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第一部分基于CYP2C19*2&*3基因检测的精准抗血小板治疗策略对冠脉支架植入术后患者临床预后的影响:回顾性队列研究研究背景:目前,冠心病(coronary artery disease,CAD)已经严重影响人类健康,且其发病率日益增加,与单纯药物治疗相比,经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)可以降低死亡率和心肌梗死(myocardial infarction,MI)风险,已经成为CAD重要的治疗手段,然而研究发现,在PCI术后18个月内,支架内血栓形成(stentthrombosis,ST)的发生率高达1.5%,这已成为介入治疗相关的严重问题。阿司匹林联合P2Y12抑制剂的双联抗血小板治疗是PCI术后抗栓治疗的基石,在预防血栓事件中起到重要作用,而氯吡格雷作为应用最广泛的P2Y12受体抑制剂,可有效降低ST、MI复发和其他主要心血管不良事件(major adverse cardiac events,MACEs)的发生率。然而,氯吡格雷的疗效存在很明显的因人而异的现象,在接受氯吡格雷治疗的患者中,很大一部分表现出抗血小板疗效减弱,甚至无效,即治疗中血小板高反应性(high on-treatment platelet reactivity,HTPR),而研究证实,HTPR是PCI术后发生缺血事件的主要危险因素,因此,个体化抗血小板治疗(personalized antiplatelet therapy,PAPT)策略显得尤为重要。在临床实践中,医生通常根据患者的临床情况调整抗血小板治疗策略,即经验性PAPT策略,例如患者为稳定型CAD还是急性冠脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)、是否伴有其他合并疾病(如糖尿病、高血压病、高脂血症)、是否存在复杂的冠状动脉病变、是否存在明显的出血风险等等,这种PAPT治疗方案的制定相对主观;而另一方面,人们也逐渐采取一些比较客观的实验室检查手段来指导PAPT,其中比较常见的方法之一即为CYP2C19基因型检测。已经发现,参与氯吡格雷两步活化过程的CYP2C19的遗传多态性与HTPR高度相关,其中,CYP2C19*2与CYP2C19*3作为CYP2C19两个最重要的功能缺失位点,与氯吡格雷的疗效存在十分密切的相关性。基于此,为了提高氯吡格雷的抗血小板疗效,以CYP2C19*2&*3基因型检测为指导的PAPT在逐渐临床上得到应用。近年来已有多项研究评价了 CYP2C19基因多态性、氯吡格雷抗血小板疗效、PCI术后临床预后三者之间的关系,然而结果并不一致。研究目的:本研究为一项临床回顾性队列研究,以接受PCI治疗的CAD患者为研究对象,目的在于进一步评估基于CYP2C19*2&*3基因型检测的PAPT所带来的临床获益,与之前的临床研究相比,本研究比较了以CYP2C19*2&*3基因型检测为指导的PAPT与经验性PAPT对PCI术后临床预后影响的差异。研究方法:本研究纳入了 2012年3月至2015年8月在山东大学附属千佛山医院心血管内科接受PCI治疗的CAD患者,其中接受CYP2C19*2和*3基因检测指导PAPT的为基因检测组,接受经验性PAPT治疗的为常规治疗组。在基因检测组中,进行CYP2C19*2和*3基因型检测,在阿司匹林治疗的基础上,根据基因检测结果调整P2Y12受体拮抗剂治疗方案:CYP2C19*1/*1携带者,也称为快代谢者(extensivemetabolizers,EMs),在PCI术前给予氯吡格雷300mg负荷剂量,之后75mg/d,维持至少1年;CYP2C19*1/*2或*1/*3基因型携带者,也称为中代谢者(intermediate metabolizers,IMs),在PCI术前给予氯吡格雷300mg负荷剂量,之后150mg/d,维持至少1年;CYP2C19*2/*2、*2/*3或*3/*3基因型携带者,也被称为慢代谢者(poormetabolizers,PMs),在PCI术前给予替格瑞洛180mg负荷剂量,之后90mg/bid,维持至少1年。