三维斑点追踪技术联合红细胞微粒评价Ⅳ型心肾综合征患者左室心肌功能

2020-10-31陈伟燕张华

实用医学杂志 2020年19期

陈伟燕张华

广州医科大学附属第二医院1重症医学科，2超声科（广州510260）

越来越多的研究［1-3］发现肾功能下降与心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的全因死亡率相关。据报道，慢性肾脏疾病（chronic kidney disease，CKD）2 期或3 期的患者CVD 死亡率分别是肾功能正常者的2 倍和3 倍［4］。2008年第七届急性透析质量倡议组织会议（ADQI）第一次对两者的关系进行定义和分型，心肾综合征（cardiorenal syndrome，CRS）是指心脏或肾脏对另一器官的损害不能代偿时，互为因果，形成恶性循环，最终加速心脏和肾脏功能的共同损害和衰竭［5］的综合征，该共识把CRS 分为5 型，其中Ⅳ型CRS，即慢性肾功能不全导致心功能不全，发生率高达45%～63%［6］，其中也包括由1 型CRS 迁延不愈发展而来的患者。该类患者尽管常合并动脉粥样硬化，但由于常常不能耐受相关的心脏造影检查，往往无法进行全面的心肌功能评估。三维斑点追踪超声心动图（three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE）不但可立体实时评价各腔室心肌运动，且与心肌早期损害具有较好的相关性［7-9］，利于疗效追踪观察，尤其适用于Ⅳ型CRS患者的心肌功能评估。红细胞微粒（erythrocytederived microparticles，ErMPs）是在炎症反应、缺氧等各种刺激因素作用下红细胞激活或者细胞程序性死亡时的产物，研究发现冠心病患者冠状动脉及外周血中ErMPs 明显升高［10-11］，因而ErMPs 有望成为冠心病血栓形成时的新标志物。本研究首次探讨利用3D-STE 联合ErMPs 评估Ⅳ型CRS 患者心肌功能损害的价值，以求为Ⅳ型CRS 患者寻找一种有效而无创、简便的心肌功能临床评估手段。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取于2018年6月至2019年6月广州医科大学附属第二医院ICU 住院的Ⅳ型CRS患者31 例，慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）患者22例，同时于体检中心选取正常健康志愿者30 例。（1）根据《2018 英国国家卫生与临床优化研究所成年人慢性心力衰竭诊断与管理指南》［12］选择符合慢性心力衰竭诊断标准的患者；（2）若估算肾小球滤过率（简化版的MDRD 公式）＜60 mL/（min·1.73 m2）则为肾功能下降，持续超过3 个月，可判定为慢性肾功能不全；（3）按美国纽约心脏病学会（NYHA）标准分级，选择心功能分级为Ⅲ、Ⅳ级患者。Ⅳ型CRS 符合上述全部条件，CHF 符合上述（1）（3）条件。正常对照组既往无各种心脏或肾脏疾病病史，经心电图、体检、超声心动图及心酶、肾功、抽血检查均无异常。排除先天性心脏病者、3 个月内曾行心肺复苏者、恶性肿瘤、严重贫血者、伴自身免疫系统疾病、造血系统疾病、严重感染性疾病者、临床资料不齐全或者拒绝配合治疗者、心脏超声图像不达标者。本研究经广州医科大学附属第二医院伦理委员会批准，获得所有参与者的知情同意。

1.2 红细胞微粒的检测用3.28%柠檬酸钠（1∶9）的抗凝管采集患者外周血2 mL，多次高速低温离心，制成预备液，然后依次加入钙离子载体A23187 100 μL 及特异性抗体Glycophorine A（BD Biosciences，SanJose，美国）CD235a 后充分混匀并温暗处孵育，利用流式细胞仪检测红细胞微粒水平。

1.3 心脏超声受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图。（1）图像采集：采用TOSHIBA Aplio Artida SSH-880CV 超声诊断仪器，首先行常规超声心动图检查。利用PST-30SBT探头测量左室舒张末容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）及左室收缩末容积（left ventricular end systolic volume，LVESV）、室间隔（interventricular septum，IVS）及左室后壁（left ventricular posterior wall，LVPW）厚度，双平面Simpson 法测量左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。切换PST-25SX探头，进入3DT 预设条件，取心尖四腔心切面，调整深度聚焦左心室，用pre-4D 同时观察心尖四腔心切面及心尖两腔心图像适当调整角度及深度使左室位于取样线内，且心内膜显示清晰，再按full-4D 观察二尖瓣短轴切面、乳头肌短轴切面、心尖切面左室壁运动情况，待图像质量稳定后嘱患者屏住呼吸，存储左室全容积动态图像。（2）图像分析：回放存储图像，选取一个心动周期，调节心尖四腔及两腔心切面内纵轴线垂直于左室腔内，再把左室腔水平分为三节段且与纵轴线垂直，点击3DT，取3 点分别标记二尖瓣前后叶瓣环根部及心尖，显示自动跟踪左室心内外膜轮廓，微调使其与真实图像边界重合，启动3D-STE 自动分析功能，计算左室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、圆周应变（global circumferential strain，GCS）、径向应变（global radial strain，GRS）、面积应变（global area strain，GAS）、旋转角度及扭转角度。所有操作及图像分析均由1 名经验丰富的主治医师独立完成，采集三组数据取平均值。

