半乳糖凝集素-3和基質金屬蛋白酶-9與支架內(nèi)再狹窄的關系

牛曉婷，徐 陽，鄭 陽，劉曉喚，鞏 紅，范雅潔，張春艷，張 巖，胡艷超，李永勤，王聰霞

(1. 西安唐城醫(yī)院心血管內(nèi)科，陜西西安 710016；2. 西安交通大學第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，陜西西安 710004；3. 西安交通大學第二附屬醫(yī)院檢驗科，陜西西安 710004)

冠脈支架植入技術是治療冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)重要且有效的手段，及時有效的血運重建可減少心肌損傷面積，延緩心室重構的發(fā)生，很大程度改善了冠心病患者的預后。與冠狀動脈旁路移植術相比，具有創(chuàng)傷小、住院時間短、死亡率低等優(yōu)點。然而，盡管藥物洗脫支架(drug-eluting stent, DES)的應用已經(jīng)大幅降低了支架內(nèi)再狹窄(in-stent restenosis, ISR)的發(fā)生，但仍有5%～10%的ISR發(fā)生率，嚴重危害了冠心病患者的預后[1]。如何預測ISR、發(fā)現(xiàn)ISR的危險因素，并進行干預以減少其發(fā)生，一直是一個重大的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，ISR與內(nèi)皮損傷、持續(xù)的炎癥反應、平滑肌遷移與過度增殖及血管重塑有關，其中炎癥反應不僅貫穿始終，更是關鍵環(huán)節(jié)[2]。半乳糖凝集素-3(Gal-3)和基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)均為重要的炎癥因子，血管損傷后，損傷部位的Gal-3和MMP-9均升高[3-4]。既往大量研究顯示Gal-3和MMP-9共同作用可促進各種腫瘤的轉移，主要機制為Gal-3作為MMP-9的底物，可共同促進新生血管的形成[5]。但目前仍缺乏關于Gal-3和MMP-9與藥物支架內(nèi)再狹窄的研究。本文旨在研究Gal-3和MMP-9與ISR的關系及對遠期主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events, MACEs)的預測價值，為評估冠脈支架植入患者預后提供新的證據(jù)。

1 資料與方法

1.1研究對象連續(xù)招募2011-2016年于西安唐城醫(yī)院與西安交通大學第二附屬醫(yī)院行冠脈造影(CAG)并植入DES的434例患者，于支架術后9～12月復查冠狀動脈造影。排除標準：肝、腎功能嚴重異常；自身免疫性疾病及應用免疫抑制藥物；惡性腫瘤；碘過敏；心力衰竭；近3月外傷及手術史者，近6月 腦出血、腦梗死及其他腦血管病史者；近期有急、慢性感染病史。

1.2血液標本的采集與處理研究對象均于經(jīng)皮冠脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)術前或冠狀動脈造影(coronary angiography, CAG)術前1周內(nèi)采集空腹靜脈血5～10 mL(肝素抗凝)，1 000 r/min，離心15 min，―70 ℃保存?zhèn)溆?。采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法測定血Gal-3和MMP-9水平，試劑盒由R&D公司提供。其他生化指標檢測經(jīng)送往西安唐城醫(yī)院或西安交通大學第二附屬醫(yī)院檢驗科進行檢測。

1.3手術所有患者均采用Judkins法經(jīng)橈動脈或股動脈穿刺行CAG檢查，造影結果由2名心內(nèi)科醫(yī)師分析并診斷。冠脈(主要包括左主干、前降支、回旋支、右冠脈)狹窄≥50%可診斷為冠心病，若狹窄>75%可考慮行DES植入治療。DES植入術前，阿司匹林及氯吡格雷達到負荷劑量(阿司匹林300 mg、氯吡格雷300 mg)，術后阿司匹林終生服用，氯吡格雷服用至少1年。DES植入術后，通過臨床隨訪或患者出現(xiàn)不適而行CAG復查確定是否發(fā)生ISR。ISR[6]定義為：支架近端和遠端5 mm內(nèi)及支架內(nèi)血管內(nèi)徑再次狹窄程度≥50%。根據(jù)MEHRAN分型[7]，ISR分為4型：①Ⅰ型，局灶型，指病灶長度≤10 mm，也可呈多灶分布；②Ⅱ型，彌漫型，再狹窄長度>10 mm，且局限在支架內(nèi)部；③Ⅲ型，增殖型，再狹窄長度>10 mm，且病變超出支架邊緣；④Ⅳ型，支架完全閉塞，病變處完全充盈缺損，無可見前向血流。按照CAG復查的結果分為ISR組(41例)和NO-ISR組(393例)。

