半乳糖凝集素-3和基质金属蛋白酶-9与支架内再狭窄的关系

牛晓婷，徐 阳，郑 阳，刘晓唤，巩 红，范雅洁，张春艳，张 岩，胡艳超，李永勤，王聪霞

(1. 西安唐城医院心血管内科，陕西西安 710016；2. 西安交通大学第二附属医院心血管内科，陕西西安 710004；3. 西安交通大学第二附属医院检验科，陕西西安 710004)

冠脉支架植入技术是治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)重要且有效的手段，及时有效的血运重建可减少心肌损伤面积，延缓心室重构的发生，很大程度改善了冠心病患者的预后。与冠状动脉旁路移植术相比，具有创伤小、住院时间短、死亡率低等优点。然而，尽管药物洗脱支架(drug-eluting stent, DES)的应用已经大幅降低了支架内再狭窄(in-stent restenosis, ISR)的发生，但仍有5%～10%的ISR发生率，严重危害了冠心病患者的预后[1]。如何预测ISR、发现ISR的危险因素，并进行干预以减少其发生，一直是一个重大的挑战。研究发现，ISR与内皮损伤、持续的炎症反应、平滑肌迁移与过度增殖及血管重塑有关，其中炎症反应不仅贯穿始终，更是关键环节[2]。半乳糖凝集素-3(Gal-3)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)均为重要的炎症因子，血管损伤后，损伤部位的Gal-3和MMP-9均升高[3-4]。既往大量研究显示Gal-3和MMP-9共同作用可促进各种肿瘤的转移，主要机制为Gal-3作为MMP-9的底物，可共同促进新生血管的形成[5]。但目前仍缺乏关于Gal-3和MMP-9与药物支架内再狭窄的研究。本文旨在研究Gal-3和MMP-9与ISR的关系及对远期主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events, MACEs)的预测价值，为评估冠脉支架植入患者预后提供新的证据。

1 资料与方法

1.1研究对象连续招募2011-2016年于西安唐城医院与西安交通大学第二附属医院行冠脉造影(CAG)并植入DES的434例患者，于支架术后9～12月复查冠状动脉造影。排除标准：肝、肾功能严重异常；自身免疫性疾病及应用免疫抑制药物；恶性肿瘤；碘过敏；心力衰竭；近3月外伤及手术史者，近6月 脑出血、脑梗死及其他脑血管病史者；近期有急、慢性感染病史。

1.2血液标本的采集与处理研究对象均于经皮冠脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)术前或冠状动脉造影(coronary angiography, CAG)术前1周内采集空腹静脉血5～10 mL(肝素抗凝)，1 000 r/min，离心15 min，―70 ℃保存备用。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法测定血Gal-3和MMP-9水平，试剂盒由R&D公司提供。其他生化指标检测经送往西安唐城医院或西安交通大学第二附属医院检验科进行检测。

1.3手术所有患者均采用Judkins法经桡动脉或股动脉穿刺行CAG检查，造影结果由2名心内科医师分析并诊断。冠脉(主要包括左主干、前降支、回旋支、右冠脉)狭窄≥50%可诊断为冠心病，若狭窄>75%可考虑行DES植入治疗。DES植入术前，阿司匹林及氯吡格雷达到负荷剂量(阿司匹林300 mg、氯吡格雷300 mg)，术后阿司匹林终生服用，氯吡格雷服用至少1年。DES植入术后，通过临床随访或患者出现不适而行CAG复查确定是否发生ISR。ISR[6]定义为：支架近端和远端5 mm内及支架内血管内径再次狭窄程度≥50%。根据MEHRAN分型[7]，ISR分为4型：①Ⅰ型，局灶型，指病灶长度≤10 mm，也可呈多灶分布；②Ⅱ型，弥漫型，再狭窄长度>10 mm，且局限在支架内部；③Ⅲ型，增殖型，再狭窄长度>10 mm，且病变超出支架边缘；④Ⅳ型，支架完全闭塞，病变处完全充盈缺损，无可见前向血流。按照CAG复查的结果分为ISR组(41例)和NO-ISR组(393例)。

1.4随访随访的主要终点事件为MACEs，MACEs包括心肌梗死、靶血管血运重建和心源性死亡。

1.5支架内再狭窄危险因素分析与匹配分析ISR组和NO-ISR组的基线资料，采用多因素Logistic回归分析判断ISR的独立危险因素，以Gal-3和MMP-9以外的其他危险因素为变量，按照倾向评分配比法对两组患者进行完全配对，研究Gal-3和MMP-9与ISR的关系。

