邵祺睿 錢豫強(qiáng) 汪濤 韓江莉

(北京大學(xué)第三醫(yī)院心內(nèi)科,北京 100191)

心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的發(fā)病率和死亡率仍呈現(xiàn)逐年升高態(tài)勢(shì),其中冠心病(coronary heart disease,CHD)是主要的致死性疾病之一,因此對(duì)CHD患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以預(yù)防致命性或非致命性心肌梗死尤為重要。神經(jīng)酰胺(ceramide,Cer)作為鞘脂家族中具有重要生物活性的一員,因其在多種疾病尤其是CVD中的“樞紐”作用,成為近年來(lái)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)研究的焦點(diǎn)。現(xiàn)有臨床研究顯示,Cer及基于血漿Cer數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的量表,作為CHD及心血管事件的早期預(yù)測(cè)因子,顯示出了優(yōu)秀的預(yù)測(cè)價(jià)值。這一價(jià)值在目前歐美的臨床研究中已被證實(shí),Cer評(píng)分表預(yù)測(cè)CHD死亡風(fēng)險(xiǎn)已成為CVD預(yù)防關(guān)注的熱點(diǎn)之一。以下就近年來(lái)基于Cer的評(píng)分在CHD患者的心血管事件及死亡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 Cer

1.1 Cer介紹

Cer是一類中性鞘脂,天然形成的Cer由C16～C26脂肪酸和鞘氨醇結(jié)合而成的多種分子組成[1],不同種類的Cer常用碳鏈的長(zhǎng)度和雙鍵的數(shù)目表示(碳鏈長(zhǎng)度：雙鍵數(shù)目)。Cer是鞘脂代謝的“樞紐”,位于鞘脂合成和降解代謝的中心(如圖1),是神經(jīng)酰胺磷酸、鞘磷脂、神經(jīng)酰胺磷酸乙醇胺和整個(gè)鞘脂家族的前體。葡萄糖和棕櫚酸酯都能觸發(fā)Cer的從頭生物合成[2-3]。內(nèi)臟脂肪組織是Cer合成的主要來(lái)源之一。Cer通常由3種途徑在體內(nèi)合成,有研究結(jié)果顯示其中鞘磷脂酶途徑參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[4-5]。

注:SPT,絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶;KDS,3-酮基二氫鞘氨醇還原酶;CDase,神經(jīng)酰胺酶;CerS,神經(jīng)酰胺合成酶;DES,二氫神經(jīng)酰胺脫氫酶;C1PP,神經(jīng)酰胺-1-磷酸;CK,神經(jīng)酰胺激酶;GCase,葡萄糖神經(jīng)酰胺酶;GCS,葡萄糖神經(jīng)酰胺合成酶;SMase,鞘磷脂酶;SMS,鞘磷脂合成酶;SPPase,磷酸鞘氨醇磷酸酶;SK,鞘氨醇激酶;S1P,鞘氨醇-1-磷酸。

Cer是生物膜磷脂中的主要成分,其除了在細(xì)胞膜上發(fā)揮結(jié)構(gòu)作用外,更是一種胞內(nèi)游離脂肪酸豐度的信號(hào),其作用機(jī)制主要包括:(1)通過啟動(dòng)反應(yīng),使細(xì)胞在生理或營(yíng)養(yǎng)應(yīng)激期情況下應(yīng)對(duì)脂質(zhì)負(fù)擔(dān);(2)作為第二信使參與細(xì)胞生長(zhǎng)抑制和凋亡過程,有大量研究結(jié)果提示其作為一種重要的生物效應(yīng)分子,作為應(yīng)激反應(yīng)者/協(xié)調(diào)者,參與細(xì)胞對(duì)各種應(yīng)激刺激(如細(xì)胞因子、缺血再灌注、輻射、各種毒素和化學(xué)治療藥物)的反應(yīng);(3)參與調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng),包括生長(zhǎng)阻滯、衰老、凋亡以及自噬[5]。

