循环SCGB3A2作为慢性完全闭塞合并2型糖尿病患者冠状动脉侧支化受损的新型生物标志物：蛋白质组学发现与独立队列ELISA验证

《Journal of Diabetes》：Circulating SCGB3A2 Is Associated With Impaired Coronary Collateralization in Patients With Chronic Total Occlusion and Type 2 Diabetes: A Proteomic Discovery and Validation Study

　　

背景：2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T₂DM）与慢性完全闭塞（chronic total occlusion, CTO）患者冠状动脉侧支化受损相关，但反映侧支重塑缺陷的循环生物标志物仍定义不足。
方法：研究人员对88例按侧支状态分层的CTO合并T₂DM患者组成的发现队列进行Olink蛋白质组学分析。使用名义差异表达和偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analyses, PLS-DA）优先筛选候选蛋白。选择分泌球蛋白家族3A成员2（secretoglobin family 3A member 2, SCGB3A2）在独立832例CTO患者队列（425例T₂DM和407例无糖尿病）中通过酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）验证。评估其与侧支化的关联以及超越临床风险因素的增量预测价值。
结果：在265种蛋白中，8种显示名义差异表达，SCGB3A2信号最强且变量重要性最高。在T₂DM队列中，侧支化不良患者血清SCGB3A2水平显著更高，并与Rentrop分级呈负相关（均 p < 0.001）。多变量调整后，SCGB3A2仍与侧支化不良独立相关（每增加10 ng/mL，OR为1.63；95% CI，1.39–1.94；p < 0.001）。将SCGB3A2加入临床模型改善判别能力，C统计量从0.73增至0.78，并改善重分类（净重分类改善NRI 0.62；综合判别改善IDI 0.08）。在无糖尿病患者中观察到相似关联。
结论：循环SCGB3A2与CTO患者冠状动脉侧支化受损独立相关。它可能反映侧支失败背后的生物过程，并改善风险分层，尤其在T₂DM患者中。

研究背景：慢性完全闭塞（chronic total occlusion, CTO）是冠状动脉疾病的一种严重形式，表现为主要心外膜冠状动脉完全且持续闭塞，导致慢性心肌缺血。冠状动脉侧支循环是该情境下重要的适应性反应，侧支血管可恢复远端灌注、限制缺血损伤、保护心室功能并改善CTO患者临床结局；相反，侧支发育不足与更大缺血负担和不良心血管结局相关。T₂DM是与CTO患者冠状动脉侧支化受损最强相关的临床情况之一。功能性侧支血管发育并非单纯毛细血管芽生，而是涉及内皮激活、炎症细胞募集、剪切应力介导的动脉生成、血管生成信号和细胞外基质重塑的协调适应性血管重塑反应。在T₂DM中，高血糖、氧化应激、慢性低度炎症、内皮功能障碍和修复细胞功能受损可能共同破坏该反应，导致持续缺血刺激下侧支成熟不足。尽管增强血管生成和动脉生成的治疗策略已被广泛研究，其临床疗效仍有限。因此，需要更好理解T₂DM和CTO患者缺血诱导侧支重塑和侧支失败的分子调节因子。循环生物标志物可能提供侧支发育受损生物过程信息，并帮助改善该高危人群风险分层，但反映T₂DM合并CTO患者侧支重塑缺陷的分子标志物仍不完全明确。高通量蛋白质组学可无偏识别与血管功能障碍、炎症和适应不良修复反应相关的循环蛋白。研究人员因此开展Olink邻近延伸分析（proximity extension assay, PEA）蛋白质组学筛选，随后在独立队列用酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）验证，旨在识别与冠状动脉侧支化受损相关的新型循环生物标志物，并评估其潜在增量风险分层价值，尤其关注T₂DM患者，同时探索非糖尿病患者中该关联是否存在。