在常规治疗组中,未进行CYP2C19*2和*3基因型检测,在阿司匹林治疗的基础上,根据临床经验选择P2Y12受体拮抗剂,给予氯吡格雷(在PCI术前给予300mg负荷剂量+ 75mg/d维持剂量)或替格瑞洛(在PCI术前给予180mg负荷剂量+90mg/bid维持剂量),维持至少1年。一般而言,在经验性PAPT策略上,对于急诊PCI患者,以及左主干、分叉病变、多支病变的支架植入患者,医生更倾向于应用氯吡格雷双倍剂量,或者改用替格瑞洛,而在出血风险较高的患者,如高龄、肾功能不全或CRUSADE评分较高的患者,医生更倾向于选择常规剂量的氯吡格雷。对两组患者进行了 PCI术后1年的随访,主要终点为MACE,包括死亡、MI、卒中,次要终点包括主要终点的分终点、出血事件、ST。所有统计分析均应用STATA 12.0进行,p<0.05认为具有统计学显著差异。研究结果:共计984例接受PCI治疗的CAD患者纳入该回顾性研究(基因检测组460例,常规治疗组524例),均为中国北方人,两组间在临床特征、支架植入血管、支架洗脱药物方面没有显著差异,在基因检测组,有199例(43.26%)EM,208例(45.22%)IM(其中包括 182 例 CYP2C19*1/*2 和 26 例 CYP2C19*1/*3),53例(11.52%)PM(其中包括30例CYP2C19*2/*2,5例CYP2C19*3/*3,18例CYP2C19*2/*3)。研究显示,基因检测组的主要终点事件发生率为3.70%,常规治疗组为5.53%,无统计学差异(p=.173),与常规治疗组相比,基因检测组的次要终点事件,包括死亡(基因检测组14例,常规治疗组23例,p=0.268)、心肌梗死(基因检测组5例,常规治疗组9例,p = 0.405)、卒中(基因检测组5例,常规治疗组3例,p=0.589)、ST(基因检测组4例,常规治疗组9例,p=0.245)和出血事件(基因检测组56例,常规治疗组60例,p = 0.725)的发生率也没有显著降低。研究结论:1、从CYP2C19*2&*3基因型分布来看,中国北方人中的氯吡格雷慢代谢者所占比例明显低于正常代谢者;2、基于CYP2C19*2&*3基因型检测的PAPT策略对PCI术后的CAD患者所带来的临床获益并不优于经验性PAPT。第二部分基于人工神经网络模型的冠脉支架植入术后临床预后预测研究研究背景:目前研究发现,某些临床因素会增加PCI术后患者心血管不良事件和出血事件的风险,PCI术后的长期预后及其影响因素己成为近年来的研究热点。对于疾病的预后预测,常用方法为Logistic回归法,然而,Logistic回归分析对样本量有十分严格的要求,样本量的大小取决于模型和数据的特征,当样本量很小时,对于概率估计值和置信区间的解释就必须十分谨慎,而且当自变量之间存在高度的共线性,或因变量的变化太小等情况下,就需要较大的样本量。人工神经网络(artificial neural networks,ANN)是一种模仿人类大脑结构与功能体系所建立的模拟系统,可用于多因素分析,以及明确多种因素之间的相互关系,已经成为生物医学工程研究领域的一个重要分支。ANN以其优异的非线性映射、整合、自组织、自学习能力,已被广泛应用于数字信号处理、系统建模、自动控制等领域。目前ANN的应用在临床医学研究中受到了广泛关注,可以对提供给它的信息进行学习,然后做出诊断,通过选择适当的ANN结构并进行权重训练,研究人员可以对很多临床预后进行预测。但目前,应用ANN模型进行冠心病PCI术后的预后预测尚未见文献报道。研究目的:在本研究中,对本论文第一部分的回顾性队列数据,应用MATLABR2014a软件的 Neural Network Toolbox,以反向传播(backpropagation,BP)算法建立ANN模型,用来预测PCI术后患者的临床预后,评价了预测模型的准确性,并评价了 CYP2C19基因型检测在预测模型中的价值。