冠脉内应用不同剂量山莨菪碱及与替罗非班联合治疗急性心肌梗死冠脉介入后无复流现象的疗效、安全性和可行性评价研究

【摘要】： 开通梗死相关血管(infarction related artery,IRA)已成为治疗急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)首选方法,经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)较静脉溶栓治疗具有冠状动脉开通迅速,残余狭窄轻和近、远期预后佳的优点,但是心外膜大血管的迅速开通重建并不代表组织灌注的改善。随着对AMI研究的逐步深入,近年来专家和学者发现冠状动脉一旦发生闭塞,其相关的微小动脉和毛细血管即可发生相应的严重损害,以致重建后的冠脉远端缺血区微循环血流可能仍存在障碍,称之为“缓再血流”现象(slow reflow phenomenon, SRP)或“无复流”现象(no reflow phenomenon, NRP)[1,2]。 急性心肌梗死患者行PCI术后,仍有10~30%的病人存在着无复流现象,血流灌注未达到完全的心肌组织水平,且必将影响到其后左室重构进程和心脏恶性事件的发生。无复流作为一种并发症,使住院死亡和心肌梗死发生率增加5～10倍。无复流还是心肌继续缺血、心室重构和心功能恢复障碍的预测因子,也是心肌和微血管损伤的标志之一。因此,探讨无复流现象发生机制,寻找最佳防治方法,是当今冠脉介入治疗面临的严峻困难和挑战,也是当前冠脉介入治疗的研究重点。 临床上对无复流的判断和界定是预防和治疗的前提。心肌灌注评价仅仅根据TIMI血流判定存在明显局限性,而TIMI计帧分级(TFCs)、心肌组织灌注分级(TMPG)以及冠脉多普勒血流导丝技术能够从不同角度反映心肌组织灌注水平,可作为当前简便易行的心肌组织灌注评价方法。 无再流现象发生时,如何迅速、完全地恢复心肌组织灌注一直是困扰心血管介入医生的难题。由于其发病机制不清,并且无复流的发生是多种因素共同作用的结果使治疗效果常不满意。目前的治疗药物如硫氮卓酮、硝普钠、腺苷等药物虽有一定效果,但该类药物尚有明显降低冠脉平均灌注压和周围血压,以及过缓性心律失常及其它全身反应的副作用。因此,寻求改善无复流的理想的药物和方法,已成为介入医生面临的重大课题。山莨菪碱(Anisodamine)为我国从茄科植物唐古特莨菪中分离出的一种生物碱,具有提高冠脉灌注压、改善微循环、降低血小板聚集、抑制血栓形成、保护心肌的作用,而且大剂量应用治疗休克有可靠的安全性和有效性,有鉴于此,本研究在冠脉微创导管超选技术的支持下,应用4F造影导管冠脉LAD内微球血悬液注射建立猪无复流模型,采用冠脉内直接注射的方法,观察山莨菪碱对TMPG、TFCs、冠脉血流速度、血流动力学、心功能变化以及心肌梗死面积的影响,并与腺苷进行对比研究,为临床应用山莨菪碱防治无复流的发生提供实验依据;另一方面,临床研究在动物模型证明山莨菪碱安全有效的基础上,观察急性心肌梗死介入治疗后无复流患者冠脉内给予山莨菪碱后的效果及对心功能和心室收缩同步性的影响,并探讨冠脉内联合应用不同作用机制的药物(山莨菪碱与替罗非班)防治急性心肌梗死心肌梗死介入治疗后无复流现象的临床疗效、安全性和可行性。 本研究的内容分为以下四个部分: 第一部分冠脉内注射微球血悬液猪急性心肌梗死无复流模型的建立目的:本研究通过采用4F细导管超选方法,于冠状动脉前降支(left anterior descending branch, LAD)中段注入多聚乙烯微球血悬液,制作无复流模型的方法,探讨通过LAD多聚乙烯微球血悬液注入,制备猪急性心肌梗死无复流模型的可行性。 