明小星
(揚(yáng)州市第一人民醫(yī)院心電圖室,江蘇揚(yáng)州 225009)
T波電交替對(duì)心力衰竭患者的應(yīng)用價(jià)值
明小星
(揚(yáng)州市第一人民醫(yī)院心電圖室,江蘇揚(yáng)州 225009)
T波;電交替;心力衰竭
充血性心力衰竭因其高死亡率已經(jīng)成為世界上一種重要的疾病,而在心衰死亡的患者中,有50%是死于嚴(yán)重的室性心律失常,比如持續(xù)性室速或室顫,或者心源性猝死[1]。減少猝死發(fā)生率主要依賴于對(duì)可能出現(xiàn)室性心動(dòng)過速(VT)、心室顫動(dòng)(VF)、心源性猝死(SCD)患者進(jìn)行早期的診斷并進(jìn)行包括植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD)在內(nèi)的早期治療。在過去的指南中僅將左室射血分?jǐn)?shù)(EF值)作為預(yù)測(cè)心源性猝死的指標(biāo),左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)降低者(≤0.35)并發(fā)SCD的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加而需植入ICD。但是,有兩項(xiàng)重要的臨床研究發(fā)現(xiàn)有超過50%的SCD患者EF值>35%[2-3]。近些年來隨著對(duì)包括T波電交替(TWA)、心室收縮同步化等方面研究的深入,對(duì)惡性心律失常的預(yù)測(cè)因子逐漸增多,其中對(duì)T波電交替的研究尤其引人關(guān)注。在2006年ACC/AHA/ESC發(fā)布的室性心律失常和心源性猝死指南中,將T波電交替列為預(yù)測(cè)惡性室性心律失常發(fā)生的Ⅱa類推薦,可見其重要性。目前國(guó)內(nèi)對(duì)心肌梗死后T波電交替的研究報(bào)道很多,但就T波交替對(duì)心衰的預(yù)測(cè)作用研究較少,本文就TWA對(duì)心衰尤其是心室收縮失同步后的預(yù)測(cè)作用及其臨床使用方向進(jìn)行探討。
T波是心室復(fù)極過程中產(chǎn)生的電信號(hào)。正常心室的不同部位以及跨左室壁各層心肌細(xì)胞離子通道分布存在不均一的現(xiàn)象。表現(xiàn)為左室心尖部動(dòng)作電位時(shí)相較心底部長(zhǎng),左室壁心內(nèi)膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位時(shí)相較心外膜長(zhǎng)。左室壁除極時(shí)由心內(nèi)膜心肌細(xì)胞最早開始,繼之通過心內(nèi)膜和心外膜間的M型心肌細(xì)胞,最后到達(dá)心外膜心肌細(xì)胞。然而左室壁心外膜Ito電流明顯高于心內(nèi)膜,因而復(fù)極過程較心內(nèi)膜以及M型心肌細(xì)胞提前完成,因此M層心肌細(xì)胞與其兩側(cè)的心內(nèi)膜心肌細(xì)胞層和心外膜心肌細(xì)胞層之間存在電壓差,由此產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的電流,它們的綜合向量就是心電圖上記錄到的T波。在復(fù)極過程中,中層心肌細(xì)胞與其兩側(cè)的心內(nèi)膜和心外膜心肌細(xì)胞層之間存在復(fù)極時(shí)間的差異,即稱為跨室壁復(fù)極離散度[4](Transmural Dispersion of Repolarization,TDR)。在急性心肌梗死、心力衰竭等情況下,心肌細(xì)胞內(nèi)、中、外3層心肌的復(fù)極差異增大,呈現(xiàn)明顯的不均一性,在心電圖上形成TWA。一般意義上的TWA是指在體表心電圖上,竇性心律時(shí),相鄰心搏之間T波的時(shí)程、振幅或形態(tài)出現(xiàn)差異,反映了心室肌復(fù)極不均一,是心肌電活動(dòng)不穩(wěn)定的標(biāo)志。臨床上多見于器質(zhì)性心臟病,如心肌梗死、擴(kuò)張型心肌病(DCM)、長(zhǎng)QT綜合征(LQTS)等。然而體表心電圖可見的TWA十分罕見,臨床常采用微伏級(jí)T波電交替(MTWA)反映T波交替現(xiàn)象。后者是指經(jīng)特殊的心電信號(hào)處理技術(shù)記錄的TWA。近年來,隨著先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)能在常規(guī)運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中無創(chuàng)地測(cè)量MTWA。
