羅群華,黎明江,王 鑫
(武漢大學(xué)人民醫(yī)院心血管內(nèi)科,武漢 430060)
心肌致密化不全(noncompaction of the ventricular myocardium,NVM)以心室內(nèi)異常粗大的肌小梁和交錯(cuò)的深隱窩為主要病理特征,好發(fā)于心尖部和左心室游離壁。與冠狀動(dòng)脈血流灌注不同,NVM交織成網(wǎng)的心肌陷窩由左心室供血[1-2]。NVM曾被稱為海綿狀心肌、竇狀心肌持續(xù)狀態(tài)以及胚胎樣心肌等,因主要累及左心室也常被稱為左心室過度小梁形成或左心室致密化不全。
NVM于1932年被首次發(fā)現(xiàn),1990年Chin等將其正式命名為心肌致密化不全[3-4]。NVM是一種獨(dú)特的心肌病還是由不同類型心肌病共享的形態(tài)學(xué)特征仍存在爭(zhēng)議。2006年,美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)將NVM歸為遺傳性心肌病[5]。2008年,歐洲心臟病學(xué)會(huì)將NVM歸為未分類型心肌病[6]。NVM常發(fā)生于嬰幼兒和兒童,故認(rèn)為是胚胎發(fā)育異常導(dǎo)致的疾病[7]。Gaye等[8]對(duì)35例的黑色人種NVM進(jìn)行的一項(xiàng)多中心回顧性研究發(fā)現(xiàn),NVM患者的平均年齡為(47±18.4)歲,均為成年人。隨著NVM診斷水平的提高,目前NVM的成人發(fā)病率高于兒童[9]。隨后,NVM的胚胎發(fā)育異常假說被許多學(xué)者否定,而多數(shù)學(xué)者認(rèn)為NVM與基因突變和家族遺傳相關(guān),并可在正常人群(如孕婦、運(yùn)動(dòng)員)中發(fā)現(xiàn)[10]。另有學(xué)者提出,NVM可能是心肌病的特定表型,特別是擴(kuò)張型心肌病,并發(fā)現(xiàn)了NVM患者中與不同心肌病相關(guān)的基因變異[11]。此外,NVM還與許多全身性代謝性疾病相關(guān),如線粒體疾病、代謝疾病和神經(jīng)肌肉疾病等[12]?,F(xiàn)就NVM發(fā)病機(jī)制和診療研究進(jìn)展予以綜述。
NVM的病因和發(fā)病機(jī)制目前尚不明確。最初,胚胎假說被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可,但胚胎發(fā)育過程中左心室心肌致密化失敗引起的人類NVM從未得到證實(shí)。NVM與疾病基因的變體相關(guān),其部分還與擴(kuò)張性心肌病、肥厚型心肌病、致心律失常性右心室心肌病、限制性心肌病、代謝性疾病、線粒體疾病及神經(jīng)肌肉疾病相關(guān)[13]。在家族性NVM患者中,基因遺傳遵循常染色體顯性遺傳(如遠(yuǎn)端肌病中的MYH7突變)、常染色體隱性遺傳(如GBE1突變)、X連鎖隱性遺傳(如Barth綜合征)以及母系遺傳(由于線粒體DNA突變導(dǎo)致的線粒體疾病)的特征,其中以常染色體顯性遺傳最常見[14]。NVM可散發(fā)或呈家族性發(fā)生,可無先天性心臟異常和染色體異常,也可在妊娠或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間發(fā)生[10]。
1.1胚胎假說 在胚胎發(fā)育過程中,胚胎源自中胚層的心肌細(xì)胞前體形成中間管,并在各種基因或體液因素的調(diào)節(jié)下分化為心肌。妊娠第12周,來自心內(nèi)膜層的突起發(fā)展成心肌小梁;妊娠第16周,心肌小梁開始出現(xiàn)致密化,心肌逐漸從外向內(nèi)、從基底部到心尖向內(nèi)壓縮,小梁間隙被壓縮成毛細(xì)血管,此過程失敗可導(dǎo)致NVM的發(fā)生。有研究顯示,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A和血管生成素1在致密化過程中起重要作用,兩者缺失可能導(dǎo)致致密化過程的失敗,而較深小梁間隙使心肌的旋轉(zhuǎn)收縮性能受損,導(dǎo)致心肌功能障礙[15]。起初,胚胎發(fā)育假說被很多學(xué)者認(rèn)可和支持,但此理論并不能完全解釋NVM成人發(fā)病率明顯高于兒童的現(xiàn)狀。
