彭 超,馬艷萍,王 靜,廖榮宏
(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬永川醫(yī)院心內(nèi)科 402160)
心力衰竭(HF)是各種器質(zhì)性心臟病進(jìn)展的終末階段,心房顫動(dòng)(AF)是臨床上最常見的心律失常,二者均具有較高發(fā)病率、致殘率、死亡率。如何早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)心血管疾病的危險(xiǎn)因素具有重要的臨床意義。過去的防治措施中主要強(qiáng)調(diào)對高血壓、高血糖、高血脂的控制,而近年來,越來越多的證據(jù)表明炎癥在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色。單核細(xì)胞作為重要的炎癥介質(zhì)與動(dòng)脈粥樣硬化,冠心病及HF具有一定相關(guān)性,而是否參與AF的發(fā)生、發(fā)展卻知之甚少。本文通過獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析血漿單核細(xì)胞數(shù)及心功能指標(biāo),探討單核細(xì)胞在AF及AF+HF患者中的可能的病理生理機(jī)制。
1.1 一般資料 選擇2010年4月至2013年6月在本科住院的AF患者298例,以最近一次住院資料為準(zhǔn),采用回顧性查閱病例的方法逐一登記統(tǒng)計(jì)。其中男122例,女176例,年齡38~97歲,平均(68.5±11.4)歲。病例中合并高血壓145例,冠心病154例,HF 167例。持續(xù)時(shí)間小于或等于7d,可自行轉(zhuǎn)復(fù)為竇性心律者設(shè)為陣發(fā)性AF組;AF發(fā)作持續(xù)時(shí)間大于7d,不能自行轉(zhuǎn)律者設(shè)為非陣發(fā)性AF組。選取同期非AF患者300例作為對照組,AF組和對照組患者的年齡、性別、體質(zhì)量、冠心病、心力衰竭、高血壓等基礎(chǔ)疾病差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。排除標(biāo)準(zhǔn):感染性疾??;糖尿病、心臟瓣膜病、甲亢、腫瘤;嚴(yán)重肝腎功能不全;單核細(xì)胞增多癥、免疫系統(tǒng)性疾病;血液??;既往腦血管事件等疾病。
1.2 方法 AF組入選對象均行常規(guī)心電圖或動(dòng)態(tài)心電圖檢查證實(shí)為AF患者。AF組及對照組均于入院第2天清晨、空腹、清醒時(shí)抽取外周靜脈血。并記錄患者血常規(guī)單核細(xì)胞計(jì)數(shù)、NT-proBNP以及左心房內(nèi)徑、LVEF值。超聲心動(dòng)圖檢查:采用飛利浦心悅IE 33型彩色多普勒超聲診斷儀,探頭頻率2.5MHz,測量左心房前后徑(LAD),由專職心臟超聲醫(yī)師操作。單核細(xì)胞檢測:患者入院后第2天清晨空腹采集靜脈血3mL,采用邁瑞B(yǎng)C-5300五分類血液分析儀測定。NT-proBNP檢測:采用ReLIA多功能免疫檢測儀測定,試劑由深圳瑞萊生物工程有限公司提供。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料用s表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較,計(jì)數(shù)資料以百分率表示,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
AF組單核細(xì)胞數(shù) (0.34±0.18)×109,NT-proBNP(2 807.89±2 987.61)pg/mL、左心房內(nèi)徑(38.13±6.83)mm明顯高于對照組(0.29±0.13)×109、(860.68±1 802.73)pg/mL、(31.43±6.17)mm,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。LVEF(58.53±12.30)%明顯低于對照組(63.57±11.84)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
非陣發(fā)性 AF組 NT-proBNP(3 011.17±3 040.58)pg/mL、左心房內(nèi)徑(39.11±6.63)mm明顯高于陣發(fā)性AF組(2 158.00±2 731.35)pg/mL、(34.97±6.55)mm,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。LVEF(57.58±12.44)%明顯低于陣發(fā)性AF組(61.55±11.40)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。單核細(xì)胞(0.35±0.19)×109高于陣發(fā)性 AF組(0.32±0.14)×109,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
