生长分化因子-15与左心室舒张功能及动脉僵硬度的关系*

田明玉，朱桢燕，张海锋，夏耘，许迪，李新立

生长分化因子-15与左心室舒张功能及动脉僵硬度的关系*

田明玉，朱桢燕，张海锋，夏耘，许迪，李新立

目的:在中年体检人群中，探讨血浆生长分化因子-15(GDF-15)与左心室舒张功能及动脉僵硬度的关系。

方法:于我院体检中心收集178名中年人进行横断面研究，使用标准流行病学调查表进行问卷，测量血压并测定血清空腹生化指标。用酶联免疫吸附双抗夹心法测定血浆GDF-15水平，并将受试者的血浆GDF-15按三分位数分组:一分位组(＜103.96 pg/m l)、二分位组(103.96 pg/ml～121.56 pg/m l)、三分位组(＞121.56 pg/ml)。采用超声心动图测定左心室舒张功能、结构指标;应用VP-1000动脉硬化分析仪测定受试者臂踝脉搏波传导速度(baPWV)。

结果:①随着血浆GDF-15水平的升高，舒张早期心肌血流速度峰值(E)和舒张晚期血流速度峰值(A)比值(E/A)、舒张早期心肌运动速度峰值(E’)均呈逐步下降(P＜0.05)，而E/E’与baPWV均呈逐步升高(P＜0.05)，差异均有统计学意义。②多元逐步线性回归分析:logGDF-15和年龄均是baPWV与E’、E/E’的独立影响因素(P＜0.05);③偏相关分析:调整年龄、性别等后，baPWV与E’呈负相关(P＜0.05)，与E/E’呈正相关(P＜0.01);按血浆GDF-15水平三分位数分组后，在三分位组中仍可得到相似的结果(P＜0.05)。

结论:在中年体检人群中，GDF-15分别是动脉僵硬度增加和左心室舒张功能减退的独立危险因素，且GDF-15水平的升高可能影响动脉弹性和左心室舒张功能的关系。

左心室舒张功能;动脉僵硬度;生长分化因子-15*

江苏省亚健康高危人群综合干预示范研究(项目号:BE2009613)

(Chinese Circulation Journal，2012，27:200.)

左心室舒张功能不全与动脉僵硬度增加是心血管疾病发生率和死亡率升高的独立危险因子［1，2］。在高血压、糖尿病及动脉粥样硬化等多种心血管危险因素参与下，左心室舒张功能不全和动脉僵硬度增加往往伴随存在，有研究者认为这些危险因素促发了相同的病原学机制使得动脉和心肌相应受损［3］。生长分化因子-15(GDF-15)是心肌细胞受损时表达上调的蛋白，它可以作为心肌损伤及心血管疾病危险分层的标志物。近年来，对其变化意义的观察多在心力衰竭中进行［4，5］，而对 GDF-15 与动脉弹性关系的研究，国内外报道并不多见，尤其是在相对健康的中年人群中，左心室舒张功能异常与动脉弹性减退的发展阶段是否有一定的联系，GDF-15是否可以作为早期的敏感指标评估左心室舒张功能不全和动脉僵硬度增加的关系，国内外尚少报道。本文旨在相对健康的中年人群中，探讨血浆GDF-15水平与左心室舒张动能及动脉弹性指标的关系，及其对两者关系的影响。

1 对象与方法

研究对象:自2010-06至2010-12采用单纯随机方法于我院体检中心收集178名中年人进行横断面研究，年龄30～60(48.5±8.5)岁，女性93例，男性85例。所有受试者体检前至少两周内未服影响心血管活性的药物，测定前60 min未吸烟、饮酒或喝咖啡。排除标准:①证实为收缩性心力衰竭的患者(射血分数＜50%);②各种器质性心脏病及基本心律为非窦性心律(如心房颤动、心房扑动)、房室传导阻滞等患者;③糖尿病、肝肾功能不全、肿瘤、妊娠及周围血管病患者。所有受试者均自愿参加并签署了知情同意书，我院伦理委员会讨论通过本研究方案。

临床资料收集:每位受试者接受统一的心血管流行病学问卷调查，包含年龄、个人及家族疾病史、吸烟、饮酒、用药史等信息。测量血压、心率、身高、体质量、腰围及臀围，并按腰围(cm)/臀围(cm)计算腰臀比;体重(kg)/身高2(m2)计算体质量指数。血压测量方法:受试者安静坐位休息10 min后，用水银血压计测量右上肢血压3次，每次测量间隔2 min，以柯氏音第Ⅰ相及第Ⅴ相分别为收缩压和舒张压，取3次血压平均值。高血压诊断标准:收缩压≥140 mm-Hg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒张压≥90 mmHg，或正在接受高血压药物治疗者。

