急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是指冠状动脉内不稳定的粥样硬化斑块破裂或糜烂继发新鲜血栓形成所致的急性心肌缺血坏死，是危害人类健康的重大疾病。2020年中国心血管健康与疾病报告^[1]指出，我国AMI死亡率总体仍呈上升态势。动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的发生发展由多种因素共同参与，其发病机制尚未完全阐明。因此，进一步探究AMI相关影响因素并获得临床循证医学证据防治AMI刻不容缓。

2012年，Dixon等^[2]首次提出铁死亡的概念，即铁依赖性的细胞内氧化还原平衡紊乱引起的细胞死亡，以铁代谢失衡和活性氧(reactive oxygen species，ROS)的蓄积为特征，属于调控性细胞死亡的一种。铁代谢是铁死亡的重要调控机制，铁代谢在铁死亡过程中发挥的重要作用已得到广泛认可。一旦铁的吸收、分布、储存和转运之间的平衡遭到破坏，细胞内游离铁聚集，催化芬顿反应，引起脂质过氧化，可诱导铁死亡发生^[3]。铁代谢紊乱状态波及冠脉血管时，可表现为AS斑块中内皮细胞、血管平滑肌细胞和巨噬细胞等^[4]铁死亡现象的发生，后者可加剧内皮功能障碍和巨噬细胞活化，使炎性状态得以持续，促使斑块坏死核心的形成及斑块内出血的发生^[5]，加速AS进展，引发严重心血管事件。

目前的研究表明，循环铁代谢水平与AS的发生发展之间存在关联，但与AMI之间的相关性鲜有报道。为此，我们开展观察性研究，旨在分析AMI患者循环铁代谢水平，并探讨其与AMI的相关性，为明确AMI中铁代谢所扮演的角色及相关影响因素提供临床依据。

资料和方法

研究对象  本研究为单中心、小规模的横断面研究。连续收集2021年12月—2022年2月于复旦大学附属华山医院心内科就诊、因胸闷胸痛等症状行冠状动脉造影(coronary angiography，CAG)且经纳入和排除标准筛选的住院患者。所有研究对象均签署知情同意书。将入组对象分为AMI组和对照组。AMI诊断标准参照2018年ESC/ECC/AHA/WHF联合发布的第4版心肌梗死通用定义^[6]：有急性心肌缺血症状且持续不缓解，血清心肌标志物升高并有动态演变[主要指新近坏死的生化标志物如心肌肌钙蛋白(cardiac troponin T，cTnT)明显升高并且逐渐下降，或迅速上升与回落]。其中，心电图ST段下移、T波改变但无ST段抬高为非ST段抬高型心肌梗死(non-ST-segment elevation myocardial infarction，NSTEMI)，心电图ST段呈弓背向上抬高或出现病理性Q波为ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)。CAG结果完全正常，或左主干及左前降支、左回旋支、右冠状动脉等主血管狭窄程度 < 50%者为对照组。

纳入和排除标准  纳入标准：(1)年龄≥18周岁；(2)因胸闷胸痛等症状就诊，签署手术知情同意书并行CAG检查。

排除标准：(1)CAG证实主支血管(左主干、左前降支、左回旋支或右冠状动脉)狭窄≥50%，但术前cTnT正常的患者；(2)合并先天性心脏病、心肌病、心脏瓣膜病、NYHA心功能分级Ⅲ~Ⅳ级或既往行冠状动脉旁路移植术的患者；(3)严重感染、恶性肿瘤、甲状腺功能亢进及减低、自身免疫性疾病或使用免疫抑制剂的患者；(4)严重肾功能不全的患者(根据MDRD简化公式估算肾小球滤过率 < 15 mL· min^-1·1.73 m^-2)；(5)贫血、合并遗传性血色病等影响铁代谢指标的遗传性疾病、反复输血或近期曾接受铁剂治疗的患者；(6)铁代谢数据不全者；(7)不能依从要求配合检查者。

病史收集及检测指标  收集入组病例的一般资料，包括Gensini评分^[7](依据2019年更新的Gensini评分指南标准及方法进行计算)、年龄、性别、吸烟史、饮酒史、高血压病史、糖尿病史、血红蛋白(hemoglobin，Hb)、白细胞计数(white blood cells，WBC)、中性粒细胞百分比(neutrophil%，N%)、空腹血糖(fasting blood-glucose，FBG)、糖化血红蛋白(hemoglobin A1c，HbA1c)、甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、脂蛋白a(lipoprotein a，LPa)、估计肾小球滤过率(estimate glomerular filtration rate，eGFR)、尿酸(uric acid，UA)、同型半胱氨酸(homocysteine，HCY)、高敏C反应蛋白(high-sensitivity C reactive protein，Hs-CRP)和cTnT等。

