mtDNA含量和AIP与急性冠脉综合征的关系

李晓慧 董文超 黎百志 张 英▲

1.承德医学院附属医院心血管内科，河北承德 067000；2.承德医学院附属医院急诊科，河北承德 067000

急性冠脉综合征[1]（acute coronary syndrome，ACS）是指冠状动脉内不稳定的粥样硬化斑块破裂或糜烂继发新鲜血栓形成所导致的心脏急性缺血综合征。来自芬兰心肌梗死登记簿数据，Piironen等[2]对首次患有ACS并在最初28 d生存的35岁或以上的患者（n=13 336）分析表明，ACS幸存者的预后在18年期间有所改善，但仍比一般人群的预后差。同样，在我国，ACS有极高的发病率和死亡率，且呈现“年轻化”趋势，加重了社会和家庭的经济负担。

目前，冠状动脉造影（coronary angiography，CAG）能较准确评估冠状动脉狭窄程度，但具有有创、潜在风险大等特点。相比侵入性检查，无创检查手段备受临床医生的青睐。然而，心电图确定的心肌抢救显著低估了心脏核磁共振（CMR）所确定的心肌抢救[3]，但是CMR费用较高。因此，探寻早期快速、灵敏特异的血液生物标志物已成为当下ACS诊疗策略的重要研究方向。近年来，肌钙蛋白I/T（cTnI/T）、高敏肌钙蛋白（hs-cTn）等生物标志物已经较成熟，但不可否认，存在一定的局限性。动脉粥样硬化是一种全身性，脂质驱动的免疫炎症性疾病。众所周知，ACS与血脂水平异常密切相关，单项血脂情况的变化，已不能完全解释与ACS发病的关系，需要探寻新的综合血脂水平。因此，本研究旨在探索外周血线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）含量、血浆致动脉硬化指数（atherogenic index of plasma，AIP）与 ACS 及冠脉病变程度之间的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象

连续纳入2016年9月至2017年4月因胸痛、心前区不适等原因，于承德医学院附属医院本部心血管内科住院且行冠状动脉造影术的244例患者为研究对象。根据CAG结果分为冠心病组（183例）、非冠心病组（61例）。冠心病组：冠状动脉任一主干或其主要分支血管[包括左前降支（LAD）、左回旋支（LCX）、右冠状动脉（RCA）或其主要分支]管腔狭窄程度≥50%。非冠心病组：无冠状动脉管腔狭窄或任一冠状动脉管腔狭窄程度＜50%。纳入标准：①年龄≥18岁；②完善相关检查；③病史详尽完整。排除标准：①冠脉解剖畸形及先天性心脏病；②合并严重心脏疾病，如心脏瓣膜病、缩窄性心包炎、肥厚型心肌病；③严重感染性疾病；④严重肾、肝功能损害；⑤各系统恶性肿瘤、风湿免疫性疾病、血液系统疾病；⑥近期重大手术、外伤史，1个月内有输血史；⑦线粒体有关疾病；⑧家族性高脂血症、重度肥胖及代谢综合征。所有入选研究对象（或家属）均知情同意，本研究已通过医院伦理委员会批准。

1.2 人口统计学和生化指标收集

收集研究对象的一般情况和既往病史，包括性别、年龄、吸烟史、饮酒史、既往高血压及糖尿病病史。测量入院时身高、体重、计算体重指数（body mass index，BMI）、 收 缩 压（systolic blood pressure，SBP）、舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、计算脉压（pulse pressure，PP=SBP-DBP）。生化指标测定：血常规、三酯甘油（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）等。

1.3 实验室数据测定

使用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法检测mtDNA相对含量。在行CAG的同时采集肘静脉血2 ml，严格按试剂盒说明书进行操作，使用TIANGEN 血液基因组 DNA 提取试剂盒（TIANamp Blood DNA Kit），检测患者mtDNA含量。qRT-PCR定量计算采用2-ΔΔct[4]计算法（以对照组患者作为参照标本）， 另外，CyC*[5]的方法有待进行使用。