心力衰竭合并心房顫動(dòng)(HF+AF)組 NT-proBNP(4 511.95±3 011.04)pg/mL、左心房內(nèi)徑(39.68±6.75)mm明顯高于心力衰竭合并竇律(HF+SR)組(1 548.66±2 378.27)pg/mL、(33.08±7.75)mm,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。LVEF(54.43±12.56)%明顯低于 HF+SR組(58.88±13.81)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。單核細(xì)胞數(shù)(0.33±0.18)×109高于 HF+SR組(0.30±0.14)×109,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
單核細(xì)胞來源于骨髓中的造血干細(xì)胞,在骨髓中短暫停留后進(jìn)入血液,2~3d后遷移到周圍組織中。在機(jī)體炎癥的誘導(dǎo)下,單核細(xì)胞迅速向凋亡細(xì)胞及壞死組織處聚集,發(fā)揮吞噬功能。激活的單核細(xì)胞能夠與內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞共同分泌單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)[1],MCP-1作為炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)因子,可誘導(dǎo)其他炎癥細(xì)胞分泌 TNF-α、IL-1、IL-6等炎癥介質(zhì),擴(kuò)大炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),促進(jìn)炎癥發(fā)生、發(fā)展[2]。
HF是大多數(shù)心血管疾病的最終歸宿。近年來,越來越多的證據(jù)表明,HF不僅是交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)和腎素-血管緊張素系統(tǒng)激活后,心臟結(jié)構(gòu)改變引起的心功能失代償表現(xiàn),也是一個(gè)炎癥反應(yīng)過程。它參與心血管損傷從輕微的血管壁脂質(zhì)點(diǎn)形成到心血管重構(gòu)及出現(xiàn)明顯的心功能障礙的整個(gè)病變過程。炎癥在HF的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,而單核細(xì)胞作為一種炎癥細(xì)胞在HF中扮演者重要角色,它可通過MCP-1實(shí)現(xiàn)炎癥反應(yīng)。MCP-1由激活的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞分泌,是一重要的單核細(xì)胞趨化和激活因子,可誘導(dǎo)單核細(xì)胞等炎癥因子向心肌組織浸潤參與炎癥反應(yīng)。研究者在MCP-1表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠心肌間質(zhì)中發(fā)現(xiàn)大量單核細(xì)胞浸潤[3],而抗MCP-1抗體治療可阻止早期單核細(xì)胞浸潤至冠狀血管和心肌間質(zhì)[4]。另有研究證實(shí),無論是在壓力型還是在容量型至大鼠HF模型中,心肌MCP-1的表達(dá)水平均隨HF嚴(yán)重程度而增大,其升高程度與LVEF呈負(fù)相關(guān)[5-6]。其可能的機(jī)制為 MCP-1誘導(dǎo)單核細(xì)胞分泌 TNF-α、IL-1、IL-6等炎癥因子。TNF-α通過阻止細(xì)胞內(nèi)Ca2+聚集,介導(dǎo)NO過量生成,增加NF-κB磷酸化等途徑,促進(jìn)氧化應(yīng)激和活性氧物質(zhì)的生成,誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡,以及通過上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)活性,引起心肌間質(zhì)纖維化,產(chǎn)生負(fù)性肌力作用[7]。而IL-1、IL-6除了通過上述部分途徑致HF外,還參與交感神經(jīng)的興奮以及RAS系統(tǒng)的激活[8-9]。由此可見,單核細(xì)胞、MCP-1及其誘導(dǎo)的炎癥因子共同參與慢性心力衰竭(CHF)的發(fā)生、發(fā)展。
長期的CHF最終可導(dǎo)致心功能失代償,心房、心室擴(kuò)大,引起心房間質(zhì)纖維化,促進(jìn)心房傳導(dǎo)延遲以及心房肌纖維間電傳導(dǎo)不匹配,為折返形成提供客觀條件,當(dāng)遇到合適的誘發(fā)因素,就會(huì)引起AF發(fā)生。AF發(fā)生后,又導(dǎo)致房室間機(jī)械活動(dòng)同步性喪失,以及通過快速的心室率縮短心室舒張期,減少心室充盈量,增加心房容量負(fù)荷,加重心衰。AF與HF互成因果,HF患者出現(xiàn)AF標(biāo)志著兩者惡性循環(huán)的開始,嚴(yán)重影響患者心臟功能。據(jù)統(tǒng)計(jì),在AF患者中,15%~20%同時(shí)伴有CHF,而在CHF患者中5%~50%伴發(fā) AF[10-11]。本研究通過對AF組和對照組心功能指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn),AF組NT-proBNP明顯升高,左心房內(nèi)徑顯著擴(kuò)大,LVEF值明顯低于對照組(P<0.01),這些心功能指標(biāo)明確提示AF患者心功能較非AF患者明顯減低。在AF亞組的比較中,非陣發(fā)性AF組NT-proBNP、左心房內(nèi)徑高于陣發(fā)性AF組,LVEF值低于陣發(fā)性AF組,提示AF持續(xù)時(shí)間與心功能減退程度呈正相關(guān)。而在HF+AF組與HF+SR組亞組的比較中,心功能標(biāo)志物改變更為明顯,由此證明HF患者一旦發(fā)生AF,HF程度會(huì)進(jìn)一步加重,導(dǎo)致惡性循環(huán)。
