機(jī)體鐵超負(fù)荷對(duì)冠心病影響的研究.pdf

1、研究背景
　　冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病即冠心病(CAD)是目前我國(guó)及大多數(shù)國(guó)家的主要死因與疾病負(fù)擔(dān)之一。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人們生活方式的改變以及人口老齡化的加劇，CAD的發(fā)病率呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此及早對(duì)CAD危險(xiǎn)因素的識(shí)別，為該病的人群防制提供依據(jù)，是預(yù)防和控制該病發(fā)生發(fā)展的重要措施。盡管CAD許多危險(xiǎn)因素如高血壓、高脂血癥、吸煙等目前已被確認(rèn)，但資料顯示，這些傳統(tǒng)因素的病因作用僅約占50％，說(shuō)明其它危險(xiǎn)因素在CAD的

2、發(fā)病中同樣具有重要作用。
　　鐵是一種維持生命與健康的重要微量元素，在氧運(yùn)輸、細(xì)胞呼吸、能量代謝、基因表達(dá)、DNA復(fù)制和修復(fù)等細(xì)胞過(guò)程中均發(fā)揮重要作用。機(jī)體中的鐵約66％以二價(jià)鐵(Fe+2)形式存在于血紅素中，另外27％以三價(jià)鐵(Fe+3)形式存在于組織中的鐵蛋白(ferritin)。當(dāng)鐵量超過(guò)細(xì)胞內(nèi)的存儲(chǔ)能力時(shí)，多余的鐵與含鐵血黃素(hemosiderin)結(jié)合及部分存儲(chǔ)于網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)。機(jī)體中游離的Fe+2可通過(guò)Fenton及H

3、aber-Weiss反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基(·OH-)，使DNA損傷、脂質(zhì)及蛋白氧化導(dǎo)致氧化應(yīng)激。并且鐵能損傷內(nèi)皮細(xì)胞功能，降低一氧化氮(NO)生物合成與利用，因而當(dāng)機(jī)體鐵超負(fù)荷時(shí)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生致病作用。
　　眾所周知，絕經(jīng)期前女性CAD發(fā)病率顯著低于同齡男性，而絕經(jīng)期后女性CAD的發(fā)病率逐漸增加，并逐步變得與同齡男性相似。針對(duì)這一現(xiàn)象以及有關(guān)研究結(jié)果，學(xué)者Sullivan于1981年首次提出了“鐵假說(shuō)”，認(rèn)為女性經(jīng)期周期性的鐵丟失，導(dǎo)致機(jī)

4、體鐵水平較低，可能有助于女性CAD的預(yù)防;而男性由于機(jī)體鐵進(jìn)行性積累導(dǎo)致CAD危險(xiǎn)性的增加。自“鐵假說(shuō)”提出以來(lái)，學(xué)者們對(duì)機(jī)體鐵超負(fù)荷與包括CAD在內(nèi)的動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的關(guān)系從流行病學(xué)研究到臨床試驗(yàn)做了許多探討，但研究結(jié)果不盡一致，包括兩者存在顯著正相關(guān)、無(wú)顯著相關(guān)及顯著負(fù)相關(guān)。盡管造成研究結(jié)果不一致的原因眾多，但是以下幾個(gè)方面則是主要的影響因素:
　　①反映機(jī)體鐵負(fù)荷的指標(biāo)不一:目前所應(yīng)用的反映機(jī)體鐵負(fù)荷的指標(biāo)包括血清鐵蛋白、

5、血清鐵、總鐵結(jié)合力、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體等，然而上述指標(biāo)在獨(dú)立反映機(jī)體鐵負(fù)荷狀態(tài)時(shí)皆存在一定缺陷，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)體鐵負(fù)荷狀態(tài)。如血清鐵蛋白是一種急性期反應(yīng)物，容易受炎癥、感染等因素的影響，因此其很難準(zhǔn)確反映機(jī)體鐵負(fù)荷水平。然而到目前為止，尚無(wú)準(zhǔn)確反映機(jī)體鐵負(fù)荷的特異指標(biāo)，基于上述原因，Ramakrishna指出，對(duì)上述鐵負(fù)荷指標(biāo)應(yīng)該同時(shí)予以檢測(cè)，以反映機(jī)體鐵負(fù)荷狀態(tài)。
　?、谘芯康慕Y(jié)局變量不一:目前關(guān)于鐵負(fù)荷與心血管病關(guān)系的人群研究