研究人员开展的研究、结论和意义：研究人员在88例CTO合并T₂DM发现队列中按侧支状态分层进行Olink蛋白质组学分析，发现分泌球蛋白家族3A成员2（secretoglobin family 3A member 2, SCGB3A2）信号最强、变量重要性最高。随后在独立832例CTO患者（425例T₂DM，407例无糖尿病）中用ELISA验证。结果显示，循环SCGB3A2与侧支化不良独立相关，在T₂DM中每增加10 ng/mL的OR为1.63（95% CI 1.39–1.94，p < 0.001）；加入临床模型使C统计量从0.73升至0.78，并改善重分类（NRI 0.62；IDI 0.08）。非糖尿病队列也观察到相似关联。结论为循环SCGB3A2与CTO患者冠状动脉侧支化受损独立相关，可能反映侧支失败相关生物过程并改善风险分层，尤其T₂DM患者。其意义在于提供对侧支失败生物异质性的新见解，并支持SCGB3A2作为风险分层潜在标志物的进一步研究。

关键技术方法概括：该研究为观察性生物标志物发现与验证研究。发现队列来自Ruijin Hospital心内科导管室2018年5月至2019年1月连续新诊断CTO患者，按侧支状态分为侧支化不良（poor collateralization, PC）和侧支化良好（good collateralization, GC），共88例。使用Olink Target Cardiovascular II、III和Cardiometabolic panels进行PEA，每个panel含92种蛋白，总计276种，质控后265种。验证队列来自Ruijin Hospital经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention, PCI）结局数据库2019年3月至2025年4月连续稳定心绞痛且至少一支主要心外膜动脉慢性闭塞>3个月患者，筛选978例，排除146例，最终832例（425例T₂DM，407例无糖尿病）。血清SCGB3A2用ELISA检测。冠状动脉造影采用Rentrop分级，PC为0–1级，GC为2–3级。统计包括多变量logistic回归、受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线、NRI、IDI、决策曲线分析（decision curve analysis, DCA）和bootstrap内部验证。

研究结果：3.1 蛋白质组学数据的处理与呈现：对88例CTO合并T₂DM患者，Olink检测265种蛋白，以标准化蛋白表达（normalized protein expression, NPX）表示，Z-score标准化后热图显示PC与GC蛋白表达存在差异；PC为41例，GC为47例。
3.2 候选生物标志物的蛋白质组学筛选：t检验发现8种蛋白名义差异表达（均 p < 0.05），SCGB3A2名义P最小、差异最显著；错误发现率（false discovery rate, FDR）校正后未保持显著。PLS-DA显示PC与GC基于整体蛋白质组谱分离，置换检验显示BER=0.376，permutation p=0.024；变量投影重要性（variable importance in projection, VIP）>1.5的10种蛋白中SCGB3A2 VIP最高；Venn图确认差异蛋白包含于VIP集合；小提琴图确认PC组SCGB3A2高于GC组。
3.3 候选蛋白与侧支循环的相关性：比较8种候选蛋白的ROC曲线，SCGB3A2在未调整和调整传统风险因素模型中均具有最高C统计量。按Rentrop评分分析，最高四分位Q4（≥2.15）患者中Rentrop 0比例为40.0%，Rentrop 3比例为9.5%；最低四分位Q1（<0.08）患者中Rentrop 3比例为47.6%，Rentrop 0比例为5.0%，提示SCGB3A2水平与侧支循环质量呈负相关。
3.4 SCGB3A2蛋白在独立患者队列中的验证：在T₂DM验证队列中，PC组年龄更高，吸烟和女性比例更高，血清肌酐、尿酸、总胆固醇、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein, LDL）胆固醇和高敏C反应蛋白（high sensitivity C-reactive protein, hs-CRP）更高。PC组血清SCGB3A2显著高于GC组（中位19.09 [8.92–33.37] vs 7.50 [6.48–15.91] ng/mL，p < 0.001），并与Rentrop评分负相关（趋势 p < 0.001）。ROC曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.75（95% CI 0.70–0.80，p < 0.001），最佳截断为12.56 ng/mL，敏感性0.69，特异性0.70。多变量调整后，SCGB3A2仍独立相关（OR 1.63 per 10 ng/mL，95% CI 1.39–1.94，p < 0.001）。加入模型使Nagelkerke R²从0.19升至0.29（ΔR²=0.10），C统计量从0.73升至0.78（Δ0.05，p=0.002），NRI 0.62（95% CI 0.43–0.81，p < 0.001），IDI 0.08（0.05–0.11，p < 0.001）。Bootstrap内部验证显示optimism-corrected C统计量约0.76，校准斜率0.85，最大校准误差0.06，Brier评分0.18；DCA显示含SCGB3A2模型具有更大净临床获益。亚组分析中T₂DM患者判别性能一致（交互 p ≥ 0.270）。非糖尿病队列407例中，PC组SCGB3A2更高（18.40 [11.65–34.20] vs 11.89 [7.06–19.91] ng/mL，p < 0.001），AUC为0.67（95% CI 0.62–0.73，p < 0.001），最佳截断9.33 ng/mL，OR为1.54 per 10 ng/mL（95% CI 1.29–1.87，p < 0.001）。加入模型使R²从0.20升至0.27（ΔR²=0.07），C统计量增加0.04（均 p < 0.001），NRI 0.43（95% CI 0.21–0.63，p < 0.001），IDI 0.05（0.03–0.08，p < 0.001）。分层分析显示SCGB3A2与侧支化不良的关联随T₂DM状态不同（交互 p=0.013）。