方法:16头4±1个月龄的约克型猪,采用自身对照的方法,应用4F JL3.5、JR4.0冠脉造影导管分别行左、右冠脉造影(coronary angiography,CAG),超选LAD间歇注入多聚乙烯微球血悬液,应用可量化的TIMI血流计帧数(TIMI frame count,TFC)、心肌组织灌注分级(TIMI myocardial perfusion grade,TMPG),冠脉内多普勒血流导丝(Doppler flow wire)评价冠脉血流状态和心肌组织灌注水平,以TIMI血流≤2级或TFC﹥36.2帧、TMPG≤1级作为急性心肌梗死无复流模型成功标准。同时应用4F Pigtail导管行左室造影,并记录左室舒张末期压力(left ventricular diastolic pressure , LVEDP)和左室收缩压(left ventricular systolic pressure,LVSP)及左室内压最大收缩和舒张变化速率(±dp/dtmax);应用5F四腔温敏球囊漂浮导管至肺动脉测量肺毛细血管楔嵌压(pulmonary capilary wedge pressure,PCWP),热稀释法测心输出量(cardiac output,CO);监测心电图及动脉血压的变化,并于5、60、120、180分钟,冠脉内抽取血液标本,测定心肌坏死标记物CK-MB、TnI,并经股动脉采血行血气分析。无复流3h后,从左心室注入40g/L硫磺素(thioflavin-S) 1mL/kg ,使再灌注区着色,无再流区不着色。实验结束后处死无复流模型成功约克猪,取左心室前壁缺血区、正常心肌组织区及两者交界区剪取0.3cm×0.3cm的组织各6块行光镜病理检查。心肌切片后放入10g/L的四氮唑红(triphenyltetrazolium chloride, TTC)溶液( pH7. 4)中,37℃孵箱中孵化15min,梗死心肌不着色,非梗死心肌呈砖红色,分别计算无复流心肌面积和心肌梗死面积占左心室面积的百分比。 结果:1制模共有12头约克型猪成活,并达到急性缺血无复流动物模型标准( TIMI血流≤2级,TMPG≤1级),模型成功率为75%(12/16),平均多聚乙烯微球血悬液注射次数为3.4±0.5次,TIMI血流均为≤2级,TMPG≤1级。2无复流模型制作成功后,ECG可见胸前导联ST段弓背向上抬高,可与高大的T波形成单向曲线,然后R波逐渐降低;有1例出现R变宽,呈现室内阻滞图形。冠脉内心电图呈相似改变。3所有制模成功后cTnI和CK-MB均较多聚乙烯微球血悬液注入前增高[(cTnI 117.29±28.46 ng/ml vs 14.87±4.52 ng/ml),(CK-MB162.24±32.68ng/ml vs 17.82±4.53ng/ ml)]。4与无复流形成前相比,无复流模型制作成功后血氧分压PaO2有所下降,由无复流前的85.1±4.7mmHg下降至76.3±5.8mmHg,PaCO2由无复流前的41.7±3.9mmHg下降至33.2±2.6mmHg。5急性心肌梗死无复流后即刻、30、60、120、180分钟所测PCWP、LVEDP均较前升高,且有显著性差异(P0.05);无复流模型制作成功后,LVSP及±dp/dtmax均明显降低,分别由无复流前的132.5±10.8 mmHg, 2676±283 mmHg/s和2374±142mmHg/s降低至无复流后的113.0±14.2mmHg,2283±367mmHg/s和2052±163mmHg/s (P均0.05);并且在无复流后1小时最低。无复流模型制作过程中在第一次多聚乙烯微球血悬液注入LAD后心率开始呈增加趋势,随着无复流出现心率减慢由132±16次/分降至114±15次/分(P0.05)。冠脉收缩压及舒张压均明显降低,分别由无复流前的138.6±11.4/94.8±12.8 mmHg降低至无复流后的113.0±14.2/77.8±9.7 mmHg。