1.4隨訪隨訪的主要終點事件為MACEs，MACEs包括心肌梗死、靶血管血運重建和心源性死亡。

1.5支架內(nèi)再狹窄危險因素分析與匹配分析ISR組和NO-ISR組的基線資料，采用多因素Logistic回歸分析判斷ISR的獨立危險因素，以Gal-3和MMP-9以外的其他危險因素為變量，按照傾向評分配比法對兩組患者進行完全配對，研究Gal-3和MMP-9與ISR的關系。

2 結 果

2.1兩組患者基線資料的比較與NO-ISR組相比，ISR組的高血壓病史比例、空腹血糖、總膽固醇及血清肌酐水平均顯著升高，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；而ISR組支架的直徑小于NO-ISR組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。兩組間的性別、年齡、家族史、糖尿病史、冠心病類型、總膽紅素、胱抑素C、隨訪時間、植入支架的數(shù)量及支架的長度均無明顯差異(表1)。隨訪時間平均為(23.1±10.2)月，隨訪結束共記錄MACEs 31例，包括心肌梗死(14例)、靶血管血運重建(8例)和心源性死亡(9例)。

表1 兩組患者基線資料的比較Tab.1 Comparision of the baseline data between the two groups

2.2ISR的危險因素分析以ISR為因變量，高血壓病史、空腹血糖、總膽固醇、Gal-3、MMP-9及支架直徑為協(xié)變量，行Logistic回歸分析。結果顯示，除高血壓病史外，上述因素均為ISR的獨立危險因素(P<0.05，表2)。

2.3匹配后組間基線資料的比較以上述ISR獨立危險因素空腹血糖、總膽固醇及支架直徑為變量，將ISR組與NO-ISR組患者進行匹配，配對成功39對，配對后ISR組與NO-ISR組間基線資料均衡可比，各因素間差異無統(tǒng)計學意義(表3)。

表2 支架內(nèi)再狹窄影響因素的多因素回歸分析Tab.2 The Logistic regression analysis of risk factors for ISR

表3 匹配后組間基線資料的比較Tab.3 Comparision of the baseline data between the two groups after matching

2.4兩組患者血清Gal-3和MMP-9水平的比較匹配后的ISR組的血清Gal-3水平明顯高于NO-ISR組[(14.03±6.55)ng/mLvs. (7.76±3.74)ng/mL]，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)；ISR組的血清MMP-9水平明顯高于NO-ISR組[(73.67±37.72)ng/mLvs. (52.27±26.05)ng/mL]，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001，圖1)。

2.5各組患者血清Gal-3和MMP-9水平與ISR嚴重程度的關系匹配后，ISR組中Ⅰ型再狹窄14例，Ⅱ型11例，Ⅲ型7例，Ⅳ型7例。隨著ISR嚴重程度的加重，血清Gal-3和MMP-9水平有上升趨勢(圖2)。Ⅲ型和Ⅳ型再狹窄患者中血清Gal-3及MMP-9水平均顯著高于Ⅰ型再狹窄患者，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05，圖2)。

圖1 ISR組與NO-ISR組間血清Gal-3和MMP-9水平變化的比較Fig.1 Comparison of serum Gal-3 and MMP-9 concentrations between ISR group and NO-ISR group

圖2 各組患者血清Gal-3和MMP-9水平對ISR分型的影響Fig.2 The influences of serum Gal-3 and MMP-9 on ISR classification

2.6Gal-3、MMP-9水平及ISR發(fā)生與支架術后生存的分析結果將匹配成功的39對患者根據(jù)血清Gal-3與MMP-9水平三分位數(shù)分別分為3組，各組均為39例，Tertile 1組Gal-3：(4.29±1.91)ng/mL，MMP-9：(27.42±12.89)ng/mL，Tertile 2組Gal-3：(8.98±0.93)ng/mL，MMP-9：(55.78±6.14)ng/mL和Tertile 3組Gal-3：(16.30±4.29)ng/mL，MMP-9：(95.02±23.29)ng/mL。Kaplan-Meier事件生存率曲線顯示，Gal-3及MMP-9較高濃度組的MACEs發(fā)生率高于低濃度組，log-rank檢驗差異有統(tǒng)計學意義(圖3A、B，P<0.01)；且ISR組的MACEs發(fā)生率高于NO-ISR組，log-rank檢驗差異有統(tǒng)計學意義(圖3C，P<0.05)。

圖3 匹配后MACEs 的Kaplan-Meier生存曲線分析Fig.3 The Kaplan-Meier survival curves of MACEs after matching

