血清骨钙素水平与冠状动脉病变程度及冠状动脉钙化的相关性研究

陶林，苗柳，谭碧松，王勇

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病，CAD）是指冠状动脉（冠脉）及其主要分支出现动脉粥样硬化样斑块，导致血管腔狭窄或阻塞，而血管钙化是动脉粥样硬化病变中普遍存在的病理表现，可引起主动脉、冠脉及其他动脉弹性降低和心血管系统血流动力学改变[1]。骨钙素是由成骨细胞表达及分泌的重要的骨基质蛋白，通过与羧基磷灰石表面Ca2+结合，抑制钙磷沉积[2]。在骨质矿化过程中可释放大量骨钙素进入体液循环，可反映骨转化和更新速率。既往认为，血管钙化和动脉粥样硬化斑块钙化都属于简单的钙磷沉积过程[3]，但最近有学者发现，血管内皮祖细胞（EPCs）和血管平滑肌细胞（VSMCs）在炎症因子的刺激下，可向成骨细胞表型转化，通过释放大量浓缩钙和磷基质囊泡诱导血管矿化[4]。而骨钙素除了参与骨代谢外，与血管钙化进程也密切相关[5]。作为骨形成特异性标志分子，Patel等[6]发现钙化血管细胞和斑块中骨钙素呈高表达。但存在争议的是，骨钙素在冠心病患者循环血清中随病情加重则表达量逐渐降低，推测可能是血管钙化的一种保护因子。本研究旨在为血清骨钙素在冠状动脉病变中的作用研究提供一定的理论依据，报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象2019年1月～12月，选取因不明原因胸痛于广西柳州市人民医院疑似CAD拟行冠脉造影且具有完整资料的受检者286例作为研究对象，年龄62.82±8.85岁（43～87岁）；排除绝经前女性人群、6个月内自发性骨折者、长期使用影响骨代谢药物（如糖皮质激素、雌激素等）人群或原发性甲状旁腺功能亢进患者。根据诊断结果分为冠心病组（CAD）和非冠心病组（Non-CAD）。CAD诊断标准：基于左主干、3条心外膜下冠脉及其大分支最大狭窄直径≥50%，即诊断为CAD。根据临床诊断，CAD可分为2个亚组：急性冠脉综合征（急性心肌梗死、不稳定型心绞痛）和稳定型心绞痛。

1.2 研究方法

1.2.1 一般临床资料收集详细记录患者年龄、性别、临床病史及危险因素（吸烟、饮酒、肥胖、高血压史、糖尿病史、高脂血症史）。患者入院后及时完善心脏彩超、心肌酶谱、心电图、胸部CT等相关检查；对于满足CTA及CAG的相关检查适应症，且拟诊断为冠心病的人群，先进行冠脉双源螺旋CT检查，再行选择性冠脉造影检查来明确诊断结果。

1.2.2 血清学指标测定患者接受CTA检查前留取血清样本，保存至-80℃待测。采用化学发光法进行测定血清骨钙素。骨钙素电化学发光免疫试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司。另外采用液相蛋白芯片检测血清骨保护素（OPG）、骨桥蛋白（OPN）。其他血清检测项目包括空腹血糖（FPG）、空腹胰岛素（FINS）、糖化血红蛋白（HbAlc）、糖化血清白蛋白（GA）、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、血清钙、血清磷水平，由我院检验科设备西门子Advia2400全自动生化分析仪检测。

