心臟MRI評(píng)估阿霉素誘導(dǎo)卵巢切除大鼠模型心肌毒性

張夢(mèng)迪，朱冬勇，馬 露，李亥辰，陳柏君，郜發(fā)寶*

(1.云南中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院放射科，四川 成都 610041；3.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，四川 成都 610041)

卵巢癌是常見婦科腫瘤，病死率為婦科惡性腫瘤之首[1]，多采用以手術(shù)為主、放射治療(簡(jiǎn)稱放療)及化學(xué)治療(簡(jiǎn)稱化療)等為輔的綜合治療方案。阿霉素為臨床常用蒽環(huán)類化療藥物，廣泛用于多種惡性腫瘤，其累積性、劑量依賴性所致心肌毒性等易致心力衰竭[2-3]；而卵巢切除或絕經(jīng)引起的雌激素缺失可誘發(fā)和加重心血管疾病[4]。心臟MRI(cardiac MRI, CMRI)已廣泛用于臨床診斷心血管疾病及相關(guān)研究[5]。本研究評(píng)價(jià)CMRI評(píng)估阿霉素誘導(dǎo)卵巢切除后大鼠模型心肌毒性的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及模型建立 48只健康雌性SD大鼠[購自成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(川)2020-030，體質(zhì)量180～200 g]，隨機(jī)分為阿霉素高劑量治療組(高劑量組)、阿霉素低劑量治療組(低劑量組)、卵巢切除組和假手術(shù)組，每組12只；對(duì)前3組手術(shù)切除雙側(cè)卵巢，最后一組行假手術(shù)。術(shù)后1周分別對(duì)高劑量組和低劑量組經(jīng)尾靜脈注射阿霉素2.5 mg/kg體質(zhì)量、1.5 mg/kg體質(zhì)量(1次/周)，其余2組注射生理鹽水2.5 mg/kg體質(zhì)量(1次/周)，共注射6次，之后觀察6周。

1.2 儀器與方法 采用Ettlingen Bruker BioSpec 70/30 USR 7.0T動(dòng)物MR掃描儀，分別于造模前(第0周)、每周注射后(第1～6周)及給藥結(jié)束后間隔2周(即第8、10、12周)行CMR檢查[6]。參數(shù)：梯度回波電影序列，TR 8.0 ms，TE 2.5 ms，F(xiàn)A 15°，F(xiàn)OV 40 mm×40 mm，矩陣192×192，層厚1.0 mm，層間距0，NEX 3，電影時(shí)像23；T2 mapping，TR 1 200 ms，TE 8 ms、16 ms、24 ms、32 ms、40 ms、48 ms，F(xiàn)OV 40 mm×40 mm，矩陣192×192，層厚1.0 mm。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CVI42(Circle Cardiovascular Imaging, Calgary, Canada)軟件，由2名具有5年以上CMR圖像后處理經(jīng)驗(yàn)的技師測(cè)量心功能、應(yīng)力和左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2信號(hào)強(qiáng)度比值(T2 signal intensity ratio, T2 SIr)[6]，取其均值作為結(jié)果。經(jīng)Short-3D模塊和Tissue-Tracking模塊半自動(dòng)分析得到左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室整體徑向應(yīng)變(left ventricular global radial strain, LVGRS)、左心室整體周向應(yīng)變(left ventricular global circumferential strain, LVGCS)及左心室整體縱向應(yīng)變(left ventricular global longitudinal strain, LVGLS)。以T2 mapping模塊半自動(dòng)分析得到左心室心肌和胸部骨骼肌T2值，自動(dòng)生成T2 mapping偽彩圖，并計(jì)算左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2 SIr，即左心室中間部心肌T2與同層面相同大小胸部骨骼肌T2的比值[7]。

1.3 病理檢查 末次CMR掃描結(jié)束后處死大鼠，對(duì)心肌組織行HE和Masson染色及小麥胚芽凝集素(wheat germ agglutinin, WGA)染色。由2名具有3年以上病理診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用盲法以Image J軟件計(jì)算心肌細(xì)胞橫截面積，選擇連續(xù)3～5張切片，于600倍視野下對(duì)每張切片隨機(jī)選擇5個(gè)無重疊視野,測(cè)量其中40個(gè)心肌細(xì)胞橫截面積,取其平均值為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以Shapiro-Wilk檢驗(yàn)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性分析，Bartlett法行方差齊性檢驗(yàn)；以±s表示方差齊且符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，行單因素方差分析；兩兩比較采用Turkey法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

造模過程中高劑量組2只、低劑量組1只大鼠死亡，共45只大鼠納入研究。

2.1 CMRI參數(shù)比較 高劑量組及低劑量組不同時(shí)間LVEF、LVGRS、LVGCS、LVGLS、T2 SIr值總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。高劑量組LVEF于第8周開始下降(P均<0.05)，低劑量組第12周LVEF較第10周下降(P均<0.05)；高劑量組LVGRS、LVGCS和LVGLS于第6周，低劑量組于第8周開始下降(P均<0.05)；高、低劑量組大鼠左心室T2 SIr分別于第6周、第8周達(dá)峰，而后逐漸下降(P均<0.05)。卵巢切除組及假手術(shù)組內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)各參數(shù)總體差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。詳見表1～2。

