熊政 張陽揚(yáng) 李群星 趙新華 邵楊歌 尹德錄

心血管疾病(CVD)是目前公共衛(wèi)生的一大難題，預(yù)計(jì)到2030年，約有2 300萬人死于CVD。在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活方式的改變，CVD已位居城鄉(xiāng)居民總死亡原因的首位。目前，高敏C反應(yīng)蛋白已被確認(rèn)為是預(yù)測心血管不良事件的有效指標(biāo)，炎癥生物標(biāo)志物是心血管疾病的預(yù)測指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)、NGAL/基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9復(fù)合物作為促炎因子在心血管疾病的發(fā)展過程中，尤其在炎癥反應(yīng)、血管重構(gòu)及斑塊易損性中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，有望成為心血管疾病的新型預(yù)測指標(biāo)。本文對NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物的生物學(xué)特性及其在心血管疾病中的作用及臨床意義進(jìn)行綜述，旨在探討其作為預(yù)測心血管疾病有效生物標(biāo)志物的價(jià)值。

一、NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物概述

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(lipocalin)又稱lipocalin-2、24p3、NRL，是細(xì)胞外蛋白lipocalin家族的成員，是一種25 kDa糖蛋白，由178個(gè)氨基酸殘基組成，存在于中性粒細(xì)胞的次級(jí)顆粒中[1]，并在中性粒細(xì)胞活化和脫粒過程中分泌。NGAL在擁有脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族成員所具有的結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)多種親脂性小分子作用外，還與中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞中特異性受體結(jié)合[2]，加快促炎因子如白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-8和單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)-1的產(chǎn)生[3]，是促動(dòng)脈粥樣硬化(AS)的有效介質(zhì)。

MMP-9作為預(yù)測易損型斑塊的有效指標(biāo)，是鋅-金屬蛋白酶家族的一員，在單核-巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中廣泛表達(dá)，可降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)內(nèi)皮通透性，破壞AS進(jìn)展期斑塊的穩(wěn)定性[4]。同時(shí)，NGAL可與重組基質(zhì)金屬蛋白酶前體(pro-MMP)-9以分子間二硫鍵方式形成具有穩(wěn)定生物活性的異源二聚體(NGAL/pro-MMP-9)，隨后與金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMP-1)結(jié)合形成三元、四元復(fù)合物[5]。NGAL/pro-MMP-9被激活后形成分子量約為125 kDa的復(fù)合物(NGAL/MMP-9復(fù)合物)，NGAL/MMP-9復(fù)合物作為MMP-9的重要調(diào)節(jié)劑，使NGAL以劑量依賴性方式防止MMP-9降解并延長其活性，解除TIMP-1對MMP-9的抑制作用，調(diào)節(jié)粒細(xì)胞的炎癥和病理生理反應(yīng)。

NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物在調(diào)控炎癥反應(yīng)、介導(dǎo)腫瘤浸潤及轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮重要作用。有研究證實(shí)，糖尿病腎病、腎衰竭等腎損傷患者NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物水平升高，尤其是NGAL作為急性腎損傷(AKI)的重要早期標(biāo)志物，在腎臟疾病中具有極大的診斷及預(yù)測預(yù)后價(jià)值[6]。NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物、MMP-9在乳腺癌、肺癌、大腸癌、白血病等惡性腫瘤中高度表達(dá)，NGAL/pro-MMP-9復(fù)合物水平與腫瘤患者的病情嚴(yán)重程度及存活率顯著相關(guān)[7]，NGAL/MMP-9復(fù)合物已被證實(shí)是腦腫瘤的分子標(biāo)志物[8]。

二、NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與心血管疾病

1.NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與AS

AS的發(fā)病機(jī)制主要包括脂質(zhì)浸潤學(xué)說、血栓形成學(xué)說、炎癥反應(yīng)學(xué)說、內(nèi)皮細(xì)胞損傷學(xué)說、斑塊增殖及新生血管形成等，所有方面均受血管斑塊炎癥反應(yīng)的影響。NGAL、NGAL/MMP-9作為促炎介質(zhì)參與AS形成。

