Value of plasma microRNA-21 level in prediction of myocardial ischemia degree and evaluation of prognosis in patients with acute myocardial infarction
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摘要:目的 探讨血浆微小核糖核酸-21(miRNA-21)水平评估急性心肌梗死(AMI)患者心肌缺血严重程度及预后的临床价值。方法 选取150例急性ST段抬高型心肌梗死患者作为研究对象，根据心肌缺血严重程度将患者分为轻度组(SYNTAX评分 < 23分)58例、中度组(SYNTAX评分23~32分)48例和重度组(SYNTAX评分>32分)44例。比较3组治疗前后血浆miRNA-21、生化指标水平以及Gensini评分。采用Pearson直线相关分析评估血浆miRNA-21与Gensini评分、SYNTAX评分的相关性。随访1年，依据主要不良心血管事件(MACE)随访结果将患者分为非MACE组108例和MACE组42例，比较上述临床指标的差异。采用多元Logistic回归分析评估上述指标与预后的相关性。应用受试者工作特征(ROC)曲线分析血浆miRNA-21水平对AMI患者预后的诊断性能。结果 中度组的血浆miRNA-21、Gensini评分及SYNTAX评分均低于重度组但高于轻度组，差异有统计学意义(P < 0.05)。3组低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、餐后2 h血糖(2 hPBG)、空腹血糖(FBG)、同型半胱氨酸(Hcy)水平比较，差异均有统计学意义(P < 0.05); 3组间凝血酶原时间(PT)、国际标准化比率(INR)比较，差异无统计学意义(P>0.05)。血浆miRNA-21水平与Gensini评分、SYNTAX评分呈正相关(r=0.823、0.784, P=0.029、0.033)。随访1年, MACE组的血浆miRNA-21水平高于非MACE组，差异有统计学意义(P < 0.001)。血浆miRNA-21水平、Gensini评分与SYNTAX评分是AMI患者随访1年预后的影响因素(OR=3.656、2.887、2.913, P=0.013、0.036、0.029)。血浆miRNA-21截断值3.25预测AMI患者随访1年MACE发生的曲线下面积为0.824, 灵敏度为83.9%, 特异度为87.6%(P=0.023)。结论 血浆miRNA-21能有效评估AMI患者心肌缺血严重程度，对近期预后有较好的预测价值。Abstract:Objective To explore the clinical value of the plasma microRNA-21(miRNA-21) level in prediction of myocardial ischemia degree and evaluation of prognosis in patients with acute myocardial infarction (AMI).Methods A total of 150 patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction were selected as study objects, and were divided into mild group (58 cases, SYNTAX scores≤22), moderate group (48 cases, SYNTAX scores ranging from 23 to 32) and severe group (44 cases, SYNTAX scores ≥33) according to the myocardial ischemia degree. The plasma levels of miRNA-21, biochemistry indexes and Gensini scores were compared among three groups before and after treatment. The correlations between plasma miRNA-21 level and the Gensini scores, SYNTAX scores were analyzed by Pearson linear correlation analysis. After follow-up for one year, the patients with AMI were divided into non-MACE group (108 cases) and MACE group (42 cases) based on the major adverse cardiovascular events (MACE) of follow-up results. The above indexes were compared between two groups. Multiple Logistic regression analysis was used to evaluate the correlations between the above indicators and prognosis. The diagnostic performance of plasma miRNA-21 level in AMI patients was analyzed by receiver operating characteristic (ROC) curve.Results The plasma levels of miRNA-21, Gensini and SYNTAX scores in the moderate group were lower than the severe group, but higher than the mild group (P < 0.05). The levelsof low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), 2 h postprandial blood glucose (2 hPBG), fasting blood glucose (FBG), homocysteine (Hcy) levels showed significant differences among three groups (P < 0.05), but the levels of prothrombin time (PT) and international standardized ratio (INR) showed no significant differences among three groups (P>0.05). Plasma miRNA-21 level was positively correlated with Gensini score and SYNTAX score (r=0.823, 0.784, P=0.029, 0.033). The plasma level of miRNA-21 in the MACE group was higher than in the non-MACE group (P < 0.001). The index of miRNA-21, Gensini and SYNTAX scores were the risk factors of prognosis after one-year follow-up in patients with AMI (OR=3.656, P=0.013; OR=2.887, P=0.036; OR=2.913, P=0.029). When the cut-off value of plasma miRNA-21 was 3.25, the area under the curve was 0.824, the sensitivity was 83.9%, and the specificity was 87.6% (P=0.023).Conclusion The plasma levels of miRNA-21 can evaluate the myocardial ischemia degree of patients with AMI, and has good predictive value on the short-term prognosis.
