盧園園，李浩宇，耿嘉逸，雷思思，劉晨陽，康品方，張寧汝

臨床上心房纖維顫動(房顫)是最常見的持續(xù)性心律不齊之一，其死亡率及發(fā)生率都較高[1]。研究[2]發(fā)現(xiàn)房顫最終會導致腦梗死、心肌梗死、心力衰竭等心腦血管終端事件。相關流行病調(diào)查研究[3]發(fā)現(xiàn)，房顫的發(fā)病率逐年上升。但就目前治療方案來說，仍具有較多的局限性：房顫射頻消融術潛在并發(fā)癥以及復發(fā)率較高；抗心律失常藥物療效有限且不良反應強[4]。因此房顫潛在的病理機制成為我們研究的重點，早期研究[5]證實房顫發(fā)生的基礎病因主要與心臟結構重構相關，而心臟結構重構的根本原因是心肌纖維化。心肌細胞的炎癥反應、鈣超載、氧化應激以及心臟成纖維細胞的活化等因素與心肌纖維化有關[6-8]。早期研究證實白細胞介素-1β(IL-1β)作為炎癥因子家族成員之一，可參與大量的炎癥以及應激反應[9]，而鈣超載可誘導鈣蛋白酶-2(Calpain-2)的激活，并參與多種鈣調(diào)通路[10]。因此，本研究主要通過分析房顫病人血清中IL-1β、Calpain-2水平和超聲心動圖左心房內(nèi)徑(LAD)、左心室舒張期內(nèi)徑(LVDd)、左心室射血分數(shù)(LVEF)和左心室縮短分數(shù)(FS)指標，探究房顫發(fā)生與發(fā)展的相關病理機制，為臨床治療開辟新思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月至2020年11月在蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院住院房顫病人150例為觀察組，依照《2020年心房顫動的診斷和管理指南》將其分為陣發(fā)性房顫病人84例和非陣發(fā)性房顫病人66例。對照組選用同時段體檢健康者120名。入組標準：參考歐洲心臟病協(xié)會(ESC)聯(lián)合歐洲心胸外科協(xié)會(EACTS)頒發(fā)的《2020年心房顫動的診斷和管理指南》的診療標準確診房顫病人；性別不限；年齡≥18歲；同時檢查IL-1β、Calpain-2水平以及超聲心動圖。排除標準：慢性阻塞性肺疾病、風濕性心臟病、心臟瓣膜病、先天性心臟病、肝腎功能不全、良惡性腫瘤、腦血管意外等。2組的性別、高血壓、糖尿病、肝腎功能等基礎信息差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(見表1)。

表1 2組基線資料比較[M(P25，P75)]

1.2 指標檢測與方法 留取2組外周靜脈血5 mL，離心后提取上層血清，將血清保存至-80 ℃冰箱。所有標本中IL-1β、Calpain-2水平統(tǒng)一采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測。白細胞、血小板、肌酐、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、低密度脂蛋白等血清學指標由我院檢驗科測得。利用超聲心動圖檢測房顫病人住院房顫發(fā)作期間以及健康體檢者的LAD、LVDd、LVEF、FS。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用兩獨立樣本非參數(shù)檢驗(Z檢驗)、χ2檢驗、多個獨立樣本非參數(shù)(H)檢驗、Pearson相關性分析和二元logistic回歸分析。

2 結果

2.1 3組研究對象IL-1β、Calpain-2血清學指標與超聲心動圖相關結果比較 與對照組相比，陣發(fā)性房顫組和非陣發(fā)性房顫組IL-1β、Calpain-2、LAD、LVDd水平均升高，LVEF、FS水平下降；同時與陣發(fā)性房顫組相比，非陣發(fā)性房顫組中IL-1β、Calpain-2、LAD、LVDd水平上升，且LVEF、FS水平下降，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05～P<0.01)(見表2)。

表2 IL-1β、Calpain-2及心臟彩超結果結果比較[M(P25，P75)]

2.2 房顫影響因素二元logistic回歸 二元logistic回歸提示：年齡大、IL-1β、Caplain-2、LAD水平升高是房顫發(fā)生的危險因素(P<0.01)(見表3)。

表3 房顫影響二元logistic回歸結果

2.3 IL-1β、Calpain-2血清學指標與超聲心動圖相關性分析 在Spearman相關性檢驗結果中，IL-1β與LAD、LVDd呈正相關關系(P<0.01)，與LVEF、 FS呈負相關關系(P<0.01)；同樣Caplain-2與LAD、LVDd呈正相關關系(P<0.01)，與LVEF、FS呈負相關關系(P<0.01)(見表4)。

3 討論

近年房顫的發(fā)病率隨著人口老齡化的加劇也明顯增加[11]。本次研究也發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增加，房顫發(fā)生的風險明顯上升。早期研究[12]已證實心臟電重構以及結構重構是房顫發(fā)生以及進展的病理學基礎，其中心臟的結構重構主要是由于心肌纖維化所致。本研究也發(fā)現(xiàn)了觀察組LAD、LVDd明顯高于對照組，且非陣發(fā)性房顫病人較陣發(fā)性房顫病人有較強差異性，進一步證實心臟結構重構是房顫發(fā)生與進展的病理基石。心肌纖維化與心肌細胞炎癥反應以及心肌細胞損傷有明顯的相關性[13]。IL-1β是較常見的炎癥因子之一，當其被激活后心肌細胞可在其介導的相關炎癥介質(zhì)如NLRP3、IL-6作用下出現(xiàn)壞死，誘導心肌纖維化[14]。Calpain-2是鈣蛋白酶家族重要組成成分，參與多種鈣調(diào)信號途徑，從而與心肌的細胞凋亡有緊密關聯(lián)[23]。因此本研究主要探討IL-1β、Calpain-2 與房顫的發(fā)生以及發(fā)展是否存在相關性，以及作用的相關機制。

