強(qiáng)直性脊柱炎患者心功能參數(shù)變化的數(shù)據(jù)挖掘

龍琰 劉健 忻凌 黃旦 鮑丙溪 孫廣瀚 張穎

【摘 要】目的：基于數(shù)據(jù)挖掘方法探究強(qiáng)直性脊柱炎患者的超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)與炎癥、免疫、代謝指標(biāo)的相關(guān)性、關(guān)聯(lián)性及危險(xiǎn)因素。方法：對(duì)2012年6月至2018年6月強(qiáng)直性脊柱炎住院患者的病例資料進(jìn)行整理，研究以下指標(biāo)：心功能參數(shù)包括主動(dòng)脈內(nèi)徑（AODd）、每搏輸出量（SV）、左心房舒張期內(nèi)徑（LADd）、左室舒張末期內(nèi)徑（LVDd）、肺動(dòng)脈壓（Pmax）、射血分?jǐn)?shù)（EF）、左心室短軸縮短率（FS），炎癥指標(biāo)包括超敏C-反應(yīng)蛋白（hs-CRP），免疫指標(biāo)包括免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）、補(bǔ)體（C3、C4），代謝指標(biāo)包括低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、肌酐（CREA）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、尿素氮（BUN）、同型半胱氨酸（Hcy）、α1-酸性糖蛋白（α1-AGP）。運(yùn)用SPSS 22.0、SPSS Clementine 11.1 Aprior等統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析、關(guān)聯(lián)性分析、二元Logistic回歸分析。結(jié)果：①共納入強(qiáng)直性脊柱炎患者72例，與正常值相比，AODd升高22例，SV降低23例。②相關(guān)性分析顯示：超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)AODd與ALT呈正相關(guān)（P < 0.05），與Hcy呈正相關(guān)（P < 0.01），與IgM呈負(fù)相關(guān)（P < 0.05），與其余項(xiàng)無相關(guān)性（P > 0.05）;SV與hs-CRP呈正相關(guān) （P < 0.05），與其余項(xiàng)無相關(guān)性（P > 0.05）。③關(guān)聯(lián)性分析：AODd升高與hs-CRP、α1-AGP升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián);SV降低與hs-CRP升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)。④二元Logistic回歸分析得出，C4、IgG、hs-CRP、AST是 AODd升高的危險(xiǎn)因素（OR > 1），α1-AGP、IgM、IgG升高是SV降低的危險(xiǎn)因素（OR > 1）。結(jié)論：強(qiáng)直性脊柱炎患者超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)的下降，與炎癥、免疫、代謝指標(biāo)的升高具有相關(guān)性，且部分指標(biāo)呈有效的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，hs-CRP升高可作為超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)值異常的危險(xiǎn)因素，參與強(qiáng)直性脊柱炎心功能變化的發(fā)病及活動(dòng)，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

【關(guān)鍵詞】 脊柱炎，強(qiáng)直性;心功能參數(shù);相關(guān)性分析;關(guān)聯(lián)規(guī)則;數(shù)據(jù)挖掘

Data Mining of Cardiac Function Parameters in Patients with Ankylosing Spondylitis

LONG Yan，LIU Jian，XIN Ling，HUANG Dan，BAO Bing-xi，SUN Guang-han，ZHANG Ying

【ABSTRACT】Objective：To explore the correlation between the parameters of echocardiography and the indexes of inflammation，immunity and metabolism in patients with ankylosing spondylitis based on data mining and related risk factors.Methods：The data of the patients with ankylosing spondylitis from June 2012 to June 2018 were collected and the following indexes were studied：heart function parameters including AODd，SV，LADd，LVDd，Pmax，EF and FS;inflammatory markers including hs-CRP;immune indexes including IGA，

IgG，IgM，C3，C4;the metabolic indexes inclu-

ding LDL-C，CREA，BUN，Hcy and α1-AGP.Statistical softwares such as SPSS 22.0 and SPSS Clementine 11.1 Aprior were used for

correlation analysis and binary logistic regression analysis.Results：①Seventy-two cases of ankylosing spondylitis were included.Compared with the normal value，AODd increased in 22 cases and SV decreased in 23 cases.②Correlation analysis showed that AODd was positively correlated with ALT（P < 0.05）and Hcy（P < 0.01），negatively correlated with IgM

