不同冠狀動脈間隔支血管心肌化學消融對犬心臟功能的影響

王賀，王俊蒙，孫丹，宗永華，董文杰，解金紅，陳玉善，羅明華，關懷敏

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不同冠狀動脈間隔支血管心肌化學消融對犬心臟功能的影響

王賀，王俊蒙，孫丹，宗永華，董文杰，解金紅，陳玉善，羅明華，關懷敏

摘要

關鍵詞心肌病, 肥厚性；消融技術；犬

作者單位：450000 河南省鄭州市， 河南中醫學院第一附屬醫院 心臟中心

Impact of Alcohol Septal Ablation for Different Coronary Septal Branches on Cardiac Function in Experimental Canines

WANG He, WANG Jun-meng, SUN Dan, ZONG Yong-hua, DONG Wen-jie, XIE Jin-hong, CHEN Yu-shan, LUO Ming-hua, GUAN Huai-min.
Department of Cardiology, First Affiliated Hospital of Henan Traditional Chinese Medical College, Zhengzhou (450000), Henan, China
Corresponding Author: GUAN Huai-min, Email: guanhuaimin2004@aliyun.com

Abstract

Objective: To compare the percutaneous transluminal septal myocardial ablation (PTSMA) and percutaneous transluminal septal tunnel myocardial ablation (PTSTMA) on cardiac function in experimental canines.

Methods: According to CAG determined coronary septal branches, a total of 25 hybrized canines were divided into 2 groups: PTSMA group, n=13 canines with the bigger septal branches and PTSTMA group, n=12 canines with the smaller or uneven septal branches.Alcohol ablation model was established.Electrocardiograph (ECG) at before and after the operation, biomarkers for myocardial injury, echocardiography and hemodynamic changes were recorded.The animals were scarifies at 1 week after operation, the pathological changes in ventricular septal were observed by HE and Masson staining.

Results: Myocardial infarction (MI) could be induced by either PTSMA or PTSTMA and the thickness of septal was decreased.LVEDd, LVEF and hemodynamic indexes were similar between 2 groups.The alcohol volume used in operation, EKG and echocardiography findings were similar between 2 groups, P>0.05.Pathological staining indicated that there was a well-demarcate between the ablation focal and normal myocardium, merging area had neutrophiles invasion, infarcted cellswere partially having the ghost cell sample and they were gradually replaced by fibrous tissue.There was nest-like necrosis in ablated lumen and the normal vessel wall disappeared.PTSMA group had vessel lumen configuration in septal branch and the necrosis limited inside the lumen; while in PTSTMA group, the vessel wall of was discontinued and some necrosis materials move out to from lumen.

Conclusion: Both PTSMA and PTSTMA were effective for alcohol septal ablation in different coronary septal branches, the impacts on cardiac function and hemodynamic changes were similar in experimental canines.

Key words Cardiomyopathy, hypertrophic; Ablation Techniques; Canine

(Chinese Circulation Journal, 2016, 31:170.)

肥厚型梗阻性心肌病（HOCM）是因室間隔的非對稱性肥厚，二尖瓣收縮期前移導致左心室流出道梗阻的一種遺傳性疾病，HOCM年病死率為2%～4%，猝死發生率≤1%[1, 2]。自1995年Sigwart首次報道采用96%酒精阻塞間隔支成功治療HOCM后，經皮室間隔心肌化學消融術（PTSMA）技術不斷發展，逐漸成熟并顯示出與外科心肌切除術近似的療效。PTSMA治療的關鍵是確定和選擇合適的靶間隔支，但僅60%的HOCM患者化學消融的粗大的第一室間隔支能達到治療目的[3, 4]。臨床中針對間隔支正常變異較大，還有相當部分患者用PTSMA治療效果不理想或無法進行化學消融的不足；我們采用經皮室間隔隧道心肌化學消融術（PTSTMA）治療也取得了良好的療效[5, 6]。為進一步評價兩種消融治療策略，本研究以犬為對象，觀察兩種消融治療對心肌病理學和心臟功能的影響。

