不同冠状动脉间隔支血管心肌化学消融对犬心脏功能的影响

王贺，王俊蒙，孙丹，宗永华，董文杰，解金红，陈玉善，罗明华，关怀敏



不同冠状动脉间隔支血管心肌化学消融对犬心脏功能的影响

王贺，王俊蒙，孙丹，宗永华，董文杰，解金红，陈玉善，罗明华，关怀敏

摘要

关键词心肌病, 肥厚性；消融技术；犬

作者单位：450000 河南省郑州市， 河南中医学院第一附属医院 心脏中心

Impact of Alcohol Septal Ablation for Different Coronary Septal Branches on Cardiac Function in Experimental Canines

WANG He, WANG Jun-meng, SUN Dan, ZONG Yong-hua, DONG Wen-jie, XIE Jin-hong, CHEN Yu-shan, LUO Ming-hua, GUAN Huai-min.
Department of Cardiology, First Affiliated Hospital of Henan Traditional Chinese Medical College, Zhengzhou (450000), Henan, China
Corresponding Author: GUAN Huai-min, Email: guanhuaimin2004@aliyun.com

Abstract

Objective: To compare the percutaneous transluminal septal myocardial ablation (PTSMA) and percutaneous transluminal septal tunnel myocardial ablation (PTSTMA) on cardiac function in experimental canines.

Methods: According to CAG determined coronary septal branches, a total of 25 hybrized canines were divided into 2 groups: PTSMA group, n=13 canines with the bigger septal branches and PTSTMA group, n=12 canines with the smaller or uneven septal branches.Alcohol ablation model was established.Electrocardiograph (ECG) at before and after the operation, biomarkers for myocardial injury, echocardiography and hemodynamic changes were recorded.The animals were scarifies at 1 week after operation, the pathological changes in ventricular septal were observed by HE and Masson staining.

Results: Myocardial infarction (MI) could be induced by either PTSMA or PTSTMA and the thickness of septal was decreased.LVEDd, LVEF and hemodynamic indexes were similar between 2 groups.The alcohol volume used in operation, EKG and echocardiography findings were similar between 2 groups, P>0.05.Pathological staining indicated that there was a well-demarcate between the ablation focal and normal myocardium, merging area had neutrophiles invasion, infarcted cellswere partially having the ghost cell sample and they were gradually replaced by fibrous tissue.There was nest-like necrosis in ablated lumen and the normal vessel wall disappeared.PTSMA group had vessel lumen configuration in septal branch and the necrosis limited inside the lumen; while in PTSTMA group, the vessel wall of was discontinued and some necrosis materials move out to from lumen.

Conclusion: Both PTSMA and PTSTMA were effective for alcohol septal ablation in different coronary septal branches, the impacts on cardiac function and hemodynamic changes were similar in experimental canines.

Key words Cardiomyopathy, hypertrophic; Ablation Techniques; Canine

(Chinese Circulation Journal, 2016, 31:170.)

肥厚型梗阻性心肌病（HOCM）是因室间隔的非对称性肥厚，二尖瓣收缩期前移导致左心室流出道梗阻的一种遗传性疾病，HOCM年病死率为2%～4%，猝死发生率≤1%[1, 2]。自1995年Sigwart首次报道采用96%酒精阻塞间隔支成功治疗HOCM后，经皮室间隔心肌化学消融术（PTSMA）技术不断发展，逐渐成熟并显示出与外科心肌切除术近似的疗效。PTSMA治疗的关键是确定和选择合适的靶间隔支，但仅60%的HOCM患者化学消融的粗大的第一室间隔支能达到治疗目的[3, 4]。临床中针对间隔支正常变异较大，还有相当部分患者用PTSMA治疗效果不理想或无法进行化学消融的不足；我们采用经皮室间隔隧道心肌化学消融术（PTSTMA）治疗也取得了良好的疗效[5, 6]。为进一步评价两种消融治疗策略，本研究以犬为对象，观察两种消融治疗对心肌病理学和心脏功能的影响。

