心房颤动患者CD34+造血祖细胞及相关细胞因子的变化

李 佳 葛海龙 陈光远 高倩萍 孙俊峰 李元十

(哈尔滨医科大学第一临床医学院心内科，黑龙江 哈尔滨 150001)

近年来人们发现心脏的损伤引起造血祖细胞(HPCs)迁移至损伤部位并进行祖细胞的分化〔1〕，从而在心肌损伤部位产生具有功能的心肌细胞，这些新生的细胞参与了心脏病变组织的修复，但同时发现这种祖细胞来源的心肌细胞具有致心律失常作用〔2〕。同样可引起心脏结构改变的心房颤动(房颤)是否也可影响造血祖细胞的分化，影响机制以及这种祖细胞来源的心肌细胞是否也具有致心律失常作用从而参与了房颤的重构过程并进一步导致了房颤的持续目前尚不确定。因此本研究测定不同类型房颤患者的外周血CD34+细胞数量，以及各种内源性细胞因子水平的相关性，探讨不同因子在房颤对HPCs影响中的作用，为研究房颤的发病机制提供一个新的思路。

1 对象与方法

1.1 对象 2008年1～5月于我院心内科住院的房颤患者37人，其中17人为阵发性房颤组，房颤持续时间3 h～2 d，另20人为持续性房颤组，房颤持续时间为1～6个月。均经心电图证实，剔除瓣膜病性房颤、合并糖尿病、慢性肝肾疾病、脑血管意外史、急慢性炎症、肿瘤以及心功能失代偿。另选择年龄、性别相匹配的窦性心律者20人为对照组。见表1。

1.2 方法 空腹静脉抗凝血2 ml，流式细胞术测定外周血中CD34+HPCs的百分含量(由哈尔滨医科大学第一临床医学院免疫室测定)。同时采静脉血2 ml，3 000 r/min离心10 min，留取血清，应用ELISA法测定血清粒细胞集落刺激因子(GCSF)、基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)、血管细胞黏附因子-1(VCAM-1)的水平。严格按照试剂盒(上海森雄科技)说明书操作。

1.3 统计学方法 应用SPSS 13.0统计软件，数据资料以±s表示，组间比较采用t检验。

2 结果

2.1 各组外周血CD34+HPCs的百分含量以及G-CSF、SDF-1α、VCAM-1的水平 持续性房颤患者外周血中CD34+HPCs的百分含量以及G-CSF、SDF-1α、VCAM-1的水平明显高于阵发性房颤患者和窦性心律者，而后两组间无差别。见表2。

表2 外周血CD34+HPCs的百分含量以及G-CSF、SDF-1α、VCAM-1 的水平(±s)

表2 外周血CD34+HPCs的百分含量以及G-CSF、SDF-1α、VCAM-1 的水平(±s)

分组CD34+HPCs含量(%)G-CSF(pg/ml)SDF-1α(pg/ml)VCAM-1(ng/ml)阵发性房颤组 2.41±0.87 35.33±11.11 269.94±69.54 109.30±39.22持续性房颤组 3.15±1.18 48.75±19.28 378.78±126.83 734.28±73.41对照组 2.25±0.97 36.01±12.20 274.58±82.52 134.23±54.44 P值0.040 0.013 0.002 0.000 12

2.2 相关性分析 血清 SDF-1α、VCAM-1水平与外周血CD34+HPCs的百分含量具有明显的相关性(r值分别为0.737、0.530，P ＜0.01，P ＜0.05)，而血清 G-CSF水平与外周血CD34+HPCs的百分含量不具有相关性。

3 讨论

心脏损伤如心肌梗死可使HPCs迁移至损伤处并分化进行组织修复，心房疾病本身也可影响循环中的HPCs〔3〕。骨髓、外周血与受损心肌间的信号的适度调节对于HPCs的动员、迁移、植入、存活、增殖和分化从而进行心肌再生至关重要。这些信号因子涉及SDF-1、G-CSF、VCAM-1等的激活和分泌等多种因素。Goette等〔3〕人发现持续性房颤病人外周血CD34+HPCs和SDF-1α水平增高，转复成功48 h后，SDF-1α和CD34+HPCs水平开始降低，并且细胞培养发现房颤病人的HPCs具有较大的潜能分化为心肌细胞。因此认为持续性房颤可增强HPCs形成心肌的潜能;SDF-1很可能参与房颤时心房组织的修复从而与心房的重构相关。本研究中持续性房颤引起外周血中CD34+HPCs数量增多，这与国外研究的结果一致，说明房颤可与心肌梗死一样对HPCs产生相似的影响作用，这种作用可影响房颤时心肌的修复。