在心衰時(shí),交感神經(jīng)活性和鈣離子調(diào)節(jié)異??赡苁侵饕闹滦穆墒СR蛩?。因?yàn)闉榱说挚菇档偷男募∈湛s力,交感神經(jīng)活性增加。后者使得心肌更容易受到瞬時(shí)的神經(jīng)活性改變或者電解質(zhì)紊亂的影響,繼而引起心臟復(fù)極異常和室性心律失常的發(fā)生。影像學(xué)已經(jīng)顯示在擴(kuò)心病中交感神經(jīng)活性增加引發(fā)TWA的作用[5]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,結(jié)扎冠狀動(dòng)脈可出現(xiàn)TWA,同時(shí)切除交感神經(jīng)節(jié)或給予β受體拮抗劑,均可減低TWA的出現(xiàn)[6]。Hohnloser等[7]發(fā)現(xiàn)在相同心率條件下,運(yùn)動(dòng)時(shí)自主神經(jīng)興奮引起心跳加快較心房起搏引起心跳加快,前者的TWA更顯著,這也從側(cè)面反映了交感神經(jīng)在TWA發(fā)生中的作用。
很多文獻(xiàn)表明電機(jī)械交替和鈣離子穩(wěn)態(tài)動(dòng)蕩有關(guān)。鈣離子穩(wěn)態(tài)不僅在興奮收縮偶聯(lián)緩解中有重要作用,同時(shí)影響動(dòng)作電位及其時(shí)程。心肌細(xì)胞興奮后引發(fā)電壓依賴的L-型鈣離子通道開放,通過鈣促發(fā)鈣作用引起肌漿網(wǎng)鈣離子通道開放,繼而導(dǎo)致胞質(zhì)內(nèi)鈣離子急劇增多,引發(fā)興奮收縮偶聯(lián)。細(xì)胞內(nèi)鈣離子直接或間接的作用于胞膜上的其他離子通道,繼而影響心肌細(xì)胞電生理。在心衰時(shí),心肌細(xì)胞膜上的離子通道發(fā)生顯著的變化,包括與復(fù)極相關(guān)的離子通道的改變及鈣離子通道的改變。包括鈣離子吸收入肌漿網(wǎng)、在SR中的再分布及釋放入胞質(zhì)的過程都參與了電交替的形成[7]。
心衰的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明了TWA和鈣調(diào)節(jié)異常及不一致的交替之間的關(guān)系,三者組成傳導(dǎo)阻滯和折返的心律失常前狀態(tài)。尤其要提出的是,心衰能降低肌漿網(wǎng)上鈣離子-ATP表達(dá),降低蘭尼堿受體功能,最終導(dǎo)致鈣離子釋放和回收受損,二者均能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子調(diào)控異常[8]。最近的關(guān)于心肌炎患者的研究表明,心肌動(dòng)作電位平臺(tái)期震動(dòng)可能與TWA形成有關(guān),而后者可以用肌漿網(wǎng)重吸收鈣離子受阻很好的解釋[9]。
鉀離子通道也可能在心肌梗死后TWA中扮演重要角色。在局部梗死心肌區(qū)域,內(nèi)膜下心肌和外膜下心肌K-ATP敏感度空間差異加大[10],導(dǎo)致復(fù)極離散度增大。在豬的模型中,急性心肌缺血導(dǎo)致動(dòng)作電位幅度和時(shí)程的縮短,除極速度和靜息膜電位也降低。動(dòng)作電位(AP)幅度的降低與ST段交替相關(guān),而超射速度的降低與QRS波形交替相關(guān)。不一致的交替明顯導(dǎo)致復(fù)極離散度的增加并增大期前收縮的能力,繼而導(dǎo)致局部的波裂及折返[7],后者是發(fā)生室性心律失常的前兆[11]。
