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为探索汗液能否无创监测心肌梗死后炎症，瑞典厄勒布鲁大学的研究人员开展 “Biomarkers of inflammation in sweat after myocardial infarction” 研究。结果发现汗液在检测炎症变化上或不如血浆敏感，但 STAMBP 有潜在价值。该研究为心梗炎症监测提供新思路，值得一读。
瑞典厄勒布鲁大学医学院心脏病学系（Department of Cardiology, School of Medical Sciences, ?rebro University）的研究人员 Anna Bj?rkenheim 等人在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “Biomarkers of inflammation in sweat after myocardial infarction” 的论文。这项研究在急性心肌梗死（Myocardial Infarction，MI）的炎症监测领域具有重要意义，为探索通过汗液监测炎症的可行性提供了新的视角，有望为临床诊断和治疗提供更便捷、有效的手段。
研究背景
急性心肌梗死，尤其是透壁性缺血（Transmural Ischemia），会迅速激活交感神经系统，使出汗率增加，同时降低心室颤动阈值。而且，急性心肌梗死还会引发强烈的瞬时炎症反应，这种反应对心肌修复至关重要，但如果过度或持续时间过长，可能导致不良的心室重构。经皮冠状动脉介入治疗（Percutaneous Coronary Intervention，PCI）虽能使血管再通，但却可能加剧这种炎症反应。
在医学领域，对各种疾病进行有效监测一直是研究重点。汗液分析作为一种新兴的监测手段，正逐渐受到关注。它可以通过无创方式从皮肤表面收集，其分子特征能反映人体代谢状态，还能通过出汗率评估交感神经系统活动。先进的可穿戴传感器能够检测汗液中的代谢物、蛋白质和外源性物质，为实时健康监测带来了新的可能。然而，心肌梗死患者汗液中的炎症特征在很大程度上仍是未知领域，若能深入研究，或可作为一种无创诊断工具用于监测炎症反应。基于此，研究人员开展了此次研究，旨在探索心肌梗死后汗液中的炎症生物标志物，为临床应用提供依据。
研究方法
- 研究设计与人群：这是一项在瑞典厄勒布鲁大学医院心脏病学系进行的前瞻性单中心观察性研究。研究纳入了两组患者，一组是 18 名在过去 24 小时内接受冠状动脉造影及 PCI 治疗的 ST 段抬高型心肌梗死（ST - elevation myocardial infarction，STEMI）患者；另一组是 6 名因疑似心绞痛接受门诊诊断性冠状动脉造影但未进行后续干预的对照组患者。STEMI 的诊断依据为胸痛提示心肌缺血，且心电图显示至少两个连续导联出现新的 ST 段抬高（男性 V2 - V3 导联≥2mm，女性≥1.5mm，其他导联≥1mm） 。纳入标准为签署知情同意书且年龄在 45 - 70 岁之间；排除标准包括急诊冠状动脉搭桥手术、起搏器治疗、免疫抑制药物治疗以及需要补充氧气等情况。在患者签署知情同意书后，于 PCI 或诊断性冠状动脉造影后（急性期）进行临床数据评估以及汗液和静脉血采样；STEMI 患者在 4 - 6 周的常规门诊随访时再次进行汗液和血液采样。
- 检测指标与方法：研究的主要目的是比较 STEMI 患者 PCI 术后即刻与随访时汗液和血浆中的炎症特征；次要目的是比较 STEMI 患者与对照组患者汗液和血浆中的炎症生物标志物，以探索汗液作为生物标志物的潜力。临床数据包括静息心率、血压等，在急性期和随访时均进行收集；左心室射血分数在急性期通过超声心动图测量；同时在 PCI 时评估急性冠状动脉事件全球注册（Global registry of acute coronary events，GRACE）评分和心肌梗死溶栓（Thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）评分，以判断预后；在冠状动脉造影 6 周后评估临床终点，如死亡、新的心肌梗死、非计划血运重建和其他心血管事件。
