粒細胞集落刺激因子治療對老年慢性心力衰竭患者腎功能的影響

慢性心力衰竭(CHF)是由于心臟泵血功能的逐漸衰退而導致的一系列復雜的臨床癥狀群,是大多數心血管疾病的終末階段。目前,老年人中CHF合并腎功能不全發病率逐漸升高。腎功能不全是CHF最常見的并發癥,臨床研究結果表明腎功能不全是影響CHF患者死亡的獨立危險因素[1-2]。內皮祖細胞(EPCs)是一種能直接分化為血管內皮細胞的前體細胞[3]。近年來,通過動員劑增加循環血中EPCs的數量來修復血管內皮、改善心功能已成為治療心血管疾病關注的熱點。本研究通過應用粒細胞集落刺激因子(G-CSF)動員EPCs治療老年CHF,通過測定患者腦鈉肽(BNP)、尿素氮(BUN)、血清肌酐(SCr)、血清胱抑素C(Cys-C)、腎小球濾過率(eGFR)、左心室射血分數(LVEF)等指標,探討其治療效果以及對腎功能的保護作用,以期能提供一個療效明顯、預防CHF患者腎功能損害的治療方案。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取中國人民解放軍第三○三醫院2009年10月至2010年10月因CHF首次住院的老年患者40例,年齡60～75歲，平均(67.8±7.3)歲,男26例,女14例,其中25例患有高血壓,20例有糖尿病史,21例有高脂血癥,16例患者有吸煙嗜好;美國紐約心臟病學會(NYHA)心功能分級Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級分別為11/24/5例。隨機分為治療組和對照組,每組20例,2組患者在年齡、性別、合并癥及常規治療用藥情況,均無統計學差異(P>0.05),具有可比性。詳見表1。

表1 2組患者臨床資料比較(n)

入選標準:(1)年齡≥60歲;(2)CHF均符合Fra-mingham心力衰竭診斷標準[4];(3)NYHA心功能分級Ⅱ～Ⅳ級。排除標準:(1)年齡<60歲;(2)感染或藥物引起的腎功能損害;(3)既往患有腎小球腎炎等原發性腎臟疾病;(4)SCr>707 μmol/L,規律透析患者;(5)惡性腫瘤、血液系統疾病患者。

1.2 治療方法 所有患者在治療及隨訪期間根據臨床需要給予相應的藥物治療,包括血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)或血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)、β受體阻滯劑、抗血小板藥物、他汀類調脂藥物、利尿藥、硝酸酯類及降血壓、降血糖等對癥處理。治療組在常規治療的基礎上給予G-CSF(商品名:吉粒芬,杭州九源生物基因工程有限公司生產,規格150 μg/支)450 μg/d皮下注射,連續注射5 d。對照組予以注射同等劑量生理鹽水。

1.3 指標檢測

1.3.1 外周血EPCs分離、培養和鑒定：分別于入院時、治療后1月抽取患者外周血10 ml，采用密度梯度離心法分離單個核細胞，用內皮細胞基礎培養基EBM2培養至第7天(每3 d更換1次培養液)，分析貼壁細胞，加入DiⅠ標記的乙酰化低密度脂蛋白(DiⅠ-acLDL) ，37 ℃孵育1 h后用2%多聚甲醛固定10 min，再加入異硫氰酸熒光素標記的豆凝血素Ⅰ(FITC-UEA-Ⅰ)，37 ℃孵育1 h，倒置熒光顯微鏡下觀察(×400)。攝取DiI-acLDL并結合FITCUEA-Ⅰ即雙染色陽性者為正在分化的EPCs。將EPCs培養于6孔板中，孵育2 d，收集未貼壁細胞，調整密度為1×106個細胞/孔，置入24孔板中，繼續培養5 d，計數每孔的克隆數。

1.3.2 血漿BNP 濃度的測定:分別于治療前、治療后1月抽取靜脈血2 ml,利用內置傳輸管將血液移入到含10%EDTA抗凝的測試板條中,用美國BIOSITE-TriagMeter型測試儀,免疫熒光定量法,快速測定BNP濃度。

1.3.3 血清Cys-C、BUN、SCr的測定:分別于治療前、治療后1月,禁食8 h于清晨抽取肘靜脈血8 ml,3000 r/min，離心10 min,分離后血清于-70 ℃冰箱保存待測。血清Cys-C測量采用膠乳增強免疫比濁法。Cys-C、BUN、SCr均在貝克曼SYNCHRON LX20 型全自動生化儀上進行檢測。

