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广西防城港市男性人群血浆循环免疫标志物与心电图参数的关联研究*

2022-03-24李明丽林家莉黄胜珠白玉兰陈泽凤莫曾南徐剑锋

广西医科大学学报 2022年1期
关键词:单核细胞百分比粒细胞

梁 爽,李明丽,林家莉,黄胜珠,白玉兰,陈泽凤,莫曾南,6△,徐剑锋△

(1.广西医科大学基因组与个体化医学研究中心,南宁 530021;2.广西基因组与个体化医学研究重点实验室,南宁 530021;3.广西基因组与个体化医学研究协同创新中心,南宁 530021;4.广西大学高等学校重点实验室,南宁 530021;5.广西医科大学公共卫生学院,南宁 530021;6.广西医科大学第一附属医院泌尿肾病研究所,南宁 530021)

慢性炎症被认为是一种无声的杀手,因为它是各种临床疾病的潜在病因[1-2]。测量循环炎症标志物是研究炎症和疾病的一种方法。然而,以往对这些炎症标志物的研究多集中在白细胞介素6、C反应蛋白(CRP)、纤维蛋白原、肿瘤坏死因子α和糖蛋白上[3-4]。近年来,白细胞(white blood cell,WBC)计数因其方便、成本低而受到越来越多的关注。不同的白细胞亚群(淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)和血小板(PLT)可能与心血管疾病(CVD)和癌症有关[5]。此外,中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR)可能更有价值预测CVD,因为它受生理条件的影响较小[6]。因此,迫切需要研究循环免疫标志物与健康影响之间的关系,并阐明其潜在机制。

心脏是循环系统的主要器官。心电图(ECG)是反映心脏电活动过程的一种廉价、方便的工具。常用的心电图参数包括心率(HR)、PR间期、QRS持续时间、QT间期。心电图参数异常也是疾病的危险因素[7]。HR 是一般人群广泛知晓的生物标志物[8]。在一个纵向研究中,PR、QRS 和QT 间期延长与CVD和全因死亡率独立相关[9]。以往的研究大多直接关注炎症标志物和疾病,而不是心电图参数,其潜在机制目前尚不清楚。在这项研究中,我们旨在研究血浆白细胞计数及其亚群、PLT计数、NLR与中国健康男性常见ECG参数的关系,为心功能损害的防控和治疗提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究人群 本课题组的数据来自广西防城港市男性健康体检调查(FAMHES)。2013 年FAMHES 共招募了5 340 例,参与者被要求完成身体检查和面对面的问卷调查。纳入符合以下条件的受试者:(1)自愿参与研究并签署同意书;(2)参与者完成健康体检项目,并完成问卷调查。排除标准:(1)曾被诊断为癌症、心血管疾病、中风、糖尿病、高血压或甲状腺功能亢进者;(2)肝功能受损者(ALT>正常、慢性肝炎、肝硬化上限的2倍);(3)有肾脏疾病者(肌酐>178 μmol/L);(4)目前患有传染病或正在服用阿司匹林、抗生素或激素者;(5)数据资料不齐全者。最终,共有1 261 例男性被纳入最终的研究。本次调查经广西医科大学第一附属医院伦理委员会批准(批准号:2008-KY-004),依据赫尔辛基宣言进行。

1.2 血细胞计数的测定 采集空腹外周静脉血样本,立即送往当地医院进行血常规检测。测定外周血中WBC计数、中性粒细胞计数、中性粒细胞百分比、淋巴细胞计数、淋巴细胞百分比、NLR、单核细胞计数、单核细胞百分比、嗜碱性粒细胞计数、嗜酸性粒细胞计数、嗜酸性粒细胞百分比和PLT 计数作为循环炎症标志物的替代指标。全自动血细胞分析仪(ABX petraeus;Horiba Jobin Yvon S.A.S,monpellier,France)统计和分类全血中白细胞计数。