隨著相關(guān)研究的不斷深入,胚胎假說受到解剖學(xué)和基因突變的挑戰(zhàn)[16-17]。Jensen等[17]的實(shí)驗(yàn)表明,過度非致密化的小梁不具有胚胎特征,且非致密化可能不是致密化失敗的結(jié)果,而可能是心肌病變以小梁方式生長(zhǎng)到心室腔致密壁的結(jié)果。研究表明,基因Bmp10、Casz1、Daam1、Jarid2、Fkbp1a32和Mest33的突變與胚胎發(fā)生過程中NVM的發(fā)展密不可分[10]。研究發(fā)現(xiàn),小梁心肌中Nkx2~5的缺失揭示了與NVM相關(guān)的病理異質(zhì)性的發(fā)展起源[18]。單一胚胎假說已不能詮釋NVM的發(fā)展過程,目前已引入各種基因突變因素對(duì)其進(jìn)行研究[19]。
1.2基因突變
1.2.1肌節(jié)基因的突變 肌節(jié)基因突變是肥厚型心肌病和擴(kuò)張型心肌病的關(guān)鍵原因。此外,現(xiàn)已確認(rèn)與更復(fù)雜心臟表型相關(guān)的肌節(jié)突變,如限制性生理學(xué)和左心室非致密化。同一肌節(jié)基因的不同變體可相互重疊,并導(dǎo)致不同的臨床表現(xiàn)[20]。編碼肌節(jié)蛋白的基因突變與NVM的發(fā)病密切相關(guān),如ACTC1(編碼心肌α輔肌動(dòng)蛋白)、MYH7(編碼β肌球蛋白重鏈)、TNNT2(編碼肌鈣蛋白T)、TMP1(編碼原肌球蛋白)、MYBPC3(編碼結(jié)合蛋白C3)等[10]。肌節(jié)編碼基因占NVM患者基因突變的17%~30%[21]。對(duì)2004—2010年在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院就診的57例NVM患者的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn),肌節(jié)基因突變是中國(guó)NVM患者的罕見原因,可見不同種族NVM的遺傳背景不同,且不能通過肌節(jié)基因突變預(yù)測(cè)NVM的臨床表型[22]。MYH7突變?cè)诔扇薔VM中最常見,其次是MYBP3[23]。一項(xiàng)對(duì)來自荷蘭4個(gè)心血管中心的327例無關(guān)聯(lián)NVM患者的回顧性多中心研究提出了基因TTN突變,發(fā)現(xiàn)該基因的高度異質(zhì)性流行率高達(dá)19%[23-24]。NVM與肌節(jié)基因突變相關(guān),但肌節(jié)基因突變與很多心肌病相關(guān),這也是較難對(duì)NVM進(jìn)行分類的原因。
1.2.2細(xì)胞骨架基因的突變 現(xiàn)已在孤立或非孤立NVM患者中發(fā)現(xiàn)了編碼α-肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白(由基因DTNA編碼)、LIM結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白3(由基因LDB3/Cypher/ZASP編碼)核纖層蛋白A/C(由基因LMNA編碼)的基因突變[23]?;駾TNA可結(jié)合肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白、肌萎縮蛋白和肌營(yíng)養(yǎng)不良相關(guān)糖蛋白復(fù)合物,對(duì)維持肌肉收縮和舒張過程中的質(zhì)膜穩(wěn)定性具有重要作用?;騆DB3又稱為ZASP或Cypher,其編碼的蛋白是一種表達(dá)在細(xì)胞質(zhì)中的心肌和骨骼肌特異性Z線蛋白,常與肌動(dòng)蛋白的定位一致。