偶聯(lián)蛋白(CXs)是心肌細(xì)胞膜上維持細(xì)胞間聯(lián)絡(luò)和電傳導(dǎo)的重要的膜離子通道蛋白。在缺氧或缺血條件下細(xì)胞連接障礙即伴隨著缺血性痙攣和細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子的增加[12]、ATP快速的耗竭及酸化。Pastore和Rosenbaum[13]進(jìn)一步證明心肌細(xì)胞電偶聯(lián)降低促使了不均一的交替,最終導(dǎo)致復(fù)極梯度增加并提供折返基礎(chǔ)。
在臨床工作中,較高的TWA振幅預(yù)示高的室性心動(dòng)過速發(fā)生率。Klingenheben等[14]發(fā)現(xiàn)無論是缺血性或非缺血性心肌病中,TWA振幅與心律失常密切相關(guān)。在對(duì)107例心衰患者隨訪中,發(fā)生室性心律失常事件患者中11例TWA陽性,2例為可疑陽性;而在TWA陰性患者中沒有心律失常事件發(fā)生,提示只有TWA是心律失常事件的顯著的獨(dú)立的預(yù)測(cè)因素(P=0.0036)。在FINCAVAS研究中,Minkkinen等[15]均報(bào)道了TWA升高值與猝死或心源性死亡率的相關(guān)性。Leino等[16]認(rèn)為隨著TWA每增高20 μV,心血管死亡和心源性猝死的發(fā)生率分別增加55%~58%。同樣,Bloomfield等[17]對(duì)左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)≤0.40的冠心病患者進(jìn)行了2年左右的隨訪(微伏級(jí)T波電交替),發(fā)現(xiàn)MTWA檢查陽性患者與正常者相比,2年中一級(jí)終點(diǎn)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)比是6.5,在MTWA陰性患者中2年的生存率為97.5%,作者因此認(rèn)為MTWA正?;颊邚腎CD中獲益較少。
有超過7 200例涉及包括心肌梗死、心衰等多種疾病前瞻性研究表明了TWA對(duì)惡性心律失常的預(yù)測(cè)價(jià)值。一些陰性結(jié)果的臨床研究也多有隨訪時(shí)間較短、停用β受體抑制劑等缺陷[18]。因此,T波電交替作為惡性心律失常的預(yù)測(cè)指標(biāo)已經(jīng)被學(xué)術(shù)界廣泛接受。
大量的臨床和實(shí)驗(yàn)室研究表明,TWA的振幅可以反映藥物治療的有效性而不影響其對(duì)惡性心律失常的預(yù)測(cè)作用。在Brugada綜合征患者,鈉離子通道阻滯劑能引發(fā)心電圖和TWA的變化,伴隨著心律失常發(fā)生的增多。在一項(xiàng)Meta分析中發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行TWA檢查時(shí)繼續(xù)服用β受體抑制劑預(yù)測(cè)作用比停止使用β阻滯劑更好,同時(shí)該研究發(fā)現(xiàn)使用藥物不會(huì)干擾TWA的預(yù)測(cè)作用,而會(huì)提高其預(yù)測(cè)作用[19]。只有縮短TWA的藥物才能減少心衰死亡率。TWA可用于臨床追蹤抗心律失常藥物療效,并有助于人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)抗心律失常藥物的作用機(jī)制。臨床觀察發(fā)現(xiàn),接受系列抗心律失常藥物試驗(yàn)的患者,電生理中誘發(fā)出持續(xù)性室性心動(dòng)過速時(shí),TWA水平顯著升高,給予普魯卡因酰胺后,TWA水平仍高,并可再次誘發(fā)室性心動(dòng)過速,而當(dāng)給予B受體阻滯劑如索他洛爾后,TWA水平顯著降低,室性心動(dòng)過速被成功抑制。β受體抑制劑[20-21]和鈉離子通道阻斷劑[22]能減少TWA的振幅,反映出他們能減少猝死和心源性死亡的發(fā)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明[23],對(duì)心衰的小鼠注射異丙腎上腺素后,TWA明顯增加,并可誘發(fā)出室性心動(dòng)過速,而對(duì)照組小鼠則未誘發(fā)出。提示TWA可能會(huì)成為一種較可靠的評(píng)定抗心律失常藥物療效的方法。
