機體鐵超負荷對冠心病影響的研究.pdf

1、研究背景
　　冠狀動脈粥樣硬化性心臟病即冠心病(CAD)是目前我國及大多數(shù)國家的主要死因與疾病負擔之一。隨著我國社會經濟的快速發(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)病率呈逐年增長的趨勢。因此及早對CAD危險因素的識別，為該病的人群防制提供依據(jù)，是預防和控制該病發(fā)生發(fā)展的重要措施。盡管CAD許多危險因素如高血壓、高脂血癥、吸煙等目前已被確認，但資料顯示，這些傳統(tǒng)因素的病因作用僅約占50％，說明其它危險因素在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，在氧運輸、細胞呼吸、能量代謝、基因表達、DNA復制和修復等細胞過程中均發(fā)揮重要作用。機體中的鐵約66％以二價鐵(Fe+2)形式存在于血紅素中，另外27％以三價鐵(Fe+3)形式存在于組織中的鐵蛋白(ferritin)。當鐵量超過細胞內的存儲能力時，多余的鐵與含鐵血黃素(hemosiderin)結合及部分存儲于網狀內皮系統(tǒng)。機體中游離的Fe+2可通過Fenton及H

3、aber-Weiss反應產生羥自由基(·OH-)，使DNA損傷、脂質及蛋白氧化導致氧化應激。并且鐵能損傷內皮細胞功能，降低一氧化氮(NO)生物合成與利用，因而當機體鐵超負荷時對機體產生致病作用。
　　眾所周知，絕經期前女性CAD發(fā)病率顯著低于同齡男性，而絕經期后女性CAD的發(fā)病率逐漸增加，并逐步變得與同齡男性相似。針對這一現(xiàn)象以及有關研究結果，學者Sullivan于1981年首次提出了“鐵假說”，認為女性經期周期性的鐵丟失，導致機

4、體鐵水平較低，可能有助于女性CAD的預防;而男性由于機體鐵進行性積累導致CAD危險性的增加。自“鐵假說”提出以來，學者們對機體鐵超負荷與包括CAD在內的動脈粥樣硬化性疾病的關系從流行病學研究到臨床試驗做了許多探討，但研究結果不盡一致，包括兩者存在顯著正相關、無顯著相關及顯著負相關。盡管造成研究結果不一致的原因眾多，但是以下幾個方面則是主要的影響因素:
　?、俜从硻C體鐵負荷的指標不一:目前所應用的反映機體鐵負荷的指標包括血清鐵蛋白、

5、血清鐵、總鐵結合力、可溶性轉鐵蛋白受體等，然而上述指標在獨立反映機體鐵負荷狀態(tài)時皆存在一定缺陷，無法準確評價機體鐵負荷狀態(tài)。如血清鐵蛋白是一種急性期反應物，容易受炎癥、感染等因素的影響，因此其很難準確反映機體鐵負荷水平。然而到目前為止，尚無準確反映機體鐵負荷的特異指標，基于上述原因，Ramakrishna指出，對上述鐵負荷指標應該同時予以檢測，以反映機體鐵負荷狀態(tài)。
　?、谘芯康慕Y局變量不一:目前關于鐵負荷與心血管病關系的人群研究

6、所應用的結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，但由于其均為多因子疾病，所以在其它病因學方面可能不盡相同。
　?、蹪撛诘幕祀s與偏倚控制不全:由于以動脈粥樣硬化為病理基礎的心血管系統(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因素，因此如果不能有效地控制有關混雜，很難準確揭示出機體鐵超負荷的致病作用。
　　針對上述目前研究現(xiàn)狀及存在的問題

7、，本課題采用以醫(yī)院為基礎的病例對照研究，以冠狀動脈造影新診斷的CAD患者為病例組，以正常健康者為對照組，通過同時測定血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力、可溶性轉鐵蛋白受體四個目前最常用的反映機體鐵負荷的指標，利用多因素分析模型控制有關潛在的混雜后，探討機體鐵超負荷與CAD的關系，并探討與CAD相關的反映鐵負荷的相對敏感指標或相對敏感指標的組合。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荷相對敏感指標與環(huán)境因素的交互

