基于层特异性应变评估不同疾病阶段心肌肥厚大鼠左心室收缩功能及病理变化的研究

为解决层特异性应变在不同阶段心肌肥厚（MH）大鼠模型中应用不成熟及与 MH、心肌纤维化（MF）关系不明的问题，研究人员开展用层特异性应变评估 MH 大鼠心肌损伤的研究。结果显示其可监测左心室收缩功能及病理变化，为临床诊疗提供参考。

　　在心血管疾病的大舞台上，心肌肥厚（Myocardial Hypertrophy，MH）是常见的 “反派角色”。它是心肌组织应对心脏负荷增加的一种代偿反应，可分为生理性和病理性。生理性 MH 常出现在运动员、成长中的儿童和孕妇身上，是心脏自我调节的无害可逆过程；而病理性 MH 则由高血压、心肌梗死、糖尿病等引发，它会导致心肌细胞死亡、炎症、氧化应激和心肌纤维化（Myocardial Fibrosis，MF），进而引发心脏收缩和舒张功能障碍，最终可能导致心力衰竭甚至心源性猝死。

目前，早期有效评估左心室（Left Ventricle，LV）功能障碍至关重要，它能为患者提供准确诊断和及时的疗效评估，改善患者预后和生活质量。但找到能反映 LV 形态、功能变化及心脏病理（MH 和 MF）的指标是一大难题。传统的左心室射血分数（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）不够敏感，难以检测早期亚临床 LV 功能障碍。虽然二维斑点追踪超声心动图（Two-Dimensional Speckle-Tracking Echocardiography，2D STE）比 LVEF 更敏感，可检测早期 LV 功能障碍，但以往研究多关注心脏整体功能，对 LV 三层心肌功能研究较少。且当前研究多在特定病理状态下评估心肌应变，缺乏动态观察，临床心肌组织采集困难，无法对比不同疾病阶段 MH 患者的心肌应变数据和病理结果。

为了解决这些问题，昆明医科大学附属延安医院的研究人员开展了相关研究。他们建立了渐进性 MH 大鼠模型，将其分为基线组、1 周组、2 周组、3 周组和 4 周组，通过超声心动图和组织病理学方法评估不同组别的指标，分析层特异性应变参数与心肌细胞肥大、MF 的相关性。研究成果发表在《The International Journal of Cardiovascular Imaging》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是建立动物模型，选用 30 只 7 周龄雄性 Sprague Dawley 大鼠，皮下注射异丙肾上腺素（Isoproterenol，ISO）建立渐进性 MH 大鼠模型；二是采用常规和斑点追踪超声心动图技术，对大鼠进行经胸超声心动图检查，测量 LV 相关指标并分析心肌应变；三是进行组织学定量分析，对大鼠心脏标本进行固定、切片和染色，观察心脏病理变化并计算心肌细胞横截面积（Cardiomyocyte Cross-Sectional Area，CSA）和 MF 程度。

研究结果如下：

1. 一般特征和常规超声心动图参数：随着年龄和疾病持续时间增加，大鼠体重和体表面积（Body Surface Area，BSA）上升，心率无显著差异。LV 内径（Left Ventricular End-Diastolic Internal Diameter，LVIDd）从第二周起逐渐增大，第四周显著扩张；室间隔厚度（Interventricular Septal Thickness at End-Diastole，IVSd）、左心室后壁厚度（Left Ventricular Posterior Wall Thickness，LVPWd）等指标先升后降，提示 LV 壁从向心性肥厚逐渐转变为离心性肥厚。LV 容积负荷逐渐增加，LVEF 和缩短分数（Fractional Shortening，FS）在第四周显著降低，表明 LV 收缩功能开始下降。
2. 左心室层特异性应变：所有组别的全球纵向应变（Global Longitudinal Strain，GLS）和全球圆周应变（Global Circumferential Strain，GCS）从心内膜到心外膜逐渐降低。疾病早期（1 周），GLS_endo、GLS_mid、GLS_epi、GCS_endo、ΔGLS 和 ΔGCS 显著低于基线组，之后随病程继续下降；GCS_mid在第 2 周显著下降；GCS_epi在第 1 周升高，第 3 周显著低于基线组。
3. LV 心肌组织的组织病理学变化：基线组 LV 心肌细胞排列规则，无明显炎症细胞浸润和纤维化。注射 ISO 后，LV 组织出现心肌细胞肥大、排列紊乱、炎症细胞浸润和明显纤维化，且 LV CSA 和 MF 程度从第 1 周开始增加，随疾病进展进一步显著上升。
4. 组织病理学变化与层特异性应变参数的相关性：MF 与 GLS_endo、GLS_mid、GLS_epi、GCS_endo、GCS_mid、ΔGLS 和 ΔGCS 有强相关性，与 GCS_epi有中度相关性；CSA 与多个层特异性应变参数也有强或中度相关性。
5. 重复性：层特异性应变参数的组内和组间观察者一致性良好，表明其具有良好的重复性和可靠性。

研究结论表明，层特异性应变可能是评估 MH 大鼠 LV 收缩功能和相关病理变化的早期、准确且有效的方法，在疾病过程中具有重要监测应用价值。纵向应变对 LV 收缩功能下降比圆周应变更敏感，内心肌应变能更早反映 LV 重塑和功能变化，圆周应变在一定程度上可指示疾病进展和严重程度。

这项研究意义重大，它首次在 MH 大鼠中分析不同疾病阶段的纵向和圆周分层应变，探索了心肌分层应变在评估早期 LV 局部功能障碍中的意义及其与病理组织学的关系。层特异性应变有助于检测左心局部收缩功能的早期亚临床变化，识别 MH 和 MF 的早期发作，提示疾病进展、病变严重程度和心脏功能的剧烈变化，为临床医生确定干预时机、治疗策略，评估治疗效果以及改善心血管风险分层提供了重要依据。不过，该研究也存在一些局限性，如仅使用一种疾病模型、样本量小、受大鼠心率影响图像质量、无法准确获取某些参数等，但这也为后续研究指明了方向。