LDB3突變攜帶者可能表現(xiàn)出擴(kuò)張型心肌病、NVM以及較少見的肥厚型心肌病和致心律失常性右心室心肌病。LMNA編碼內(nèi)核膜蛋白又稱核纖層蛋白,該基因突變與擴(kuò)張型心肌病有關(guān)。Hermida-Prieto等[25]對(duì)67例擴(kuò)張型心肌病患者的LMNA基因進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),其中僅1例LMNA基因攜帶者符合孤立性NVM的診斷標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.3離子通道突變 目前,對(duì)離子通道突變的研究較多是編碼人心臟Nav1.5離子通道α-亞基的SNC5A基因和超極化激活的環(huán)核苷酸通道4(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide channel 4,HCN4)。SCN5A突變攜帶者通常表現(xiàn)出一系列的心律失常,包括長(zhǎng)QT綜合征、Brugada綜合征、突然不明原因的夜間死亡綜合征、特發(fā)性心室顫動(dòng)、先天性病竇綜合征和心臟傳導(dǎo)缺陷等。HCN4突變是家族性竇性心動(dòng)過緩的原因[26]。對(duì)HCN4突變攜帶者的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了心動(dòng)過緩和NVM的聯(lián)合臨床表現(xiàn)[27]。Milano等[28]對(duì)一個(gè)德國(guó)家庭的研究發(fā)現(xiàn),其中5名家庭成員受到心動(dòng)過緩-NVM表型的影響,并通過連鎖分析和測(cè)序確定了其基因的HCN4突變(p.Gly482Arg)。
兒童和成人不良心臟事件的發(fā)生以及左心室收縮功能下降與基因突變的關(guān)系密切。NVM患者可分為基因突變型、家族型和散發(fā)型,其預(yù)后與類型密切相關(guān)。成年人患散發(fā)性NVM的可能性更大。目前已知NVM與40個(gè)以上基因突變甚至更多的染色體缺陷有關(guān),但突變類型與NVM之間的因果關(guān)系仍有待確定。NVM的遺傳缺陷與疾病表型可能并不相關(guān),但有些NVM的基因型與疾病表型的相關(guān)性相對(duì)較強(qiáng),如基因HCN4突變與NVM的竇性心律失常有關(guān),仍需要更深入的研究明確NVM的遺傳缺陷與疾病表型的關(guān)系。
1.3X連鎖遺傳 NVM可呈X連鎖遺傳,導(dǎo)致Barth綜合征[29]。遺傳連鎖分析將NVM分離到Xq28區(qū)域,其他導(dǎo)致心肌病的基因也定位于此。隨后發(fā)現(xiàn),Xq28的TAZ基因突變是癥狀性NVM最常見病因之一。TAZ基因編碼?;D(zhuǎn)移酶Tafazzin蛋白參與心磷脂重塑并在線粒體電子傳遞過程中起到重要作用。Barth綜合征主要影響男性患兒,主要表現(xiàn)為心肌病、間歇性中性粒細(xì)胞減少癥、骨骼肌無力和3-甲基-谷氨酸尿癥,此類患者嬰兒期的死亡率很高,通常繼發(fā)于心臟功能障礙,也可發(fā)生突發(fā)無原因的死亡。NVM被認(rèn)為是Barth綜合征的標(biāo)志,在Barth綜合征患者中經(jīng)??梢娦氖曳侵旅芑?。
