体外心脏震波治疗缺血性心力衰竭的临床与基础研究

背景
  
冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病,CAD)是全球病死病残率极高的常见、多发病。现行药物干预、冠脉介入、冠脉搭桥等标准治疗虽使大多数冠心病患者获益,但均存在疗效、安全性、费用等诸多缺陷。尤其冠心病合并心力衰竭的患者,由于存活心肌数量有限、并发症凶险等原因使外科血运重建治疗应用受限,以致治疗效果和预后均不理想,且目前证实有存活心肌的心衰患者是否适合外科血运重建术尚无定论。其它促心肌血运重建的技术,如激光心肌打孔和干细胞移植远未成熟。2003年以来有少数报道提示低能量体外心脏震波治疗( CSWT)可促进心肌血管再生、上调一氧化氮和血管内皮生长因子(VEGF),改善心肌梗死后心室重构及缺血心肌灌注,缓解慢性心肌缺血患者的症状。但国内缺少将CSWT运用于缺血性心力衰竭的临床研究,国际上亦缺乏单盲对照研究。CSWT对存活心肌的作用及机理有待探讨。另外CSWT促血管生成的机制研究多局限于是否上调某些血管活性因子,对这些活性因子的受体及相关信号通路的研究尚少。针对缺血性心力衰竭患者开展CSWT临床单盲对照研究,并通过体外实验深入探讨CSWT促血管生成机制,寻找作用靶点具有重要意义。
目的
   探讨体外心脏震波治疗缺血性心力衰竭患者的可行性、安全性、有效性和显效机理。探讨CSWT对体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)增殖的影响,以及该影响与VEGF表达及其受体信号通路的关系。
方法
   (一) 临床研究:选取2009年8月至2011年8月收住昆医附一院心内科确诊冠心病合并心力衰竭患者50例。超声检测左室射血分数(LVEF)35%~50%,有急性心肌梗死病史后至少3月或经影像学证实冠脉中、重度狭窄,无论是否接受过PCI或CABG均已正规药物治疗至少2月,均因合并其他疾病不耐受血运重建手术或手术失败等原因,至少6月内不能或不愿接受PCI/CABG治疗。采用单盲对照设计,50例患者随机分入试验组(即震波组,震波能量0.09mJ/mm2,n=25)、对照组(即假震波组,予假震波治疗,n=25)。3月内共接受9次震波治疗。治疗前后行99mTc-MIBI/18F-FDG双核素单光子发射心肌断层显像或99mTc- MIBI-单核素单光子发射心肌灌注断层显像,并联合多巴酚丁胺负荷超声心动图检查定位并评价存活/缺血心肌。随访6月,分别于入组后第0、3、6月行彩色心脏超声、六分钟步行测距、西雅图心绞痛量表评分、加拿大心绞痛分级、NYHA心功分级,测定外周血肌钙蛋白I、脑钠肽和VEGF水平。
   (二)基础研究:体外培养HUVECs株至对数生长期,消化贴壁细胞,将细胞悬液浓度调为1×105/ml后随机分5组:0组=阴性对照组;1~4组分别给予0.035 mJ/mm2/1000频次、0.065 mJ/mm2/1000频次、0.10 mJ/mm2/1000频次、和0.155 mJ/mm2/1000频次CSWT干预,24小时后,MTT比色法检测CSWT对体外培养HUVECs细胞增殖活力的影响;流式细胞仪检测CSWT对HUVECs增殖及细胞周期的影响;实时PCR检测CSWT对HUVECs中VEGF及其受体VEGFR1/Flt-1和VEGFR2/KDR的mRNA表达的影响;ELISA法测定CSWT对HUVECs的VEGF蛋白表达的影响;流式细胞仪检测CSWT对HUVECs中VEGFR1/Flt-1和VEGFR2/KDR表达的影响;加入抗体或抑制剂分别抑制VEGF及其受体后,流式细胞仪检测CSWT促HUVEC增殖作用与VEGF及其受体的关系。
结果 
  