标本采集:采晨时空腹12 h以上肘静脉血5 ml，其中取3 ml测定部分生化指标，取2 ml置于含枸橼酸

统计学方法:应用SPSS13.0软件包进行统计学处理。计量资料以均数±标准差(±s)表示;血浆GDF-15及甘油三酯呈非正态分布，以中位数(四分位数间距)表示，采用非参数检验进行比较;多组间比较采用方差分析(ANOVA)，组间两两比较采用q检验;计数资料采用卡方检验;左心室舒张功能与baPWV的关系采用偏相关分析;baPWV与左心室舒张功能指标的影响因素分别采用多元逐步回归分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

三组间的临床特征、超声心动图参数和baPWV比较:随着血浆GDF-15水平的增高，舒张压、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、E/E’和baPWV均呈逐步升高钠溶液的冷冻试管中混匀，以3000 r/min离心10 min，收集上层液，存于-80℃冰箱待测GDF-15水平。

实验室检查:采用全自动生化分析仪(AU2700)完成常规生化检查;采用酶联免疫吸附双抗夹心法测定血浆GDF-15，所有样本的检测均为同一批次完成，批内差异＜5%。并将受试者的血浆GDF-15按三分位数分组:一分位组(＜103.96 pg/ml)、二分位组(103.96 pg/m l～121.56 pg/m l)、三 分 位 组 (＞121.56 pg/m l)。

超声心动图检查:应用美国GEvivid7相控阵超声诊断仪，探头频率为1.7～3.4 MHz。采用专人操作，嘱受检者左侧卧位。以下所有指标连续测量3次，取平均值。常规指标:心室间隔厚度、左心室后壁厚度、左心室舒张末期内径、左心室收缩末期内径、左心房舒张末期内径，根据Devereux公式［6］计算左心室质量，并除以体表面积得左心室心肌质量指数。二尖瓣频谱指标:二尖瓣血流频谱取心尖四腔心切面，将取样容积置于二尖瓣口上1 cm处测量舒张早期血流速度峰值(E)，舒张晚期血流速度峰值(A)，E峰减速时间，并计算E/A比值。组织多普勒指标:切换组织多普勒模式，取心尖四腔观，置于二尖瓣环间隔侧和侧壁缘，取平均值测得舒张早期心肌运动速度峰值(E’)，计算E/E’。

动脉僵硬度检测:应用VP-1000动脉硬化分析仪测定受试者臂踝脉搏波传导速度(baPWV)。患者静坐休息15 min后取仰卧位测量，按仪器使用要求戴好双上臂及脚踝箍带、心电图夹子和心音图传感器，同步记录并分析报告，包括四肢血压(右上臂、左上臂、右踝、左踝)、脉压、脚踝最高血压/上臂最高血压及baPWV。(P＜0.05)，高密度脂蛋白胆固醇、E/A和E’均呈逐步下降(P＜0.05)，差异均有统计学意义。其它指标在三组间，差异均无统计学意义(P＞0.05)。表1

表1 三组间临床特征、超声心动图参数和臂踝脉搏波传导速度比较(±s)

表1 三组间临床特征、超声心动图参数和臂踝脉搏波传导速度比较(±s)

注:*以中位数(四分位间距)表示。E:二尖瓣舒张早期血流峰值A:二尖瓣舒张晚期血流峰值 E’:舒张早期心肌运动速度峰值baPWV:臂踝脉搏波传导速度 1 mmHg=0.133 kPa