SDF-1是CD34+HPCs的强烈的趋化因子，通过与其受体(CXCR4)相结合而影响CD34+HPCs的活动。CD34+HPCs表达CXCR4，SDF-1/CXCR4结合使CD34+HPCs发生定向移动，研究证实血浆SDF-1水平升高可诱导CD34+HPCs动员，并进一步影响其增殖、分化和血管生成〔4〕，与心肌的修复密切相关。本研究中发现持续性房颤患者外周血CD34+HPCs数量明显增多，高于阵发性房颤与窦性心律者，同时伴血清SDF-1α水平升高，并且CD34+HPCs数量与SDF-1α水平明显相关，进一步证实了SDF-1α在CD34+HPCs动员中的作用。阵发性房颤者和窦性心律者之间的CD34+HPCs数量和SDF-1α水平未见区别。既往研究在动物模型中发现心房持续快速起搏犬的心房组织中SDF-1 mRNA及CXCR4 mRNA的表达明显增高〔5〕，提示该趋化因子轴在心肌损伤部位表达增多，从而吸引更多的CD34+HPCs定向移动并滞留于心脏损伤部位进行心肌分化，参与心肌的修复过程。SDF-1在房颤时起着重要作用，它很可能与先前报道的心房钠尿肽(ANP)〔3〕协同参与了心房损伤时的修复过程。

VCAM-1作为内皮损伤的一个标志物与房颤的发生密切相关，本研究显示房颤患者血清VCAM-1水平明显升高，进一步证实房颤患者存在内皮损伤。VCAM-1及其受体(VLA-4)间的相互作用参与HPCs的动员、迁移和沉积。有证据表明更多的原始HPCs表达高亲和状态的VLA-4。VLA-4对于HPCs的活动起重要作用。另外，细胞因子间可相互协同作用，应用SDF-1治疗后，可快速上调 CD34+细胞与 VCAM-1的黏附，这对CD34+细胞的迁移以及增殖和分化起重要作用〔6〕。本研究中房颤患者血液中VCAM-1的增多对于促进CD34+HPCs的动员以及与心肌组织的黏附具有积极作用，可促进HPCs修复心肌的过程。

HPCs从骨髓动员至外周血，以及随后的过程中，有多种因素参与。研究显示G-CSF及其受体在多种因素促进的HPCs动员中起重要作用〔7〕。G-CSF可促进CD34+HPCs的动员，增加CD34+细胞的数量，能在缺血心肌部位刺激新生血管形成〔8〕。G-CSF还可与其他因子联合作用增强动员能力〔9〕。研究显示急性心肌梗死组循环中的CD34+HPCs数量高于慢性稳定性心绞痛组和健康对照组，内源性G-CSF的血清水平心肌梗死组明显高于其他两组，心梗组中CD34+HPCs与G-CSF正相关。因此内源的G-CSF与急性心梗时CD34+HPCs自发动员至外周血密切相关。有证据提示循环中的CD34+HPCs对左室功能有良好的作用，内源性的G-CSF和CD34+HPCs水平存在相关性提示应用G-CSF可作为心梗后促进心肌组织再生的一种非侵入性治疗方法〔10〕。目前已有研究显示急性心梗后应用GCSF可促进干细胞动员，减少心肌细胞凋亡，缩小心肌坏死面积，改善心功能〔11〕。本研究结果说明房颤可以影响外周血中的G-CSF水平，但与既往研究结果不同的是本实验中血清GCSF水平与外周血中CD34+HPCs数量间无相关性，这可能是由于内源性G-CSF对房颤时HPCs的动员作用不如其在心肌梗死时作用显著，房颤时其他因子的作用更强一些，或是房颤时G-CSF通过与其他因子相互作用来促进CD34+HPCs的动员，因此也说明房颤具有不同于心肌梗死的CD34+HPCs的动员机制。

目前研究认为除细胞因子外的多种因素可影响CD34+HPCs的动员，Wojakowski等〔12〕研究发现当患者左室射血分数≤40%时循环中的CD34+HPCs数量明显低于左室射血分数＞40%时。本研究在选择病例时剔除了心功能失代偿的患者，并且各组患者的左室射血分数均正常，因此除外了该方面对CD34+HPCs数量的影响作用。另外，一些药物也可影响到外周血中祖细胞的数量，据报道血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)可以增加2型糖尿病患者循环中内皮祖细胞的数目，但并不影响CD34+HPCs的数目〔13〕。研究证实他汀类药物可以动员骨髓源性的内皮祖细胞，而且可以增加外周血中的CD34+HPCs数量，这也是他汀类药物对冠心病患者能够发挥有益作用的一个机制〔14〕。本研究中各组患者均应用了钙拮抗剂、β受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)或ARB以及他汀类药物，因此应该不会因为药物而影响到各组间CD34+HPCs数量的差别，但本研究中持续性房颤组还应用了抗心律失常药物，目前尚未见到关于抗心律失常药物对外周血中CD34+HPCs的影响的报道，因此这方面仍需进一步研究。

本研究证实持续性房颤可促进CD34+HPCs的动员，并且相关的细胞因子相应增多，这种HPCs在相关细胞因子的影响下可能参与心肌组织的修复，因此为进一步研究房颤的重构机制提供基础。但还应深入研究HPCs向心肌细胞分化的能力以及分化后的心肌细胞的生物特点，以此为房颤诱发房颤提供新的依据。

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