在EF<30%的患者中有1/3的患者在植入ICD 1~3年后受到不適宜的電擊[24],而這種電擊使得心肌梗死后死亡率上升2~5倍,其中很多與進(jìn)展性的心衰有關(guān)[25],因此在進(jìn)行ICD植入前,最好將不能從ICD植入中獲益的患者區(qū)分開來。TWA在篩選此類患者中有明顯的優(yōu)勢(shì)。在TWA陰性的患者中未發(fā)生心血管事件(包括全因死亡或者心源性死亡及/或室性心律失常)而存活的患者占97%~98%,提示在EF值較低的患者,TWA能作為篩選不能從ICD預(yù)防性植入中獲益的方法之一[26]。在未植入ICD的患者中,LVEF值>35%,MTWA陽性患者,SCD發(fā)生率明顯升高(約3.0%),LVEF值<35%患者中,MTWA陰性患者發(fā)生SCD的幾率很低[27]。Hohnloser等[28]在Meta分析中基于TWA提出了一種可用于篩選不能從ICD預(yù)防性植入中獲益的公式。他們的研究表明,在EF<35%患者中TWA陰性不植入ICD的患者死亡率比植入ICD患者低4倍。也就是說TWA陰性預(yù)測(cè)值為99%。
T波電交替(TWA)作為預(yù)測(cè)擴(kuò)心病患者發(fā)生惡性心律失常的預(yù)測(cè)因子受到廣泛關(guān)注。通過T波振幅變化(TAV)評(píng)估CRT的效果,包括TAV與左室重構(gòu)及惡性心律失常的發(fā)生率之間的關(guān)系。在一項(xiàng)入主了40名心衰并左束支傳導(dǎo)阻滯患者的前瞻性研究中,隨機(jī)分為CRT組及ICD組,在基線及6月后對(duì)兩組患者進(jìn)行TWA及心超檢查。平均隨訪15個(gè)月,隨訪事件為室性心動(dòng)過速的發(fā)生。結(jié)果表明,在植入CRT 6個(gè)月后,只有左室重構(gòu)改善且未發(fā)生室性心動(dòng)過速的患者TWA平均值出現(xiàn)降低,最終得出結(jié)論TWA平均值>35.4 μV,在植入CRT 6個(gè)月后預(yù)測(cè)室性心動(dòng)過速發(fā)生有83%的靈敏度,93%的特異度。CRT植入后TAV的降低與左室結(jié)構(gòu)重構(gòu)的逆轉(zhuǎn)相關(guān),并且預(yù)示了內(nèi)在致心律失?;A(chǔ)的降低,CRT后TAV平均值在長(zhǎng)期隨訪中是預(yù)測(cè)室性心動(dòng)過速發(fā)生的良好因子[29]。另外,對(duì)InSync ICD Registry和InSyncⅢMarquis研究[30]表明植入CRT后室性心動(dòng)過速發(fā)生率明顯降低。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,CRT能部分逆轉(zhuǎn)心衰引起的離子重構(gòu),繼而降低動(dòng)作電位的異質(zhì)性并改善心室內(nèi)傳導(dǎo)[27]。
左室重構(gòu)的逆轉(zhuǎn)和CRT后不同的心室復(fù)極指數(shù)之間的關(guān)系尚不明確。有研究表明,左室功能的改善和TWA有明顯的相關(guān)[29]。僅在左室功能逆轉(zhuǎn)的患者TWA明顯降低。Lellouche等[31]的研究也進(jìn)一步支持了上述結(jié)論。類似的結(jié)論在CAREHF[32]實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展期中得以證實(shí),研究者推斷心功能的改善導(dǎo)致良性心律失常狀態(tài)。因此筆者認(rèn)為,CRT抗心律失常的作用與左室重構(gòu)改善密切相關(guān)。
綜上所述,TWA作為新興的無創(chuàng)電生理標(biāo)志,在心衰患者惡性心律失常的發(fā)生、指導(dǎo)藥物治療及ICD、CRT介入時(shí)機(jī)及療效評(píng)價(jià)中有重要應(yīng)用價(jià)值,值得進(jìn)一步深入研究。
[1]Linde C,Daubert C.Cardiac resynchronization therapy in patients with New York Heart Association class I and II heart failure:an approach to 2010[J].Circulation,2010,122(10):1037-1043.