1.2 Cer與CHD及心血管事件

Cer在組織中的堆積,與許多新陳代謝過程的損傷有關(guān)[5]。在健康組織中,游離脂肪酸通過β氧化代謝產(chǎn)生ATP,而多余的游離脂肪酸與甘油結(jié)合,產(chǎn)生惰性甘油三酯,安全地儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)的脂滴中[5]。這些途徑飽和時(shí),具有生物活性的有害脂質(zhì)則會(huì)開始積累。在非脂肪器官中,如血管壁和心臟,過多的脂質(zhì)沉積會(huì)促進(jìn)CVD的發(fā)展(見圖2)。通過這種方式積累的脂類代謝物中,鞘脂類(如Cer)對(duì)血管和心臟的損害尤其嚴(yán)重。研究[2,5-6]發(fā)現(xiàn)高Cer血濃度與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成以及與多種疾病均相關(guān)。Cer含量升高時(shí),可通過多種途徑作用如促進(jìn)胰島素抵抗、氧化應(yīng)激和炎癥[5],促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。基礎(chǔ)研究[6]顯示,抑制Cer生物合成過程或增加其降解,可改善代謝紊亂,包括胰島素抵抗、動(dòng)脈粥樣硬化和脂肪肝。抑制Cer從頭合成可緩解脂質(zhì)誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化過程,進(jìn)而有效地減緩動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展[4]。

臨床隊(duì)列研究[5,7-8]表明,血清Cer水平是CHD的強(qiáng)預(yù)測(cè)因子。血清Cer水平可預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定性和CHD的不良結(jié)局,包括死亡[5]。目前的代謝組學(xué)平臺(tái)可鑒定出4種不同的相關(guān)Cer,包括Cer(d18：1/16：0)、Cer(d18：1/22：0)、Cer(d18：1/24：0)和Cer(d18：1/24：1)[8]。4種Cer分別標(biāo)記為C16：0、C22：0、C24：0和C24：1,其中C24：0的相對(duì)濃度最高,而C16：0的相對(duì)濃度最低[6,9-10]。Wang等[6]納入980例受試者,其中包括230例CHD病例和750例健康個(gè)體,檢測(cè)Cer血漿濃度并進(jìn)行隨訪,發(fā)現(xiàn)以上4種Cer血漿濃度均與CVD風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān),并且在進(jìn)行性別、飲食等多變量調(diào)整后略有增強(qiáng)。

2 基于Cer的臨床心血管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分量表

Kaasenbrood等[11]研究發(fā)現(xiàn),CHD患者10年內(nèi)心血管事件復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果存在顯著差異。這表明將所有患者按相似風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估可能并不準(zhǔn)確,在個(gè)體層面事件風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)有很大差異,因而對(duì)患者進(jìn)行更為精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將會(huì)有更大的臨床收益。研究發(fā)現(xiàn),Cer作為心血管事件特異生物標(biāo)志物的一種,將其作為主要考量因素構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表能有效預(yù)測(cè)心血管事件和死亡的風(fēng)險(xiǎn)。以下簡(jiǎn)述基于Cer相關(guān)評(píng)分的研究現(xiàn)狀。

2.1 CERT1評(píng)分表

2016年,Laaksonen等[12]通過基于歐洲3個(gè)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)了與CVD高度相關(guān)的Cer,其納入了BECAC隊(duì)列中穩(wěn)定性CHD患者1 580例、SPUM-ACS隊(duì)列研究中急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)患者1 637例、Corogene研究中穩(wěn)定性CHD患者160例。通過對(duì)SPUM-ACS隊(duì)列進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Cer與心血管死亡率之間的關(guān)系,即Cer水平,特別是不同Cer的比值,與心血管死亡率有顯著相關(guān)性。對(duì)Corogene研究中160例穩(wěn)定性CHD患者,測(cè)定血漿中Cer(d18：1/16：0)、Cer(d18：1/22：0)、Cer(d18：1/24：0)和Cer(d18：1/24：1)及多種脂質(zhì)生物標(biāo)志物和C反應(yīng)蛋白水平,發(fā)現(xiàn)高Cer與心血管死亡率的相關(guān)性獨(dú)立于其他脂質(zhì)標(biāo)志物和C反應(yīng)蛋白。在ACS患者中,將Cer(d18：1/16：0)/Cer(d18：1/24：0)結(jié)合GRACE評(píng)分和單一GRACE評(píng)分比較,Cer比率將交叉驗(yàn)證的C統(tǒng)計(jì)量從0.73(0.70～0.77)增加到0.82(0.79～0.85),凈重新分類指數(shù)為0.17(95%CI0.07～0.27),這一結(jié)果證明了Cer在CHD及心血管事件預(yù)測(cè)的有效性。

