曾凱東 謝蓮娜 劉燦章 蔣夢(mèng) 王麗君 魏顯敬 解澤宙 王凱君
微血管功能障礙廣泛存在于急性心肌梗死及再灌注治療中[1]。肢體遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)(remote ischemic conditioning,RIC)是一種新穎的治療方案,通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)隔靶器官遠(yuǎn)端組織實(shí)施短暫反復(fù)的缺血適應(yīng),從而對(duì)靶器官的再灌注損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。已有多項(xiàng)研究表明,肢體RIC可有效減少心肌酶學(xué)梗死面積,從而減少心肌缺血再灌注損傷[2-5]。肢體RIC通過(guò)釋放分子量<15×103Da的疏水性體液因子經(jīng)血循環(huán)至心臟產(chǎn)生保護(hù)作用[6]。亞硝酸鹽(Nitrite)分子量大概為69 Da,具有穩(wěn)定的疏水結(jié)構(gòu)。在低氧情況下,血紅蛋白可以催化Nitrite使其還原為一氧化氮(NO)。NO具有擴(kuò)張血管作用,可以調(diào)節(jié)組織和器官的血液供應(yīng),對(duì)氧化應(yīng)激、血小板黏附、白細(xì)胞聚集有抑制作用[7-8]。有研究證實(shí),健康人實(shí)施肢體遠(yuǎn)隔缺血預(yù)適應(yīng)后,血漿Nitrite水平顯著升高,將該血漿注入急性心肌梗死老鼠心臟組織,能有效減少老鼠心肌梗死面積[9]。本研究旨在通過(guò)觀察肢體RIC對(duì)行直接經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)的急性ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)患者校正的TIMI幀數(shù)(corrected TIMI frame count,CTFC)、ST段回落率(fall rate of ST segment,STR)及血清Nitrite水平的影響,探討肢體RIC是否通過(guò)增加外周血循環(huán)Nitrite水平,改善成功行PCI的STEMI患者冠狀動(dòng)脈微循環(huán)灌注。
1.1.1 研究對(duì)象 連續(xù)入選2016年1月至2017年7月在大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院循環(huán)四科接受PCI的STEMI患者。STEMI診斷標(biāo)準(zhǔn):缺血性胸痛持續(xù)30 min以上,休息或含服硝酸甘油后癥狀不能緩解;心電圖相鄰2個(gè)導(dǎo)聯(lián) ST 段抬高>0.1 mV(V2~V3導(dǎo)聯(lián) ST 段抬高>0.2 mV);心肌壞死標(biāo)志物(肌鈣蛋白或肌酸激酶同工酶)大于正常范圍2倍以上。入選標(biāo)準(zhǔn):(1)符合STEMI診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)年齡18~80歲;(3)冠狀動(dòng)脈造影示梗死相關(guān)動(dòng)脈(infarct related artery,IRA)為閉塞性病變,IRA遠(yuǎn)段無(wú)側(cè)支循環(huán);(4)持續(xù)性胸痛開(kāi)始至IRA血流再灌注≤12 h;(5)同意參與本研究患者。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)既往明確陳舊性心肌梗死;(2)已知嚴(yán)重的外周動(dòng)脈疾病;(3)惡性腫瘤;(4)合并腎病并導(dǎo)致嚴(yán)重腎功能不全(血清肌酸酐>353 μmol/L);(5)并發(fā)心搏驟停、心源性休克;(6)罪犯血管未成功開(kāi)通者;(7)術(shù)后退出本研究患者。本研究獲得大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)?;颊呔炇鹬橥鈺?shū)。
1.1.2 分組 根據(jù)患者心電圖ST段抬高導(dǎo)聯(lián)劃分為前壁心肌梗死和非前壁心肌梗死兩部分患者,按照患者入院的先后順序排列,采用隨機(jī)數(shù)字表法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字序列,按照2 ∶ 1原則分別納入肢體RIC組(50例)及對(duì)照組(25例)。隨機(jī)數(shù)字表由IBM SPSS Statistics 19.0軟件包生成。肢體RIC組行直接PCI聯(lián)合肢體RIC操作,對(duì)照組將袖帶綁好后不進(jìn)行加壓操作,僅行直接PCI。
