梁 爽,李明麗,林家莉,黃勝珠,白玉蘭,陳澤鳳,莫曾南,6△,徐劍鋒△
(1.廣西醫(yī)科大學基因組與個體化醫(yī)學研究中心,南寧 530021;2.廣西基因組與個體化醫(yī)學研究重點實驗室,南寧 530021;3.廣西基因組與個體化醫(yī)學研究協(xié)同創(chuàng)新中心,南寧 530021;4.廣西大學高等學校重點實驗室,南寧 530021;5.廣西醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院,南寧 530021;6.廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院泌尿腎病研究所,南寧 530021)
慢性炎癥被認為是一種無聲的殺手,因為它是各種臨床疾病的潛在病因[1-2]。測量循環(huán)炎癥標志物是研究炎癥和疾病的一種方法。然而,以往對這些炎癥標志物的研究多集中在白細胞介素6、C反應蛋白(CRP)、纖維蛋白原、腫瘤壞死因子α和糖蛋白上[3-4]。近年來,白細胞(white blood cell,WBC)計數(shù)因其方便、成本低而受到越來越多的關注。不同的白細胞亞群(淋巴細胞、中性粒細胞、單核細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞)和血小板(PLT)可能與心血管疾?。–VD)和癌癥有關[5]。此外,中性粒細胞與淋巴細胞比率(NLR)可能更有價值預測CVD,因為它受生理條件的影響較小[6]。因此,迫切需要研究循環(huán)免疫標志物與健康影響之間的關系,并闡明其潛在機制。
心臟是循環(huán)系統(tǒng)的主要器官。心電圖(ECG)是反映心臟電活動過程的一種廉價、方便的工具。常用的心電圖參數(shù)包括心率(HR)、PR間期、QRS持續(xù)時間、QT間期。心電圖參數(shù)異常也是疾病的危險因素[7]。HR 是一般人群廣泛知曉的生物標志物[8]。在一個縱向研究中,PR、QRS 和QT 間期延長與CVD和全因死亡率獨立相關[9]。以往的研究大多直接關注炎癥標志物和疾病,而不是心電圖參數(shù),其潛在機制目前尚不清楚。在這項研究中,我們旨在研究血漿白細胞計數(shù)及其亞群、PLT計數(shù)、NLR與中國健康男性常見ECG參數(shù)的關系,為心功能損害的防控和治療提供科學依據(jù)。
1.1 研究人群 本課題組的數(shù)據(jù)來自廣西防城港市男性健康體檢調查(FAMHES)。2013 年FAMHES 共招募了5 340 例,參與者被要求完成身體檢查和面對面的問卷調查。納入符合以下條件的受試者:(1)自愿參與研究并簽署同意書;(2)參與者完成健康體檢項目,并完成問卷調查。排除標準:(1)曾被診斷為癌癥、心血管疾病、中風、糖尿病、高血壓或甲狀腺功能亢進者;(2)肝功能受損者(ALT>正常、慢性肝炎、肝硬化上限的2倍);(3)有腎臟疾病者(肌酐>178 μmol/L);(4)目前患有傳染病或正在服用阿司匹林、抗生素或激素者;(5)數(shù)據(jù)資料不齊全者。最終,共有1 261 例男性被納入最終的研究。本次調查經(jīng)廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準(批準號:2008-KY-004),依據(jù)赫爾辛基宣言進行。
1.2 血細胞計數(shù)的測定 采集空腹外周靜脈血樣本,立即送往當?shù)蒯t(yī)院進行血常規(guī)檢測。測定外周血中WBC計數(shù)、中性粒細胞計數(shù)、中性粒細胞百分比、淋巴細胞計數(shù)、淋巴細胞百分比、NLR、單核細胞計數(shù)、單核細胞百分比、嗜堿性粒細胞計數(shù)、嗜酸性粒細胞計數(shù)、嗜酸性粒細胞百分比和PLT 計數(shù)作為循環(huán)炎癥標志物的替代指標。全自動血細胞分析儀(ABX petraeus;Horiba Jobin Yvon S.A.S,monpellier,F(xiàn)rance)統(tǒng)計和分類全血中白細胞計數(shù)。
1.3 心電圖參數(shù)的測定 在受試者休息5 min后在仰臥位進行3 通道12 導聯(lián)心電圖(Marquette MAC-500)。Marquette MAC-5000 心電圖儀獲得的心電軌跡由兩名不了解其他信息的醫(yī)生獨立測量。確定HR、PR 間期、QRS 持續(xù)時間、QT 間期、HR 校正QT 間期(QTc)1/2[10]作為心功能參數(shù)的替代指標。HR 是每分鐘的心跳次數(shù)。P 波開始和QRS 群開始之間的間隔常被稱為PR 間隔[11]。心電圖定量QRS持續(xù)時間測量心室去極化和傳導[12]。QT 間期(或QTc,HR 校正QT 間期)定義為QRS 第一次偏轉至T 波末端的起點,代表心室去極化和復極化之和。HR 校正QT 間期(QTc)采用Bazett 公式計算為QT{HR/60}1/2[10]。