1.3.4 eGFR的計算:采用我國改良后的簡化MDRD公式[4]計算:eGFR [ml/(min·1.73 m2)]=186×SCr-1.154×年齡-0.203×1.233(女性×0.742),公式中SCr單位采用mg/dl(1 mg/dl=88.402 mol/L)。

1.3.5 心功能的測定:應用GELogig7彩色多普勒超聲診斷儀,分別于入院時、治療后1月行常規超聲心動圖檢測,測量左室長軸切面、左室短軸切面、心尖四腔心切面并計算LVEF。

2 結果

2.1 治療前后心功能比較 2組患者治療前EPCs數量差異無統計學意義(P>0.05);與治療前比較,治療后2組EPCs數量均顯著升高(P<0.05),BNP顯著下降,LVEF顯著升高(P<0.05)。且治療組較對照組改變更顯著(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者治療前后心功能指標變化

注:與治療前比較,*P< 0.05;與對照組比較,△P< 0.05

2.2 治療前后腎功能比較 2組患者治療后的BUN、Cys-C、SCr均顯著下降,eGFR顯著升高(P<0.05)。治療組較對照組改變更顯著(P<0.05)。見表3。

表3 2組患者治療前后腎功能指標變化

注:與治療前比較,*P< 0.05;與對照組比較,△P< 0.05

2.3 治療安全性 40例老年CHF患者治療過程均安全,隨訪未發現嚴重并發癥。治療組最常發生的不良反應為發熱,所有患者的血白細胞水平均出現不同程度的升高,予對癥處理1～4周逐漸恢復至用藥前的水平。未出現惡性心律失常、心力衰竭惡化等不良心血管事件。

3 討論

多項研究報道高齡是導致腎功能不全的危險因素[5]。Kohli等[6]研究顯示>65歲的老年人群其肌酐清除率下降約75%,80歲后腎小球硬化率可達10%～30%,eGFR下降至年輕時的一半。合并CHF的患者其腎臟對CHF的有害因子敏感性明顯增加,導致腎臟僅存的健全的功能性腎單位突然減少,從而使老年人腎功能惡化,導致不可逆的腎損害[7]。Ezekowitz等[8]提出腎功能不全在CHF中較常見,可能與全身動脈粥樣硬化的進展有關。因此,內皮的修復、腎微血管組織再生具有重要意義[9]。

近年來, 與血管新生有關的干細胞亞群——EPCs成為治療心血管疾病的研究熱點[3]。EPCs不僅參與人胚胎血管生成,也參與出生后血管新生和內皮損傷后的修復過程[10]。Patschan等[11]研究證實小鼠單側腎動脈鉗夾后急性腎缺血誘導了EPCs的快速動員,隨后髓質乳頭部位EPCs增加,提示EPCs具有維持和修復腎內皮細胞的潛在功能。本研究應用G-CSF動員EPCs治療老年CHF患者,發現治療組外周EPCs含量于治療后1月仍保持較高水平,變化差異顯著高于對照組。治療后1月治療組的LVEF明顯高于對照組(P<0.05),考慮可能與動員劑G-CSF誘導EPCs增生和表達有關。G-CSF引起EPCs數量增多,改善局部缺血,隨著治療時間延長,內皮損傷逐步緩解,內皮細胞功能逐漸恢復,EPCs緩慢回落的同時EPCs的消耗水平亦明顯減慢[12],表現為治療組可維持一段時間的良好療效。

BNP主要在心臟壓力負荷改變的時候開始分泌,即在心肌細胞受到拉伸等刺激時釋放。心力衰竭時心臟收縮及舒張功能障礙,導致心室容積和心室前負荷增大,觸發BNP分泌增加,然后釋放入血液。BNP是反映心功能最敏感的指標,廣泛應用于心力衰竭的診斷、鑒別診斷及預后評估[13]。BNP的主要分解代謝途徑是腎臟代謝。目前尚不清楚其他的代謝途徑,所以BNP的血濃度受腎功能的影響比較大。Nomura等[14]研究結果提示,BNP和SCr呈正相關。本研究結果提示,老年CHF患者經G-CSF動員EPCs治療后BNP和SCr水平均明顯降低,作用療效優于常規治療的對照組(P<0.05)。

Cys-C是反映腎小球濾過功能變化的理想內源性標志物,能反映腎小球濾過膜通透性的早期變化,其含量變化將對患者的治療和腎功能監測起指導作用。本研究中對照組與治療組治療后血清Cys-C、BUN、SCr水平均低于治療前(P<0.05),eGFR較治療前明顯提高(P<0.05),表明常規藥物治療可改善患者癥狀。同時,治療組優于對照組(P<0.05),說明G-CSF可改善老年CHF患者臨床癥狀,促進Cys-C水平下降、提高eGFR,說明其對腎功能有一定的保護作用[15]。

