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血清ALDH2和NLRP3活性水平在冠心病不同血管病变程度中的变化

康品方 戎李 孙硕 张冰 赵懿 张恒 高琴 唐碧 王洪巨

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血清ALDH2和NLRP3活性水平在冠心病不同血管病变程度中的变化

    作者简介: 康品方(1985-), 女, 主治医师, 讲师
  • 基金项目:

    安徽省科技攻关项目 1804h08020246

    安徽省教育厅自然科学研究重点项目 KJ2017A221

    蚌埠医学院自然科学基金 BYKY1833ZD

    安徽省自然自然科学基金青年项目 190808085QH353

    国家自然科学基金资助项目 81770297

  • 中图分类号: R543.3

Changes of the serum ALDH2 and NLRP3 activity levels in different degrees of coronary artery disease

  • CLC number: R543.3

  • 摘要: 目的通过检测血清线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)及核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)活性水平,分析血清ALDH2和NLRP3与冠心病(CHD)不同病变程度之间的相关性,探讨二者在CHD发生、发展中的变化规律。方法选择因胸痛入院并行冠脉造影检查的病人170例,其中冠状动脉(冠脉)造影明确诊断为CHD病人133例,同期冠脉造影正常者37例(对照组)。133例CHD病人按照冠脉狭窄严重程度分成轻度狭窄组(< 50%,is-CHD组)19例、中度狭窄组(50%~75%,ms-CHD组)41例和严重狭窄组(≥75%,ss-CHD组)73例。应用酶联免疫吸附实验检测血清中ALDH2及NLRP3活性水平,分析在有无CHD及冠脉不同病变程度下ALDH2和NLRP3活性差异,探讨ALDH2及NLRP3活性水平与CHD发生、发展的关系,采用Pearson相关性分析ALDH2和NLRP3的血清学影响因素。结果CHD组血肌酐水平高于对照组和ms-CHD组(P < 0.05),高密度脂蛋白在ss-CHD组中明显低于对照组(P < 0.01),ms-CHD和ss-CHD组淋巴/单核细胞低于is-CHD组(P < 0.05)。is-CHD组、ms-CHD组和ss-CHD组血清ALDH2水平均较对照组减低(P < 0.05~P < 0.01),并且随着冠脉狭窄严重程度的加重而逐渐减低(P < 0.01);而血清NLRP3水平随着冠脉病变程度加重其含量逐渐升高(P < 0.01),且两者之间呈正相关关系(P < 0.05)。随着CHD病变支数的增加ALDH2逐渐下降(P < 0.01),而NLRP3水平逐渐增加(P < 0.05),以NLRP3变化为显著。血清ALDH2水平与Gensini评分呈明显负相关关系(r=-0.247,P < 0.01),而NLRP3水平与Gensini评分呈明显正相关关系(r=0.477,P < 0.01)。血清ALDH2与LDL呈负相关关系(r=-0.220,P < 0.05);而血清NLRP3与ALDH2呈负相关关系(r=-0.201,P < 0.05)。结论随着冠脉病变程度加重,血清ALDH2水平逐渐降低,血清NLRP3水平逐渐升高,两者间存在一定的线性相关。
  • 表 1  冠脉Gensini评分

    狭窄程度/% 评分/分 病变部分 评分/分
    1~<25 1 左主干 5
    25~ < 50 2 左前降支、左回旋支近段 2.5
    50~ < 75 4 左前降支中段 1.5
    75~ < 90 8 左前降支远段、第一对角支 1
    90~ < 100 16 左回旋支远段、后降支 1
    100 32 右冠脉 1
    小分支 0.5
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    表 2  不同严重程度CHD病人临床指标比较(x±s)