1　材料与方法

实验动物及分组：选择成年健康杂种犬25只，雌雄不限，体重14～20 kg；普通饲养，由河南省实验动物中心提供。饲养温度23～25℃，相对湿度50%～60%。根据冠状动脉造影显示的间隔支大小及其分布，分为理想间隔支行PTSMA为PTSMA组（n=13）和小间隔支行PTSTMA为PTSTMA组（n=12）。

试剂、耗材及仪器：肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌钙蛋白I（cTnI）、N末端B型利钠肽原（NT-proBNP）试剂盒购置于南京基蛋生物科技有限公司，无水酒精，苏木素—伊红染色（HE）染料、马松（Masson）染色染料购置于郑州新星化学试剂公司。导引导管、导引钢丝购置于美国美敦力公司，Marverick OTW球囊购置于美国波科公司。仪器：GLAMOUR2000全自动生化分析仪，Olympus激光共聚焦显微镜（FV1000-IX81）、西门子数字减影血管造影机、ACUSON SC2000西门子超声仪。

动物模型的制备：25只犬术前禁食8 h，禁水4 h，称重后静脉给予3%戊巴比妥钠（30 mg/ kg）麻醉，四肢、前胸部及腹股沟处备皮。将犬四肢固定于导管床上，鼻导管吸氧，心电监护；常规消毒铺巾，右侧腹股沟区切开皮肤，钝性分离暴露右侧股动脉；经皮直接穿刺右侧股动脉，插入6F动脉鞘管，用5F多功能冠状动脉造影导管借助1250大型C臂X光机进行冠状动脉造影，并选择不同的投照体位以前降支分出的间隔分支显示清楚为准。将所有犬更换6F Junkin Guiding导管后送入相关器械进行化学消融。PTSMA组参照HOCM心肌化学消融方法进行[7]；PTSTMA组参照关怀敏等[8]改良的“人工室间隔隧道心肌化学消融法”制作方法进行。术中及术后补充液体，术后青霉素160万U应用3天，1周后静脉给予10% KCl 20 ml处死动物。消融术前、术后即刻及术后1周监测血流动力学的变化。

心电监护及心电图的检测：术中及术后连续心电监护 6 h，观察心率及心律失常的情况。术前及术后每隔15 min记录12导联心电图的变化，直至ST-T改变相对稳定时改为2 h一次，记录至术后2天，术后1周处死前再次复查心电图。

超声心动图检查：在术前、术后即刻和术后1周行超声心动图检查。采用美国超声心动图协会推荐的测量方法，测量左心室舒张末内径（LVEDd）、室间隔厚度（IVSD）、左心室射血分数（LVEF）、左心室收缩末压力（LVSP）、左心室舒张末压力（LVEDP）、左心室最大上升速率（+dp/dt max）、左心室最大下降速率（-dp/dt max）。每个参数在五个连续心动周期中测5次，计算出均数和标准差。观察有无室间隔穿孔、非室间隔心肌的运动异常、附壁血栓等手术并发症。

心肌损伤标记物及NT-proBNP的测定：胶体金法检测术前、术后14～16 h以及术后1周的血清CK-MB、cTnI、NT-proBNP的浓度。

心肌组织病理学标本处理：术后1周处死犬，迅速取出心脏，冰生理盐水反复冲洗干净，然后垂直于冠状沟均匀地分为5段，每段心肌部分置入4%多聚甲醛中固定，部分置入液氮罐过夜后转置于-80℃低温冰箱内保存。经4%多聚甲醛溶液固定后，进行脱水、石蜡包埋、切片，厚度4～5 μm，常规进行HE染色和Masson染色。

统计学分析：应用SPSS21.0统计分析软件，计量资料以±s表示，两组间比较采用t检验，多组间的比较采用单因素方差分析（ANOVA）比较，组间差异性比较采用LSD比较；计数资料以构成比或百分比表示，采用χ2检验比较。以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1两组冠状动脉造影结果比较（图1）

