血清Caspase-3在急性ST段抬高型心肌梗死患者急诊经皮冠状动脉介入治疗前后水平变化及其与缺血时间关系

赵元平, 于 恺, 牛和平, 付金国, 宋兆伟, 穆丽萍, 张 军

沧州市中心医院1.放射介入科;2.心内科,河北 沧州 061000

急性ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation myocardial infarction,STEMI)是临床常见的心血管急症[1-8],早期开通闭塞冠状动脉是治疗STEMI的重要方法,但冠状动脉开通后的心肌缺血再灌注损伤会严重影响急诊经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous transluminal coronary intervention,PCI)或溶栓等心肌再灌注治疗的效果。缺血再灌注损伤的发生、严重程度与缺血时间有关,极早期或延迟开通冠状动脉血管发生再灌注损伤的概率均偏低[9],但STEMI患者开通闭塞冠状动脉后发生再灌注损伤的缺血时间窗并不明确[10]。同时,临床上也缺乏评价缺血再灌注损伤的有效指标。Caspase-3是凋亡的最终执行蛋白,能够反映凋亡的水平,在急性心肌梗死和再灌注损伤中均会升高[11-12],还可以在患者的血清中被检测到[13-15]。本研究旨在探讨血清Caspase-3在急性STEMI患者急诊PCI前后的水平变化,以及其与PCI后缺血时间的关系。现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取沧州市中心医院自2018年6月至2021年6月收治的行急诊PCI的急性STEMI患者124例为研究对象。其中,男性97例,女性27例;年龄31～84岁,平均年龄(61.29±11.03)岁;术中冠状动脉造影显示病变部位在左冠状动脉前降支(left anterior descending coronary artery,LAD)近段35例,LAD中远段20例,右冠状动脉(right coronary artery,RCA)近段16例,RCA中远段17例,冠状动脉左旋支(left circumflex coronary artery,LCX)10例,左冠状动脉第一对角支(D1)或左室后支(posterior left ventricular branch,PLA)10例,其他16例(左主干、多支病变及未明确病变部位)。根据PCI后缺血时间将患者分入4组,分别为0～3 h组(n=20)、3～6 h组(n=58)、6～12 h组(n=40)及12～24 h组(n=6)。患者及其家属均签署知情同意书。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 治疗方案 所有患者术前均接受阿司匹林和氯吡格雷各300 mg口服,PCI中接受普通肝素抗凝,靶血管病变行球囊扩张及支架植入术。术后常规接受阿司匹林和氯吡格雷抗血小板治疗,以及稳定斑块、抗凝等治疗。所有患者PCI后90 min心电图上ST段回落>70%。

1.3 血清Caspase-3检测 所有患者均于术前即刻、术后即刻及术后6、12、24、48 h抽取静脉血5 ml于普通干管中(无凝血剂),置于离心机以3 000 r/min离心10 min后,取上层血清储存于-20℃冰箱内。待标本收集完毕后,采用Caspase-3活性检测试剂盒(上海碧云天),通过Thermo分光光度计检测Caspase-3酶活力值,检测波长为405 nm。

1.4 观察指标 记录不同病变部位患者的术前Caspase-3酶活力值和不同缺血时间患者术前即刻、术后即刻,以及术后6、12、24、48 h的Caspase-3酶活力值,分析不同病变部位患者术前Caspase-3酶活力值与缺血时间的相关性,比较不同缺血时间组术前即刻、术后即刻、术后6 h的Caspase-3酶活力值。

2 结果

2.1 不同病变部位患者术前Caspase-3酶活力值 LAD近段Caspase-3酶活力值为(4.884±2.400),LAD中远段为(4.534±1.800),RCA近段为(4.667±2.220),RCA中远段为(4.062±2.030),LCX为(3.250±1.540),D1或PLA为(2.421±0.910)。

2.2 不同病变部位患者术前Caspase-3酶活力值与缺血时间相关性 病变部位在LAD近段、RCA近段、LCX、D1或PLA患者的术前Caspase-3酶活力值与缺血时间呈正相关(r分别为0.489、0.542、0.644、0.638,P<0.05);病变部位在LAD中远段、RCA中远段患者的术前Caspase-3酶活力值与缺血时间无明显相关性(r分别为0.410、0.454,P>0.05)。见图1。

图1 不同病变部位患者术前Caspase-3酶活力值与缺血时间相关性

2.3 不同缺血时间患者术前即刻、术后即刻及术后6、12、24、48 h Caspase-3酶活力值随机选取5例不同缺血时间患者,Caspase-3酶活力值在急诊PCI后呈现先升高再下降的趋势,术后6 h Caspase-3酶活力值在各时间点中最高。见图2。

