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靶向代谢组学技术:心血管疾病预后风险评估CERT2评分法

2020-04-08
中科新生命
2690

心血管疾病是威胁人类健康的一类重要疾病,患病人数逐年增加。已有的研究确定了一些标志物来表征心血管疾病(CVD)事件的发生风险,如高灵敏度肌钙蛋白T(hsTnT)、数种神经酰胺类脂质等。然而研究者发现,在血管疾病患者中10年复发性心血管疾病事件的风险存在显著差异,但这些标志物对冠心病及心血管事件的患病风险预后并未作出明确区分。

近日,European Heart Journal杂志(IF=23.239)在线发表了题为 Development and Validation of a Ceramide- and Phospholipid-based Cardiovascular Risk Estimation Score for Coronary Artery Disease Patients 的研究论文。作者通过靶向分析大队列人群中血浆和血清的神经酰胺与磷脂酰胆碱(PCs)类代谢物与心血管疾病患病风险的关联,建立一种新的预后脂质评分法(CERT2),来协同预测动脉粥样硬化性冠心病患者的心血管病事件,并对患病风险做出临床预后

研究材料:大队列的血浆和血清样本

技术方法:靶向代谢组学,定性定量分析

研究路线

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研究结果

1.    样本的选择

在这篇文献中,作者研究的样本类型有血浆和血清两种。研究者首先利用大队列人群WECACn=3789)分析神经酰胺与磷脂酰胆碱两类靶向脂质数据,建立了预后脂质评分法,并在另外两个队列人群LIPIDn=5991)、KAROLAn=1023)中验证了方法的可靠性。对于临床biomarker的筛选,样本的选择是成功的第一步,一般要求样本的数量尽可能的多,样本对应的分组尽可能细致,样本对应的人群尽可能有详细的临床参数记录。下图是本文用到的三个人群大队列的详细信息。本文中作者选取的样本量极大,严格的实验设计、详细的临床特征参数三大要素,因此联合神经酰胺与磷脂酰胆碱两类靶向代谢物建立的预后脂质评分法,对于预后动脉粥样硬化性冠心病患者的心血管病事件,具有临床的应用潜力。

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图一 研究队列的详细临床信息

 

2. 利用队列WECAC建立预后心血管疾病患病风险的脂质评分法CERT2

作者首先选择了WECAC队列来建立预后心血管疾病患病风险的脂质评分法CERT2。西挪威冠状动脉造影队列(WECAC)由5209名成年患者组成,于20001月至20044月在挪威卑尔根的豪克兰大学医院或斯塔万格的斯塔万格大学医院接受了冠状动脉造影。本研究仅包括WECAC队列人群中因疑似稳定型心绞痛而接受检查的患者,并排除hsTnT>30的受试者,共有3882名受试者进行最终分析。其中3789例采集血浆,利用靶向代谢组学技术对这些样本中的神经酰胺与磷脂酰胆碱两类靶向代谢进行定性定量检测分析。结果如下图所示,左栏展示的是靶向分析的48中目标脂质分子以及25种脂质/脂质比,右栏列出的是与心血管事件呈现显著相关性的脂质/脂质比。本文研究者从这些显著关联的分子和分子比值中,选取了一个神经酰胺/神经酰胺比值、两个神经酰胺/磷脂酰胆碱比值和一个磷脂酰胆碱分子,联合形成了脂质评分法CERT2,用于预后心血管疾病患病风险。

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表一 靶向代谢分析的神经酰胺和PC分子以及用于建立CERT的指标

 