1.4線粒體遺傳 NVM也可通過線粒體遺傳。有研究發(fā)現(xiàn),一些與NVM相關(guān)的線粒體疾病患者的線粒體基因組中存在與NVM相關(guān)的突變,表明線粒體DNA突變和隨之而來的線粒體缺陷可能是NVM的病因[23]。線粒體心肌病的特征為心肌結(jié)構(gòu)和功能異常,繼發(fā)于線粒體呼吸鏈的遺傳缺陷,并不伴隨冠狀動(dòng)脈疾病、高血壓、瓣膜病或先天性心臟病。線粒體疾病的典型心臟表現(xiàn)為肥厚型和擴(kuò)張型心肌病、心律失常、左心室心肌非致密化和心力衰竭[30]。線粒體疾病的臨床表現(xiàn)譜非常廣泛,可在任何年齡發(fā)病。但發(fā)生于嬰兒期或幼兒期的線粒體疾病較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),嬰兒遺傳性線粒體疾病的患病率約為0.02%[7]。線粒體疾病通常以綜合征發(fā)生,導(dǎo)致多器官功能障礙,故診斷特異性較差,需引起臨床醫(yī)師的重視。
1.5神經(jīng)肌肉疾病 NVM與神經(jīng)肌肉疾病關(guān)聯(lián)密切。對(duì)NVM患者的系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),80%的NVM患者患有神經(jīng)肌肉疾病[24]。最常見的與NVM相關(guān)的神經(jīng)肌肉疾病包括線粒體疾病、Barth綜合征(G4.5/TAZ突變)、ZASP肌病(ZASP/LDB3突變)、1型肌強(qiáng)直性營(yíng)養(yǎng)不良(DMPK突變)、營(yíng)養(yǎng)不良病(DTNA突變)以及由于LMNA突變導(dǎo)致的Emery-Dreifuss肌營(yíng)養(yǎng)不良。對(duì)186例Duchenne/Becker肌營(yíng)養(yǎng)不良患者的前瞻性隨訪研究發(fā)現(xiàn),NVM的患病率為19%,在46個(gè)月的隨訪期間,NVM是患者死亡的獨(dú)立預(yù)后因素[31]。研究發(fā)現(xiàn),許多新的基因突變可導(dǎo)致神經(jīng)肌肉疾病,但患者均未出現(xiàn)NVM[13]。神經(jīng)肌肉疾病患者并不一定同時(shí)患有NVM,可見NVM可能不是神經(jīng)肌肉疾病心臟受累的特殊方式。在對(duì)神經(jīng)肌肉疾病患者的系統(tǒng)篩查中,NVM只出現(xiàn)在少數(shù)具有特定神經(jīng)肌肉疾病的患者中,且與NVM相關(guān)的神經(jīng)肌肉疾病的種類也很多[14]。目前,NVM與神經(jīng)肌肉疾病的具體關(guān)聯(lián)機(jī)制尚不清楚。
1.6獲得性左心室心肌過度小梁化 自首次報(bào)道NVM以來,陸續(xù)在神經(jīng)肌肉疾病患者、高強(qiáng)度訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員[32]、孕婦中發(fā)現(xiàn)NVM。一項(xiàng)對(duì)初孕婦的研究發(fā)現(xiàn),7%的女性在妊娠期間發(fā)生了NVM,25%發(fā)生了左心室心肌過度小梁化,并認(rèn)為妊娠期間NVM的發(fā)展可能與妊娠期機(jī)體負(fù)荷的增加以及激素失衡有關(guān),但具體機(jī)制尚不清楚[33]。據(jù)報(bào)道,某些妊娠期NVM患者的小梁凹陷可隨時(shí)間的推移逐漸消失[34]。
目前普遍認(rèn)為,NVM發(fā)病與遺傳因素相關(guān),并可能與正常人群的代謝相關(guān),個(gè)別散發(fā)病例可能由基因突變所致。NVM較少獨(dú)立存在,常伴隨線粒體疾病、代謝疾病、細(xì)胞肌節(jié)和骨架蛋白基因突變相關(guān)疾病。但基本可以確定NVM是一種遺傳性疾病,臨床進(jìn)行家族篩查、基因檢測(cè)和分子學(xué)診斷十分重要,可以為識(shí)別存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的無癥狀NVM患者的診斷提供依據(jù)。
