粒细胞集落刺激因子治疗对老年慢性心力衰竭患者肾功能的影响

慢性心力衰竭(CHF)是由于心脏泵血功能的逐渐衰退而导致的一系列复杂的临床症状群,是大多数心血管疾病的终末阶段。目前,老年人中CHF合并肾功能不全发病率逐渐升高。肾功能不全是CHF最常见的并发症,临床研究结果表明肾功能不全是影响CHF患者死亡的独立危险因素[1-2]。内皮祖细胞(EPCs)是一种能直接分化为血管内皮细胞的前体细胞[3]。近年来,通过动员剂增加循环血中EPCs的数量来修复血管内皮、改善心功能已成为治疗心血管疾病关注的热点。本研究通过应用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员EPCs治疗老年CHF,通过测定患者脑钠肽(BNP)、尿素氮(BUN)、血清肌酐(SCr)、血清胱抑素C(Cys-C)、肾小球滤过率(eGFR)、左心室射血分数(LVEF)等指标,探讨其治疗效果以及对肾功能的保护作用,以期能提供一个疗效明显、预防CHF患者肾功能损害的治疗方案。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取中国人民解放军第三○三医院2009年10月至2010年10月因CHF首次住院的老年患者40例,年龄60～75岁，平均(67.8±7.3)岁,男26例,女14例,其中25例患有高血压,20例有糖尿病史,21例有高脂血症,16例患者有吸烟嗜好;美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ级分别为11/24/5例。随机分为治疗组和对照组,每组20例,2组患者在年龄、性别、合并症及常规治疗用药情况,均无统计学差异(P>0.05),具有可比性。详见表1。

表1 2组患者临床资料比较(n)

入选标准:(1)年龄≥60岁;(2)CHF均符合Fra-mingham心力衰竭诊断标准[4];(3)NYHA心功能分级Ⅱ～Ⅳ级。排除标准:(1)年龄<60岁;(2)感染或药物引起的肾功能损害;(3)既往患有肾小球肾炎等原发性肾脏疾病;(4)SCr>707 μmol/L,规律透析患者;(5)恶性肿瘤、血液系统疾病患者。

1.2 治疗方法 所有患者在治疗及随访期间根据临床需要给予相应的药物治疗,包括血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)、β受体阻滞剂、抗血小板药物、他汀类调脂药物、利尿药、硝酸酯类及降血压、降血糖等对症处理。治疗组在常规治疗的基础上给予G-CSF(商品名:吉粒芬,杭州九源生物基因工程有限公司生产,规格150 μg/支)450 μg/d皮下注射,连续注射5 d。对照组予以注射同等剂量生理盐水。

1.3 指标检测

1.3.1 外周血EPCs分离、培养和鉴定：分别于入院时、治疗后1月抽取患者外周血10 ml，采用密度梯度离心法分离单个核细胞，用内皮细胞基础培养基EBM2培养至第7天(每3 d更换1次培养液)，分析贴壁细胞，加入DiⅠ标记的乙酰化低密度脂蛋白(DiⅠ-acLDL) ，37 ℃孵育1 h后用2%多聚甲醛固定10 min，再加入异硫氰酸荧光素标记的豆凝血素Ⅰ(FITC-UEA-Ⅰ)，37 ℃孵育1 h，倒置荧光显微镜下观察(×400)。摄取DiI-acLDL并结合FITCUEA-Ⅰ即双染色阳性者为正在分化的EPCs。将EPCs培养于6孔板中，孵育2 d，收集未贴壁细胞，调整密度为1×106个细胞/孔，置入24孔板中，继续培养5 d，计数每孔的克隆数。

1.3.2 血浆BNP 浓度的测定:分别于治疗前、治疗后1月抽取静脉血2 ml,利用内置传输管将血液移入到含10%EDTA抗凝的测试板条中,用美国BIOSITE-TriagMeter型测试仪,免疫荧光定量法,快速测定BNP浓度。

1.3.3 血清Cys-C、BUN、SCr的测定:分别于治疗前、治疗后1月,禁食8 h于清晨抽取肘静脉血8 ml,3000 r/min，离心10 min,分离后血清于-70 ℃冰箱保存待测。血清Cys-C测量采用胶乳增强免疫比浊法。Cys-C、BUN、SCr均在贝克曼SYNCHRON LX20 型全自动生化仪上进行检测。