讨论部分总结与结论翻译：讨论指出，该蛋白质组学发现与验证研究识别循环SCGB3A2为既往未认识的、与CTO患者侧支化受损相关的生物标志物，尤其与T₂DM相关。较高血清SCGB3A2水平与不良侧支化一致，与Rentrop侧支分级负相关，并在调整传统临床风险因素后仍独立相关，提示SCGB3A2可能捕捉传统代谢、炎症或造影变量未完全反映的侧支失败方面。冠状动脉侧支发育是协调适应性血管反应，而非简单毛细血管芽生；CTO中渐进性血管闭塞产生血流动力学和缺血刺激，可能促进动脉生成、血管生成、内皮激活、炎症细胞募集、剪切应力感知和细胞外基质重塑。T₂DM中高血糖、氧化应激、慢性低度炎症、内皮功能障碍和修复细胞功能受损可能共同破坏该适应反应。SCGB3A2是分泌型分泌球蛋白家族成员，主要在气道上皮生物学和肺损伤反应中研究，具有免疫调节、抗炎、生长因子样和抗纤维化作用；虽非经典血管蛋白，但其已知生物学与固有免疫调节、上皮-间质修复、细胞外基质周转和慢性损伤组织反应交叉。研究人员强调，较高循环SCGB3A2不应解释为直接损害侧支生长；高循环水平的保护性分子不一定致病。类似脂联素，在晚期心血管代谢疾病中循环水平可矛盾升高并与不良结局相关。升高的SCGB3A2可能代表对慢性缺血、炎症或上皮-血管应激的激活但不足的补偿反应，而非侧支失败直接介质。有效侧支生长需要协调促修复反应，过度SCGB3A2相关抗炎或抗纤维化信号可能减弱侧支成熟所需炎症和基质重塑线索；SCGB3A2可与SDC1（硫酸肝素蛋白聚糖）相互作用，后者参与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）和成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF）等血管生成因子呈递，改变SCGB3A2-SDC1信号可能与受损血管生成有关，但这些机制仍属推测。非糖尿病CTO患者也见类似关联，提示SCGB3A2可能反映更广泛侧支失败表型，而非严格糖尿病特异标志物；T₂DM可能通过代谢炎症、内皮功能障碍和血管修复受损放大该表型。临床上，SCGB3A2目前不应视为独立诊断测试，其潜在价值在于提供传统风险因素之外的增量生物信息，可能帮助识别内源性侧支补偿不足的CTO患者亚组，尤其T₂DM患者，但临床转化需要外部验证、检测标准化和前瞻性评估。结论翻译：总之，该研究识别循环SCGB3A2为与CTO患者冠状动脉侧支化受损相关的新型生物标志物，尤其在T₂DM背景下。该结果并不暗示直接致病作用，升高的SCGB3A2可能代表慢性缺血和代谢应激下补偿但不足的修复反应。这些发现提供对侧支失败生物异质性的新见解，并支持进一步研究SCGB3A2作为缺血性心脏病中适应不良血管重塑标志物。作者也指出单中心观察性设计、Rentrop半定量评估、未直接研究机制或长期结局、糖尿病微血管并发症信息缺乏以及截断值队列特异性等限制。