NVM的臨床表現(xiàn)多樣,無特異性,可無癥狀,亦可表現(xiàn)為到嚴(yán)重的心力衰竭、心律失常甚至出現(xiàn)猝死。臨床上,癥狀性NVM通常表現(xiàn)為胸痛、呼吸困難、心悸、暈厥、外周性水腫、運(yùn)動(dòng)不耐受、栓塞性缺血性卒中、心肌梗死、栓塞或心源性猝死等。當(dāng)伴有收縮功能障礙時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)心力衰竭、心律失?;蛩ㄈ?。約2/3的NVM患者可因疾病過程中的心室功能障礙而發(fā)生心力衰竭[1]。NVM收縮功能障礙的原因尚不清楚,但正常冠狀動(dòng)脈發(fā)生收縮功能障礙可能是心內(nèi)膜下灌注不足的結(jié)果。NVM患者發(fā)生心律失??赡苁峭ㄟ^增加的小梁使心肌深陷,將浦肯野纖維重新定位到心肌中,導(dǎo)致延遲的去極化和不均勻的復(fù)極化[35]。NVM患者易發(fā)生血栓栓塞,可表現(xiàn)為卒中、短暫性腦缺血發(fā)作、腸系膜梗死、心肌梗死、腎梗死或外周栓塞,但發(fā)生率較低。
當(dāng)NVM與神經(jīng)肌肉疾病相關(guān)時(shí),患者可能表現(xiàn)出易疲勞、肌痛、肌肉痙攣、肌肉僵硬、肌強(qiáng)直、肌肉無力等,并可出現(xiàn)與骨骼肌病相似的肌酸激酶升高,肌電圖可顯示肌原性或神經(jīng)源性模式[12]。NVM的循環(huán)系統(tǒng)癥狀無特異性,對(duì)診斷和鑒別診斷的意義不大,但若與神經(jīng)肌肉疾病癥狀或其他相關(guān)遺傳疾病癥狀同時(shí)出現(xiàn)可為診斷提供一定幫助。
經(jīng)胸廓超聲心動(dòng)圖是診斷NVM的常用方法,經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖、心室造影、心臟CT或心臟磁共振成像較少見。目前,尚未就NVM的診斷標(biāo)準(zhǔn)和最佳診斷方法達(dá)成共識(shí),缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)可能導(dǎo)致NVM過度診斷,并影響對(duì)該病的進(jìn)一步研究。
目前,3種采用超聲心動(dòng)圖診斷NVM的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可度較高。Chin等[3]提出,測(cè)量從心外膜到小梁間凹陷距離(X)與心外膜到小梁峰點(diǎn)距離(Y)的比值,自X/Y<0.5開始,X/Y比值從乳頭肌到心尖逐漸減小即可診斷,但現(xiàn)已很少使用。Jenni等[36]報(bào)道,測(cè)量收縮末期胸骨短軸視圖中非致密層與致密層的比率,若該比率>2,即可診斷NVM。St?llberger和Finsterer[35]通過計(jì)數(shù)心肌小梁的個(gè)數(shù),并測(cè)量非致密層與致密層的比率診斷NVM,此方法對(duì)超聲心動(dòng)圖的視圖以及操作者測(cè)量位置的依賴性較強(qiáng),故不同操作者的診斷結(jié)果可能不完全一致。有數(shù)據(jù)表明,即使采用相同的診斷方法,仍有35%的來自不同實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲心動(dòng)圖醫(yī)師的診斷意見不同;經(jīng)過相互審查后,仍有11%的病例診斷可疑[37]。St?llberger和Finsterer[35]對(duì)既往診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充的回顧性研究發(fā)現(xiàn),如果滿足以下4項(xiàng)診斷標(biāo)準(zhǔn):①在舒張末期可見左心室心內(nèi)膜邊緣的三個(gè)以上突出的小梁形成;②小梁與致密的心肌同步移動(dòng);③左心室心肌的雙層結(jié)構(gòu),在收縮末期最明顯;④在彩色多普勒超聲心動(dòng)圖或?qū)Ρ瘸曅膭?dòng)圖的舒張末期可見心室腔側(cè)的小梁間隙灌注),觀察者之間的變異性最低。目前此標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可,但仍存在缺陷。此外,新興的超聲診斷技術(shù),如組織多普勒成像、斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖以及三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的應(yīng)用可能有助于更加準(zhǔn)確地診斷NVM。