图2 随机选取的5例不同缺血时间患者术前即刻、术后即刻及术后6、12、24、48 h Caspase-3酶活力值

2.4 不同缺血时间组术前即刻、术后即刻、术后6 h Caspase-3酶活力值比较 (1)0～3 h组、3～6 h组、6～12 h组、12～24 h组术前即刻Caspase-3酶活力值分别为(2.50±1.28)、(3.81±1.72)、(6.02±3.15)、(13.86±4.74),组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05),术前即刻Caspase-3酶活力值随着缺血时间延长而增加;术后即刻Caspase-3酶活力值分别为(5.29±2.58)、(7.15±2.81)、(8.68±3.99)、(15.34±4.30),组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05),术后即刻Caspase-3酶活力值随着缺血时间延长而增加;术后6 h Caspase-3酶活力值分别为(9.67±5.55)、(12.31±6.11)、(12.74±5.64)、(19.01±6.62),组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。(2)0～3 h组、3～6 h组、6～12 h组、12～24 h组术后即刻较术前即刻分别升高(2.31±0.91)倍、(2.12±1.05)倍、(1.53±0.44)倍、(1.19±0.44)倍,术后即刻较术前即刻Caspase-3酶活力值升高倍数随着缺血时间延长而减小;术后6 h较术前即刻分别升高(1.86±0.49)倍、(1.69±0.36)倍、(1.51±0.34)倍、(1.24±0.25)倍,术后6 h较术前即刻Caspase-3酶活力值升高倍数随着缺血时间延长而减小。

3 讨论

细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中发挥重要作用[16]。Scarabelli等[17]研究报道,心肌缺血再灌注后心肌细胞凋亡发生率与缺血时间有关,心肌缺血35 min大鼠再灌注5 min可见凋亡,1 h冠状动脉内皮细胞凋亡达高峰,2 h较前下降。Kajstura等[18]发现,大鼠心肌缺血2.0～3.0 h后即可出现凋亡细胞,缺血4.5 h后凋亡细胞数量达到高峰,之后逐渐降低。由此可见,在急性心肌梗死的病理过程中,心肌细胞凋亡表现为先升高后下降。在心肌梗死极早期心肌细胞仍可通过糖酵解供能时,或晚期心肌细胞已完全坏死时,其凋亡程度低,再灌注治疗发生再灌注损伤的风险也较低;但在两者中间的凋亡活跃期开通冠状动脉血管则极易加重心肌细胞凋亡并发生再灌注损伤。

Caspase-3是反映细胞凋亡的重要指标,可经循环入血,在血清中被检测到[14]。多项研究报道,人血清Caspase-3水平可反映心肌细胞凋亡的程度[15,19],急性心肌梗死患者的血清Caspase-3水平显著升高[20]。本研究结果显示:LAD近段Caspase-3酶活力值为(4.884±2.400),LAD中远段为(4.534±1.800),RCA近段为(4.667±2.220),RCA中远段为(4.062±2.030),LCX为(3.250±1.540),D1或PLA为(2.421±0.910)。即LAD和RCA近段闭塞病变导致STEMI患者的血清Caspase-3水平更高,这提示,病变血管越粗大,越靠近近端,梗死面积越大,导致凋亡程度越高。本研究结果还显示:0～3 h组、3～6 h组、6～12 h组、12～24 h组术前即刻、术后即刻的Caspase-3酶活力值均随着缺血时间延长而增加;0～3 h组、3～6 h组、6～12 h组、12～24 h组术后即刻、术后6 h较术前即刻Caspase-3酶活力值的升高倍数均随着缺血时间延长而减小;Caspase-3酶活力值在急诊PCI后呈现先升高再下降的趋势,术后6 h的Caspase-3酶活力值在各时间点中最高。这说明,在缺血时间0～24 h区间内,缺血时间越短,开通病变血管引起的凋亡增加越明显;在急诊PCI开通急性STEMI患者闭塞血管的短期(6 h)内,心肌凋亡水平升高,引起再灌注损伤,但6 h后,凋亡水平迅速下降。

本研究存在以下不足之处:(1)患者均行急诊PCI,缺乏保守治疗的对照,不能完整反映心肌梗死过程中Caspase-3的变化情况;(2)急诊PCI后采血的时间点仅为术后即刻和术后6、12、24、48 h,对凋亡最活跃的时间判定不准确;(3)样本量较小,在研究缺血时间与急诊PCI前后Caspase-3水平变化时,未按照病变部位或梗死面积进一步进行亚组分型。

综上所述,对于行急诊PCI的急性STEMI患者,病变在LAD近段、RCA近段、LCX、D1或PLA患者的术前Caspase-3酶活力值与缺血时间呈正相关;在缺血时间0～24 h区间内,缺血时间越短,术后Caspase-3酶活力值较术前升高越明显。