風濕性左房室瓣狹窄并肺動脈高壓患者圍術期血漿內皮素1、環磷酸腺苷水平變化及其與肺動脈收縮壓的相關性研究

譚何易，唐勝軍，楊超，唐烽，向舒

肺 動 脈 高 壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）可導致風濕性左房室瓣狹窄患者術后預后不良及死亡風險增加，因此評估風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者圍術期肺動脈壓對于指導臨床治療、預后判斷等具有重要臨床意義。近年研究表明，PAH患者血管活性因子如內皮素1（ET-1）、環磷酸腺苷（cAMP）水平升高，且與肺動脈壓密切相關［1］，但具體關系及其作用機制尚不完全清楚。本研究旨在分析風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者圍術期血漿ET-1、cAMP水平變化及其與肺動脈收縮壓（SPAP）的相關性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年3月—2016年9月重慶三峽中心醫院收治的風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者29例，均行體外循環（CPB）下左房室瓣置換術。納入標準：（1）紐約心臟病協會（NYHA）分級Ⅱ～Ⅲ級；（2）單純風濕性左房室瓣狹窄或伴輕度反流。排除標準：（1）伴有右心室流出道梗阻者；（2）伴有血容量不足者。根據SPAP將所有患者分為A組（輕度PAH，n=9）、B組（中度PAH，n=13）、C組（重度PAH，n=7）。3組患者性別、年齡、病程比較，差異無統計學意義（P＞0.05，見表1），具有可比性。本研究經重慶三峽中心醫院醫學倫理委員會審核批準，所有患者自愿參與本研究并簽署知情同意書。

1.2 SPAP的估測方法 采用彩色多普勒超聲心動圖、右房室瓣反流壓差法估測SPAP，SPAP=右房室瓣反流壓差+右心房壓。根據伯努利公式，右房室瓣反流壓差=4×右房室瓣反流速峰值2；右心房壓依據下腔靜脈（IVC）呼吸變化率進行估測：（1）IVC內徑≤2.1 cm且吸氣后減小＞50%者右心房壓估測為3 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；（2）IVC內徑＞2.1 cm且吸氣后減小≤50%者右心房壓估測為15 mm Hg；（3）不符合以上兩種情況者根據肝靜脈血流頻譜進行判斷，其中肝靜脈血流頻譜為舒張期者右心房壓估測為8 mm Hg，肝靜脈血流頻譜正常者右心房壓估測為3 mm Hg，肝靜脈血流頻譜為舒張期且IVC內徑吸氣后減?。?5%者右心房壓估測為15 mm Hg，獲得的肝靜脈血流頻譜圖不滿意者右心房壓估測為8 mm Hg。PAH嚴重程度判斷標準：輕度PAH：SPAP為 36～50 mm Hg；中度 PAH：SPAP為51～69 mm Hg；重度PAH：SPAP≥70 mm Hg。

表1 3組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information in the three groups

1.3 觀察指標 （1）比較3組患者臨床特征，包括左房室瓣狹窄情況、左心房血栓形成情況及心房顫動發生情況。（2）分別于麻醉誘導前（T1）、CPB停止即刻（T2）、術后12 h（T3）、術后24 h（T4）、術后48 h（T5）、術后72 h（T6）、術后120 h（T7）、術后168 h（T8）采集3組患者空腹肘靜脈血4 ml并置于抗凝管中，3 000 r/min離心10 min（離心半徑13.5 cm），分離血漿并置于EP管中，凍存于-70 ℃冰箱待測；采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測血漿ET-1、cAMP水平。需要注意的是，CPB期間及術后24 h內血液呈稀釋狀態，因此所測血漿ET-1、cAMP水平需進行校正，校正公式為：實測值×T1時紅細胞比容/實測紅細胞比容。ET-1試劑盒生產批號：E20161020A；cAMP試劑盒生產批號：E20161015A。

1.4 統計學方法 采用SPSS 17.0統計學軟件進行數據分析，計量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗；計數資料以相對數表示，采用χ2檢驗；T1時血漿ET-1、cAMP水平與風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者SPAP的相關性分析采用線性回歸分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床特征 3組受試者左房室瓣狹窄情況、左心房血栓形成者所占比例及心房顫動發生率比較，差異有統計學意義（P＜0.05，見表2）。