冠状动脉造影结果显示13只犬第一间隔支较粗大行PTSMA治疗，12只犬第一间隔支细小或分布不均行PTSTMA治疗。PTSMA组和PTSTMA组在术中因心脏骤停，发生猝死者各1只；术后1周内无意外死亡。PTSMA组和PTSTMA组术中使用的无水酒精分别为（1.6±0.2）ml、（1.5±0.1）ml，两组相比差异无统计学意义（P>0.05）。

图1　PTSMA组和PTSTMA组冠状动脉造影图

2.2两组心电图改变的比较

PTSMA组和PTSTMA组术前、术后即刻及术后1周心率分别为：PTSMA组（149±15）次/min、（112±13）次/min、（132±12）次/min；PTSTMA组（156±14）次/min、（116±24）次/min、（140±9）次/min。两组术后即刻心率均较术前明显下降（P 均<0.01），术后1周的心率逐渐恢复正常，与术前比较差异均无统计学意义（P均>0.05）。持续的心电监护及心电图检查显示PTSMA组发生新发Ⅲ度房室传导阻滞2例，PTSTMA组发生1例，两组中各有2例发生了室性心动过速；但72 h内均恢复了窦性心律；PTSMA组发生右束支传导阻滞者3例，PTSTMA组2例，两组心律失常的发生率差异无统计学意义。心电图监测显示在术后即刻就出现ST段抬高或压低，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVL、aVF及V1～3导联的改变最为明显，以ST段改变幅度最大的导联为标准，以绝对值表示：PTSMA组的ST段改变为（3.5±1.8）mm，PTSTMA组为（3.2±2.1）mm，两组相比差异无统计学意义（P>0.05）。

2.3两组CK-MB、cTNI及NT-proBNP的比较（表1）

两组犬术前心肌损伤标记物CK-MB、cTNI以及NT-proBNP均在正常范围内，但术后14～16 h CKMB、cTNI以及NT-proBNP与术前相比明显升高，术后1周下降，与术后14～16 h相比差异均有统计学意义（P均<0.01），但与术前相比差异无统计学意义。

2.4两组超声心动图和血流动力学结果的比较（表2）

结果显示两组术后即刻和术后1周的LVEDd、LVEF、LVSP、LVEDP、+dp/ dt max、-dp/dt max差异均无统计学意义（P均>0.05）。两组IVSD在术后1周变小（P 均<0.05）。两组比较术前、术后即刻和术后1周的各项超声心动图和血流动力学指标差异均无统计学意义（P均>0.05）。此外，两组均未有心包填塞、心脏破裂、附壁血栓等并发症。

表1　两组犬CK-MB、cTNI及NT-proBNP的变化（n=10，ng/ml，±s）

表1　两组犬CK-MB、cTNI及NT-proBNP的变化（n=10，ng/ml，±s）

注：PTSMA：经皮室间隔心肌化学消融术；PTSTMA：经皮室间隔隧道心肌化学消融术；CK-MB:肌酸激酶同工酶；cTNI：肌钙蛋白I；NT-proBNP： N末端B型利钠肽原。与同组术前相比*P<0.01；与同组术后14～16 h相比△P<0.01

PTSTMA组术前　术后14～16 h　术后1周　术前　术后14～16 h　术后1周CK-MB　40.00±15.82　797.93±249.66*　42.42±32.77△　23.20±7.34　755.08±196.06*　48.72±32.77△项目　PTSMA组cTNI　0.02±0.01　305.30±137.68*　1.20±2.80△　0.03±0.02　282.91±125.41*　3.80±4.49△NT-ProBNP　 60.37±17.55　706.30±227.79*　124.69±82.38△　55.57±29.64　722.77±254.30*　122.05±82.22△

表2　两组超声心动图和血流动力学结果的比较（n=10，±s）

表2　两组超声心动图和血流动力学结果的比较（n=10，±s）

注：PTSMA：经皮室间隔心肌化学消融术；PTSTMA：经皮室间隔隧道心肌化学消融术；LVEDd：左心室舒张末内径；IVSD:室间隔厚度；LVEF:左心室射血分数；LVSP：左心室收缩末压力；LVEDP：左心室舒张末压力；+dp/dt max:左心室最大上升速率；-dp/dt max:左心室最大下降速率。与术后即刻相比△P<0.05。 1 mmHg = 0.133 kPa

