重度冠狀動(dòng)脈鈣化患者血漿白介素-37及骨保護(hù)素水平的變化及相關(guān)分析

柴萌，張海濤，吉慶偉，楊清，劉巍，劉宇揚(yáng)，趙迎新，史冬梅，周玉杰

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重度冠狀動(dòng)脈鈣化患者血漿白介素-37及骨保護(hù)素水平的變化及相關(guān)分析

柴萌1，2，張海濤3，吉慶偉1，2，楊清1，2，劉巍1，2，劉宇揚(yáng)1，2，趙迎新1，2，史冬梅1，2，周玉杰1，2

目的 探討重度冠狀動(dòng)脈鈣化（CAC）患者血漿白介素-37（IL-37）及骨保護(hù)素（OPG）水平的變化以及相關(guān)性分析。方法 選擇2015年1月～12月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院行冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查的冠心病患者100例，其中男性67例，女性33例，年齡38～80（62.17±9.68）歲。依據(jù)Agatston積分進(jìn)行分組，≥400分歸為重度CAC組（50例），＜400分歸為對(duì)照組（50例）。所有患者常規(guī)檢測(cè)生化指標(biāo)及高敏C反應(yīng)蛋白（hs-CRP）水平，并采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)血漿IL-37和OPG水平。結(jié)果 重度CAC組高血壓比例高于對(duì)照組，空腹血糖更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。兩組患者年齡、性別比、體質(zhì)指數(shù)、血脂等其他指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。重度CAC組血漿IL-37、OPG以及hs-CRP水平明顯高于對(duì)照組，［（89.67±23.84）pg/ml vs. （65.65±24.74）pg/ml］，［（6.95±1.76）pg/ml vs. （5.88±1.48）pg/ml］，［（1.92±1.44）mg/L vs. （1.28±0.88）mg/L］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.01）。Spearman's 相關(guān)分析顯示入選患者IL-37水平分別與OPG及hs-CRP水平呈正相關(guān)（r=0.320，P=0.001；r=0.489，P＜0.001），OPG水平與hs-CRP水平呈正相關(guān)（r=0.191，P=0.057）。結(jié)論 重度冠狀動(dòng)脈鈣化患者血漿IL-37及OPG水平升高，提示IL-37可能與冠狀動(dòng)脈鈣化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，對(duì)IL-37和動(dòng)脈鈣化的深入研究有望為冠狀動(dòng)脈鈣化監(jiān)測(cè)和防治提供新靶點(diǎn)。

冠狀動(dòng)脈鈣化；白介素-37；骨保護(hù)素；高敏C反應(yīng)蛋白

1　資料與方法

1.1研究對(duì)象和分組 選擇2015年1月～12月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院行冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查的冠心病患者100例，其中男性67例，女性33例，年齡38～80（62.17±9.68）歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：均行冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查并證實(shí)左冠狀動(dòng)脈前降支、回旋支及右冠狀動(dòng)脈至少有一支狹窄程度≥50%。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往行冠狀動(dòng)脈搭橋或冠狀動(dòng)脈介入治療；近3個(gè)月診斷為急性冠脈綜合癥；心功能不全、瓣膜性心臟病、心肌?。患甭愿腥?、腦卒中、嚴(yán)重肝腎功能不全、惡性腫瘤和風(fēng)濕性疾病；高熱以及應(yīng)用類固醇及鴉片類藥物的患者。依據(jù)Agatston 積分判斷CAC的程度進(jìn)行分組，≥400分歸為重度CAC組（50例），＜400分為對(duì)照組（50例）。

1.2研究方法 收集患者年齡、性別、既往病史

等臨床資料。所有患者行冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查。1周后清晨空腹采集肘靜脈血，于安貞醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖、堿性磷酸酶、肌酐、尿酸、血鈣、血磷及高敏C反應(yīng)蛋白（hs-CRP）水平等。同時(shí)采集肘靜脈血2 ml，標(biāo)本置入肝素鈉抗凝管內(nèi)，以3000 r/min高速離心后，取上清液置-80℃ 冰箱保存待測(cè)。采用ELISA法檢測(cè)血漿IL-37和OPG水平，操作過(guò)程嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書進(jìn)行。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件包處理所有數(shù)據(jù)，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組間均數(shù)的比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)（構(gòu)成比）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Spearman's相關(guān)分析。P ＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1兩組一般臨床資料比較 重度CAC組高血壓比例高于對(duì)照組，空腹血糖更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。兩組患者年齡、性別比、體質(zhì)指數(shù)、血脂等其他指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）（表1）。

