血管緊張素轉換酶與體外循環后心肌細胞損傷的相關性研究

楊 威 張小強 徐建軍 董 嘯 (南昌大學第二附屬醫院心胸外科，江西 南昌 330008)

體外循環(CPB)是心內直視手術的一種重要手段，但其可導致廣泛的心肌細胞損害，主要是直接的手術創傷及體外循環所致的缺血再灌注損傷，從而導致術后多種并發癥的發生。隨著心肌保護措施、體外循環裝置及心臟外科技術的不斷發展，心內直視手術并發癥的發生率已大幅度下降〔1〕。盡管如此，CPB后心肌損傷及保護的研究仍是熱點。腎素-血管緊張素系統(RAS)是調節電解質平衡的主要因素之一，不僅能增加心肌收縮力，還可以促進心肌細胞的增殖。而血管緊張素轉換酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)是 RAS的核心酶，它的抑制劑在臨床上廣泛用于心臟相關疾病的治療，并對心臟結構與功能、能量代謝及體內激素水平的調控發揮著一定的作用〔2，3〕。CPB可激活補體系統，釋放細胞因子，導致組織損傷、炎癥反應及器官功能障礙。其中心肌損傷標志物肌鈣蛋白 I(cTnI)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的血清濃度也會發生相應的變化。本研究通過分析CPB前后ACE及cTnI、CK-MB的動態變化，探討ACE在CPB后心肌損傷過程中的作用。

1 材料與方法

1.1 對象 2010年8月至11月我院60例擇期行CPB心臟手術的患者，男33例，女27例，年齡44～72歲，其中冠脈搭橋術26例，二尖瓣置換術16例，房缺修補術8例，室缺修補術5例，左房巨大黏液瘤摘除術5例，均行CPB下常規心臟手術。并按照患者ACE基因的多態性，將患者分為II組，DD組以及ID組，三組患者分為18例、21例、21例。三組患者年齡、性別以及疾病的構成均無明顯差異(P＞0.05)。

1.2 樣本采集 分別于CPB前(T1)、轉流即刻(T2)、轉流30 min(T3)時、主動脈開發時(T4)、停轉流時(T5)、2 h(T6)和24 h(T7)時采取靜脈血5 ml，3 ml加入肝素鋰試管并混勻，用于cTnI、CK-MB的測定;2 ml加入無添加劑的試管，用于ACE的檢測。

1.3 ACE I/D等位基因的測定 所有患者在分組前，采用PCR技術擴增ACE基因的第16內含子，然后將PCR產物置于瓊脂糖電泳分析，并在紫外燈下與DNA marker進行比較，在490 bp以及190 bp附近將出現對應的條帶，從而判斷患者的ACE基因多態性，并根據ACE基因多態性進行分組。

1.4 CPB方法 采用德國StockertⅢ型體外循環機，美國Terumo Medrenic氧合器。灌注量保持在2～2.5 L·min－1·m－2，灌注壓維持在50～80 mmHg。加入抑肽酶500萬U，預沖液為乳酸格林液500～1 000 ml，預沖液內加入肝素2 000 IU，使CPB激活凝血時間維持750 s以上，CPB結束時用魚精蛋白中和。

1.5 檢測方法 cTnI和CK-MB的檢測采用化學發光酶免疫分析法，在美國Beckman Coulter Access化學發光儀上進行。ACE用ELISA試劑盒檢測，試劑購自美國Sigma公司。各項目的檢測均嚴格按照說明書操作。AngⅡ采用放射免疫分析法進行檢測。運用電鏡技術觀察患者的心肌超微結構改變情況。

1.6 統計學分析 采用SPSS13.0軟件，所得數據用±s表示，采用單因素方差分析評定各組間的差異，相關性分析用Spearman法。

2 結果

2.1 CPB前后各項指標比較 見表1。ACE水平在轉流即刻、轉流30 min時、主動脈開發時、停轉流時、2 h和24 h與CPB前比較，均有顯著差異(P＜0.05)，且隨著時間的增加逐漸升高。cTnI在CPB后各時點與CPB前比較均有顯著差異(P＜0.05)，CPB后24 h達到高峰。CK-MB在CPB后各時點與CPB前均存在差異(P＜0.01)，并且在CPB后2 h出現高峰。

表1 CPB前后各項指標檢測結果變化比較(±s，n=20，ng/ml)

表1 CPB前后各項指標檢測結果變化比較(±s，n=20，ng/ml)

與T1比較:1)P＜0.05，2)P＜0.01

指標TI T2 T3 T4 T5 T6 T7 ACE 17.26±3.74 28.47±5.35 34.32±4.39 39.48±6.731) 45.39±8.231) 58.17±10.651) 94.17±10.681)cTnI 0.04±0.02 0.11±0.02 0.23±0.12 0.47±0.111) 0.58±0.121) 0.78±0.122) 1.53±0.342)CK-MB 1.83±0.25 7.14±0.76 18.29±3.29 31.48±5.122) 32.18±4.322) 33.27±4.032) 1.59±3.022)

2.2 三組患者血清ACE、cTnI、CK-MB表達水平比較 DD型ACE、AngⅡ以及cTnI水平較ID型、II型明顯升高(P＜0.05)。ID組與 II組比較，僅 ACE、AngⅡ水平有顯著性差異(P＜0.05)。見表2。

表2 三組患者相關指標比較(±s)