患者到達(dá)醫(yī)院急診科完成12/18導(dǎo)聯(lián)心電圖,明確STEMI診斷后,立即給予阿司匹林300 mg嚼服、氯吡格雷600 mg或替格瑞洛180 mg及阿托伐他汀40 mg口服,并直接送入導(dǎo)管室,行冠狀動(dòng)脈造影檢查,明確IRA后,即刻行PCI開(kāi)通IRA。PCI術(shù)中的具體操作包括是否進(jìn)行血栓抽吸、球囊及支架大小等由術(shù)者決定。PCI成功標(biāo)準(zhǔn):殘余狹窄≤30%,TIMI血流Ⅱ~Ⅲ級(jí)且無(wú)急性并發(fā)癥。術(shù)后根據(jù)患者病情及相關(guān)指南推薦應(yīng)用藥物。
對(duì)肢體RIC組患者于送入導(dǎo)管室取完術(shù)前血標(biāo)本后開(kāi)始實(shí)施肢體RIC:在右下肢距膝關(guān)節(jié)上方3~5 cm處綁縛無(wú)創(chuàng)血壓袖帶,充氣加壓至220 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)以阻斷下肢血流,以足背動(dòng)脈搏動(dòng)消失為準(zhǔn)。充氣5 min,放氣5 min,交替循環(huán)直至血管開(kāi)通。血管開(kāi)通時(shí)未完成三個(gè)循環(huán)者繼續(xù)至完成三次循環(huán)。對(duì)照組進(jìn)行常規(guī)PCI,不進(jìn)行肢體RIC操作。
于PCI術(shù)前及術(shù)后即刻經(jīng)動(dòng)脈鞘取動(dòng)脈血2 ml,置于惰性分離膠促凝管中,以3500 r/min離心10 min,取血清于200 μl EP管中,于–80℃冰箱保存,用于檢驗(yàn)血清Nitrite水平。
TIMI幀數(shù)即冠狀動(dòng)脈對(duì)比劑從動(dòng)脈起始充盈至遠(yuǎn)段分支的造影影像幀數(shù)。近端第一幀要求:(1)對(duì)比劑完全充盈動(dòng)脈起始段的寬度;(2)對(duì)比劑必須充盈動(dòng)脈的兩個(gè)邊緣;(3)對(duì)比劑有前向運(yùn)動(dòng)。記錄動(dòng)脈遠(yuǎn)段標(biāo)志:(1)前降支遠(yuǎn)段分叉部位如胡須狀、草叉狀、鯨尾狀;(2)回旋支為包括罪犯病變?cè)趦?nèi)的鈍緣支最遠(yuǎn)端分叉;(3)右冠狀動(dòng)脈為后側(cè)支動(dòng)脈的第一分支。計(jì)幀體位:前降支和回旋支常在左前斜位或右前斜位加足位觀察最佳,右冠狀動(dòng)脈常在左前斜位加頭位觀察最佳。測(cè)定最末幀時(shí)直至血管遠(yuǎn)段顯影消失,其前一幀即為最末幀。前降支由于血管較長(zhǎng),故計(jì)幀幀數(shù)除以 1.7 為其CTFC。由 2 位資深介入醫(yī)師獨(dú)立進(jìn)行計(jì)幀,影像采集速度為30幀/s,CTFC 取其均值。用CTFC評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈微循環(huán)水平灌注。
直接PCI術(shù)前及術(shù)后1 h內(nèi)行12導(dǎo)聯(lián)心電圖檢查。以PCI術(shù)前ST段抬高幅度最大的導(dǎo)聯(lián)為測(cè)量對(duì)象,采用“J”點(diǎn)后80 ms測(cè)定ST段偏移情況。根據(jù)公式[STR=(術(shù)前ST段抬高值–術(shù)后l h ST段抬高值)/術(shù)前ST段抬高值×100%]計(jì)算單一導(dǎo)聯(lián)STR,STR≥70%定義為完全回落,STR<70%定義為未完全回落。
將標(biāo)本從–80℃冰箱取出,在室溫下進(jìn)行解凍,使用南京建成生物有限公司的Nitrite試劑盒,通過(guò)酶標(biāo)儀讀取光密度(optical density,OD)值檢測(cè)血清中Nitrite水平,具體步驟如下。
(1)加樣:①在空白管中加入0.3 ml蒸餾水,依次加入0.8 ml 1號(hào)試劑、0.4 ml 2號(hào)試劑;②于標(biāo)準(zhǔn)管中加入0.3 ml 100 μmol/L Nitrite,依次加入0.8 ml 1號(hào)試劑、0.4 ml 2號(hào)試劑;③在測(cè)定管中加入0.3 ml 樣品,依次加入0.8 ml 1號(hào)試劑、0.4 ml 2號(hào)試劑。(2)離心、顯色、檢測(cè):將三種管中藥品混勻后放置10 min,以3500 r/min離心10 min,取澄清的上清液0.8 ml,然后加入0.4 ml顯色劑混勻,進(jìn)行顯色,靜置15 min后,采用波長(zhǎng)為550 nm測(cè)各管OD值。(3)計(jì)算Nitrite實(shí)際濃度:血清中Nitrite濃度=(測(cè)定OD值–空白OD值)/(標(biāo)準(zhǔn)OD值–空白OD值)×標(biāo)準(zhǔn)品濃度。