2 结 果

2.1两组患者基线资料的比较与NO-ISR组相比，ISR组的高血压病史比例、空腹血糖、总胆固醇及血清肌酐水平均显著升高，差异具有统计学意义(P<0.05)；而ISR组支架的直径小于NO-ISR组，差异有统计学意义(P<0.05)。两组间的性别、年龄、家族史、糖尿病史、冠心病类型、总胆红素、胱抑素C、随访时间、植入支架的数量及支架的长度均无明显差异(表1)。随访时间平均为(23.1±10.2)月，随访结束共记录MACEs 31例，包括心肌梗死(14例)、靶血管血运重建(8例)和心源性死亡(9例)。

表1 两组患者基线资料的比较Tab.1 Comparision of the baseline data between the two groups

2.2ISR的危险因素分析以ISR为因变量，高血压病史、空腹血糖、总胆固醇、Gal-3、MMP-9及支架直径为协变量，行Logistic回归分析。结果显示，除高血压病史外，上述因素均为ISR的独立危险因素(P<0.05，表2)。

2.3匹配后组间基线资料的比较以上述ISR独立危险因素空腹血糖、总胆固醇及支架直径为变量，将ISR组与NO-ISR组患者进行匹配，配对成功39对，配对后ISR组与NO-ISR组间基线资料均衡可比，各因素间差异无统计学意义(表3)。

表2 支架内再狭窄影响因素的多因素回归分析Tab.2 The Logistic regression analysis of risk factors for ISR

表3 匹配后组间基线资料的比较Tab.3 Comparision of the baseline data between the two groups after matching

2.4两组患者血清Gal-3和MMP-9水平的比较匹配后的ISR组的血清Gal-3水平明显高于NO-ISR组[(14.03±6.55)ng/mLvs. (7.76±3.74)ng/mL]，差异具有统计学意义(P<0.001)；ISR组的血清MMP-9水平明显高于NO-ISR组[(73.67±37.72)ng/mLvs. (52.27±26.05)ng/mL]，差异具有统计学意义(P<0.001，图1)。

2.5各组患者血清Gal-3和MMP-9水平与ISR严重程度的关系匹配后，ISR组中Ⅰ型再狭窄14例，Ⅱ型11例，Ⅲ型7例，Ⅳ型7例。随着ISR严重程度的加重，血清Gal-3和MMP-9水平有上升趋势(图2)。Ⅲ型和Ⅳ型再狭窄患者中血清Gal-3及MMP-9水平均显著高于Ⅰ型再狭窄患者，差异具有统计学意义(P<0.05，图2)。

图1 ISR组与NO-ISR组间血清Gal-3和MMP-9水平变化的比较Fig.1 Comparison of serum Gal-3 and MMP-9 concentrations between ISR group and NO-ISR group

图2 各组患者血清Gal-3和MMP-9水平对ISR分型的影响Fig.2 The influences of serum Gal-3 and MMP-9 on ISR classification

2.6Gal-3、MMP-9水平及ISR发生与支架术后生存的分析结果将匹配成功的39对患者根据血清Gal-3与MMP-9水平三分位数分别分为3组，各组均为39例，Tertile 1组Gal-3：(4.29±1.91)ng/mL，MMP-9：(27.42±12.89)ng/mL，Tertile 2组Gal-3：(8.98±0.93)ng/mL，MMP-9：(55.78±6.14)ng/mL和Tertile 3组Gal-3：(16.30±4.29)ng/mL，MMP-9：(95.02±23.29)ng/mL。Kaplan-Meier事件生存率曲线显示，Gal-3及MMP-9较高浓度组的MACEs发生率高于低浓度组，log-rank检验差异有统计学意义(图3A、B，P<0.01)；且ISR组的MACEs发生率高于NO-ISR组，log-rank检验差异有统计学意义(图3C，P<0.05)。

图3 匹配后MACEs 的Kaplan-Meier生存曲线分析Fig.3 The Kaplan-Meier survival curves of MACEs after matching