6冠脉血流速度变化无复流形成后用腺苷前平均峰值血流速度APV较未发生无复流时明显减低而舒张期收缩期峰值流速比值DSVR略增加(15.3±1.8 vs. 23.4±2.2;1.72±0.14 vs.1.68±0.16, P0.05); NRP用腺苷后APV、DSVR较用腺苷前均增加(23.3±2.7 vs. 15.3±1.8, P0.001; 1.84±0.16 vs. 1.72±0.14, P0.05),但APV明显低于正常冠脉用腺苷后(23.3±2.7 vs. 56.3±3.4, P 0.001)。无复流后CFR较正常冠脉CFR明显减低(1.52±0.18 vs.2.41±0.32, P0.001)。7病理检查缺血坏死区表现:肌纤维肿胀、肌溶、网状结构变化及局灶性液化性坏死。无复流心肌面积占左心室面积(52.6±5.3)%,心肌坏死面积占左心室面积的(28.4±6.2)%。 结论:采用我科特有的微型导管塑型技术,应用4F(0.97mm)冠脉造影导管超选LAD并注入多聚乙烯微球血悬液,制作猪急性心肌梗死无复流模型,具有直观、简便、重复性好、创伤性小、闭胸、成功率高等优点,较动脉结扎后心肌染色等研究无复流的方法更直观,更接近临床急性心肌梗死无复流现象,为急性心肌梗死后心肌微循环障碍的研究提供了较好的实验动物模型。 第二部分冠脉内不同剂量山莨菪碱与腺苷对猪急性心肌梗死后冠脉无复流现象影响的对比研究 目的:本研究在建立约克猪无复流实验模型的基础上,采用腺苷做阳性对照,通过观察血流速度及心肌组织灌注分级,探讨冠脉内注入不同剂量山莨菪碱对冠脉无复流的影响,并评价冠脉内注射山莨菪碱对血流动力学和心功能的影响,为临床应用提供实验依据。 方法:30头4±1个月龄的约克猪,共有24头约克猪达到稳态急性心肌梗死无复流模型,随机分为生理盐水(saline)组6头,山莨菪碱(anisodamine, Ani)组9头,腺苷(adenosine, Ade)组9头。应用4F JL3.5、JR4.0冠脉造影导管分别行CAG,观察冠状动脉走行及分支情况。无复流模型制成后,三组分别即刻冠脉内分3次,每次分别给予生理盐水4ml、山莨菪碱2000μg、腺苷24μg冠脉内注射,每次间隔5分钟,于即刻、5、10分钟行CAG观察血流变化,应用TFC和QCA测量系统分别对三组冠状动脉内给药后不同时间点血流速率帧数和TMPG定量分析比较。应用冠脉内血流导丝技术测定各组用药前后的APV、DSVR。应用5F四腔温敏球囊漂浮导管测量无复流形成后即刻、用药后即刻、5、10分钟后PCWP的变化,热稀释法测量CO。采用4F pigtail于用药前和用药后即刻、5、10分钟监测LVSP、LVEDP、左室内压上升最大速率(+dp/dtmax)和左室内压下降最大速率(-dp/dtmax),并对用药前后前壁导联ST段变化进行记录和分析。病理学检查同第一部分。 结果:1冠脉内给予腺苷后较用药前TFC明显减少(P0.05),和saline组各时间点同期比较,Ade组TFC明显减少(P均0.05)。Ani组冠脉内给药后即刻、5、10分钟分别较给药前减少52.76%、64.73%、63.35%,且冠脉血流达到TIMI2+-3级(P0.05),Ani组较Ade组改善血流更为明显,但未显出统计学差异(P0.05)。2 Ani组:冠脉内应用腺苷6000ug后冠脉平均峰值血流速度及舒张期与收缩期峰值流速比值均明显增加,与用药前及生理盐水组相比均有显著性差异(P0.05),而与Ade组相比无明显差异(P0.05)。3 Ani组冠脉内给药后较用药前、Saline组和Ade组血压、冠脉平均压均明显升高,心率增快(P均0.05)。Ani组和Ade组在冠脉内用药后PCWP、LVEDP均较用药前及生理盐水组明显降低(P0.01),CO明显增加(P0.01);两组间比较Ani组对血流动力学的影响持续时间较长。