張毓，李亞洲**，宋雨，孟凡榮，栗春莉，沈曉麗，宣佶

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬南京市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 超聲科，江蘇 南京 210014；2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院，江蘇 南京 210000)

糖尿病(diabetes，DM)，尤其是2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)具有較高的心臟和大血管并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，約70%的DM患者死于心血管系統(tǒng)并發(fā)癥，而糖尿病微血管病變(diabetic microangiopathy，DMIP)與心血管并發(fā)癥關(guān)系密切[1-2]。常用超聲心動(dòng)圖技術(shù)如二維超聲心動(dòng)圖、組織多普勒成像及脈沖多普勒成像等檢查容易受主觀(guān)因素、角度因素及幀頻等的影響，故越來(lái)越多學(xué)者推薦采用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)對(duì)DM患者的心血管并發(fā)癥進(jìn)行分析[3]。瘦素(leptin，LPN)、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(neutrophil gelatinase-related lipocalin，NGAL)及分泌型卷曲相關(guān)蛋白5(secreted frizzled-related protein 5，sfrp5)等均被證實(shí)參與了炎癥及血糖調(diào)節(jié)過(guò)程，但與DM患者左室功能損害的關(guān)系尚缺乏充分循證證據(jù)[4-5]。本研究采用RT-3DE對(duì)DM患者的左心室功能進(jìn)行檢測(cè)，并分析了其與LPN、NGAL、sfrp5及相關(guān)代謝指標(biāo)的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年1月—2018年10月內(nèi)分泌科門(mén)診就診或住院的T2DM患者188例，其中男102例、女86例，年齡38～75歲、平均(60.49±5.11)歲，病程4～12年、平均(7.12±3.01)年。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)DM符合診斷標(biāo)準(zhǔn)符合《中國(guó)2型糖尿病防治指南(2017年版)》[6]提出的T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)年齡>18歲、性別不限;(3)患者自愿參與本次研究且簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并先天性心臟病、冠心病、嚴(yán)重心力衰竭、心律失常及心肌梗死等確切心臟疾病者；(2)合并嚴(yán)重低血壓、惡性高血壓、非酮癥高滲性糖尿病昏迷等嚴(yán)重糖尿病并發(fā)癥者；(3)合并嚴(yán)原發(fā)性腎臟疾病如急慢性腎小球腎炎等者；(4)合并急慢性感染、自身免疫系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤等可能影響本研究指標(biāo)者；(5)處于妊娠期、哺乳期女性；(6)合并認(rèn)知功能障礙者。根據(jù)患者是否出現(xiàn)DMIP(糖尿病視網(wǎng)膜病變、糖尿病腎病、周?chē)窠?jīng)病變等)分為DMIP組(n=85)與單純DM組(n=103)；另選取同期體檢健康者100名作為對(duì)照組(NC組)，其中男55名、女45名，年齡35～75歲、平均(61.18±6.25)歲。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2 方法

