IL-18、MMP-22及MMP-29與老年冠心病冠狀動脈病變的相關性研究

王葉寶 李建民 （泰州市人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，泰州225300）

冠心病的發(fā)病機制主要是動脈粥樣硬化（ath?erosclerosis，AS），而造成AS 的主要特征是血管發(fā)生炎癥，炎癥在冠心病起始、發(fā)展及預后的過程中發(fā)揮重要作用，血管炎癥會分泌大量炎癥因子附著于血管中的粥樣斑塊，過量的炎癥因子會破壞粥樣斑塊的穩(wěn)定使其變薄，最終破裂導致血栓的形成［1］。AS 斑塊的積聚促使血管狹窄，血流受阻，導致心肌缺血，進而導致心絞痛。冠心病的發(fā)生發(fā)展受多種因素影響，其中炎癥反應在動AS的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。目前，多種炎癥因子參與血管壁的慢性炎癥反應，ARBAB 等［2］證實炎癥細胞的積累和炎癥細胞因子的產(chǎn)生是動脈粥樣硬化斑塊發(fā)生、發(fā)展、最終破裂和血栓形成的關鍵過程，動脈壁細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）蛋白降解是主動脈粥樣硬化病變生長和破裂的最顯著機制之一，其中基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）是常見的蛋白酶之一。有研究顯示，在冠狀動脈患者血漿中，細胞因子白介素18（interleukin-18，IL-18）水平顯著升高，血漿IL-18 是冠心病的一個炎癥危險因素，ELHAGE 等［3］證實 IL-18 在人類和 AS 大鼠病變組織中表達增加，在大鼠實驗模型中，缺乏IL-18 或IL-18 受體可保護大鼠免受飲食誘導的AS。最近的研究表明，IL-18 通過誘導炎癥細胞（如巨噬細胞和T細胞）產(chǎn)生炎癥細胞因子和趨化因子（如IL-6、IFN-γ 和單核細胞趨化蛋白-1）來促進AS 的發(fā)生。IL-18也是已知的炎癥細胞（如自然殺傷細胞、單核細胞和巨噬細胞和心肌細胞）MMP 表達的誘導劑［4］。MMPs 在各種病理過程中高度表達，如炎癥、心肌損傷、血管瘤和血管重構(gòu)等。一些主要的MMP，如MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-9 和 MMP-12 已被證明在冠心病患者血漿或AS病變中增加［5］。

由于AS是主動脈的慢性炎癥性疾病，炎癥可誘導MMP 成員表達，在小腸、肝臟、心臟、腎臟和許多其 他 器 官 都 廣 泛 表 達 MMPs［6］。 對 于 MMP-22 和MMP-29 在心臟或血管系統(tǒng)中的作用研究報道較少，本文旨在研究CHD 患者血漿中細胞因子IL-18的升高是否與MMP-22 和MMP-29 的表達相關或受其影響，以及 IL-18、MMP-22 和 MMP-29 的表達水平與CHD冠狀動脈病變的相關性。

1 資料與方法

1.1 資料 選擇 2018 年 1 月至 2019 年 12 月于我院心內(nèi)科住院并行冠脈造影檢查（CAG）的老年患者120例為研究對象，其中44例有類似心絞痛癥狀，但心電圖、肌酸激酶同工酶、肌鈣蛋白T水平在正常范圍，但經(jīng)CAG 證實無明顯冠脈狹窄或冠脈狹窄程度<50.00%為非CHD（NCHD）組；76 例（CHD 組）經(jīng)CAG 證實至少1 支冠脈狹窄≥50.00%，且符合2013年歐洲心臟病學會（ESC）指南中CHD 診斷標準，并排除：①冠狀動脈疾病以外心臟病、惡性腫瘤、外周血管病變患者；②嚴重肝功能不全；③急慢性感染、自身免疫性疾病；④本研究所需實驗室生化指標和影像檢查結(jié)果不全者。本研究獲得本院倫理會批準，患者均知情同意，并簽署同意書，嚴格遵循倫理學原則，保障患者隱私和診療安全。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 收集所有入選患者人口統(tǒng)計學資料，包括年齡、性別、體重指數(shù)（BMI）、吸煙史、既往病史（糖尿病、高血壓、高脂血癥、腦卒中、CHD 家族史等）、生化指標［空腹血糖（FPG）、糖化血紅蛋白（HbA1c）、尿酸（UA）、總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）］等。