（P < 0.05），and of no correlation with the rest（P > 0.05）.SV was positively correlated with hs-CRP（P < 0.05），

and of no correlation with the rest（P > 0.05）.③Correlation analysis showed that there was a strong correlation between the increase of AODD and the increase of hs-CRP and α1-AGP;and there was a strong correlation between the decrease of SV and the increase of hs-CRP.④Binary logistic regression analysis showed that C4，IgG，hs-CRP and AST were the risk factors for the increase of AODd（OR > 1），and the increase of α1-AGP，

IgM and IgG was the risk factor for the decrease of SV（OR > 1）.Conclusion：The decrease of echocardiographic parameters in patients with ankylosing spondylitis is closely related to the increase of inflammation，immunity and metabolism，and are highly related with some of them.The increase of hs-CRP can be used as a risk factor for the abnormal values of echocardiographic parameters，participating in the pathogenesis and activities of cardiac function changes in patients with ankylosing spondylitis.The specific mechanism needs further study.

【Keywords】 spondylitis，ankylosing;cardiac function parameters;correlation analysis;association rules;data mining

強(qiáng)直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一種多累及中軸關(guān)節(jié)的自身免疫性結(jié)締組織病，其具有進(jìn)行性、發(fā)展緩慢、反復(fù)發(fā)作的特征，遷延難愈，隨著病情發(fā)展，可累及全身大小關(guān)節(jié)，且常伴有關(guān)節(jié)外病變[1]。心臟具有豐富的結(jié)締組織與血管，而AS屬結(jié)締組織病范疇，多引起關(guān)節(jié)以外的結(jié)締組織病變，因此心臟較容易受累。大量的研究表明，心功能受損與結(jié)締組織病本身的免疫平衡紊亂及細(xì)胞因子失衡密切相關(guān)[2-3]。AS心功能受損多隱匿起病，初期臨床癥狀多不明顯，易被忽視，故目前對(duì)其研究較少。本文探究心功能參數(shù)與炎癥、免疫、代謝指標(biāo)的相關(guān)性、關(guān)聯(lián)性及危險(xiǎn)因素，為臨床預(yù)防及治療AS提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2012年6月至2018年6月在安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕科就診的住院AS患者72例。主要選取以下指標(biāo)：用彩色多普勒超聲診斷儀測(cè)定心功能，獲得主動(dòng)脈內(nèi)徑（AODd）、室間隔厚度（IVSTD）、每搏輸出量（SV）、左心房舒張期內(nèi)徑（LADd）、左心室舒張末期內(nèi)徑（LVDd）、右心室舒張末期內(nèi)徑（RVDd）、右心室流出道（RVOTd）、肺動(dòng)脈壓（Pmax）、左心室后壁厚度（LVPWTd）、射血分?jǐn)?shù)（EF）、左心室短軸縮短率（FS）、主肺動(dòng)脈內(nèi)徑（MPAD）;炎癥指標(biāo)主要是超敏C-反應(yīng)蛋白（hs-CRP）;免疫指標(biāo)包括免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）、補(bǔ)體（C3、C4）;代謝指標(biāo)包括低密度脂蛋白（LDL-C）、肌酐（CREA）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、尿素氮（BUN）、同型半胱氨酸（Hcy）、α1-酸性糖蛋白（α1-AGP）。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) AS診斷按照1984年美國風(fēng)濕病學(xué)會(huì)（ACR）修訂的AS紐約診斷標(biāo)準(zhǔn)及2009年3月國際脊柱關(guān)節(jié)炎評(píng)估工作組（ASAS）發(fā)布的中軸型血清陰性脊柱關(guān)節(jié)病分類標(biāo)準(zhǔn)[2]。心功能變化診斷標(biāo)準(zhǔn)：采用彩色多普勒超聲診斷儀測(cè)定AODd < 30 mm、IVSTD < 11 mm、SV > 60 mL、LADd < 35 mm、LVDd < 50 mm、RVDd < 25 mm、RVOTd < 28 mm、Pmax < 12 mm、LVPWTd 8～