表2 3組患者臨床特征比較（n/N）Table 2 Comparison of clinical features in the three groups

2.2 血漿ET-1水平 3組患者T1～T8時血漿ET-1水平比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；C組患者T1～T8時血漿ET-1水平高于A組、B組，B組患者T1、T4～T8時血漿ET-1水平高于A組，差異有統計學意義（P＜0.05，見表3）。3組患者圍術期血漿ET-1水平呈現先升高后逐漸降低的趨勢，其中A組患者下降速度最快，C組患者最慢（見圖1）。

2.3 血漿 cAMP水平 3組患者 T1～T8時血漿 cAMP水平比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。C組患者T1～T8時血漿cAMP水平高于A組、B組，B組患者T1～T8時血漿cAMP水平高于A組，差異有統計學意義（P＜0.05，見表4）。3組患者圍術期血漿cAMP水平呈現逐漸降低趨勢，其中C組患者下降速度最慢（見圖2）。

2.4 相關性分析 分別將T1時血漿ET-1水平（Y1）、cAMP水平（Y2）作為因變量，將SPAP（X）作為自變量進行線性回歸分析，得到的回歸方程分別為Y1=0.40X+63.35，Y2=0.21X+7.36，T1時 血 漿 ET-1、cAMP水平與風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者SPAP呈正相關（R2分別為0.77、0.89，見圖3A、3B）。

3 討論

圖1 3組患者圍術期血漿ET-1水平變化趨勢Figure 1 Variation tendency of perioperative plasma ET-1 level in the three groups

圖2 3組患者圍術期血漿cAMP水平變化趨勢Figure 2 Variation tendency of perioperative plasma cAMP level in the three groups

表3 3組患者不同時間點血漿ET-1水平比較（±s，ng/L）Table 3 Comparison of plasma ET-1 level in the three groups at different time points

表3 3組患者不同時間點血漿ET-1水平比較（±s，ng/L）Table 3 Comparison of plasma ET-1 level in the three groups at different time points

注：與C組比較，aP＜0.05；與B組比較，bP＜0.05

組別 例數 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 A 組 9 79.80±6.80ab 107.52±9.22a 124.99±4.85a 111.72±5.32ab 108.12±4.60ab 95.32±6.08ab 89.34±4.80ab 59.64±8.60ab B 組 13 95.56±9.50a 112.43±8.06a 127.60±8.85a 137.34±8.82a 132.88±8.63a 125.48±7.94a 113.15±6.87a 91.08±3.29a C 組 7 104.99±6.68 127.46±7.06 143.56±9.64 145.51±10.94 165.18±10.20 151.52±13.21 146.06±5.41 124.99±4.60 F值 5.570 5.820 5.370 5.780 6.210 5.560 5.710 5.910 P 值 0.008 0.001 0.002 ＜0.001 ＜0.001 0.001 0.004 ＜0.001

表4 3組患者不同時間點血漿cAMP水平比較（±s，nmol/L）Table 4 Comparison of peripheral plasma cAMP level in the three groups at different time points

表4 3組患者不同時間點血漿cAMP水平比較（±s，nmol/L）Table 4 Comparison of peripheral plasma cAMP level in the three groups at different time points

注：與C組比較，aP＜0.05；與B組比較，bP＜0.05

組別 例數 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 A 組 9 16.83±1.30ab 11.17±1.80ab 9.78±1.37ab 8.86±1.04ab 6.39±1.31ab 5.48±1.30ab 3.13±2.18ab 1.16±1.91ab B 組 13 21.32±1.70a 16.03±1.55a 14.97±1.36a 12.88±1.42a 10.94±1.92a 9.61±1.67a 7.07±1.83a 6.11±1.91a C 組 7 27.57±1.56 20.95±3.07 18.76±2.38 17.74±3.21 16.40±2.31 14.46±2.05 13.68±1.92 13.52±1.76 F值 4.710 4.830 4.720 4.550 5.180 3.880 4.560 5.010 P值 0.007 0.005 0.001 ＜0.001 0.004 ＜0.001 0.007 ＜0.001

