陈 浩 林衔亮 温福利 薛来恩 陈 璟 李林睿 吴晓娟 林涯泽 杨 燊
(1.中国人民解放军联勤保障部队第900医院心血管内科,福州 350025)(2.中国人民解放军联勤保障部队第900医院基础医学实验室,福州 350025)(3.中国人民解放军联勤保障部队第900医院护理部,福州 350025)(4.厦门大学附属东方医院,福州 350025)(5.福建医科大学福州总院临床医学院,福州 350025)
肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一种严重且致命的疾病,指静息时肺动脉平均压力(mPAP)大于25 mmHg或运动时大于30 mmHg者。根据葛均波等[1]指出,该病特点是肺动脉压升高和肺的病理改变,如内皮损伤、肺血管平滑肌细胞增殖和迁移所导致的肺血管腔减小,以及最终伴发的右心室肥厚和终末期心脏衰竭。尽管常规疗法有显著进步,预后却仍不理想,PAH至今仍缺乏高效特异性的治疗方法。2012年,Chen等[2]率先提出肺动脉去神经术(PADN)治疗PAH,相关组织的动物实验及临床研究证实该治疗的安全性和疗效。传统热消融手术时间较长,且疼痛感强,术后需要抗凝,存在一定的短板。近年来,蓬勃发展的房颤冷冻球囊消融术,以其时限较短、痛苦小、术后无需抗栓等优点,获得了较好的临床效果。这给肺动脉去交感神经提供了一个全新的思路。因此,本研究旨在评估冷冻球囊消融去肺动脉神经术治疗PAH的疗效。
15只普通级成年比格犬,体质量(10±1)kg,雄性,购自福州振和实验动物技术开发有限公司,实验动物生产许可证号:SCXK(闽)2018-0001,实验动物合格证号:1108392011000026。动物饲养于联勤保障部队第九○○医院实验动物中心,环境设施合格证:SYXK(闽)2018-0005,正常饮食,自由饮水。动物福利和实验过程均遵循联勤保障部队第九○○医院实验动物福利伦理委员会的相关规定,实验动物伦理审查编号:2020-040。
将动物应用随机数字表法分为三组,每组5只。A组为冷冻消融组;B组为假手术组;C组为对照组。
主要试剂及仪器:野百合碱(CAS:315-22-0),购自江苏艾康生物医药研发有限公司,货号:YRY091-20 mg;二甲基酰甲酰胺(FISHER)购自广州市信洪贸易有限公司,规格:022915-1L;犬内皮素-1,购自上海博湖生物科技有限公司,批号:BH-ELISA4294;电生理记录仪(1.035),购自Biosense Webster;辣根过氧化物酶(CAS:9003-99-0),购自南京都莱生物技术有限公司,货号:M413470,规格:Roche413470 10 mg。
1.2.1PAH犬模型建立:戊巴比妥30 mg/kg腹腔注射麻醉,动物自主呼吸。按照Mattocks等[3]方法对野百合碱进行脱氢处理,脱氢后溶解在0.1 mL/kg的二甲基酰(Aldrich Milwaukee,WI)中备用。在进行血流动力学测定后,将脱氢野百合碱(3 mg/kg)注入右心室,8周后重复血流动力学测定。
Seldinger法穿刺左股静脉,置入动脉鞘,经动脉鞘送入5F Swan-Ganz漂浮导管至右心房、右心室及肺动脉,测定血流动力学参数包括中心静脉压、右房压、右室压、肺动脉压及肺毛细血管楔嵌压。经股动脉穿刺测定系统血压。以热稀释法测定心输出量,肺血管阻力由平均肺动脉压除以心指数计算所得。使用Biosense Webster 1.035电生理记录仪监测压力和心输出量。
1.2.2冷冻球囊消融去肺动脉神经术:①20~30 mg/kg 的剂量静脉注射3%戊巴比妥钠溶液以麻醉实验用犬,0.04 mg/kg 的剂量肌注硫酸阿托品注射液。在动物房麻醉后,送到导管室,犬取仰卧位,头部及四肢固定于手术台上。备皮后,行心电图及动脉血压监测;②选取犬双侧股静脉为穿刺血管入路。备皮后,常规消毒和铺巾;③行股静脉血管插管,在右侧腹股沟韧带下方2 cm 处触及股动脉搏动,内测0.5~1 cm定位,18号穿刺针斜面朝上进针,针尖指向股静脉处,与皮肤成30°~45°角进针,有暗红色血液流出时固定穿刺针,送入导丝,撤出穿刺针,再插入9F鞘管,退出导丝及扩张管,鞘管用低分子肝素生理盐水冲洗;④安装血压监测设备,并记录犬的基线血压;⑤在X光透视下,将导引导丝送入肺动脉远端,经导引导丝送入冷冻球囊至肺动脉开口,在肺动脉口部充盈球囊造影证实球囊封堵住肺动脉口,后球囊充气冷冻,分6次间隔冷冻,每次持续1~2 min;⑥放入Achieve导管至肺动脉开口测量肺动脉交感神经电位,验证肺血管内膜交感神经电位隔离。