1.4 统计学方法采用SPSS 19.0 统计软件进行分析，计量资料用均数±标准差描述，组间比较采用单因素方差分析；计数资料用频数描述，比较采用χ2检验。P＜0.05 认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料由表1 可见，NT-pro-BNP 及ErMPs在CHF 组及CRS 组中均明显升高（P＜0.05）。其中NT-pro-BNP 在CHF 组升高最明显，三组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。而ErMPs 在Ⅳ型CRS 组与CHF 组中差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 传统经胸超声心动图参数比较与对照组和CHF组比较，CRS组患者的IVS明显增厚（P＜0.05）。与对照组相比，CHF 组和CRS 组的LVESV、LVEDV明显增大（P＜0.05）、LVEF 明显下降（P＜0.05），且CHF 组和CRS 组之间也差异有统计学意义（P＜0.05）。三组间LVPW差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表1 患者临床基本资料Tab.1 Patients′characteristics ±s

注：a 为与对照组比较，P＜0.05；b 为与CHF 组比较，P＜0.05

观察指标年龄（岁）性别（男/女）体重指数（kg/m2）血尿素氮（mmol/L）血肌酐（μmol/L）估算肾小球滤过率［mL/（min·1.73 m2）］NT-pro-BNP（ng/L）红细胞微粒（%）对照组（n=30）59.7±12.8 17/13 20.5±1.7 5.14±0.7 70.8±7.1 73.1±8.8 101.3±11.3 15.1±2.1 CHF组（n=22）65.1±9.3 14/8 22.9±2.0 6.3±0.5 81.4±5.3 70.1±7.8 1 307.3±135.0a 22.8±3.1aⅣ型CRS组（n=31）60.2±17.7 20/11 23.0±2.2 28.8±6.2ab 718.4±121.9ab 28.5±10.2ab 891.5±99.4ab 24.7±1.5a

表2 传统经胸超声心动图参数比较Tab.2 Comparison of parameters measured by traditional transthoracic echocardiography ±s

注：a 为与对照组比较，P＜0.05；b 为与CHF 组比较，P＜0.05

观察指标室间隔（mm）左室后壁（mm）左室舒张末容积（mL）左室收缩末容积（mL）左室射血分数（%）对照组（n=30）8.12±0.34 8.01±0.50 84.25±11.18 30.41±6.90 64.07±4.19 CHF组（n=22）9.43±0.95 9.89±0.77 150.43±39.18a 71.89±15.90a 49.79±5.17aⅣ型CRS组（n=31）12.24±1.01ab 11.02±0.78 165.88±44.21ab 90.11±28.01ab 44.72±2.06ab

2.3 左心室三维斑点追踪超声心动图参数比较CHF 组与CRS 组在GLS、GRS、GCS、GAS、rotation及torsion 中均低于对照组，且差异有统计学意义（P＜0.05），但两组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

3 讨论

随着CKD 的患病率逐渐升高，Ⅳ型CRS 的发病率也逐渐升高。据美国心脏病学会报道，CKD的分期越高，CVD 的发生率和病死率也越高［6］。而且Ⅳ型CRS 患者因血脂代谢异常易合并冠脉粥样硬化，所以Ⅳ型CRS 患者为发生CVD 的高风险人群［13］。本研究发现Ⅳ型CRS 组患者IVS 明显增厚，考虑与Ⅳ型CRS 患者存在CKD 病史，伴有长期高血压，引起心肌代偿性肥厚有关。CHF 患者出现心脏泵功能衰竭，表现为LVESV、LVESV 增大及LVEF 降低，Ⅳ型CRS 患者不仅有CHF 症状，且合并CKD，加重水钠潴留，因此本研究CRS 组超声测量也出现类CHF 表现，严重程度较CHF 组明显。

