脓毒症合并心肌功能障碍患者心肌损伤、血流动力学变化与心脏结构和功能的关系

王会迟，田璐，郑毅，董海苓，孙昊，赵娟

脓毒症(sepsis)是由细菌、真菌、病毒等感染引起的机体应对反应失调而致全身多系统、多器官的病理生理改变，是住院患者死亡的主要原因之一，且随着病情加重，病死率增高[1-2]。随着脓毒症病情的进展，将造成多器官血流动力学改变，多器官的结构与功能障碍，局部组织缺血，导致多器官坏死，危及生命[3]。心脏是脓毒症的主要受损靶器官，研究显示，大约1/2的脓毒症患者合并心肌功能障碍，进一步增加了脓毒症的病死率，最高可达90%[4]。现分析脓毒症合并心肌功能障碍患者心肌损伤、血流动力学变化与心脏结构和功能的关系，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年12月—2019年12月河北中石油中心医院重症医学科收治并确诊的脓毒症患者202例，根据患者是否合并心肌功能障碍分为脓毒症组(未合并心肌功能障碍)142例，脓毒症合并心肌功能障碍组(合并症组)60例。2组患者性别、年龄、体质量指数(BMI)、病程、病情分级、感染部位、病因、糖尿病史、高血压史、高脂血症等比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会批准(KYLL-2016-10)，患者或家属知情同意并签署知情同意书。

表1 脓毒症组及合并症组患者临床资料比较

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准：符合脓毒症的诊断标准者[1,5]；年龄20～80岁；入组前未使用过抗生素及激素类药物治疗；2年内无外科手术史者；无严重的凝血功能障碍者；无精神疾病家族遗传史；入院14 d 死亡者；临床资料齐全者。(2)排除标准：合并脑出血、失血性休克、肝肾功能严重不全、肿瘤终末期者。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 心肌损伤指标检测：采用无菌真空管采集患者入院当天外周血5 ml，离心后取其上层清液、血浆置于-70℃冰箱中保存待检。采用电化学发光免疫法检测血清心肌损伤标志物N末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide, NT-proBNP)、肌红蛋白(myoglobin, MYO)和肌钙蛋白I(troponin I, cTNI)水平。

1.3.2 血流动力学指标检测：采用深圳迈瑞公司PMO900型监测仪监测收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、心率(HR)和氧饱和度(SpO2)。

1.3.3 心脏结构与功能指标检测：采用美国GE公司GE VividTM-7型彩色超声诊断仪采集常规二维超声图像，探头频率为2.0～4.0 MHz，配备Echo PAC工作站。所有受试对象左侧卧位，收集心脏功能指标：左心室舒张早期充盈峰值流速(E峰)、左心室舒张晚期充盈峰值流速(A峰)、二尖瓣E峰与A峰比值(E/A)、左心室射血分数(LVEF)；收集心脏结构指标：左心室收缩末期内径(end-systolic diameter of left ventricle, LVESD)、左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic diameter, LVEDD)、左心室短轴缩短率(fraction shortening, FS)、室间隔舒张末期厚度(interventricular septa, IVS)。

1.3.4 预后随访：采用电话、短信及上门调查等形式对所有受试者在30 d 内生存情况进行随访。随访截止时间为2020年1月。

2 结 果

2.1 2组血清心肌损伤指标比较 合并症组患者血清NT-proBNP、MYO和cTNI水平均高于脓毒症组(P均<0.01)，见表2。

表2 脓毒症组与合并症组患者血清心肌损伤指标比较

2.2 2组血流动力学指标比较 合并症组SBP、MAP和SpO2水平低于脓毒症组，而HR高于脓毒症组(P均<0.01)，2组DBP比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 脓毒症组与合并症组患者血流动力学指标比较

2.3 2组心脏功能指标比较 合并症组E峰、E/A、LVEF水平均低于脓毒症组(P均<0.01)，而2组A峰比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表4。

表4 脓毒症组与合并症组患者心脏功能指标比较

2.4 2组心脏结构指标比较 合并症组LVESD、LVEDD低于脓毒症组，而FS、IVS高于脓毒症组(P均<0.01)，见表5。

表5 脓毒症组与合并症组患者心脏结构指标比较

2.5 心肌损伤、血流动力学变化与心脏结构和功能的关系 NT-proBNP、MYO、cTNI、HR与E峰、E/A、LVEF、LVESD、LVEDD呈负相关(P均<0.01)，与A峰、FS、IVS呈正相关(P均<0.01)；SBP、DBP、MAP、SpO2与E峰、E/A、LVEF、LVESD、LVEDD呈正相关(P均<0.05)，与A峰、FS、IVS呈负相关(P均<0.05)，见表6。

表6 心肌损伤、血流动力学变化与心脏结构和功能的关系 (r/P)