采用日立全自动7600生化分析仪测定生化指标。AIP是TG与HDL-C比值的对数，即AIP=log（TG/HDL-C）[6]，计算时使用mmol/L为单位。值得注意的是，简单TG / HDL-C比值与HDL和LDL粒径之间的相关曲线是非线性的，而对数转换后的TG / HDL-C比值则是线性的。

1.4 统计学方法

使用SPSS 23.0统计学软件处理数据。对于计量资料，先使用正态性检验选择Kolmogorov Smirnova检验，符合正态分布用（）表示，两组间比较用t检验，多组间比较用单因素方差分析；对于定性资料，用频数（百分比）表示，组间率或构成比的比较用χ2检验。采用受试者工作特征曲线（ROC 曲线）判断mtDNA含量、AIP以及两者联合检测对ACS诊断的价值。相关性分析：正态计量资料应用Pearson相关，偏态计量资料应用Spearman秩相关。均为双侧检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组基线特征比较

冠心病组与高血压、糖尿病、吸烟相关，收缩压和舒张压均高于非冠心病组，差异有统计学意义（P＜0.05）。在单项血脂指标的比较中，TG升高，而TC、LDL-C差异无统计学意义（P＞0.05）。AIP显著高于非冠心病组，mtDNA含量显著低于非冠心病组， 差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组基线特征比较

2.2 冠状动脉Gensini评分三分位数与AIP、mtDNA含量的关系

目前被广泛应用于临床的通过冠状动脉造影对冠脉病变程度评分方法，主要有四种，分别为美国心脏病学会/美国心脏协会（ACC/AHA）评分法、Leaman评分法、Syntax评分法和Gensini评分法。本研究根据国际公认的Gensini评分系统[7]定量分析冠状动脉每支血管狭窄程度的Gensini积分，计算每个参与者总Gensini 积分。根据Gensini评分三分位数低（Gensini评分≤ 14，n=82），中（Gensini评分 15～ 49，n=78），高（Gensini评分≥ 50，n=84）分为三组。结果表明：中、高Gensini评分三分位数的AIP均高于低Gensini评分三分位数；中、高Gensini评分三分位数的mtDNA含量均低于低Gensini评分三分位数，且高Gensini评分三分位数的mtDNA含量低于中Gensini评分三分位数， 差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 mtDNA含量对ACS的诊断价值

mtDNA含量用于诊断ACS的曲线下面积为0.858（95%CI：0.800 ～ 0.917），敏感度及特异度分别为0.760和0.836，约登指数为0.596。见图1。

图1 mtDNA含量预测ACS的ROC曲线

2.4 AIP、AIP联合mtDNA含量对ACS的诊断价值

AIP用于诊断ACS的曲线下面积为0.644（95%CI：0.561～0.727），敏感度及特异度分别为0.776和0.508，约登指数为0.284；AIP联合mtDNA含量诊断ACS的曲线下面积为0.865（95%CI：0.812～0.918），敏感度及特异度分别为0.765和0.820，约登指数为0.585。见图2。

图2 AIP、AIP联合mtDNA含量预测ACS的ROC曲线

表2 Gensini评分三分位数与相关参数的关系

2.5 mtDNA含量和AIP的相关分析

mtDNA含量与Gensini评分负相关（rs=-0.585），AIP与Gensini评分正相关（rs=0.145），表明两者与冠脉狭窄严重程度相关。另外，mtDNA与吸烟、舒张压、HDL-C、空腹血糖等相关。AIP与高血压、糖尿病、年龄、HDL-C、LDL-C、TG、TC、空腹血糖等相关。见表3。