1　材料與方法

實驗動物及分組：選擇成年健康雜種犬25只，雌雄不限，體重14～20 kg；普通飼養，由河南省實驗動物中心提供。飼養溫度23～25℃，相對濕度50%～60%。根據冠狀動脈造影顯示的間隔支大小及其分布，分為理想間隔支行PTSMA為PTSMA組（n=13）和小間隔支行PTSTMA為PTSTMA組（n=12）。

試劑、耗材及儀器：肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌鈣蛋白I（cTnI）、N末端B型利鈉肽原（NT-proBNP）試劑盒購置于南京基蛋生物科技有限公司，無水酒精，蘇木素—伊紅染色（HE）染料、馬松（Masson）染色染料購置于鄭州新星化學試劑公司。導引導管、導引鋼絲購置于美國美敦力公司，Marverick OTW球囊購置于美國波科公司。儀器：GLAMOUR2000全自動生化分析儀，Olympus激光共聚焦顯微鏡（FV1000-IX81）、西門子數字減影血管造影機、ACUSON SC2000西門子超聲儀。

動物模型的制備：25只犬術前禁食8 h，禁水4 h，稱重后靜脈給予3%戊巴比妥鈉（30 mg/ kg）麻醉，四肢、前胸部及腹股溝處備皮。將犬四肢固定于導管床上，鼻導管吸氧，心電監護；常規消毒鋪巾，右側腹股溝區切開皮膚，鈍性分離暴露右側股動脈；經皮直接穿刺右側股動脈，插入6F動脈鞘管，用5F多功能冠狀動脈造影導管借助1250大型C臂X光機進行冠狀動脈造影，并選擇不同的投照體位以前降支分出的間隔分支顯示清楚為準。將所有犬更換6F Junkin Guiding導管后送入相關器械進行化學消融。PTSMA組參照HOCM心肌化學消融方法進行[7]；PTSTMA組參照關懷敏等[8]改良的“人工室間隔隧道心肌化學消融法”制作方法進行。術中及術后補充液體，術后青霉素160萬U應用3天，1周后靜脈給予10% KCl 20 ml處死動物。消融術前、術后即刻及術后1周監測血流動力學的變化。

心電監護及心電圖的檢測：術中及術后連續心電監護 6 h，觀察心率及心律失常的情況。術前及術后每隔15 min記錄12導聯心電圖的變化，直至ST-T改變相對穩定時改為2 h一次，記錄至術后2天，術后1周處死前再次復查心電圖。

超聲心動圖檢查：在術前、術后即刻和術后1周行超聲心動圖檢查。采用美國超聲心動圖協會推薦的測量方法，測量左心室舒張末內徑（LVEDd）、室間隔厚度（IVSD）、左心室射血分數（LVEF）、左心室收縮末壓力（LVSP）、左心室舒張末壓力（LVEDP）、左心室最大上升速率（+dp/dt max）、左心室最大下降速率（-dp/dt max）。每個參數在五個連續心動周期中測5次，計算出均數和標準差。觀察有無室間隔穿孔、非室間隔心肌的運動異常、附壁血栓等手術并發癥。

心肌損傷標記物及NT-proBNP的測定：膠體金法檢測術前、術后14～16 h以及術后1周的血清CK-MB、cTnI、NT-proBNP的濃度。

心肌組織病理學標本處理：術后1周處死犬，迅速取出心臟，冰生理鹽水反復沖洗干凈，然后垂直于冠狀溝均勻地分為5段，每段心肌部分置入4%多聚甲醛中固定，部分置入液氮罐過夜后轉置于-80℃低溫冰箱內保存。經4%多聚甲醛溶液固定后，進行脫水、石蠟包埋、切片，厚度4～5 μm，常規進行HE染色和Masson染色。

統計學分析：應用SPSS21.0統計分析軟件，計量資料以±s表示，兩組間比較采用t檢驗，多組間的比較采用單因素方差分析（ANOVA）比較，組間差異性比較采用LSD比較；計數資料以構成比或百分比表示，采用χ2檢驗比較。以P<0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1兩組冠狀動脈造影結果比較（圖1）