基于上述隊(duì)列研究結(jié)果,為評(píng)估CHD患者死亡風(fēng)險(xiǎn),Laaksonen等[12]構(gòu)建了Cer風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分表CERT1:選取3種Cer濃度及3種Cer比值作為評(píng)分變量,根據(jù)四分位數(shù)將評(píng)分確定在0～12,Cer濃度(或比值)處于四分位數(shù)Q4及以上定為2分,Q3為1分,Q2和Q1為0分;根據(jù)評(píng)分可將患者分為4個(gè)死亡風(fēng)險(xiǎn)類別(低-中-中高-高),分別對(duì)應(yīng)于評(píng)分范圍0～2、3～6、7～9和10～12分。

將此評(píng)分表應(yīng)用于選取的3組隊(duì)列中,發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定性CHD和ACS患者中,高危者心血管死亡風(fēng)險(xiǎn)是低危者的4.2倍和6.0倍[13],因此CERT1有助于改善需更積極治療的高?；颊叩淖R(shí)別,有良好的臨床指導(dǎo)意義。后續(xù)隨訪發(fā)現(xiàn),對(duì)接受或未接受他汀類藥物治療的患者,Cer都有預(yù)測(cè)價(jià)值(未接受他汀類藥物治療患者預(yù)測(cè)效果更好),而基于低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)的傳統(tǒng)危險(xiǎn)分層對(duì)接受了他汀類藥物治療的人群并未顯示出顯著預(yù)測(cè)價(jià)值,這一點(diǎn)與以往研究發(fā)現(xiàn)低密度脂蛋白相關(guān)參數(shù)與心血管風(fēng)險(xiǎn)之間缺乏可識(shí)別的關(guān)系相一致[14-16]。在有效性方面,當(dāng)受試者根據(jù)傳統(tǒng)LDL-C水平進(jìn)行分類,并以與Cer風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分分類相同的比例分為4類時(shí),未觀察到高?；颊叩慕M間差異以及LDL-C水平的升高。這提示Cer可能可獨(dú)立于LDL-C水平對(duì)CHD患者死亡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.2 CERT2評(píng)分表

Hilvo等[17]在CERT1評(píng)分表研究基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行了探索。由于磷脂也與CHD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),并在以往研究中顯示出良好的預(yù)測(cè)價(jià)值[13,18],該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探究了納入磷脂酰膽堿(phosphatidylcholine,PC)水平是否可在CERT1評(píng)分表基礎(chǔ)上提高預(yù)測(cè)能力。該團(tuán)隊(duì)使用WECAC隊(duì)列研究數(shù)據(jù)(n=3 789),通過液相色譜-質(zhì)譜分析Cer和磷脂,并依據(jù)結(jié)果選取了相關(guān)性最好的12種磷脂。利用4種已建立的Cer分子、Cer比率參數(shù)(CERT1)以及研究確定的12種磷脂,其顯著預(yù)測(cè)了WECAC研究中的心血管事件(心血管死亡和心血管復(fù)合事件終點(diǎn))。通過計(jì)算這些分子水平的所有可能比率,并從這些比率和單個(gè)脂質(zhì)分子水平參數(shù)中,以逐步方式選擇4個(gè)變量納入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分,最后選取1種Cer/Cer比值、2種Cer/PC比值和1種PC水平作為評(píng)分變量制定了CERT2評(píng)分表。通過評(píng)分變量的總體四分位數(shù)將分?jǐn)?shù)確定在0～12分,其中處于Q4定為3分,Q2和Q1分別為2分和1分,Q1為0分,并根據(jù)分?jǐn)?shù)將個(gè)體分為4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)類別(低-中-中高-高),分別對(duì)應(yīng)于評(píng)分范圍0～3、4～6、7～8和9～12分。研究數(shù)據(jù)表明,心血管死亡和心血管復(fù)合事件(心血管死亡、心肌梗死和卒中)的風(fēng)險(xiǎn)隨著評(píng)分和風(fēng)險(xiǎn)組的增加而系統(tǒng)地增加。

與CERT1相同,CERT2評(píng)分在心血管死亡事件上也有很強(qiáng)的預(yù)測(cè)價(jià)值。在WECAC隊(duì)列、LIPID隊(duì)列及KAROLA隊(duì)列試驗(yàn)研究中應(yīng)用均表現(xiàn)出眾,且CERT2有著更高的HR。對(duì)于心血管死亡,在CERT2最低和最高風(fēng)險(xiǎn)組之間的不同隊(duì)列中觀察到3.5～5.4倍的風(fēng)險(xiǎn)增加,對(duì)于心血管事件差異則不明顯。同時(shí),CERT2同樣不易受干擾,對(duì)接受他汀類藥物治療人群的心血管事件也能展現(xiàn)出良好的預(yù)測(cè)價(jià)值。CERT1和CERT2在心血管事件、心血管死亡率和總死亡率的關(guān)聯(lián)預(yù)測(cè)方面都是有力的預(yù)測(cè)因子,但后續(xù)Leiherer等[19]的研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于外周動(dòng)脈疾病患者的心血管死亡事件風(fēng)險(xiǎn),只有CERT2展現(xiàn)出顯著的預(yù)測(cè)價(jià)值。

