中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白在冠心病中的研究进展

崔小豪，杨志明

冠心病是严重威胁人类健康的疾病，尽管近年来对其危险因素进行了干预并采取了有效的二级预防措施，但其发病率仍逐年上升［1］。在世界范围内，每年有700多万人发生心肌梗死，1年的死亡率在10%左右，从稳定型冠心病、ST段抬高型心肌梗死（STEMI）到非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI），患者的病程差异很大，所以对预后不良患者的有效识别更有助于后期优化治疗［1］。随着多种评分系统和各种生物标志物的临床应用，冠心病患者的管理得到了明显改善，但对冠心病患者临床早期诊断、病情发生发展及预后的评估能力仍然有限，所以添加新的临床标志物应用到临床工作中迫在眉睫。近来很多研究表明，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）作为早期识别高危急性肾损伤（AKI）患者的生物标志物，在冠心病、心力衰竭等心血管疾病的发生、发展及预后中发挥着重要作用，是一个潜力极大的心血管疾病标志物［2］。

1 NGAL的来源与性质

NGAL又称 Lipocalin2（Lcn2）或 24p3，属于 Lipocalin超家族。1993年KJELDSEN等［3］首次从人中性粒细胞中分离出NGAL，其在血液和尿液中以单体、同源二聚体和异源二聚体3种分子形式存在，与基质金属蛋白酶9（MMP-9）共价结合，是一种专门结合和运输疏水性小分子的糖蛋白，由位于9q34.11染色体的基因编码，在-80 ℃的血浆中可稳定至少11个月［4］。NGAL水平与性别、年龄、肝功能相关；除中性粒细胞外，NGAL还存在于巨噬细胞、脂肪细胞、肝细胞、肾小管上皮细胞中；作为一种急性时相蛋白和抗菌因子，NGAL在炎症状态和细胞损伤时表达和分泌增加［5］。在肾脏疾病方面，NGAL可作为早期识别AKI和预测慢性肾脏病（CKD）进展程度的标志物；在心血管疾病方面，NGAL水平升高与动脉粥样硬化、心力衰竭和急性脑血管疾病的发生相关［6］。HEMDAHL等［7］发现，NGAL在小鼠动脉粥样硬化斑块中表达增加，在缺氧和心肌梗死（MI）时表达上调。EILENBERG等［8］发现，NGAL主要表达于有症状的动脉粥样硬化斑块中，通过诱导巨噬细胞、平滑肌细胞和血管内皮细胞中促炎递质的产生参与动脉粥样硬化的形成。SUNG等［9］发现，在小鼠心脏缺血模型中，NGAL水平增加，导致心脏自噬反应减弱，增加细胞死亡率和细胞功能障碍发生率；敲除NGAL基因的小鼠能够在缺血后引起更高的自噬反应，从而保护心肌细胞。所以，NGAL在冠心病的基础研究和临床研究中价值很大。

