董揚(yáng)，王文標(biāo)

（金華市人民醫(yī)院，浙江金華321000）

18F-FDG PET顯像評價(jià)秋水仙堿對心肌缺血再灌注的抗心肌缺血療效

董揚(yáng)，王文標(biāo)

（金華市人民醫(yī)院，浙江金華321000）

目的采用18F-FDG PET顯像評價(jià)秋水仙堿對心肌缺血再灌注的抗心肌缺血療效。方法20只SD大鼠隨機(jī)分為對照組（A組）和3個(gè)秋水仙堿處理組［分別為1mg（kg·d）（B組），2mg（kg·d）（C組），4mg（kg·d）（D組）］，每組5只，給藥1個(gè)月。建模成功后第1天、1周、2周、4周對各組SD大鼠行18F-FDG MicroPET顯像。評價(jià)各組大鼠的心肌缺血情況。結(jié)果所有SD大鼠均存在不同程度的心肌缺血，隨著秋水仙堿使用劑量的增大及觀察時(shí)間的延長，SD大鼠的心肌缺血情況亦存在不同程度改變。兩樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示C組第1天及第4周顯像R值均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=2.337，2.789，均P＜0.05）。LSD-t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示A組與D組、B組與D組及C組與D組組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.667，-1.042，-0.998，均P＜0.05）。結(jié)論秋水仙堿對心肌缺血再灌注損傷存在保護(hù)作用，且隨治療劑量的增加，療效愈明顯。

秋水仙堿；心肌缺血再灌注；18F-氟脫氧葡萄糖；正電子發(fā)射斷層顯像

心肌缺血再灌注損傷 （myocardial ischemia and reperfusion injury，MI/RI）是臨床上缺血性心臟病、休克、體外循環(huán)、心血管手術(shù)等疾病或治療過程中常見的病理生理損傷，通過過激的級聯(lián)反應(yīng)造成組織、器官等的損傷［1］。目前，有學(xué)者提出秋水仙堿對心肌活性有一定的保護(hù)作用，已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，但具體的分子機(jī)制尚不夠明確。18F-氟脫氧葡萄糖（F-18-fluorodeoxyglucose，18F-FDG）正電子發(fā)射斷層顯像 （positron emission computed tomography，PET）是目前臨床中廣泛開展、可用于監(jiān)測心肌活性的無創(chuàng)性影像學(xué)檢查方法，且在心肌梗死后的長期、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測中有重要的應(yīng)用價(jià)值［2］。本研究旨在探討秋水仙堿對心肌缺血再灌注的抗心肌缺血療效，通過分子影像學(xué)新技術(shù)動(dòng)態(tài)、定量、長期觀察秋水仙堿在不同有效部位藥效變化及量效關(guān)系。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物清潔SD大鼠20只（雌雄各半），鼠齡8周，體質(zhì)量為220～250g。由浙江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)溫度為 （25± 2）℃，濕度40%～70%，晝夜明暗交替時(shí)間為12/12小時(shí)，自由攝食進(jìn)水。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

1.2方法

1.2.1給藥方法20只SD大鼠隨機(jī)分為A組（對照組）和3個(gè)秋水仙堿處理組 （分別為B組［1mg/（kg·d）］，C組 ［2mg/（kg·d）］，D組 ［4mg/（kg· d）］，每組各5只，給藥1個(gè)月。秋水仙堿（西雙版納藥業(yè)有限責(zé)任公司）按1mg/kg，2mg/kg，4mg/kg濃度配制，每天灌胃1次，每次2mL，共4周。模型建立：結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支30分鐘，記錄再灌120分鐘II導(dǎo)聯(lián)心電圖 （BL-420E生物信號采集儀，成都泰盟科技有限公司）。造模后，心電圖表現(xiàn)ST段抬高或T波高聳均為心肌缺血標(biāo)志；抬高的ST段下降或T波高聳得到恢復(fù)，為再灌注模型成功的標(biāo)志。給藥組：結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支，缺血30分鐘，復(fù)灌后即刻給予不同濃度的秋水仙堿。