PTSTMA组术前　术后即刻　术后1周　术前　术后即刻　术后1周项目　PTSMA组LVEDd (mm)　39.69±4.78　41.16±4.12　41.05±4.46　39.99±4.54　40.46±4.44　41.05±4.61 IVSD (mm)　7.95±1.53　7.25±1.25　6.27±1.47△　8.03±1.58　7.40±1.43　6.59±1.26△LVEF (%)　67.50±4.20　64.70±3.68　64.60±3.71　66.90±3.78　63.10±3.45　63.90±4.09 LVSP (mmHg)　126.50±10.39　117.60±17.37　118.40±10.17　121.00±13.10　 116.00±1.71　 118.00±10.29 LVEDP (mmHg)　5.77±2.11　6.47±2.33　6.90±2.14　6.15±2.29　6.02±2.28　6.12±2.18 +dp/dt max (mmHg/s)　 1279.60±131.05　 1135.70±134.34　 1143.00±217.41　 1225.10±177.45　 1145.30±191.60　 1133.30±201.22 -dp/dt max (mmHg/s)　 981.20±124.97　 798.10±6593.00　 773.10±93.30　951.20±116.56　 884.10±112.53　 851.10±96.55

2.5两种消融术后的病理学变化（图2）

图2　两组消融术后的病理学变化

两组犬消融术后的病理变化均表现为梗死区与正常心肌间界限明显，中性粒细胞浸润主要发生在坏死区与正常心肌细胞的交界处；梗死区的心肌细胞尽管仍有心肌细胞的外形，但细胞固缩、细胞核消失，细胞间隙增宽，称为“鬼影细胞”，见图2A～2C。两组消融的间隔支管腔内均可见团块样坏死物质，血管正常管壁结构消失；但在PTSMA组血管管腔的形态仍存在，血管内坏死无仍局限在管腔内；但PTSTMA组间隔支血管的血管壁撕裂、不连续，有部分坏死物移向管腔外，见图2D～2F。两组消融后的血管及心肌经Masson染色均显示出梗死的心肌逐渐由纤维组织所取代。

3　讨论

近年来，PTSMA是治疗有症状的HOCM患者的主要措施之一，可以减轻患者症状、改善机能和生活质量；目前研究显示PTSMA的治疗量已是外科心肌切除术的9 倍[7, 9]。PTSTMA是在PTSMA的基础上，对于因间隔支细小不能行PTSMA的患者，使用OTW球囊扩张细小室间隔支建立“隧道”，扩大缺血范围延长缺血时间增加心肌梗死的面积，达到减轻左心室流出道梗阻，降低左心室流出道压力的治疗目的。本研究以犬为对象，根据不同的冠状动脉间隔支治疗，采用PTSMA和PTSTMA治疗的措施，比较两种策略对于室间隔心肌和心脏功能的影响。结果显示两种治疗策略在影像学、心肌酶学、超声心动图以及病理学组织上均证实能引起心肌梗死、室间隔局部的变薄，且PTSTMA与PTSMA均对心脏功能、血流动力学无明显影响，这与我们此前的临床研究结果一致[5, 6]。