本研究表明,常規治療加G-CSF動員EPCs能更有效地改善心室收縮功能,提高患者的活動耐量,改善心力衰竭進程,并相應地促進腎功能的恢復。G-CSF治療組較常規治療使患者更好保存腎小球濾過率,使SCr降低,這與G-CSF動員EPCs,促進EPCs增殖、遷移,降低BNP水平,提高LVEF,擴張容量血管、降低外周循環阻力,降低心臟的前后負荷,同時參與腎素-血管緊張素-醛固酮系統調節有關。在使用過程中未發現與之相關的不良反應,這為應用該項治療提供了保障。

目前隨著臨床診治水平的提高及高血壓、糖尿病等老年常見病發病率的增加,老年CHF合并腎功能不全患者將會越來越多,對于如何保護及改善心、腎功能還需要引起廣泛關注,有待進一步深入研究探討。

[參考文獻]

[1] Redfield MM,Jacobsen SJ,Burnett JC,et al. Burden of systolic and diastolic ventricular dysfunction in the community:appreciating the scope of the heart failure epidemic [J]. JAMA, 2003, 289(1): 194-202.

[2] Pecchia L,Melillo P,Sansone M,et al. Discrimination power of short-term heart rate variability measures for CHF assessment [J]. IEEE Trans Inf Technol Biomed,2011,15(1): 40-46.

[3] Kawamoto A, Gwon HC, Iwaguro H, et al. Therapeutic potential of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for myocardial ischemia [J]. Circulation, 2001, 103(5): 634-637.

[4] 全國eGFR課題協作組.MDRD方程在我國慢性腎臟病患者中的改良和評估[J].中華腎臟病雜志,2006,22(10): 589-595.

[5] Heywood JT,Fonarow GC,Costanzo MR,et al. High prevalence of renal dysfunction and its impact on outcome in 118 465 patients hospitalized with acute decompensated heart failure:a report from the ADHERE database [J]. J Card Fail,2007,13(6): 422-430.

[6] Kohli HS,Bhaskaran MC,Muthukumar T,et al. Treatment-related acute renal failure in the elderly:a hospital-based prospective study[J]. Nephrol Dial Transplant,2000,15(2): 212-217.

[7] Castro FD,Chaves PC,Leite-Moreira AF. Cardiorenal syndrome and its pathophysiological implications [J]. Rev Port Cardiol,2010,29(10):1535-1554.

[8] Ezekowitz J,McAlister FA,Humphries KH,et al. The association among renal insufficiency,pharmacotherapy,and outcomes in 6427 patients with heart failure and coronary artery disease [J]. J Am Coll Cardiol,2004,44(8): 1587-1592.

[9] Denburg JA, Van Eedden SF. Bone marrow progenitors in inflammation and repair: new vistas in respiratory biology and pathophysiology [J]. Eur Respir, 2006, 27(3):441-445.

[10] Suh W, Kim KL, Choi JH, et al. C-reactive protein impairs angiogenic functions and decreases the secretion of arteriogenic chemo-cytokines in human endothelial progenitor cells [J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 321(2): 65-71.

[11] Patschan D,Krupincza K,Patschan S, et al. Dynamics of mobilization and homing of endothelial progenitor cells after acute renal ischemia: modulation by ischemic preconditioning[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2006, 291(1): F176-F185.

[12] Fuji H, Li SH, Szmitko PE, et al. C-reactive protein alters antioxid defenses and promotes apoptosis in endothelial progenitor cells [J]. Artescler Thrombosis Vasc Biol, 2006, 26(1): 2476-2482.

[13] 黃淑田,張麗娜,金露萍,等. 慢性心力衰竭患者腎小球濾過率、血清腦鈉肽與血尿酸水平變化及其相關性研究[J].中華臨床醫師雜志:電子版,2011,5(23): 7132-7135.

[14] Nomura H,Hayashi T,Esaki T,et al. Standardization of plasma brain natriuretic peptidec concentrations in older Japanese-relationship to latent renal dysfunction and ischemic heart disease [J]. J Am Geriatr Soc, 2002, 50(9): 1504-1509.

[15] 楊楠. 血清胱抑素C對高血壓早期腎功能減退的臨床價值[J]. 實用老年醫學, 2010, 24(6):513-514.