[2]Kamath GS,Mittal S.The role of antiarrhythmic drug therapy for the prevention of sudden cardiac death[J].Prog Cardiovasc Dis,2008,50(6):439-448.
[3]La Rovere MT,Bigger Jr JT,Marcus FI,et al.Baroreflex sensitivity and heart-rate variability in prediction of total cardiac mortality after myocardial infarction.ATRAMI (Autonomic Tone and Reflexes After Myocardial Infarction)Investigators[J].Lancet,1998,351(9101):478-484.
[4]Antzelevitch C.Role of spatial dispersion of repolarization in inherited and acquired sudden cardiac death syndromes[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2007,293(4): H2024-H2038.
[5]Harada M,Shimizu A,Murata M,et al.Relation between microvolt-level T-wave alternans and cardiac sympathetic nervous system abnormality using iodine-123 metaiodobenzylguanidine imaging in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy[J].Am J Cardiol,2003,92(8):998-1001.
[6]Kovach JA,Nearing BD,Verrier RL.Angerlike behavioral state potentiates myocardial ischemia-induced T-wave alternans in canines[J].J Am Coll Cardiol,2001,37(6):1719-1725.
[7]Armoundas AA,Tomaselli GF,Esperer HD.Pathophysiological basis and clinical application of T-wave alternans[J].J Am Coll Cardiol,2002,40(2):207-217.
[8]Wilson LD,Jeyaraj D,Wan X,et al.Heart failure enhances susceptibility to arrhythmogenic cardiac alternans[J].Heart Rhythm,2009,6(2):251-259.
[9]Narayan SM,Bayer JD,Lalani G,et al.Action potential dynamics explain arrhythmic vulnerability in human heart failure:a clinical and modeling study implicating abnormal calcium handling[J].J Am Coll Cardiol,2008,52(22): 1782-1792.
[10]Kleber AG,Janse MJ,Van Capelle F,et al.Mechanism and time course of ST and TQ segment changes during acute regional myocardial ischemia in the pig heart determined by extracellular and intracellular recordings[J].Circ Res,1978,42(5):603-613.
[11]Merchant FM,Armoundas AA.Role of substrate and trig-gers in the genesis of cardiac alternans,from the myocyte to the whole heart[J].Circulation,2012,125(3):539-549.
[12]Steenbergen C,Murphy E,Watts JA,et al.Correlation between cytosolic free calcium,contracture,ATP,and irreversible ischemic injury in perfused rat heart[J].Circ Res,1990,66(1):135-146.
[13]Pastore JM,Rosenbaum DS.Role of structural barriers in the mechanism of alternans-induced reentry[J].Circ Res,2000,87(12):1157-1163.
[14]Klingenheben T,Ptaszynski P,Hohnloser SH.Quantitative assessment of microvolt T-wave alternans in patients with congestive heart failure[J].J Cardiovasc Electrophysiol,2005,16(6):620-624.
[15]Minkkinen M,Kahonen M,Viik J,et al.Enhanced predictive power of quantitative TWA during routine exercise testing in the finnish cardiovascular study[J].J Cardiovasc Electrophysiol,2009,20(4):408-415.