    分组 n 年龄/岁 TC/(mmol/L) TG/(mmol/L) HDL/(mmol/L) LDL/(mmol/L) 总蛋白/(g/L) ALDH2/(U/L) NLRP3/(ng/mL) CR/(μmol/L) WBC/(×109) 淋巴/单核细胞/(×109)
    对照组 37 57.81±10.49 4.08±1.23 1.76±1.31 1.19±1.07 2.22±0.70 67.28±6.01 138.30±36.36 4.15±1.19 61.62±11.50 6.26±2.09 5.13±2.40
    is-CHD组 19 61.68±11.78 4.39±1.16 1.77±1.07 1.04±0.20 2.42±0.78 66.71±6.21 131.61±29.66 5.30±1.75 66.37±9.85 6.12±1.08 6.61±7.14
    ms-CHD组 41 64.76±10.22 4.25±1.12 1.44±0.65 1.09±0.25 2.40±0.90 66.21±6.44 117.76±30.24* 5.49±2.38** 63.68±12.13 6.41±1.86 4.73±1.80#
    ss-CHD组 73 64.85±9.61** 4.19±1.74 1.81±2.01 0.90±0.23** 2.25±0.73 65.52±0.76 109.57±29.82**## 7.28±2.69**##△△ 73.08±27.15**△△ 6.84±2.02 4.74±2.35#
    F 4.50 0.21 0.55 2.81 0.60 0.80 17.26 7.79 3.53 1.25 1.93
    P < 0.01 >0.05 >0.05 < 0.05 >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.05 >0.05 >0.05
    MS组内 104.149 2.098 2.357 0.293 0.595 40.410 5.137 987.940 394.383 3.669 9.962
    q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与is-CHD组比较#P < 0.05,##P < 0.01;与ms-CHD组比较△P < 0.05,△△P < 0.01
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    表 3  血清ALDH2及NLRP3活性水平与病变支数的关系(x±s)

    分组 ALDH2/(U/L) NLRP3/(ng/mL)
    对照组 136.70±36.40 4.21±1.25
    单支病变组 121.32±28.20* 5.47±2.44*
    双支病变组 110.05±32.63** 6.65±2.65**#
    多支病变组 117.81±29.56* 7.18±2.59**##
    F 5.45 12.53
    P < 0.01 < 0.01
    MS组内 936.503 6.630
    q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与单支病变比较#P < 0.05,##P < 0.01;与双支病变比较△P < 0.05,△△P < 0.01
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-10
  • 录用日期:  2020-05-10
  • 刊出日期:  2020-07-15

血清ALDH2和NLRP3活性水平在冠心病不同血管病变程度中的变化

    作者简介: 康品方(1985-), 女, 主治医师, 讲师
  • 1. 蚌埠医学院第一附属医院 心血管科, 安徽 蚌埠 233004
  • 2. 蚌埠医学院 生理学教研室, 安徽 蚌埠 233030
  • 3. 蚌埠医学院 心血管病研究中心, 安徽 蚌埠 233030
  • 4. 安徽医科大学临床医学系, 安徽 合肥 230000
基金项目:  安徽省科技攻关项目 1804h08020246安徽省教育厅自然科学研究重点项目 KJ2017A221蚌埠医学院自然科学基金 BYKY1833ZD安徽省自然自然科学基金青年项目 190808085QH353国家自然科学基金资助项目 81770297

摘要: 目的通过检测血清线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)及核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)活性水平,分析血清ALDH2和NLRP3与冠心病(CHD)不同病变程度之间的相关性,探讨二者在CHD发生、发展中的变化规律。方法选择因胸痛入院并行冠脉造影检查的病人170例,其中冠状动脉(冠脉)造影明确诊断为CHD病人133例,同期冠脉造影正常者37例(对照组)。133例CHD病人按照冠脉狭窄严重程度分成轻度狭窄组(< 50%,is-CHD组)19例、中度狭窄组(50%~75%,ms-CHD组)41例和严重狭窄组(≥75%,ss-CHD组)73例。应用酶联免疫吸附实验检测血清中ALDH2及NLRP3活性水平,分析在有无CHD及冠脉不同病变程度下ALDH2和NLRP3活性差异,探讨ALDH2及NLRP3活性水平与CHD发生、发展的关系,采用Pearson相关性分析ALDH2和NLRP3的血清学影响因素。结果CHD组血肌酐水平高于对照组和ms-CHD组(P < 0.05),高密度脂蛋白在ss-CHD组中明显低于对照组(P < 0.01),ms-CHD和ss-CHD组淋巴/单核细胞低于is-CHD组(P < 0.05)。is-CHD组、ms-CHD组和ss-CHD组血清ALDH2水平均较对照组减低(P < 0.05~P < 0.01),并且随着冠脉狭窄严重程度的加重而逐渐减低(P < 0.01);而血清NLRP3水平随着冠脉病变程度加重其含量逐渐升高(P < 0.01),且两者之间呈正相关关系(P < 0.05)。随着CHD病变支数的增加ALDH2逐渐下降(P < 0.01),而NLRP3水平逐渐增加(P < 0.05),以NLRP3变化为显著。血清ALDH2水平与Gensini评分呈明显负相关关系(r=-0.247,P < 0.01),而NLRP3水平与Gensini评分呈明显正相关关系(r=0.477,P < 0.01)。血清ALDH2与LDL呈负相关关系(r=-0.220,P < 0.05);而血清NLRP3与ALDH2呈负相关关系(r=-0.201,P < 0.05)。结论随着冠脉病变程度加重,血清ALDH2水平逐渐降低,血清NLRP3水平逐渐升高,两者间存在一定的线性相关。