3 讨 论

Gal-3是β-半乳糖苷动物凝集素家族成员之一，由100～150个氨基酸残基组成，主要由人类巨噬细胞生成，参与胚胎发生、细胞粘附和增殖、吞噬、凋亡、趋化及激活等多种病理生理过程[8]，与肿瘤、肝纤维化、糖脂代谢异常、心力衰竭及冠心病等多种疾病相关。它是一种强大的促炎症因子，具有刺激巨噬细胞释放炎症介质和化学趋化因子、促进肥大细胞和嗜碱性粒细胞的活化、促进中性粒细胞的黏附以及抑制炎症细胞凋亡等作用[9]。除了强大的促进炎症作用，Gal-3致动脉粥样硬化的机制还包括以下：①参与氧化低密度脂蛋白诱导血管平滑肌细胞的表型转化，增加血管内皮细胞、巨噬细胞摄取脂质的能力，加速动脉粥样斑块形成[10]；②趋化单核细胞，使巨噬细胞聚集，加速泡沫细胞的生成；③刺激中性粒细胞超氧化物的产生，增强氧化应激反应。ARAR等[4]的一项类似PTCA术后的研究发现，血管损伤处Gal-3升高，且可促进平滑肌细胞表型转化、增殖、迁移及分泌基质。

MMP-9是92 ku的蛋白酶，又称明胶酶B，具有降解细胞外基质的作用，促进平滑肌迁移[11]。它通常由血液中单核细胞低水平表达，而在氧化应激的刺激下，在单核细胞被募集至血管内皮并摄入脂质衍变为巨噬细胞的过程中可大量合成、释放，进而降解斑块纤维帽，使斑块不稳定、易破裂[12]。在支架血栓周围的破碎斑块可检测到MMPs的大量表达[13]。Gal-3是MMP-9的底物[14]，MMP-9可以裂解Gal-3，分解后的Gal-3通过激活pFAK途径，促进血管内皮细胞的趋化和迁移，从而促进新生血管的形成。血管损伤后，损伤部位的MMP-9和Gal-3均升高[3-4]。由此推测，血管损伤后，诱发炎症反应，促进二者的分泌。MMP-9和Gal-3是强大的促炎因子，促进局部炎症的进展，加速再狭窄的发生，也可促进平滑肌细胞发生表型转化、增殖、迁移至内皮下并分泌基质，同时与斑块的不稳定相关。因而与ISR以及MACEs的发生相关。

AKSAN等[15]研究发现，相比于健康组，冠心病患者血浆Gal-3水平明显升高，并且与病变程度相关。LIU等[16]研究提示，ISR患者血浆MMP-9水平明显升高。本课题组既往的研究结果显示，MMP-9可量化非ST抬高型急性冠脉综合征的危险分层，并可预测随访期MACEs的发生[17]。但是，目前尚无Gal-3和MMP-9与ISR的关系及远期预后的研究报道。本研究发现，通过匹配消除其他危险因素的影响后，ISR组的血清Gal-3和MMP-9水平均显著高于NO-ISR组(P<0.001)。为了进一步研究血浆Gal-3和MMP-9与ISR严重程度的关系。MEHRAN等[7]提出的ISR分型指出，分级越高的病灶，术后随访1年期间靶血管血运重建的概率就越高。本研究采用其分型标准进行进一步分析，结果显示，随着ISR严重程度的增加，血清Gal-3和MMP-9水平有上升趋势。血清Gal-3及MMP-9水平在Ⅲ型和Ⅳ型再狭窄患者中均显著高于Ⅰ型再狭窄患者，差异具有统计学意义(P<0.05)。本研究中血清Gal-3和MMP-9水平在ISR组均显著升高，并且其浓度与ISR严重程度相关。这可能是因为Gal-3被MMP-9降解后产生1个糖识别域和1个氨基酸残基组成Gal-3末端片段，增加了MMP-9信号转导及与作用底物的黏附能力[18]，使血管内皮的通透性增加，促进血管平滑肌细胞迁移和增殖，刺激了ISR进程中的炎症反应，导致了ISR的发生。多因素回归分析显示，除了高血糖、高胆固醇及支架直径的狭窄外，血浆Gal-3和MMP-9的高水平也是ISR的独立危险因素(P<0.05)。

DANIELS等[19]研究发现，Gal-3是普通人群心血管死亡及全因死亡的独立危险因素。MAIOLINO等[20]长期随访了1 013例冠心病患者，发现高Gal-3水平患者具有更高的心血管死亡率。本研究以MACEs为主要随访终点，结果显示，Gal-3及MMP-9较高浓度组的MACEs发生率高于低浓度组，log-rank检验差异有统计学意义(P<0.01)；且ISR组的MACEs发生率高于NO-ISR组，差异有统计学意义(P<0.05)。

总之，MMP-9和Gal-3与ISR及其严重程度密切相关，是ISR的独立预测因子。并随着二者血清浓度的升高，支架术后长期随访的MACEs发生率升高。这为评估和判断支架植入术后患者预后提供了新的证据。但是，还需进行大样本临床随机对照研究，以进一步验证二者与ISR及MACEs的关系。

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