Hilvo團(tuán)隊(duì)[17]還發(fā)現(xiàn),在WECAC隊(duì)列的患者中,在心血管死亡事件方面,CERT2評(píng)分與性別和年齡相結(jié)合的C統(tǒng)計(jì)值為0.76。在心血管復(fù)合事件方面,當(dāng)結(jié)合性別和年齡參數(shù)時(shí),CERT2評(píng)分(C統(tǒng)計(jì)值為0.65)與SMART評(píng)分(C統(tǒng)計(jì)值為0.64)預(yù)測(cè)心血管事件5年風(fēng)險(xiǎn)、TIMI評(píng)分(C統(tǒng)計(jì)值為0.64)預(yù)測(cè)心血管事件3年風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)。加入CERT2作為評(píng)分要素提高了C統(tǒng)計(jì)值,并且還顯示出分類和連續(xù)凈重分類指數(shù)的顯著增加。納入CERT2有助于改善現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。

2.3 CERT2-TnT評(píng)分表

Hilvo等[17]發(fā)現(xiàn),在WECAC研究中,CERT2和高敏肌鈣蛋白T(high-sensitive troponin T,hs-TnT)的預(yù)測(cè)性能均優(yōu)于其他納入研究的生物標(biāo)志物。于是其設(shè)計(jì)了一個(gè)額外評(píng)分表——CERT2-TnT,即在CERT2基礎(chǔ)上加入一項(xiàng)hs-TnT變量,將評(píng)分確定為0～15分。在KAROLA隊(duì)列試驗(yàn)中,CERT2-TnT評(píng)分的HR高于CERT2或hs-TnT單獨(dú)評(píng)估。對(duì)于心血管死亡事件,在CERT2的低危組和高危組之間的不同隊(duì)列中,觀察到3.5～5.4倍的風(fēng)險(xiǎn)增加;而對(duì)于CERT2-TnT評(píng)分,在比較低危和高危組時(shí),觀察到風(fēng)險(xiǎn)增加了10倍以上[17]。

對(duì)于合并有糖尿病的患者,風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)有一定的挑戰(zhàn)性。在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),對(duì)此類患者唯一有顯著預(yù)測(cè)價(jià)值的僅為CERT2和CERT2-TnT。CVD的另一個(gè)二級(jí)預(yù)防生物標(biāo)志物——N末端腦鈉肽前體在這個(gè)過程也顯示出預(yù)測(cè)性能[18],CERT2聯(lián)合N末端腦鈉肽前體也能起到更佳的預(yù)測(cè)作用。

CERT1、CERT2和CERT2-TnT相關(guān)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1和表2[17]。

表1 CERT1、CERT2和CERT2-TnT風(fēng)險(xiǎn)分組[17]單位:分

表2 CERT1、CERT2和CERT2-TnT量表[17]單位:分

2.4 SIC評(píng)分表

Poss等[20]引入了一種確定血清Cer與CHD之間關(guān)聯(lián)的新方法,其選取來(lái)自家族性CHD患者(n=462)和基于健康人群(n=212)的血清樣本,通過靶向脂質(zhì)組學(xué)進(jìn)行對(duì)照研究,以探究血清鞘脂與CHD之間的關(guān)聯(lián)。觀察到與對(duì)照組相比,納入測(cè)量的32種鞘脂中,有30種在患有CHD的受試者中顯著升高。因此他們制定了一種新的鞘脂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分,稱為SIC評(píng)分,主要包括鞘氨醇,Cer(d18：1/24：0)、Cer(d18：1/18：0)、Cer(d18：1/18：0)/Cer(d18：1/22：0),以及鞘磷脂(d18：1/24：0)、鞘磷脂(d18：0/24：1)/鞘磷脂(d18：1/18：0)。他們將SIC、CERT1和標(biāo)準(zhǔn)臨床標(biāo)志物(甘油三酯、LDL-C等)對(duì)CHD患者分類的能力進(jìn)行比較,將這些與臨床因素(年齡、性別、體重指數(shù)、糖尿病、高血壓等)結(jié)合(見表3),并對(duì)它們的特異性和靈敏性做了ROC曲線分析,發(fā)現(xiàn)SIC評(píng)分比傳統(tǒng)的臨床CVD生物標(biāo)志物更有效,甚至得到了比CERT1更高的C統(tǒng)計(jì)量(0.79 vs 0.67)[20]。進(jìn)一步計(jì)算連續(xù)凈重分類指數(shù)和綜合判別指數(shù),也得到上述結(jié)果。然而,盡管Poss等[20]提出的SIC進(jìn)一步說明了鞘脂類分子在心血管事件方面的優(yōu)秀表現(xiàn),但與CERT評(píng)分表相比,他們并未將SIC中的考量因素量化,未與風(fēng)險(xiǎn)分層相對(duì)應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)需在大規(guī)模隊(duì)列研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。