6、所應(yīng)用的結(jié)局變量主要包括心肌梗塞發(fā)病與死亡、CAD發(fā)病與死亡、心血管病總死亡等，雖然上述疾病皆以粥樣硬化為病理基礎(chǔ)，但由于其均為多因子疾病，所以在其它病因?qū)W方面可能不盡相同。
　?、蹪撛诘幕祀s與偏倚控制不全:由于以動(dòng)脈粥樣硬化為病理基礎(chǔ)的心血管系統(tǒng)疾病包括CAD是多因子疾病，吸煙、高血壓、高脂血癥等皆為重要的危險(xiǎn)因素，因此如果不能有效地控制有關(guān)混雜，很難準(zhǔn)確揭示出機(jī)體鐵超負(fù)荷的致病作用。
　　針對(duì)上述目前研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

7、，本課題采用以醫(yī)院為基礎(chǔ)的病例對(duì)照研究，以冠狀動(dòng)脈造影新診斷的CAD患者為病例組，以正常健康者為對(duì)照組，通過(guò)同時(shí)測(cè)定血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體四個(gè)目前最常用的反映機(jī)體鐵負(fù)荷的指標(biāo)，利用多因素分析模型控制有關(guān)潛在的混雜后，探討機(jī)體鐵超負(fù)荷與CAD的關(guān)系，并探討與CAD相關(guān)的反映鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)或相對(duì)敏感指標(biāo)的組合。另外，由于CAD是受多種因素共同作用的多因子疾病，本文也初步探討鐵負(fù)荷相對(duì)敏感指標(biāo)與環(huán)境因素的交互

8、作用在CAD致病中的效應(yīng)。并利用meta分析，進(jìn)一步探尋機(jī)體鐵超負(fù)荷與CAD關(guān)系的證據(jù)。通過(guò)上述研究，闡明機(jī)體鐵超負(fù)荷與CAD的關(guān)系，為該病的預(yù)防、診斷與治療提供科學(xué)依據(jù)。本課題來(lái)源于國(guó)家自然基金資助項(xiàng)目(81072357)。
　　研究目的
　　1.明確機(jī)體鐵超負(fù)荷與CAD的關(guān)系;
　　2.探尋與CAD相關(guān)的反映機(jī)體鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)或相對(duì)敏感指標(biāo)的組合;
　　3.分析反映機(jī)體鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)與環(huán)境因素之間

9、的交互作用對(duì)CAD的效應(yīng)。
　　研究方法
　　1.采用以醫(yī)院為基礎(chǔ)的病例對(duì)照研究，以新診斷的CAD患者為病例組，選擇在醫(yī)院體檢的健康人為對(duì)照組。用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力及可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的濃度。
　　2.通過(guò)貝葉斯模型平均法篩選對(duì)CAD發(fā)病有重要影響的協(xié)變量，然后在logistic回歸模型框架下，運(yùn)用限制性立方樣條函數(shù)估計(jì)各個(gè)機(jī)體鐵負(fù)荷指標(biāo)與CAD發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的劑量反應(yīng)關(guān)系。
　　3.通過(guò)

10、受試者工作特征曲線(ReceiverOperatingCharacteristiccurve，ROC)下面積(AreaUndertheCurve，AUC)的比較，探討與CAD關(guān)系最為密切的機(jī)體鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)或相對(duì)敏感指標(biāo)的組合。
　　4.利用廣義多因子降維法，探討反映機(jī)體鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)與環(huán)境因素之間的高階交互作用。
　　5.采用meta分析的方法，系統(tǒng)的檢索以往發(fā)表的研究機(jī)體鐵負(fù)荷與CAD關(guān)系的相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)異質(zhì)

11、性檢驗(yàn)的結(jié)果采用固定效應(yīng)模型(I2＜50％)或者隨機(jī)效應(yīng)模型(I2≥50％)。Meta回歸和亞組分析用來(lái)探索異質(zhì)性的來(lái)源，影響性分析用來(lái)衡量單篇文獻(xiàn)對(duì)總的合并結(jié)果的影響，應(yīng)用漏斗圖法和Egger檢驗(yàn)法檢測(cè)可能的發(fā)表偏倚。
　　研究結(jié)果
　　1.一般情況:本研究共調(diào)查258例CAD病例和282例對(duì)照，年齡、高血壓、體質(zhì)指數(shù)、吸煙、人8異前列腺素F2α及糖尿病史CAD組顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，而高密度脂蛋白CAD組顯著低

12、于對(duì)照組(P＜0.05)。
　　2.單因素分析:結(jié)果表明，血清鐵水平CAD組顯著高于對(duì)照組(P＜0.01)，總鐵結(jié)合力和可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體水平CAD組顯著低于對(duì)照組（P＜0.01）。
　　3.協(xié)變量的篩選:在Occam窗中共篩選了25個(gè)模型用來(lái)估計(jì)貝葉斯模型平均法的參數(shù)估計(jì)值，最佳模型的后驗(yàn)概率為0.15，最佳模型對(duì)應(yīng)的BIC值為-2950.08。選入的變量有9個(gè)，包括年齡、糖尿病史、總膽固醇、低密度脂蛋白、高血壓、飲酒、性