- 生物标志物分析：汗液样本使用 CE 认证的 Macroduct? 汗液收集系统收集。收集前，先用乙醇对前臂掌侧进行消毒，再用无菌水清洗，通过毛果芸香碱离子导入法刺激外分泌汗腺 5 分钟，之后用无菌水清洗并擦干，用 Macroduct? 汗液收集毛细管容器收集汗液 30 分钟，收集的汗液转移到试管中，并加入 1mL 蛋白酶抑制剂进行稳定化处理。血浆样本则在每次采样时收集 1 管 6mL 的 EDTA 管血，室温下 2000×g 离心 10 分钟，将 EDTA 血浆分装到 8 个 225μL 的小试管中，于采样后 3 小时内冷冻至 - 80°C 保存直至分析。使用 Olink? Target 96 炎症检测板（Olink Proteomics, Uppsala, Sweden）通过邻近延伸分析技术检测汗液和血浆中的生物标志物，该技术可分析 92 种在炎症过程中可能起关键作用的蛋白质生物标志物，数据以归一化蛋白质表达（Normalized protein expression，NPX）值表示，这是 Olink Proteomics 提供的基于 log2 尺度的任意单位，检测限根据每个检测方法和样本板单独计算，由每个板上的阴性对照加上三个标准差得出。同时，在急性期和随访时对静脉血中的高敏肌钙蛋白 I（High - sensitivity troponin - I，hs - TnI）、高敏 C 反应蛋白（High - sensitivity C - reactive protein，hs - CRP）、N 末端 B 型利钠肽原（N - terminal pro b - type natriuretic peptide，NT - proBNP）和白细胞计数进行检测，检测在厄勒布鲁大学医院医学检验科进行，hs - TnI 和 NT - proBNP 使用西门子 Centaur XPT 平台检测，hs - CRP 使用西门子 ADVIA Chemistry XPT 系统检测，白细胞计数使用 Sysmex XN - 9000 系统检测，并辅以显微镜检查。
- 统计分析：在统计分析方面，首先进行统计功效分析，根据预计白细胞介素 6（Interleukin - 6，IL - 6）的 NPX 值从急性期的 5 下降到随访时的 3.5，计算得出需要 16 名 STEMI 患者在两个时间点进行测量，才能在显著性水平为 0.05、功效为 0.8 的情况下检测到效应量（Cohen’s f）为 1.5。为了应对潜在的脱落和采样失败情况，额外纳入了 2 名患者，最终 STEMI 患者总数为 18 名。鉴于研究的观察性以及探索性比较 STEMI 患者和对照组的重点，确定 6 名对照组患者在招募和资源分配方面具有可行性。描述性统计中，根据数据正态性检验结果，连续变量以均值和标准差或中位数和四分位数间距（Interquartile range，IQR）表示；分类变量以频率和百分比表示；有序变量使用卡方趋势检验或 Mann - Whitney U 检验进行评估。设定双侧统计显著性水平为 5%，在样本量充足的情况下，估计值以 95% 置信区间表示。对 NPX 值进行线性回归模型归一化处理，将残差用于下游分析。对于汗液样本，预测变量包括蛋白酶抑制剂浓度、蛋白质浓度和年龄；对于血浆样本，年龄是唯一预测变量。为了回答研究问题，研究人员拟合了两个多元线性回归模型，使用普通最小二乘法估计参数。响应变量为归一化 NPX 值，所有预测变量均为分类变量，用虚拟变量建模。第一个模型的预测变量包括生物标志物（n = 92）、来源（血浆、汗液）、时间（急性期、随访）和患者组（STEMI、对照组），并考虑了生物标志物、来源、时间和患者组之间的三阶交互作用以及所有低阶项；第二个模型用于敏感性分析，在第一个模型基础上调整了性别、高血压和糖尿病因素，同样考虑了这些因素与生物标志物 × 来源组合的三阶交互作用以及所有低阶项。