所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用t檢驗(yàn);不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用中位數(shù)(最小值,最大值)表示,組間比較采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用例(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性用Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析。采用雙側(cè)檢驗(yàn),以p<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
兩組患者年齡、性別、吸煙史、糖尿病、高血壓病、病變支數(shù)、IRA、替羅非班、血栓抽吸、術(shù)后TIMI血流分級(jí)比例及胸痛至再灌注時(shí)間比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表1)。
肢體RIC組CTFC顯著低于對(duì)照組[(18.12±6.4)幀比(26.04±8.55)幀,p<0.001],而STR≥70%百分率顯著高于對(duì)照組(88% 比64%,P=0.014),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖1~2)。對(duì)照組患者Nitrite水平手術(shù)前后比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.130);而肢體RIC組患者Nitrite水平術(shù)后顯著大于術(shù)前[(16.22±4.96)μmol/L比(10.55±4.37)μmol/L,p<0.001],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組患者術(shù)前Nitrite水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.606),而RIC組患者術(shù)后Nitrite水平顯著高于對(duì)照組[(16.22±4.96)μmol/L比(13.01±4.16)μmol/L,P=0.007],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2、圖3)。
Pearson相關(guān)性分析顯示,肢體RIC組術(shù)后血清Nitrite水平與CTFC呈負(fù)相關(guān)(r=–0.447,P=0.001;圖4)。
表1 兩組患者基線(xiàn)資料比較
冠狀動(dòng)脈微循環(huán)障礙包括內(nèi)皮功能障礙、平滑肌功能障礙、管腔阻塞(微栓塞),最終會(huì)導(dǎo)致心肌組織灌注不足引發(fā)一系列不良后果[10-11]。在急性心肌梗死患者中,冠狀動(dòng)脈微循環(huán)破壞性改變主要表現(xiàn)為炎癥和增生[12]。心肌細(xì)胞內(nèi)/間質(zhì)突然發(fā)生水腫是由再灌注引起的最早形態(tài)學(xué)改變,因?yàn)榻M織水腫可能會(huì)壓迫微血管床,在最初的2~10 min氧自由基產(chǎn)物達(dá)到峰值,進(jìn)而損傷血管內(nèi)皮。連鎖反應(yīng)會(huì)釋放出自由基和血管活性物質(zhì),隨后出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈收縮增強(qiáng)進(jìn)而引起微血管痙攣,進(jìn)一步阻礙冠狀動(dòng)脈血流。在心肌梗死前15 h內(nèi),部分毛細(xì)血管特別是小靜脈血管麻痹擴(kuò)張,部分毛細(xì)血管、小動(dòng)脈和前毛細(xì)血管管腔狹窄。此期間血管滲透壓升高,血漿滲出,白細(xì)胞增多,單核細(xì)胞和紅細(xì)胞滲出。在缺血心肌再灌注5 h后,微循環(huán)被大量白細(xì)胞阻塞,血管局部用晶體液灌注對(duì)于該阻塞無(wú)緩解作用[13]。CTFC被用于評(píng)價(jià)急性冠狀動(dòng)脈綜合征冠狀動(dòng)脈造影的結(jié)果,作為一個(gè)簡(jiǎn)單而且更加客觀的連續(xù)性變量指標(biāo),可以作為評(píng)價(jià)STEMI患者PCI術(shù)后心肌血流真正灌注的手段之一[14]。STR是代表IRA是否再通,可以預(yù)示心肌水平的有效再灌注[15]。CTFC聯(lián)合STR可較好地評(píng)價(jià)心肌灌注水平。有研究顯示,肢體RIC會(huì)減少急性心肌梗死患者心肌梗死面積、CTFC、再灌注惡性心律失常發(fā)生率,增加左心室射血分?jǐn)?shù)、STR[16-17]。在本研究中,肢體RIC組有效減少CTFC及增加STR,符合其保護(hù)作用機(jī)制。
