影响非缺血性心力衰竭患者心肌纤维化的因素分析

王 放，董 哲，孙艺红，任景怡，李 菁，周益锋，郑金刚

(中日友好医院 心脏科，北京 100029)

心力衰竭(心衰)(heart failure,HF)是严重威胁人类健康生存和增加医疗经济负担的一类疾病。心衰发生发展的核心机制是心脏重构，主要包括心肌细胞损伤和心肌纤维化(myocardial fibrosis,MF)[1]。研究认为，MF可见于各种引起心衰的疾病，与心衰患者的临床预后直接相关[1-2]。非缺血性心脏病如心肌炎、原发/继发性心肌病等在心衰病因中占据了相当高的比例[3]。心脏负荷的异常是导致MF进展的重要因素[1,3]，临床上评估心脏负荷和功能的金标准是右心导管(right heart catheter,RHC)检查，而目前未见文献报道RHC参数可以影响非缺血性心衰患者MF的进展。

尽管有随机取样误差的影响，基于心肌活检的病理学检查仍是评估MF的金标准。本研究采用心内膜心肌活检(endomyocardial biopsy,EMB)技术定量评估MF的严重程度，探讨影响非缺血性心衰(non-ischemic heart failure)患者MF的因素，重点关注RHC参数对MF的影响。本研究旨在为临床上更有效防治非缺血性心衰患者MF提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究对象：纳入2017年5月至2019年7月在中日友好医院心脏科住院的33例非缺血性心衰患者。本研究经中日友好医院医学伦理委员会批准(审批文号：20186-K02)，并获得受试者签署的知情同意书。纳入标准：在中日友好医院心脏科住院并接受EMB和RHC检查的患者；符合2016欧洲心脏病学会心衰指南[4]心衰诊断以及分类标准；完成冠状动脉造影、除外冠状动脉粥样硬化性心脏病；签署知情同意书。排除标准：拒绝签署知情同意书；冠状动脉造影结果符合2014美国心脏病学会冠状动脉粥样硬化性心脏病标准[5]。

1.1.2 试剂：Masson染色试剂盒(北京索莱宝科技有限公司)；甲醛溶液(上海远慕生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 EMB与RHC参数的测定：穿刺颈内静脉或者股静脉，首先使用BIOSENSORS热稀释漂浮导管(Biosensors International Group,Ltd)完成RHC检查，在患者平静呼气末读取压力值，每个患者读数3次，取平均值作为最终结果。使用Fick法计算血流动力学参数。随后使用Argon心肌活检钳(Argon Medical Devices Holdings,Inc.)于心室间隔右室面取2～3块心肌组织固定于甲醛溶液，进行常规脱水、石蜡包埋和切片。

1.2.2 检测MF的方法：本研究使用Masson染色胶原纤维定量检测MF严重程度，按照Masson染色试剂盒说明书进行操作。每块心肌组织切5张5 μm厚切片，Masson染色后拍照，Image-Pro Plus软件(Media Cybernetics)分析MF程度：胶原纤维面积/(胶原纤维面积+肌性组织面积)[1]。由两位实验员独立进行实验，将平均值作为每例最终结果。

1.2.3 观察指标：为了筛选出影响MF的因素，为后续多因素线性回归中自变量的选择提供参考，本研究将入选患者根据MF严重程度分为两类。由于目前参考文献未确定MF严重程度的切点[1]，本研究在SPSS 26.0软件辅助下使用K-means聚类分析将患者分为轻度MF和重度MF两类，临床数据来源于病历系统。主要观察指标如下：年龄、性别、体质指数(body mass index,BMI)、是否为射血分数减低心衰(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF)、高血压和糖尿病病史、血管紧张素转化酶抑制剂(angiotensin-converting enzyme inhibitor,ACEI)或者血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker,ARB)用药史、β受体阻滞剂用药史、血氨基末端脑钠肽前体(N-terminal fragment of the brain natriuretic peptide precursor,NT-proBNP)水平、平均动脉压(mean blood pressure,MBP)以及RHC参数。其中，本研究于患者接受EMB和RHC检查当日测定NT-proBNP水平，数据来源于临床常规检测，由中日友好医院检验科检测。患者接受EMB和RHC检查时测定MBP。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 患者临床资料