2.2兩組血漿IL-37、OPG和hs-CRP水平比較結(jié)果顯示，重度CAC組血漿IL-37、OPG以及hs-CRP水平明顯高于對(duì)照組，［（89.67±23.84）pg/ ml vs. （65.65±24.74）pg/ml］，［（6.95±1.76）pg/ml vs. （5.88±1.48）pg/ml］，［（1.92±1.44）mg/L vs. （1.28±0.88）mg/L］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.01）（表2）。

2.3血漿IL-37、OPG和hs-CRP水平的相關(guān)性分析 Spearman's 相關(guān)分析顯示入選患者IL-37水平分別與OPG及hs-CRP水平呈正相關(guān)（r=0.320，P=0.001；r=0.489，P＜0.001）， OPG水平與hs-CRP水平呈正相關(guān)（r=0.191，P=0.057）。

表1　兩組患者一般臨床資料比較

表2　兩組間IL-37、OPG和hs-CRP比較

3　討論

在本研究中，盡管樣本量相對(duì)較少，作用機(jī)制尚不清楚，重度CAC患者血漿IL-37、OPG和CRP水平顯著高于對(duì)照組，且IL-37水平與OPG、CRP水平正相關(guān)，均提示IL-37與冠狀動(dòng)脈鈣化的發(fā)生、進(jìn)展密切相關(guān)，IL-37表達(dá)上調(diào)可能是體內(nèi)炎癥激活所致。并與近期我們發(fā)表的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致［13］。

IL-37是2010年命名的IL-1家族新成員，是該家族中唯一沒(méi)有在小鼠發(fā)現(xiàn)同系物的成員［9，10］。IL-37具有強(qiáng)大的抗炎和免疫抑制作用，主要通過(guò)與細(xì)胞核內(nèi)的Samd3結(jié)合形成復(fù)合體調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄來(lái)抑制炎癥因子的釋放。另外，在外周血單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、上皮細(xì)胞也可檢測(cè)到IL-37的表達(dá)［10，14］。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)IL-37在炎癥和自身免疫性疾病中的保護(hù)作用是通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的生成和激活巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的［10，15］。IL-37在健康人體不同的組織呈低表達(dá)，特定環(huán)境如炎癥狀態(tài)下可顯著誘導(dǎo)其表達(dá)。體外實(shí)驗(yàn)表明，Toll樣受體激動(dòng)劑、多種細(xì)胞因子如IL-1β、IL-18、TNF-α、IFN-γ和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β） 可上調(diào)IL-37的表達(dá)，而IL-12、IL-32、IL-4與粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子共刺激可抑制IL-37表達(dá)［9］。在本研究中，首次發(fā)現(xiàn)重度CAC患者IL-37水平明顯升高，且與炎癥標(biāo)志物hs-CRP水平正相關(guān)。