舒張末期非致密層與致密層比率>2.3是心臟磁共振成像診斷NVM的診斷標(biāo)準(zhǔn)。與超聲心動(dòng)圖或計(jì)算機(jī)斷層掃描相比,通過心臟磁共振成像觀察心肌纖維化晚期釓增強(qiáng)和心肌T1映射被認(rèn)為是診斷NVM心臟事件的有效指標(biāo)[38-39]。但也有學(xué)者認(rèn)為,目前診斷NVM的心臟磁共振成像標(biāo)準(zhǔn)過于敏感[40]。除磁共振成像外,CT也可用于診斷有心臟磁共振成像禁忌證的NVM患者,并成為評(píng)估和排除NVM的另一種輔助檢查手段,但CT檢查輻射量較高,且可能出現(xiàn)因造影劑導(dǎo)致腎衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。
NVM尚無特定治療方法,以對(duì)癥治療為主,如強(qiáng)心、抗心律失常和口服抗凝劑等。NVM患者心力衰竭的治療與一般心力衰竭的治療無差別。對(duì)于心房顫動(dòng)、心源性栓塞、嚴(yán)重收縮功能障礙(左心室射血分?jǐn)?shù)<40%)或已確定心房或心室血栓的患者,建議口服抗凝治療[41]。導(dǎo)管消融可成功治療NVM患者的室性心律失常[42]。植入心內(nèi)除顫器應(yīng)遵循心肌病植入除顫器的一般指導(dǎo)原則,包括左心室射血分?jǐn)?shù)<35%,癥狀性室性心律失?;驎炟省?duì)于心力衰竭、收縮功能降低和心室內(nèi)傳導(dǎo)延遲的患者,心臟的再同步化治療可能有益。需要進(jìn)行心臟移植的患者,應(yīng)注意NVM常與神經(jīng)肌肉疾病相關(guān),且免疫抑制劑可導(dǎo)致的心肌毒性可能使臨床表現(xiàn)或亞臨床神經(jīng)肌肉疾病出現(xiàn)惡化。除NVM外,具有先天性心臟缺陷的NVM患者也可能需要手術(shù)來治療心臟的先天性異常。
NVM患者的預(yù)后取決于NVM的并發(fā)癥及其嚴(yán)重程度。左心室舒張直徑較高、嚴(yán)重的心力衰竭、心房顫動(dòng)和射血分?jǐn)?shù)較低與預(yù)后不良相關(guān)。因發(fā)生機(jī)制不同,不同年齡段NVM患者的預(yù)后明顯不同。兒童和成人不良心臟事件的發(fā)生、左心室收縮功能的下降與基因突變的關(guān)系密切。NVM患者的預(yù)后與基因突變類型(家族型、散發(fā)型)密切相關(guān),成年人患散發(fā)型NVM的可能性較大,因不累及其他系統(tǒng),故預(yù)后相對(duì)較好。
因NVM的臨床表現(xiàn)無特異性,且診斷標(biāo)準(zhǔn)不完善,尚缺乏廣泛認(rèn)識(shí),故目前臨床診斷較少。從發(fā)病機(jī)制來看,多種遺傳疾病與NVM相關(guān),如神經(jīng)肌肉疾病、線粒體疾病、代謝疾病等。多數(shù)情況下,NVM并不作為一種單獨(dú)的疾病來診斷。NVM的特異性病理表現(xiàn)為心室內(nèi)異常粗大的肌小梁和交錯(cuò)的深隱窩,此病理特征科單獨(dú)存在于某些散發(fā)性成年患者中,但尚不能確定其單獨(dú)存在于NVM中還是某類疾病的共有病理表現(xiàn)。鑒于NVM的病因和發(fā)病機(jī)制尚未明確,其疾病歸類、診斷標(biāo)準(zhǔn)、治療方法和預(yù)后尚不能完全統(tǒng)一,有待進(jìn)一步探索。遺傳咨詢和心臟篩查(特別是一級(jí)親屬的篩查)作為NVM早期診斷和治療的方法對(duì)改善患者預(yù)后具有重要意義。