[16]Leino J,Verrier RL,Minkkinen M,et al.Importance of regional specificity of T-wave alternans in assessing risk for cardiovascular mortality and sudden cardiac death during routine exercise testing[J].Heart Rhythm,2011,8 (3):385-390.
[17]Bloomfield DM,Bigger JT,Steinman RC,et al.Microvolt T-wave alternans and the risk of death or sustained ventricular arrhythmias in patients with left ventricular dysfunction[J].J Am Coll Cardiol,2006,47(2):456-463.
[18]Verrier RL,Klingenheben T,Malik M,et al.Microvolt T-wave alternans:physiological basis,methods of measurement,and clinical utility—consensus guideline by international society for holter and noninvasive electrocardiology[J].J Ame Coll Cardiol,2011,58(13):1309-1324.
[19]Verrier RL,Nieminen T.T-wave alternans as a therapeutic marker for antiarrhythmic agents[J].J Cardiovasc Pharmacol,2010,55(6):544-554.
[20]Klingenheben T,Gronefeld G,Li YG,et al.Effect of metoprolol and d,l-sotalol on microvolt-level T-wave alternans:Results of a prospective,double-blind,randomized study[J].J Am Coll Cardiol,2001,38(7):2013-2019.
[21]Rashba EJ,Cooklin M,MacMurdy K,et al.Effects of selective autonomic blockade on T-wave alternans in humans[J].Circulation,2002,105(7):837-842.
[22]Olsson G,Wikstrand J,Warnold I,et al.Metoprolol-induced reduction in postinfarction mortality:pooled results from five double-blind randomized trials[J].Eur Heart J,1992,13(1):28-32.
[23]Shusterman V,McTiernan CF,Goldberg A,et al.Adrenergic stimulation promotes T-wave alternans and arrhythmia inducibility in a TNF-α genetic mouse model of congestive heart failure[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2010,298(2):H440-H450.
[24]Ellenbogen KA,Levine JH,Berger RD,et al.Are implantable cardioverter defibrillator shocks a surrogate for sudden cardiac death in patients with nonischemic cardiomyopathy[J].Circulation,2006,113(6):776-782.
[25]Mishkin JD,Saxonhouse SJ,Woo GW,et al.Appropriate evaluation and treatment of heart failure patients after implantable cardioverter-defibrillator discharge:time to go beyond the initial shock[J].J Am Coll Cardiol,2009,54 (22):1993-2000.
[26]Bloomfield DM,Steinman RC,Namerow PB,et al.Microvolt T-wave alternans distinguishes between patients likely and patients not likely to benefit from implanted cardiac defibrillator therapy[J].Circulation,2004,110 (14):1885-1889.
[27]Merchant FM,Ikeda T,Pedretti RF,et al.Clinical utility of microvolt T-wave alternans testing in identifying patients at high or low risk of sudden cardiac death[J].Heart Rhythm,2012.[Epub ahead of print]
[28]Hohnloser SH,Ikeda T,Cohen RJ.Evidence regarding clinical use of microvolt T-wave alternans[J].Heart Rhythm,2009,6(3):S36-S44.
[29]Zizek D,Cvijic'M,TasicJ,et al.Effect of cardiac resynchronization therapy on beat-to-beat T-wave amplitude variability[J].Europace,2012.[Epub ahead of print]
[30]Markowitz SM,Lewen JM,Wiggenhorn CJ,et al.Relationship of reverse anatomical remodeling and ventricular arrhythmias after cardiac resynchronization[J].J Cardiovas Electrophysiol,2009,20(3):293-298.
[31]Lellouche N,De Diego C,Boyle NG,et al.Relationship between mechanical and electrical remodelling in patients with cardiacresynchronizationimplanteddefibrillators[J].Europace,2011,13(8):1180-1187.
[32]Cleland JG,Daubert JC,Erdmann E,et al.Longer-term effects of cardiac resynchronization therapy on mortality in heart failure[the CArdiac REsynchronization-Heart Failure(CARE-HF)trial extension phase][J].Eur Heart J,2006,27(16):1928-1932.
R541.73
B
1008-0740(2012)02-0130-04