1.2.2 血清學指標檢查 入選者于入院第2天抽取空腹外周靜脈血，室溫下靜置30 min，以3 000/r min離心15 min，分離血漿，分裝于管中并編號，置于超低溫冰箱備用。用于檢測FPG、TG、HDL-C、LDL-C等生化指標。

1.2.3 冠狀動脈病變程度評價方法及分組 按照標準法進行CAG 術，根據(jù)冠脈造影結(jié)果記錄冠脈病變部位［左前降支（LAD）、左回旋支（LCX）、右冠狀動脈（RCA）、左主干（LM）］、累及冠脈支數(shù)（單支病變、雙支病變、3 支及以上病變）、冠脈病變程度［閉塞性病變（完全狹窄）、彌漫性病變（病變長度>20 mm）］、冠脈狹窄程度根據(jù)冠脈狹窄率分為：Ⅰ級狹窄（50.00%≤狹窄率<70.00%）、Ⅱ級狹窄（70.00%≤狹窄率<90.00%）、Ⅲ級狹窄（90.00%≤狹窄率≤99.00%）、Ⅳ級狹窄（狹窄率>99.00%）。根據(jù)心臟外科與介入治療狹窄冠脈研究（SYNTAX）積分評價冠狀動脈病變嚴重程度：SYNTAX 積分0~22分為輕度病變；SYNTAX 積分23~32 分為中度病變；SYNTAX 積分>32分為重度病變。

1.2.4 多元回歸分析 以是否患有CHD 為因變量（0=否，1=是），年齡（連續(xù)性變量）、糖尿?。?=否，1=是）、高脂血癥（0=否，1=是）、冠心病家族史（0=否，1=是）、FPG（連續(xù)性變量）、HbA1c（連續(xù)性變量）、UA（連續(xù)性變量）、LDL-C（連續(xù)性變量）、IL-18（連續(xù)性變量）、MMP-22（連續(xù)性變量）、MMP-29（連續(xù)性變量）為應變量，進行多元Logistic 回歸分析，校正年齡、性別等混雜因素影響。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS22.0軟件進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以表示，組間比較采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，采用Spearman 等級相關分析對檢測指標進行相關性分析，Logistic 多元逐步回歸分析影響CHD 發(fā)病的因素。受試者工作特征（ROC）曲線分析血漿IL-18、MMP-22、MMP-29預測 CHD 發(fā)病的效能，以曲線下面積（AUC）為主要評價標準。

2 結(jié)果

2. 1 患者臨床基本資料 兩組受試者在性別、BMI 指數(shù)、HbA1c、高血壓史、腦卒中史中差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。CHD 組受試者糖尿病、高脂血癥、冠心病家族史比例、FPG、吸煙史、UA、LDL-C、IL-18、MMP-22 及 MMP-29 顯著高于 NCHD 組（P<0.05），兩組TC、TG、HDL-C 比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表1。

表1 兩組患者臨床基本資料比較（）Tab.1 Comparison of basic clinical data between two groups（）

表1 兩組患者臨床基本資料比較（）Tab.1 Comparison of basic clinical data between two groups（）

Previous history［n（%）］Groups n Age BMI（kg/ m2）Female 15 31 NCHD CHD 44 76 T P 67.12±6.48 64.04±5.94 3.946<0.001 Gender Male 29 45 0.349 0.549 25.78±3.42 25.14±3.24 1.249 0.176 Smoking history［n（%）］9（20.45）21（27.63）0.579 0.016 Diabetes 11（25.00）35（79.54）5.496 0.017 Hypertension 27（61.36）31（70.45）2.246 0.164 Hyperlipidemia 14（31.81）37（84.10）6.498 0.011 Cerebral apoplexy 6（13.63）8（18.18）0.074 0.846 CHD fami?ly history 3（6.81）15（34.09）4.649 0.029 Groups n Biochemical indicators NCHD CHD 44 76 T P FPG（mmol/ L）6.75±1.24 10.13±1.31 3.346 0.001 HbA1c（%）7.41±1.49 9.48±2.15 3.486 0.412 UA（μmol/ L）320.41±17.43 335.24±22.51 2.341 0.020 TC（mmol/ L）4.31±0.79 4.41±0.83 0.416 0.649 TG（mmol/ L）1.19±0.42 1.25±0.47 0.846 0.347 Biochemical indicators Groups n NCHD CHD 44 76 T P LDL-C（mmol/ L）3.49±0.75 4.12±0.67 3.349 0.001 HDL-C（mmol/ L）1.54±0.31 1.48±0.29 0.871 0.412 IL-18（ng/ dl）7.714±2.46 17.53±2.21 4.519<0.001 MMP-22（ng/ ml）104.29±9.48 197.46±11.79 6.491<0.001 MMP-29（ng/ ml）110.91±11.91 204.61±12.43 6.943<0.001