1.2.3 血管病变支数及病变程度评价三支病变心外膜下冠脉即前降支、回旋支和右冠及其最大分支任何一段直径狭窄≥50%，即为有意义病变。根据冠脉狭窄累计主要冠脉支数，分为单支病变和多支病变。若三支主干无狭窄，其主要分支直径狭窄≥50%，视作等同病变。累计左主干时以同时累计左前降支和左回旋支计算，即双支病变。其中双支及以上病变称为多支病变。根据主要冠脉内径的狭窄程度对每支血管病变程度评分（1～32分）并与各节段对应的系数（0.5～5）相乘得到Gensini评分。冠脉钙化积分统计：所有CAD患者行冠脉双源螺旋CT检查，工作站及相关影像重建软件为美国飞利浦公司生产。通过钙化分析软件自动计算冠脉各分支钙化积分，并联合心电图、综合考虑血管走向、采用Agatston修正法[7]计算得出最终的血管钙化积分：0分为无钙化；1～10分为少量钙化；11～100分为轻度钙化；101～399分为中度钙化；≥400分为重度钙化。

1.3 统计学方法结果采用SPSS 13.5软件进行处理分析。计量资料进行K-S（Kolmogorov-Smirnov）正态分布检验，符合正态分布的数据以均数±标准差（）表示，组间比较采用t检验，不符合正态分布的计量资料以中位数（四分位数）表示，组间比较采用单因素方差分析和非参数检验。计数资料采用百分比表示，组间比较采用χ2检验。采用Pearson相关性分析血清骨钙素与CAI评分的关系。以是否发生冠脉钙化作为因变量，以年龄、BMI、FPG、Hb A1c、GA、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血清钙、血清磷、OPG、OPN和血清骨钙素水平作为自变量进行多元逐步Logistic回归分析，计算OR值（95%CI）。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 CAD组和Non-CAD组患者基线资料比较CAD组患者TG、LDL-C、血清钙、血清磷、OPG、OPN水平高于Non-CAD组，而HDL-C和血清骨钙素水平低于Non-CAD组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组人群其余临床指标均无统计学意义（P＞0.05），表1。

2.2 CAD组各亚组患者血清骨钙素水平差异200例CAD患者包括67例急性冠脉综合患者和133例稳定型心绞痛患者，血清骨钙素水平分别为（20.35±4.13）μg/ml、（23.30±5.44）μg/ml，急性冠脉综合征患者血清骨钙素水平低于稳定型心绞痛组患者，两亚组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。单支病变患者113例，多支病变患者87例，血清骨钙素水平分别为（23.83±5.26）μg/ml、（20.34±4.25）μg/ml，多支病变亚组患者血清骨钙素水平低于单支病变亚组患者，两亚组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 研究人群血清骨钙素与冠心病的单因素和多因素分析将286例受试者血清骨钙素水平按四分位数分为34.57～25.39 μg/ml、25.38～23.74 μg/ml、23.73～19.06 μg/ml、19.05～12.81 μg/ml。经单因素分析，血清骨钙素水平降低，是冠心病发生的重要危险因素；校正混杂因素后，经多因素模型分析，血清骨钙素水平≤19.05 μg/ml是冠心病发生的独立危险因素（P＜0.05），表2。

2.4 Pearson法分析CAD组患者血清骨钙素水平与Gensini评分的相关性CAD组患者血清骨钙素水平与Gensini评分呈负相关性（r=-0.619，P=0.000）（图1）。

2.5 CAD组患者血清骨钙素水平与冠脉钙化程度的关系据Agatston修正法计算，200例CAD患者中，无钙化亚组34例，少量钙化亚组57例，轻度钙化亚组52例，中度钙化亚组33例，重度钙化亚组24例，血清骨钙素水平分别为（26.94±3.26）μg/ml、（25.31±4.30）μg/ml、（23.74±5.33）μg/ml、（20.85±5.18）μg/ml、（17.56±3.29）μg/ml，随着冠脉钙化程度的加重，血清骨钙素水平逐渐降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.6 多元Logistic逐步回归分析影响冠脉钙化的重要因素以是否发生冠脉钙化作为因变量，以年龄、BMI、FPG、Hb A1c、GA、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血清钙、血清磷、OPG、OPN和血清骨钙素水平作为自变量行多元逐步回归分析。结果表明，血清钙、血清磷、OPG、OPN、骨钙素进入分析模型，其中血清钙、血清磷、OPG、OPN都属于冠脉钙化的独立危险因素，而血清骨钙素则是冠脉钙化的独立保护因素（表3）。