冠狀動脈造影結果顯示13只犬第一間隔支較粗大行PTSMA治療，12只犬第一間隔支細小或分布不均行PTSTMA治療。PTSMA組和PTSTMA組在術中因心臟驟停，發生猝死者各1只；術后1周內無意外死亡。PTSMA組和PTSTMA組術中使用的無水酒精分別為（1.6±0.2）ml、（1.5±0.1）ml，兩組相比差異無統計學意義（P>0.05）。

圖1　PTSMA組和PTSTMA組冠狀動脈造影圖

2.2兩組心電圖改變的比較

PTSMA組和PTSTMA組術前、術后即刻及術后1周心率分別為：PTSMA組（149±15）次/min、（112±13）次/min、（132±12）次/min；PTSTMA組（156±14）次/min、（116±24）次/min、（140±9）次/min。兩組術后即刻心率均較術前明顯下降（P 均<0.01），術后1周的心率逐漸恢復正常，與術前比較差異均無統計學意義（P均>0.05）。持續的心電監護及心電圖檢查顯示PTSMA組發生新發Ⅲ度房室傳導阻滯2例，PTSTMA組發生1例，兩組中各有2例發生了室性心動過速；但72 h內均恢復了竇性心律；PTSMA組發生右束支傳導阻滯者3例，PTSTMA組2例，兩組心律失常的發生率差異無統計學意義。心電圖監測顯示在術后即刻就出現ST段抬高或壓低，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVL、aVF及V1～3導聯的改變最為明顯，以ST段改變幅度最大的導聯為標準，以絕對值表示：PTSMA組的ST段改變為（3.5±1.8）mm，PTSTMA組為（3.2±2.1）mm，兩組相比差異無統計學意義（P>0.05）。

2.3兩組CK-MB、cTNI及NT-proBNP的比較（表1）

兩組犬術前心肌損傷標記物CK-MB、cTNI以及NT-proBNP均在正常范圍內，但術后14～16 h CKMB、cTNI以及NT-proBNP與術前相比明顯升高，術后1周下降，與術后14～16 h相比差異均有統計學意義（P均<0.01），但與術前相比差異無統計學意義。

2.4兩組超聲心動圖和血流動力學結果的比較（表2）

結果顯示兩組術后即刻和術后1周的LVEDd、LVEF、LVSP、LVEDP、+dp/ dt max、-dp/dt max差異均無統計學意義（P均>0.05）。兩組IVSD在術后1周變小（P 均<0.05）。兩組比較術前、術后即刻和術后1周的各項超聲心動圖和血流動力學指標差異均無統計學意義（P均>0.05）。此外，兩組均未有心包填塞、心臟破裂、附壁血栓等并發癥。

表1　兩組犬CK-MB、cTNI及NT-proBNP的變化（n=10，ng/ml，±s）

表1　兩組犬CK-MB、cTNI及NT-proBNP的變化（n=10，ng/ml，±s）

注：PTSMA：經皮室間隔心肌化學消融術；PTSTMA：經皮室間隔隧道心肌化學消融術；CK-MB:肌酸激酶同工酶；cTNI：肌鈣蛋白I；NT-proBNP： N末端B型利鈉肽原。與同組術前相比*P<0.01；與同組術后14～16 h相比△P<0.01

PTSTMA組術前　術后14～16 h　術后1周　術前　術后14～16 h　術后1周CK-MB　40.00±15.82　797.93±249.66*　42.42±32.77△　23.20±7.34　755.08±196.06*　48.72±32.77△項目　PTSMA組cTNI　0.02±0.01　305.30±137.68*　1.20±2.80△　0.03±0.02　282.91±125.41*　3.80±4.49△NT-ProBNP　 60.37±17.55　706.30±227.79*　124.69±82.38△　55.57±29.64　722.77±254.30*　122.05±82.22△

表2　兩組超聲心動圖和血流動力學結果的比較（n=10，±s）

表2　兩組超聲心動圖和血流動力學結果的比較（n=10，±s）

注：PTSMA：經皮室間隔心肌化學消融術；PTSTMA：經皮室間隔隧道心肌化學消融術；LVEDd：左心室舒張末內徑；IVSD:室間隔厚度；LVEF:左心室射血分數；LVSP：左心室收縮末壓力；LVEDP：左心室舒張末壓力；+dp/dt max:左心室最大上升速率；-dp/dt max:左心室最大下降速率。與術后即刻相比△P<0.05。 1 mmHg = 0.133 kPa