8、作用在CAD致病中的效應。并利用meta分析，進一步探尋機體鐵超負荷與CAD關系的證據(jù)。通過上述研究，闡明機體鐵超負荷與CAD的關系，為該病的預防、診斷與治療提供科學依據(jù)。本課題來源于國家自然基金資助項目(81072357)。
　　研究目的
　　1.明確機體鐵超負荷與CAD的關系;
　　2.探尋與CAD相關的反映機體鐵負荷的相對敏感指標或相對敏感指標的組合;
　　3.分析反映機體鐵負荷的相對敏感指標與環(huán)境因素之間

9、的交互作用對CAD的效應。
　　研究方法
　　1.采用以醫(yī)院為基礎的病例對照研究，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照組。用酶聯(lián)免疫吸附法測定血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力及可溶性轉鐵蛋白受體的濃度。
　　2.通過貝葉斯模型平均法篩選對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，運用限制性立方樣條函數(shù)估計各個機體鐵負荷指標與CAD發(fā)病風險的劑量反應關系。
　　3.通過

10、受試者工作特征曲線(ReceiverOperatingCharacteristiccurve，ROC)下面積(AreaUndertheCurve，AUC)的比較，探討與CAD關系最為密切的機體鐵負荷的相對敏感指標或相對敏感指標的組合。
　　4.利用廣義多因子降維法，探討反映機體鐵負荷的相對敏感指標與環(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)表的研究機體鐵負荷與CAD關系的相關文獻，根據(jù)異質

11、性檢驗的結果采用固定效應模型(I2＜50％)或者隨機效應模型(I2≥50％)。Meta回歸和亞組分析用來探索異質性的來源，影響性分析用來衡量單篇文獻對總的合并結果的影響，應用漏斗圖法和Egger檢驗法檢測可能的發(fā)表偏倚。
　　研究結果
　　1.一般情況:本研究共調查258例CAD病例和282例對照，年齡、高血壓、體質指數(shù)、吸煙、人8異前列腺素F2α及糖尿病史CAD組顯著高于對照組(P＜0.05)，而高密度脂蛋白CAD組顯著低

12、于對照組(P＜0.05)。
　　2.單因素分析:結果表明，血清鐵水平CAD組顯著高于對照組(P＜0.01)，總鐵結合力和可溶性轉鐵蛋白受體水平CAD組顯著低于對照組（P＜0.01）。
　　3.協(xié)變量的篩選:在Occam窗中共篩選了25個模型用來估計貝葉斯模型平均法的參數(shù)估計值，最佳模型的后驗概率為0.15，最佳模型對應的BIC值為-2950.08。選入的變量有9個，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，多因素分析結果顯示，血清鐵蛋白與CAD的相關關系具有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，且存在顯著地非線性劑量效應關系（P＜0.01）。劑量效應關系表明，血清鐵蛋白的參照值為200ug/L時，血清鐵蛋白濃度為100ug/L、150ug/L、250

14、ug/L、300ug/L及350ug/L時對應的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，多因素分析結果表明，血清鐵與CAD的相關關系具有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），

15、且存在顯著地非線性劑量效應關系(P＜0.01)。劑量效應關系顯示，血清鐵的參考值為19μmol/L時，血清鐵的濃度為12μmol/L、16μmol/L、22μmol/L、26μmol/L及30μmol/L時對應的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)總鐵結合力:調整了年齡、

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，多因素分析結果表明，總鐵結合力與CAD的相關關系具有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，且存在顯著地非線性劑量效應關系（P＜0.01）。劑量效應關系顯示，總鐵結合力的參考值為90μmol/L時，總鐵結合力的濃度為50μmol/L、70μmol/L、110μmol/L、130μmol/L及150μmol/L時對應的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)可溶性轉鐵蛋白受體:調整了年齡、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，多因素分析結果顯示，可溶性轉鐵蛋白受體與CAD的相關關系具有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，且存在顯著地線性劑量效應關系（P＞0.05）。劑量效應關系表明，可