表3 左心室整体三维斑点追踪超声心动图参数比较Tab.3 Comparison of left ventricle parameters measured by three-dimension speckle tracking echocardiography（3D-STE） ±s

注：a 为与对照组比较，P＜0.05；b 为与CHF 组比较，P＜0.05

观察指标整体纵向应变（%）整体径向应变（%）整体圆周应变（%）整体面积应变（%）旋转角度（°）扭转角度（°）对照组（n=30）18.55±3.01 48.51±3.68 16.77±2.99-31.24±2.10 3.12±1.09 6.01±1.13 CHF组（n=22）-9.87±3.22a 15.43±3.89a-9.12±2.15a-12.34±3.95a 1.72±0.86a 3.01±0.56aⅣ型CRS组（n=31）-11.70±2.98a 18.54±4.20a-11.65±4.34a-16.98±4.55a 1.96±0.78a 3.68±0.99a

早期识别存在心肌功能受损的Ⅳ型CRS 患者至关重要。但是Ⅳ型CRS 患者因肾功能不全不能耐受造影剂，故该类患者的临床评估受限。3DSTE 是基于心脏运动机械力学与心肌运动形变的全新定量评价方法，可以同时满足心肌运动的时间和空间的同步性，所测数据和MRI 所测数值呈高度相关和一致性［7］。最近的研究［14］表明，对心肌形变的分析可以及早发现心肌缺血的存在，甚至可以在心电图和心肌酶谱出现变化前发现异常。国内谭团团等［15］发现，GAS 不仅可以发现重度冠脉狭窄患者心肌的局部异常应变，还可以发现轻中度冠脉狭窄患者心肌的局部异常应变。所以3D-STE 被认为在早期心肌缺血和心肌功能诊断中具有较高的敏感度和特异度，且无创，尤其适合Ⅳ型CRS 患者的临床评估［16］。据报道，部分CKD患者已出现心功能不全症状，但是LVEF 仍表现为正常。利用3D-STE 测量参数GLS 可以早期识别高危终末期尿毒症患者，GLS 减低预示着患者预后不良。程锐等［17］研究显示左室肥厚的尿毒症患者的GLS、GCS、GRS 及GAS 均减低。本研究发现，利用3D-STE 测量的左室参数，包括GLS、GRS、GCS、GAS、rotation 和torsion，结果Ⅳ型CRS 组与CHF 组较对照组均出现明显下降，提示3D-STE 可反映出两组都出现显著的心肌功能受损，但暂无发现Ⅳ型CRS 组与CHF 组两组间有明显差异，且目前尚无类似研究报道，需进一步跟踪观察。

NT-proBNP 是目前诊断心衰的重要标志物之一，其特异性及敏感性可达90%以上。有研究［18］发现CRS 及CKD患者血浆NT-proBNP 水平比CHF患者明显升高。本研究中血浆NT-proBNP 水平在CHF 组及Ⅳ型CRS 组均有升高，但考虑到NT-proBNP 既受心肌牵拉，也受肾脏代谢等影响，且容量和肾功能不全对其影响较大，故在CKD 患者或合并CKD 患者中其评估心衰的准确性明显降低，不能作为Ⅳ型CRS 患者心脏功能评估的良好指标。

ErMPs 是红细胞受到刺激后释放的直径为0.1～1 μm 的小囊泡，它的形成贯穿于红细胞的整个老化过程［19］。据报道ErMPs 与内皮细胞损伤、凝血机制激活相关，可反映血管内皮损伤程度和血栓形成的易感性。SUADES 等［19］发现，ST 段抬高型心肌梗死患者外周血ErMPs 水平明显高于健康对照组患者，而再灌注治疗后外周血中的ErMPs 水平较再灌注治疗前明显降低。也有研究报道［20］，ErMPs 在心衰患者中微粒数目较正常对照组增多，凝血时间明显缩短，处于高凝状态。所以，本研究中ErMPs 在Ⅳ型CRS 患者中明显升高，可能是反映Ⅳ型CRS患者CVD血栓风险的重要标志物之一。

本研究首次观察3D-STE 与ErMPs 结合对Ⅳ型CRS 患者进行评价，可有效反映Ⅳ型CRS 患者左室心肌损害情况以及CVD进展的风险，为Ⅳ型CRS患者心肌功能的准确评估提供新的手段。

但本研究尚存在一定的局限性：（1）样本量较小，有待于进一步扩大样本量深入研究；（2）3D-STE需要进行拼接的全容积图像上的斑点追踪并且对图像质量要求高，容易出现拼接错位；（3）尚未进行患者的长期随访，下一步可进一步观察患者的转归与3D-STE 和ErMPs 结果的相关性。