于华山医院检验科完成铁代谢指标的检测，包括血清铁(Iron)、总铁结合力(total iron-binding capacity，TIBC)、转铁蛋白饱和度(transferrin saturation，TSAT)、不饱和转铁蛋白结合力(unsaturated iron-bonding capacity，UIBC)、血清铁蛋白(serum ferritin，SF)和转铁蛋白(transferrin，TRF)等。其中，红菲绕啉直接法检测Iron和UIBC，计算TIBC(Iron与UIBC之和)与TSAT(Iron与TIBC的比值)；电化学发光法检测SF；免疫比浊法检测TRF。

统计学方法  应用SPSS 24.0统计软件包对检测结果进行分析。根据既往文献，本研究假设预期OR值为6.5，对照组人群中有暴露因素的研究对象暴露率为0.7，拟定对照组和病例组样本量比例为1.2∶1。设显著性水准双侧α=0.05，检验效能(1-β)=0.9。采用PASS 2021软件进行计算后，得到对照组和AMI组样本量分别为59例和49例。计量资料服从正态分布以x±s表示，不服从正态分布以M(P₂₅，P₇₅)表示。计量资料比较，符合正态性用t检验或t'检验，否则采用Kruskal-Wallis H检验。计数资料采用频数或率表示，比较采用χ²检验或Fisher确切概率法。将单因素分析中P < 0.1或具备重要临床意义的变量作为混杂因素，行多因素Logistics回归分析(混杂因素中的少数缺失数据使用平均值替代)。采用Graphpad Prism 8.0制作柱状图，P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

入组情况  本次研究时间窗内，共345例患者住院行CAG。经筛查排除225例：主支血管狭窄≥50%但cTnT正常(195例)、贫血(43例)、严重肾功能不全(4例)、既往行冠状动脉旁路移植术(1例)、铁代谢数据缺失(9例)。本临床研究最终入组120例，其中AMI组48例(包括NSTEMI组23例，STEMI组25例)，对照组72例(包括CAG完全正常者31例，主支血管狭窄 < 50%的轻度冠脉粥样硬化者41例)。具体情况如图 1所示。

一般资料比较  两组患者一般资料如表 1所示。共收集AMI组48例，其中男性44例，女性4例，平均年龄(64.71±9.2)岁；对照组72例，其中男性37例，女性35例，平均年龄(64.03±11.08)岁。AMI组吸烟史(31.25% vs. 6.94%，P < 0.001)及糖尿病史(39.58% vs. 15.28%，P=0.003)比例与对照组相比显著升高。AMI组WBC、N%、FBG、HbA1c水平明显高于对照组，HDL-C和eGFR水平明显低于对照组，差异具有统计学意义(P < 0.05)。AMI组炎症标志物HCY(P=0.002)和Hs-CRP(P < 0.001)水平显著高于对照组，差异具有统计学意义。其他资料(饮酒史、高血压病史、BMI、Hb、TG、TC、LDL-C、LPa、UA)在两组之间差异无统计学意义。

铁代谢水平比较  比较两组的铁代谢指标发现，AMI组Iron[(14.61±5.70) μmol/L vs. (17.02±5.21) μmol/L，P=0.018]和TIBC[(47.45±7.53) μmol/L vs. (50.41±7.82) μmol/L，P=0.042]水平明显低于对照组，差异具有统计学意义。与对照组相比，AMI组具有较高的SF水平[317.80 (184.88~530.98) ng/mL vs. 202.00 (139.15~349.00) ng/mL，P=0.031]。TSAT、UIBC和TRF水平在两组患者之中差异无明显统计学意义(表 2，图 2)。

多因素回归分析  行多因素二元Logistic回归分析发现，未校正混杂因素前，Iron与AMI相关性具有统计学意义(OR=0.918，P=0.022，95%CI：0.853~0.987)。加入单因素分析中具有统计学差异或存在重要临床意义的变量并调整混杂因素(包括年龄、性别、吸烟史、糖尿病史、Hb、WBC、N%、HDL-C和eGFR)后，AMI组Iron低水平仍具有统计学意义(OR=0.898，P=0.033，95%CI：0.813~0.992)，提示Iron是AMI的独立保护因素。与此同时，针对TIBC、SF与AMI的相关性展开回归分析发现，未调整混杂因素时，TIBC(P=0.045)和SF(P=0.019)均为AMI的影响因素。调整混杂因素后发现TIBC和SF与AMI的相关性均无统计学意义(表 3)。