13、別、人8異前列腺素F2α及高密度脂蛋白。
　　4.多因素分析:
　　(1)血清鐵蛋白:調(diào)整了年齡、糖尿病史、總膽固醇、低密度脂蛋白、高血壓、飲酒、性別、人8異前列腺素F2α、高密度脂蛋白后，多因素分析結(jié)果顯示，血清鐵蛋白與CAD的相關(guān)關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，且存在顯著地非線性劑量效應(yīng)關(guān)系（P＜0.01）。劑量效應(yīng)關(guān)系表明，血清鐵蛋白的參照值為200ug/L時(shí)，血清鐵蛋白濃度為100ug/L、150ug/L、250

14、ug/L、300ug/L及350ug/L時(shí)對(duì)應(yīng)的OR（95％CI)分別為:1.69(1.18-2.41)、1.15(1.00-1.31)、1.07(0.93-1.21)、1.40(0.99-1.97)及1.83(1.09-3.07)。
　　(2)血清鐵:調(diào)整了年齡、糖尿病史、總膽固醇、低密度脂蛋白、高血壓、飲酒、性別、人8異前列腺素F2α、高密度脂蛋白后，多因素分析結(jié)果表明，血清鐵與CAD的相關(guān)關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），

15、且存在顯著地非線性劑量效應(yīng)關(guān)系(P＜0.01)。劑量效應(yīng)關(guān)系顯示，血清鐵的參考值為19μmol/L時(shí)，血清鐵的濃度為12μmol/L、16μmol/L、22μmol/L、26μmol/L及30μmol/L時(shí)對(duì)應(yīng)的OR(95％CI)分別為:0.36(0.21-0.60)、0.66(0.54-0.81)、1.41(1.20-1.66)、2.00(1.45-2.75)及2.52(1.67-3.82)。
　　(3)總鐵結(jié)合力:調(diào)整了年齡、

16、糖尿病史、總膽固醇、低密度脂蛋白、高血壓、飲酒、性別、人8異前列腺素F2α、高密度脂蛋白后，多因素分析結(jié)果表明，總鐵結(jié)合力與CAD的相關(guān)關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，且存在顯著地非線性劑量效應(yīng)關(guān)系（P＜0.01）。劑量效應(yīng)關(guān)系顯示，總鐵結(jié)合力的參考值為90μmol/L時(shí)，總鐵結(jié)合力的濃度為50μmol/L、70μmol/L、110μmol/L、130μmol/L及150μmol/L時(shí)對(duì)應(yīng)的OR(95％CI)分別為:4.58(2.6

17、1-8.03)、2.03(1.58-2.62)、0.59(0.49-0.68)、0.41(0.30-0.53)及0.33(0.22-0.49)。
　　(4)可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體:調(diào)整了年齡、糖尿病史、總膽固醇、低密度脂蛋白、高血壓、飲酒、性別、人8異前列腺素F2α、高密度脂蛋白后，多因素分析結(jié)果顯示，可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體與CAD的相關(guān)關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，且存在顯著地線性劑量效應(yīng)關(guān)系（P＞0.05）。劑量效應(yīng)關(guān)系表明，可

18、溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的參考值為10mg/L時(shí)，可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的濃度為6mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L及20mg/L時(shí)對(duì)應(yīng)的OR(95％CI)分別為:1.33(0.97-1.84)、1.16(1.00-1.35)、0.87(0.79-0.96)、0.67(0.53-0.86)及0.53(0.35-0.79)。
　　5.ROC分析:血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力與可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的ROC曲線下面積AUC(95％CI

19、)分別為:0.53(0.48-0.58)、0.73(0.69-0.77)、0.74(0.69-0.78)及0.61(0.56-0.66)，而血清鐵和總鐵結(jié)合力兩個(gè)鐵負(fù)荷相對(duì)敏感指標(biāo)的組合的AUC(95％CI)為0.86(0.83-0.90)，顯著優(yōu)于單個(gè)鐵負(fù)荷指標(biāo)或其他鐵負(fù)荷指標(biāo)的組合(P＜0.05)。
　　6.高階交互作用:廣義多因子降維結(jié)果顯示，交互作用最優(yōu)模型為血清鐵與總鐵結(jié)合力鐵負(fù)荷敏感指標(biāo)的組合、體質(zhì)指數(shù)和高密度脂蛋白的

20、三因子交互作用模型，其檢驗(yàn)樣本準(zhǔn)確度為0.85，置換檢驗(yàn)P＜0.01，交叉驗(yàn)證一致性為10/10。另外，與多因子降維法相比，調(diào)整年齡與性別兩個(gè)協(xié)變量后三因子組合模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度要明顯高于不調(diào)整協(xié)變量的情況。
　　7.Meta分析:根據(jù)篩選排除標(biāo)準(zhǔn)，最終共有26篇包含血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力及可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體四個(gè)鐵指標(biāo)在內(nèi)的關(guān)于機(jī)體鐵負(fù)荷與CAD關(guān)系的相關(guān)研究納入meta分析。
　　(1)對(duì)于合并標(biāo)準(zhǔn)化均差(SMD)的