表2 三組患者相關指標比較(±s)

與 II組比較:1)P ＜0.05，2)P ＜0.01

組別 n ACE(U/L)cTnI(μg/L)CK-MB(μg/L)AngⅡ(NT×mm2)DD組 21 61.87±13.282)17.27±7.241)16.98±2.43 17.28±0.432)ID組 21 47.38±14.241)11.28±5.391)14.29±0.24 13.28±0.461)II組 18 37.28±14.28 13.28±0.24 15.49±4.39 8.29±0.42

3 討論

心臟手術過程中建立CPB和心臟暫時停搏，對心肌可造成一定程度的缺血損傷，導致心肌損傷標志物水平增高。ACE是一種由單一多肽鏈組成的膜結合糖蛋白，其主要作用是水解血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)轉化成血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)，血液循環中的ACE多源于血管內皮細胞。研究表明壓力超負荷可誘導心肌細胞ACE mRNA及蛋白表達，使ACE活性升高，從而導致AngⅡ含量增加，導致心肌細胞肥大和凋亡〔4〕。本文研究結果顯示，血清中ACE水平在CPB后明顯增高，推測ACE在CPB后心肌細胞損傷過程中有一定的作用;但也有研究提出，ACE活性與急性肺損傷有關，并且ACE水平的降低提示組織損傷較重，即預后不良〔5，6〕，與本研究結果正好相反。

心肌損傷標志物除用于心肌梗死的診斷和治療監測外，也可用于鑒別長、短期心臟疾病〔7〕。cTnI只存在心肌中，器官特異性極高，在血液中的半衰期短、敏感度高。當心肌損傷時，心肌細胞通透性增加，導致外周血中cTnI升高。CK-MB主要存在于心肌中，約有2%～3%存在于骨骼肌中，其檢測結果受干擾小，但器官特異性不高，故CK-MB在區別微小心肌損傷與骨骼肌損傷時受到很大程度的限制。在本文中，CK-MB在手術創傷后(CPB后4 h)達到高峰，在CPB后48 h時點已與CPB前差異無統計學意義，表明其可迅速恢復至正常水平，不利于對心肌損傷的長期動態觀察和治療。有研究表明，心肌損傷標志物在判斷心臟手術引起的心肌損傷方面，cTnI的應用價值最大。cTnI能準確反映損傷程度且作用優于CK-MB，可作為心臟手術中檢測心肌損傷程度的獨立指標〔8〕。本研究結果也證實，cTnI在CPB后開始升高時間較早，在24 h達到高峰，表明機體存在一定的心肌損傷，可能與術中主動脈阻斷、心臟停搏、體外循環導致的心肌缺血缺氧，以及缺血再灌注造成的心肌損傷有關〔9〕;其水平隨后略有下降，呈明顯動態變化，維持時間相對較長，更適合CPB后心肌損傷程度和微小心肌梗死的監測。因此，比值認為cTnI的變化能準確反映心肌的損傷程度，為指導術中對心肌的保護、術后治療及預測術后心臟功能的恢復程度提供較好的客觀依據。本研究結果顯示，ACE與cTnI呈明顯正相關，與CK-MB也呈正相關，推測ACE與心肌損傷存在一定的相關性，其水平的改變可從一定程度上反映心肌的損傷情況，推測ACE抑制劑可能對CPB后的心肌損傷有保護作用，值得深入研究。

1 張宏偉，王茂生.體外循環心肌損傷及心肌保護的研究進展〔J〕.醫學研究雜志，2009;2:7-10.

2 Wojewodzka-Zelezniakowicz M，Chabielska E，Mogielnicki A，et al.Antithrombotic effect of tissue and plasma type angiotensin converting enzyme inhibitors in experimental thrombosis in rats〔J〕.J Physiol Pharmacol，2006;57(2):231-45.

3 Kramkowski K，Mogielnicki A，Chabielska E，et al.The effect of'tissue'and'plasma'angiotensin converting enzyme inhibitors on overall haemostatic potentials in rats〔J〕.Thromb Res，2006;117(5):557-61.

4 趙文萍，張增祥，劉 剛，等.螺內酯聯合ACE抑制劑等藥物長時間干預對大鼠心肌損傷后凋亡及其超微結構的影響〔J〕.醫學研究與教育，2009;26(1):1-4.

5 Claude L，Perol D，Ginestet C，et al.A prospective study on radiation pneumonitis following conformal radiation therapy in non-small-cell lung cancer:clinical and dosimetric factors analysis〔J〕.Radiother Oncol，2004;71(2):175-81.

6 張瑾熔，劉珊珊，呂 茵，等.血漿中 TNF-α、IL-6、ACE水平及DVH參數與放射性肺炎發生的相關性研究〔J〕.中國癌癥雜志，2010;20(6):440-5.

7 Venge P，Lagerqvist B，Diderholm E，et al.Clinical performance of three cardiac troponin assays in patients with unstable coronary artery disease(a FRISC II substudy)〔J〕.Am J Cardiol，2002;89(9):1035-41.

8 邵麗麗，劉 萍，王明榮.體外循環心臟術后心肌損傷標志物的變化〔J〕.重慶醫學，2006;18:1645-6.

9 王 軒.體外與非體外循環冠脈搭橋術后心肌損傷標志物水平變化〔J〕.青島醫藥衛生，2008;40(2):90-2.