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Keywords:
- miRNA-21 /
- SYNTAX score /
- acute myocardial infarction /
- myocardial ischemia /
- short-term prognosis
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急性心肌梗死(AMI)是临床较为常见的一种急危重症，目前已成为严重的公共卫生问题之一[1]。AMI的主要病理基础为内膜浅表糜烂以及不稳定斑块纤维帽破裂，临床治疗原则以尽快开放阻塞的冠状动脉(简称冠脉)，确保心肌缺血灶恢复有效血供，减少主要不良心血管事件(MACE)发生，改善预后为主，因此尽早识别AMI患者的心肌缺血严重程度能有效改善其预后结局[2]。目前，Gensini评分和SYNTAX评分是评估AMI患者心肌缺血程度的常用工具，但其准确性较低且预后预测价值不高[3]。近年来相关研究[4-5]发现，微小核糖核酸(miRNA)在抑制动脉粥样硬化斑块炎性反应、改善内皮细胞功能等生理活动方面发挥着重要作用，尤其是微小核糖核酸-21(miRNA-21)被认为与心肌损伤密切相关。本研究探讨了miRNA-21水平评估AMI患者心肌缺血严重程度及预后的临床价值，以期为AMI的临床诊疗提供参考依据，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2017年1月—2018年12月在本院就诊的150例急性ST段抬高型心肌梗死患者作为研究对象，其中男85例，女65例，平均年龄(41.4±12.3)岁，均签订知情同意书。本研究获得本院医学伦理委员会审核批准，并全程接受监督。纳入标准: ①符合中华医学会心血管病学分会制定的《急性冠脉综合征急诊快速诊疗指南》(2016年修订版)中的AMI诊断依据者[6]; ②年龄>18岁者; ③发病至治疗时间间隔不长于12 h者; ④临床资料完善，按医嘱定期随访者。排除标准: ①罹患冠脉痉挛、严重心律失常、心肌病、心肌炎、瓣膜性疾病等心脏疾病者; ②肾、肝、肺等重要器官功能不全者; ③血液系统疾病、恶性肿瘤等严重疾病患者。采用SYNTAX评分评估患者的冠脉病变程度，并根据SYNTAX评分的不同将患者分为轻度组(SYNTAX评分 < 23分)58例、中度组(SYNTAX评分23~32分)48例和重度组(SYNTAX评分>32分)44例。3组患者年龄、性别、体质量指数(BMI)、吸烟史、饮酒史、家族史、原发疾病比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
表 1 3组一般资料比较(x±s)[n(%)]组别 n 年龄/岁 性别 BMI/(kg/m2) 吸烟史 饮酒史 家族史 高血压病史 糖尿病史 男 女 轻度组 58 39.6±12.9 32(55.2) 26(44.8) 20.8±2.0 28(48.3) 24(41.4) 30(51.7) 32(55.2) 23(39.7) 中度组 48 42.5±10.5 28(58.3) 20(41.7) 21.9±1.7 25(52.1) 22(45.8) 27(56.3) 28(58.3) 20(41.7) 重度组 44 40.8±11.8 25(56.8) 19(43.2) 21.2±1.3 24(54.5) 22(50.0) 26(59.1) 26(59.1) 19(43.2) BMI: 体质量指数。 1.2 临床治疗方法
3组AMI患者急诊入院后均接受急诊心电图、血常规、凝血常规、肝肾功能等检查，参照临床治疗指南[6]术前予以双重抗血小板聚集治疗(阿司匹林片300 mg、氯吡格雷片300 mg), 并进行急诊经皮冠脉介入治疗术(PCI), 球囊预扩张充分后置入雷帕霉素药物洗脱支架，在球囊后扩展，造影显示残余狭窄低于5%, 支架有效贴壁，无慢血流、夹层、无复流等现象。术后继续予以阿司匹林片100 mg、氯吡格雷片75 mg双重抗血小板治疗。
1.3 血清miRNA-21表达及生化指标水平检测方法
