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研究背景和目的冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病,coronary artery disease,CAD)是当今社会危害人类健康和生命的主要心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)之一,是我国CVD死亡的第二大主要原因。冠心病的发病机制至今尚未完全阐释清楚。流行病学研究表明,年龄、性别、吸烟、高血压、糖尿病及高脂血症等均与CAD的发病密切相关,但上述传统因素不能完全解释CAD的发病机制。及早发现和控制与冠心病相关的危险因素,不仅有助于降低心血管疾病的发病率和死亡率,而且可以减轻社会医疗负担。近20年来的临床研究表明,端粒长度(telomere length,TL)与CAD的发生风险密切相关,而其确切机制目前尚不清楚。本研究旨在通过检测冠心病患者血浆蛋氨酸循环代谢产物(同型半胱氨酸Hcy、S-腺苷同型半胱氨酸SAH、S-腺苷甲硫氨酸SAM及SAH/SAM比值)、端粒长度及其DNA损伤,探讨端粒长度及其DNA损伤和血浆蛋氨酸循环代谢产物与冠心病的关系;分析CAD患者血浆蛋氨酸循环代谢产物与冠心病患者冠状动脉病变程度之间的关系;并探讨Hcy、SAH分别检测及Hcy和SAH联合检测对冠心病诊断的预测价值,为冠心病诊断和防治提供新思路、新方法和科学依据。同时更为重要的是,本研究还旨在探讨冠心病患者的端粒长度及其DNA损伤与同型半胱氨酸之间的关系及其潜在作用机制。研究方法选择因胸痛和疑似CAD的住院患者(n=250,年龄40-80岁)接受冠状动脉造影(CAG)检查,评估冠状动脉狭窄程度,冠脉病变程度采用Gensini积分系统。上述患者分别被分配到正常冠脉对照组和CAD组。收集上述患者空腹全血,测定外周血白细胞端粒长度、8-Oxo G浓度、血浆Hcy,SAH和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)浓度,计算SAH/SAM比值。第一部分采用Spearman相关分析探讨血浆Hcy、SAM、SAH浓度及SAH/SAM比值与冠脉病变严重程度(Gensini积分)之间的相关性;采用多元Logistic回归分析上述指标对CAD患病的影响;采用绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评价Hcy、SAM、SAH浓度、SAH/SAM比值及Hcy、SAH两者联合检测对CAD诊断的预测价值。第二部分采用Spearman相关分析及偏相关分析探讨冠心病患者LTL、8-Oxo G与Hcy之间的关系,采用线性回归分析,检验8-Oxo G对冠心病患者Hcy与LTL关系的潜在中介作用是否符合Baron和Kenny出的标准。通过中介分析检验冠心病患者Hcy与LTL之间的关系是否由8-Oxo G介导。研究结果1.与正常冠脉对照组相比,冠心病组患者的端粒明显缩短,血液8-Oxo G浓度明显升高,蛋氨酸循环代谢产物血浆Hcy浓度和SAH浓度明显升高,甲基化指数反比值SAH/SAM明显升高,差异有均统计学意义(P<0.05)。CAD组血浆SAM浓度虽然高于正常冠脉组,但差异无有统计学意义(P>0.05);2.CAD组患者SAH/SAM比值(r=0.388,P<0.05)与Gensini积分之间呈正相关,而血浆SAH浓度(r=0.634,P<0.05)与Gensini积分之间也存在着更强的正相关。表明随着冠脉狭窄程度的加重,血浆SAH水平呈明显上升趋势,而且血浆SAH水平与冠脉病变程度呈独立的正相关。