2.2 不同疾病類型及不同冠脈病變支數(shù)、部位、類型、狹窄程度、病變程度患者中血漿IL-18、MMP-22和MMP-29 水平比較 CHD 患者血漿中IL-18、MMP-22 和 MMP-29 水平顯著高于 NCHD 患者（P<0.05）；CHD 患者血漿中 IL-18、MMP-22 和 MMP-29水平均隨冠脈病變支數(shù)和SYNTAX 積分的增加顯著升高（P<0.05），不同冠脈病變支數(shù)亞組和SYN?TAX 積分亞組組間差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。Ⅲ、Ⅳ度冠脈狹窄患者血漿中IL-18、MMP-22 和MMP-29 水平顯著高于Ⅰ、Ⅱ度（P<0.05）；血漿中IL-18、MMP-22 和 MMP-29 水平在不同冠脈病變部位、類型中無統(tǒng)計學差異（P>0.05），見表2。

表2 血漿IL-18、MMP-22 和MMP-29 水平在不同疾病類型及不同冠脈病變支數(shù)、部位、類型、狹窄程度、病變程度患者中的差異（）Tab.2 Differences of plasma levels of IL-18，MMP-22 and MMP-29 in patients with different disease types and coronary artery disease branches，location，type，degree of stenosis and degree of lesion（）

表2 血漿IL-18、MMP-22 和MMP-29 水平在不同疾病類型及不同冠脈病變支數(shù)、部位、類型、狹窄程度、病變程度患者中的差異（）Tab.2 Differences of plasma levels of IL-18，MMP-22 and MMP-29 in patients with different disease types and coronary artery disease branches，location，type，degree of stenosis and degree of lesion（）

Note：Compared with NCHD，1）P<0.05；compared with single-vessel lesion，2）P<0.05；compared with double-vessel lesion，3）P<0.05；compared with Ⅰ and Ⅱ，4）P<0.05；compared with Ⅲ，5）P<0.05；compared with 0~22，6）P<0.05；compared with 23~32，7）P<0.05.

Factors Type of disease NCHD CHD Coronary artery lesions Single-vessel lesion Double-vessel lesion Multivessel-vessel lesion Lesion LM LCX LAD RCA Types of coronary lesions Diffuse lesions Occlusive lesion Coronary artery stenosis n IL-18（ng/ dl）MMP-22（ng/ ml）MMP-29（ng/ ml）44 46 8.19±3.16 21.20±0.881）112.43±15.56 205.29±24.611）108.14±10.26 210.47±11.371）24 33 19 9.15±2.17 17.23±1.942）22.14±2.423）115.42±14.12 166.34±11.482）210.43±12.473）117.42±9.48 171.29±11.952）214.27±12.013）17 19 27 13 16.42±1.41 15.67±1.57 16.72±1.64 16.51±1.21 167.48±11.46 172.49±11.84 176.94±12.06 168.64±12.49 154.26±10.26 163.73±11.43 179.51±12.12 197.76±11.76 47 29 17.54±1.64 18.42±1.71 166.87±10.46 169.31±11.91 171.46±10.49 182.49±11.24ⅠⅡⅢⅣ19 28 17 12 16.84±1.84 17.24±2.10 19.31±1.474）21.64±1.765）161.16±10.75 173.75±11.08 191.24±12.044）214.38±11.495）159.76±11.94 177.49±10.76 195.78±12.434）227.49±11.835）170.46±10.49 186.94±11.946）216.91±11.727）SYNTAX score 0~22 23~32>32 22 35 19 17.84±1.45 19.56±2.016）22.71±1.727）176.42±11.49 187.62±12.416）210.43±11.767）