讨论

AMI是由不稳定性缺血综合征引起的心肌坏死事件^[6]，是冠状动脉疾病最严重的表现。AS是AMI的主要发病基础，其病理过程涉及血管重构、免疫代谢异常、氧化应激等多种机制^[8-9]。1981年Sullivan等^[10]首次提出“铁假说”理论，证实了低铁负荷对于绝经前妇女发挥的抗AS作用。自此，许多有关铁代谢与心血管疾病的临床和基础研究接踵而至。无论是铁超载还是铁缺乏，铁代谢紊乱状态均与心血管疾病发病率和死亡率的增加密切相关。

铁是人体必需的微量元素之一，其作为各种金属蛋白的组成部分，参与许多关键的生化过程，包括组织中的氧气运输、线粒体呼吸链中的电子传递、DNA的合成和修复及外源物质的代谢等^[11]。食物中的铁由十二指肠和空肠上段吸收。一方面，Fe³⁺可被十二指肠细胞色素B(duodenal cytochrome，DCYTB)还原为Fe²⁺，并通过二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter1，DMT1)转运至小肠上皮细胞内；另一方面，Fe³⁺也可以转铁蛋白(TRF)-Fe³⁺复合物的形式流动于循环中，后者可与胞膜上的转铁蛋白受体结合，并进行跨膜转运。在前列腺跨膜上皮3抗原(six-transmembrane epithelial antigens of the prostate 3，STEAP3)的作用下，Fe³⁺被还原为Fe²⁺并借助DMT1从内涵体释放至胞内。Fe²⁺可以再次被氧化为Fe³⁺并与铁蛋白结合，另一部分则储存于不稳定铁池(labile iron pool，LIP)中。储存于LIP中的Fe²⁺可通过细胞基底侧的铁转运蛋白1(ferroportin 1，FPN1)介导，同时被亚铁氧化酶(hephaestin，HEPH)氧化为Fe³⁺并排出细胞外^[12-14]。健康个体的铁负荷处于动态平衡之中。铁代谢紊乱时，细胞内氧化还原反应失衡，过量铁在细胞内和组织中蓄积并造成相应损伤^[3]，对于AS进展起到重要的推动作用。

循环中有多种标志物可反映铁代谢状态。血清铁(Iron)为与TRF结合流动于血液中的铁，其被运输到全身各处后，大部分用于合成血红蛋白并储存在红细胞中，少部分储存在肝脏和巨噬细胞中。血清铁的浓度受到多种因素的综合影响，机体偶尔会因创伤或分娩等情况而失血，膳食铁摄取含量也存在差异，肥胖、心肾功能不全、恶性肿瘤、炎症等也会使血清铁浓度发生波动，但大多数成年人的血清铁浓度保持在10~30 μmol/L，铁储备量维持在0.2~1 g的恒定水平。除Morrison等^[15]一项涵盖9 920位参与者的队列研究发现Iron > 175 μg/dL的人群发生致死性AMI的风险显著升高外，大部分研究支持Iron对于心血管疾病的保护作用。叶刚等^[16]一项针对STEMI住院患者的回顾性研究发现，Iron降低(< 6.9 μmol/L)是其发生急性心力衰竭的独立预测因子。Huang等^[17]开展的一项回顾性病例对照研究显示，AMI患者TIMI危险评分随Iron的降低而增加，并且Iron可以作为其血运重建治疗后左室收缩功能状况的潜在预测因子。一项名为HUNT的前瞻性队列研究显示，Iron水平较低的男性因缺血性心脏病而死亡的风险更高，但在女性中并未观察到此现象^[18]。Marniemi等^[19]开展了一项长达10年的队列研究，结果表明Iron低水平是AMI和卒中风险增加的可靠预测指标，且这项结论在校正混杂因素后仍成立。本研究中我们比较了两组患者的血清铁水平，发现AMI组血清铁显著低于对照组。进一步行多因素回归分析校正混杂因素后，发现血清铁与AMI的相关性具有统计学意义，提示血清铁可能为AMI的独立保护因素，且这一结论在男性和女性患者中均成立。血清铁水平的降低也即循环中转铁蛋白结合铁的减少。一方面，这提示铁储备量的减少，而体内铁储存低会增加AS的患病风险，加剧AS进展^[20]。另一方面，循环铁的降低意味着FPN1介导的巨噬细胞铁排出相对受阻，也即胞内铁过载。活性铁可催化芬顿反应，引起脂质过氧化水平升高，既可诱导巨噬细胞向促炎型极化，又可引发细胞铁死亡^{[14, 21]}，促使AS斑块进展为破裂、糜烂、出血等不稳定状态^[22]。因此，低血清铁可能是AS患者发生不稳定心血管事件的信号。