使用 Huber - White 方法计算模型的稳健方差 - 协方差矩阵，以校正异方差性和患者之间的相关响应。针对每个生物标志物和来源组合，计算两组基于模型的条件均值差异及其 95% 置信区间，一组是急性期与随访之间的差异，另一组是 STEMI 患者与对照组之间的差异，置信区间经过同时推断调整。统计分析使用 R（v.4.4.0）软件，借助 rms 和 tidyverse 包完成。
研究结果
- 患者基线特征、实验室分析和临床结果：STEMI 患者（n = 18，83% 为男性）和对照组患者（n = 6，66% 为男性）的平均年龄为 59±6 岁。对照组中已知冠心病的患病率高于 STEMI 组，差异接近显著水平（83% vs. 28%，p = 0.049）。所有患者中 63% 患有高血压，25% 患有糖尿病，两组之间无显著差异。STEMI 患者的门球时间中位数为 64 分钟（IQR 40.5 - 80.5），住院时间中位数为 3 天（IQR 3.0 - 3.25）。STEMI 患者 PCI 时的 GRACE 评分中位数为 106（IQR 84.3 - 115.8），TIMI 评分中位数为 2（IQR 2.0 - 4.3）。实验室分析显示，急性期 STEMI 患者静脉血中的 hs - TnI、hs - CRP 水平以及白细胞计数显著高于对照组（所有 p < 0.001），随访时这些指标均下降（所有 p < 0.001）。STEMI 患者高敏肌钙蛋白 I 的峰值中位数为 4172（IQR 15573 - 53932）ng/L，STEMI 患者与对照组的 NT - proBNP 水平差异也具有显著性（p = 0.02）。在 6 周的随访期内，1 名 STEMI 患者在出院当天发生主动脉夹层，未报告其他心血管事件。
- 邻近延伸分析：调整患者组因素后，急性期和随访期汗液中的生物标志物没有差异。调整患者组因素后，血浆中有 10 种生物标志物在急性期和随访期存在显著差异。其中，肝细胞生长因子（Hepatocyte growth factor，HGF）和 IL - 6 在血浆中从急性期到随访期显著下降；而干扰素 γ（Interferon gamma，IFN - gamma）、C - C 基序趋化因子 19（C - C motif chemokine 19，CCL19）、Fms 相关酪氨酸激酶 3 配体（Fms - related tyrosine kinase 3 ligand，FLT3LG）、C - C 基序趋化因子 25（CCL25）、淋巴毒素 α（Lymphotoxin - alpha，LTA）、肿瘤坏死因子配体超家族成员 10（Tumor necrosis factor ligand superfamily member 10，TNFSF10）、尿激酶型纤溶酶原激活剂（Urokinase - type plasminogen activator，PLAU）和含 CUB 结构域蛋白 1（CUB domain - containing protein 1，CDCP1）从急性期到随访期显著增加。
- STEMI 患者与对照组比较：调整时间效应后，比较急性期 STEMI 患者与对照组，发现汗液中的一种生物标志物（STAM 结合蛋白，STAM Binding Protein，STAMBP）和血浆中的四种生物标志物（IL - 6、TNFSF10、TNFSF11 和单核细胞趋化蛋白 2，Monocyte chemoattractant protein 2，MCP - 2）存在显著差异。具体而言，STEMI 患者汗液中的 STAMBP 水平显著高于对照组，血浆中的 IL - 6 水平也高于对照组；相反，STEMI 患者血浆中 TNFSF10、TNFSF11 和 MCP - 2 的浓度低于对照组。
研究结论与讨论