研究方法:病例资料及随访资料同本论文第一部分。患者的基本信息包括:年龄、性别、是否接受CYP2C19基因检测、收缩压、舒张压、体重指数、是否为首次介入治疗、左主干支架个数、左房支支架个数、前降支支架个数、中间支支架个数、回旋支支架个数、后降支支架个数、钝缘支支架个数、锐缘支支架个数、左室后支支架个数、对角支支架个数、右室支支架个数、右冠脉支架个数、后侧支支架个数、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、血红蛋白、血小板计数、服用P2Y12受体拮抗剂种类、服用他汀种类、是否应用替罗非班、是否服用华法林、是否应用比伐卢定。临床预后的随访终点为MACE,包括任何原因导致的死亡、心肌梗死、卒中,以及出血事件和支架内血栓形成,随访期1年。ANN预测模型的建立:本研究中使用的ANN模型包含1个隐藏层,输入层包含29个神经元,隐藏层包含29个神经元,输出层包含1个神经元。其中in和Nn(n:1～29)分别是第n个输入层神经元和第n个隐藏层神经元,Ok是第k个输入数据集的输出神经元。ANN模拟人类神经元突触的信息传递过程,将信息从一层传递到另一层,处理后产生输出信号。通过反复试验和评价错误决定ANN中各因素交互数量和学习周期,以交叉熵作为评价学习的标准。评价CYP2C19基因型检测在ANN预测模型中的价值:去除输入层中是否接受CYP2C19基因型检测这一变量,以相同的网络结构和模型参数建模。建模完成后,分别应用两个模型对相同数据进行预测,对两个模型的预测结果进行卡方检验,p<0.05认为具有统计学显著差异。研究结果:共计984例接受PCI治疗的CAD患者纳入该研究,数据清洗后,共计892例患者信息符合MATLAB R2014a软件运算条件,随机分为2组:建模组(n=800)和验证组(n=92)。应用MATLAB R2014a软件Neural Network Toolbox中的神经网络模式识别工具(nprtool)对建模组数据进行建模,其中训练数据占70%(n=560),验证数据占15%(n=120),测试数据占15%(n=120),隐藏层神经元数量为29。在第9次迭代运算之后,交叉熵趋于平稳。测试样本的预测正确率为80.0%。然后评价CYP2C19基因型检测在ANN预测模型中的价值,去除输入层中是否接受CYP2C19基因检测变量,再应用nprtool工具对建模组数据进行建模,其中训练数据占70%(n=560),验证数据占15%(n=120),测试数据占15%(n=120),隐藏层神经元数量为28。在第15次迭代运算之后,交叉熵趋于平稳,测试样本的预测正确率为83.3%。分别应用上述两个ANN模型对验证组(n=92)数据进行预测,并对预测结果进行卡方检验,显示无统计学差异(88.0%vs 83.7%,p=0.3972)。研究结论:1、根据患者的年龄、性别、是否接受CYP2C19基因检测、血压、体重指数、是否为首次介入治疗、植入支架位置与数量、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、血红蛋白、血小板计数、抗凝和调脂药物使用情况等自变量,可构建ANN模型,对术后1年内的预后预测准确性较高;2、是否进行CYP2C19基因型检测并不能提高该模型的预测准确性。第三部分基于血小板功能与基因检测的精准抗血小板治疗策略对冠心病患者临床预后的影响:荟萃分析研究背景:双联抗血小板治疗包括阿司匹林和P2Y12受体拮抗剂(如氯吡格雷、普拉格雷、替格瑞洛),该疗法为CAD患者在PCI术后的常规抗栓治疗方案,也用于动脉粥样硬化血栓事件的二级预防。其中,氯吡格雷曾是应用最为广泛的P2Y12受体抑制剂,但自2003年以来,研究发现氯吡格雷的疗效存在十分明显的个体差异,这与许多缺血或出血事件的发生有关,这一现象曾被称为氯吡格雷抵抗,或氯吡格雷无反应,目前也常被称为HTPR,在服用氯吡格雷的患者中,高达25%～50%存在药物反应不足现象,并因此影响了其对MACE的预防作用。所以,为了改善氯吡格雷的抗血小板效应,PAPT变得越来越重要。