血清HMGB1、BNP水平參與先天性心臟病大鼠肺動脈高壓發生的機制

汪毅 張曉羽 張旭光 閆志國

(昆明市第一人民醫院心胸外科，云南 昆明 650051)

先天性心臟病作為先天畸形常見類型，約占全部先天畸形的20%，而心臟大血管形成障礙或發育異常，容易增加心臟負荷，導致肺循環血流量升高，加重肺臟負擔，引發肺動脈高壓(PH)〔1〕。據報道，PH會誘發肺小動脈反射性收縮，增加回心血量，從而進一步加重心臟負荷，引發心力衰竭〔2〕。目前，臨床多采用右心導管評估PH，此檢查方式雖可明確肺血管阻力情況，但有創性檢查不利于臨床推廣〔3〕。研究指出，PH病理特征主要以血管痙攣、內膜重構等為主，而肺血管炎癥免疫、血管收縮在PH病理改變中發揮重要作用〔4〕。高遷移率族蛋白(HMG)B1是一種具有特征性損傷相關分子模式的分子，可參與免疫應答、組織重構、血管再生等多種過程，且可介導內皮細胞活化〔5〕。腦鈉肽(BNP)是腎素-血管緊張素-醛固酮系統拮抗劑，可促血管松弛，抑制血管活性肽收縮，且可降低交感神經活性〔6〕。結合HMGB1、BNP作用機制，推測二者在先天性心臟病患者PH發生過程中發揮重要作用，但具體作用機制尚待探討。本研究建立先天性心臟病大鼠模型，分析血清HMGB1、BNP水平與先天性心臟病大鼠發生PH的關系。

1 材料與方法

1.1材料 實驗動物：本研究獲得動物實驗倫理審查批準。選取10只正常大鼠，20只先天性心臟病大鼠(由動物實驗中心購買)，全部大鼠飼養在22～25℃恒溫動物房內，予以足夠水及顆粒飼料，進行黑暗與光照處理(間隔12 h交替1次)；10只正常大鼠周齡5～10 w，平均(7.56±0.67)w；體重0.15～0.26 kg，平均(0.19±0.02)kg。20只先天性心臟病大鼠周齡5～11 w，平均(7.58±0.65)w；體重0.12～0.26 kg，平均(0.18±0.02)kg。

1.2主要藥品與試劑 同型半胖氨酸購自北京博奧派克生物科技有限公司；水合氯醛購自四川佰春科技有限責任公司；野百合堿購自上海研生實業有限公司，貨號：YS-R63643；生理鹽水購自北京百奧萊博科技有限公司，貨號：PY08-074；戊巴比妥鈉購自湖北鴻運隆生物科技有限公司；酶聯免疫吸附試驗試劑盒購自上海滬震實業有限公司。

1.3主要儀器與設 八導生理記錄儀購自北京華睿寶科技有限公司(型號：BIOPAC MP150)；低速離心機購自濟南歐萊博技術有限公司(型號：TD-4X)。

1.4先天性心臟病大鼠建模方法 于孕鼠妊娠第7天，注入高劑量同型半胖氨酸200 mg/(kg·d)，1次/d，直至孕第17天，停止1 d后，孕第19天再次注射1次，注意每次注射結束需保證回抽無液體；孕第20天，在水合氯醛麻醉下剖宮取胎；于體視鏡下觀察仔鼠心臟結構，可見房間隔缺損、室間隔缺損、大血管錯位等即可判定為先天性心臟病。

1.5先天性心臟病大鼠PH建模方法 采用野百合堿建立20只先天性心臟病大鼠PH模型，將野百合堿以2∶8比例溶于生理鹽水中，配置成1%溶液，取50 mg/kg溶液注入大鼠腹部，1次/d，共注射28 d。注射結束，用2%戊巴比妥鈉麻醉大鼠，使其呈仰臥位，區分左側頸總動脈與右側頸靜脈，將壓力感受器連接在左側頸總動脈，并經右側頸靜脈置入含有0.3%肝素生理鹽水的PE50導管直至右心室，將八導生理記錄儀與壓力感受器相連接，經記錄儀觀察壓力波形變化，判斷導管是否進入右心室，穩定后測定肺平均動脈壓；海平面靜息狀態下，肺動脈平均壓≥25 mmHg即可判定為PH。

1.6血清HMGB1、BNP水平檢測 空白對照組、先天性心臟病大鼠眼眶取血2 ml，用低速離心機以1 000 r/min離心10 min，離心半徑為10 cm，采取血清用酶聯免疫吸附試驗測定血清HMGB1、BNP水平，檢驗流程嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.7統計學方法 采用SPSS23.0軟件進行t檢驗、Logistic回歸分析。