1.4 協(xié)變量的評估 年齡、體重指數(shù)(BMI)、當前吸煙者(是/否)、飲酒者(是/否)和體力活動(PA)(充分/不充分)作為協(xié)變量,并在后續(xù)分析中同時輸入這些協(xié)變量,除非另有說明。本課題組對參與者進行了面對面的問卷調查,以收集包括人口統(tǒng)計學特征、生活方式信息、病史和藥物治療等信息。目前飲酒者被定義為每周至少飲酒一次,持續(xù)時間超過6個月的人。目前吸煙者被定義為每天至少吸一根煙,持續(xù)時間超過6 個月[13]。體力活動(PA)分為充分PA(中度PA>150 min/周或高強度>60 min/周),PA 不足[14]。BMI 的計算方法為體重(kg)除以身高的平方(m2)。在當?shù)蒯t(yī)院的實驗室按照標準程序檢測了血清甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、總膽固醇(TC)、空腹血糖(FBG)、白細胞(WBC)和血小板(PLT)。
1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS V24.0 和R3.6.1 軟件進行分析,計量資料采用均數(shù)±標準差()或具有四分位數(shù)范圍[M(Q1~Q3)]的連續(xù)變量的中位數(shù)表示,計數(shù)資料采用頻數(shù)或百分率(%)表示。采用Kruskal-Wallis 檢驗和χ2檢驗比較不同BMI 組的特征。采用Pearson 相關分析探討循環(huán)免疫標志物與ECG 參數(shù)的相關性。采用最小絕對收縮和選擇算子(LASSO)懲罰回歸分析來選擇與ECG 獨立相關的循環(huán)免疫標志物,所有協(xié)變量均被納入模型,不采用懲罰[15]。在LASSO回歸模型中,隨著懲罰參數(shù)λ的增加,會對變量施加更多的懲罰,導致更多的系數(shù)接近于零,然后留下一個稀疏模型。通過交叉驗證,選取均方誤差最小的最優(yōu)λ。采用LASSO選擇的循環(huán)免疫標志物構建線性回歸模型來估計ECG的β 和95%置信區(qū)間(CI)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 人口統(tǒng)計學特征 本研究共納入1 261例符合條件的男性受試者,平均(41.86±12.50)歲,平均BMI為(24.10±4.45)kg/m2。50.20%漢族,49.72%吸煙,75.89%飲酒,24.11%的人自我報告有充足的PA。與肥胖相關的指標,如腰圍、腰臀比、收縮壓、舒張壓、TC、TG、LDL、FBG的水平隨BMI的增加而增加,而HDL則降低(均P<0.001)。
2.2 循環(huán)免疫標志物與ECG參數(shù)的相關性 WBC計數(shù)與中性粒細胞計數(shù)、中性粒細胞百分比、NLR、單核細胞計數(shù)、PLT 計數(shù)呈正相關關系(P<0.05)。相關系數(shù)(r)分別為0.92、0.44、0.44、0.61、0.32(均P<0.05)。中性粒細胞計數(shù)與單核細胞計數(shù)、PLT計數(shù)呈正相關關系(r=0.52、r=0.31,均P<0.05),見圖1。
圖1 循環(huán)免疫標志物與ECG參數(shù)的相關熱圖
2.3 選擇與ECG 參數(shù)相關的循環(huán)免疫標志物 在LASSO回歸分析中,基于交叉驗證選擇均方誤差最小的最優(yōu)λ(圖2 中左虛線)和多種循環(huán)免疫標志物作為ECG 參數(shù)的重要預測指標,見表1。調整協(xié)變量后,中性粒細胞計數(shù)、單核細胞計數(shù)、單核細胞百分比、嗜酸性粒細胞百分比和PLT 計數(shù)與HR 相關(P<0.05)。WBC 計數(shù)、單核細胞計數(shù)和PLT 計數(shù)與PR 間隔時間相關(P<0.05)。并且選擇WBC 計數(shù)、中性粒細胞計數(shù)、單核細胞計數(shù)、嗜堿性粒細胞計數(shù)、嗜酸性粒細胞百分比、PLT 計數(shù)作為QT 間期的重要預測指標。單核細胞百分比、嗜堿性細胞百分比、嗜酸性細胞百分比、PLT計數(shù)被選擇為QTc的重要預測指標,見表1。多因素回歸模型顯示,每1×109/L 的中性粒細胞計數(shù)和PLT 計數(shù)的增加分別與1.611 bpm 和0.023 bpm 的HR 增加有關,每增加1%的嗜酸性粒細胞百分比與減少0.361 bpm 的HR 有關。單核細胞計數(shù)每增加1×109/L,PR 間隔時間縮短9.440 ms。每增加1%的嗜酸性粒細胞百分比與增加0.738 ms 的QT 間隔有關,每1×109/L 的PLT 計數(shù)的增加與減少0.041 ms 的QT 間隔有關(P<0.05),見表1。