在临床上,医生通常根据患者的临床特点调整抗血小板治疗策略,这种经验性PAPT方案的制定相对主观;与此同时,人们也逐渐采取一些比较客观的实验室检查手段来指导PAPT,包括血小板功能检测(platelet function test,PFT)和基因型检测。目前,己有多种PFT方法,包括光透射聚集法(light transmission aggregometry,LTA)、多电极聚集法(multiple electrode aggregometry,MEA)、血管舒张刺激磷蛋白(vasodilator stimulated phosphoprotein,VASP)磷酸化法、VerifyNow P2Y12 法、血小板功能分析仪(platelet function analyzer,PFA-100),血栓弹力图描记等等,然而,关于最理想PFT检测方法的选择以及检测结果的最佳临界值界定等问题,目前尚存在争议。另一种方法是基因型检测。氯吡格雷作为一种前体药物,在胃肠道吸收之后,需要通过细胞色素P450(cytochrome P450,CYP)系统进行转化,只有大约15%可以转化为活性代谢产物,发挥抗血小板作用。研究发现,CYP2C19在氯吡格雷的代谢过程中发挥显著作用,而CYP2B6、CYP1A2、CYP3A/A5、CYP2C9等其他酶参与相对较少,目前已有很多研究评价了 CYP2C19功能缺失位点与氯吡格雷临床疗效的相关性,但结论并不一致。因此,根据目前的证据,无论是PFT还是基因型检测,PAPT对CAD患者所带来的获益尚未得出明确的结论。研究目的:本研究中,我们进行了一项荟萃分析,以进一步评估PAPT在CAD患者中的影响,与之前研究相比,本荟萃分析除包括PFT相关研究以外,还纳入了有关基因型检测的研究,更加全面。研究方法:通过PubMed(截止至2017年5月31日),Embase(截止至2017年5月31 日)和 Cochrane Controlled Trials Register(截止至 2017 年 5 月)网络数据库的检索,检索得到涉及PAPT的随机对照试验,人群均为CAD患者,实验组为接受基因型检测或PFT指导药物调整的患者,对照组为接受标准双联抗血小板治疗而未接受基因型检测或PFT指导药物调整的患者,检索策略为:"(genotype OR(genetic testing)OR(genetic polymorphism)OR(platelet function testing)OR(platelet reactivity)OR(VerifyNow)OR plateletworks OR(light transmission aggregometry)OR(multiple electrode aggregometry)OR(Platelet Function Analyzer)OR(vasodilator stimulated phosphoprotein)OR(thrombelastography)OR(Cone and Platelet Analyzer))AND((clopidogrel)OR(cangrelor)OR(elinogrel)OR(prasugrel)OR(ticagrelor))",排除标准包括:①非随机对照试验;②未应用P2Y12受体拮抗剂治疗;③治疗持续时间<1个月;④没有涉及MACE或出血事件的预防。对纳入试验进行质量评价,提取试验数据,选用随机效应模型进行Meta分析,结果以风险比(riskratio,RR)及其95%置信区间(confidence interval,CI)来表示,应用Q值、l2等对入选研究进行异质性评价,并应用亚组分析、Meta回归等方法对异质性来源进行定位,通过剪补法进行敏感性分析,使用漏斗图和Egger’s回归方法评估发表偏倚。所有统计分析均使用Review Manager 5.3和STATA 12.0进行,p<0.05认为有统计学显著差异。