CAD组和正常冠脉组血浆Hcy、SAM浓度与Gensini积分相关性均无统计学意义(P>0.05);3.在调整性别、年龄、吸烟状态、饮酒史、高血压史、糖尿病史、空腹血糖、TG、HDL-C、Hs-CRP等因素之后,多元因素Logistic回归分析结果显示,血浆Hcy和SAH水平及SAH/SAM比值升高均是CAD患病的独立危险因素(OR值分别为1.058、1.09、28.5,P<0.05)。而长端粒是冠心病的保护因素;4.Hcy、SAH及SAH/SAM比值分别单独预测诊断冠心病时的ROC曲线下面积分别为0.626、0.768、0.572,而Hcy和SAH两者联合预测诊断CAD的ROC曲线下面积为0.780,说明Hcy和SAH两者联合联合预测诊断CAD并未显示出比SAH单独预测诊断CAD更优。SAH单独预测冠心病的灵敏度和特异度分别为79.86%、67.57%。表明SAH可能是预测和诊断冠心病的一个新型生物标记物。该结果也进一步验证了我们前期的研究结论;5.两组患者血浆蛋氨酸循环代谢产物(Hcy、SAM、SAH浓度、SAH/SAM)及血液8-Oxo G浓度与LTL之间的相关性分析和多重线性回归分析结果均表明,冠心病组患者血浆Hcy和血液8-Oxo G浓度均与外周血白细胞端粒长度呈负相关,血浆Hcy与血液8-Oxo G浓度呈正相关,提示冠心病患者的端粒缩短、血浆Hcy浓度升高以及血液8-Oxo G浓度升高之间存在某种机制联系;6.以血浆Hcy浓度≥15μmol/L为临界值,对两组患者的同型半胱氨酸进行分层,分为高同型半胱氨酸血症组(HHcy组)和非高同型半胱氨酸血症组(Non HHcy组)。两两组合后将所有研究对象分成了四组:Non HHcy对照组、HHcy对照组、Non HHcy冠心病组以及HHcy冠心病组。分析结果显示:与对照组(不论有无高Hcy血症)及无高Hcy血症的冠心病患者相比,合并高Hcy血症的冠心病患者端粒明显缩短,血液8-Oxo G浓度明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);7.为了进一步探讨冠心病患者外周血白细胞端粒长度缩短、血浆Hcy浓度升高以及血液8-Oxo G浓度升高之间的机制联系,我们将8-Oxo G作为冠心病患者Hcy与LTL关系的中介因素进行中介分析,并在调整了年龄、性别、体重指数、吸烟史、饮酒史、高血压史、糖尿病史、冠心病家族史、TG、TC、LDL-C、HDL-C等因素之后,结果显示,在所有研究对象中,8-Oxo G介导的中介效应占25.09%(P<0.0001),而在冠心病组中,8-Oxo G的中介效应为28.45%(P<0.0001),表明8-Oxo G对冠心病患者Hcy与LTL关系的中介作用高于所有研究对象。但是在正常冠脉对照组,8-Oxo G对Hcy与LTL关系的中介作用分析结果无有统计学意义。以上结果说明,在冠心病患者中,Hcy对LTL的影响部分是由8-Oxo G介导的,而在对照组中则没有。结论(一)从蛋氨酸循环代谢产物研究结果表明,血浆Hcy和SAH均是冠心病患病的独立危险因素,而血浆SAH是比Hcy更好的诊断冠心病的预测指标,即血浆SAH可作为冠心病预测和诊断的一种新型生物标志物。这一结果进一步验证了我们前期的研究结论;(二)长端粒是冠心病的保护因素,冠心病患者端粒长度缩短可能与血浆Hcy浓度升高、血液8-Oxo G浓度升高存在某种机制联系;(三)从中介分析结果表明,8-Oxo G可能仅在冠心病患者的血浆Hcy水平与白细胞端粒长度(LTL)的关系中发挥了部分中介作用,即血浆同型半胱氨酸水平升高可能通过将鸟嘌呤氧化成8-羟基-2’-脱氧鸟苷(8-Oxo G)而造成DNA损伤,从而导致冠心病患者LTL缩短,失去对冠心病的保护作用。