4Ani组和Ade组在冠脉内给药后LVSP、±dp/dtmax升高,均较saline组差异有显著性(P0.05);与Ade组比较,LVSP升高有显著性差异(P0.05),且用药后10分钟时CO及-dp/dtmax明显高于Ade组(P0.05)。5 Ade组和Ani组在冠脉内给药后,ΣST较用药前和saline组均明显下降,(P0.01)。Ani组在冠脉内给药后,ΣST下降明显(26.3±2.8mmvs 6.1±0.9mm, P0.01)。Ani组最大ST段回降率78.3%,与腺苷组(75.6%)比较无显著差异(P0.05)。山莨菪碱冠脉内给药后心率明显增快(P0.05),但未见快速房性及室性心律失常。6无复流范围在saline、Ade组和Ani组分别为(54.7±7.2) %,(32.4±5.7)%和(30.9±5.2)%;心肌坏死面积在saline组、Ade组和Ani组分别为(36.4±6.2)%、(23.6±3.7)%和(21.4±3.3)%。Ade组和Ani组与saline组相比,无复流范围和心肌坏死面积均明显减少(P0.01),而Ani组和Ade组相比无统计学差异, (P0.05)。7冠脉内应用Ani 5分钟时6000ug较4000ug及2000ug时MCP及HR无明显变化(P0.05),4000ug较2000ugTFC及TMPG有进一步改善,但无统计学差异,6000ug较4000ugTFC及TMPG有进一步改善,但无统计学差异(P0.05),而与2000ug时有显著性差异(P0.05)。 结论:1冠脉内注射山莨菪碱可增加冠脉血流,提高冠脉平均灌注压,增加冠脉血流速度,在一定程度上逆转心肌梗死后无复流现象。2山莨菪碱在增加冠脉血流的同时,可改善血流动力学状态,亦有助于提高NRP模型猪的心室功能。3冠脉内注射山莨菪碱可通过增加微循环灌注,减少无复流面积,限制梗死面积的扩展,减少心肌微梗死面积,从而使NRP后整个心肌坏死面积缩小。4随着冠脉内应用山莨菪碱剂量增加(2000ug至6000ug)可进一步改善冠脉血流,但冠脉平均压和心率不随剂量的增加而明显增加。 第三部分冠脉内联合应用山莨菪碱和替罗非班对急性心肌梗死经皮冠脉介入术后无复流患者的疗效及安全性和可行性的评价 目的:本研究以急性心肌梗死经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)后出现无复流(no- reflow phenomenon,NRP)的患者为研究对象,应用校正TIMI计帧分级(cTFC)和心肌组织灌注分级(TMPG),评价冠脉内联合应用山莨菪碱(Anisodamine,Ani)和替罗非班(tirofiban)对急性心肌梗死患者经皮冠状动脉介入治疗后NRP的疗效及安全性和可行性。 方法:自2004年2月～2006年7月于我院接受急诊PCI治疗的252例初发AMI患者PCI术中表现有NRP的47例患者,男38例,女9例,年龄57-72岁,平均(63.6±11.7)岁;随机分为A组23例,男18例,女5例,年龄57-70岁,平均(62.8±12.4)岁;B组24例,男20例,女4例,年龄59-72岁(64.1±11.6)岁。A组冠脉内注射替罗非班10ug/kg,继以0.075ug.kg-1.min-1维持静脉滴注48小时,B组在A组治疗基础上加用山莨菪碱1500ug分次冠脉内注射。于给药后第1、3、10min行冠状动脉造影(CAG)。应用校正TIMI计帧分级(cTFC)和心肌组织灌注分级(TMPG),评价冠脉内联合应用山莨菪碱和替罗非班后不同时间点IRA再通后血流速率帧数和TMPG变化并与单用替罗非班组进行对比分析。应用PC Scout Monitor 90309进行有创血流动力学监测,比较冠脉内用药前、后不同时间点冠脉内压力、LVSP、LVEDP、PCWP、心率和ST段的变化。监测血小板聚集率和心肌酶。