Eilenberg等[3]在人頸動(dòng)脈粥樣硬化組織中發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞均能表達(dá)NGAL蛋白，有癥狀的頸動(dòng)脈狹窄患者AS組織中NGAL mRNA表達(dá)水平較無癥狀的頸動(dòng)脈狹窄患者高，NGAL可創(chuàng)建AS的特征性促炎環(huán)境。該作者的最新研究提出NGAL可作為檢測不穩(wěn)定頸動(dòng)脈斑塊的有效生物標(biāo)志物，并指導(dǎo)早期頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)或支架植入術(shù)的診斷及治療[9]。另有研究發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)細(xì)胞參與AS形成，來源于滋養(yǎng)細(xì)胞的斑塊內(nèi)新生血管是導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血的主要原因，NGAL/MMP-9復(fù)合物可與血紅蛋白共定位，通過Fe2+的形式釋放鐵，加速誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和慢性炎癥，促進(jìn)斑塊內(nèi)新生血管形成，加快AS形成[10]。Boekhorst等[11]使用靶向高分辨率MR成像在鼠AS組織中檢測到NGAL和NGAL/MMP-9復(fù)合物，提示NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物有望成為檢測高風(fēng)險(xiǎn)斑塊的新型成像靶點(diǎn)。

已知他汀類藥物可降低循環(huán)炎癥介質(zhì)的濃度，研究顯示對易損型斑塊患者給予他汀類藥物治療，他汀藥物治療組患者NGAL和NGAL/MMP-9復(fù)合物水平較非他汀藥物治療組明顯降低，提示在某種程度上，他汀類藥物通過降低循環(huán)NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物起穩(wěn)定AS斑塊的作用[12]。

2.NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與冠心病

(1)穩(wěn)定性心絞痛：到目前為止，關(guān)于NGAL與穩(wěn)定性心絞痛之間關(guān)系的研究尚少。Paulsson等[13]研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性心絞痛組患者的NGAL/MMP-9復(fù)合物水平和刺激中性粒細(xì)胞顆粒釋放NGAL的IL-8濃度均高于正常對照組，提示穩(wěn)定性心絞痛患者的中性粒細(xì)胞處于啟動(dòng)狀態(tài)，使細(xì)胞在遷移過程中易發(fā)生放大反應(yīng)。Zografos等[14]的研究結(jié)果顯示，與冠狀動(dòng)脈正?；颊弑容^，穩(wěn)定型冠心病患者血清NGAL水平明顯升高。另有研究分析血漿NGAL對冠心病患者(包括不穩(wěn)定和穩(wěn)定冠心病患者)的預(yù)測作用，在調(diào)整常規(guī)心血管危險(xiǎn)因素后，血漿NGAL水平與全因死亡率及CVD死亡率獨(dú)立相關(guān)，但在調(diào)整肌酐水平后，血漿NGAL不能預(yù)測全因死亡率和心血管疾病死亡率[15]。