1.3 心电图参数的测定 在受试者休息5 min后在仰卧位进行3 通道12 导联心电图(Marquette MAC-500)。Marquette MAC-5000 心电图仪获得的心电轨迹由两名不了解其他信息的医生独立测量。确定HR、PR 间期、QRS 持续时间、QT 间期、HR 校正QT 间期(QTc)1/2[10]作为心功能参数的替代指标。HR 是每分钟的心跳次数。P 波开始和QRS 群开始之间的间隔常被称为PR 间隔[11]。心电图定量QRS持续时间测量心室去极化和传导[12]。QT 间期(或QTc,HR 校正QT 间期)定义为QRS 第一次偏转至T 波末端的起点,代表心室去极化和复极化之和。HR 校正QT 间期(QTc)采用Bazett 公式计算为QT{HR/60}1/2[10]。

1.4 协变量的评估 年龄、体重指数(BMI)、当前吸烟者(是/否)、饮酒者(是/否)和体力活动(PA)(充分/不充分)作为协变量,并在后续分析中同时输入这些协变量,除非另有说明。本课题组对参与者进行了面对面的问卷调查,以收集包括人口统计学特征、生活方式信息、病史和药物治疗等信息。目前饮酒者被定义为每周至少饮酒一次,持续时间超过6个月的人。目前吸烟者被定义为每天至少吸一根烟,持续时间超过6 个月[13]。体力活动(PA)分为充分PA(中度PA>150 min/周或高强度>60 min/周),PA 不足[14]。BMI 的计算方法为体重(kg)除以身高的平方(m2)。在当地医院的实验室按照标准程序检测了血清甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、总胆固醇(TC)、空腹血糖(FBG)、白细胞(WBC)和血小板(PLT)。

1.5 统计学方法 采用SPSS V24.0 和R3.6.1 软件进行分析,计量资料采用均数±标准差()或具有四分位数范围[M(Q1~Q3)]的连续变量的中位数表示,计数资料采用频数或百分率(%)表示。采用Kruskal-Wallis 检验和χ2检验比较不同BMI 组的特征。采用Pearson 相关分析探讨循环免疫标志物与ECG 参数的相关性。采用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)惩罚回归分析来选择与ECG 独立相关的循环免疫标志物,所有协变量均被纳入模型,不采用惩罚[15]。在LASSO回归模型中,随着惩罚参数λ的增加,会对变量施加更多的惩罚,导致更多的系数接近于零,然后留下一个稀疏模型。通过交叉验证,选取均方误差最小的最优λ。采用LASSO选择的循环免疫标志物构建线性回归模型来估计ECG的β 和95%置信区间(CI)。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 人口统计学特征 本研究共纳入1 261例符合条件的男性受试者,平均(41.86±12.50)岁,平均BMI为(24.10±4.45)kg/m2。50.20%汉族,49.72%吸烟,75.89%饮酒,24.11%的人自我报告有充足的PA。与肥胖相关的指标,如腰围、腰臀比、收缩压、舒张压、TC、TG、LDL、FBG的水平随BMI的增加而增加,而HDL则降低(均P<0.001)。

2.2 循环免疫标志物与ECG参数的相关性 WBC计数与中性粒细胞计数、中性粒细胞百分比、NLR、单核细胞计数、PLT 计数呈正相关关系(P<0.05)。相关系数(r)分别为0.92、0.44、0.44、0.61、0.32(均P<0.05)。中性粒细胞计数与单核细胞计数、PLT计数呈正相关关系(r=0.52、r=0.31,均P<0.05),见图1。

图1 循环免疫标志物与ECG参数的相关热图

2.3 选择与ECG 参数相关的循环免疫标志物 在LASSO回归分析中,基于交叉验证选择均方误差最小的最优λ(图2 中左虚线)和多种循环免疫标志物作为ECG 参数的重要预测指标,见表1。调整协变量后,中性粒细胞计数、单核细胞计数、单核细胞百分比、嗜酸性粒细胞百分比和PLT 计数与HR 相关(P<0.05)。WBC 计数、单核细胞计数和PLT 计数与PR 间隔时间相关(P<0.05)。并且选择WBC 计数、中性粒细胞计数、单核细胞计数、嗜碱性粒细胞计数、嗜酸性粒细胞百分比、PLT 计数作为QT 间期的重要预测指标。单核细胞百分比、嗜碱性细胞百分比、嗜酸性细胞百分比、PLT计数被选择为QTc的重要预测指标,见表1。多因素回归模型显示,每1×109/L 的中性粒细胞计数和PLT 计数的增加分别与1.611 bpm 和0.023 bpm 的HR 增加有关,每增加1%的嗜酸性粒细胞百分比与减少0.361 bpm 的HR 有关。单核细胞计数每增加1×109/L,PR 间隔时间缩短9.440 ms。每增加1%的嗜酸性粒细胞百分比与增加0.738 ms 的QT 间隔有关,每1×109/L 的PLT 计数的增加与减少0.041 ms 的QT 间隔有关(P<0.05),见表1。