术后1周和6个月行心脏超声检查,测定室壁运动积分(WMS)、左室射血分数(LVEF)、心指数(CI)、每博指数(SVI)、左室舒张末期容积(LVEDV)和收缩末期容积(LVESV),评价患者的心功能变化。观察记录用药后不良反应并随访6个月内主要心脏恶性事件的发生率。 结果:1两组间患者在年龄、男性比例、高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟史、发病至再通时间、梗死前心绞痛、病变血管数、梗死部位、CK峰值、心功能Killip分级等方面均无显著性差异(P均0.05)。2冠脉内注射替罗非班后明显增加PCI后的IRA血流速度,在给药后1、3和10min时测定的TIMI帧数分别为28.33±5.39、26.72±4.34和28.14±5.35,分别较给药前(85.24±11.52)减少66.8%、68.7%和67.0%(P均0.001);冠脉TMPG由用药前的1.34±0.32级增加至2.61±0.27级,P0.001;联合用药组冠脉内给药后TIMI帧数在1、3和10min时分别为24.16±5.32、22.23±5.21和24.78±4.92,较给药前(86.45±12.32)减少72.1%、74.3%和71.3%( P均0.001);冠状动脉TMPG从术前1.17±0.34级增加到2.88±0.23级(P0.001)与单用替罗非班组相比,P=0.036。联合用药组冠状动脉内给药后1、3和10min时与单用替罗非班组比较,TIMI帧数分别减少14.7%,16.8%和11.9%(P均0.05)。3 A组用药后10min内未发现冠状动脉内压、心率明显变化,而冠脉内联合用药组冠状动脉内收缩压、冠状动脉内舒张压和冠状动脉内平均压均较用药前明显增高,并伴心率较用药前明显增加(平均增加15.2±3.6次/min),P0.05)。4 A, B两组患者冠脉内用药后ST段均明显下降,分别由用药前的15.8±3.2mm/16.2±3.5mm下降至2.1±0.3mm/1.5±0.2mm, P0.001。ST段回降率B组优于A组(91±8)% vs. (87±11)%,P=0.002,而且B组最大ST段回降时间明显短于A组6.7±2.6min vs. 10.3±3.2 min,P=0.0001。5 A、B两组术后6个月与术后1周相比心功能指标均明显改善,患者的WMSI、LVESV和LVEDV减少(B组分别为1.18±0.14 vs. 1.43±0.24,62±11ml vs. 82±14ml和135±16ml vs. 146±21ml,A组分别为1.28±0.18 vs.1.46±0.31,68±14 vs. 84±17和146±18 vs.155±23,P均0.05);而LVEF、CI和SVI均明显增加(B组分别为55.4±5.2% vs. 43.8±5.2%, 3.76±0.52 L/min.m2 vs. 2.41±0.38 L/min.m2和54.7±8.4ml/m2 vs. 40.3±6.8ml/m2,A组分别为52.7±5.6 vs. 42.5±4.6,3.58±0.43vs. 2.38±0.42和52.8±8.2 vs. 39.7±7.2,P均0.001),并且6个月时B组与A组比较WMSI,LVEF和LVEDV改善有显著性差异(1.18±0.14 vs. 1.28±0.18, 55.4±5.2 vs. 52.7±5.6和135±16 vs. 146±18), P均0.05。6冠脉内应用山莨菪碱后除2例患者出现窦性心动过速外,未发现恶性心律失常(室速,室颤等)的发生,也无尿潴留,过敏反应发生。冠脉内给予替罗非班10ug/kg未发现冠脉壁造影剂滞留。维持静脉泵入0.075ug/kg/min 48小时,除一例出现穿刺部位出血经重新加压后止血外,未发现严重出血并发症。两组住院期间及术后1个月均无死亡、再次心梗、靶血管再次血运重建、心绞痛发生。 