本研究中，輸注還原型谷胱甘肽誘導(dǎo)NOX2活化產(chǎn)物迅速和持續(xù)減少。氧化和炎癥狀態(tài)失衡、炎癥細(xì)胞增加會影響梗死愈合并導(dǎo)致不良LVR。手術(shù)創(chuàng)口最佳愈合需要漸進(jìn)和協(xié)調(diào)的細(xì)胞活化，清除死亡組織并愈合傷口，避免初始缺血心肌擴(kuò)大[12]。

淋巴細(xì)胞通過調(diào)節(jié)先天性免疫系統(tǒng)細(xì)胞向梗死心肌募集而發(fā)揮重要作用。在心肌梗死小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校珻D4+T淋巴細(xì)胞缺乏會延遲單核細(xì)胞的轉(zhuǎn)化并損害心肌愈合。伴隨T細(xì)胞活化的代謝活動增強(qiáng)會導(dǎo)致ROS增加。輸注具有抗氧化活性的還原型谷胱甘肽可以避免細(xì)胞損傷。在T細(xì)胞活化早期，初始含量還原型谷胱甘肽可以產(chǎn)生足夠的清除活性。但持續(xù)淋巴細(xì)胞活化造成的氧化狀態(tài)升高超過了谷胱甘肽抗氧化能力，從而影響細(xì)胞生長和分化[13]。研究結(jié)果表明，谷胱甘肽缺乏會抑制T細(xì)胞代謝重編程[14]。本研究中，還原型谷胱甘肽組患者再灌注5 d后，血清淋巴細(xì)胞計數(shù)升高，中性粒細(xì)胞計數(shù)降低，導(dǎo)致NLR水平顯著降低。而較高的NLR水平與STEMI后不良LVR和LVEF降低有關(guān)。與其他白細(xì)胞亞型相比，NLR是一種更可靠、更易檢測的免疫反應(yīng)不良標(biāo)志物。預(yù)防性輸注還原型谷胱甘肽在平衡先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)方面發(fā)揮了重要作用，降低了全身炎癥對心肌細(xì)胞功能和存活的損害[15]。

CRP反映了炎癥活動的程度，可作為監(jiān)測炎癥進(jìn)程的客觀指標(biāo)[16]。本研究結(jié)果顯示，hs-CRP水平隨時間進(jìn)展逐漸升高，并在PPCI術(shù)后5 d達(dá)到峰值。還原型谷胱甘肽組患者h(yuǎn)s-CRP水平較對照組顯著降低，提示谷胱甘肽具有抑制炎癥反應(yīng)的積極作用。免疫反應(yīng)的主要調(diào)節(jié)因子TNF-α是影響心力衰竭發(fā)生和發(fā)展的重要因素。在接受還原型谷胱甘肽治療的患者中，TNF-α水平顯著降低提示還原型谷胱甘肽對抑制炎癥反應(yīng)發(fā)揮了積極作用。急性心肌梗死發(fā)病期間，TNF-α可通過調(diào)節(jié)心肺血流NO導(dǎo)致患者心功能進(jìn)一步惡化。TNF-α刺激的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的體外研究中證實(shí)，TNF-α與NO呈負(fù)相關(guān)[17]。由此可見，預(yù)防性輸注還原型谷胱甘肽可通過保護(hù)內(nèi)皮舒張功能，使心肌在微循環(huán)水平上保持良好的灌注，可以成為治療心肌缺血的一種新方法。

急性心肌復(fù)氧后快速和持續(xù)增加抗氧化活性是抑制氧化性心肌損傷和內(nèi)皮細(xì)胞損傷的有效方法。其中，維生素E及其衍生物具有顯著的抗氧化和抗炎特性。研究結(jié)果表明，補(bǔ)充維生素E可抑制氧化和炎癥不平衡狀態(tài)對心肌的有害影響。隨著非抗氧化劑誘導(dǎo)凋亡的減少，α-生育酚發(fā)揮心肌保護(hù)作用依賴于其他抗氧化酶，如過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶。缺血/再灌注后，維生素E消耗增加和谷胱甘肽過氧化物酶活性降低使α-生育酚對ROS的保護(hù)作用顯著減弱。此外，α-生育酚氫原子的捐贈導(dǎo)致其氧化和抗氧化活性喪失，α-生育酚氧基通過抗壞血酸還原為α-生育酚[18-19]。因此，抗壞血酸作為輔助因子發(fā)揮作用，抗壞血酸消耗谷胱甘肽發(fā)揮抗氧化活性。硫醇化合物早期補(bǔ)充通過激活抗氧化防御系統(tǒng)的酶發(fā)揮關(guān)鍵作用。N-乙酰-L-半胱氨酸是合成谷胱甘肽的前體，研究結(jié)果表明，行PPCI的STEMI患者大劑量靜脈注射N-乙酰-L-半胱氨酸能夠降低氧化應(yīng)激[20]。行PPCI的STEMI患者早期應(yīng)用N-乙酰半胱氨酸聯(lián)合硝酸甘油可顯著縮小心肌梗死面積，提高心肌挽救率[21-22]。本研究結(jié)果表明，直接輸注還原型谷胱甘肽可以通過激活內(nèi)源性抗氧化防御機(jī)制來減輕炎癥細(xì)胞募集。

綜上所述，對于行PPCI的STEMI患者，早期預(yù)防性輸注還原型谷胱甘肽能夠保護(hù)重要的心肌成分和內(nèi)皮細(xì)胞功能免受有害的促氧化和炎癥環(huán)境影響，防止心臟發(fā)生不良LVR。