3. 验证脂质评分法CERT2LIPIDKAROLA人群队列中的预后效果

脂质评分法在LIPIDKAROLA人群队列中验证表明,CERT2能够很好地预测心血管事件,如心血管死亡事件、心肌梗死、中风等。例如,对于心血管死亡事件,CERT2预后95%置信区间发生的风险比(Hazard ratios, HRs) WECACLIPIDKAROLA队列中分别达到1.501.35-1.68)、1.511.38-1.651.621.32-2.00CERT2比其他研究中标志物的HR预后效果都要好(如下图所示)。如果将CERT2与高灵敏性肌钙蛋白T两类标志物联合为CERT2-TnT,则预后效果进一步增强,CERT2-TnTWECACKAROLA队列中分别达到1.631.44-1.85)、2.041.57-2.64)。


表二 CERT及其他标志物在三个大队列中的预后效果比较

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4. 验证脂质评分法CERT2LIPIDKAROLA人群队列中的预后效果

为了临床应用,研究者将本文CERT2选用的四种标志物以及心血管经典标志物hsTnT联合打分,形成CERT2CERT2-TnT两种分值,各4个风险等级,分值越高的组别预后的心血管事件风险越大。结果如下图所示,CERT2评分中风险等级越高患心血管疾病的概率也越高,其中最高风险等级人群心血管死亡事件的发生风险是最低风险等级的3.55.4倍。CERT2-TnT评分也存在相同的趋势,且最高风险等级人群心血管死亡事件的发生风险是最低风险等级的10。结合性别和年龄因素,Cox统计法分析WECAC队列患者的CERT2评分与心血管死亡事件相关性达0.76CERT2-TnT评分与心血管死亡事件相关性达0.78。结合性别和年龄因素,CERT2CERT2-TnT与心血管事件发生的相关性分别达0.650.66

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图二 不同CERT2风险评分人群的心血管事件生存情况

 

结论:靶向分析发现有多种神经酰胺和磷脂酰胆碱与心血管疾病发生存在较强相关性,将这些分子联合为CERT2评分法,在WECACLIPIDKAROLA三个大队列人群中都有很好的心血管事件预后效果,CERT2CERT2-TnT评分法可以有效的对心血管疾病风险做出风险分级,为临床诊断、疾病预后做出准确判断提供良好的依据和指导。

小编心得

(1)   研究套路总结

这篇文章的研究套路是通过靶向分析脂质分子与大队列心血管疾病的发生情况,获得良好的临床心血管事件预后效果。研究获得了大量扎实可靠的数据,并建立了有效的风险评分机制,在两个大队列中验证了风险评分机制的可靠性。

正是因为这样的实验设计使得这篇文章的逻辑更为严密,说服力更强,结论更加可靠。建议以后要做大样本标志物筛选的老师也采用这种方式,以多个指标拟合出最优预后评分标准。

(2)   研究中的评分机制值得借鉴

心血管疾病长期以来是人类疾病研究的一大热点,已经开发出大量诊断、预后标志物以及风险评分方法,这些标志物及方法在临床上也有广泛的应用,在这种前提下作者仍然能够获得优异成果并发表高质量论文。文章里面很有特色:

第一点,靶向分子选择很考究。已有研究主要关注神经酰胺脂质,并已经明确了数种神经酰胺可以预测稳定型冠心病和急性冠脉综合征患者的心血管死亡。作者通过前期调研,增加磷脂酰胆碱类脂质作为可能的标志物。神经酰胺和磷脂酰胆碱来自不同的生物合成途径:神经酰胺是鞘脂,含有与脂肪酸相连的鞘氨醇主链,而磷脂酰胆碱具有胆碱头部组和两个脂肪酰侧链。将神经酰胺和磷脂酰胆碱联合分析,选取单个分子含量以及不同分子含量的比值综合形成CERT2评分标准,显著增加了预后的可靠性。另外,研究者还在CERT2的基础上,增加经典标志物hsTnT,形成CERT2-TnT获得了更好的预后效果。

第二点:人群队列的设置很考究。研究者首先利用大样本队列WECAC建立起了有效的CERT2评分方法,并在LIPIDKAROLA两个大样本队列中验证。样本量均极大,且调研信息详实有效,这是形成可靠成果的必要条件。