2 NGAL与冠状动脉病变严重程度

ZOGRAFOS等［10］的研究表明，血清NGAL水平与冠状动脉病变血管数和改良Gensini评分呈正相关。SOYLU等［11］的研究表明，血清NGAL水平与NSTEMI患者全球急性冠状动脉事件注册（GRACE）评分、SYNTAX评分、Gensini评分均呈正相关。KATAGIRI等［12］研究发现，无心力衰竭和CKD的患者冠状动脉三支病变组血清NGAL水平高于单支病变组（P＜0.05）；NGAL水平与SYNTAX评分呈正相关，且NGAL水平升高是高SYNTAX评分的独立危险因素；NGAL＞100 μg/L和脑钠肽（BNP）＞25 ng/L的患者有较高的SYNTAX评分，NGAL联合BNP可以识别潜在有心脏血流动力学损害和冠心病风险升高的患者。研究表明，血浆NGAL水平与冠状动脉病变严重程度呈正相关，且NGAL识别严重冠状动脉狭窄的STEMI患者的能力优于MMP-9和超敏C反应蛋白（hs-CRP）［13］。李超等［13］纳入无肾脏疾病的STEMI患者124例（STEMI组）、无明显冠状动脉狭窄的对照患者124例（对照组），根据SYNTAX评分将STEMI患者分为高评分亚组（≥33分，n=26）和低评分亚组（＜33分，n=98），分析STEMI患者血浆NGAL水平与冠状动脉狭窄程度的关系以及识别严重冠状动脉狭窄的能力；结果发现：STEMI组患者血浆NGAL水平显著高于对照组（P＜0.01）；血浆NGAL水平与SYNTAX评分呈正相关（r=0.616，P＜0.01），且高评分亚组患者血浆NGAL水平显著高于低评分亚组（P＜0.01）；受试者工作特征曲线（ROC曲线）分析显示，血浆NGAL水平〔ROC曲线下面 积（AUC）=0.881，95%CI（0.813，0.949），P＜0.01〕 较MMP-9〔AUC=0.799，95%CI（0.709，0.890），P＜0.01〕 和hs-CRP〔AUC=0.446，95%CI（0.306，0.587），P=0.400〕在识别STEMI患者严重冠状动脉狭窄的能力方面更优。因此，未来的研究需进一步确定NGAL有效识别冠状动脉狭窄的阈值及可信度，才可以让NGAL更好地应用于临床。

本文价值：

本文将肾脏病学领域常见的生物标志物与冠心病结合，体现了多学科领域共性导向、交叉融通的理念，而且为未来心血管领域新的标志物研究提供了新的参考方向，所以有较大的研究价值。未来中国进入老龄化社会，全科医学的理念日益重要，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）作为一种新兴的生物标志物，在多种疾病状态下均会不同程度升高，如果未来研究可以提供不同疾病状态下NGAL的参考范围，将会对疾病的早期诊断、病情进展及预后评估发挥重要作用。

3 NGAL与稳定型冠心病

MALYSZKO等［14］的研究表明，在肾功能正常但伴有高血压和稳定型冠心病的患者中，血清NGAL水平显著高于正常对照组。PAULSSON等［15］发现稳定型冠状动脉疾病（CAD）患者血浆MMP-9/NGAL和白介素（IL）-8水平高于正常对照组，中性粒细胞计数与对照组无明显差异，IL-8是中性粒细胞释放MMP-9的有力刺激因子［16］，提示稳定型CAD患者外周血中性粒细胞处于启动状态，IL-8水平升高可能是导致患者MMP-9/NGAL升高的原因之一。SIVALINGAM等［17］纳入了876例经冠状动脉造影证实稳定型CAD的患者，以非致命性急性MI、心因性死亡（CVD）或缺血性卒中为临床终点，进行平均3.1年的随访，结果显示：健康人和稳定型CAD患者的NGAL水平之间无显著差异；ROC曲线分析显示，NGAL单独预测稳定型CAD患者临床终点事件的AUC为0.56〔95%CI（0.49，0.64）〕，NGAL联合炎性标志物（白细胞计数、hs-CRP、IL-6和钙卫蛋白）预测稳定型CAD患者临床终点事件的AUC为0.60〔95%CI（0.49，0.71）〕，NGAL联合炎性标志物及心血管疾病危险因素（年龄、性别、体质指数、糖尿病、吸烟和肌酐）预测稳定型CAD患者临床终点事件的AUC为0.66〔95%CI（0.56，0.75）〕，炎性标志物联合心血管疾病危险因素预测稳定型CAD患者临床终点事件的AUC为0.66〔95%CI（0.56，0.76）〕，因此相对于传统的炎性标志物及心血管疾病危险因素，NGAL对稳定型CAD患者发生临床终点事件的预测价值并未增加，未来需要更大样本的研究进一步证实。