10 mm，EF > 50%及FS > 25%、MPAD < 22 mm。根據(jù)實(shí)際的臨床意義，最終選擇的心功能參數(shù)為AODd、EF、SV。

1.3 數(shù)據(jù)挖掘 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析：采用SPSS Clementine 11.1中的Aprior模塊分析指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，設(shè)定最小支持度為30%，最小置信度為50%。心功能參數(shù)（AODd、EF、SV）異常取值定為T，正常設(shè)定為F。其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)：炎癥指標(biāo)（hs-CRP），免疫指標(biāo)（IgA、IgG、IgM、C3、C4），代謝指標(biāo)（LDL-C、CREA、ALT、AST、BUN、Hcy、α1-AGP）正常及降低取值定為F，升高取值定為T。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。指標(biāo)間相關(guān)性采用Spearman分析和二元Logistic回歸分析方法，計(jì)量資料以表示。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[4]。

2 結(jié) 果

2.1 患者一般情況 共納入資料完整的AS患者72例，其中男48例，女24例。72例患者中伴心功能下降者45例（62.50%）;年齡15～79歲，平均（40.08±10.28）歲;平均住院時(shí)間（14.81±9.39）d;平均住院次數(shù)（1.67±1.34）次。72例AS患者超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)AODd升高22例（30.56%），SV降低23例（31.94%）。

2.2 AS超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)與其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)相關(guān)性分析 超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)AODd與ALT呈正相關(guān)（P < 0.05），與Hcy呈正相關(guān)（P < 0.01），與IgM呈負(fù)相關(guān)（P < 0.05），與其余項(xiàng)無相關(guān)性（P > 0.05）;SV與hs-CRP呈正相關(guān)（P < 0.05），與其余項(xiàng)無相關(guān)性（P > 0.05）。見表1。

2.3 AS超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)與其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 設(shè)定前項(xiàng)為超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)（AODd、SV），后項(xiàng)為實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)（hs-CRP、α1-AGP、CREA、LDL-C），設(shè)定最小支持度為30%，最小置信度為50%。經(jīng)Aprior模塊分析，AODd升高與α1-AGP、hs-CRP、CREA升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)，SV降低與hs-CRP、CREA、LDL-C升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)，以上關(guān)聯(lián)規(guī)則支持度均 > 30%，置信度均 > 50%，提升度均 > 1。見表2。

2.4 AS超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)與其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的二元Logistic回歸分析 超聲心動(dòng)圖及其相關(guān)參數(shù)AODd參數(shù)值升高設(shè)為0，SV參數(shù)值降低設(shè)為0、正常設(shè)為1。其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)設(shè)為自變量X，包括α1-AGP、hs-CRP、IgA、IgG、IgM、C3、C4、AST，參數(shù)值降低和正常設(shè)為0，升高設(shè)為1。所有因素同時(shí)引入二元Logistic回歸模型。分析結(jié)果提示，C4、IgG、hs-CRP、AST是AODd升高的危險(xiǎn)因素（OR > 1），α1-AGP、IgM、IgG升高是SV降低的危險(xiǎn)因素（OR > 1）。見表3。

3 討 論

AS早期表現(xiàn)為關(guān)節(jié)內(nèi)病變，可造成脊柱強(qiáng)直，呈“竹節(jié)樣”畸形，后隨著疾病的發(fā)展可引發(fā)關(guān)節(jié)外病變，如肺、心等臟器病變[5]。AS相關(guān)的心血管疾病發(fā)生率為10%～30%[6]，顯著高于普通人群心血管疾病的發(fā)生率[7]。其機(jī)制可能由于AS為自身免疫性疾病，隨著病情發(fā)展，易引起關(guān)節(jié)外結(jié)締組織的病變，富含結(jié)締組織的心臟首當(dāng)其沖。齊亞軍等[8]研究發(fā)現(xiàn)，AS患者體內(nèi)活性氧、活性氮等氧化指標(biāo)含量升高時(shí)，Keap1、Nrf2表達(dá)上升，Keap1-Nrf2-ARE信號(hào)通路活化后，機(jī)體抗氧化能力下降，促使細(xì)胞因子失衡、炎癥指標(biāo)升高，導(dǎo)致免疫復(fù)合物異常沉積增多，在引起AS發(fā)病的同時(shí)出現(xiàn)心功能降低。