2 結 果

2.1空白對照組、先天性心臟病組血清HMGB1、BNP水平比較 先天性心臟病組血清HMGB1、BNP水平〔(10.43±2.03)μg/L、(166.26±12.35)pg/ml〕高于空白對照組〔(4.25±1.24)μg/L、(79.25±9.62)pg/ml〕，差異有統計學意義(t=8.796、15.436,均P<0.05〕。

2.2先天性心臟病大鼠PH建模情況 20例先天性心臟病大鼠中，有13例(65.0%)PH建模成功。大鼠研究期間均無病死及意外死亡。

2.3發生PH、未發生PH先天性心臟病大鼠血清HMGB1、BNP水平比較 發生PH先天性心臟病大鼠血清HMGB1、BNP水平〔(12.63±3.25)μg/L、(185.35±15.24)pg/ml〕高于未發生大鼠〔(6.35±2.10)μg/L、(130.81±14.22)pg/ml〕，差異有統計學意義(t=4.592、7.804,均P<0.001)。

2.4血清HMGB1、BNP水平與先天性心臟病大鼠發生PH的回歸分析 將先天性心臟病大鼠PH發生情況作為因變量(1=發生，0=未發生)，將血清HMGB1、BNP作為自變量(均為連續變量)，經Logistic回歸分析結果顯示，血清HMGB1、BNP水平升高是先天性心臟病大鼠發生PH的風險因子(OR>1，P<0.05)。見表1。

表1 血清HMGB1、BNP水平與先天性心臟病大鼠 發生PH的回歸分析

3 討 論

先天性心臟病作為心臟外科常見疾病，多因胚胎時期心臟及大血管發育異常所導致，據報道，先天性心臟病發生率為0.4%～1.0%〔7〕。臨床研究發現，先天性心臟病長期發展會導致肺動脈壓進行性升高，引發PH，而PH發生后會進一步增加右心負荷，形成惡性循環，增加心力衰竭發生風險〔8〕。因此，明確可能與先天性心臟病發生PH有關指標及機制，可能對臨床早期干預有重要意義。

HMGB1作為高度保守的蛋白質，其在細胞核內可與DNA、組蛋白相互作用，調節生物體內轉錄過程，在細胞核外可與趨化因子、病原相關分子相互作用，調控細胞因子表達〔9〕。研究顯示，HMGB1可結合晚期糖基化終末產物、toll樣受體2、4等受體，其中與toll樣受體4結合后可活化核轉錄因子κB(NF)-κB，促使巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子-α、白細胞介素6等炎癥因子，引發炎癥反應〔10〕。而相關研究發現，NF-κB信號通路活化可能會導致肺動脈平滑肌細胞炎癥性重構，導致肺動脈壓升高〔11〕。另有研究發現，HMGB1在內皮細胞內可結合RAGE，損傷血管內皮細胞，促使血管病變〔12〕。近年來有研究發現，HMGB1是PH發生的起始因子，通過促進多種炎癥介質釋放，可引發肺血管炎癥反應，促進氧自由基釋放，損傷血管內皮細胞，導致PH發生，而采用抗HMGB1抗體干預，可阻止PH發展〔13〕。BNP是由32個氨基酸組成的多肽，主要由心室分泌，可阻滯縮血管活性肽生成，促使血管平滑肌細胞松弛，抑制心肌纖維細胞增殖〔14〕。目前，BNP已被作為心力衰竭敏感標志物之一，心肌細胞受損后會大量分泌BNP入血，且BNP水平不受年齡、腎功能等因素影響，可良好反映心功能狀態〔15〕。研究發現，BNP表達與急性肺栓塞患者PH發生有關，且BNP可作為PH發生評估指標之一〔16〕。結合HMGB1、BNP作用機制，推測二者與先天性心臟病大鼠發生PH有關。

本研究結果初步說明HMGB1、BNP可能與先天性心臟病有關。分析原因在于，先天性心臟病大鼠心臟負荷大會損傷血管內皮細胞，導致損傷分子HMGB1表達增加，且受損的心肌細胞會大量分泌BNP，從而導致血清BNP水平大幅升高〔17〕。本研究進一步證實HMGB1、BNP與先天性心臟病大鼠發生PH有關。分析原因，HMGB1水平升高會促使多種炎癥因子生成，引發肺血管炎癥反應，導致肺動脈血管重構，增加肺動脈壓；BNP水平升高提示心肌損傷嚴重，可能會增加肺血流量，從而增加PH發生風險〔18〕。但本研究并未分析HMGB1、BNP預測先天性心臟病大鼠發生PH風險價值，研究結果存有局限，未來仍需展開前瞻性研究加以驗證，并將所得結果在先天性心臟病患者中推廣應用。

綜上，先天性心臟病大鼠發生PH與血清HMGB1、BNP水平升高有關，考慮未來可檢測血清HMGB1、BNP水平，輔助評估先天性心臟病并發PH的風險。