采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)法检测血清miRNA-21表达水平。入院后在冠脉造影前抽取患者外周静脉血3 mL, 应用高速离心机离心20 min, 转速为3 000转/min, 离心半径为10 cm。分离样本上清待检。应用TRIzol试剂盒(购自Invitrogen公司)提取血细胞总RNA, 以血细胞总RNA为模板，通过TaqMan逆转录酶作用，将总RNA反转录成cDNA，反应条件为95 ℃预变性60 s, 95 ℃变性30 s, 60 ℃退火30 s, 72 ℃延伸42 s, 连续循环40次。选取U6为内参基因，依据Taqman探针试剂盒操作标准，通过荧光定量PCR扩增仪(购自ABI公司)检测miRNA-21基因相对表达量，以2-△△Ct表示相对表达量结果，其中△△Ct=(Ct目的基因-CtU6)-(Ct对照目的基因-Ct对照U6)。采用全自动生化仪检测低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、餐后2 h血糖(2 hPBG)、空腹血糖(FBG)、凝血酶原时间(PT)、国际标准化比值(INR)、同型半胱氨酸(Hcy)等生化指标水平。
1.4 冠脉病变程度评估方法
采用冠脉病变SYNTAX评分与Gensini评分定量计算3组AMI患者的冠脉病变程度，2种评分法均是对患者冠脉每个分支的病变严重程度进行评估赋值，再将所有分支的评分值累积计算，即得到该AMI患者的冠脉病变程度。本研究中, SYNTAX评分与Gensini评分由2名有经验的专科医师独立评估，评估结果差距较大时由第三方医师进行独立评估。AMI患者冠脉病变SYNTAX评分与Gensini评分越高，表示冠脉病变程度越严重。
1.5 随访及预后评估
3组患者出院后均接受1年随访，每隔1个月随访1次，共随访6次，门诊随访过程中记录每例患者发生MACE的具体类型及时间等。MACE包括心源性死亡、非致命性再次心肌梗死、严重心力衰竭、室颤以及恶性室性心动过速等严重心血管事件。依据随访MACE发生情况将AMI患者分为非MACE组108例和MACE组42例，比较2组患者的血清miRNA-21基因表达水平、SYNTAX评分与Gensini评分差异。
1.6 统计学分析
采用SPSS 21.0统计学软件分析数据。符合正态分布且齐性检验的计量资料采用(x±s)表示, 3组数据比较应用ANOVA检验，组间比较采用SNK-t检验。计数资料采用[n(%)]表示，比较行χ2检验。采用Pearson直线分析评估血浆miRNA-21指标与Gensini评分及SYNTAX评分的相关性。应用多元Logistic回归分析探讨上述指标与MACE发生的相关性。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血浆miRNA-21水平对AMI患者预后的诊断性能。以α=0.05为检验水准, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 临床指标比较
中度组的血浆miRNA-21水平、Gensini评分及SYNTAX评分均低于重度组且高于轻度组，差异有统计学意义(P < 0.05)。3组间LDL-C、HDL-C、2 hPBG、FBG、Hcy水平比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。3组PT、INR比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 2。