本研究中72例AS患者心功能異常者45例（62.50%），其中AODd升高22例（30.56%），SV降低23例（31.94%）。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，AS患者炎癥、免疫、代謝指標(biāo)的異常升高與超聲心動(dòng)圖及其相關(guān)參數(shù)的改變具有相關(guān)性，且部分呈有效的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。其中AODd升高與Hcy升高呈正相關(guān)（P < 0.01），與hs-CRP、α1-AGP

升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)。SV降低與hs-CRP升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián);二元Logistic回歸分析得出，hs-CRP是AODd升高的危險(xiǎn)因素（OR > 1），參與AS患者心功能降低的發(fā)展。BAKAN等[9]研究發(fā)現(xiàn)，AS患者血漿Hcy濃度明顯高于健康對(duì)照者，得出高Hcy是AS發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素的結(jié)論。有研究表明，血漿Hcy濃度升高與多項(xiàng)心血管疾?。–VD）關(guān)系密切[10]，可導(dǎo)致脂類代謝紊亂，血管平滑肌細(xì)胞增殖及血管內(nèi)皮損傷;可誘導(dǎo)發(fā)生炎癥反應(yīng)等[11]。莫合塔伯爾·莫敏等[12]研究發(fā)現(xiàn)，Hcy是急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS）患者臨床心力衰竭的危險(xiǎn)因素，且ACS患者血漿Hcy水平越高LVEF越低，與臨床心功能嚴(yán)重程度相關(guān)。心力衰竭（HF）患者Hcy水平較非HF患者顯著升高，且與患者的心功能及心肌重構(gòu)關(guān)系密切[13]。本文分析得出AS心功能降低者的Hcy與AODd具有強(qiáng)相關(guān)性（P < 0.01），與上述研究結(jié)論相符合。

本研究關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)性分析顯示，AODd升高、SV降低皆與hs-CRP升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)，支持度均 > 30%，置信度均 > 80%，提升度均 > 1。AODd升高與α1-AGP/CREA升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)，SV降低與LDL-C升高呈強(qiáng)關(guān)聯(lián)，以上關(guān)聯(lián)規(guī)則支持度均 > 30%，置信度均 > 50%，提升度均 > 1。表明炎癥、代謝異常的升高與AS患者心功能參數(shù)的改變有強(qiáng)關(guān)聯(lián)。

二元Logistic回歸分析結(jié)果提示，C4、IgG、hs-CRP、AST是AODd升高的危險(xiǎn)因素（OR > 1），α1-AGP、IgM、IgG升高是SV降低的危險(xiǎn)因素（OR > 1）。研究發(fā)現(xiàn)，hs-CRP與CVD事件顯著相關(guān)，hs-CRP和冠狀動(dòng)脈鈣化（CAC）是CVD的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)因子[14]。WANG等[15]研究發(fā)現(xiàn)，隨著暴露于hs-CRP的年數(shù)增加，CVD和心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)不斷遞增。YOSHINAGA等[16]進(jìn)行回顧性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，CVD患者住院病死率隨hs-CRP水平的升高顯著增加。馮曉波[17]分析得出hs-CRP值與心功能分級(jí)顯著相關(guān)（P < 0.01）。本文分析結(jié)果與之相符，故可得出hs-CRP是AS心功能下降的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

綜上所述，AS合并心功能降低患者炎癥、免疫、代謝指標(biāo)的異常升高與心功能參數(shù)的降低具有相關(guān)性，且部分呈有效的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。本研究AS心功能下降的危險(xiǎn)因素作為AS合并心功能降低的監(jiān)測(cè)因素，對(duì)指導(dǎo)臨床AS患者心功能變化的預(yù)防及治療具有積極意義。

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收稿日期：2019-04-25;修回日期：2019-08-27