1.2.2Micro PET葡萄糖代謝顯像儀器采用美國Leica TCS SP2。掃描前禁食6小時(shí)，稱重后利用異氟烷和氧氣混合氣體（1.5%）麻醉待掃描SD大鼠，固定于Micro-PET掃描床上，每只尾靜脈注射18.5MBq新鮮制備的18F-FDG，注射體積為0.5mL，注射30分鐘后實(shí)施18F-FDG MicroPET掃描顯像。層厚0.78mm，矩陣128×128，采集時(shí)間10分鐘，采集能窗350～650keV。第1天、1周、2周與4周對各組SD大鼠尾靜脈注射18.5MBq的18F-FDG，30分鐘后在麻醉狀態(tài)下行18F-FDG MicroPET顯像，掃描10分鐘，數(shù)據(jù)經(jīng)重建后進(jìn)行定性、定量分析。采集信息包括心肌缺血或梗死定性診斷、定位診斷、靶/非靶比值R（R=缺血或梗死心肌放射性計(jì)數(shù)/右肺尖放射性計(jì)數(shù)）。預(yù)試驗(yàn)結(jié)果提示R值10%的改變可用于評價(jià)缺血心肌代謝改善情況。若R值增大超過10%定義為改善，R值減小超過10%定義為加重，其余定義為穩(wěn)定。感興趣區(qū)域（ROI）勾畫由2名實(shí)驗(yàn)人員分別進(jìn)行3次，取均值。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)軟件行數(shù)據(jù)處理與分析，定量資料用（±s）表示，各組資料第1天與第4周R值比較行兩樣本t檢驗(yàn)。采用方差分析比較四組SD大鼠第4周時(shí)R值，若組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則行LSD-t檢驗(yàn)對比分析各組間第4周時(shí)R值差異。

2　結(jié)果

2.1SD大鼠一般情況20只SD隨機(jī)分為A、B、C、D四組，每組5只，分別編號為1～5。其中A5、B2、C1、D4分別在第17天、15天、21天和第8天死亡，其余SD大鼠生長發(fā)育正常，體質(zhì)量增長平穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)期間無死亡。

2.218F-FDG MicroPET顯像定性結(jié)果A組顯像結(jié)果提示：第1天時(shí)4只SD大鼠均有不同部位心肌缺血的存在，其中2例前壁近心尖，1例前壁，1例前間壁，第1周、2周心肌代謝情況基本穩(wěn)定，而在第4周4只SD大鼠左室心肌缺血處葡萄糖代謝進(jìn)一步減低。秋水仙堿處理過的B、C及D組均有4只SD大鼠完成顯像，顯像結(jié)果提示所有SD大鼠均存在不同程度的心肌缺血，且隨著秋水仙堿使用劑量的增大及觀察時(shí)間的延長，SD大鼠的心肌缺血情況亦存在不同程度的改變，在第4周時(shí)，SD大鼠的心肌缺血情況有很大的改善。詳見表1。

表1　18F-FDG MicroPET顯像定性結(jié)果

2.318F-FDG MicroPET顯像定量結(jié)果通過勾畫感興趣區(qū)域計(jì)算R值。因預(yù)試驗(yàn)結(jié)果顯示第1周、第2周及第3周顯像結(jié)果及R值與第1天結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故本研究未進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果提示，C組與D組的第1天與第4周顯像R值組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見表2。方差分析結(jié)果顯示第4周時(shí)四組SD大鼠R值各組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)（F=4.766，P＜0.05）。各組間差異比較行LSD-t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示A組與D組、B組與D組及C組與D組組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.667，-1.042，-0.998，均P＜0.05），詳見表3。

表2　各組SD大鼠第1天及4周時(shí)心肌顯像R值情況（±s）

表2　各組SD大鼠第1天及4周時(shí)心肌顯像R值情況（±s）

與第1天比較*P＜0.05，**P＜0.01

組別　第1天　第4周A組　2.40±0.34　2.38±0.35 B組　2.42±0.45　2.53±0.47 C組　2.39±0.39　2.56±0.44*D組　2.44±0.51　2.92±0.62**

表3　各組間LSD-t檢驗(yàn)結(jié)果

3　討論

早期的研究應(yīng)用13N-氨水作為心肌灌注顯像劑，18F-FDG PET作為心肌代謝顯像，發(fā)現(xiàn)臨床診斷為陳舊性心肌梗死，心肌灌注減低的節(jié)段，部分心肌節(jié)段存在18F-FDG攝取，即18F-FDG顯像陽性提示該節(jié)段有存活的心?。?］。存活心肌在血運(yùn)重建術(shù)后，局部心室功能可改善［4］。因此，早期鑒別存活心肌與梗死心肌，對其臨床治療與預(yù)后至關(guān)重要。