表3 mtDNA含量、AIP和变量的相关分析

3 讨论

本研究采用实时荧光定量PCR技术，测定了244例入选者外周血mtDNA的相对含量，发现冠心病组（0.71±0.03）较非冠心病组（0.75±0.03）减少，差异有统计学意义（P＜0.05）。中、高Gensini评分三分位数的mtDNA含量均低于低Gensini评分三分位数，且高Gensini评分三分位数的mtDNA含量低于中Gensini评分三分位数，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明随着Gensini评分的增加，mtDNA水平显著降低。这与Liu等[8]所得到的结论一致，且与本课题组先前的研究[9]结果一致。 mtDNA含量与空腹血糖相关，与 Liu 等[10]研究结果一致，发现线粒体DNA水平与合并糖尿病的冠心病患者的空腹血糖显著相关。本研究发现：mtDNA的表达可能与动脉粥样硬化有关，且在预测冠状动脉粥样硬化的严重程度方面可能具有相对确定的价值。

众所周知，线粒体（mitochondrion）为细胞的氧化中心和能源供应站，是细胞进行呼吸氧化、电子传递、三羧酸循环和氧化磷酸化的场地，同时也是细胞内活性氧的主要来源地。值得注意的是，有研究[11-12]表明，mtDNA是炎症的主要激活因子，在先天免疫中，其代谢失调可以促进慢性炎症和疾病进展。同样的，mtDNA的缺失和突变可用作潜在的疾病标记，靶向线粒体的抗氧化剂疗法似乎有望用于治疗动脉粥样硬化和其他与氧化应激和慢性炎症相关的疾病。

混合型血脂代谢紊乱是动脉粥样硬化的重要危险因素。AIP反映了脂蛋白小颗粒和大颗粒的比例变化，体现了脂蛋白谱的实际组成，又因它可以很容易地从常规脂质谱中计算出来，故AIP在临床实践中广泛使用。本研究发现，在相关性分析中，AIP与年龄相关，差异有统计学意义（P＜0.05），显示AIP与性别无关，可能由于本研究样本量较少。但有研究[13]发现，在非常年轻（≤35岁）ACS患者中，AIP与ACS的存在和严重程度呈性别（男性）[14]依赖性独立相关，也表明AIP优于传统的脂质谱。同样有研究[15]表明，AIP也是绝经女性冠状动脉疾病的预测指标。AIP还与糖尿病、HDL-C、LDL-C、TG、TC、空腹血糖相关，差异有统计学意义（P＜0.05）。与Soška等[16]的进一步研究结论相一致，在调整了年龄、糖尿病后，TG仍与AIP相关。

本研究发现，冠心病组AIP显著高于非冠心病组（P＜0.05）。同时，中、高Gensini评分三分位数的AIP均高于低Gensini评分三分位数，差异有统计学意义（P＜0.05），表明AIP可以反映冠脉狭窄以及狭窄程度。与Cai等[13]的研究结果相一致，即随着Gensini评分和病变血管数量的升高，AIP水平逐渐升高。Liu等[17]的研究发现，HDL胆固醇酯化速率（FER HDL）是脂蛋白分布的预测因子，在校正经典危险因素的存在后，FER HDL与血管造影确定的冠心病的存在独立相关。FER HDL和AIP可以帮助识别心血管疾病的风险，它们都反映了卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）胆固醇酯化的速率以及控制该速率的脂蛋白亚群的组成[18]。同时，有研究[19]表明，当从多元分析中省略血浆FER HDL时，AIP是对血管造影定义的冠状动脉疾病的一个独立的预测因子。

综上所述，mtDNA含量和AIP与ACS密切相关，且与代表冠脉狭窄程度的Gensini评分相关，mtDNA含量以及AIP在ACS诊断中有一定的临床应用价值。

但本研究存在一定的局限性：①为单中心研究，样本量较小；②mtDNA的含量、AIP水平只测量了一次，缺乏纵向多次测量；③缺乏长期随访，未观察mtDNA的含量、AIP水平和心血管相关疾病预后的关系。需要样本量更大、以及多中心的前瞻性研究进一步证实。