2.3 血漿中 IL-18、MMP-22 和 MMP-29 相關性分析 校正年齡等CHD 高危因素后，采用偏相關分析確定血漿中IL-18、MMP-22 和MMP-29 與冠脈病變支數(shù)、冠脈狹窄率、SYNTAX 積分的相關程度和方向。結(jié)果表明，IL-18 與冠脈病變支數(shù)（r=0.674，P<0.05）、冠脈狹窄率（r=0.601，P<0.05）、SYNTAX 積分（r=0.675，P<0.05）均呈正相關，MMP-22 和MMP-29 與冠脈狹窄率（r=0.815，P<0.05）、SYNTAX 積分（r=0.642，P<0.05）呈正相關；Pearson 相關分析表明，IL-18 與 MMP-22 和 MMP-29 呈正相關（r=0.716，P<0.001；r=0.680、?0.673，P<0.001），如圖1所示。

圖1 血漿中IL-18與MMP-22和MMP-29的相關性Fig.1 Correlation of IL-18 with MMP-22 and MMP-29 in plasma

2.4 CHD 危險因素分析 IL-18、MMP-22、MMP-29與 CHD 發(fā)病獨立相關，高水平 IL-18、MMP-22、MMP-29 與LDL-C、糖尿病病史、高脂血癥病史均是CHD發(fā)病的危險因素。見表3。

表3 CHD患者危險因素多元回歸分析Tab.3 Multiple regression analysis of risk factors in pa?tients with CHD

2.5 IL-18、MMP-22 和 MMP-29 對 CHD 預測價值分析 結(jié)果表明，MMP-2預測老年CHD 發(fā)病的效能最高，最佳截斷值（cut-off）、靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值見表 4。IL-18、MMP-22 和 MMP-29診斷 CHD 的 AUC 分別為 0.614（95%CI：0.507~0.722，P=0.045），0.892（95%CI：0.886~0.975，P=0.000）、0.765（95%CI：0.690~0.819，P=0.000）。見圖2。

表4 IL-18、MMP-22、MMP-29診斷老年 CHD 效能分析（%）Tab.4 Efficacy Analysis of IL-18，MMP-22 and MMP-29 in the diagnosis of elderly CHD（%）

圖2 IL-18、MMP-22和MMP-29預測CHD發(fā)病的ROC曲線Fig.2 ROC curve of IL-18，MMP-22 and MMP-29 in pre?dicting CHD

3 討論

目前，冠狀AS被認為是由多種因素引起的炎癥性疾病，炎癥貫穿于AS的整個過程。有證據(jù)表明炎癥是斑塊不穩(wěn)定的主要原因［7］。AS 的病理過程包括損傷、炎癥滲出、變性和血栓形成。局部和全身炎癥可以增加冠狀動脈疾病的發(fā)生率［8］。AS 是冠心病的主要病理基礎。AS 的發(fā)病機制主要是脂質(zhì)代謝紊亂并伴有動脈壁慢性炎癥，血管壁的慢性炎癥在促進AS斑塊的形成、發(fā)展和破裂方面發(fā)揮重要作用［9］。

有研究證實MMP 是AS患者和實驗動物動脈壁中最常見的蛋白酶之一，這種蛋白酶必須通過作用于動脈壁基質(zhì)蛋白或心臟組織或通過激活其他組織重塑蛋白酶來影響心臟功能［10］。IL-18參與AS的機制已在易發(fā)生AS 的載脂蛋白E 缺乏小鼠中得到驗證。在缺乏T細胞的情況下，腹腔注射IL-18增加了 AS 病變中 IFN-γ 和趨化因子配體 16 的表達，因此，IL-18 可能獨立于 T 細胞參與 AS 的發(fā)生［11］。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)CHD 患者血漿中IL-18、MMP-22 和MMP-29 水平顯著高于 NCHD 患者（P<0.05）且CHD 患者血漿中 IL-18、MMP-22 和 MMP-29 水平均隨冠脈病變支數(shù)和SYNTAX 積分的增加而顯著升高（P<0.05），不同冠脈病變支數(shù)亞組和SYNTAX 積分亞組組間差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05），Ⅲ、Ⅳ度冠脈狹窄患者血漿中IL-18、MMP-22 和MMP-29水平顯著高于Ⅰ、Ⅱ度（P<0.05）；血漿中IL-18、MMP-22和MMP-29水平在不同冠脈病變部位、類型中無統(tǒng)計學差異（P>0.05），可能是炎癥與促進MMP-22 和 MMP-29 的表達有關，IL-18 是 CHD 患者MMP 的炎癥調(diào)節(jié)因子之一，有研究表明，中風、心肌梗死（MI）或冠心病患者的血漿IL-18 水平升高，心力衰竭患者的血漿IL-18 水平也高于無心力衰竭患者且比住院期間出現(xiàn)不良事件（包括心臟死亡、不穩(wěn)定心絞痛復發(fā)、再梗死、危及生命的心律失常和緊急血運重建）的住院NCHD患者的血漿IL-18水平更高，血漿IL-18 是預測冠心病和冠心病患者因心血管原因死亡的一個危險因素［12］。研究表明，IL-18誘導巨噬細胞中IFN-γ 和IL-6 的表達比T 細胞高數(shù)百倍，IL-18誘導巨噬細胞產(chǎn)生IFN-γ和IL-6，可用于促進MMP-22 和MMP-29 在其他血管和炎癥細胞中的表達［13］。