1.3.4 eGFR的计算:采用我国改良后的简化MDRD公式[4]计算:eGFR [ml/(min·1.73 m2)]=186×SCr-1.154×年龄-0.203×1.233(女性×0.742),公式中SCr单位采用mg/dl(1 mg/dl=88.402 mol/L)。

1.3.5 心功能的测定:应用GELogig7彩色多普勒超声诊断仪,分别于入院时、治疗后1月行常规超声心动图检测,测量左室长轴切面、左室短轴切面、心尖四腔心切面并计算LVEF。

2 结果

2.1 治疗前后心功能比较 2组患者治疗前EPCs数量差异无统计学意义(P>0.05);与治疗前比较,治疗后2组EPCs数量均显著升高(P<0.05),BNP显著下降,LVEF显著升高(P<0.05)。且治疗组较对照组改变更显著(P<0.05)。见表2。

表2 2组患者治疗前后心功能指标变化

注:与治疗前比较,*P< 0.05;与对照组比较,△P< 0.05

2.2 治疗前后肾功能比较 2组患者治疗后的BUN、Cys-C、SCr均显著下降,eGFR显著升高(P<0.05)。治疗组较对照组改变更显著(P<0.05)。见表3。

表3 2组患者治疗前后肾功能指标变化

注:与治疗前比较,*P< 0.05;与对照组比较,△P< 0.05

2.3 治疗安全性 40例老年CHF患者治疗过程均安全,随访未发现严重并发症。治疗组最常发生的不良反应为发热,所有患者的血白细胞水平均出现不同程度的升高,予对症处理1～4周逐渐恢复至用药前的水平。未出现恶性心律失常、心力衰竭恶化等不良心血管事件。

3 讨论

多项研究报道高龄是导致肾功能不全的危险因素[5]。Kohli等[6]研究显示>65岁的老年人群其肌酐清除率下降约75%,80岁后肾小球硬化率可达10%～30%,eGFR下降至年轻时的一半。合并CHF的患者其肾脏对CHF的有害因子敏感性明显增加,导致肾脏仅存的健全的功能性肾单位突然减少,从而使老年人肾功能恶化,导致不可逆的肾损害[7]。Ezekowitz等[8]提出肾功能不全在CHF中较常见,可能与全身动脉粥样硬化的进展有关。因此,内皮的修复、肾微血管组织再生具有重要意义[9]。

近年来, 与血管新生有关的干细胞亚群——EPCs成为治疗心血管疾病的研究热点[3]。EPCs不仅参与人胚胎血管生成,也参与出生后血管新生和内皮损伤后的修复过程[10]。Patschan等[11]研究证实小鼠单侧肾动脉钳夹后急性肾缺血诱导了EPCs的快速动员,随后髓质乳头部位EPCs增加,提示EPCs具有维持和修复肾内皮细胞的潜在功能。本研究应用G-CSF动员EPCs治疗老年CHF患者,发现治疗组外周EPCs含量于治疗后1月仍保持较高水平,变化差异显著高于对照组。治疗后1月治疗组的LVEF明显高于对照组(P<0.05),考虑可能与动员剂G-CSF诱导EPCs增生和表达有关。G-CSF引起EPCs数量增多,改善局部缺血,随着治疗时间延长,内皮损伤逐步缓解,内皮细胞功能逐渐恢复,EPCs缓慢回落的同时EPCs的消耗水平亦明显减慢[12],表现为治疗组可维持一段时间的良好疗效。

BNP主要在心脏压力负荷改变的时候开始分泌,即在心肌细胞受到拉伸等刺激时释放。心力衰竭时心脏收缩及舒张功能障碍,导致心室容积和心室前负荷增大,触发BNP分泌增加,然后释放入血液。BNP是反映心功能最敏感的指标,广泛应用于心力衰竭的诊断、鉴别诊断及预后评估[13]。BNP的主要分解代谢途径是肾脏代谢。目前尚不清楚其他的代谢途径,所以BNP的血浓度受肾功能的影响比较大。Nomura等[14]研究结果提示,BNP和SCr呈正相关。本研究结果提示,老年CHF患者经G-CSF动员EPCs治疗后BNP和SCr水平均明显降低,作用疗效优于常规治疗的对照组(P<0.05)。

Cys-C是反映肾小球滤过功能变化的理想内源性标志物,能反映肾小球滤过膜通透性的早期变化,其含量变化将对患者的治疗和肾功能监测起指导作用。本研究中对照组与治疗组治疗后血清Cys-C、BUN、SCr水平均低于治疗前(P<0.05),eGFR较治疗前明显提高(P<0.05),表明常规药物治疗可改善患者症状。同时,治疗组优于对照组(P<0.05),说明G-CSF可改善老年CHF患者临床症状,促进Cys-C水平下降、提高eGFR,说明其对肾功能有一定的保护作用[15]。