研究结果:共检索到相关文献1078篇,其中在PubMed数据库检索到561篇,在EMBASE 数据库检索到 633 篇,在 Cochrane Controlled Trials Register 数据库检索到854篇,经过筛选,共14项随机对照研究纳入了本Meta分析,共纳入9497例CAD患者,其中4878例接受PAPT(PFT或基因型检测),即PAPT组,4619例纳入对照组。研究显示,与对照组相比,PAPT组的MACE(RR0.58,95%CI 0.42-0.80,p = 0.001)、ST(RR 0.60,95%CI 0.41-0.87,pp = 0.008)和 MI(RR 0.43,95%CI 0.21-0.88,p=0.02)的风险显着降低,两组在心血管死亡(RR0.77,95%CI 0.51-1.16,= 0.21)、出血事件(RR 0.96,95%CI 0.81-1.13,pp = 0.59)和缺血性卒中(RR 0.81,95%CI 0.39-1.66,p = 0.57)的风险无显著差异,MACE(Chi2 = 58.71,,p<0.00001,p=81%)和 MI(Chi2=35.57,<0.0001,p=78%)组内存在显著异质性。随着随访时间的延长,PAPT策略对于MACE的预防作用有所降低(1个月:RR0.06,95%CI 0.01-0.29,p = 0.0006;6 个月:RR 0.44,95%CI 0.14-1.42,pp=0.17;12 个月:RR 0.68,95%CI 0.50-0.93,pp = 0.01),虽然 Meta 回归并未发现二者之间显著的线性关系(Coef= 0.120,Std.Err.= 0.059,pp = 0.068),但亚组分析发现各随访时间点的获益之间存在统计学差异(p = 0.01)。另一亚组分析发现,在HTPR患者,PAPT对MACE的预防作用更加显著(RR0.46,95%CI 0.27-0.80,pp = 0.006),而在未提及是否存在HTPR的患者亚组,预防作用不显著(RR 0.70,95%CI 0.48-1.00,p = 0.05)。最终基于PAPT策略的差异,定位了 MACE组内异质性的来源,其中LTA法:Chi2 = 0.63,p = 0.43,P= 0%;MEA法:Chi2=1136,p = 0.51,I2 = 0%;VerifyNow 法:Chi2=0.96,pp = 0.62,I2=0%;VASP 法:Chi2 = 7.04,p = 0.03,l2 = 72%,除VerifyNow法和VASP法外,其他所有方法均表现出明显获益(LTA法:RR0.55,95%CI 0.37-0.83,pp = 0.004;MEA 法:RR0.47,95%CI 0.32-0.67,p<0.0001;CYP2C19 基因检测:RR0.29,95%CI 0.14-0.64,pp =0.002;VerifyNow法:RR 1.08,95%CI 0.98-1.19,p=0.12;VASP 法:RR0.15,95%CI 0.02-1.00,pp = 0.05)。通过剪补法进行敏感性分析,剪补前后没有发现明显差异,提示各组结论相对稳健。根据漏斗图和Egger’s回归,发现在MACE组(Intercept:-2.726,95%CI-3.657--1.796,pp = 0.000)、心血管死亡组(Intnrcept:-1.741,95%CCI-2.472--1.010,pp = 0.000)、MI 组(Intercept:-1.649,95%CI-3.090--0.207,pp = 0.030)和 ST组(Intercept:-1.582,95%CI-2.801--0.362,pp = 0.016)尚存在比较明显的发表偏倚。研究结论:1、与对照组相比,PAPT组的MACE、ST和MI风险显著降低,但两组在心血管死亡、出血事件和缺血性卒中的风险无显著差异;2、PAPT对MACE的预防作用尤其表现在治疗的早期,以及HTPR患者中;3、LTA法、MEA法、CYP2C19基因检测对MACE的预防作用较明确,但VerifyNow法、VASP法的预防作用有待进一步证实。