骨保護(hù)蛋白/核因子-κβ受體活化因子/核因子-κβ受體活化因子配體軸與心臟瓣膜病合并持續(xù)性心房顫動患者改良迷宮術(shù)后心房顫動復(fù)發(fā)的關(guān)系及其作用機(jī)制研究

王健，戴婷，蔣國軍，曹海龍

心房顫動（簡稱房顫）可嚴(yán)重影響心臟瓣膜病患者的治療效果，其病死率是未合并房顫患者的2倍，瓣膜性房顫患者腦卒中發(fā)病率約是竇性心律（簡稱竇律）人群的18倍［1］。目前，臨床常采用改良迷宮術(shù)治療需行開胸手術(shù)的心臟瓣膜病合并房顫患者，但部分患者術(shù)后短期內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)，可能與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)有關(guān)。此外，有研究表明，房顫發(fā)生風(fēng)險可隨心房間質(zhì)纖維化程度加重而增加，且患者竇律維持也與之相關(guān)［2］。心房間質(zhì)纖維化是心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的重要特征性表現(xiàn)。

基質(zhì)金屬蛋白酶（matix metalloproteinase，MMP）是一組鈣鋅依賴的蛋白水解酶，主要作用為組織重塑及調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的代謝。研究證實，基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）在房顫患者心房組織中呈高表達(dá)，而房顫患者心房間質(zhì)纖維化可能與MMP-9異常表達(dá)有關(guān)［3］。但由于心肌組織標(biāo)本獲取難度大，因此尋找一種可反映心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的血清標(biāo)志物十分重要。既往研究表明，骨保護(hù)蛋白（OPG）/核因子-κβ受體活化因子（RANK）/核因子-κβ受體活化因子配體（RANKL）軸可通過調(diào)控NF-κB系統(tǒng)負(fù)向調(diào)節(jié)纖維化相關(guān)基因如MMP、基質(zhì)金屬蛋白水解酶組織抑制因子（tissu inhibitor of metalloproteinase，TIMP）表達(dá)作用于膠原的合成及降解，最終影響纖維化程度［4］。本研究旨在探討OPG/RANK/RANKL軸與心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的關(guān)系，并探討其作用機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年7月—2019年6月因心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫于宜興市人民醫(yī)院和南京鼓樓醫(yī)院行改良迷宮術(shù)后轉(zhuǎn)復(fù)為竇律患者64例，患者術(shù)前均明確診斷為持續(xù)性房顫（房顫維持時間＞7 d且藥物治療不能轉(zhuǎn)復(fù)）。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)前合并其他類型心律失常者；（2）需同時行冠狀動脈旁路移植術(shù)或先天性心臟病矯治術(shù)等其他手術(shù)者；（3）二次心臟手術(shù)者；（4）術(shù)前已植入永久性心臟起搏器或埋藏式復(fù)律除顫器者；（5）術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥或死亡者；（6）合并惡性腫瘤或近期發(fā)生骨折者；（7）合并感染性心內(nèi)膜炎、結(jié)締組織病或自身免疫性疾病者。根據(jù)術(shù)后3個月房顫復(fù)發(fā)情況將所有患者分為房顫復(fù)發(fā)組（AF組）27例和竇律維持組（SR組）37例。兩組患者性別、年齡、心臟瓣膜病病程、心臟瓣膜病類型、心功能分級、左心室舒張末期內(nèi)徑、左心室收縮末期內(nèi)徑、左心室射血分?jǐn)?shù)、右心房內(nèi)徑、肺動脈收縮壓比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；但AF組患者房顫病程長于SR組，左心房內(nèi)徑大于SR組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，見表1）。本研究經(jīng)宜興市人民醫(yī)院、南京鼓樓醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)同意，且患者對本研究知情并均簽訂知情同意書。