(2)急性冠脈綜合征：NGAL是ACS的有效預(yù)測因子。一項(xiàng)前瞻性研究納入初次行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療的584例ST段抬高型心肌梗死患者，在術(shù)前完善NGAL血液樣本并進(jìn)行中位時(shí)間為23個(gè)月的隨訪，結(jié)果證實(shí)較高NGAL水平是全因死亡率和主要不良心血管事件(MACE)的獨(dú)立預(yù)測因子，可獨(dú)立預(yù)測行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)的STEMI患者的全因死亡率和MACE[16]。Cheng等[17]的研究旨在探討13種蛋白質(zhì)類生物標(biāo)志物對冠心病患者預(yù)后的預(yù)測價(jià)值，納入768例接受冠狀動(dòng)脈造影的急ACS及穩(wěn)定型心絞痛患者，結(jié)果表明NGAL/MMP-9復(fù)合物在隨訪期間與MACE獨(dú)立相關(guān)，將NGAL/MMP-9復(fù)合物添加到常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)模型中并未明顯提高辨別能力[受試者工作特征(ROC)曲線下面積為0.73比0.67]，但明顯改善了風(fēng)險(xiǎn)重分類(凈重新分類指數(shù)0.44；95%CI0.20～0.69，P<0.001)。血清NGAL水平與病變血管數(shù)量相關(guān)，提示NGAL水平可能提示疾病的嚴(yán)重程度。Katagiri等[18]的研究旨在評(píng)估無心力衰竭和慢性腎臟病患者血清NGAL水平與CAD嚴(yán)重程度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)高水平NGAL是高SYNTAX評(píng)分的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，NGAL可能是CAD嚴(yán)重程度的生物標(biāo)志物。

3.NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與心力衰竭

既往多項(xiàng)研究已經(jīng)表明NGAL在急性腎臟疾病早期診斷中的作用。由于腎功能不全對急性失代償性心力衰竭和慢性心力衰竭的發(fā)病率及死亡率有顯著影響，NGAL除了作為腎臟損傷的生物標(biāo)志物外，在心力衰竭過程中還參與炎癥反應(yīng)[19]，被認(rèn)為是心力衰竭的生物標(biāo)志物[20]。Pronschinske等[21]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，心力衰竭患者的NGAL水平明顯升高，而其接受心室輔助裝置(VAD)植入后的NGAL水平較前下降，NGAL水平與VAD植入后心力衰竭嚴(yán)重程度及血液動(dòng)力學(xué)改變有關(guān)，NGAL可作為心力衰竭患者病情嚴(yán)重程度和預(yù)后的標(biāo)志物。一項(xiàng)關(guān)于NGAL對慢性心力衰竭患者預(yù)后預(yù)測價(jià)值的前瞻性研究通過監(jiān)測NGAL水平并進(jìn)行平均10.6個(gè)月的隨訪，主要終點(diǎn)事件為心血管死亡、心力衰竭住院或因心力衰竭急診就診，結(jié)果顯示，NGAL水平與肌酐、白蛋白尿、腎小球?yàn)V過率顯著相關(guān)，ROC曲線分析結(jié)果顯示，NGAL預(yù)測主要終點(diǎn)事件的最佳截?cái)嘀禐?79 ng/ml，NGAL高于此臨界值患者的無事件生存率較低，且NGAL、男性與主要終點(diǎn)事件獨(dú)立相關(guān)[22]。Siasos等[23]研究發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者中NGAL水平明顯升高，并與炎癥及心臟重塑的生物標(biāo)志物[肌酐、腫瘤壞死因子(TNF)-α、腦鈉肽(BNP)、MMP-9]呈正相關(guān)，與左心室射血分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步提示了心力衰竭過程中可能存在腎功能不全、炎癥及心臟功能障礙的共同發(fā)病機(jī)制。另有研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者NGAL水平升高，合并慢性心力衰竭患者的NGAL水平明顯升高，與抑郁評(píng)分相關(guān)[24]。在嚴(yán)重心力衰竭的豬心肌細(xì)胞胞質(zhì)中觀察到NGAL/MMP-9復(fù)合物，提示在心力衰竭進(jìn)展期間，NGAL/MMP-9復(fù)合物在細(xì)胞外基質(zhì)重塑中的作用[25]。