通常认为化学消融引起梗死面积的大小和严重程度与冠状动脉间隔支血管的解剖、术中无水酒精用量等密切相关。而既往研究显示低剂量的无水酒精（1～2 ml）也能有效的改善HOCM的症状和预后。尽管心肌酶在早期与心肌梗死的面积呈正比，但长期随访发现酒精的用量与心肌梗死的面积和血流动力学的改变、临床症状的改善无关，1～4 ml的酒精用量中并不影响HOCM治疗的有效性，主要依赖于肥厚心肌的间隔支血管的解剖[10]。间隔支血管具有血管小、侧支循环多、血管相对短而直等特点；同时间隔支走行于室间隔心肌间，具有“肌桥现象”，能耐受球囊扩张，不易导致间隔的穿孔、心包积血。我们采用低剂量的无水酒精（1～2 ml）干预犬的靶间隔支，两组相比心肌损伤释放的酶学（CK-MB、cTNI）差异无统计学意义，两组梗死的面积相似。而对于细小的间隔血管，根据其“血管—心肌”的解剖学关系，采用PTSTMA，使用球囊扩建“隧道”的累积时间>20 min，增加局部心肌缺血累积时间；同时，注入扩张的间隔支血管注入无水酒精后引其化学毒性引起急性炎症反应及其周围毛细血管的破坏，直接影响周边无水酒精向后间隔及前壁的弥散，可能降低非靶心肌损伤的发生率[11]。冠状动脉造影及超声心动图证实无室间隔的穿孔、前壁的运动异常等。病理组织学显示两组均可引起有效的血管和心肌细胞的凝固性坏死、中性粒细胞的浸润、“鬼影细胞”等，与HOCM患者化学消融后心肌病理性改变相似[12, 13]。PTSTMA不同于PTSMA的是间隔支血管的完整性被破坏，血管撕裂、不连续，增加了心肌细胞的坏死的数量。两组消融策略干预不同冠状动脉间隔支后恶性心律失常等临床不良事件的发生率相似，在一定程度上说明PTSTMA的安全性与PTSMA相近。

本研究根据冠状动脉间隔支不同的解剖学特点，采用PTSMA和PTSTMA两种不同策略进行化学消融。结果证明两种治疗策略经冠状动脉向室间隔支注入无水酒精均能致室间隔心肌发生局部坏死，且对于细小的间隔支采用PTSTMA干预消融能达到与PTSMA相似的效果；从理论和实践方面为相对地扩大HOCM患者化学消融治疗的适应证提供依据。本研究的局限性是以正常的犬为模型，且仅根据造影明确消融的靶间隔支，可能增加临床不良事件的发生率和心肌梗死的面积。

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（编辑：漆利萍）

(收稿日期：2015-07-13）

中图分类号：R54

文献标识码：A

文章编号：1000-3614（2016）02-0170-05

doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.02.016

作者简介：王贺 主治医师 硕士 主要从事心力衰竭、心肌病的基础和临床研究 Email：ewaller@163.com 通讯作者：关怀敏Email: guanhuaimin2004@aliyun.com

基金项目：河南省科技攻关项目（122102310628）

目的：比较采用经皮室间隔心肌化学消融术（PTSMA）和 经皮室间隔隧道心肌化学消融术（PTSTMA）干预不同冠状动脉间隔支血管对犬心脏功能的影响。

方法：普通杂种犬25只，根据冠状动脉造影结果分为两组：PTSMA组（n=13）为第一间隔支较粗大行PTSMA；PTSTMA组（n=12）为室间隔细小或分布不均需行PTSTMA。制备心肌化学消融模型，记录术前、术后的体表心电图、心肌损伤标记物、超声心动图和血流动力学的变化。术后1周处死，苏木素—伊红（HE）染色和马松（Masson）染色观察室间隔心肌的病理学变化。

结果：两组化学消融均可引起的心肌坏死，室间隔厚度减少。但左心室舒张末内径、左心室射血分数和血流动力学指标差异无统计学意义。两组相比术中使用的酒精量、心电图的改变及超声心动图和血流动力学变化差异均无统计学意义（P>0.05）。病理学显示心肌化学消融灶与正常心肌细胞间界限明显，交界区中性粒细胞浸润，梗死区细胞部分呈“鬼影细胞”样改变，逐渐由纤维组织所取代。消融的间隔支管腔内可见团块样坏死物质，血管正常管壁结构消失。PTSMA组血管管腔的形态仍存在，血管内坏死无仍局限在管腔内；但PTSTMA组间隔支血管的血管壁不连续，有部分坏死物移向管腔外。

结论：对于不同冠状动脉间隔支血管采用 “PTSMA”或“PTSTMA” 不同治疗策略，均能达到有效的化学消融，且对心脏功能、血流动力学无明显影响。