一分位组(n=59)二分位组(n=60)三分位组(n=59) P值临床特征性别(男/女) 29/30 28/32 28/31 0.96年龄(岁) 47.0±9.2 49.0±7.3 49.4±8.7 0.27吸烟史［例(%)］ 10(16.9) 12(20) 14(23.7) 0.67饮酒史［例(%)］ 11(18.6) 18(30) 16(27.1) 0.34服药史［例(%)］ 9(15.3) 12(20) 10(16.9) 0.79腰臀比 0.85±0.06 0.85±0.12 0.85±0.11 0.92体质量指数(kg/m2) 23.4±2.9 24.3±3.0 24.2±2.8 0.20心率(bpm) 69.8±10.8 70.0±9.1 70.9±9.4 0.92收缩压(mmHg) 119.7±14.0 122.5±16.0 125.4±16.1 0.16舒张压(mmHg) 70.9±10.1 73.8±10.2 75.9±10.0 0.03脉压(mmHg) 48.9±9.3 48.8±8.6 49.5±9.7 0.94空腹血糖(mmol/L) 5.0±0.7 5.2±0.7 5.3±0.7 0.05总胆固醇(mmol/L) 4.9±0.9 5.3±0.9 5.3±1.0 0.027甘油三酯*(mmol/L)1.26(0.90，1.83)1.27(1.84，0.84)1.34(0.94，1.75) 0.66高密度脂蛋白胆固醇(mmol/L)1.4±0.4 1.3±0.3 1.2±0.3 0.021低密度脂蛋白胆固醇(mmol/L)2.9±0.7 3.2±0.6 3.3±0.6 0.005超声心动图左心房舒张末期内径(mm)31.8±3.8 32.1±3.8 32.3±3.3 0.71心室间隔厚度(mm) 9.3±1.5 9.5±1.5 9.7±1.5 0.26左心室质量指数(g/m2) 88.7±18.0 89.7±15.3 90.6±16.1 0.83 E(m/s) 0.79±0.19 0.73±0.17 0.75±0.16 0.13 A(m/s) 0.64±0.15 0.66±0.16 0.69±0.16 0.21 E/A 1.32±0.46 1.16±0.36 1.14±0.36 0.03 E 峰减速时间(ms) 174.63±42.61 170.46±46.22 163.59±49.72 0.26 E’(m/s) 0.10±0.02 0.08±0.02 0.08±0.01 ＜0.01 E/E’ 8.09±1.98 8.95±2.57 9.29±2.91 0.03 baPWV(cm/s) 1278.47±163.47 1374.21±199.30 1443.73±283.88 ＜0.001

多元逐步线性回归分析:分别以 baPWV、E/A、E’、E/E’为因变量，年龄、心率、性别、服药史、收缩压、舒张压、脉压、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、空腹血糖、logGDF-15(生长分化因子-15经对数转换)为自变量进行多元逐步回归分析显示:收缩压和年龄是baPWV的独立影响因素(P＜0.05);logGDF-15分别是 baPWV(P＜0.05)、E’(P＜0.05)、E/E’(P＜0.05)的独立影响因素，但未进入E/A的回归方程。表2

三组间baPWV与左心室舒张功能指标的偏相关分析:调整年龄、心率、性别、服药史、收缩压、舒张压、脉压、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、空腹血糖后，baPWV与 E’呈负相关(P＜0.05)，与E/E’呈正相关(P＜0.05);按 GDF-15 三分位数分组后，在三分位组中仍可得到相似的结果(P＜0.05)，而在一、二分位组中 baPWV与E’、E/E’无相关性。表3

表3 三组间臂踝脉搏波传导速度与舒张功能指标的偏相关分析

3 讨论

GDF-15是转化生长因子β超家族成员中的一种应激反应蛋白，GDF-15的表达可抑制心肌肥厚、抗炎、抗心肌凋亡，对心脏缺血再灌注损伤亦有保护作用。GDF-15在心衰领域中是最新的生化标志物，2009年Lind等［7］在慢性心功能不全患者中发现GDF-15水平增高与左心室质量指数、舒张末内径的增加和左心室射血分数的减少明显相关，而GDF-15与左心室舒张功能的关系，国内外研究较少。最新的国外文献显示［8］，随着左心室舒张功能减退，GDF-15分泌增加，可作为诊断舒张性心衰的敏感指标。本研究在相对健康的中年人群中，未得到心室结构指标在血浆GDF-15水平间的变化，但随着血浆GDF-15水平的升高，舒张功能指标 E/A、E’有下降(P＜0.05)，E/E’有上升(P＜0.05)，这表明在心室结构发生变化之前，血浆GDF-15分泌增加可评价左心室舒张功能障碍，尤其是在出现早期的左心室松弛性减退时，可能有缺血、心室壁的机械牵张等因素的持续存在通过一氧化氮依赖性通路诱导心肌细胞表达GDF-15，后者进一步通过旁分泌机制负反馈调节心室重构进程，这提示GDF-15不仅是反映血流动力学因子，而且可能参与左心室舒张功能不全的病理生理过程。