3.1 血漿ET-1水平變化及其臨床意義 ET-1是于1980年首次發現的一種由血管內皮細胞產生的內源性強效縮血管多肽，其含有21個氨基酸殘基，包括ET-1受體A和ET-1受體B，其中ET-1受體A主要分布于平滑肌細胞和成纖維細胞，可導致平滑肌細胞增殖和血管收縮；ET-1受體B主要分布于平滑肌細胞和內皮細胞，可清除內皮素并促進舒血管物質生成。風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者CPB下左房室瓣置換術后早期血漿ET-1水平升高的原因主要包括以下3個方面：（1）ET-1參與心房顫動的發生發展：①心房顫動時心房不能有效收縮，淤滯于心房內的血液導致心房容積、心房壓力增加，繼而引發牽張反射并促進心房ET-1基因表達［2］；②長期心房容積、心房壓力超負荷導致心房內徑增大、心房張力增加并刺激交感神經釋放兒茶酚胺，繼而導致血漿ET-1水平升高。（2）氧化應激、炎性反應等：①ET-1是一種內源性縮血管物質，可作用于冠狀動脈平滑肌細胞并導致冠狀動脈痙攣、心肌損傷，CPB下左房室瓣置換術后心肌、肺缺血再灌注所致氧化應激及Ca2+超載等均可致血漿ET-1水平升高［3］；②反復呼吸道炎癥、低氧血癥及高碳酸血癥刺激可誘導相關炎性因子、體液因子異常表達，繼而導致血漿ET-1水平升高［4-5］。（3）SPAP越高提示肺血管病變程度越重，CPB下左房室瓣置換術后早期血漿ET-1水平升高速度越快。

圖3 T1時血漿ET-1、cAMP水平與風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者SPAP的相關性分析Figure 3 Correlation analysis on plasma levels of ET-1 and cAMP with SPAP in rheumatic left atrioventricular stenosis patients merged with PAH

郭光偉等［6］研究表明，風濕性心臟病繼發PAH患者心臟瓣膜置換術前血漿ET-1水平升高，且血漿ET-1水平與肺動脈壓、肺血管阻力呈正相關，術后血漿ET-1水平隨肺動脈壓降低而降低。也有研究表明，慢性阻塞性肺疾?。–OPD）并PAH患者血清ET-1水平升高，血清ET-1水平可作為評估COPD并PAH患者病情嚴重程度及預后的參考指標［7-8］。LACEDONIA等［9］研究發現，單純PAH患者血漿ET-1水平升高。本研究結果顯示，C組患者T1～T8時血漿ET-1水平高于A組、B組，B組患者T1、T4～T8時血漿ET-1水平高于A組，且3組患者圍術期血漿ET-1水平呈現先升高后逐漸降低的趨勢，其中A組患者下降速度最快，C組患者最慢，分析其原因如下：隨著CPB下左房室瓣置換術后時間延長，風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者肺血管內皮細胞功能逐漸恢復正常，血漿ET-1水平呈現先升高后逐漸降低的趨勢，但C組患者病情嚴重程度較重、部分肺血管病變不可逆，因此血漿ET-1水平下降速度最慢。本研究結果還顯示，T1時血漿ET-1水平與風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者SPAP呈正相關，提示風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者麻醉誘導前血漿ET-1水平隨SPAP增大而升高，分析可能的機制為：肺動脈內分泌細胞和內皮細胞是分泌和清除ET-1的主要場所，PAH患者內皮細胞代謝率雖有一定程度升高，但出現纖維改變的肺血管中肥大的平滑肌細胞清除ET-1的能力明顯降低，繼而導致血漿ET-1水平升高；此外，ET-1可通過抑制電壓依賴性K+通道、激活電壓依賴性Ca2+通道而增加Ca2+內流，繼而引起肺血管收縮，導致肺動脈壓升高及肺血管重塑。

3.2 血漿cAMP水平變化及其臨床意義 cAMP是一種環核苷酸，可在腺苷酸環化酶作用下由三磷腺苷（ATP）脫去兩個磷酸縮合而成，是體內重要的第二信使，普遍分布于體液及細胞中，主要負責G蛋白耦聯受體信號的傳遞并參與調節細胞內新陳代謝，因此血漿cAMP水平可反映細胞內新陳代謝情況［10-11］。SPRAGUE等［12］研究發現，正常紅細胞可通過維持肺血管管徑而降低肺動脈壓，其作用機制可能為：肺動脈壓越高則肺血管重塑越嚴重，而肺換氣功能異常時機體代償性產生紅細胞，紅細胞釋放的ATP可刺激一氧化氮合酶生成一氧化氮并刺激cAMP生成，繼而導致肺血管平滑肌舒張、肺動脈壓降低。也有研究表明，肺血管平滑肌K+通道參與了硝普鈉所致大鼠尾部小動脈擴張［13］；腺苷A2受體激活后可使肺血管平滑肌細胞內cAMP濃度升高，繼而導致肺血管舒張、肺動脈壓降低［14］，且腺苷舒張肺血管具有較高的選擇性，因此證實PAH患者血漿cAMP水平升高源自肺血管病理改變。因此，肺血管內皮細胞增殖、管徑縮小導致機體應激產生cAMP，繼而舒張肺血管、降低肺動脈壓。