4 NGAL与急性冠脉综合征（ACS）

4.1 NGAL与 STEMI LINDBERG等［18］研究表明，血清NGAL水平是STMEI患者首次经皮冠状动脉介入治疗（PCI）后23个月内全因死亡率和主要心血管不良事件（MACE）的独立预测因子。ZYKOV等［19］在85例STEMI患者住院第1天和住院第12天检测其血清NGAL水平，之后随访3年，评估再梗死率和死亡率；结果发现，接受PCI的患者住院第12天NGAL水平轻度增加，未接受PCI的患者NGAL水平较对照组增加近3倍，住院第12天NGAL＞2.6 μg/L的STEMI患者3年内全因死亡率增加4倍。LIM等［20］对169例ACS症状出现后12 h内接受PCI的STEMI患者治疗前后6 h血清NGAL水平进行连续测定，以患者PCI后30 d全因死亡率为临床终点，评估NGAL对接受PCI的STEMI患者短期预后的价值；结果显示，79%的患者术后NGAL水平较术前降低（ΔNGAL-），21%的患者术后NGAL水平较术前升高（ΔNGAL+）；按ΔNGAL对169例患者进行分组分析：30 d内死亡患者12例，ΔNGAL-组死亡5例（3.8%），ΔNGAL+组死亡7例（18.9%），两组30 d死亡率比较有显著差异（P=0.005）；按30 d死亡组和非死亡组分析：死亡组术前、术后NGAL水平较非死亡组均显著升高（P＜0.05），死亡组ΔNGAL+阳性率显著高于非死亡组（P=0.002）；多因素Logistic回归分析得出：术后NGAL水平是STEMI患者接受PCI后30 d内死亡的独立危险因素；ROC曲线分析得出：术后NGAL水平较术前NGAL水平有更强的预测接受PCI的STEMI患者短期死亡率的能力。FAN等［21］的一项荟萃分析表明，NGAL水平较高的STEMI患者全因死亡率和MACE风险显著增加，NGAL水平可以更好地对STEMI患者进行预后危险分层，但还需要更多大型前瞻性研究去证实。

4.2 NGAL与NSTEMI NYMO等［22］的一项大型前瞻性研究连续纳入1 121例ACS患者（30%为女性，平均年龄65岁，43%为STEMI患者、57%为NSTEMI患者），检测其入院第1天的血液NGAL水平，之后进行167个月的长期随访，研究NGAL水平与NSTEMI或STEMI患者预后的关系；在校正了GRACE评分、左心室射血分数（LEVF）、hs-CRP和氨基末端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平后，NGAL水平与STEMI患者全因死亡率的风险比为1.32〔95%CI（0.95，1.83），P=0.10〕，与NSTEMI患者全因死亡率的风险比为2.02〔95%CI（1.50，2.72），P=0.001〕；NGAL与GRACE评分的组合是一个强有力的预后指标；虽然NGAL水平与估算肾小球滤过率（eGFR）显著相关，但在多变量模型中调整eGFR，并不能改变NGAL与长期预后的关系；NGAL与NSTEMI患者长期随访期间的全因死亡率相关性较STEMI患者更强。LAHIRI等［23］的研究表明，血浆NGAL水平不仅是ACS患者30 d全因住院率和死亡率的独立预测因子，且NGAL与MI溶栓治疗临床试验（TIMI）评分呈正相关（r=0.333，P=0.002），NGAL在预测TIMI评分方面优于hs-CRP和肌钙蛋白T（cTnT）。SHALENKOVA等［24］研究发现NGAL可作为预测ACS患者心力衰竭和肺动脉高压的辅助指标；其对110例ACS患者于入院第1～3天测定血清NGAL（s-NGAL）、尿NGAL（u-NGAL）及NT-proBNP水平，同时进行超声心动图检查，并在住院期间监测MACE的发生率，结果显示，有急性心力衰竭（AHF）或肺动脉高压症状的ACS患者u-NGAL水平明显高于无AHF或肺动脉高压症状的ACS患者；u-NGAL＞9.96 μg/L与住院期间AHF发生率增加有关；u-NGAL＞5.81 μg/L与ACS患者肺动脉高压症状的发生率增高有关；s-NGAL与心排血量和心脏指数呈正相关；u-NGAL与左心室舒张末期内径和NT-proBNP水平呈正相关，与左心室舒张末期容积和LVEF呈负相关。此外，MARTÍNEZ-MARTÍNEZ等［25］研究发现：NGAL基因敲除的小鼠MI后3个月较野生型MI小鼠具有更好的左心室收缩功能和顺应性、更大的每搏输出量和心排血量；野生型MI小鼠7 d后左心室NGAL水平升高，而醛固酮受体拮抗剂finerenone的使用可预防此现象的发生；且该研究还发现醛固酮可以使培养的人心脏成纤维细胞中NGAL水平增加，同时醛固酮和NGAL均可使Ⅰ型胶原的生成增加，而核因子κB（NF-κB）特异性抑制剂BAY11-7082可阻断醛固酮和NGAL对Ⅰ型胶原的作用，且NGAL基因敲除同样会抑制醛固酮诱导的Ⅰ型胶原的合成，所以NGAL可能是MI后心肌损伤的关键递质，是MI后盐皮质激素受体（MR）激活的下游靶点，NGAL可能通过介导NF-κB通路的激活增加Ⅰ型胶原的生成，从而对人心脏成纤维细胞产生直接促纤维化作用，NGAL可能是MR参与MI后心肌纤维化的潜在治疗靶点。所以，NGAL是一个非常有前景的评估ACS患者预后的生物标志物。