TRF可携带循环中的铁，缓解细胞内铁沉积，因而具有抗AS、抗炎抗氧化及抗血管损伤的作用。总铁结合力(TIBC)是指TRF能结合的最大铁量，前者不仅可以衡量机体的TRF水平，而且不易受到感染、炎症、肿瘤等因素的影响，可以较为稳定地反映机体铁负荷。孙瑞华等^[23]发现TIBC水平与冠脉狭窄程度密切相关。有研究发现血清TRF水平较高的患者其AMI风险显著增加，也有人认为TRF是冠心病的保护因素。本研究发现AMI组TIBC水平明显低于对照组，但TRF在两组间差异无统计学意义。针对TIBC与AMI的关系进一步展开Logistic回归分析发现，在未校正混杂因素时，TIBC是AMI的影响因素，但经混杂因素校正后，这种相关性没有统计学意义。因此，TIBC、TRF和AMI之间的关联尚需进一步深入研究。

血清铁蛋白(SF)主要来源于巨噬细胞的释放，其正常值在男性与女性中有所不同，男性为30~300 ng/mL，女性为13~150 ng/mL。SF与存在各种病理状况患者的不良结局有关，这提示了其潜在应用价值，但其浓度易受到铁储备水平和急慢性炎症的影响^[24]。Jankowska等^[25]认为升高的SF是AS的保护因素，从而得出与“铁假说”不一致的结论。Holay等^[26]则提出SF高水平与患者AMI发生风险呈独立相关。然而，Ekblom^[27]等的一项前瞻性病例对照研究显示，在首次发生AMI的患者中，循环铁负荷升高并不能作为一项危险因素。在本研究中，与对照组相比，AMI患者SF含量明显升高。进一步Logistic回归分析发现未调整混杂因素时，SF为AMI的危险因素，但在经混杂因素校正后这一相关性无统计学意义。AMI组显著升高的SF水平可能是因为AMI组男性明显多于女性，而男性与女性SF的生理水平不同所致。SF是否可以作为AMI的独立影响因素在本研究中尚未得到证实。

转铁蛋白饱和度(TSAT)的临床生理波动较大。临床研究显示许多慢性疾病都伴随有TSAT的降低。有研究表明男性患者冠状动脉疾病死亡风险随TSAT的增加而减低，但其差异并无统计学意义；而在低水平TSAT女性患者中观察到了较高的冠脉疾病死亡风险。在一项集合47项研究的Meta分析中，研究者发现Iron、TIBC、SF和AMI之间并无显著关联，但TSAT与AMI呈显著负相关^[28]。不饱和转铁蛋白结合力(UIBC)为未结合铁的空载转铁蛋白，是衡量空载转铁蛋白较为准确的指标^[29]。然而，目前的研究尚未阐明UIBC对于冠心病的确切预测价值。本研究中，我们观察到AMI组TSAT与UIBC水平低于对照组，但差异无统计学意义。我们推测部分可能因为样本量较小，损失部分信息所致。

本研究中，我们以AMI为切入点，针对所有入组患者，纳入较为全面的铁代谢指标，开展综合分析，并发现AMI患者存在Iron、TIBC及SF水平的显著紊乱；进一步回归分析发现Iron可能是AMI的独立保护因素。本研究也存在不足和局限性：首先，它是一项单中心、小规模的横断面研究；其次，由于男性和女性在AMI发病率和发病年龄上存在差异，以及横断面研究本身的局限性，因而AMI组的性别均衡性较差。经混杂因素调整后，仍可能存在结果偏倚。因此，我们仍需纳入更多样本，拉长研究时间窗，进行多中心的合作并开展前瞻性研究以探索AMI相关影响因素，进一步阐明铁代谢水平对于AMI的应用价值，明确铁代谢紊乱在AMI中扮演的角色。

作者贡献声明  刘小锦  数据采集，论文撰写和修改。马杰栋  数据统计和分析。张红旗，陈羽斐，田嘉珉，欧洋，孙晟甲  论文修改。罗剑锋  统计指导。沈伟  论文构思和修改，实验设计。

利益冲突声明  所有作者均声明不存在利益冲突。