English Abstract

  • 随着生活方式及生活习惯的改变,心血管疾病发病率不断升高,已经成为全球过早死亡的主要原因[1-2]。冠心病(coronary heart disease,CHD)是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称,它是心血管系统中最常见、最主要的疾病,是由冠状动脉(冠脉)狭窄或者供血不足而引起的心肌功能障碍的一种器质性病变,是全世界致死和致残的主要原因。

    乙醛脱氢酶2(acetaldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)作为一种线粒体特异性酶,可特异性地将体内细胞毒性的乙醛转化成无毒的乙酸,减少生物膜中磷脂双分子层中脂质过度氧化,减轻膜蛋白的变形、线粒体DNA的损伤及细胞内氧化应激[3-4]。近年来相关研究[5-7]发现ALDH2基因多态性与CHD密切相关。NLRP3炎症体是炎症机制和细胞程序性死亡的重要的信号通路。相关研究[8]显示,当其被特定的内外源性信号激活后可诱发炎症体活化从而引起细胞焦亡及炎性产物(IL-1β、IL-18)等物质产生,并可在CHD病程进展中发挥作用[8]。近期研究[9]发现,ALDH2可促进体内细胞氧化应激及炎症介质(ROS等)产生从而促进炎症小体NLRP3的表达,该研究为我们提供线索,即ALDH2是否通过NLRP3调控炎症反应从而在CHD中发挥作用。

    现阶段,ALDH2及NLRP3在CHD中的具体治病机制尚不明确,血浆中ALDH2及NLRP3水平与CHD的相关性仍未被充分研究,本研究拟通过检测不同病情CHD病人血浆中ALDH2及NLRP3活性水平,明确ALDH2及NLRP3活性水平与CHD病人病情变化之间的关系,为CHD在临床上的诊断治疗提供可供参考的依据。

    • 收集2018年1月至2019年6月蚌埠医学院第一附属医院诊断明确患有CHD的病人共170例,男81例,女89例,年龄(63.84±9.0)岁。其诊断分型依照1999年WHO/WPR标准,所有病人均接受常规12导联心电图或动态心电图、心脏彩超和冠脉造影等检查明确病情。所有病人入院后完善血常规、生化常规检查并记录血压和体质量指数。CHD病人按照冠脉造影中记录的冠脉左主干(LM)、左前降支(LAD)、左旋支(LCX)、右冠支(RCA)病变情况,依据狭窄程度最严重的病变血管情况分为:轻度狭窄(is-CHD,狭窄程度 < 50%)组19例、中度狭窄(ms-CHD,狭窄程度50%~75%)组41例和严重狭窄(ss-CHD,狭窄程度≥75%)组73例[10]。其中有胸痛发作症状但完善相关检查并行冠脉血管造影未见明显异常者作为对照组共37例。排除标准:既往有心肌炎、心肌病、结构性心脏病、恶性肿瘤类疾病、风湿免疫系统疾病、内分泌及代谢性疾病,或近期服用降低自身免疫功能的药物,神经系统退行性改变疾病、脑卒中、心房颤动及感染性疾病[11]。Gensini评分法[12]表 1

      狭窄程度/% 评分/分 病变部分 评分/分
      1~<25 1 左主干 5
      25~ < 50 2 左前降支、左回旋支近段 2.5
      50~ < 75 4 左前降支中段 1.5
      75~ < 90 8 左前降支远段、第一对角支 1
      90~ < 100 16 左回旋支远段、后降支 1
      100 32 右冠脉 1
      小分支 0.5

