中国人群理想心血管健康状态与心血管疾病关系的前瞻性研究及增加循环microRNA对心血管疾病的预测研究

来源 :中国医学科学院北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gavin812428144
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第一部分理想心血管健康状态与心血管疾病发生风险的关系
  背景与目的:
  众所周知,心血管疾病是全球范围内重要的公共卫生问题,尽管近年来在心血管疾病的预防、治疗等各方面均取得了很大的进展,但其依旧是造成死亡的主要因素,而且导致巨大的经济负担。前期大量的研究表明,吸烟、糖尿病、血脂异常、高血压、低体力活动和不健康的饮食习惯等是心血管疾病的主要危险因素。为此,2010年美国心脏协会为延续其心血管患病率的下降趋势,为下一个十年的心血管健康促进制定了新的目标(健康2020计划),即至2020年,将所有美国人的心血管健康水平提高20%,同时将心血管疾病和脑卒中的死亡率降低20%。为此也提出了理想心血管健康的概念,此概念中共包含7个指标分别为:4个心血管健康行为指标(吸烟状况、体重指数、体力活动、膳食指标)和3个心血管健康因素指标(血压、总胆固醇和空腹血糖)。
  近年来,各国陆续开展了关于理想心血管健康指标与心血管及非心血管疾病的关联研究。已有研究证实,随着理想心血管健康指标数目的增加,冠心病、脑卒中、急性心肌梗死、新发糖尿病、癌症、全因死亡的发生率降低。但大多研究来自西方队列,目前国内仅有少数队列研究探究了理想血管健康指标与心血管病事件之间的关系,且存在一定的局限性,如集中在一个工业社区或样本量过小。因此,仍需要较大的队列人群来进一步验证二者之间的关系。
  本研究的目的主要是为了探究理想心血管健康指标在中国人群中的分布情况,同时探究理想心血管健康指标与心血管病事件、全因死亡事件之间的关联。
  材料与方法:
  本次研究的对象来自于中国心血管病危险因素研究(CVD-China研究),其是一项正在进行的队列研究,旨在评价中年人群心血管病相关危险因素的现况以及对结局事件的影响。2009-2010年对该人群进行了基线调查。根据既往研究、地理分布和社会经济水平,选择了能代表中国南、北方地区以及农村和城市人口的12个调查点。每个调查点利用整群随机抽样的方法抽取35-64岁调查对象1000人,其中男女各半。在基线时,共有11623人参与了调查。2016-2017年,对上述12个调查点中的9个进行了随访工作。在排除基线有心血管病既往史者,未测量身高、体重、血压或未收集血标本者,最终8753人纳入分析。使用标准问卷收集调查对象的社会人口学指标、生活方式、用药史、饮食习惯、体力活动等信息,同时在随访过程中也进行严格的质量控制。本次研究的主要结局事件包括心血管病事件和全因死亡事件。通过面对面、电话等随访方式获得研究对象心血管病事件。关于死亡事件则需研究对象的近亲或当地死亡登记部门提供死亡证明或医院记录。
  根据美国心脏协会的定义,7项心血管健康指标均可分为理想、中间和较差水平,其中体重指数和膳食指标则根据中国的实际情况进行了调整,体重指数:根据中国标准进行了分组:理想水平(<24kg/m2)、中间水平(24~27.9kg/m2)和较差水平(≥28kg/m2);膳食指标:根据美国心脏协会推荐的膳食标准结合最新的“中国居民膳食指南”将膳食分为4部分:1)蔬菜和水果≥500克/天,2)豆类和坚果≥25克/天,3)海产品≥40克/天,4)盐<6克/天:理想水平(满足全部4个组分)、中间水平(满足2-3个组分)、较差水平(0-1个组分)。在总人群中,按照年龄、性别、城乡、南北方、文化程度和婚姻状况分组,计算7个理想心血管健康指标的分布情况。同时采用多因素非条件logistic回归模型探究影响基线理想心血管健康指标分布的人口社会学因素。在主要分析中,理想心血管健康指标分别作为连续型变量和分类变量(分为3组,0-1为第一组;2-4为第二组;5-7为第三组)进入Cox比例风险回归模型中,在调整年龄、性别、受教育程度、婚姻状况、城乡和南北等危险因素后探究其与心血管病事件(冠心病事件、脑卒中事件)和全因死亡事件之间的关系。同时我们也进行了两项敏感性分析来进一步验证二者之间的关系。
  结果:
  本研究共有8753人纳入最终分析,基线平均年龄50.10岁,其中男性3936人(44.97%)。研究人群中达到理想吸烟水平的比例最高(70.66%),达到理想膳食水平的比例最低(3.79%)。仅有0.10%的研究对象同时满足7项理想心血管健康指标,有0.54%的研究对象同时满足4项理想心血管健康行为指标,有14.44%的人同时满足3项理想心血管健康因素指标。经多因素logistic回归分析显示,女性、低年龄组、南方居民、农村居民为理想心血管健康的独立保护因素。经过中位随访时间为6.3年的随访,共发生心血管病事件191例,冠心病事件89例,脑卒中事件109例,全因死亡197例。按照理想心血管健康指标的数目0-1、2-4和5-7组人群心血管病事件的发生率分别为6.21/1000人年、3.86/1000人年和0.77/1000人年;全因死亡事件的发生率分别为4.85/1000人年、3.97/1000人年和1.43/1000人年。在调整了年龄、性别、城乡、南北方、文化程度和婚姻状况等混杂因素后,与仅有0-1个理想心血管健康指标的研究对象相比,具有2-4和5-7个理想心血管健康指标的研究对象发生心血管病事件的风险分别为0.74(0.50-1.90),0.22(0.10-0.49),趋势性检验P<0.001;发生冠心病事件的风险分别为0.58(0.35-0.96),0.17(0.05-0.60),趋势性检验P<0.001;发生脑卒中事件的风险分别为0.90(0.51-1.61),0.25(0.09-0.71),趋势性检验P=0.003;发生全因死亡的风险分别为0.76(0.50-1.16),0.37(0.19-0.71),趋势性检验P<0.001。此外,敏感性分析也得到了类似的结果。
  结论:
  本研究人群中,理想心血管健康水平较低,与膳食指标和血压水平处于理想状态者比例较低有关。因此,我国应采取有效的措施提高公众的理想心血管健康水平,尤其应鼓励大家养成良好的饮食习惯、保持理想的血压水平,以有效防控心血管病事件和全因死亡事件的发生。
  第二部分循环microRNA作为心血管疾病标志物的人群预测研究
  背景与目的:
  冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)是一种与多种危险因素相关的炎症性血管疾病。在我国,从2002-2015年冠心病的死亡率呈明显上升趋势。2015年,我国城市居民冠心病的死亡率为110.67/10万,农村居民冠心病的死亡率为110.91/10万。目前,基于遗传信息、临床症状或传统蛋白质类生物标志物在一定程度上可对冠心病的发生进行预测,但是预测的便捷性仍需要提高。近年来,越来越多的研究显示微小RNA(MiRNA)参与基因的表达和调控,在心血管系统疾病的发病过程中发挥一定的作用。MiRNA是一类广泛存在于真核细胞内,由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,具有高度保守性、时序性和组织特异性。大量研究显示,miRNA可广泛且稳定地存在于细胞外液,如血清、血浆、组织液和各种体液中,故统称为循环miRNA。其具有化学稳定性、易于检测、成本较低等优势。因此,大量研究利用循环miRNA进行疾病的诊断和预测。既往研究结果显示,循环miRNA对乳腺癌、肺癌、卵巢癌、胃癌等恶性肿瘤有诊断分型的功效。此外,关于miRNA作为心血管病预测标志物的研究近年来也在国内外陆续开展。有研究显示,如miR-652、miR-323-3p、miR-155和miR-380等均可作为心血管病诊断或预测的生物标志物。然而既往的研究大多样本量较小,而且以病例对照研究为主,对于队列研究也大多以病人为研究对象,因而无法回答循环miRNA是否可以在自然人群中作为冠心病等心血管病事件的预测因子。故本研究利用以自然人群为基础的前瞻性队列来探究:1)选定循环miRNA与其他传统危险因素的关联;2)选定循环miRNA对冠心病事件、心血管病事件、全因死亡事件的预测作用;3)在传统危险因素的基础上,增加循环miRNA能否提高方程的预测水平。
  材料与方法:
  本次研究是在前期实验的基础上,将筛选出的循环miRNA在大样本的队列人群中进行再验证。前期的实验主要是:首先,分别收集了10例冠心病患者和10例健康对照的血清和外周单核细胞的RNA样本,进行miRNA测序。基于测序数据中miRNA差异改变,初步筛选出48个候选miRNA。之后通过实时定量PCR对上述48种miRNA进行稳定性和重复性检测,最终得到5种可以被稳定检测的miRNA。之后,在包含39例冠心病患者和39例健康对照的人群中检测5种候选循环miRNA的血清水平,结果发现仅有4种miRNA(miR-10a-5p、miR-126-3p、miR-210-3p、miR-423-3p)在冠心病患者和健康对照的血清中有明显差别,其中miR-10a-5p下调最为明显,同时还发现了一个新的标志物miR-423-3p。我们进一步对新发现的miR-423-3p在包含33例冠心病患者和22例健康对照的人群中进行了验证,结果发现miR-423-3p在该人群冠心病患者的血清中也同样有显著性下调,并且受试者功能曲线下面积达0.81,提示其可作为冠心病的诊断标志物。最后我们在随访的自然人群中验证miR-10a-5p和miR-423-3p对新发冠心病事件的预测能力。