單核細(xì)胞及其趨化因子參與心臟重構(gòu)誘發(fā)HF,HF與AF無論是從心肌細(xì)胞水平,還是心臟結(jié)構(gòu)水平,都有著共同的發(fā)病機(jī)制,兩者在電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)的發(fā)展過程中相互影響,互為因果。因此,單核細(xì)胞及其趨化因子與AF可能存在一定相關(guān)性。在結(jié)構(gòu)重構(gòu)方面,MCP-1不僅可以直接誘導(dǎo)心肌細(xì)胞表達(dá)IL-1、IL-6、TNF-α等炎癥因子,引起心臟負(fù)性肌力作用,降低心功能[12]。還可以誘導(dǎo)單核細(xì)胞形成巨噬細(xì)胞,后者與氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)結(jié)合形成泡沫細(xì)胞,聚集成粥樣斑塊,引發(fā)早期的血管炎癥、心肌纖維化,使新生內(nèi)膜增殖和心肌重塑。使用他汀類藥物可以抑制MCP-1表達(dá),延緩心肌重塑的進(jìn)展。另外,MCP-1與其受體CCR2結(jié)合后可誘導(dǎo)一種促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡的因子-單核細(xì)胞趨化蛋白誘導(dǎo)蛋白(MCPIP)形成,這種因子通過誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡引起心肌結(jié)構(gòu)重塑[13]。而bcl-2及FasL等抑制細(xì)胞凋亡基因可預(yù)防在心肌MCP-1表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠中心肌重塑的進(jìn)展[14],說明MCP-1與心肌細(xì)胞凋亡有關(guān)。單核細(xì)胞還參與AF的電重構(gòu),MCP-1誘導(dǎo)單核細(xì)胞及巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的TNF-α可增加心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度[15]。引起L-型鈣通道活性下調(diào),使動(dòng)作電位時(shí)程及有效不應(yīng)期縮短,形成多個(gè)折返環(huán)。同時(shí),超載的Ca2+能激活鈣激活蛋白,通過降解肌鈣蛋白等心肌收縮蛋白導(dǎo)致心房收縮功能減退[16],心房間質(zhì)纖維化,引起心房內(nèi)傳沖動(dòng)傳導(dǎo)異常,誘發(fā)心房電重構(gòu)。在臨床研究中,劉本華等[17]將40例行瓣膜置換術(shù)的風(fēng)心病患者分為AF組與對照組,心臟手術(shù)中建立體外循環(huán)心臟停搏前獲取右心耳組織。通過切片觀察發(fā)現(xiàn),與竇性心律組比較,AF組患者右心房細(xì)胞外基質(zhì)中浸潤的單核細(xì)胞數(shù)明顯增多。該研究為單核細(xì)胞參與AF的發(fā)生提供病理學(xué)依據(jù)。結(jié)合本研究結(jié)果,與對照組相比,AF組單核細(xì)胞水平顯著增高,在HF+AF組中單核細(xì)胞數(shù)也明顯增高。由此作者可以推測,單核細(xì)胞及其趨化因子可能通過促進(jìn)心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)及HF的發(fā)生參與AF的發(fā)生、發(fā)展。
本研究通過測定AF患者血單核細(xì)胞及心功能水平,以及對MCP-1及誘導(dǎo)分泌的炎癥因子對心功能及AF發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制探討發(fā)現(xiàn),HF與AF互為因果,而單核細(xì)胞不僅參與HF的形成,同時(shí)通過其趨化因子參與心房纖維化及AF的形成。由于檢測MCP-1的局限性,臨床上并未將MCP-1作為心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素進(jìn)行常規(guī)檢測,而單核細(xì)胞檢測簡單易行,可以作為預(yù)測AF危險(xiǎn)因素的重要指標(biāo),可能有助于早期發(fā)現(xiàn)潛在AF患者,具有重要的臨床預(yù)測意義。但單核細(xì)胞與HF及AF的確切關(guān)系還有待更深入的基礎(chǔ)及臨床研究證實(shí)。
[1]Belge KU,Dayyani F,Horelt A,et al.The proinflammatory CD14+CD16+DR++ monocytes are amjor source of TNF[J].J Immunol,2002,168(7):3536-3542.