采用Philips IE33型心臟超聲診斷儀，配置X3-1型矩陣相控陣三維探頭(頻率3.5～4.5 MHz)與S5-1型心臟探頭(頻率2～4 MHz)用以二維超聲檢查，儀器內(nèi)置定量分析QLab8.1定量分析軟件，自動(dòng)描繪左室容積-時(shí)間曲線(xiàn)，并分析左室整體功能與節(jié)段功能。檢查時(shí)受檢者均取左側(cè)臥位，維持平靜呼吸，予以同步Ⅱ?qū)?lián)心電圖監(jiān)測(cè)。經(jīng)胸骨旁左室長(zhǎng)軸切面測(cè)量左房?jī)?nèi)徑(left atrium diameter，LAD)、左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter，LVEDd)、左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end systolic diameter，LVESd)、室間隔厚度(interventricular septum thickness，IVSTd)及左室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness，LVWTd)，計(jì)算左室短軸縮短率(left ventricular short axis shortening rate，LVFS)和左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)；于心尖四腔切面采用脈沖多普勒測(cè)量二尖瓣口舒張期血流E峰和A峰峰值流速，計(jì)算E/A。常規(guī)測(cè)量身高和體質(zhì)量，計(jì)算體表面積(body surface area，BSA)=0.006 1×身高(cm)+0.012 4×體質(zhì)量(kg)-0.009 9，并按Devereux公式計(jì)算左室心肌質(zhì)量指數(shù)(left ventricular myocardial mass index，LVMI，g/m2)=左室心肌質(zhì)量(left ventricular myocardial mass，LVM)/BSA，LVM=0.8×{1.04×[LVEDs+WTD+IVSTD]3-LVEDd2}+0.6 g。見(jiàn)圖1和圖2。啟動(dòng)Live 3D模式，采用全容積顯像方式采集心尖四腔切面的3～4個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期，獲取左心室全容積成像三維數(shù)據(jù)。采用QLab 8.1軟件中的3D Advanced功能鍵進(jìn)行圖像分析，分別于在心尖、心尖四腔與兩腔切面二尖瓣于舒張末期和收縮末期選取5個(gè)取樣點(diǎn)勾畫(huà)序列，記錄三維左室舒張末期容積(three-dimensional left ventricular end-diastolic volume，3DE-EDV)、左室收縮末期容積(left ventricular end systolic volume，3DE-ESV)及LVEF(3DE-LVEF)，再點(diǎn)擊序列分析獲取左室整體與16節(jié)段的時(shí)間-容積曲線(xiàn)(time-volume curve，VTC)，測(cè)量各階段位移的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、最大值與最小值，由軟件計(jì)算16節(jié)段收縮達(dá)到最低容積時(shí)間(Tune to mininluna systolic volume,Tmsv)的標(biāo)準(zhǔn)差(Tmsv-16SD)及最大差值(Tmsv-16Dif)，計(jì)算其占相同心動(dòng)周期持續(xù)時(shí)間的百分比(Tmsv-16SD%，Tmsv-16Dif%)；按照相同方法測(cè)算12的Tmsv 12-SD%及Tmsv 12-Dif%，6節(jié)段的Tmsv 6-SD%及Tmsv 6-Dif%。見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 DM組左室功能參數(shù)測(cè)量 圖2 DMIP組左室功能參數(shù)測(cè)量

圖3 DM組RT-3DE 16節(jié)段容積-時(shí)間曲線(xiàn) 圖4 DMIP組RT-3DE 16節(jié)段容積-時(shí)間曲線(xiàn)

1.3 觀(guān)察指標(biāo)

受試者隔夜空腹8～10 h，于次日清晨8 ∶00～9 ∶00采集空腹肘靜脈血5 mL，4 000 r/min離心5 min留取血清標(biāo)本。采用日立7600生化分析儀測(cè)定空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、餐后2 h血糖(2 h blood glucose after meal，2 h PG)、血肌酐(serum creatinine，Scr)水平，化學(xué)發(fā)光法測(cè)定β2-微球蛋白(β2-microglobulin，β2-MG)，比濁法測(cè)定胱抑素C(cystatin C，CysC)，糖化 HA8180 儀測(cè)定糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin，HbAlc)，酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)測(cè)定血清sfrp5、LPN和NGAL，試劑盒由上海酶聯(lián)生物科技有限公司提供，有效檢測(cè)范圍：sfrp5為3～80 μg/L，LPN為0.3～12 μg/L，NGAL為9～350 μg/L。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 臨床特征

3組被檢者的年齡、性別、BMI、BSA、HR比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；DM組和DMIP組的病程比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；DMIP組的SBP、DBP顯著高于NC組和DM組，差異有統(tǒng)計(jì)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 各組被檢者的臨床特征比較

2.2 超聲心動(dòng)圖指標(biāo)

超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較的結(jié)果顯示，3組被檢者的LVESd、LVFS比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；DMIP組的LVEDd、LAD、IVSTd、LVWTd、LVMI、2DE-EDV、3DE-EDV及3DE-ESV高于NC組和DM組，且DM組的LVMI、3DE-EDV高于NC組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；DMIP組的E/A、2DE-LVEF、3DE-LVEF低于DM組和NC組，且DM組的3DE-LVEF低于NC組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 各組被檢者的超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

2.3 左心室容積-時(shí)間曲線(xiàn)參數(shù)

DMIP組和DM組的左心室VTC參數(shù)均高于NC組，且DMIP組高于DM組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 各組被檢者的VTC參數(shù)值比較

2.4 生化指標(biāo)