表1 循環(huán)免疫標志物與心電圖參數(shù)的相關性
圖2 LASSO回歸分析圖
本研究評估了廣西防城港市男性循環(huán)免疫標志物和ECG參數(shù)之間的關系。校正協(xié)變量后,發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細胞百分比、PLT 計數(shù)與HR 增加呈正相關關系(P<0.05),但與QT 間期呈負相關關系(P<0.05)。此外,本課題組還觀察到中性粒細胞計數(shù)與HR呈正相關關系(P<0.05),單核細胞計數(shù)與PR間期呈負相關關系(P<0.05)。
HR 是最常見的ECG 參數(shù)之一,許多大型臨床研究表明,即使校正了年齡、性別、高血壓、高脂血癥和糖尿病等危險因素,HR 也與動脈粥樣硬化和CVD 的發(fā)病率和死亡率增加有關。很少有研究關注WBC 計數(shù)與HR 之間的關系,本研究結果顯示,HR 隨著中性粒細胞計數(shù)和PLT 計數(shù)的增加而增加,可能的原因為中性粒細胞占白細胞的50%~70%,是炎癥反應的關鍵因素之一。它們能在缺氧條件下分泌各種炎性遞質,進而導致血管損傷[16]。而PLT參與機體的凝血機制,并且具有調節(jié)炎癥、免疫反應等功能。最近的研究表明,PLT 計數(shù)升高可能與CVD、全身性炎癥風險增加有關[17]。結果顯示中性粒細胞計數(shù)和PLT 計數(shù)增加與HR 增加有關,進一步提示亞臨床炎癥的增加可能導致HR 的增加,進而在一定程度上導致心功能不全[18]。嗜酸性粒細胞被認為是免疫系統(tǒng)中的生態(tài)位防御者,針對多細胞寄生入侵者。最近,嗜酸性粒細胞及其在維持免疫調節(jié)和調節(jié)系統(tǒng)中的關鍵作用已經(jīng)建立,并在下調局部炎癥中發(fā)揮作用,轉變了傳統(tǒng)觀點[19]。本研究結果也支持嗜酸性粒細胞百分比與HR呈負相關關系的證據(jù),進一步表明與嗜酸性粒細胞計數(shù)相比,嗜酸性粒細胞百分比可能是更好的炎癥水平的替代指標。
PR 間期延長與CVD,特別是心房顫動(AF)的高風險相關[20],但一些研究認為PR 間期縮短(<120 ms)也可能是AF 的預測因素[21]。鑒于目前PR間期的生物標志物尚不清楚,尋找潛在且易于評估的生物標志物以有效檢測AF 的發(fā)病是很重要的。本研究發(fā)現(xiàn)單核細胞計數(shù)和PR間期之間呈負相關關系。可能的機制需要在更大的樣本量中得到證實。
由于QT間期延長可能被認為是CVD的危險因素[22],因此研究外周生物標志物和QT間期之間的關系非常有意義。一些研究表明,某些炎癥標志物的增加與QT間期延長有關[23-24]。本研究結果顯示,QT間期隨著嗜酸性粒細胞百分比的增加和PLT計數(shù)的減少而增加。然而,當進一步評估循環(huán)炎癥標志物與QTc之間的相關性時,沒有發(fā)現(xiàn)兩者之間的相關性。QT間期的性別差異可能是這些結果不一致的潛在機制。已觀察到青春期后男性的HR明顯低于女性。因此,男性經(jīng)HR校正的QT間期明顯短于女性[25]。提示炎癥與QTc 的關系仍有爭議,有待進一步研究。
本研究是首次運用LASSO 回歸探索與常見ECG參數(shù)獨立相關的循環(huán)免疫標志物,但也存在一些局限性。首先,本研究的參數(shù)僅包括WBC 及其分類計數(shù)和PLT 計數(shù)。其次,本研究是一個橫斷面設計,對暴露和結果之間關系的因果推斷存在限制。然而,它可能為疾病發(fā)生發(fā)展過程中循環(huán)炎癥標志物與異常ECG參數(shù)之間的關系提供了證據(jù)。
血漿嗜酸性粒細胞百分比與HR增加呈負相關關系,PLT 計數(shù)與HR 增加呈正相關關系,而QT 間期呈負相關關系。需要進一步的研究來證實這些關系并揭示潛在的機制。