A、B和C三组采用Swan-Ganz漂浮导管至右心房、右心室及肺动脉,分别测定消融术前后血流动力学参数,包括中心静脉压、右房压、右室压、mPAP及肺毛细血管楔嵌压(PCWP);经股动脉穿刺测定系统血压;以热稀释法测定心输出量;肺血管阻力=mPAP/心指数。使用Biosense Webster 1.035电生理记录仪监测压力和心输出量。
经Swan-Ganz漂浮导管取实验犬血液10 mL。采用双抗体夹心ABC-ELISA法。犬内皮素-1(ET-1)ELISA检测试剂盒采购自上海博湖生物科技有限公司,批号:BH-ELISA4294。用抗狗ET-1单抗包被于酶标板上,标准品和样品中的ET-1与单抗结合,加入生物素化的抗狗ET-1,形成免疫复合物连接在板上,辣根过氧化物酶标记的Streptavidin与生物素结合,加入底物工作液显蓝色,最后加终止液硫酸。在450 nm处测OD值,ET-1浓度与OD值成正比,可通过绘制标准曲线求出标本中ET-1浓度。
三组比格犬在建模前年龄、体质量、mPAP、PCWP和ET-1比较,差异无统计学意义,见表1。
表1 三组患者一般资料比较
术后第6月,A组的mPAP、PCWP和ET-1均低于术前;术后,和C组比较,A组差异有统计学意义(P<0.05);和B组比较,A组术后的mPAP、PCWP和ET-1均低于B组,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。
表2 三组PADN术前和术后各项指标比较
近年来,PAH的治疗有了开创性进展。Galiè等[4]研究发现,一些功能失调的内皮源性通路参与了PAH的特征性血管重塑。以功能失调的内皮源性通路为药理学靶点,一些新的介入技术也应运而生,从而被用于特定的患者身上。例如,Chiu等[5]和Hoeper等[6]报道,房间隔造口术及肺动脉球囊血管成形术被认为是治疗不能手术的PAH和手术风险极高患者的一种有效方法。PADN也为PAH患者带来了很多的临床获益。
在既往PAH临床研究[7-8]中显示,心率增快和骨骼肌交感神经活性增强是PAH患者存在的主要临床特征。临床中,采用降低全身交感神经活性的药物β受体阻滞剂并不能有效降低PAH。因此推测,PAH患者除了全身交感神经被激活之外,可能局部交感神经被激活发挥更为重要的作用,为更精准的隔离肺动脉交感神经提供理论依据。
Zhou等[9]研究结果表明,PADN可以改善PAH动物模型的血流动力学和心脏结构,降低mPAP和PCWP减轻右心室肥厚,部分逆转肺血管重构。此外,在野百合碱诱导的PAH犬中,肺血管收缩和增殖的细胞因子和介质的mRNA表达增加,在PADN后这些因子的表达明显减少,并且这些效应可持续至少几个月,表明该手术可以永久性隔绝肺动脉交感神经。陈绍良等[2]研究证实,行PADN术的患者3个月随访时,mPAP均明显下降,超声指标Tei index也明显改善,但肺动脉传统热消融法消融时间长,患者耐受性差。
近些年来兴起的房颤冷冻消融手术降低了房颤手术时限,减轻了患者痛苦,同时避免了手术后的抗栓治疗,具有很好的应用前景。本研究开展的动物实验证实,在脱氢野百合碱诱导的PAH模型中,较术前,冷冻消融术后mPAP和PCWP及ET-1明显降低。mPAP,术前:(30.20±2.60)mmHg;术后:(14.24±1.25)mmHg,P<0.05。PCWP,术前:(17.00±1.80)mmHg;术后:(9.36±1.59)mmHg,P<0.05。ET-1,术前:(135.00±14.60)pg/mL;术后:(77.00±7.20)pg/mL,P<0.05。冷冻消融组术后mPAP、PCWP和ET-1测量值水平和对照组比较,略有升高,差异有统计学意义(P<0.05)。和B组比较,A组术后的mPAP、PCWP和ET-1均低于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。上述结果表明,局部损伤或干预肺动脉交感神经的完整性和功能后,比格犬的mPAP可得到显著变化,且术后表现出降低mPAP效果的可延续性。同时说明冷冻消融术在肺动脉去交感神经操作方面的可行性,为PAH治疗提供了全新思路,为未来治疗人类PAH提供了先进的手段。
综上所述,冷冻球囊消融去肺动脉交感神经术不失为一种治疗PAH的有效手段,从神经调节层面降低了肺动脉的高压力。由于PAH发病的复杂性,从体液细胞学层面去干预PAH也是一个值得探讨的问题[10]。同时,如何把冷冻消融去肺动脉交感神经术应用于临床,切实可行的降低PAH患者的死亡率则需进一步探索。