18、溶性轉鐵蛋白受體的參考值為10mg/L時，可溶性轉鐵蛋白受體的濃度為6mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L及20mg/L時對應的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、總鐵結合力與可溶性轉鐵蛋白受體的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)，而血清鐵和總鐵結合力兩個鐵負荷相對敏感指標的組合的AUC(95％CI)為0.86(0.83-0.90)，顯著優(yōu)于單個鐵負荷指標或其他鐵負荷指標的組合(P＜0.05)。
　　6.高階交互作用:廣義多因子降維結果顯示，交互作用最優(yōu)模型為血清鐵與總鐵結合力鐵負荷敏感指標的組合、體質指數(shù)和高密度脂蛋白的

20、三因子交互作用模型，其檢驗樣本準確度為0.85，置換檢驗P＜0.01，交叉驗證一致性為10/10。另外，與多因子降維法相比，調整年齡與性別兩個協(xié)變量后三因子組合模型的預測準確度要明顯高于不調整協(xié)變量的情況。
　　7.Meta分析:根據(jù)篩選排除標準，最終共有26篇包含血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力及可溶性轉鐵蛋白受體四個鐵指標在內的關于機體鐵負荷與CAD關系的相關研究納入meta分析。
　　(1)對于合并標準化均差(SMD)的

21、meta分析，總共包含4，410例CAD病例和7，357例對照。其中血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力與可溶性轉鐵蛋白受體的合并SMD(95％CI)結果分別為: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)。除了可溶性轉鐵蛋白受體，其他三個鐵指標的研究均檢測到較大的異質性，排除了對異質性有較大影響的研究之后，血清鐵蛋白、血清鐵與總鐵結合力合并SMD(95

22、％CI)結果分別為: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)對總的合并結果有明顯影響的單篇文獻，Egger檢驗均沒有檢測到明顯的發(fā)表偏倚。
　　(2)對于合并OR值的meta分析，累計納入病例5，738例，對照98，362例。血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力與可溶性轉鐵蛋白受體合并的OR(95％CI)值的結果分別為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到較大的異質性，排除了對異質性有較大影響的研究之后，血清鐵的合并的OR(95％CI)值的結果為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)對總的合并結果有明顯影響的單篇文獻，Egger檢驗均沒有檢測到明顯的發(fā)表偏倚。
　　主要結論
　　1.本研究人群中，血清鐵蛋白濃度高于20

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

25、，機體鐵超負荷增加了CAD發(fā)病的危險性。
　　2.血清鐵和總鐵結合力兩個鐵指標的組合與CAD關系最為密切，是反映CAD患者機體鐵負荷的相對敏感指標。
　　3.血清鐵和總鐵結合力兩個反映機體鐵負荷相對敏感指標的組合與體質指數(shù)、高密度脂蛋白在CAD發(fā)病中存在高階交互作用。
　　4.本項meta分析結果顯示，血清鐵蛋白、血清鐵及總鐵結合力與CAD的相關性具有統(tǒng)計學意義，而可溶性轉鐵蛋白受體由于受到文獻數(shù)量限制，尚無法得到明確

26、結論。
　　意義與創(chuàng)新
　　1.本研究利用限制性立方樣條函數(shù)擬合了各個機體鐵負荷指標與CAD的劑量效應關系，特別是估計了血清鐵蛋白、血清鐵、總鐵結合力與CAD的非線性劑量效應關系，提高了模型的預測能力，目前罕見報道。
　　2.因目前國內外未見關于機體鐵負荷敏感指標的篩選研究。本課題篩選出血清鐵與總鐵結合力兩個指標的組合，是反映機體鐵負荷對CAD發(fā)病影響的相對敏感指標，為今后有關機體鐵負荷與疾病關系研究中鐵負荷指標的選擇