表3 變量相互作用的P值[20]

3 Cer評(píng)分較傳統(tǒng)評(píng)分的優(yōu)勢(shì)

基于膽固醇水平的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)始于1958—1983年,Keys等[21]收集了來(lái)自7個(gè)國(guó)家的16組成年人的飲食、身體狀況以及死亡率等數(shù)據(jù),得出了飲食中脂肪與心臟病發(fā)病率正相關(guān)的結(jié)論,隨后是Framingham研究[22]的早期報(bào)告。如今,總膽固醇(total cholesterol,TC)已成為人類流行病學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)中危險(xiǎn)因素評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。2019年歐洲心臟病學(xué)會(huì)/歐洲動(dòng)脈粥樣硬化學(xué)會(huì)(ESC/EAS)血脂異常管理指南[23]在10年心血管風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方面推薦使用SCORE評(píng)分表。這一評(píng)分表納入年齡、性別、當(dāng)前吸煙狀況、收縮壓、TC水平等參數(shù),可用于預(yù)測(cè)歐洲人群中(致命性)心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)。雖然目前SCORE評(píng)分在歐美最常用,但其也存在一些限制[24]:主要由于它僅包含膽固醇一種標(biāo)志物,而且臨床研究[15]顯示,膽固醇水平并不能反映患者的心血管風(fēng)險(xiǎn),MIRACL試驗(yàn)[15]數(shù)據(jù)表明,TC和LDL-C不能預(yù)測(cè)高?；颊呶磥?lái)的心血管事件。

有研究[19]證實(shí),CERT1和CERT2在心血管死亡事件預(yù)測(cè)上優(yōu)于SCORE評(píng)分。將CERT2與SCORE評(píng)分聯(lián)合考慮時(shí),以ESC/EAS的SCORE的權(quán)重為1,CERT2的權(quán)重為1.5,生成ESC-CERT2評(píng)分表,較CERT2和SCORE單獨(dú)均有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)價(jià)值。

4 小結(jié)與展望

隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展和臨床應(yīng)用,Cer水平檢測(cè)有望在臨床中普及。Cer或可成為CVD的生物學(xué)標(biāo)志物,干預(yù)Cer或可降低CVD和心血管事件的發(fā)生。目前國(guó)外臨床研究顯示,Cer評(píng)分表對(duì)于CHD患者的心血管事件和心血管死亡風(fēng)險(xiǎn)均有優(yōu)于傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的價(jià)值,死亡風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估效果尤為突出?；贑er的評(píng)分在中國(guó)人群是否也存在這樣的優(yōu)勢(shì)尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。隨著多種可供評(píng)估Cer的技術(shù)發(fā)展與投入使用,未來(lái)可將已有的量表以中國(guó)人群為對(duì)象進(jìn)行分析并建立模型;也可基于中國(guó)人群的實(shí)際數(shù)據(jù),對(duì)已有的量表進(jìn)行調(diào)整或發(fā)掘數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)新的量表,以適應(yīng)中國(guó)的臨床實(shí)際。同時(shí),Cer作為各類CVD,尤其是動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展機(jī)制中的重要樞紐,其作為治療靶點(diǎn)的潛力也亟待發(fā)掘。此外,Cer水平在各類CVD的發(fā)生發(fā)展過程中的差異及其變化規(guī)律這一領(lǐng)域,仍存在不少空白,未來(lái)可以Cer為切入點(diǎn),作為疾病進(jìn)一步分型或分期的依據(jù),以順應(yīng)精準(zhǔn)診療、個(gè)體化診療的大趨勢(shì)。