表 2 3组患者相关临床指标水平比较(x±s)指标 轻度组(n=58) 中度组(n=48) 重度组(n=44) F/χ2 P miRNA-21 1.4±0.3 3.0±1.0 4.9±1.1 4.176 0.002 Gensini评分/分 39.8±9.3 65.5±19.8 81.8±10.5 3.724 0.016 SYNTAX评分/分 20.8±5.4 26.9±3.7 36.1±1.9 3.125 0.040 LDL-C/(mmol/L) 2.0±0.7 2.3±0.7 2.5±0.8 3.011 0.046 HDL-C/(mmol/L) 1.0±0.2 0.9±0.2 0.8±0.1 3.064 0.043 2 hPBG/(mmol/L) 9.3±2.4 10.5±2.0 11.3±2.8 3.276 0.032 FBG/(mmol/L) 6.3±1.3 6.8±1.7 7.1±2.3 3.172 0.038 PT/s 10.8±2.0 10.2±2.2 9.8±1.8 1.505 0.221 INR 0.6±0.2 0.6±0.4 0.5±0.3 1.871 0.132 Hcy/(μmol/L) 17.0±2.2 18.3±2.6 19.4±2.9 3.564 0.025 miRNA-21: 微小核糖核酸-21; LDL-C: 低密度脂蛋白胆固醇; HDL-C: 高密度脂蛋白胆固醇; 2 hPBG: 餐后2 h血糖; FBG: 空腹血糖; PT: 凝血酶原时间; INR: 国际标准化比值; Hcy: 同型半胱氨酸。 2.2 血浆miRNA-21水平与Gensini评分、SYNTAX评分的相关性分析
Pearson相关分析结果显示, AMI患者血浆miRNA-21水平与Gensini评分、SYNTAX评分呈显著正相关(P < 0.05), 见表 3。
表 3 AMI患者血浆miRNA-21水平与Gensini评分、SYNTAX评分的相关性分析指标 血浆miRNA-21水平 r P Gensini评分 0.823 0.029 SYNTAX评分 0.784 0.033 2.3 不同预后的AMI患者相关临床指标比较
随访1年, MACE组的血浆miRNA-21水平、Gensini评分及SYNTAX评分均高于非MACE组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 4。
表 4 MACE组与非MACE组相关临床指标水平比较(x±s)组别 n miRNA-21 Gensini评分/分 SYNTAX评分/分 MACE组 42 4.6±1.3* 75.7±12.3* 30.1±5.6* 非MACE组 108 1.9±0.7 50.8±8.4 23.9±7.4 miRNA-21: 微小核糖核酸-21; MACE: 主要不良心血管事件。与非MACE组比较, *P < 0.05。 2.4 AMI患者预后影响因素的多元Logistic回归分析
以AMI患者随访1年预后结局为因变量，以LDL-C、HDL-C、2 hPBG、FBG、Hcy、血浆miRNA-21、Gensini评分及SYNTAX评分为自变量，进行多元Logistic回归分析。结果表明，血浆miRNA-21水平、Gensini评分与SYNTAX评分是AMI患者随访1年预后的影响因素(OR=3.656、2.887、2.913, P=0.013、0.036、0.029), 见表 5。
表 5 AMI患者预后影响因素的多元Logistic回归分析检测指标 回归系数β S. E. Wald OR P 95%CI LDL-C 0.218 0.177 1.521 1.244 0.088 0.896~1.504 HDL-C 0.439 0.283 2.405 1.551 0.071 0.927~2.038 2 hPBG 0.709 0.422 2.819 2.031 0.062 1.214~2.925 FBG 0.886 0.512 2.996 2.426 0.058 1.589~3.261 Hcy 0.704 0.408 2.974 2.031 0.059 1.725~2.386 血浆miRNA-21 1.296 0.483 7.204 3.656 0.013 2.867~4.460 Gensini评分 1.060 0.498 4.532 2.887 0.036 2.295~3.512 SYNTAX评分 1.069 0.462 5.356 2.913 0.029 2.462~3.423 2.5 血浆miRNA-21水平诊断AMI患者预后不良的ROC曲线分析
ROC曲线分析结果显示，血浆miRNA-21截断值3.25预测AMI患者随访1年预后不良的曲线下面积(AUC)为0.824, P值为0.023, 敏感度为83.9%, 特异度为87.6%, 见图 1。