本課題組前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究［13］中發(fā)現(xiàn)IL-37治療組小鼠出現(xiàn)血清OPG水平異常升高，拮抗OPG后可完全阻斷IL-37對(duì)鈣化的保護(hù)作用。因此本研究測(cè)定OPG血清水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)OPG不僅在重度冠狀動(dòng)脈鈣化患者中高表達(dá)，而且與IL-37血清水平呈正相關(guān)，由此推斷IL-37表達(dá)上調(diào)可能與OPG的表達(dá)密切相關(guān)。目前認(rèn)為OPG抑制鈣化的機(jī)制是與NK-κB 受體活化因子（RANK）競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合NK-κB配體受體活化因子配體（RANKL），抑制骨吸收及直接作用于動(dòng)脈壁細(xì)胞，促進(jìn)抑制鈣化的相關(guān)蛋白的產(chǎn)生，從而發(fā)揮抑制血管鈣化的作用［16，17］。早在2001年P(guān)rice等［18］就發(fā)現(xiàn)選擇性敲除OPG基因可導(dǎo)致小鼠早發(fā)重癥骨質(zhì)疏松癥以及主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈的嚴(yán)重鈣化，隨后很多研究都再次驗(yàn)證了OPG在血管鈣化中的保護(hù)作用。然而，人類流行病學(xué)實(shí)驗(yàn)卻得到了相反的結(jié)果，研究發(fā)現(xiàn)人類血清OPG水平升高與血管鈣化的程度成正比［19，20］，與心血管事件的發(fā)生明顯相關(guān)。這與本研究結(jié)果一致，目前認(rèn)為最可能的解釋是：①血管產(chǎn)生鈣化后，通過(guò)一些尚未明確機(jī)制，反射性的引起OPG 的血清濃度升高，即OPG的升高僅為血管鈣化反應(yīng)的一個(gè)結(jié)果，標(biāo)志著血管鈣化的嚴(yán)重程度；② 另一些研究認(rèn)為，血清OPG的水平并不能完全反應(yīng)血管壁組織上OPG表達(dá)的情況。

盡管動(dòng)脈鈣化的機(jī)制仍未闡明，但動(dòng)脈鈣化是一種慢性進(jìn)展性炎癥性疾病的觀點(diǎn)正在得到越來(lái)越多學(xué)者的認(rèn)同，調(diào)控炎癥反應(yīng)可能延緩動(dòng)脈鈣化進(jìn)程［3-6］。大量臨床研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈鈣化患者循環(huán)炎癥因子如TNF-α、CRP、IL-6、IL-1β和IL-18等水平顯著升高，是預(yù)測(cè)動(dòng)脈鈣化的獨(dú)立因素［6-8］。與既往研究一樣，本研究也觀察到CAC患者血漿hs-CRP水平顯著升高，并證實(shí)動(dòng)脈鈣化與炎癥密切相關(guān)。

綜上所述，本研究初步表明重度CAC患者IL-37水平顯著升高，且與OPG及hs-CRP水平呈正相關(guān)，初步分析IL-37表達(dá)上調(diào)可能與體內(nèi)炎癥激活和相關(guān)因子（OPG）的表達(dá)相關(guān)。然而其相關(guān)機(jī)制仍不清楚，亟待進(jìn)一步研究，但我們推測(cè)，對(duì)IL-37和動(dòng)脈鈣化的深入研究有望為CAC患者的監(jiān)測(cè)及防治提供新的靶點(diǎn)。

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本文編輯：姚雪莉

Changes of interleukin-37 and osteoprotegerin in patients with severe coronary artery calcification and correlation analysis

CHAI Meng*， ZHANG Hai-tao， JI Qing-wei， YANG Qing， LIU Wei， LIU Yu-yang， ZHAO Yingxin， SHI Dong-mei， ZHOU Yu-jie.*Ward 12， Department of Cardiology， Beijing Anzhen Hospital， Capital University of Medical Sciences， Beijing 100029， China.

ZHOU Yu-jie， E-mail: azzyj12@163.com

Objective To investigate the changes of interleukin-37 （IL-37） and osteoprotegerin （OPG） in patients with severe coronary artery calcification （CAC）， and analyze the correlation between them. Methods The patients with coronary heart disease （CHD） undergone coronary CT angiography （n=100， male 67， female 33， aged from 38 to 80 and average age=62.17±9.68） were chosen from Jan. 2015 to Dec. 2015. All patients were divided， according to Agatston integrals， into severe CAC group （Agatston integrals≥400） and control group （Agatston integrals《400， each n=50）. The changes of biochemical indexes and level of high-sensitivity C-reactive protein （hs-CRP） were detected in all patients，and levels of plasma IL-37 and OPG were detected by using enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Results In severe CAC group， more patients had hypertension and higher level of fasting plasma glucose （FPG） compared with control group （all P《0.05）. The difference in age， sex， body mass index and blood fat had no statistical significance between 2 groups （all P＞0.05）. The levels of IL-37 ［（89.67±23.84） pg/ml vs. （65.65±24.74） pg/mL］， OPG ［（6.95±1.76） pg/mL vs. （5.88±1.48） pg/mL］ and hs-CRP ［（1.92±1.44） mg/L vs. （1.28±0.88） mg/L］ were significantly higher in severe CAC group than those in control group （all P《0.01）. The results of Spearman’s correlation analysis showed that IL-37 level was positively correlated respectively to OPG level （r=0.320， P=0.001） and hs-CRP level （r=0.489， P《0.001）， and OPG level was positively correlated hs-CRP level （r=0.191， P=0.057）. Conclusion The increase of levels of IL-37 and OPG in patients with severe CAC indicates that IL-37 level is closely related to the process of CAC. The deepened study on IL-37 level and CAC may provide a new target for monitoring and treating CAC.