国外研究显示GDF-15与颈动脉内膜中层厚度、斑块负荷和内皮功能障碍有关［7］，但未证实与baPWV的关系，baPWV主要反映的是大动脉和中动脉的弹性功能，是反映动脉硬化的早期标记之一［9］。既往研究表明［10，11］，年龄和收缩压是影响 baPWV 的两个主要因素，本研究可得到相同的结果，并首次发现GDF-15不依赖年龄和血压与baPWV独立相关，这一结果显示GDF-15在血管重塑过程中的重要性［12］。当大动脉壁的僵硬度增加时，氧化低密度脂蛋白、内皮细胞黏附分子及炎症细胞共同作用使病灶逐步发展形成脂纹、纤维斑块、粥样斑块［13］，而GDF-15水平的大量分泌可能是动脉血管为了抵抗损伤而早期启动机体正常的防御机制。大量研究得出左心室舒张功能不全与动脉僵硬度有一定的联系［14，15］，本研究是针对排除糖尿病的体检人群，混杂因素相对较少，仍可证实baPWV与E’、E/E’独立相关，并且首次发现在排除相关危险因素后，随着血浆GDF-15水平的增高，两者仍有显著的相关性，这说明GDF-15水平的变化可能间接反映动脉僵硬度与左心室舒张功能之间的关系，即反映内皮和心肌保护功能开始调动。因此，评估 GDF-15分泌水平的高低，有助于进一步认识动脉弹性损伤和左心室舒张功能减退的发展阶段，从而对心血管疾病的预防和治疗起到积极的监控作用。

本文的局限性:GDF-15对心血管疾病的诊断、危险分层和预后的应用仍还处于探索研究阶段，没有统一的临床标准。本研究对血浆GDF-15与左心室舒张功能及动脉僵硬度的关系做了初步探讨，但机制并未完全阐明，另一方面样本量相对较小，可能存在一定的偏倚，还有待于更大规模的前瞻性研究加以证实。

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(编辑:王宝茹)

The Association of Grow th Differentiation Factor-15 With Left Ventricular Diastolic Function and Arterial Stiffness in M idd le-Aged Individuals

TIAN Ming-yu，ZHU Zhen-yan，ZHANG Hai-feng，XIA Yun，XU Di，LIXin-li.
Department of Cardiology，The First Affiliated Hospital，Nanjing Medical University，Nanjing(210029)，Jiangsu，China

LIXin-li，Email:xinli3267@yeah.net

Objective:To explore the association of growth differentiation factor-15(GDF-15)with left ventricular diastolic function and arterial stiffness inmiddle-aged individuals.

Methods:A total of 178 middle-aged(30～60 years)individuals from physical examination center in our hospital were randomly studied.The participants’information was collected by standard questionnaire，blood pressure and fasting blood biochemical index were alsomeasured.GDF-15 was examined with ELISA.The participants were divided into three groups as GDF-15＜103.96 pg/ml，GDF-15(103.96 pg/ml～ 121.56)pg/ml，and GDF-15＞121.56 pg/m l.Left ventricular structure and diastolic function weremeasured by Color Doppler ultrasound，brachialankle pulsewave velocity(baPWV)was determined by the full-automatic arteriosclerosis diagnostic instrument.

Results:①With increased levels of GDF-15，E/A and E’decreased accordingly，E/E’and baPWV increased accordingly，P＜0.05 respectively.②Multivariate stepwise linear regression analysis presented that log GDF-15 and age were the independent influencing factors for baPWV，E’and E/E’，P＜0.05 respectively.③With adjusted age and gender，baPWV was negatively related to E’，P＜0.05，and positively related to E/E’，P＜0.01.The similar results could also be found in three different groups all P＜0.05.

Conclusion:GDF-15 was an independent risk factor for increased arterial stiffness and decreased left ventricular diastolic function，and the elevated GDF-15 may affect the relationship between arterial stiffness and left ventricular diastolic function in middle aged individuals.

Left ventricular diastolic function;Arterial stiffness;Growth differentiation factor-15

210029 江苏省南京市，南京医科大学第一附属医院 心内科

田明玉 硕士研究生 主要从事心内科方面学习 Email:tmy.1225@yahoo.com.cn 通讯作者:李新立 Email:xinli3267@yeah.net

R54

A

1000-3614(2012)03-0200-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2012.03.013

2011-12-01)

·临床研究·