表4 IL-1β、Caplain-2與心臟彩超結果的相關性分析

研究[15]已證實了炎癥相關因子可促進房顫的發(fā)生和進展，根本原因為心肌組織的炎癥反應加重了心房電重構和結構重構。眾所周知IL-1家族在炎癥反應中尤為特殊，IL-1β是其中最具特征性的成員。成熟的IL-1β在Caspase-1依賴的蛋白水解IL-1產(chǎn)生后通過非常規(guī)途徑分泌至細胞外，隨后通過切割C-末端來發(fā)揮炎癥和免疫刺激反應[16]。前期有研究[17]發(fā)現(xiàn)IL-1β可導致血管內(nèi)皮炎癥反應以及細胞損傷。近期研究[18-19]發(fā)現(xiàn)，房顫病人左心房內(nèi)巨噬細胞含量明顯增加且被極化，極化后的巨噬細胞可進一步釋放IL-1β，抑制下游Quaking蛋白(Quaking protein，QKI)的表達，從而降低了QKI抑制炎癥反應的能力，同時下調(diào)L型鈣離子通道，加劇了心房肌細胞電重構。同樣有研究[20]發(fā)現(xiàn)IL-6可在IL-1β誘導下釋放，進而促進心肌纖維化，加重心臟結構重構，所以IL-1β不僅促進了心臟的電重構同樣也參與了心臟的結構重構。與上述研究相似，我們此次研究發(fā)現(xiàn)觀察組IL-1β明顯高于對照組，與此同時非陣發(fā)性房顫組IL-1β較陣發(fā)性房顫組顯著增加，因此我們推測IL-1β與房顫有著一定的相關性。為探求其具體作用機制，我們分析了IL-1β與LAD、LVDd相關性，發(fā)現(xiàn)隨著IL-1β含量增加，LAD、LVDd顯著上升，而LVEF、FS明顯下降，進一步證實了IL-1β促進了心臟的結構重構。另外我們發(fā)現(xiàn)IL-1β可作為房顫的相關危險因素，隨著IL-1β含量的升高，房顫發(fā)生的風險顯著上升。因此我們推測IL-1β可導致心臟結構重構，進而參與房顫的發(fā)生與發(fā)展，具體作用機制可能與其介導的心肌細胞炎癥反應，使得心肌細胞壞死，從而誘發(fā)心肌纖維化有關。

Calpain是一種中性半胱氨酸蛋白酶，由鈣離子激活后發(fā)揮各種功能，幾乎存在于所有的真核細胞中[10]。大量研究[21-24]已證實Calpain可通過激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB等促進心肌肥厚和炎癥反應、激活轉(zhuǎn)化生長因子-β誘導間質(zhì)纖維化、介導鈣離子信號通路誘發(fā)心肌細胞壞死等機制加重心臟結構重構，導致心律失常、心力衰竭等心血管事件。其中Calpain-2是鈣蛋白酶系統(tǒng)中重要的組成成員，當細胞內(nèi)Ca2+大量超載時其會被激活[23]。SATADRU等[25-26]在應激誘導的心衰小鼠的心室肌組織中發(fā)現(xiàn)當Ca2+激活Calpain-2后，使親聯(lián)蛋(junctophilin-2,JPH-2)的C-端裂解，產(chǎn)生一種新的C-端JPH-2肽，使得Ca2+與心肌的收縮耦聯(lián)機制失調(diào)，使得心室結構重構。近期一項臨床研究[27]發(fā)現(xiàn)Calpain-2可上調(diào)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸活性，進而激活CaN-NFAT信號通路，參與心房結構重塑，引起房顫的發(fā)生[27]。我們此次研究也發(fā)現(xiàn)，觀察組Calpain-2含量較對照組顯著升高，同樣非陣發(fā)性房顫病人Calpain-2水平較陣發(fā)性房顫病人明顯上升，為了探討其是否與心臟結構重構有關，我們將Calpain-2與心臟彩超結果進行分析，發(fā)現(xiàn)觀察組LAD、LVDd明顯高于對照組，且非陣發(fā)性房顫組較陣發(fā)性房顫組升高，差異均有統(tǒng)計學意義，且Calpain-2與LAD、LVDd呈明顯正相關。通過二元logistic分析可知Calpain-2對房顫的發(fā)生起著一定的促進作用。綜合上述結論我們可知Calpain-2參與了房顫的發(fā)生及發(fā)展過程，主要原因為其加重了心臟結構重構，具體機制可能與Calpain-2參與了相關鈣離子信號通路有關。

綜上所述，本研究通過房顫病人與正常體檢者血清中IL-1β、Calpain-2以及超聲心動圖指標對比及相關性分析，證實了IL-1β、Calpain-2通過促進心臟結構重構，進而導致房顫的發(fā)生與發(fā)展。其具體作用機制可能與心肌細胞炎癥反應以及鈣離子相關通路激活有關，尚待進一步探討。