隨著分子生物學的發(fā)展，大量循證醫(yī)學證據(jù)已證實炎癥與冠心病的嚴重程度的具有相關性，相關研究結(jié)果提示，炎癥的發(fā)生與血栓的形成都屬于宿主反應，機體發(fā)生炎癥反應時，炎癥細胞能夠觸發(fā)血栓形成，炎癥反應可以加速血液凝固，并對血栓的發(fā)展起著進一步的增強作用［14］。同樣，血栓由于導致循環(huán)不穩(wěn)定、灌注不足、低氧和局部缺血，繼而導致炎癥反應和氧化應激，從而導致血漿中炎癥因子水平進一步升高。因此，炎癥反應與冠心病互為因果，相互促進，相互影響［15］。

由于冠狀動脈粥樣硬化的形成會刺激單核巨噬細胞系統(tǒng)和血管內(nèi)皮細胞持續(xù)產(chǎn)生IL-6 和白細胞介素IL-18 等因子，如炎癥或通過直接啟動刺激炎癥介質(zhì)的釋放，其他觸發(fā)級聯(lián)反應，導致血漿中炎癥因子水平顯著升高，進一步相關性分析亦顯示，IL-18 與冠脈病變支數(shù)（r=0.674，P<0.05）、冠脈狹 窄 率（r=0.601，P<0.05）、SYNTAX 積 分（r=0.675，P<0.05）均呈正相關，MMP-22 和 MMP-29 與冠脈狹窄率（r=0.815，P<0.05）、SYNTAX 積分（r=0.642，P<0.05）呈正相關，Pearson 相關分析IL-18、MMP-22 和 MMP-29 之間相關性，結(jié)果顯示 IL-18 與MMP-22和MMP-29呈正相關（r=0.783，P<0.001；r=0.641，P<0.001），即IL-18、MMP-22 和MMP-29 參與冠狀AS的形成，IL-18、MMP-22和MMP-29與冠心病血管病變的嚴重程度具有相關性，IL-18、MMP-22和MMP-29 可能是AS 形成過程中復雜的細胞炎癥因子，該網(wǎng)絡可以相互調(diào)節(jié)，形成循環(huán)，對促進疾病的發(fā)展起著重要作用。

炎癥因子在冠心病的發(fā)病機制中起重要作用。IL-6和IL-18從活性淋巴細胞和巨噬細胞中釋放，這些淋巴細胞和巨噬細胞存在于冠狀AS中，并定位于AS 破裂部位并引起MMP-22 和MMP-29 表達增加及單核細胞黏附增加［16］。同樣增強白細胞對血管內(nèi)皮細胞的黏附，促進內(nèi)皮細胞的促凝血活性，MMP-22 升高與疾病的嚴重程度呈正相關，增高幅度反應病情的嚴重程度，在危重患者中可持續(xù)長時間高水平的表達，可作為評估冠心病患者嚴重程度和預后的敏感指標。MMP-29 或許通過下調(diào)黏附分子的表達，抑制單核細胞的附著，減少泡沫細胞的產(chǎn)生從而增強抗AS效果。

綜上所述，IL-18、MMP-22 和 MMP-29 水平與老年CHD患者冠脈病變程度均存在不同程度相關性，高水平IL-18、MMP-22 和MMP-29 均可增加老年人群罹患CHD 風險，臨床通過檢測血漿IL-18、MMP-22和MMP-29 可有效預測老年CHD 的發(fā)生，可作為診斷老年CHD 的生物學指標。