3. 讨论
冠脉主干及分支发生阻塞性病变导致的严重心肌缺血是AMI发病的病理基础，与患者的预后结局密切相关[7]。AMI的临床治疗关键是尽快开通阻塞冠脉，改善心肌缺血，以降低病死率和改善心功能，因此可靠准确地评价AMI患者的心肌缺血程度，能有效评估患者预后以及MACE发生情况[8]。目前，临床可用于评估AMI患者心肌缺血情况的指标较多，其中最常用的为Gensini评分及SYNTAX评分等冠脉系统病变评分，这些评分指标对分析早期接受血管再通治疗AMI患者的临床治疗方案有重要参考价值[9-10]。但临床研究[11]也证实，这些评分指标对预后尤其是MACE发生的诊断准确度不佳，因此深入研究AMI患者心肌缺血病理过程进而探寻能反映MACE发生情况的临床指标已成为近年来的研究热点之一。
miRNA是一类由20~30个核苷酸构成的内源性非编码RNA分子[12-14]。临床研究[11, 15-16]发现, miRNA参与心力衰竭、冠心病、心肌病等心血管疾病的发生发展过程，其中miRNA-21是最受关注的一种miRNA。miRNA-21不仅能特异性调控血管损伤的修复过程，而且能有效调节心肌细胞代谢活性，进而影响心肌收缩舒张功能[17]。多项临床实验[18-19]显示，冠心病患者循环中miRNA-21呈高水平表达，并且与心肌缺血程度存在一定相关性，可作为新的心肌损伤标志物。国外研究[20]证实, miRNA-21不仅能早期评估冠心病患者PCI术后再狭窄情况，而且其血浆水平与再狭窄程度存在相关性。研究[21]发现, AMI、不稳定型心绞痛及非心源性心绞痛等不同类型的急性冠脉综合征患者血浆miRNA-21水平存在差异，提示血浆miRNA-21水平与心肌缺血程度可能存在一定相关性，因此推测miRNA-21表达梯度能评估AMI患者的心肌缺血程度，进而较好地预测患者预后[22]。
本研究以SYNTAX评分为依据将AMI患者分成3组，通过筛选研究对象，确保年龄、吸烟史、家族史以及高血压、糖尿病病史等重要一般因素没有组间差异，保证系统偏移最小。本研究结果显示，血浆miRNA-21水平、Gensini评分及SYNTAX评分在不同程度冠脉病变组别中存在梯度差异，即重度组高于中度组，中度组高于轻度组。本研究还发现，血浆miRNA-21与Gensini评分及SYNTAX评分均呈正相关，表明血浆miRNA-21与冠脉病变程度存在正相关关系，因此血浆miRNA-21水平能有效评估心肌缺血程度。随访1年结果显示，发生MACE的AMI患者血浆miRNA-21水平更高，说明血浆miRNA-21与预后结局也存在相关性。多元Logistic回归分析结果证实，血浆miRNA-21、Gensini评分及SYNTAX评分均是AMI患者发生MACE的影响因素。此外，与Gensini评分及SYNTAX评分相比，血浆miRNA-21诊断AMI患者预后结局的临床价值显著更优，特异性和敏感性也显著更高，因此更宜用于预测AMI患者术后MACE发生概率。
综上所述，血浆miRNA-21能简便准确地评估AMI患者心肌缺血程度，预测近期随访预后结局，存在较好的特异性，具有较好的临床应用价值。然而本研究存在单中心、样本量较小、随访时间较短等不足，未来还需进一步深入研究加以验证，并探讨血浆miRNA-21对AMI患者远期预后的预测价值。
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表 1 3组一般资料比较(x±s)[n(%)]
组别 n 年龄/岁 性别 BMI/(kg/m2) 吸烟史 饮酒史 家族史 高血压病史 糖尿病史 男 女 轻度组 58 39.6±12.9 32(55.2) 26(44.8) 20.8±2.0 28(48.3) 24(41.4) 30(51.7) 32(55.2) 23(39.7) 中度组 48 42.5±10.5 28(58.3) 20(41.7) 21.9±1.7 25(52.1) 22(45.8) 27(56.3) 28(58.3) 20(41.7) 重度组 44 40.8±11.8 25(56.8) 19(43.2) 21.2±1.3 24(54.5) 22(50.0) 26(59.1) 26(59.1) 19(43.2) BMI: 体质量指数。 