本研究首次纵向探索了 STEMI 患者汗液中的蛋白质组炎症特征，并与血浆生物标志物以及稳定对照组进行了比较。在急性期，STEMI 患者通过标准血浆生物标志物检测显示出明显的心肌损伤和全身炎症，随访时这些情况有所缓解，这与预期相符。在检测炎症变化方面，大多数炎症指标在汗液和血浆中均可检测到，但调整患者组因素后，只有少数血浆生物标志物随时间有显著变化，而汗液生物标志物未观察到显著变化。这表明，至少在所选的生物标志物面板中，汗液在检测 STEMI 后动态炎症变化方面可能不如血浆敏感。从具体生物标志物来看，血浆中从急性期到随访期显著下降的 IL - 6 和 HGF，是公认的炎症和组织修复标志物，它们随时间的减少与心肌梗死后急性炎症的预期缓解一致。汗液中的 STAMBP 在急性期相对于对照组显著升高，尽管 STAMBP 在心血管疾病中的作用尚不完全清楚，但这一发现为进一步研究其在汗液中的意义及其作为生物标志物的临床效用提供了潜在方向。在血浆方面，调整时间效应后，STEMI 患者的 IL - 6 水平显著高于对照组，这与现有文献中 IL - 6 作为急性冠状动脉事件中关键促炎细胞因子升高的观点一致。有趣的是，STEMI 患者血浆中 TNFSF10、TNFSF11 和 MCP - 2 水平低于对照组，这可能反映了心肌梗死后炎症和免疫反应中复杂的调节机制。TNFSF10（也称为 TRAIL）和 TNFSF11（也称为 TRANCE）在细胞凋亡和 T 细胞依赖性免疫反应调节中起作用，其在 STEMI 患者中的较低水平可能反映了为限制心肌损伤而抑制细胞死亡，或缺血期间易感细胞的耗竭。
尽管利用可穿戴平台进行汗液生物标志物分析前景广阔，但本研究结果表明，在反映 STEMI 后炎症过程的动态变化方面，汗液分析存在局限性。虽然汗液中检测到较高水平的 STAMBP 显示了单个标志物的潜力，但与传统血浆生物标志物相比，汗液能否在急性冠状动脉综合征的背景下提供补充或独特信息，仍需进一步研究。若汗液分析可行，将有助于识别炎症过度的患者，这些患者可能从抗炎治疗中获益。
本研究的优势在于使用高通量蛋白质组学平台分析了汗液和血浆中的多种炎症生物标志物，纵向研究设计使研究人员能够全面评估 STEMI 患者随时间的变化。此外，这是首次探索汗液作为心肌梗死患者生物标志物分析流体的研究，为其在无创监测中的潜在效用提供了有价值的见解。然而，研究也存在一些局限性。对照组中冠心病患者比例较高，可能影响了生物标志物谱，因为动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，如果对照组为无冠心病病史的健康个体，可能会更清晰地对比急性和慢性炎症状态。样本是在 PCI 以及抗血栓和他汀类药物治疗开始后获取的，这些治疗已知会影响炎症生物标志物，可能掩盖了急性期与随访期之间以及 STEMI 患者与对照组之间的差异。随访样本的采集时间可能影响结果，6 周的随访仍处于心肌愈合阶段，一些蛋白质可能仍处于上调状态，更晚的随访可能有助于了解炎症的消退阶段和生物标志物的正常化。研究样本量较小，STEMI 患者队列中男性占主导，且研究具有探索性，这些因素限制了研究结果的普遍性。需要更大规模的研究，纳入更多样化的对照组，并考虑治疗前生物标志物水平，以证实这些结果。而且，研究缺乏随访时的对照组，无法在回归模型中使用交互项来考虑患者组效应随时间的变化。不过，作为一项试点研究，它为未来的研究奠定了基础。在 PCI 之前或期间获取汗液样本可能有助于了解急性期生物标志物谱，尽管在紧急情况下物流可能具有挑战性。未来的研究可以探索更便捷的汗液收集方法，如可穿戴贴片，以便更全面地评估早期生物标志物动态变化。
总体而言，本研究成功描绘了 STEMI 后汗液中的炎症生物标志物特征，但血浆似乎是更可靠的反映变化的来源。未来需要更大规模的队列研究和更多生物标志物的探索，以充分阐明汗液分析在监测心肌梗死后炎症方面的潜在作用，这对于推动急性心肌梗死的临床诊断和治疗具有重要意义。