  本次研究的队列人群来自于第一部分介绍的——中国心血管病危险因素研究(China-CVD研究)。本部分仅对9个随访地区中的4个北方地区(北京朝阳、山西盂县、陕西汉中和黑龙江哈尔滨)进行了基线miRNA的检测,在排除有心血管病既往史者,基线没有测量身体、体重或血生化指标者,最终2812人年纳入分析。使用标准问卷收集社会人口学指标、生活方式、疾病史等信息,同时在调查过程中也进行严格的质量控制。本次研究的主要结局事件包括冠心病事件、心血管病事件和全因死亡事件。关于统计方法,首先分别根据miR-10a-5p和miR-423-3p的三分位数进行分组,来探究不同循环miRNA水平下人群基线特征的差别;之后利用Spearman秩相关来探究循环miRNA与传统危险因素之间的相关性;接着利用非条件logistic回归模型探究循环miRNA与结局之间的关联。在分析中,循环miRNA分别以连续型变量和分类变量(三分数)进入模型中,在调整年龄、性别、吸烟等危险因素后探究其与结局事件之间的关联。最后,我们也计算了重分类改善指标(NRI)探究在传统危险因素的基础上增加循环miRNA对结局事件发生风险预测能力的改善。
  结果:
  本次研究共有2812名研究对象纳入最终分析,基线平均年龄51.21岁,其中男性1197人(42.57%)。随着循环miR-423-3p的水平增高,血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的水平也增高;而服用降压药的比例和体重指数(BMI)均有明显下降。对于循环miR-10a-5p而言,男性、农村居民、饮酒者、高血压患者均在miR-10a-5p第三分位组所占比例较高;随着循环miR-10a-5p水平的增高,血脂水平(血清总胆固醇(TC)、HDL-C和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C))均有所增高;而BMI水平有所下降。Spearman秩相关分析结果显示,循环miR-423-3p与血清HDL-C(r=0.081,P<0.001)和循环miR-10a-5p的水平(r=0.392,P<0.001)呈正相关;而与BMI(r=-0.105,P<0.001)和超敏C反应蛋白水平(r=-0.059,P=0.002)呈负相关。就循环miR-10a-5p而言,其与TC(r=0.113,P<0.001)、HDL-C(r=0.097,P<0.001)、LDL-C水平(r=0.094,P<0.001)呈正相关;而与BMI呈负相关(r=-0.079,P<0.001)。经过中位随访时间为6.0年的随访,共发生64例冠心病事件、127例心血管病事件和76例死亡事件。在调整了年龄、性别、城乡、吸烟等危险因素后,随着miR-423-3p水平的增高,冠心病事件、心血管病事件和全因死亡事件的发生风险分别降低25%、24%和15%。对于miR-10a-5p,调整以上危险因素后,仅发现随着miR-10a-5p水平的增高,全因死亡事件的发生风险增加[1.13(1.00-1.29)]。对于NRI而言,在传统危险因素的基础上增加循环miR-423-3p可明显增加对冠心病事件、心血管病事件和全因死亡事件发生风险的预测,其中预测的改善幅度分别为17.11%(P=0.003)、11.15%(P=0.006)和11.81%(P=0.018)。但是未发现增加miR-10a-5p对冠心病事件的预测有改善作用。
  结论:
  本研究表明,随着血清循环miR-423-3p水平的增高,冠心病事件、心血管病事件和全因死亡事件的发生风险明显降低。同时在传统危险因素的基础上增加循环miR-423-3p可明显提高对结局事件的预测风险。以上结果提示我们血清循环miR-423-3p在动脉硬化相关疾病诊断和预测方面起到重要作用。
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