3 討 論

Gal-3是β-半乳糖苷動物凝集素家族成員之一，由100～150個氨基酸殘基組成，主要由人類巨噬細胞生成，參與胚胎發(fā)生、細胞粘附和增殖、吞噬、凋亡、趨化及激活等多種病理生理過程[8]，與腫瘤、肝纖維化、糖脂代謝異常、心力衰竭及冠心病等多種疾病相關。它是一種強大的促炎癥因子，具有刺激巨噬細胞釋放炎癥介質和化學趨化因子、促進肥大細胞和嗜堿性粒細胞的活化、促進中性粒細胞的黏附以及抑制炎癥細胞凋亡等作用[9]。除了強大的促進炎癥作用，Gal-3致動脈粥樣硬化的機制還包括以下：①參與氧化低密度脂蛋白誘導血管平滑肌細胞的表型轉化，增加血管內(nèi)皮細胞、巨噬細胞攝取脂質的能力，加速動脈粥樣斑塊形成[10]；②趨化單核細胞，使巨噬細胞聚集，加速泡沫細胞的生成；③刺激中性粒細胞超氧化物的產(chǎn)生，增強氧化應激反應。ARAR等[4]的一項類似PTCA術后的研究發(fā)現(xiàn)，血管損傷處Gal-3升高，且可促進平滑肌細胞表型轉化、增殖、遷移及分泌基質。

MMP-9是92 ku的蛋白酶，又稱明膠酶B，具有降解細胞外基質的作用，促進平滑肌遷移[11]。它通常由血液中單核細胞低水平表達，而在氧化應激的刺激下，在單核細胞被募集至血管內(nèi)皮并攝入脂質衍變?yōu)榫奘杉毎倪^程中可大量合成、釋放，進而降解斑塊纖維帽，使斑塊不穩(wěn)定、易破裂[12]。在支架血栓周圍的破碎斑塊可檢測到MMPs的大量表達[13]。Gal-3是MMP-9的底物[14]，MMP-9可以裂解Gal-3，分解后的Gal-3通過激活pFAK途徑，促進血管內(nèi)皮細胞的趨化和遷移，從而促進新生血管的形成。血管損傷后，損傷部位的MMP-9和Gal-3均升高[3-4]。由此推測，血管損傷后，誘發(fā)炎癥反應，促進二者的分泌。MMP-9和Gal-3是強大的促炎因子，促進局部炎癥的進展，加速再狹窄的發(fā)生，也可促進平滑肌細胞發(fā)生表型轉化、增殖、遷移至內(nèi)皮下并分泌基質，同時與斑塊的不穩(wěn)定相關。因而與ISR以及MACEs的發(fā)生相關。

AKSAN等[15]研究發(fā)現(xiàn)，相比于健康組，冠心病患者血漿Gal-3水平明顯升高，并且與病變程度相關。LIU等[16]研究提示，ISR患者血漿MMP-9水平明顯升高。本課題組既往的研究結果顯示，MMP-9可量化非ST抬高型急性冠脈綜合征的危險分層，并可預測隨訪期MACEs的發(fā)生[17]。但是，目前尚無Gal-3和MMP-9與ISR的關系及遠期預后的研究報道。本研究發(fā)現(xiàn)，通過匹配消除其他危險因素的影響后，ISR組的血清Gal-3和MMP-9水平均顯著高于NO-ISR組(P<0.001)。為了進一步研究血漿Gal-3和MMP-9與ISR嚴重程度的關系。MEHRAN等[7]提出的ISR分型指出，分級越高的病灶，術后隨訪1年期間靶血管血運重建的概率就越高。本研究采用其分型標準進行進一步分析，結果顯示，隨著ISR嚴重程度的增加，血清Gal-3和MMP-9水平有上升趨勢。血清Gal-3及MMP-9水平在Ⅲ型和Ⅳ型再狹窄患者中均顯著高于Ⅰ型再狹窄患者，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。本研究中血清Gal-3和MMP-9水平在ISR組均顯著升高，并且其濃度與ISR嚴重程度相關。這可能是因為Gal-3被MMP-9降解后產(chǎn)生1個糖識別域和1個氨基酸殘基組成Gal-3末端片段，增加了MMP-9信號轉導及與作用底物的黏附能力[18]，使血管內(nèi)皮的通透性增加，促進血管平滑肌細胞遷移和增殖，刺激了ISR進程中的炎癥反應，導致了ISR的發(fā)生。多因素回歸分析顯示，除了高血糖、高膽固醇及支架直徑的狹窄外，血漿Gal-3和MMP-9的高水平也是ISR的獨立危險因素(P<0.05)。

DANIELS等[19]研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3是普通人群心血管死亡及全因死亡的獨立危險因素。MAIOLINO等[20]長期隨訪了1 013例冠心病患者，發(fā)現(xiàn)高Gal-3水平患者具有更高的心血管死亡率。本研究以MACEs為主要隨訪終點，結果顯示，Gal-3及MMP-9較高濃度組的MACEs發(fā)生率高于低濃度組，log-rank檢驗差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；且ISR組的MACEs發(fā)生率高于NO-ISR組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

總之，MMP-9和Gal-3與ISR及其嚴重程度密切相關，是ISR的獨立預測因子。并隨著二者血清濃度的升高，支架術后長期隨訪的MACEs發(fā)生率升高。這為評估和判斷支架植入術后患者預后提供了新的證據(jù)。但是，還需進行大樣本臨床隨機對照研究，以進一步驗證二者與ISR及MACEs的關系。

參考文獻：

[1] 谷臣鋒，付秋玉，劉劍雄. 冠狀動脈藥物洗脫支架內(nèi)再狹窄研究進展[J]. 心血管病學進展, 2017, 38(1):70-73.