DM組和DMIP組的FPG、2 h PG、HbAlc高于NC組，且DMIP組的HbAlc高于DM組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；DMIP組的Scr、β2-MG、CysC、LPN及NGAL高于DM組和NC組，且DM組的CysC、LPN及NGAL高于NC組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；DMIP組、DM的sfrp5低于NC組，且DMIP組低于DM組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 各組被檢者的生化指標(biāo)比較

2.5 超聲心動(dòng)圖左室功能指標(biāo)與血清學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性

HbAlc、LPN、NGAL與LVMI、3DE-EDV、VTC參數(shù)呈顯著正相關(guān)性，與3DE-LVEF呈顯著負(fù)相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；sfrp5與LVMI、3DE-EDV、VTC參數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)性，與3DE-LVEF呈顯著正相關(guān)性；且sfrp5與HbAlc、LPN、NGAL呈顯著負(fù)相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CysC與左室功能指標(biāo)之間未見(jiàn)明顯相關(guān)性，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，僅與HbAlc呈顯著正相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表5。

表5 超聲心動(dòng)圖左室功能指標(biāo)與血清學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析(r)

3 討論

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)是DM最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一，是獨(dú)立于冠心病、高血壓等的一種特異性心肌病[7]。DCM的主要病理生理特征為心肌肥大、心肌纖維化、細(xì)胞外基質(zhì)沉積、心室重量升高與局灶性心肌壞死等，并伴有不同程度的左心室舒張和(或)收縮功能不全，且以舒張功能受損較早出現(xiàn)[8-9]。因而早期發(fā)現(xiàn)DM患者的左室結(jié)構(gòu)及功能異常并盡早采取干預(yù)措施，對(duì)延緩甚至預(yù)防DCM、CHF的發(fā)生及發(fā)展、改善臨床預(yù)后具有重要意義。

超聲心動(dòng)圖在評(píng)價(jià)左室功能變化方面具有重要作用，但常規(guī)二維超聲獲得的各節(jié)段參數(shù)并非在同一心動(dòng)周期、同一切面上，存在一定的誤差[10-11]。RT-3DE則可實(shí)時(shí)顯示二維超聲難以獲得的心臟切面結(jié)構(gòu)，顯示病變組織與周?chē)Y(jié)構(gòu)的位置、空間關(guān)系[12]。本研究中，DM組和DMIP組二維超聲測(cè)定所獲得的LVESd、LVFS均與NC組無(wú)明顯差異(P>0.05)。同時(shí)，DM組的LVEDd、LAD、IVSTd、LVWTd、E/A、LVEF、EDV及ESV雖較NC組有一定的改變，但均在正常范圍內(nèi)，而DMIP患者中上述指標(biāo)均表現(xiàn)出明顯變化(P<0.05)。提示DM和DMIP患者可能存在一定的左室結(jié)構(gòu)及功能異常，但二維超聲可能不足以體現(xiàn)這種改變。采用RT-3DE測(cè)量則顯示，在DM組和DMIP組中LVEF均有明顯下降，EDV明顯升高，ESV則僅在DMIP組中明顯升高(P<0.05)，與韓紅生[13]、金鑫等[14]報(bào)道基本相符。提示DM患者已存在不同程度的左室結(jié)構(gòu)及功能異常，且早期以左室舒張功能受損為主并伴有LVEF下降，雖未發(fā)展至心臟病，但RT-3DE仍可見(jiàn)前期左心室舒張甚至收縮功能障礙，且DMIP時(shí)這種影響尤為明顯。

心臟的泵血功能有賴(lài)于心室壁的節(jié)律性收縮運(yùn)動(dòng)，如收縮運(yùn)動(dòng)不同步則可因時(shí)間差異而導(dǎo)致收縮力降低，進(jìn)而導(dǎo)致左室射血功能降低[15-16]。常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖的時(shí)間分辨率相對(duì)較低，且容易受操作者的經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，難以全面、準(zhǔn)確地反映左室整體舒縮運(yùn)動(dòng)功能[17]。RT-3DE則可克服上述缺陷，能夠直接采集多平面圖像并經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算相關(guān)參數(shù)，還可同步獲取左室整體與節(jié)段VTC及相關(guān)參數(shù)，從而全面評(píng)估左室結(jié)構(gòu)及功能變化[18]。本研究顯示，DM組和DMIP組的Tmsv 16-SD%、Tmsv 12-SD%、Tmsv 6-SD%及Tmsv 16-D if%、Tmsv 12-D if%、Tmsv 6-D if%均較NC組顯著降低，且DMIP組上述指標(biāo)均顯著低于DM組(P<0.05)。說(shuō)明DM患者在發(fā)展至心肌病前已然出現(xiàn)不同程度的亞臨床左心室心肌損傷，且當(dāng)出現(xiàn)DMIP時(shí)這種心肌損傷將進(jìn)一步加重，導(dǎo)致心室同步性降低，這也側(cè)面證實(shí)了RT-3DE能夠更好地評(píng)價(jià)DM患者的左心室結(jié)構(gòu)及功能異常。