本研究價值：

本研究能緊密聯(lián)系臨床實際，通過分析骨保護(hù)蛋白（OPG）、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）等指標(biāo)研究心臟瓣膜病合并持續(xù)性心房顫動（簡稱房顫）患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的可能機(jī)制，最終論證了心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)對該類患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的影響，為指導(dǎo)篩選適合行改良迷宮術(shù)的患者或預(yù)防術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的新干預(yù)靶點提供了一定依據(jù)，具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1.2 方法 患者均于術(shù)前抽取橈動脈血2 ml，3 000 r/min離心5 min（離心半徑10 cm）后取上清液，置于-70 ℃冰箱中保存待測。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）檢測兩組患者術(shù)前血清OPG、可溶性RANKL（sRANKL）水平，并計算sRANKL/OPG，ELISA試劑盒購自promega公司，具體操作嚴(yán)格按照試劑盒說明進(jìn)行。在患者術(shù)中建立體外循環(huán)前收集左心耳組織約100 mg，采用無菌0.9%氯化鈉溶液沖洗后立即裝入凍存管，并置入液氮儲存?zhèn)溆谩２捎肳estern blotting法檢測兩組患者左心耳組織中MMP-9、基質(zhì)金屬蛋白水解酶組織抑制因子1（TIMP-1）水平，并計算MMP-9/TIMP-1。術(shù)后，密切監(jiān)測患者心律，出院后繼續(xù)電話或門診隨訪。房顫復(fù)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)：心電監(jiān)護(hù)或遙測記錄房顫持續(xù)時間＞15 min。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者sRANKL/OPG與左心耳組織MMP-9、TIMP-1水平及MMP-9/TIMP-1的相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

表2 兩組患者術(shù)前血清sRANKL水平、OPG水平、sRANKL/OPG及左心耳組織中MMP-9水平、TIMP-1水平、MMP-9/TIMP-1比較（x± s）Table 2 Comparison of serum levels of sRANKL，OPG，sRANKL/OPG ratio and levels of MMP-9，TIMP-1 and MMP-9/TIMP-1 ratio in the left atrial appendage between the two groups before operation

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前血清sRANKL水平、OPG水平、sRANKL/OPG及左心耳組織中MMP-9水平、TIMP-1水平、MMP-9/TIMP-1 AF組患者術(shù)前血清sRANKL、OPG水平及左心耳組織中MMP-9水平高于SR組，血清sRANKL/OPG、左心耳組織中MMP-9/TIMP-1大于SR組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；兩組患者左心耳組織中TIMP-1水平比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，見表2）。

2.2 相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，AF組患者血清sRANKL/OPG與左心耳組織中MMP-9/TIMP-1呈正相關(guān)（r=0.757，P＜0.001），與左心耳組織中MMP-9（r=0.341）、TIMP-1（r=0.190）水平無相關(guān)性（P＞0.05）；SR組患者血清sRANKL/OPG與左心耳組織中MMP-9（r=0.193）、TIMP-1（r=0.107）水平和MMP-9/TIMP-1（r=0.180）均無相關(guān)性（P＞0.05，見圖1）。

3 討論

房顫的發(fā)生和竇律的維持與以心房間質(zhì)纖維化為主要特點的心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)密切相關(guān)。改良迷宮術(shù)可通過糾正心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)使房顫患者術(shù)后轉(zhuǎn)復(fù)為竇律，因此該手術(shù)是房顫的首選治療［5］，但心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后近、遠(yuǎn)期竇律維持率并不理想［6］，因此闡明心房間質(zhì)纖維化在房顫中的具體機(jī)制對于尋找預(yù)測改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)風(fēng)險的指標(biāo)及提高患者生活質(zhì)量具有重要意義。

圖1 AF組和SR組患者血清sRANKL/OPG與左心耳組織中MMP-9、TIMP-1水平及MMP-9/TIMP-1關(guān)系的散點圖Figure 1 Scatter plot of correlation of serum sRANKL/OPG ratio with levels of MMP-9，TIMP-1 and ratio of MMP-9/TIMP-1 in the left atrial appendage of AF group and SR group

心房間質(zhì)纖維化是一個動態(tài)的過程，主要表現(xiàn)為膠原被降解，取而代之的是纖維性細(xì)胞外基質(zhì)異常沉積，而MMP與其內(nèi)源性特異性抑制劑TIMP是調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)代謝的重要酶。因此，某些細(xì)胞因子介導(dǎo)的MMP/TIMP表達(dá)失衡導(dǎo)致心肌細(xì)胞外基質(zhì)纖維化和結(jié)構(gòu)重構(gòu)，這可能是房顫復(fù)發(fā)和竇律維持的重要機(jī)制之一［3］。MMP-9是MMP中分子量最大的酶，其大量表達(dá)于心內(nèi)膜、間質(zhì)組織及心肌細(xì)胞。NAKANO等［7］研究表明，房顫患者心肌組織中MMP-9水平高于竇律患者，可能與房顫患者心房擴(kuò)大、心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)有關(guān)。XU等［8］研究表明，房顫患者心房組織中MMP-9及Ⅰ型膠原纖維的mRNA表達(dá)均較高，且與左心房內(nèi)徑呈正相關(guān)，推測該指標(biāo)可能是房顫患者發(fā)生心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的分子基礎(chǔ)。本研究結(jié)果顯示，AF組患者左心耳組織中MMP-9水平及MMP-9/TIMP-1較SR組患者高，但兩組患者左心耳組織中TIMP-1水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，分析原因為：心肌組織中MMP-9水平較高的心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者術(shù)前心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)較嚴(yán)重，而發(fā)生纖維化的心房間質(zhì)已無法逆轉(zhuǎn)，因此改良迷宮術(shù)后房顫暫時轉(zhuǎn)復(fù)的竇律難以維持；而心肌組織中MMP-9/TIMP-1可能通過作用于心肌細(xì)胞外基質(zhì)的合成與降解而參與心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的發(fā)生、發(fā)展，進(jìn)一步推測檢測或調(diào)節(jié)MMP及MMP/TIMP表達(dá)可預(yù)防或減緩心房間質(zhì)纖維化和結(jié)構(gòu)重構(gòu)，進(jìn)而降低患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)風(fēng)險。但心肌組織標(biāo)本術(shù)前較難取得，臨床中尋找與MMP相關(guān)的能反映心房間質(zhì)纖維化和結(jié)構(gòu)重構(gòu)的血清標(biāo)志物尤為重要。