Coronary artery calcification； Interleukin-37； Osteoprotegerin； High-sensitivity C-reactive protein

R541.4

A

1674-4055（2016）05-0543-04

北京市醫(yī)院管理局臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助（ZY201303）；國(guó)家臨床重點(diǎn)專科建設(shè)項(xiàng)目資助、北京市醫(yī)院管理局“登峰”計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助（DFL20150601）

1100029 北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院心內(nèi)12病房；2100029 北京，北京市心肺血管疾病研究所；3100142 北京，空軍總醫(yī)院心內(nèi)科

周玉杰，E-mail:azzyj12@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.05.09

冠狀動(dòng)脈鈣化（CAC）可導(dǎo)致血管僵硬度增加，順應(yīng)性降低，心肌灌注受損［1］。研究表明［2，3］，CAC程度能夠預(yù)測(cè)心肌梗死和突發(fā)冠狀動(dòng)脈事件死亡的危險(xiǎn)，無(wú)論在普通人群還是進(jìn)行血運(yùn)重建的冠心病患者，CAC均提示預(yù)后不良。目前其發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)血管鈣化是一個(gè)與骨發(fā)育類似的主動(dòng)的、可預(yù)防和可逆轉(zhuǎn)的生物學(xué)過(guò)程，其發(fā)生發(fā)展與炎癥密切相關(guān)。炎癥不僅是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的主要機(jī)制，也是動(dòng)脈鈣化發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵，是連接動(dòng)脈粥樣硬化和動(dòng)脈鈣化的橋梁［4-6］。動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，促炎因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白介素-6 （IL-6）等誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成骨樣細(xì)胞，促進(jìn)動(dòng)脈鈣化進(jìn)程［4-6］。臨床研究發(fā)現(xiàn)［7-9］，冠狀動(dòng)脈鈣化患者外周血炎癥因子如C反應(yīng)蛋白（CRP）、TNF-α等水平顯著升高，是評(píng)估鈣化病變患者轉(zhuǎn)歸的有效生化標(biāo)志物。

白介素-37（IL-37）是一種新型抗炎因子，是白介素-1（IL-1）家族成員之一［10，11］。生理狀態(tài)下IL-37表達(dá)甚少，炎癥是誘導(dǎo)其表達(dá)的主要因素，炎癥因子如 IL-1β、IL-18、TNF-α和干擾素-γ（IFN-γ）等顯著上調(diào) IL-37的表達(dá)。本課題組前期發(fā)現(xiàn)，急性冠脈綜合征患者血漿IL-37水平顯著升高，并與炎癥標(biāo)志物C反應(yīng)蛋白（CRP）、白介素-18（IL-18）和白介素-18BP （IL-18BP）成正比，提示IL-37參與急性冠脈綜合征的發(fā)生和炎癥的調(diào)控［12］。2015年，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)外源性IL-37可以減輕載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠的主動(dòng)脈鈣化，并首次提出IL-37可能通過(guò)上調(diào)骨保護(hù)素（OPG）表達(dá)從而起到減輕血管鈣化的作用［13］。OPG是腫瘤壞死因子受體家族的成員，具有抑制破骨細(xì)胞分化，抑制成熟破骨細(xì)胞的骨吸收活性并誘導(dǎo)其凋亡，近年來(lái)其與血管鈣化的關(guān)系日益受到重視。本研究選擇冠心病患者行冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查并計(jì)算冠狀動(dòng)脈鈣化積分，同時(shí)檢測(cè)血漿 IL-37及OPG水平，初步探討CAC患者IL-37及OPG水平變化的意義。