核醫(yī)學(xué)分子影像技術(shù)是目前較為成熟的能夠定性、定量反映組織器官血流、代謝及功能改變的影像學(xué)方法，特別是近年發(fā)展起來的被稱為“活體生化顯像”的PET能夠從體外無創(chuàng)、定量、動(dòng)態(tài)地觀察體內(nèi)的生理、生化和分子過程的特異性信息，洞察標(biāo)記物在體內(nèi)的活動(dòng)，應(yīng)用越來越廣泛。同時(shí)，該技術(shù)能在一定程度上克服細(xì)胞等體外研究的不足［5］。正常情況下，心肌總能量的40%～80%來自脂肪酸，平均65%，其余能源來自葡萄糖底物。但這種比例關(guān)系不是恒定的，取決于多種因素，包括底物在動(dòng)脈血內(nèi)的濃度，激素調(diào)節(jié)以及心肌細(xì)胞的供氧情況。如心肌細(xì)胞處于輕中度缺血缺氧狀態(tài)下，脂肪酸的氧化作用降低，厭氧代謝增加，葡萄糖就成為厭氧與氧化代謝的底物，18F-FDG PET攝取增強(qiáng)［6］。Al等［7］對比分析了30例冠心病患者單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（single-photon emission computed tomography，SPECT）、PET顯像、超聲心動(dòng)圖及血管造影檢查，結(jié)果提示，相比SPECT與超聲心動(dòng)圖，18F-FDG PET顯像在評價(jià)心肌活性方面具有更高的臨床價(jià)值，符合本研究所提出的18F-FDG PET顯像可評價(jià)大鼠心肌活性的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本研究分別在造模成功后第1天、第1周、2周、4周時(shí)行SD大鼠心肌代謝顯像，提示造模成功后第1天即可觀察到心肌缺血的存在，表明18F-FDG PET顯像可早期定性判斷心肌缺血的存在與部位，且可動(dòng)態(tài)觀察心肌缺血的改變，在臨床中有極高的應(yīng)用價(jià)值。

臨床上，秋水仙堿作為急性痛風(fēng)的常用藥，有控制炎癥、止痛的作用［8］。目前已有研究提示秋水仙堿對犬及大鼠缺血心肌有一定的保護(hù)作用［8-9］。近年來，國外對秋水仙堿在各種心血管疾病中的應(yīng)用研究廣泛開展，有研究提出MI/RI時(shí)心肌細(xì)胞微管結(jié)構(gòu)變化，在缺氧的早期階段即可通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞缺氧誘導(dǎo)因子的表達(dá)影響糖酵解，這就為心肌缺氧早期細(xì)胞糖代謝顯像提供理論基礎(chǔ)。Nidorf等［10］通過對532例冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者的前瞻性研究評價(jià)低劑量秋水仙堿在心血管疾病二級預(yù)防中的價(jià)值，該研究在常規(guī)治療基礎(chǔ)上每日給予0.5mg秋水仙堿，研究終點(diǎn)為急性冠脈綜合征、心源性猝死與非心源性缺血性中風(fēng)，研究結(jié)果顯示每日小劑量秋水仙堿對穩(wěn)定性冠狀動(dòng)脈病變患者預(yù)防心血管事件具有一定的臨床價(jià)值。本研究采用葡萄糖類似物18F-FDG評價(jià)心肌細(xì)胞的MI/RI。通過18F-FDG PET顯像評價(jià)不同劑量秋水仙堿治療大鼠缺血再灌注損傷心肌療效，結(jié)果提示隨著治療時(shí)間及治療劑量的增大，定量評價(jià)心肌供血可見明顯改善，以第4周的4mg/（kg·d）給藥最顯著，各組間早期與第4周心肌供血改變均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示秋水仙堿對缺血心肌具有一定的保護(hù)作用，其保護(hù)作用可能不僅歸功于其炎癥抑制作用，還與其改變多種細(xì)胞及生物學(xué)標(biāo)志物表達(dá)密切相關(guān)［11］，部分細(xì)胞及生物學(xué)標(biāo)志物與MI/RI密切相關(guān)，如最為常見的血管緊張素Ⅱ，其保護(hù)作用機(jī)制仍待進(jìn)一步大樣本研究。因本研究納入對象為SD大鼠且病例數(shù)較少，暫不能為臨床治療提供有力的理論數(shù)據(jù)支持，需要進(jìn)一步加大樣本量、用多種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作研究，為秋水仙堿對心肌缺血的保護(hù)作用奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)于秋水仙堿對心肌缺血或其他心血管疾病的治療劑量與療效的對比研究開展較少，Gasparyan等［12］提出每日給予 0.5～2.5mg秋水仙堿可用于治療心肌缺血。本研究對比分析不同治療劑量秋水仙堿療效，結(jié)果提示隨著秋水仙堿治療劑量的增加，缺血心肌代謝明顯改善。但其不良反應(yīng)未納入本研究范疇，因此尚不能明確其量效關(guān)系。

秋水仙堿可用于心血管疾病的預(yù)防治療，并通過18F-FDG PET顯像可視化評價(jià)其對缺血心肌的保護(hù)作用，方法簡便、微創(chuàng)且重復(fù)性高，然而秋水仙堿量化標(biāo)準(zhǔn)及顯像診斷的定量指標(biāo)尚未提出，需進(jìn)一步研究。

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金華市科學(xué)技術(shù)局研究計(jì)劃項(xiàng)目（2013-3-062）