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表 2 3组患者相关临床指标水平比较(x±s)
指标 轻度组(n=58) 中度组(n=48) 重度组(n=44) F/χ2 P miRNA-21 1.4±0.3 3.0±1.0 4.9±1.1 4.176 0.002 Gensini评分/分 39.8±9.3 65.5±19.8 81.8±10.5 3.724 0.016 SYNTAX评分/分 20.8±5.4 26.9±3.7 36.1±1.9 3.125 0.040 LDL-C/(mmol/L) 2.0±0.7 2.3±0.7 2.5±0.8 3.011 0.046 HDL-C/(mmol/L) 1.0±0.2 0.9±0.2 0.8±0.1 3.064 0.043 2 hPBG/(mmol/L) 9.3±2.4 10.5±2.0 11.3±2.8 3.276 0.032 FBG/(mmol/L) 6.3±1.3 6.8±1.7 7.1±2.3 3.172 0.038 PT/s 10.8±2.0 10.2±2.2 9.8±1.8 1.505 0.221 INR 0.6±0.2 0.6±0.4 0.5±0.3 1.871 0.132 Hcy/(μmol/L) 17.0±2.2 18.3±2.6 19.4±2.9 3.564 0.025 miRNA-21: 微小核糖核酸-21; LDL-C: 低密度脂蛋白胆固醇; HDL-C: 高密度脂蛋白胆固醇; 2 hPBG: 餐后2 h血糖; FBG: 空腹血糖; PT: 凝血酶原时间; INR: 国际标准化比值; Hcy: 同型半胱氨酸。
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表 3 AMI患者血浆miRNA-21水平与Gensini评分、SYNTAX评分的相关性分析
指标 血浆miRNA-21水平 r P Gensini评分 0.823 0.029 SYNTAX评分 0.784 0.033
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表 4 MACE组与非MACE组相关临床指标水平比较(x±s)
组别 n miRNA-21 Gensini评分/分 SYNTAX评分/分 MACE组 42 4.6±1.3* 75.7±12.3* 30.1±5.6* 非MACE组 108 1.9±0.7 50.8±8.4 23.9±7.4 miRNA-21: 微小核糖核酸-21; MACE: 主要不良心血管事件。与非MACE组比较, *P < 0.05。
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表 5 AMI患者预后影响因素的多元Logistic回归分析
检测指标 回归系数β S. E. Wald OR P 95%CI LDL-C 0.218 0.177 1.521 1.244 0.088 0.896~1.504 HDL-C 0.439 0.283 2.405 1.551 0.071 0.927~2.038 2 hPBG 0.709 0.422 2.819 2.031 0.062 1.214~2.925 FBG 0.886 0.512 2.996 2.426 0.058 1.589~3.261 Hcy 0.704 0.408 2.974 2.031 0.059 1.725~2.386 血浆miRNA-21 1.296 0.483 7.204 3.656 0.013 2.867~4.460 Gensini评分 1.060 0.498 4.532 2.887 0.036 2.295~3.512 SYNTAX评分 1.069 0.462 5.356 2.913 0.029 2.462~3.423
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