研究表明，肺血管平滑肌細胞張力的維持主要依賴于細胞內Ca2+濃度，cAMP主要通過降低肺血管平滑肌細胞內Ca2+濃度而舒張肺血管平滑肌，從而舒張肺血管、降低肺動脈壓。cAMP降低肺血管平滑肌細胞內Ca2+濃度的作用機制主要包括以下4個方面［15-16］：（1）通過激活蛋白激酶A（PKA）而抑制Ca2+通道及磷脂酶C，繼而使Ca2+內流減少，同時激活的PKA還可使肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）磷酸化，進而增強肌球蛋白對Ca2+的耐受性；（2）通過激活細胞膜Na+/Ca2+交換器和鈣泵而增加Ca2+外流；（3）通過磷酸化心肌肌漿網鈣泵（SERCA）上的受磷蛋白而增加肌漿網對Ca2+的攝取能量；（4）通過激活K+通道、滅活Na+通道而使細胞膜超激化，繼而阻斷Ca2+內流。此外，從細胞分裂周期角度分析，cAMP可通過上調p27Kip1的表達而抑制cyclinA和cyclinD，同時p27Kip1還可與cdk2和cdk4結合，繼而使細胞分裂停止在G1期，最終抑制肺血管內皮細胞增殖、縮小肺血管內徑、減少PAH的發生。

葉江洪等［17］研究發現，血漿環核苷酸水平與風濕性心臟病并PAH患者肺動脈壓、肺血管阻力、肺毛細血管楔壓呈正相關，與心排血指數呈負相關。TURANLAHTI等［18］研究發現，新生兒PAH患兒吸入一氧化氮后血漿環核苷酸水平明顯升高，提示一氧化氮主要通過環核苷酸途徑而發揮舒張肺血管效應。本研究結果顯示，C組患者T1～T8時血漿cAMP水平高于A組、B組，B組患者T1～T8時血漿cAMP水平高于A組，且3組患者圍術期血漿cAMP水平呈現逐漸降低趨勢，其中C組患者下降速度最慢，分析其原因如下：隨著CPB下左房室瓣置換術后時間延長，風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者左心房血液淤滯減輕或消除、PAH得到不同程度緩解，血漿cAMP水平隨之降低，但C組患者病情嚴重程度較重、部分肺血管病變不可逆，因此血漿cAMP水平下降速度最慢。本研究結果還顯示，T1時血漿cAMP水平與風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者SPAP呈正相關，表明風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者麻醉誘導前血漿cAMP水平隨SPAP增大而升高。

綜上所述，不同SPAP風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者的病情嚴重程度不同，患者圍術期血漿ET-1水平呈現先升高后逐漸降低趨勢，血漿cAMP水平呈現逐漸降低趨勢，且麻醉誘導前血漿ET-1、cAMP水平與SPAP均呈正相關，因此血漿ET-1、cAMP水平可作為初步評估風濕性左房室瓣狹窄并PAH患者肺血管病變程度、肺動脈壓高的參考指標，但需注意排除CPB所致紅細胞破壞、變形等的影響；需要指出的是，本研究樣本量較小且未根據左房室瓣狹窄情況、左心房血栓形成情況及心房顫動發生情況進行亞組分析，所得結果結論存在一定混雜偏倚，仍有待今后進一步研究證實。

作者貢獻：譚何易進行文章的構思與設計，撰寫論文及進行論文的修訂；楊超進行研究的實施與可行性分析，并進行統計學處理；向舒進行數據收集與整理；唐烽進行結果的分析與解釋；唐勝軍負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責并監督管理。

本文無利益沖突。