[2]彭彬.單核細(xì)胞趨化蛋白-1與心力衰竭的關(guān)系研究進(jìn)展[J].心血管病學(xué)進(jìn)展,2007,28(4):570-572.
[3]Kolattukudy PE,Quach T,Bergese S,et al.Myocarditis induced by targeted expression of the MCP-1gene in murine cardiac muscle[J].Am J Pathol,1998,152(2):101-111.
[4]Koyanagi M,Egashira K,Kitamoto S,et al.Role of monocyte chemoattractant protein-1incard iovascular remodeling induced by chronic blokade of nitric oxide synthesis[J].Circulation,2000,102(18):2243-2248.
[5]Shioi T,Matsumori A,Kihara Y,et al.Increased expression of interleukin-1βand monocyte chemotactic and activating factor/monocyte chemoattractant protein-1in the hypertrophied and failing heart with pressure overload[J].Circulation,1997,81(5):664-671.
[6]Behr TM,Wang X,Aiyar N,et al.Monocyte chemoattractant protein-1is upregulated in rats with volume-overload congestive heart failure[J].Circulation,2000,102(11):1315-1322.
[7]Ikeda U,Shimada K.Nitric oxide and cardiac failure[J].Clin Cardiol,1997,20(9):837-841.
[8]El-Menyar AA.Cytokines and myocardial Dysfunction:State of the art[J].J Card Fail,2008,14(1):61-74.
[9]Jug B,Salobir BG,Vene N,et al.Interleukin-6is a stronger prognostic predictor than high-sensitive C-reactive protein in patients with chronic stable heart failure[J].Hear Vess,2009,24(4):271-276.
[10]Murphy NF,Simpsom CR,Jhund PS,et al.A national survey of the prevalence,incidence,primary care burden and treatment of atrial fibrillation in Scotland[J].Heart,2007,93(7):606-612.
[11]Maisel WH,Stevenson LW.Atrial fibrillation in heart failure:epidemiology,pathophysiology,and rationale for therapy[J].Am J Cardiol,2003,91(1):2-8.
[12]Damas JK,Aukrust P,Ueland T,et al.Monocyte chemoattractant protein-1enhances and inter leukin-10suppresses the production of inflammatory cytokines in adult rat card iomyocytes[J].Basic Res Cardiol,2001,96(5):345-352.
[13]Zhou L,Azfer A,Niu J,et al.Monocyte chemoattractant protein-1induces a novel transcription fac tor that causes cardiac myocyte apoptosis and ventricular dysfunction[J].Circulation,2006,98(20):1177-1185.
[14]Niu J,Azfer A,Deucher MF,et al.Targeted cardiac expression of soluble Fas prevents the developm ent of heart failure in mice with cardiac-specific expression of MCP-1[J].J Mol Cell Cardiol,2006,40(10):810-820.
[15]Rodríguez-Rodríguez L,González-Juanatey C,García-Bermúdez M,et al.CCR5variant and cardiovascular disease in patients with rheumatoid arthritis:a cohort study[J].Arthritis Res Ther,2011,13(2):133.
[16]Brundel BJ,Ausma J,Van Gelder IC,et al.Activation of proteolysis by calpains and structural changes in human par-oxysmal and persistent atrial fibrillation[J].Cardiovasc Res,2002,54(2):380-389.
[17]劉本華,范榜忠.心房顫動(dòng)心肌單核細(xì)胞的浸潤水平[J].中國社區(qū)醫(yī)師(醫(yī)學(xué)專業(yè)),2012,31(3):239-240.