结论:冠状动脉内联合应用山莨菪碱和替罗非班较单用替罗非班能进一步改善急性心肌梗死直接PCI术后开通IRA的无复流现象,进而改善无复流患者心功能,减少心脏恶性事件的发生,且安全易行,疗效确切,是治疗IRA介入后无复流现象的较好的药物组合。 第四部分冠脉内应用山莨菪碱对急性心肌梗死介入治疗后心肌灌注分级无复流患者心室功能和收缩同步性的影响 目的:探讨冠脉内注射山莨菪碱对急性心肌梗死介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治疗后心肌灌注分级(myocardial blush grade, MBG)无复流患者心肌灌注分级的影响,并探讨山莨菪碱对患者左心室功能和收缩同步性的影响。 方法:2004年2月至2006年9月首次AMI发病12小时内行直接PCI治疗的患者258例(男207例、女51例),平均年龄(62.51±12.73)岁。根据MBG中无再流标准将MBG0～1级患者确定为无再流组54例(男40,女14例,平均年龄63.23±11.24)岁,随机分为A组,山莨菪碱组,27例(男20例,女7例,平均年龄64.23±12.27岁)。B组,无复流对照组,27例(男20例,女7例,平均年龄62.72±11.48)岁; PCI后即刻平均MBG分别为(0.59±0.09)级和0.56±0.08级,先以硝酸甘油(nitroglycerin, Nit)200μg冠脉内注入作为对照,10min后A组经指引导管冠脉内注射山莨菪碱2000ug/10ml,B组给予等量生理盐水,余治疗相同。于PCI后30分钟行左心室造影,测定心室容积、压力参数和室壁运动积分(WMS);AMI后1周时行平衡法核素心室造影,测定左室整体和局部收缩功能、舒张功能和收缩同步性参数;AMI后6个月随访时重复行心室造影和核素心室造影检查测定上述参数,同时随访并记录术后6个月内主要不良心脏事件(MACE)的发生率。 结果:(1)A组患者在冠脉内应用山莨菪碱2000ug后MBG由0.59±0.09级增加到用药后的2.45±0.18级。(2) AMI-PCI后6个月随访时,A组左室收缩末容积指数、左心室舒张末期容积指数、WMS和左室舒张末期压均较B组明显降低[(40.53±8.12)ml/m2比(50.32±8.26)ml/m2, (80.13±9.74)ml/m2比(87.17±10.25)ml/m2, (8.24±1.31)比(10.23±1.82),(13.36±4.21) mm Hg (1mm Hg=0.133 kPa)比(16.38±3.21)mm Hg,P均0.05];核素心室造影参数比较,A组左室射血分数、峰射血率和峰充盈率等参数均较B组明显增加[(44.02±5.86)%比(38.52±5.18)%, (1.86±0.09)EDV/s比(1.61±0.09) EDV/s, (2.19±0.32) EDV/s比(1. 78±0.17) EDV/s, P均0.05]。(3) A组AMI-PCI后6个月LrEF2-LrEF8均分别较B组增加13.96 %、25.02 %、30.36 %、22.86%、27.67 %、22.07 %和18.71 % ( P均0.05)。(4)相位分析示A组左室收缩同步性参数PS、FWHM和PSD亦均低于B组(46.04±8.93)°比(53.19±16.62)°, P0.05;(23.02±6.27)°比(25.02±5.31)°, P0.05; ( 7.92±4.12)°比(11.76±4.11)°, P 0.05 ]。(5)在6个月随访期内, A组MACE发生率明显低于B组。 结论:冠脉内注射山莨菪碱可明显改善AMI-PCI后心肌灌注水平,逆转无复流,改善无复流患者的左心室局部和整体收缩和舒张功能和增加左室收缩同步性,明显降低MACE发生率。