PTSTMA組術前　術后即刻　術后1周　術前　術后即刻　術后1周項目　PTSMA組LVEDd (mm)　39.69±4.78　41.16±4.12　41.05±4.46　39.99±4.54　40.46±4.44　41.05±4.61 IVSD (mm)　7.95±1.53　7.25±1.25　6.27±1.47△　8.03±1.58　7.40±1.43　6.59±1.26△LVEF (%)　67.50±4.20　64.70±3.68　64.60±3.71　66.90±3.78　63.10±3.45　63.90±4.09 LVSP (mmHg)　126.50±10.39　117.60±17.37　118.40±10.17　121.00±13.10　 116.00±1.71　 118.00±10.29 LVEDP (mmHg)　5.77±2.11　6.47±2.33　6.90±2.14　6.15±2.29　6.02±2.28　6.12±2.18 +dp/dt max (mmHg/s)　 1279.60±131.05　 1135.70±134.34　 1143.00±217.41　 1225.10±177.45　 1145.30±191.60　 1133.30±201.22 -dp/dt max (mmHg/s)　 981.20±124.97　 798.10±6593.00　 773.10±93.30　951.20±116.56　 884.10±112.53　 851.10±96.55

2.5兩種消融術后的病理學變化（圖2）

圖2　兩組消融術后的病理學變化

兩組犬消融術后的病理變化均表現為梗死區與正常心肌間界限明顯，中性粒細胞浸潤主要發生在壞死區與正常心肌細胞的交界處；梗死區的心肌細胞盡管仍有心肌細胞的外形，但細胞固縮、細胞核消失，細胞間隙增寬，稱為“鬼影細胞”，見圖2A～2C。兩組消融的間隔支管腔內均可見團塊樣壞死物質，血管正常管壁結構消失；但在PTSMA組血管管腔的形態仍存在，血管內壞死無仍局限在管腔內；但PTSTMA組間隔支血管的血管壁撕裂、不連續，有部分壞死物移向管腔外，見圖2D～2F。兩組消融后的血管及心肌經Masson染色均顯示出梗死的心肌逐漸由纖維組織所取代。

3　討論

近年來，PTSMA是治療有癥狀的HOCM患者的主要措施之一，可以減輕患者癥狀、改善機能和生活質量；目前研究顯示PTSMA的治療量已是外科心肌切除術的9 倍[7, 9]。PTSTMA是在PTSMA的基礎上，對于因間隔支細小不能行PTSMA的患者，使用OTW球囊擴張細小室間隔支建立“隧道”，擴大缺血范圍延長缺血時間增加心肌梗死的面積，達到減輕左心室流出道梗阻，降低左心室流出道壓力的治療目的。本研究以犬為對象，根據不同的冠狀動脈間隔支治療，采用PTSMA和PTSTMA治療的措施，比較兩種策略對于室間隔心肌和心臟功能的影響。結果顯示兩種治療策略在影像學、心肌酶學、超聲心動圖以及病理學組織上均證實能引起心肌梗死、室間隔局部的變薄，且PTSTMA與PTSMA均對心臟功能、血流動力學無明顯影響，這與我們此前的臨床研究結果一致[5, 6]。

