熊政 張陽揚 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，預計到2030年，約有2 300萬人死于CVD。在我國，隨著經(jīng)濟的發(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反應蛋白已被確認為是預測心血管不良事件的有效指標，炎癥生物標志物是心血管疾病的預測指標。研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞相關脂質運載蛋白(NGAL)、NGAL/基質金屬蛋白酶(MMP)-9復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、血管重構及斑塊易損性中發(fā)揮著關鍵作用，有望成為心血管疾病的新型預測指標。本文對NGAL、NGAL/MMP-9復合物的生物學特性及其在心血管疾病中的作用及臨床意義進行綜述，旨在探討其作為預測心血管疾病有效生物標志物的價值。

一、NGAL、NGAL/MMP-9復合物概述

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

MMP-9作為預測易損型斑塊的有效指標，是鋅-金屬蛋白酶家族的一員，在單核-巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞和腫瘤細胞中廣泛表達，可降解細胞外基質，促進內(nèi)皮通透性，破壞AS進展期斑塊的穩(wěn)定性[4]。同時，NGAL可與重組基質金屬蛋白酶前體(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)結合形成三元、四元復合物[5]。NGAL/pro-MMP-9被激活后形成分子量約為125 kDa的復合物(NGAL/MMP-9復合物)，NGAL/MMP-9復合物作為MMP-9的重要調節(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，調節(jié)粒細胞的炎癥和病理生理反應。

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

二、NGAL、NGAL/MMP-9復合物與心血管疾病

1.NGAL、NGAL/MMP-9復合物與AS

AS的發(fā)病機制主要包括脂質浸潤學說、血栓形成學說、炎癥反應學說、內(nèi)皮細胞損傷學說、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的影響。NGAL、NGAL/MMP-9作為促炎介質參與AS形成。

Eilenberg等[3]在人頸動脈粥樣硬化組織中發(fā)現(xiàn)巨噬細胞、平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞均能表達NGAL蛋白，有癥狀的頸動脈狹窄患者AS組織中NGAL mRNA表達水平較無癥狀的頸動脈狹窄患者高，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)定頸動脈斑塊的有效生物標志物，并指導早期頸動脈內(nèi)膜切除術或支架植入術的診斷及治療[9]。另有研究發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)細胞參與AS形成，來源于滋養(yǎng)細胞的斑塊內(nèi)新生血管是導致斑塊內(nèi)出血的主要原因，NGAL/MMP-9復合物可與血紅蛋白共定位，通過Fe2+的形式釋放鐵，加速誘導氧化應激和慢性炎癥，促進斑塊內(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復合物，提示NGAL、NGAL/MMP-9復合物有望成為檢測高風險斑塊的新型成像靶點。

已知他汀類藥物可降低循環(huán)炎癥介質的濃度，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復合物起穩(wěn)定AS斑塊的作用[12]。

2.NGAL、NGAL/MMP-9復合物與冠心病

(1)穩(wěn)定性心絞痛：到目前為止，關于NGAL與穩(wěn)定性心絞痛之間關系的研究尚少。Paulsson等[13]研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性心絞痛組患者的NGAL/MMP-9復合物水平和刺激中性粒細胞顆粒釋放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胞處于啟動狀態(tài)，使細胞在遷移過程中易發(fā)生放大反應。Zografos等[14]的研究結果顯示，與冠狀動脈正?；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)的預測作用，在調整常規(guī)心血管危險因素后，血漿NGAL水平與全因死亡率及CVD死亡率獨立相關，但在調整肌酐水平后，血漿NGAL不能預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的有效預測因子。一項前瞻性研究納入初次行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療的584例ST段抬高型心肌梗死患者，在術前完善NGAL血液樣本并進行中位時間為23個月的隨訪，結果證實較高NGAL水平是全因死亡率和主要不良心血管事件(MACE)的獨立預測因子，可獨立預測行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(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種蛋白質類生物標志物對冠心病患者預后的預測價值，納入768例接受冠狀動脈造影的急ACS及穩(wěn)定型心絞痛患者，結果表明NGAL/MMP-9復合物在隨訪期間與MACE獨立相關，將NGAL/MMP-9復合物添加到常規(guī)風險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]，但明顯改善了風險重分類(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，提示NGAL水平可能提示疾病的嚴重程度。Katagiri等[18]的研究旨在評估無心力衰竭和慢性腎臟病患者血清NGAL水平與CAD嚴重程度之間的關系，發(fā)現(xiàn)高水平NGAL是高SYNTAX評分的獨立危險因素，NGAL可能是CAD嚴重程度的生物標志物。

