胺碘酮对应激性心肌病的保护作用及机制研究

应激性心肌病(stress cardiomyopathy,SC),也称为Takotsubo心肌病,是一种在精神或躯体应激后,出现短暂的明显的区域性左室收缩障碍综合征。SC患者通常表现为胸痛和呼吸困难,心电图常有ST段抬高,因此,高达1%-2%的疑似急性冠状动脉综合征的患者最终诊断为SC。据报道ICU人群中SC的发生率介于1.5%-28%之间,并且ICU中SC的发生与预后不良和病死率增高有关。SC的发病机制目前尚未完全阐明,可能与儿茶酚胺过度分泌、雌激素水平低下、冠脉痉挛、炎症等因素有关。近年来越来越多的证据表明,炎症在SC的发生中起到了重要作用。去整合素-金属蛋白酶17(a disiCL 318952ntegrin and metalloprotease 17,ADAM17)),为ADAM家族中的重要成员之一,它通过裂解多种跨膜蛋白在炎症的调节中起到了关键作用。有研究表明,ADAM17过度表达在SC的发生中亦发挥了重要作用。胆碱能抗炎通路(cholinergie anti-inflammatory pathway,CAP)由迷走神经及其递质乙酰胆碱构成,在炎症调节中亦发挥重要作用。胺碘酮(amiodarone,AD)是心脏多通道阻滞剂,可同时兼具I、Ⅱ、Ⅲ、IV类抗心律失常药物的电生理作用,但以Ⅲ类抗心律失常药物作用即阻断钾通道为主。在临床上,AD在快速型心律失常的治疗方面具有重要地位,尤其是在合并心功能不全的房颤患者为首选用药。AD不仅具有抗心律失常作用,有研究表明其具有抗炎作用。目前,国内外尚未报道AD能否通过抑制ADAM17途径以及调节CAP减轻炎症反应,从而发挥心脏保护作用。基于此,本研究通过应用采用经胸超声心动图、酶联免疫吸附测定、苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin,HE)、蛋白质免疫印迹等技术,从功能学、形态学、蛋白表达等方面观察AD对ISO大鼠心脏功能的保护作用,探究其作用机制,为SC的治疗提供新思路。本研究共分四部分。第一部分 ICU内应激性心肌病患者的临床特征和死亡危险因素分析目的:我们对河北医科大学第四医院ICU内SC患者的临床特征和死亡危险因素进行分析,探究影响死亡的危险因素,期望尽早干预危险因素,以降低ICU内SC的病死率。方法:本文为回顾性观察性研究,纳入2015年4月至2021年3月在河北医科大学第四医院ICU收治的55例SC患者。排除了2例既往房颤的患者,最终纳入53例患者。根据28天患者是否存活分为生存组和非生存组,比较两组患者的临床特征、化验、检查等资料。将单因素分析中差异显著的变量纳入Logistic回归分析。筛选出ICU内SC患者的死亡独立危险因素。结果:本研究纳入55例患者,2例患者因有房颤(atrial fibrilltion,AF)病史被排除,最终对53例患者进行分析。男性占比为47.17%,其中88.68%的患者由躯体因素诱发所致,最常见的躯体应激诱发因素为脓毒症,占比37.74%。18例患者出现了新发AF,占比为33.96%。入住ICU时APACHE II评分为21.17±8.41,诊断SC时SOFA评分为9.selleck化学30±4.56。ICU内SC患者28天病死率为64.15%。单因素分析显示,诊断SC时SOFA评分、eGFR<60 m L/min、最大去甲肾上腺素剂量,新发AF和收缩性心力衰竭与预后不良有关(P<0.05)。多因素分析显示,ICU内SC患者28天病死率的独立危险因素为诊断SC时SOFA评分[优势比(OR),1.262;95%可信区间(CI):1.008–1.580;P=0.042],诊断为SC时eGFR<60 m L/min(OR,6.049;95%CI:1.224–29.897;P=0.027)和新发AF(OR,7.789;95%CI:1.063–57.088,P=0.043)。结论:1.ICU内男性SC患者常见,躯体因素诱发占比高。2.ICU内SC患者28天病死率高达67.50%。3.新发AF在ICU的SC患者中常见。4.新发AF、诊断SC时SOFA评分>7.5分、诊断SC时eGFR<60 m L/min是ICU内SC患者死亡的独立危险因素。第二部分 应激导致的自主神经失衡所致的炎症反应参与了应激性心肌病的发病机制目的:建立SC大鼠模型,探究SC的发病机制。方法:本部分实验选取雄性SD大鼠,随机分为两组,对照组(control组,n=8),异丙肾上腺素(isoprenaline,ISO)致SC组(ISO组,n=8)。ISO组通过腹腔注射ISO 50mg/kg复制SC模型,2h查心脏超声观察左心功能改变,留取大鼠血浆检测血浆肌钙蛋白I(cardiac troponin I,cTnI)、脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)水平、血浆中炎症因子白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、血浆中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-18(interleukin-18,IL-18)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)水平及血浆中去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)、乙酰胆碱(acetylcholinesterase,Ach)水平。