3 讨论

骨钙素作为评估骨转换率及骨形成的特异性标志，又名羧基谷氨酸蛋白，是骨细胞外基质的组成成分。研究发现骨组织是机体的一个重要的内分泌器官，成骨细胞通过分泌的特异性骨基质蛋白质-骨钙素参与能量代谢的调节过程，被认为是一种新型的激素[8]。骨钙素在循环中和在局部组织具有不同的作用。例如，在钙化血管壁和钙化心脏瓣膜局部，骨钙素与沉积的羟基磷灰石具有高亲和力，钙化部位局部骨钙素表达升高。骨钙素在循环及局部组织中作用不一致的机制目前尚不清楚，有待进一步研究。研究发现骨钙素具有促进血管钙化的作用，骨质疏松的患者心血管疾病的发病风险明显升高，成骨细胞存在于脉管系统，使动脉内皮细胞钙化。骨钙素还存在于向钙化发展的血管平滑肌细胞中，骨钙素可能参与了动脉粥样硬化形成的调节，在动脉粥样硬化的发生、发展过程中起重要作用[9]。

表1 CAD组和Non-CAD组人群基线临床资料比较

表2 总体人群血清骨钙素与冠心病的单因素和多因素分析

图1 Pearson法分析CAD组患者血清骨钙素水平与Gensini评分的相关性

表3 CAD患者冠状动脉钙化相关因素Logistic回归分析

在本研究中，通过对比CAD组和Non-CAD组受试者及不同类型CAD患者血清中骨钙素水平的差异，发现CAD组患者血清骨钙素水平显著低于Non-CAD组，且不稳定性CAD患者血清骨钙素水平低于稳定性CAD患者，说明血清骨钙素水平与冠心病的发生和进展均密切相关。这与国外近期的研究结论不谋而合。Gössl等[10]研究发现，动脉粥样硬化患者组与对照组相比，大部分的内皮祖细胞（EPCs）表达骨钙素参与动脉的钙化。Lewis等[11]发现骨形成因子在体内外周循环血水平与动脉粥样硬化的严重程度明显相关。Darwish等[12]对2型糖尿病人群研究发现，男性骨钙素水平与动脉硬化的参数如肱踝脉搏波传导速度、IMT呈负相关。冠脉钙化是各种细胞间复杂的相互作用，临床上冠脉钙化积分主要是是对患者的血管壁情况进行评价，而Gensini评分更多受冠脉管腔内狭窄情况影响，能更好预测心血管事件。冠脉钙化积分和Gemini评分都是对冠脉血管床斑块负荷的整体描述。在本研究中，通过分析血清骨钙素水平与冠脉钙化积分和Gensini评分间的相关性发现，随着冠脉病变程度和钙化程度的加重，CAD患者血清骨钙素水平逐渐降低，与两种公认的评分标准均呈负相关性。提示血清骨钙素作为动脉粥样硬化的负性调节因子可能具有抑制动脉粥样硬化的作用。此外，本研究通过多元Logistic逐步回归分析证实，血清钙、血清磷、OPG、OPN都属于冠脉钙化的独立危险因素，而血清骨钙素则是冠脉钙化的独立保护因素。说明通过观察和分析一些骨代谢指标的变化对于深入阐述冠脉钙化的机制有一定指导意义。

综上所述，CAD患者血清骨钙素水平降低，且与冠脉病变程度及冠脉钙化的发生和发展存在一定相关性，对于预测冠脉钙化有一定的参考价值。但需强调的是，本文只从临床角度推断血清骨钙素可能是冠脉钙化的保护因子，但由于血清骨钙素成分复杂，包括全羧酸骨钙素、羧化不全的骨钙素及不同大小的分子片段，因此具体作用机制尚需进一步研究。