4.NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與心臟手術(shù)后腎損傷

NGAL是兒科心臟手術(shù)后常用的腎臟損傷標(biāo)志物。研究發(fā)現(xiàn)心臟手術(shù)后并發(fā)急性腎損傷患者尿液和血漿NGAL水平明顯升高。在成年人的研究中也有類似發(fā)現(xiàn)[26]，心臟手術(shù)后發(fā)生AKI的患者術(shù)后24 h內(nèi)尿液NGAL水平達(dá)到峰值，但血清NGAL水平未見明顯升高。有研究結(jié)果表明，尿液NGAL在診斷和預(yù)測AKI方面優(yōu)于血漿NGAL。一項(xiàng)旨在探討NGAL水平與急性心功能不全的先天性心臟病新生兒急性腎損傷與臨床結(jié)局關(guān)系的研究納入年齡<30 d并接受心臟手術(shù)進(jìn)行體外循環(huán)的新生患兒，發(fā)現(xiàn)NGAL水平在體外循環(huán)12 h時(shí)達(dá)到峰值，較術(shù)前水平增加1倍，并與AKI、長時(shí)間機(jī)械通氣、住院時(shí)間相關(guān)。Buelow等[27]的研究也驗(yàn)證了NGAL是預(yù)測肺動(dòng)脈瓣置換術(shù)后發(fā)生AKI的有效生物標(biāo)志物。Pesonen等[28]的研究旨在探討兒科心臟手術(shù)前應(yīng)用甲強(qiáng)龍對血漿NGAL水平的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，甲強(qiáng)龍組患兒術(shù)后6 h血漿NGAL水平明顯降低，提示NGAL源于活化的中性粒細(xì)胞，甲強(qiáng)龍可明顯降低NGAL水平。同時(shí)NGAL也是預(yù)測造影劑腎病的有效指標(biāo)。

5.NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與其他心血管疾病

NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與心律失常、感染性心包炎、心臟瓣膜病等關(guān)系的研究尚少。一項(xiàng)旨在探討NGAL是否可作為經(jīng)皮二尖瓣修補(bǔ)術(shù)患者死亡率指標(biāo)的研究收集了120例行二尖瓣修補(bǔ)術(shù)患者術(shù)前的血漿和尿液NGAL，術(shù)后進(jìn)行12個(gè)月的隨訪，結(jié)果顯示，隨訪期間死亡患者尿液NGAL水平較對照組明顯升高(P<0.001)[29]。既往研究結(jié)果顯示，NGAL是一種鹽皮質(zhì)激素受體(MR)響應(yīng)基因，經(jīng)醛固酮處理后，MR直接與NGAL啟動(dòng)子結(jié)合并控制轉(zhuǎn)錄，而轉(zhuǎn)錄時(shí)可被MR拮抗劑如螺內(nèi)酯阻斷。既往研究結(jié)果顯示，在惡性腫瘤患者中醛固酮處于高水平狀態(tài)，誘導(dǎo)NGAL表達(dá)，提示NGAL可輔助惡性腫瘤后心臟功能障礙和心力衰竭的診斷，給予螺內(nèi)酯治療后可顯著改善心臟功能[30]。

三、總結(jié)及展望

綜上所述，NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物與心血管疾病發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，主要作用機(jī)制為促進(jìn)炎癥反應(yīng)、加快血管內(nèi)皮功能障礙和內(nèi)膜增厚、加快斑塊破裂出血及促進(jìn)新生血管形成等。目前關(guān)于NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物的臨床研究較少，其在C反應(yīng)蛋白、BNP、肌鈣蛋白等傳統(tǒng)指標(biāo)面前，預(yù)測心血管疾病尚未顯現(xiàn)出優(yōu)勢，因此，需要NGAL/MMP-9復(fù)合物、NGAL、MMP-9等多個(gè)標(biāo)志物聯(lián)合使用。另外，由于NGAL、NGAL/MMP-9復(fù)合物是在活動(dòng)性炎癥部分分泌，血液及尿液的采樣時(shí)間仍未解決，其在心血管疾病的發(fā)病機(jī)制、作為新的治療靶點(diǎn)及不良事件的預(yù)測價(jià)值等方面需要更多的臨床研究進(jìn)行論證。