3.NGAL、NGAL/MMP-9復合物與心力衰竭

既往多項研究已經(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志物外，在心力衰竭過程中還參與炎癥反應[19]，被認為是心力衰竭的生物標志物[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植入后心力衰竭嚴重程度及血液動力學改變有關，NGAL可作為心力衰竭患者病情嚴重程度和預后的標志物。一項關于NGAL對慢性心力衰竭患者預后預測價值的前瞻性研究通過監(jiān)測NGAL水平并進行平均10.6個月的隨訪，主要終點事件為心血管死亡、心力衰竭住院或因心力衰竭急診就診，結果顯示，NGAL水平與肌酐、白蛋白尿、腎小球濾過率顯著相關，ROC曲線分析結果顯示，NGAL預測主要終點事件的最佳截斷值為179 ng/ml，NGAL高于此臨界值患者的無事件生存率較低，且NGAL、男性與主要終點事件獨立相關[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志物[肌酐、腫瘤壞死因子(TNF)-α、腦鈉肽(BNP)、MMP-9]呈正相關，與左心室射血分數(shù)呈負相關，進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，與抑郁評分相關[24]。在嚴重心力衰竭的豬心肌細胞胞質中觀察到NGAL/MMP-9復合物，提示在心力衰竭進展期間，NGAL/MMP-9復合物在細胞外基質重塑中的作用[25]。

4.NGAL、NGAL/MMP-9復合物與心臟手術后腎損傷

NGAL是兒科心臟手術后常用的腎臟損傷標志物。研究發(fā)現(xiàn)心臟手術后并發(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]，心臟手術后發(fā)生AKI的患者術后24 h內(nèi)尿液NGAL水平達到峰值，但血清NGAL水平未見明顯升高。有研究結果表明，尿液NGAL在診斷和預測AKI方面優(yōu)于血漿NGAL。一項旨在探討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局關系的研究納入年齡<30 d并接受心臟手術進行體外循環(huán)的新生患兒，發(fā)現(xiàn)NGAL水平在體外循環(huán)12 h時達到峰值，較術前水平增加1倍，并與AKI、長時間機械通氣、住院時間相關。Buelow等[27]的研究也驗證了NGAL是預測肺動脈瓣置換術后發(fā)生AKI的有效生物標志物。Pesonen等[28]的研究旨在探討兒科心臟手術前應用甲強龍對血漿NGAL水平的影響，結果發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，甲強龍組患兒術后6 h血漿NGAL水平明顯降低，提示NGAL源于活化的中性粒細胞，甲強龍可明顯降低NGAL水平。同時NGAL也是預測造影劑腎病的有效指標。

5.NGAL、NGAL/MMP-9復合物與其他心血管疾病

NGAL、NGAL/MMP-9復合物與心律失常、感染性心包炎、心臟瓣膜病等關系的研究尚少。一項旨在探討NGAL是否可作為經(jīng)皮二尖瓣修補術患者死亡率指標的研究收集了120例行二尖瓣修補術患者術前的血漿和尿液NGAL，術后進行12個月的隨訪，結果顯示，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]。既往研究結果顯示，NGAL是一種鹽皮質激素受體(MR)響應基因，經(jīng)醛固酮處理后，MR直接與NGAL啟動子結合并控制轉錄，而轉錄時可被MR拮抗劑如螺內(nèi)酯阻斷。既往研究結果顯示，在惡性腫瘤患者中醛固酮處于高水平狀態(tài)，誘導NGAL表達，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、總結及展望

綜上所述，NGAL、NGAL/MMP-9復合物與心血管疾病發(fā)生、發(fā)展關系密切，主要作用機制為促進炎癥反應、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新生血管形成等。目前關于NGAL、NGAL/MMP-9復合物的臨床研究較少，其在C反應蛋白、BNP、肌鈣蛋白等傳統(tǒng)指標面前，預測心血管疾病尚未顯現(xiàn)出優(yōu)勢，因此，需要NGAL/MMP-9復合物、NGAL、MMP-9等多個標志物聯(lián)合使用。另外，由于NGAL、NGAL/MMP-9復合物是在活動性炎癥部分分泌，血液及尿液的采樣時間仍未解決，其在心血管疾病的發(fā)病機制、作為新的治療靶點及不良事件的預測價值等方面需要更多的臨床研究進行論證。