表2 兩組患者術(shù)前及術(shù)后血清Nitrite水平比較(μmol/L ,
表2 兩組患者術(shù)前及術(shù)后血清Nitrite水平比較(μmol/L ,
注:Nitrite,亞硝酸鹽;RIC,遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)
項(xiàng)目 對(duì)照組 肢體RIC組 P值術(shù)前 11.09±4.01 10.55±4.37 0.606術(shù)后 13.01±4.16 16.22±4.96 0.007 P值 0.130 <0.001
圖3 兩組患者術(shù)前與術(shù)后血清Nitrite水平比較
圖1 兩組患者CTFC比較
圖2 兩組患者STR≥70%百分率比較
圖4 肢體RIC組術(shù)后血清Nitrite水平與CTFC相關(guān)性
在氧含量充足情況下,一氧化氮合酶(NOS)對(duì)NO的生成起著重要作用,精氨酸在NOS催化下生成NO和瓜氨酸。而在缺氧情況下,由于氧獲取受限,NOS作用受抑制,Nitrite成為生成NO的重要底物,是體內(nèi)NO的生物儲(chǔ)存庫(kù)。Nitrite通過(guò)一系列機(jī)制轉(zhuǎn)化成NO,轉(zhuǎn)化機(jī)制包括黃嘌呤氧化還原酶的催化作用、非酶的歧化反應(yīng)、別構(gòu)控制血紅蛋白還原酶的催化反應(yīng)。在缺血提供的缺氧和酸性環(huán)境下,這些機(jī)制更容易促使Nitrite向NO轉(zhuǎn)化[18]。缺血再灌注損傷在微循環(huán)障礙方面主要表現(xiàn)在血管內(nèi)皮受損及痙攣所致的血管阻力增加,使白細(xì)胞黏附和血小板聚集,促進(jìn)微血栓形成,加重組織缺氧。Nitrite在心肌缺氧環(huán)境下轉(zhuǎn)化成NO后,修復(fù)血管內(nèi)皮功能及擴(kuò)張微血管,減少微血管阻力,從而抑制血小板聚集、活性氧產(chǎn)生、白細(xì)胞黏附等炎癥反應(yīng),抑制微血栓的形成。Gonzalez等[19]對(duì)狗心臟結(jié)扎制造缺血再灌注模型,通過(guò)磁共振成像檢查發(fā)現(xiàn),往靜脈內(nèi)注入Nitrite能夠改善冠狀動(dòng)脈微循環(huán)障礙,抑制心內(nèi)膜下的無(wú)復(fù)流現(xiàn)象。Liu等[20]構(gòu)建了心肌缺血再灌注豬模型,發(fā)現(xiàn)吸入NO可改善梗死區(qū)心內(nèi)膜及心外膜的血供,且減少白細(xì)胞浸潤(rùn),得出冠狀動(dòng)脈再灌注之前或再灌注期間吸入NO可顯著改善微血管循環(huán),減少梗死面積的結(jié)論。
有研究顯示,在急性心肌梗死時(shí),Nitrite水平會(huì)降低,而再灌注后Nitrite水平在短時(shí)間內(nèi)仍是降低的,但隨再灌注時(shí)間延長(zhǎng),Nitrite水平會(huì)相應(yīng)增高[21]。在本研究中,對(duì)照組手術(shù)前后Nitrite水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該現(xiàn)象可能由于患者數(shù)較少,不足以得出確切結(jié)論。
有研究發(fā)現(xiàn),在人體上實(shí)施肢體預(yù)適應(yīng)后,血漿Nitrite水平顯著升高[7]。另有研究對(duì)老鼠急性心肌梗死模型實(shí)施肢體遠(yuǎn)隔缺血預(yù)適應(yīng)后,發(fā)現(xiàn)血漿Nitrite水平亦顯著升高[22]。本研究中肢體RIC組術(shù)后Nitrite水平高于術(shù)前,且高于對(duì)照組術(shù)后Nitrite水平,更能除外急性心肌梗死和再灌注對(duì)Nitrite水平的影響,考慮肢體RIC會(huì)增加外周循環(huán)血中Nitrite水平。通過(guò)Pearson相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn),肢體RIC組Nitrite水平與CTFC呈負(fù)相關(guān),而CTFC減少代表著術(shù)后微循環(huán)灌注水平的提升。因而表明肢體RIC能夠通過(guò)升高外周血循環(huán)Nitrite水平來(lái)改善STEMI直接PCI患者術(shù)后的微循環(huán)灌注。
本研究為單中心小型臨床試驗(yàn),樣本量較小,有關(guān)肢體RIC對(duì)急性心肌梗死患者冠狀動(dòng)脈微循環(huán)的影響以及肢體RIC所致血清Nitrite水平變化的臨床意義,需更大規(guī)模的臨床研究進(jìn)一步探討。