2.6 2组预后情况比较 随访患者30 d，脓毒症组患者死亡6例(4.23%)，合并症组死亡8例(13.33%)，合并症组病死率高于脓毒症组,差异有统计学意义(χ2=5.424，P=0.020)。

3 讨 论

脓毒症一旦发病，发展迅速，导致多器官功能衰竭，心肌受损、心脏结构变化及心脏功能降低导致血流动力学恶化，其中脓毒症合并心肌功能障碍者超过1/2，患者大多预后不佳，病死率高达90%，但脓毒症患者早期的心脏功能异常往往不易发现或被忽略，因此脓毒症的心功能异常与患者预后的关系研究较少[6]。

相关文献报道[7]，脓毒症患者预后不佳与心肌受损、心脏结构及功能变化存在密切联系。本结果显示，合并症组NT-proBNP、MYO、cTNI、HR、FS、IVS均明显增高，SBP、MAP、SpO2、E峰、E/A、LVEF、LVESD和LVEDD均明显降低，提示脓毒症合并心肌功能障碍的患者心肌受损加重并会引发心脏结构异常变化及心脏功能降低表现，另外本研究中心肌受损、心脏结构变化及心脏功能与血流动力学指标呈线性相关关系，与既往研究结果相符[8-9]，进一步佐证了脓毒症心脏结构及心脏功能变化与血流动力学参数存在密切关联，因此脓毒症容易并发心肌功能障碍。脓毒症患者存在炎性反应、凝血级联反应过度活跃表现，进而刺激全身防御反应与炎性细胞大量产生，进而加重微血管血栓、血小板活化与炎性反应，导致局部组织缺血情况恶化与微循环障碍，微循环灌注减少及炎性因子增高引发心肌细胞炎性反应，间接导致外周血管阻力增加，进而造成左心室收缩功能下降，促使患者的LVEF、静脉SpO2降低，最终造成缺血心肌损伤加重[10]；多种促炎因子能起到降低心肌细胞动作电位时程的作用，同时可以通过该途径降低钙瞬变峰值，进而抑制钙离子释放，刺激诱导性和组织性 NO 快速分泌合成，进而对心肌细胞兴奋收缩偶联进行调控，从而降低患者的心肌收缩功能等，而白介素和肿瘤坏死因子可作为心肌抑制因子参与感染性休克病理过程，而一氧化氮与前列腺素亦可发挥一定的心肌抑制作用，通过刺激患者内皮细胞活化、凝血系统对脓毒症诱发心功能不全过程产生一定调控作用，因此炎性反应、凝血级联反应过度活跃的脓毒症患者易发生心肌功能障碍并引发心肌受损加重、心脏结构异常变化及心脏功能降低等临床表现[11]。

有研究指出[12]，血流动力学改变影响抗生素的疗效，加之心脏结构及心脏功能不可逆变化，由此加速了短期脓毒症的死亡，其病死率可高达40%～60%，与本研究结果相符，本研究中与脓毒症组比较，合并症组的死亡人数明显增多。分析其机制如下：脓毒症心肌炎性水肿、大量的免疫细胞浸润会加重脓毒症心肌损伤，增加患者的预后不良风险，通过提高心排出量和降低外周血管阻力等改善或稳定脓毒症患者血流动力学，可缓解患者病情，改善预后，例如静脉回心血量降低，血压也相应降低，进而有效改善微循环障碍[13-15]。韦国温等[16]采用右美托咪定在治疗严重脓毒症时，与对照组比较，通过维持患者血流动力学指标，降低心血管不良事件发生，降低血压和心率，但不影响患者心功能，与本结果不同，可能与患者处于麻醉状态有关。尽管改善血流动力学参数可缓解心脏功能降低，但同时必须强调，在临床治疗时，需警惕脓毒症患者出现容量过负荷。

尽管脓毒症合并心肌功能障碍患者的心肌损伤和血流动力学变化与心脏结构和功能呈线性关系，但很难区分是脓毒症直接导致脓毒症合并心肌功能障碍，还是在脓毒症发生发展过程中，心脏不断适应血流动力学异常导致的前后负荷而导致心肌功能障碍[17-18]。脓毒症合并心肌功能障碍者的心肌受损、心脏结构异常与心脏功能降低一定程度提示患者预后不良，但其发生机制仍不明确，心肌受损、心功能障碍发生除了与血流动力学异常有关，可能还有其他因素参与，如细胞凋亡、神经功能异常等，且各种机制之间相互作用，形成复杂的网络性关系，由此仍需要增加更多的基础研究来佐证本研究观点。

综上所述，脓毒症合并心肌功能障碍患者伴随血流动力学、心肌损伤、心脏结构和功能的变化，心肌损伤和血流动力学变化与心脏结构和功能呈线性关系，脓毒症合并心肌功能障碍的预后不良。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

王会迟：课题设计及实施，统计学分析及论文撰写；田璐、郑毅、董海苓、孙昊：课题的实施及数据收集；赵娟：课题设计、统筹及质控