      表 1  冠脉Gensini评分

    • 记录研究对象的姓名、性别、年龄、有无饮酒习惯、吸烟史等一般信息,有无高血压、糖尿病等既往疾病史。

    • 入选对象禁食12h后抽取肘静脉血3mL于肝素抗凝试管中,3000 r/min离心5 min,吸取上清,-80℃冰箱中备用。

    • 标本彻底融化后,采用ELISA法,按上海杰美基因医药科技有限公司的试剂盒说明书进行操作,分别取样本检测ALDH2及NLRP3 OD值,代入标准品与OD值之间的回归曲线方程,计算浓度值。

    • 采用方差分析、q检验和Pearson相关分析。

    • ss-CHD组血肌酐(CR)水平高于对照组和ms-CHD组(P < 0.05),高密度脂蛋白(HDL)在ss-CHD组中明显低于对照组(P < 0.01),ms-CHD和ss-CHD组淋巴/单核细胞低于is-CHD组(P < 0.05)。而各组间三酰甘油(TG)、胆固醇(TC)、总蛋白及低密度脂蛋白(LDL)、红细胞(WBC)、淋巴/单核细胞差异无统计学意义(P>0.05)(见表 2)。

      分组 n 年龄/岁 TC/(mmol/L) TG/(mmol/L) HDL/(mmol/L) LDL/(mmol/L) 总蛋白/(g/L) ALDH2/(U/L) NLRP3/(ng/mL) CR/(μmol/L) WBC/(×109) 淋巴/单核细胞/(×109)
      对照组 37 57.81±10.49 4.08±1.23 1.76±1.31 1.19±1.07 2.22±0.70 67.28±6.01 138.30±36.36 4.15±1.19 61.62±11.50 6.26±2.09 5.13±2.40
      is-CHD组 19 61.68±11.78 4.39±1.16 1.77±1.07 1.04±0.20 2.42±0.78 66.71±6.21 131.61±29.66 5.30±1.75 66.37±9.85 6.12±1.08 6.61±7.14
      ms-CHD组 41 64.76±10.22 4.25±1.12 1.44±0.65 1.09±0.25 2.40±0.90 66.21±6.44 117.76±30.24* 5.49±2.38** 63.68±12.13 6.41±1.86 4.73±1.80#
      ss-CHD组 73 64.85±9.61** 4.19±1.74 1.81±2.01 0.90±0.23** 2.25±0.73 65.52±0.76 109.57±29.82**## 7.28±2.69**##△△ 73.08±27.15**△△ 6.84±2.02 4.74±2.35#
      F 4.50 0.21 0.55 2.81 0.60 0.80 17.26 7.79 3.53 1.25 1.93
      P < 0.01 >0.05 >0.05 < 0.05 >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.05 >0.05 >0.05
      MS组内 104.149 2.098 2.357 0.293 0.595 40.410 5.137 987.940 394.383 3.669 9.962
      q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与is-CHD组比较#P < 0.05,##P < 0.01;与ms-CHD组比较△P < 0.05,△△P < 0.01

      表 2  不同严重程度CHD病人临床指标比较(x±s)

    • Is-CHD组、ms-CHD组和ss-CHD组血清ALDH2水平均较对照组减低(P < 0.05~ P < 0.01),并且随着冠脉狭窄严重程度的加重而逐渐减低(P < 0.01);而血清NLRP3水平随着冠脉病变程度加重其含量逐渐升高(P < 0.01),且两者之间呈正相关关系(P < 0.05)(见表 2)。

    • 根据病人冠脉造影结果将CHD病人分为单支、双支及多支病变(三支及以上),结果显示:随着CHD病变支数的增加ALDH2逐渐下降(P < 0.05~P < 0.01),而NLRP3水平逐渐增加(P < 0.05~P < 0.01),以NLRP3变化为显著(见表 3)。

      分组 ALDH2/(U/L) NLRP3/(ng/mL)
      对照组 136.70±36.40 4.21±1.25
      单支病变组 121.32±28.20* 5.47±2.44*
      双支病变组 110.05±32.63** 6.65±2.65**#
      多支病变组 117.81±29.56* 7.18±2.59**##
      F 5.45 12.53
      P < 0.01 < 0.01
      MS组内 936.503 6.630
      q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与单支病变比较#P < 0.05,##P < 0.01;与双支病变比较△P < 0.05,△△P < 0.01

      表 3  血清ALDH2及NLRP3活性水平与病变支数的关系(x±s)