处死大鼠,留取心脏组织备用。通过HE染色观察大鼠心肌组织形态学的改变。结果:1.腹腔注射ISO后,可见大鼠出现毛发竖立,精神萎靡,活动减少,呼吸、心率加快,呈趴卧聚集状态,2h后行心脏超声检查,左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左室缩短分数明显降低(left ventricular fractional shortening,LVFS),差异有高度统计学意义(P<0.01),部分大鼠心尖呈球形改变。2.与Control组相比,ISO组大鼠血浆心肌酶cTnI、BNP升高,差异有高度统计学意义(P<0.01)。3.与Control组相比,ISO组大鼠血浆炎症因子IL-6、TNF-α、IL-18、IL-1β水平升高,差异有高度统计学意义(P<0.01)。4.与Control组相比,ISO组大鼠血浆NE水平明显升高,ACh水平明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。5.与Control组相比,ISO组大鼠心肌组织HE染色显示心肌纤维染色均匀,结构较完整、清晰,未见明显炎症细胞浸润及细胞坏死。结论:1.给予ISO腹腔注射能够成功模拟临床上SC模型,心脏超声、cTnI及BNP均提示心功能损伤。2.给与ISO腹腔注射后,血浆IL-6、TNF-α、IL-18、IL-1β水平升高。3.给予ISO腹腔注射可造成血浆中NE水平升高,Ach水平降低。第三部分 胺碘酮可减轻应激性心肌病大鼠心脏功能障碍目的:本研究通过腹腔内注射ISO建立SC大鼠模型,造模成功后给予AD,观察其对SC大鼠心功能的影响。方法:选取雄性SD大鼠,造模成功后,给予不同剂量(25,50,100 mg/kg)AD,最终选取50mg/kg用于随后实验。将SD大鼠分为三组,Control组、ISO组、AD+ISO组。经心脏超声观察三组的LVEF及LVFS,留取大鼠血浆检测cTnI、BNP水平,经HE染色观察三组大鼠心肌组织形态学的改变。结CRISPR Products果:1.不同剂量AD对ISO大鼠左心功能的影响对比ISO组,AD 25mg/kg+ISO组大鼠LVEF及LVFS无明显升高,而AD 50mg/kg+ISO组以及AD 100mg/kg+ISO组大鼠LVEF及LVFS均明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),但AD 50mg/kg+ISO组与AD 100mg/kg+ISO组两组大鼠的LVEF及LVFS相比差异无统计学意义。在ISO组、AD 25mg/kg+ISO组、AD 50mg/kg+ISO组以及AD100mg/kg+ISO组四组大鼠中,AD 50mg/kg+ISO组的生存率最高,AD100mg/kg+ISO组的病死率最高。2.对比ISO组大鼠,给予腹腔注射AD 50mg/kg 4h后,AD+ISO组LVEF和LVFS升高,差异有统计学意义(P<0.05)。3.对比ISO组,给予腹腔注射AD 50mg/kg,AD+ISO组血浆cTnI、BNP浓度显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。4.AD改善了大鼠心肌组织形态学改变对比Control组大鼠,ISO组大鼠腹腔注射内注射ISO 50mg/kg 6小时后,可观察到心肌纤维欠完整,排列欠整齐,可见细胞坏死及炎性细胞和成纤维细胞样细胞浸润,给予AD 50mg/kg腹腔内注射,可见AD+ISO组大鼠心肌细胞局灶性坏死以及炎症性和成纤维细胞样细胞浸润有所减轻,心肌组织损伤评分显著下降,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1.AD可以改善SC模型大鼠左心功能指标,提高LVEF、LVFS,降低cTnI及BNP水平,减轻心肌损伤,保护心功能。2.AD可以减轻SC模型大鼠心肌组织形态学改变,减轻炎症反应。第四部分 胺碘酮通过抑制ADAM17和加强胆碱能抗炎通路减轻ISO引起的心肌损伤目的:第三部分研究中我们发现AD对SC大鼠的心脏具有保护作用,在本部分研究中,我们进一步评估AD是否通过抑制ADAM 17通路及增强CAP降低炎症反应发挥其保护心肌的作用。方法:将雄性SD大鼠分为三组,Control组、ISO组和AD+ISO组。给予腹腔内注射AD或5%葡萄糖6h后取血测定血浆中NE、ACh水平及IL-6、TNF-α、IL-18、IL-1β水平。应用western blotting技术检测大鼠心肌组织ADAM17、p38 MAPKs、NF-ΚB、NLRP3、caspase-1及α 7nAChR蛋白表达水平。结果:1.与ISO组相比,AD+ISO组大鼠血浆NE水平显著降低,ACh水平显著升高,差异有统计学意义(P<0.05)。2.与ISO组相比,AD+ISO组大鼠血浆IL-6、TNF-α、IL-18、IL-1β水平显著下降,差异有统计学意义(P<0.05)。3.与ISO组相比,AD+ISO组大鼠心脏组织中ADAM17、p38MAPKs、NF-ΚB、NLRP3、caspase-1的蛋白表达降低,α7n ACh R的蛋白表达增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1.AD能够降低血浆NE水平,升高血浆Ach水平。2.AD能够减轻SC大鼠炎症反应。3.AD通过抑制SC大鼠心脏组织ADAM17、NLRP3、caspase 1蛋白表达及增强CAP减轻炎症反应。