《Journal of the American Heart Association》:Left Bundle Branch Area Pacing Improves Atrial Function and Reverses Atrial Remodeling in Dyssynchrony Heart Failure Model
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摘要翻译:
**背景**:左束支区域起搏(left bundle branch area pacing, LBBAP)可能减少新发心房颤动(atrial fibrillation, AF),然而其机制以及左束支起搏(left bundle branch pa
摘要翻译:
**背景**:左束支区域起搏(left bundle branch area pacing, LBBAP)可能减少新发心房颤动(atrial fibrillation, AF),然而其机制以及左束支起搏(left bundle branch pacing, LBBP)与左心室间隔部起搏(left ventricular septal pacing, LVSP)在心房逆重构效果上的差异尚未阐明。研究人员旨在利用快速起搏诱导的失同步心力衰竭(dyssynchronous heart failure, DHF)犬模型,研究LBBP与LVSP对心房逆重构的作用。
**方法**:26只比格犬接受为期6周的实验方案,分为:对照组(n=4)、快速心房起搏(atrial pacing, AP)组(n=4)、DHF组(n=6)、DHF+LBBP组与DHF+LVSP组(先进行3周DHF,随后分别接受3周LBBP或LVSP,每组n=6)。动态评估心房排空分数、功能与电生理参数,并在组织样本中分析心房纤维化。
**结果**:与基线相比,3周DHF导致心房容积增加,右心房(right atrium, RA)与左心房(left atrium, LA)排空分数及应变显著降低。随后3周LBBP显著提高排空分数与应变。第6周时,DHF+LBBP组的P波时限(P-wave duration, PWD)较DHF组缩短。心房颤动仅在DHF动物中可被诱发。与DHF组相比,DHF+LBBP组左心耳胶原蛋白I/III、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)沉积水平及纤维化程度较低。LBBP将心房结构与电学参数逆转至快速心房起搏动物水平,LVSP虽较DHF组有所改善,但未能将这些参数恢复正常至快速心房起搏动物水平。
**结论**:在DHF模型中,LBBP显著逆转DHF诱导的心房功能性、细胞性及分子性重构,而LVSP仅带来较小的改善。该发现可能解释LBBP术后新发心房颤动减少的机制。
论文解读文章:
**研究背景与现存问题**
左束支传导阻滞(left bundle branch block, LBBB)可诱导左心室电学与机械不同步,进而导致心肌功能与结构改变,并可能进展为失同步心力衰竭(dyssynchronous heart failure, DHF)。心力衰竭(heart failure, HF)是新发心房颤动(atrial fibrillation, AF)的独立危险因素,DHF患者AF发生风险显著升高。既往研究提示,心脏再同步治疗(cardiac resynchronization therapy, CRT)通过双心室起搏(biventricular pacing, BiVP)改善心室功能后可降低AF风险,但心房重构在LBBB诱导DHF中的具体过程尚未被完整描述。左束支区域起搏(left bundle branch area pacing, LBBAP)作为新兴的生理性起搏技术,包含左束支起搏(left bundle branch pacing, LBBP)与左心室间隔部起搏(left ventricular septal pacing, LVSP)两种模式。临床观察显示LBBAP较右心室起搏甚至BiVP可降低新发AF风险,但其潜在机制尚未阐明。研究人员推测LBBAP可能通过逆转心房功能与结构重构发挥抗心房纤维化效应,且因LBBP较LVSP能提供更好的机械同步性与血流动力学改善,LBBP的抗心房纤维化效果可能优于LVSP。