    • 血清ALDH2水平与Gensini评分呈明显负相关关系(r=-0.247,P < 0.01),而NLRP3水平与Gensini评分呈明显正相关关系(r=0.477,P < 0.01)。血清ALDH2与LDL呈负相关关系(r=-0.220,P < 0.05);而血清NLRP3与ALDH2呈负相关关系(r=-0.201,P < 0.05)。

    • 心血管疾病是威胁人类生命健康的重要原因之一,其高昂的诊疗费用及高致残率严重影响病人的生活质量和寿命,此外其还可导致各种类型的心律失常以及严重的心力衰竭甚至直接导致病人猝死。美国2012年心血管手术病人评价费用为78 897美元,已成为重大的社会卫生问题[13-14]。因此,寻找CHD病因线索对于CHD的诊疗及早期预防具有重要意义。

      ALDH2是线粒体内重要的醛基解毒酶,其可通过醛基的解毒作用对抗动脉硬化及缺血再灌注损伤作用。NARITA等[15]研究显示,与ALDH2 GG型组比较,ALDH2 AA型组动脉硬化病变程度较轻,ALDH2基因AA型有抗动脉粥样硬化作用,该现象表明ALDH2活性可能与CHD有潜在联系。CHEN等[16]通过实验发现,在心肌梗死模型中ALDH2活性与梗塞面积之间呈负相关关系,并且证实ALDH2激活剂能保护心脏免受缺血性损伤,结果提示ALDH2可能是心肌缺血/再灌注损伤的内源性细胞保护重要介质。GU等[17]通过Meta分析发现,ALDH2基因发生突变时,CHD、心肌梗死等心血管疾病的贡献也随之增加,提示ALDH2在CHD心肌损害中起到保护作用。此外,我们的前期实验也证实ALDH2激活剂能保护心脏减轻缺血性损伤[18-19]。本研究发现,ALDH2与CHD病变程度、病变支数均具有相关性。在与正常组相比,随着冠脉血管病变程度加重,血清ALDH2水平逐渐降低,该结果提示ALDH2可能具有潜在的血管保护作用。

      NLRP3作为机体固有免疫系统的成员之一是炎症反应的重要组成部分,其不仅是炎症反应的参与者也是炎症进程的调控者。NLRP3炎症体是炎症机制和细胞程序性死亡的重要的信号通路,NLRP3炎症体主要有NLRP3、ASC和Caspase 1三部分组成。当机体察觉PAMPs或DAMPs危险NLRP3特定PRRs结构域将耦合后pro-Caspase 1,诱发半胱天冬酶前体激活导致炎症因子(如IL-1β、IL-18等)的成熟和释放并引起炎症程序化的细胞死亡。与本研究相似,胡龙江等[20]研究表明,在CHD病人中,NLRP3炎症体水平明显高于非CHD病人。此外在我们的研究中还发现随着冠脉血管病变程度加重血清NLRP3水平也逐渐升高。在机体内炎症活化与氧化应激密切相关,ROS作为机内重要的炎症产物,其实体内氧化应激及炎症体活化的共同媒介,王文连等[9]发现在肺泡上皮细胞中ALDH2可抑制炎症活化及炎症体NLRP3产生,提示ALDH2可能通过抑制NLRP3途径抑制氧化应激及炎症的表达。本研究发现,在CHD病人中,随着冠脉血管阻塞程度加重的同时,除血清ALDH2降低外还伴有NLRP3水平逐渐升高,Pearson相关分析显示,ALDH2与NLRP3呈负相关关系,而其作用机制可能通过氧化应激及炎症反应活化相互联系[9],从而在CHD的病程进展中发挥作用,但其具体机制仍有待于进一步研究证实。

      综上所述,在随着冠脉粥样硬化病变程度加重的同时我们观察到ALDH2水平减低及NLRP3水平增高,且两者含量变化呈负相关关系,该结果可能对于判断冠脉病变程度及研究CHD致病机制有一定参考价值。尽管本实验证实了ALDH2及NLRP3在冠状动脉病变之间的相互关系,但其具体作用机制及作用途径尚不明确,仍有待于进一步的研究证实,此外限于资料收集、整理及数据从统计学处理中处在的不可避免的误差,最终结果仍有待于基础研实验及大样本研究进一步证实。

参考文献 (21)

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