入选的33例非缺血性心衰患者，平均年龄(44.9±14.2)岁，其中男性19例。心衰的病因诊断方面，参照权威指南的诊断标准[6-9]，确定扩张型心肌病13例、心肌炎12例、肥厚型心肌病2例、高血压性心脏病2例、淀粉样变1例、不明原因3例。重度MF患者(n=16)的MF程度22.82%±4.06%显著高于轻度MF患者(n=17)10.73%±4.15%(P<0.01)(表1，图1A,B)。其余参数在轻度、重度MF两组间无统计学差异(表1)。重度MF患者的右心室收缩压(systolic right ventricle pressure,RVP)、肺动脉收缩压(systolic pulmonary arterial pressure,PAP)、肺动脉楔压(pulmonary arterial wedge pressure,PAWP)和全肺阻力(total pulmonary resis-tance,TPR)显著高于轻度MF患者，而心脏指数(cardiac index,CI)显著低于轻度MF患者(P<0.05)，其余RHC参数无统计学差异(表1)。

表1 非缺血性心力衰竭患者的临床资料Table 1 Clinical data of non-ischemic heart failure

2.2 影响MF因素分析

Systolic RVP、systolic PAP、TPR、PAWP与MF呈线性正相关，CI与MF呈线性负相关(图2A～F)(P<0.05)。作为临床上评价心衰最常用的血标志物NT-proBNP，本研究未发现其与MF呈显著线性相关(图2A～F)。

为避免自变量之间共线性问题，本研究选取中心静脉压(central venous pressure,CVP)、PAWP、TPR、体循环阻力(system vascular resistance,SVR)4个RHC参数作为自变量纳入多因素线性回归模型，模型符合LINE前提。多因素线性回归分析结果提示，高血压病史和TPR是非缺血性心衰患者MF的独立影响因素(AdjustedR2=0.454,P<0.001)(表2)。最后的回归方程为：Y=6.862+1.534X1+6.592X2(X1代表TPR、X2代表高血压病史)。

表2 影响心肌纤维化因素的单因素和多因素线性回归分析Table 2 Univariate and multivariate linear regression analyses of factors affecting MF

3 讨论

本研究采用金标准方法评估MF和血流动力学，着重探讨RHC参数对于MF的影响，最终筛选出高血压病史、TPR两个独立影响MF的因素。本研究提供了可以间接反映MF的因素，具有重要的临床意义。

A.mild myocardial fibrosis,scale bar=10 μm;B.severe myocardial fibrosis,scale bar=200 μm图1 心肌组织Masson染色代表图Fig 1 Representative photographs showing Masson staining of myocardium

MF.myocardial fibrosis;NT-proBNP.N-terminal fragment of the brain natriuretic peptide precursor;RVP.right ventricle pressure;PAP.pulmonary arterial pressure;PAWP.pulmonary arterial wedge pressure;TPR.total pulmonary resistance;CI.cardiac index图2 心肌纤维化和右心导管参数及NT-proBNP相关性分析Fig 2 Correlation of myocardial fibrosis with RHC parameters and NT-proBNP

作为心脏重构的重要机制，MF广泛存在于各种引起心衰的疾病中，临床医生关注的是可以干预的、影响MF的因素。本研究成功筛选出独立影响MF的因素均是反映心脏后负荷的参数。已有研究证实[10-11]，心脏后负荷增加显著加剧MF程度，而改善心脏后负荷则可以延缓MF进展。TPR包含了两种成分，即肺血管阻力和PAWP增加引起的脉搏阻力，而绝大部分心衰合并肺高血压患者都是左心疾病相关的。目前2015欧洲心脏病学会肺高血压指南[12]不推荐降低肺高血压的药物应用于左心疾病相关的肺高血压患者。因此，降低TPR只能通过积极治疗左心疾病来实现。基于本研究的结果和目前文献报道，临床上对于非缺血性心衰患者应积极进行RHC检查，不仅可以精确评估血流动力学和心脏负荷，还有助于判断MF程度以及评估心衰治疗的效果。相对于EMB，RHC检查的成本和操作风险均大幅减低。

本研究的优势是应用了金标准方法精确评估MF和心脏负荷、血流动力学，为临床干预MF提供了依据和靶点。不足是样本量偏少，心衰病因异质性强，可能导致有些影响因素未被发现。未来针对MF需要更大规模的研究，帮助临床医生更有效的预测和干预MF，对于改善心衰患者的预后具有重要的意义。