本研究表明,常规治疗加G-CSF动员EPCs能更有效地改善心室收缩功能,提高患者的活动耐量,改善心力衰竭进程,并相应地促进肾功能的恢复。G-CSF治疗组较常规治疗使患者更好保存肾小球滤过率,使SCr降低,这与G-CSF动员EPCs,促进EPCs增殖、迁移,降低BNP水平,提高LVEF,扩张容量血管、降低外周循环阻力,降低心脏的前后负荷,同时参与肾素-血管紧张素-醛固酮系统调节有关。在使用过程中未发现与之相关的不良反应,这为应用该项治疗提供了保障。

目前随着临床诊治水平的提高及高血压、糖尿病等老年常见病发病率的增加,老年CHF合并肾功能不全患者将会越来越多,对于如何保护及改善心、肾功能还需要引起广泛关注,有待进一步深入研究探讨。

[参考文献]

[1] Redfield MM,Jacobsen SJ,Burnett JC,et al. Burden of systolic and diastolic ventricular dysfunction in the community:appreciating the scope of the heart failure epidemic [J]. JAMA, 2003, 289(1): 194-202.

[2] Pecchia L,Melillo P,Sansone M,et al. Discrimination power of short-term heart rate variability measures for CHF assessment [J]. IEEE Trans Inf Technol Biomed,2011,15(1): 40-46.

[3] Kawamoto A, Gwon HC, Iwaguro H, et al. Therapeutic potential of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for myocardial ischemia [J]. Circulation, 2001, 103(5): 634-637.

[4] 全国eGFR课题协作组.MDRD方程在我国慢性肾脏病患者中的改良和评估[J].中华肾脏病杂志,2006,22(10): 589-595.

[5] Heywood JT,Fonarow GC,Costanzo MR,et al. High prevalence of renal dysfunction and its impact on outcome in 118 465 patients hospitalized with acute decompensated heart failure:a report from the ADHERE database [J]. J Card Fail,2007,13(6): 422-430.

[6] Kohli HS,Bhaskaran MC,Muthukumar T,et al. Treatment-related acute renal failure in the elderly:a hospital-based prospective study[J]. Nephrol Dial Transplant,2000,15(2): 212-217.

[7] Castro FD,Chaves PC,Leite-Moreira AF. Cardiorenal syndrome and its pathophysiological implications [J]. Rev Port Cardiol,2010,29(10):1535-1554.

[8] Ezekowitz J,McAlister FA,Humphries KH,et al. The association among renal insufficiency,pharmacotherapy,and outcomes in 6427 patients with heart failure and coronary artery disease [J]. J Am Coll Cardiol,2004,44(8): 1587-1592.

[9] Denburg JA, Van Eedden SF. Bone marrow progenitors in inflammation and repair: new vistas in respiratory biology and pathophysiology [J]. Eur Respir, 2006, 27(3):441-445.

[10] Suh W, Kim KL, Choi JH, et al. C-reactive protein impairs angiogenic functions and decreases the secretion of arteriogenic chemo-cytokines in human endothelial progenitor cells [J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 321(2): 65-71.

[11] Patschan D,Krupincza K,Patschan S, et al. Dynamics of mobilization and homing of endothelial progenitor cells after acute renal ischemia: modulation by ischemic preconditioning[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2006, 291(1): F176-F185.

[12] Fuji H, Li SH, Szmitko PE, et al. C-reactive protein alters antioxid defenses and promotes apoptosis in endothelial progenitor cells [J]. Artescler Thrombosis Vasc Biol, 2006, 26(1): 2476-2482.

[13] 黄淑田,张丽娜,金露萍,等. 慢性心力衰竭患者肾小球滤过率、血清脑钠肽与血尿酸水平变化及其相关性研究[J].中华临床医师杂志:电子版,2011,5(23): 7132-7135.

[14] Nomura H,Hayashi T,Esaki T,et al. Standardization of plasma brain natriuretic peptidec concentrations in older Japanese-relationship to latent renal dysfunction and ischemic heart disease [J]. J Am Geriatr Soc, 2002, 50(9): 1504-1509.

[15] 杨楠. 血清胱抑素C对高血压早期肾功能减退的临床价值[J]. 实用老年医学, 2010, 24(6):513-514.