通常認為化學消融引起梗死面積的大小和嚴重程度與冠狀動脈間隔支血管的解剖、術中無水酒精用量等密切相關。而既往研究顯示低劑量的無水酒精（1～2 ml）也能有效的改善HOCM的癥狀和預后。盡管心肌酶在早期與心肌梗死的面積呈正比，但長期隨訪發現酒精的用量與心肌梗死的面積和血流動力學的改變、臨床癥狀的改善無關，1～4 ml的酒精用量中并不影響HOCM治療的有效性，主要依賴于肥厚心肌的間隔支血管的解剖[10]。間隔支血管具有血管小、側支循環多、血管相對短而直等特點；同時間隔支走行于室間隔心肌間，具有“肌橋現象”，能耐受球囊擴張，不易導致間隔的穿孔、心包積血。我們采用低劑量的無水酒精（1～2 ml）干預犬的靶間隔支，兩組相比心肌損傷釋放的酶學（CK-MB、cTNI）差異無統計學意義，兩組梗死的面積相似。而對于細小的間隔血管，根據其“血管—心肌”的解剖學關系，采用PTSTMA，使用球囊擴建“隧道”的累積時間>20 min，增加局部心肌缺血累積時間；同時，注入擴張的間隔支血管注入無水酒精后引其化學毒性引起急性炎癥反應及其周圍毛細血管的破壞，直接影響周邊無水酒精向后間隔及前壁的彌散，可能降低非靶心肌損傷的發生率[11]。冠狀動脈造影及超聲心動圖證實無室間隔的穿孔、前壁的運動異常等。病理組織學顯示兩組均可引起有效的血管和心肌細胞的凝固性壞死、中性粒細胞的浸潤、“鬼影細胞”等，與HOCM患者化學消融后心肌病理性改變相似[12, 13]。PTSTMA不同于PTSMA的是間隔支血管的完整性被破壞，血管撕裂、不連續，增加了心肌細胞的壞死的數量。兩組消融策略干預不同冠狀動脈間隔支后惡性心律失常等臨床不良事件的發生率相似，在一定程度上說明PTSTMA的安全性與PTSMA相近。

本研究根據冠狀動脈間隔支不同的解剖學特點，采用PTSMA和PTSTMA兩種不同策略進行化學消融。結果證明兩種治療策略經冠狀動脈向室間隔支注入無水酒精均能致室間隔心肌發生局部壞死，且對于細小的間隔支采用PTSTMA干預消融能達到與PTSMA相似的效果；從理論和實踐方面為相對地擴大HOCM患者化學消融治療的適應證提供依據。本研究的局限性是以正常的犬為模型，且僅根據造影明確消融的靶間隔支，可能增加臨床不良事件的發生率和心肌梗死的面積。

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（編輯：漆利萍）

(收稿日期：2015-07-13）

中圖分類號：R54

文獻標識碼：A

文章編號：1000-3614（2016）02-0170-05

doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.02.016

作者簡介：王賀 主治醫師 碩士 主要從事心力衰竭、心肌病的基礎和臨床研究 Email：ewaller@163.com 通訊作者：關懷敏Email: guanhuaimin2004@aliyun.com

基金項目：河南省科技攻關項目（122102310628）

目的：比較采用經皮室間隔心肌化學消融術（PTSMA）和 經皮室間隔隧道心肌化學消融術（PTSTMA）干預不同冠狀動脈間隔支血管對犬心臟功能的影響。

方法：普通雜種犬25只，根據冠狀動脈造影結果分為兩組：PTSMA組（n=13）為第一間隔支較粗大行PTSMA；PTSTMA組（n=12）為室間隔細小或分布不均需行PTSTMA。制備心肌化學消融模型，記錄術前、術后的體表心電圖、心肌損傷標記物、超聲心動圖和血流動力學的變化。術后1周處死，蘇木素—伊紅（HE）染色和馬松（Masson）染色觀察室間隔心肌的病理學變化。

結果：兩組化學消融均可引起的心肌壞死，室間隔厚度減少。但左心室舒張末內徑、左心室射血分數和血流動力學指標差異無統計學意義。兩組相比術中使用的酒精量、心電圖的改變及超聲心動圖和血流動力學變化差異均無統計學意義（P>0.05）。病理學顯示心肌化學消融灶與正常心肌細胞間界限明顯，交界區中性粒細胞浸潤，梗死區細胞部分呈“鬼影細胞”樣改變，逐漸由纖維組織所取代。消融的間隔支管腔內可見團塊樣壞死物質，血管正常管壁結構消失。PTSMA組血管管腔的形態仍存在，血管內壞死無仍局限在管腔內；但PTSTMA組間隔支血管的血管壁不連續，有部分壞死物移向管腔外。

結論：對于不同冠狀動脈間隔支血管采用 “PTSMA”或“PTSTMA” 不同治療策略，均能達到有效的化學消融，且對心臟功能、血流動力學無明顯影響。