相比卵巢切除組和假手術(shù)組，高劑量組LVEF于第8周，LVGRS、LVGCS和LVGLS于第6周開始降低(P均<0.05)，低劑量組LVEF于第12周，LVGRS、LVGCS和LVGLS于第10周開始下降(P均<0.05)；高劑量組第6、8、10周，低劑量組第8、10周左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2 SIr與卵巢切除組和假手術(shù)組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。相比高劑量組，低劑量組LVEF于第8周，LVGRS和LVGLS于第6周始升高，LVGCS僅于第8周升高，第6、8、10周左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2 SIr差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。卵巢切除組與假手術(shù)組間各時(shí)間點(diǎn)各參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1、2及圖1。

2.2 病理學(xué)檢查 高、低劑量組心肌細(xì)胞排列紊亂、溶解壞死，結(jié)締組織增生，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)；Masson染色顯示高劑量組心肌間質(zhì)纖維化增生明顯，低劑量組心肌間質(zhì)散在少量纖維化。卵巢切除組和假手術(shù)組均未見明顯異常，見圖2。WGA染色結(jié)果顯示，4組心肌細(xì)胞橫截面積總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=209.536，P<0.001)；相比卵巢切除組和假手術(shù)組，高劑量組[(563.55±38.58)μm2]及低劑量組[(355.48±47.59)μm2]心肌細(xì)胞橫截面積增大(P均<0.05)，前者大于后者(P<0.01)，卵巢切除組[(257.81±35.69)μm2]與假手術(shù)組[(250.54±30.16)μm2]差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.95)，見圖3。

表1 不同時(shí)間點(diǎn)4組大鼠LVEF及左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2 SIr參數(shù)比較

表2 不同時(shí)間點(diǎn)4組大鼠CMRI心肌應(yīng)變參數(shù)比較

3 討論

治療卵巢癌多以手術(shù)為主，包括預(yù)防性雙側(cè)輸卵管及卵巢切除術(shù)和晚期及復(fù)發(fā)期腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)，而以術(shù)后化療為輔[8]。阿霉素對(duì)各期腫瘤細(xì)胞均有效，亦常用于卵巢癌術(shù)后化療，但累積性、劑量依賴性心肌毒性限制了其臨床應(yīng)用[9]。

對(duì)無癥狀患者，臨床以化療后LVEF較基線水平下降≥10%為化療相關(guān)心肌毒性的診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]。本研究高劑量組及低劑量組大鼠LVEF分別于阿霉素治療后第8周及第12周明顯降低，提示阿霉素誘導(dǎo)心肌毒性大鼠模型造模成功。

相比LVEF，心肌應(yīng)變?cè)u(píng)估心功能障礙更敏感，?？捎贚VEF降低前檢出左心室功能障礙[11]。本研究中高劑量組和低劑量組LVGRS、LVGCS和LVGLS分別于第6周及第8周開始下降，均較LVEF值提前，提示阿霉素誘導(dǎo)心肌毒性大鼠的心功能在LVEF下降前已受損。T2 mapping可量化評(píng)估心肌炎癥和心肌水腫，是評(píng)估心臟毒性變化的非侵入性工具[12-13]。本研究中，相比卵巢切除組和假手術(shù)組，高、低劑量組左心室標(biāo)準(zhǔn)化心肌T2 SIr分別在第6、第8周達(dá)峰，提示心肌細(xì)胞水腫形成，為阿霉素?fù)p傷心肌早期變化，而后逐漸下降，可能與心肌細(xì)胞水腫改善有關(guān)。阿霉素誘導(dǎo)心肌細(xì)胞水腫屬可逆性，能在短期內(nèi)恢復(fù)[14]。本研究發(fā)現(xiàn)阿霉素干預(yù)后大鼠出現(xiàn)心肌細(xì)胞肥大、溶解壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、彌漫性纖維化，且隨注射劑量增加而加重，致LVEF和心肌應(yīng)變等改變。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[15]結(jié)果表明，心肌T2值于心肌毒性早期升高；本研究結(jié)果與之相符，提示CMRI心肌應(yīng)變參數(shù)和T2 mapping可作為檢測(cè)阿霉素誘導(dǎo)心肌毒性的早期影像學(xué)指標(biāo)。本研究的局限性：①樣本量??；②未能縱向觀察心肌病理學(xué)變化；③未監(jiān)測(cè)血清心肌毒性生物標(biāo)志物。

圖1 第6周時(shí)4組大鼠左心室中間部T2 mapping圖 A～D和E～H.分別為高劑量組(T2 SIr=0.91±0.02)、低劑量組(T2 SIr=0.66±0.01)、卵巢切除組(T2 SIr=0.65±0.01)及假手術(shù)組(T2 SIr=0.64±0.02)T2 mapping原始圖(A～D)和T2 mapping偽彩圖(E～H)，高劑量組見片狀高信號(hào)區(qū)，低劑量組乳頭肌心內(nèi)膜下見條狀高信號(hào)，卵巢切除組及假手術(shù)組未見明顯高信號(hào)

圖2 4組大鼠左心室中間部病理圖 A～D(HE，×400)和E～H(Masson，×100)分別為高劑量組、低劑量組、卵巢切除組、假手術(shù)組 (箭示心肌細(xì)胞排列紊亂、溶解壞死，結(jié)締組織增生，炎性細(xì)胞浸潤(rùn))

圖3 大鼠左心室中間部WGA染色(×600) A.高劑量組； B.低劑量組； C.卵巢切除組； D.假手術(shù)組

綜上所述，CMRI心肌應(yīng)變和T2 mapping有助于早期評(píng)估阿霉素誘導(dǎo)卵巢切除大鼠模型心肌毒性。