表1 循环免疫标志物与心电图参数的相关性

图2 LASSO回归分析图

3 讨论

本研究评估了广西防城港市男性循环免疫标志物和ECG参数之间的关系。校正协变量后,发现嗜酸性粒细胞百分比、PLT 计数与HR 增加呈正相关关系(P<0.05),但与QT 间期呈负相关关系(P<0.05)。此外,本课题组还观察到中性粒细胞计数与HR呈正相关关系(P<0.05),单核细胞计数与PR间期呈负相关关系(P<0.05)。

HR 是最常见的ECG 参数之一,许多大型临床研究表明,即使校正了年龄、性别、高血压、高脂血症和糖尿病等危险因素,HR 也与动脉粥样硬化和CVD 的发病率和死亡率增加有关。很少有研究关注WBC 计数与HR 之间的关系,本研究结果显示,HR 随着中性粒细胞计数和PLT 计数的增加而增加,可能的原因为中性粒细胞占白细胞的50%~70%,是炎症反应的关键因素之一。它们能在缺氧条件下分泌各种炎性递质,进而导致血管损伤[16]。而PLT参与机体的凝血机制,并且具有调节炎症、免疫反应等功能。最近的研究表明,PLT 计数升高可能与CVD、全身性炎症风险增加有关[17]。结果显示中性粒细胞计数和PLT 计数增加与HR 增加有关,进一步提示亚临床炎症的增加可能导致HR 的增加,进而在一定程度上导致心功能不全[18]。嗜酸性粒细胞被认为是免疫系统中的生态位防御者,针对多细胞寄生入侵者。最近,嗜酸性粒细胞及其在维持免疫调节和调节系统中的关键作用已经建立,并在下调局部炎症中发挥作用,转变了传统观点[19]。本研究结果也支持嗜酸性粒细胞百分比与HR呈负相关关系的证据,进一步表明与嗜酸性粒细胞计数相比,嗜酸性粒细胞百分比可能是更好的炎症水平的替代指标。

PR 间期延长与CVD,特别是心房颤动(AF)的高风险相关[20],但一些研究认为PR 间期缩短(<120 ms)也可能是AF 的预测因素[21]。鉴于目前PR间期的生物标志物尚不清楚,寻找潜在且易于评估的生物标志物以有效检测AF 的发病是很重要的。本研究发现单核细胞计数和PR间期之间呈负相关关系。可能的机制需要在更大的样本量中得到证实。

由于QT间期延长可能被认为是CVD的危险因素[22],因此研究外周生物标志物和QT间期之间的关系非常有意义。一些研究表明,某些炎症标志物的增加与QT间期延长有关[23-24]。本研究结果显示,QT间期随着嗜酸性粒细胞百分比的增加和PLT计数的减少而增加。然而,当进一步评估循环炎症标志物与QTc之间的相关性时,没有发现两者之间的相关性。QT间期的性别差异可能是这些结果不一致的潜在机制。已观察到青春期后男性的HR明显低于女性。因此,男性经HR校正的QT间期明显短于女性[25]。提示炎症与QTc 的关系仍有争议,有待进一步研究。

本研究是首次运用LASSO 回归探索与常见ECG参数独立相关的循环免疫标志物,但也存在一些局限性。首先,本研究的参数仅包括WBC 及其分类计数和PLT 计数。其次,本研究是一个横断面设计,对暴露和结果之间关系的因果推断存在限制。然而,它可能为疾病发生发展过程中循环炎症标志物与异常ECG参数之间的关系提供了证据。

血浆嗜酸性粒细胞百分比与HR增加呈负相关关系,PLT 计数与HR 增加呈正相关关系,而QT 间期呈负相关关系。需要进一步的研究来证实这些关系并揭示潜在的机制。

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