[2] YONEDA S, ABE S, KANAYA T, et al. Late-phase inflammatory response as a feature of in-stent restenosis after drug-eluting stent implantation[J]. Coron Artery Dis, 2013, 24(5):368-373.

[3] 喬興科，石蘊琦，袁龍，等. 基質金屬蛋白酶-9和內(nèi)皮素-1評價冠狀動脈內(nèi)支架術后再狹窄的意義[J]. 中國心血管病研究, 2013, 11(7):484-488.

[4] ARAR C, GAUDIN JC, CAPRON L, et al. Galectin-3 gene (LGALS3) expression in experimental atherosclerosis and cultured smooth muscle cells[J]. Febs Lett, 1998, 430(3):307-311.

[5] 張彭南，孫紅. 半乳糖凝集素-3(Gal-3)在上皮性卵巢癌中的表達及其對增殖、遷移和侵襲的影響[J]. 復旦學報(醫(yī)學版), 2014, 41(3):321-327.

[6] 陸元喜，李浪. 支架內(nèi)再狹窄的治療進展[J]. 中國循環(huán)雜志, 2016, 31(5):515-517.

[7] MEHRAN R, DANGAS G, ABIZAID AS, et al. Angiographic patterns of in-stent restenosis: classification and implications for long-term outcome[J]. Circulation, 1999, 100(18):1872-1878.

[8] 張璐，梁蔚駿，胡為民. 半乳糖凝集素-3與動脈粥樣硬化關系的研究進展[J]. 臨床醫(yī)藥實踐，2016, 25(4):291-295.

[9] 秦月，楊軍，仲琳. 半乳糖凝集素-3與動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的研究進展[J]. 中國循環(huán)雜志，2015, 30(2):184-186.

[10] TIAN L, CHEN K, CAO J, et al. Galectin-3-induced oxidized low-density lipoprotein promotes the phenotypic transformation of vascular smooth muscle cells[J]. Mol Med Rep, 2015, 12(4):4995-5002.

[11] 姚金丹，韓光紅，胡敏. IL-17對破骨細胞中MMP-9表達水平的影響及其意義[J]. 吉林大學學報醫(yī)學版, 2016, 42(3):462-466.

[12] 童輝煜. 基質金屬蛋白酶9在動脈粥樣硬化中的研究進展[J]. 中國動脈硬化雜志, 2016, 24(8):855-859.

[13] INOUE K, ABE K, ANDO K, et al. Pathological analyses of long-term intracoronary Palmaz-Schatz stenting: Is its efficacy permanent? [J]. Cadiovasc Pathol, 2004, 13(2):109-115.

[14] OCHIENG J, FRIDMAN R, NANGIA-MAKKER P, et al. Galectin-3 is a novel substrate for human matrix metalloproteinases-2 and -9[J]. Biochemistry, 1994, 33(47):14109-14114.

[15] AKSAN G, GEDIKLI O, KESKIN K, et al. Is galectin-3 a biomarker, a player-or both-in the presence of coronary atherosclerosis?[J]. J Invest Med, 2016, 64(3):764-707.

[16] LIU W, LIU Y, JIANG H, et al. Plasma levels of interleukin 18, interleukin 10, and matrix metalloproteinase-9 and -137G/C polymorphism of interleukin 18 are associated with incidence of in-stent restenosis after percutaneous coronary intervention[J]. Inflammation, 2013, 36(5):1129-1135.

[17] 張春艷，王聰霞，李永勤，等. MMP-9聯(lián)合NT-proBNP在非ST段抬高急性冠脈綜合征危險分層的研究[J]. 西安交通大學學報(醫(yī)學版), 2016, 37(3):313-317.

[18] 張苗苗，王才智. 半乳糖凝集素-3和基質金屬蛋白酶-9在宮頸癌組織中的表達及其臨床意義[J].中華全科醫(yī)學, 2016, 14(12):1994-1997.

[19] DANIELS LB, CLOPTON P, LAUGHLIN GA, et al. Galectin-3 is independently associated with cardiovascular mortality in community-dwelling older adults without known cardiovascular disease: The rancho bernardo study[J]. Am Heart J, 2014, 167(5):674-682.

[20] MAIOLINO G, ROSSITTO G, PEDON L, et al. Galectin-3 predicts long-term cardiovascular death in high-risk patients with coronary artery disease[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2015, 35(3):725-732.