5 NGAL与未来冠心病事件

研究发现，在无心血管疾病的2型糖尿病患者中，血浆NGAL水平不仅与反映亚临床动脉粥样硬化的指标颈-股动脉脉搏波传导速度（cfPWV）相关，且与未来不良心血管事件的发生相关［26］。NAKA等［26］以发生心血管事件（非致命性CAD或卒中、外周动脉疾病或CVD）为临床终点，对119例患有2型糖尿病且血糖控制不良而尚未发现心血管疾病的患者（中位数年龄65岁）进行平均9年的随访后发现：血浆NGAL水平与cfPWV呈正相关（r=0.265，P=0.004）；cfPWV＞10 m/s、血浆 NGAL 水平 ＞42 μg/L 与心血管事件的发病显著相关（P＜0.05）；在多因素分析中，调整了经典危险因素（年龄、性别、体质指数、吸烟、高血压和高胆固醇血症史、eGFR）和糖化血红蛋白（HbA1c）后，cfPWV和NGAL水平与随访时患者心血管事件的发生独立相关。CHONG等［27］纳入1 131名无冠心病的老年妇女，进行了14.5年的随访，其中256名妇女发生CAD，在校正了传统危险因素后，NGAL与老年妇女未来CAD事件发生的风险比为1.29〔95%CI（1.13，1.48），P＜0.001〕；根据NGAL水平可以正确地将每4名发生CAD妇女中的1名划分为高风险者，将10名未发生CAD妇女中的1名划分为低风险者，且NGAL独立于肌钙蛋白I（cTnI）、同型半胱氨酸和eGFR，可以提高老年妇女CAD风险预测能力。因此，结合NGAL，可以更好地对糖尿病患者及老年妇女未来CAD的发生进行评估。

6 小结及展望

综上所述，NGAL与冠心病的研究均表明，NGAL未来在冠状动脉粥样硬化及ACS并发症的防治及预后上非常有前景，可作为心血管疾病的潜在治疗靶点［25］。但NGAL的临床实践应用尚需解决如下问题：（1）目前的研究纳入标准不同，导致得出的结果差异较大，还需更多大型、多中心研究去进一步验证；（2）NGAL分析方法之间存在差异，没有合适的校准参考范围可以解释不同研究之间的水平差异；（3）NGAL是一种炎性标志物，研究表明，经阿托伐他汀治疗的患者NGAL水平降低［28］，其他抗炎药物可能会对其测量造成干扰，需要进一步验证；（4）NGAL在AKI［2］、心力衰竭［29］、急性脑血管病［30］、感染［31］存在的情况下升高，所以NGAL对冠心病发生、发展的严重程度及预后价值的判定只有适度的准确性，临床医生需要结合患者的临床特征及其他实验室检查指标做出决策，从而更好地使患者获益。总之，NGAL在心血管疾病中的应用前景光明，但还需要更多前瞻性研究去证实。

作者贡献：崔小豪进行文章的构思与设计、可行性分析、文献/资料收集和整理，并撰写论文；杨志明进行论文的修订，负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。