OPG、RANK、RANKL屬于腫瘤壞死因子超家族成員，OPG作為誘餌受體與RANKL結(jié)合可阻斷RANKLRANK結(jié)合引起的級聯(lián)反應(yīng)，因此RANKL/OPG可反映該通路的活性。研究表明，OPG/RANK/RANKL軸可通過調(diào)節(jié)心房間質(zhì)膠原含量和比例來緩解間質(zhì)纖維化程度，而心房間質(zhì)纖維化是心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)最突出的特點［5，9］。本課題組既往研究發(fā)現(xiàn)，心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者在同期行改良迷宮術(shù)中，AF組術(shù)前血清中sRANKL、OPG水平及sRANKL/OPG均高于SR組［10］，推測OPG/RANK/RANKL軸活性高低可能與患者術(shù)前心房間質(zhì)纖維化和結(jié)構(gòu)重構(gòu)程度有關(guān)。而UELAND等［11］關(guān)于心力衰竭的研究表明，RANKL高表達(dá)可降低MMP-9活性及TIMP-1表達(dá)，而后兩者之間的動態(tài)失衡會促進(jìn)心房基質(zhì)退化及纖維化組織在心房內(nèi)沉積，加速心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)進(jìn)程，促進(jìn)房顫復(fù)發(fā)［12-13］。推測OPG/RANK/RANKL軸可能是心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)和竇律維持的機(jī)制之一。

本研究結(jié)果還顯示，AF組患者血清sRANKL/OPG與左心耳組織中MMP-9/TIMP-1呈正相關(guān)，與左心耳組織中MMP-9、TIMP-1水平無相關(guān)性；SR組患者血清sRANKL/OPG與左心耳組織中MMP-9、TIMP-1水平和MMP-9/TIMP-1均無相關(guān)性，推測OPG/RANK/RANKL軸活性增加可通過調(diào)控MMP-9/TIMP-1而使心肌間質(zhì)纖維化，促進(jìn)心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者術(shù)后房顫復(fù)發(fā)，但對于改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)者，術(shù)前心肌纖維化和結(jié)構(gòu)重構(gòu)可能較嚴(yán)重，兩者間的相關(guān)性也表現(xiàn)的更明顯。可見控制MMP及TIMP表達(dá)并調(diào)節(jié)MMP/TIMP平衡可能有助于預(yù)防和阻止患者病理條件下的心房擴(kuò)大和心肌纖維化，進(jìn)而延緩房顫的發(fā)生并維持竇律。

綜上所述，OPG/RANK/RANKL軸活性增加可能通過調(diào)控MMP/TIMP系統(tǒng)影響心房間質(zhì)纖維化，促進(jìn)心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)，從而增加心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)風(fēng)險，不利于竇律維持。已有研究證實，左心房內(nèi)徑與房顫病程密切相關(guān)，且可反映心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)程度［14］，而本研究關(guān)于左心房內(nèi)徑與OPG、MMP-9的關(guān)系及其是否對心臟瓣膜病合并持續(xù)性房顫患者改良迷宮術(shù)后房顫復(fù)發(fā)造成影響并未進(jìn)一步探討，且本研究納入樣本量較少、隨訪時間較短，因此今后還需進(jìn)一步研究以驗證本研究結(jié)論。

作者貢獻(xiàn)：王健進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計，數(shù)據(jù)的收集、整理、分析，結(jié)果的分析與解釋，撰寫論文；戴婷、曹海龍進(jìn)行研究的實施與可行性分析；戴婷進(jìn)行論文的修訂；曹海龍負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校；蔣國軍對文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。