DMIP誘發(fā)DCM的機(jī)制尚不明確，多認(rèn)為與DMIP復(fù)雜的代謝紊亂、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、血管內(nèi)皮損傷等病理生理變化有關(guān)[19-20]。本研究中，DM組和DMIP組的FPG、2hPG、HbAlc、TC均顯著高于NC組，反映了DM及DMIP患者的糖脂代謝異常，而長(zhǎng)期糖脂代謝紊亂可能加速心肌細(xì)胞的生理學(xué)與形態(tài)學(xué)改變，進(jìn)而加速左心室重構(gòu)。三組在LDL-C、HDL-C方面差異不顯著，DMIP組僅HbAlc、TG、Scr、β2-MG、CysC與DM組相比明顯升高，考慮與上述指標(biāo)的影響因素較多有關(guān)。sfrp5是一種分泌型卷曲相關(guān)蛋白家族成員，同時(shí)也是一種抗炎脂肪因子，參與了葡萄糖誘導(dǎo)β細(xì)胞增殖的過(guò)程，且對(duì)胰島素敏感性具有一定的改善作用，被證實(shí)參與DM的發(fā)病過(guò)程[21-22]。LPN是一種脂肪細(xì)胞分泌的激素，可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、促使血管收縮、激活交感神經(jīng)系統(tǒng)等，從而參與DM的發(fā)生及發(fā)展進(jìn)程[23]。動(dòng)物研究顯示，LPN可使某些信號(hào)通路激活而誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大，誘發(fā)心室結(jié)構(gòu)異常[24]。NGAL是一種載脂蛋白家族成員，在早期腎損傷、心衰、左心室肥大等心血管病變時(shí)NGAL水平也將明顯升高，可能在DCM中具有潛在致病作用[25]。本研究結(jié)果顯示，DM及DMIP患者的血清sfrp5水平較NC組顯著降低，而LPN及NGAL水平明顯升高，且DM組與DMIP組之間差異顯著，提示sfrp5、LPN及NGAL可能參與了DM的發(fā)生及發(fā)展，且在發(fā)生DMIP時(shí)上述指標(biāo)的變化更為明顯。進(jìn)一步Pearson相關(guān)性分析顯示，sfrp5水平與E/A、3DE-LVEF呈顯著正相關(guān)性，與LVMI及左心室容積-時(shí)間曲線(xiàn)參數(shù)值呈顯著負(fù)相關(guān)性，而LPN及NGAL水平與E/A、3DE-LVEF呈顯著負(fù)相關(guān)性，與LVMI及VTC參數(shù)值呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)。提示隨著DM病情進(jìn)展，血清sfrp5水平逐步降低，LPN及NGAL水平逐步升高，而左室舒縮功能逐步下降，左室節(jié)段收縮不同步現(xiàn)象加重。本研究還顯示，血清sfrp5水平與HbAlc、LPN及NGAL呈顯著負(fù)相關(guān)性，而LPN及NGAL與HbAlc呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)。進(jìn)一步證實(shí)血清sfrp5、LPN及NGAL水平變化可能對(duì)DM患者的左心室結(jié)構(gòu)及功能變化甚至DCM的發(fā)生及發(fā)展具有一定的提示作用。

綜上所述，RT-3DE能夠早期、有效評(píng)價(jià)DM患者的左心室結(jié)構(gòu)及功能變化，且與患者的HbAlc、LPN、NGAL、sfrp5等水平密切相關(guān)，檢測(cè)上述指標(biāo)結(jié)合RT-3DE檢查可能對(duì)DM患者的早期心肌功能受損甚至DCM的診斷與干預(yù)提供參考依據(jù)。