**研究内容与结论**
研究人员采用快速心房起搏(atrial pacing, AP)叠加LBBB诱导的DHF犬模型,系统评估了LBBP与LVSP对心房逆重构的作用。研究纳入26只比格犬,分为5组:对照组(n=4)、快速AP组(n=4)、DHF组(n=6)、DHF+LBBP组(n=6)与DHF+LVSP组(n=6)。结果显示,3周DHF即显著增加心房容积并降低心房排空分数与应变;而快速AP单独作用并未引起明显心房重构,提示心室失同步在心房重构中起关键作用。后续3周LBBP显著提高心房排空分数与应变,而LVSP仅带来有限改善。第6周时DHF+LBBP组P波时限显著短于DHF组,且在DHF+LBBP、DHF+LVSP及快速AP组中AF均不可诱发,而DHF组中半数动物可诱发AF。组织学与分子水平检测显示,LBBP显著降低心房纤维化面积及胶原蛋白I/III、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)沉积,并上调缝隙连接蛋白Cx40/Cx43表达,而LVSP的改善程度较为有限。三维电解剖标测显示DHF+LBBP组心房低电压区面积远小于DHF组。上述结果表明,LBBP能够将DHF诱导的心房功能、细胞及分子重构逆转至接近快速心房起搏(无LBBB)动物的水平,LVSP虽可部分改善但未能完全逆转。该研究首次在DHF模型中详细表征了生理性起搏对心房逆重构的获益,为早期再同步治疗可能减轻新发AF心房底物提供了机制性证据。
**关键技术方法**
研究人员运用了以下主要技术方法:①经胸超声心动图(transthoracic echocardiography)动态评估心房容积、排空分数及心房应变(包括储库期应变与收缩期应变);②心房电生理检查,测量P波时限(P-wave duration, PWD)并采用burst刺激方案评估AF诱发性;③三维电解剖标测(CARTO3系统)评估心房低电压区分布;④Masson三色染色与天狼星红染色(Picrosirius red staining)定量分析心房纤维化程度;⑤免疫印迹法(immunoblotting)检测心房组织胶原蛋白I/III、α-SMA及缝隙连接蛋白Cx40/Cx43表达水平。
**研究结果分述**
**DHF导致不良心房重构**:第0至3周期间,DHF三组(DHF、DHF+LBBP、DHF+LVSP)动物心房容积显著增加,心房排空分数与应变均显著下降。LAEF由平均72%降至49%,RAEF由71%降至43%;LASr由45%降至22%,RASr由37%降至14%;LASct由?35%降至?14%,RASct由?23%降至?9%。第3周时DHF组心房功能参数显著差于快速AP组,提示心室失同步而非心房快速起搏本身是心房重构的主要驱动因素。
**LBBP与LVSP逆转心房结构重构**:第3至6周期间,LBBP显著提高LAEF与RAEF(ΔLAEF:9.3±2.2%;ΔRAEF:12.3±1.4%),而未经治疗的DHF组上述参数持续恶化(ΔLAEF:?20.0±2.1%;ΔRAEF:?20.0±2.5%)。LVSP组的改善程度介于DHF与LBBP组之间(ΔLAEF:1.5±2.3%;ΔRAEF:4.0±3.2%)。LBBP组左心房容积缩小幅度显著大于LVSP组。第6周时,LBBP组心房应变参数与快速AP组无显著差异,而LVSP组部分应变参数仍偏低。
**LBBP与LVSP逆转心房电重构**:DHF组PWD由基线50.3±1.6 ms显著延长至第6周61.2±1.0 ms,而DHF+LBBP组与DHF+LVSP组第6周PWD均显著短于DHF组(分别为50.5±0.7 ms与52.3±0.8 ms),其中LBBP组PWD与快速AP组相近。第6周三维标测显示DHF+LBBP组心房低电压区面积约为2%,远小于DHF组的8%。AF仅在DHF组中可诱发(3/6),LBBP、LVSP及快速AP组均未诱发AF。
**组织病理学变化**:Masson三色染色与天狼星红染色显示,DHF+LBBP组左、右心房纤维化面积显著低于DHF组,DHF+LVSP组纤维化程度介于两者之间。
**分子水平变化**:免疫印迹结果显示,DHF组左心房组织胶原蛋白I与α-SMA表达较对照组显著升高;LBBP显著降低α-SMA与胶原蛋白I表达,同时上调Cx40与Cx43表达。LVSP对上述分子指标的改善未达显著水平。右心房组织的分子指标在各组间无显著差异。
**讨论与结论总结**
讨论部分指出,心室失同步通过延长心室等容收缩/舒张时间、升高左心室舒张末期压力并增加心房压力与牵张,导致心房电学与功能重构。LBBP通过捕获传导系统实现更优的机械再同步与血流动力学恢复,较LVSP更有效地降低左心房压力与室壁牵张,从而抑制促纤维化信号通路。该研究揭示的“再同步程度依赖性”心房逆重构效应,可能解释临床观察到的生理性起搏降低AF发生率的现象。研究结论为:在犬模型中,快速AP叠加LBBB诱导的DHF显著损害心房功能并加重心房纤维化;LBBP能将DHF诱导的心房重构逆转至与无LBBB的快速心房起搏动物难以区分水平;与LVSP相比,LBBP在心房功能与结构重构方面带来更大改善。该发现为早期再同步治疗减轻新发AF心房底物提供了机制性证据,提示在AF高危或严重心房重构患者中,实现LBBP可能优于LVSP。