21、meta分析，總共包含4，410例CAD病例和7，357例對(duì)照。其中血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力與可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的合并SMD(95％CI)結(jié)果分別為:0.74(0.46，1.01)、-0.06(-0.28，0.16)、-0.24(-0.59，0.10)及0.13(0.02，0.24)。除了可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體，其他三個(gè)鐵指標(biāo)的研究均檢測(cè)到較大的異質(zhì)性，排除了對(duì)異質(zhì)性有較大影響的研究之后，血清鐵蛋白、血清鐵與總鐵結(jié)合力合并SMD(95

22、％CI)結(jié)果分別為:0.12(0.07，0.17)、-0.17(-0.31，-0.03)及-0.23(-0.39，-0.07)。上述所有研究的影響性分析皆沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)總的合并結(jié)果有明顯影響的單篇文獻(xiàn)，Egger檢驗(yàn)均沒有檢測(cè)到明顯的發(fā)表偏倚。
　　(2)對(duì)于合并OR值的meta分析，累計(jì)納入病例5，738例，對(duì)照98，362例。血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力與可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體合并的OR(95％CI)值的結(jié)果分別為1.13(0.98

23、，1.30)、1.21(0.95，1.55)、0.97(0.94，0.99)及1.54(0.85，2.77)。僅有血清鐵的研究檢測(cè)到較大的異質(zhì)性，排除了對(duì)異質(zhì)性有較大影響的研究之后，血清鐵的合并的OR(95％CI)值的結(jié)果為1.19(1.08，1.45)。上述所有研究的影響性分析皆沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)總的合并結(jié)果有明顯影響的單篇文獻(xiàn)，Egger檢驗(yàn)均沒有檢測(cè)到明顯的發(fā)表偏倚。
　　主要結(jié)論
　　1.本研究人群中，血清鐵蛋白濃度高于20

24、0ug/L是CAD的危險(xiǎn)因素，且與CAD之間存在顯著的非線性劑量效應(yīng)關(guān)系;血清鐵濃度高于19μmol/L時(shí)是CAD的危險(xiǎn)因素，與CAD之間存在顯著的非線性劑量效應(yīng)關(guān)系;總鐵結(jié)合力濃度低于90μmol/L時(shí)是CAD的危險(xiǎn)因素，與CAD之間存在顯著的非線性劑量效應(yīng)關(guān)系;可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體濃度低于10mg/L時(shí)是CAD的危險(xiǎn)因素，與CAD之間存在顯著的線性劑量效應(yīng)關(guān)系。因此，在調(diào)整了貝葉斯模型平均法篩選的重要混雜變量之后，多因素分析結(jié)果均提示

25、，機(jī)體鐵超負(fù)荷增加了CAD發(fā)病的危險(xiǎn)性。
　　2.血清鐵和總鐵結(jié)合力兩個(gè)鐵指標(biāo)的組合與CAD關(guān)系最為密切，是反映CAD患者機(jī)體鐵負(fù)荷的相對(duì)敏感指標(biāo)。
　　3.血清鐵和總鐵結(jié)合力兩個(gè)反映機(jī)體鐵負(fù)荷相對(duì)敏感指標(biāo)的組合與體質(zhì)指數(shù)、高密度脂蛋白在CAD發(fā)病中存在高階交互作用。
　　4.本項(xiàng)meta分析結(jié)果顯示，血清鐵蛋白、血清鐵及總鐵結(jié)合力與CAD的相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體由于受到文獻(xiàn)數(shù)量限制，尚無(wú)法得到明確

26、結(jié)論。
　　意義與創(chuàng)新
　　1.本研究利用限制性立方樣條函數(shù)擬合了各個(gè)機(jī)體鐵負(fù)荷指標(biāo)與CAD的劑量效應(yīng)關(guān)系，特別是估計(jì)了血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結(jié)合力與CAD的非線性劑量效應(yīng)關(guān)系，提高了模型的預(yù)測(cè)能力，目前罕見報(bào)道。
　　2.因目前國(guó)內(nèi)外未見關(guān)于機(jī)體鐵負(fù)荷敏感指標(biāo)的篩選研究。本課題篩選出血清鐵與總鐵結(jié)合力兩個(gè)指標(biāo)的組合，是反映機(jī)體鐵負(fù)荷對(duì)CAD發(fā)病影響的相對(duì)敏感指標(biāo)，為今后有關(guān)機(jī)體鐵負(fù)荷與疾病關(guān)系研究中鐵負(fù)荷指標(biāo)的選擇