(一)临床研究: ①包括3例永久性心房纤颤和4例置入双腔起搏器的所有患者均依方案完成研究。两组患者采用多巴酚丁胺负荷试验联合心肌双核素SPECT检查,试验组共检出存活心肌65个节段。对照组检出存活/缺血心肌62个节段。在治疗及疗程结束后6月随访过程中,心脏永久双腔起搏器植入患者,每2周监测一次起搏器工作情况均正常,无心律失常、电极微脱位等情况发生;心房纤颤患者同期服用华法林(2.5-3.75mg/天),未出现栓塞等情况。所有患者试验过程中均无心绞痛加剧、无心肌损伤、出血、栓塞、无恶性心律失常等并发症。②试验组3、6月随访的NYHA分级、加拿大心绞痛分级、硝酸甘油用量、左室舒张末期内径以及血浆脑钠肽水平较治疗前减低(P均<0.05或0.001),西雅图心绞痛量表评分、左室射血分数、六分钟步行距离以及血浆VEGF较治疗前增高(P均<0.05);对照组上述指标差异均改变不明显(P均>0.05);试验组3、6月随访时上述指标分别与对照组同时期指标相比差异有统计学意义(P<0.01或0.001)。③试验组治疗疗程结束后(3月随访)左室灌注总分和左室代谢总分较治疗前减低(P均<0.05或0.01),基础及负荷PSSR较治疗前绝对值增加(P均<0.01或0.001); 3月随访对照组和试验组比较以上四个指标差异均有统计学意义(P均<0.05或0.01)。④多重线性回归显示CSWT是以上临床指标、超声指标、左室灌注指标改变的影响因素(P均<0.05)。
  (二)基础研究①CSWT24小时后MTT比色法测定,第“3、4”处理组的OD值较阴性对照组高,(P<0.05);②CSWT24小时后第“1、2、3、4”处理组表达Ki-67的细胞比例均高于阴性对照组(P<0.05),其中第“3、4”处理组较第“1、2”处理组升高更明显(P<0.05);③第“1、2、3、4”处理组G0/G1期细胞比例少于阴性对照组,而S 期细胞比例增高,(P均<0.05);④各CSWT处理组VEGF-mRNA相对表达量均高于对照组(P均<0.05或0.01),尤以第“3”处理组显著(P均<0.01)。第“2、3、4”处理组VEGFR2/KDR-mRNA相对表达量均高于对照组(P均<0.01),第“3”处理组较第“2、4”组升高显著(P<0.05或0.01);⑤第“2-4”组VEGF含量均高于对照组(P<0.05或0.01),以第“3”处理组更为显著(P均<0.01);第1、3、4组VEGFR-1/Flt-1蛋白表达均比对照组增加(P均<0.05);第2、3、4组VEGFR-2//KDR蛋白表达均比对照组增加(P<0.05),且第“3”组两个受体的表达增加最明显。;⑥与CSWT处理(0.10 mJ/mm2/1000频次)组比较,ZM323881+CSWT组、VEGF抗体+CSWT组、VEGFR1/Flt-1抗体+CSWT组表达Ki-67的细胞比例均降低(P<0.05)。
结论
  
①CSWT作用于缺血性心力衰竭患者的存活心肌,可改善心肌灌注及代谢指标,进而改善心室重塑及心功能、增加冠脉储备、提高生活质量,似为无创、安全、有效的治疗方法。②多巴酚丁胺负荷试验联合99mTc-MIBI/18F-FDG –DISA灌注扫描可更准确检出存活心肌,提高CSWT治疗靶心肌的定位精度和疗效。③CSWT的显效机制之一可能是上调缺血性心力衰竭患者血浆VEGF水平、促进存活心肌内血管生成。④CSWT最佳适应症可能是缺血性心力衰竭,即终末期冠心病;其适应症可能可扩展到植入心脏永久起搏器以及永久性心房纤颤的患者。⑤CSWT的显效机制可能与促进内皮细胞增殖有关,尤以0.10mJ/mm2/1000,0.155mJ/mm2/1000击方案最显著。⑥CSWT可促进HUVECs的VEGF及其受体VEGFR-2/KDR mRNA高表达,尤以0.10mJ/mm2/1000击方案最显著。⑦CSWT可促进HUVECs的VEGF及其受体VEGFR-1/Flt-1和VEGFR-2/KDR蛋白高表达,尤以0.10mJ/mm2/1000击方案最显著。⑧抑制VEGF及其受体VEGFR-1/Flt-1和VEGFR-2/KDR后,CSWT促HUVECs增殖的作用减弱,提示CSWT促心肌血管生成可能经由与VEGF及其受体相关的信号转导通路。

    2014/10/23 19:06:18     访问数:1248
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