肝素涂层支架植入术对冠心病患者血浆内皮素、丙二醛水平的影响及临床意义

心脏杂志 2000年第3期第12卷 论　著

作者：李妍　李志立　贾国良　郭文怡　李伟杰　李成祥　李媛　李伟　王小燕

单位：李妍（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）；李志立（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）；贾国良（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）；郭文怡（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）；李伟杰（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）；李成祥（第四军医大学西京医院心内科，陕西 西安 710032）

关键词：肝素涂层支架；内皮素；丙二醛；冠状动脉疾病

　　摘　要： 目的： 研究肝素涂层支架植入术对冠状及体循环中血浆内皮素(ET）和丙二醛(MDA)水平的影响。方法　选择冠心病患者30 例，随机植入普通无涂层支架(NCS）16例和肝素涂层支架(HCS）14例，于手术前后不同时间点，同时采集冠状静脉窦和外周肘静脉血检测血浆ET-1和MDA浓度。结果　①NCS组: ET-1水平在支架后即刻和支架后12 h呈现大小两个高峰，MDA水平在支架后5 min达高峰(P＜0.01)；②HCS组: ET-1水平在支架后5 min，10 min和12 h明显低于同时间点NCS组水平(P值分别＜0.05,＜0.01和＜0.05)，MDA水平于支架后5min至术后1 d均明显低于NCS组(均P＜0.05)。 结论　HCS可降低术后ET-1和MDA水平，这可能对支架植入术后防止急性血管痉挛和(亚)急性血栓形成的发生有一定保护作用。

　　中图分类号：Q952.1　　　文献标识码：A

　　文章编号：1005-3271(2000)03-0205-04

Effects of the heparin-coated Wiktor-I stent on the plasma endothelin-1 and malonaldehyde concentrations in patients with coronary artery diseases and clinical significance

LI Yan, LI Zhi-li, JIA Guo-liang，GUO Wen-yi,LI Wei-jie,LI Cheng-xiang,LI Yuan,LI wei,WANG Xiao-yan

　　（Department of Cardiology, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xi'an 710032,Shaanxi,China）

　　abstract： The purpose of our study was to investigate the effects of heparin-coated Wiktor-I stent on the concentrations of plasma endothelin-1(ET-1) and malondialdehyde (MDA). Non-coated stent(NCS)(n=16) and heparin-coated stent(HCS) (n=14) were randomly implanted into 30 patients with coronary artery diseases. Circulating ET-1 and MDA levels were measured in both groups of patients at the paired sampling sites: the coronary sinus and peripheral vein. Results were as follows: 1. NCS group: plasma ET-1 concentration exhibited two peaks immediately and 12 h after the implant, MDA level reached the peak 5 min after the implant (P＜0.01); 2. HCS group: ET-1 level was decreased dramatically compared with that in NCS group 5 min, 10 min and 12 hours after the implant (P＜0.05,P＜0.01 and P＜0.05, respectively), and the same with MDA level from 5min to 1d after the implant(all P＜0.05). It can be concluded that HCS can decrease post-stent ET-1 and MDA level, so it can be inferred that HCS is helpful in preventing post-stent acute vasospasm and (sub)acute thrombosis.

　　Key words： heparin-coated stent; endothelin-1; malonaldehy； coronary disease

　　冠状动脉内支架植入术后血管活性物质激活及缺血再灌注损伤与术后发生的血管舒缩功能障碍、急性血管闭塞和远期再狭窄等并发症有密切关系。新近出现的肝素涂层支架(HCS)具有生物相容性好，适应性强等优点，动物实验和临床验证表明，在降低血栓形成和心梗、猝死、急诊冠脉旁路移植术等急性事件的发生方面有一定效果^［1］，本研究通过对HCS和普通无涂层支架(NCS)植入术前后血浆内皮素(ET)、丙二醛(MDA)水平变化的比较，力图探讨HCS降低术后并发症的可能机制，为其临床应用提供理论依据。

　　1　对象与方法

　　1.1　研究对象　选择1998-02～1998-12月间住院行经皮冠状动脉成形术及即刻支架安放术(PTCA&S)的冠心病患者30例，男性26例，女性4例，年龄39～70岁，平均54.3±8.6岁。经冠状动脉造影(CAG)证实狭窄程度以直径法表示，至少有一处病变大于或等于75%，纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级Ⅱ～Ⅲ级，可耐受PTCA及支架手术。排除高血压、糖尿病、肝肾功能不全及血液系统疾病。

　　1.2　分组　 所有患者按照入院先后顺序随机编为两组。

　　1.2.1　普通无涂层金属支架(Non-Coated Stents, NCS)组: 16例，男性14例，女性2例，年龄39～70岁，平均55.0±9.9岁。其中不稳定型心绞痛(UAP) 9例，急性心肌梗死(AMI) 7例，有心梗病史者 9例。单支病变8例，双支病变4例，三支病变4例。行扩张及支架安放处的病变类型A型8例，B型6例，C型2例。平均狭窄程度(直径法)(88.6±14.4)%，狭窄部位左前降支(LAD)11例，左回旋支(LCX)3例，右冠状动脉(RCA)2例。PTCA扩张次数3.4±2.3次，总时间105.9±70.2 s，最大压力11.1±2.5 atm(1 atm=101.325 kPa)，球囊大小（2.4±0.6）mm×(22.4±7.9)mm。支架扩张次数1.3±0.8次，总时间28.4±12.1 s，最大压力13.6±1.7 atm，支架大小(3.1±0.3)mm×(22.6±10.3)mm。

　　1.2.2　肝素涂层支架(Heparin-Coated Stent, HCS)组：14例，男性11例,女性3例，年龄40～67岁，平均53.6±5.1岁。其中UAP 6例，AMI 8例，有心梗病史者5例。单支病变7例，双支病变6例,三支病变1例。行扩张及支架安放处的病变类型为A型8例，B型4例，C型2例，平均狭窄程度(92.2±3.6)%,病变部位LAD 9例，LCX 2例，RCA 3例。PTCA扩张次数3.9±2.2次，总时间114.9±69.1 s，最大压力12.2±4.1 atm,球囊大小(2.6±0.7)mm×(22.9±7.7)mm。支架扩张次数1.4±0.7次，总时间33.3±35.3 s，最大压力13.0±3.3 atm。支架大小(3.1±0.3)mm×(23.8±5.7)mm。

　　两组患者在性别、年龄、疾病类型、病变类型、严重程度、PTCA及支架情况等临床资料方面在统计学上均无差异。

　　1.3　方法

　　1.3.1　手术方法　按常规方法行 CAG和PTCA术，据PTCA后造影结果决定植入支架，从第一次球囊扩张至支架安放开始，平均时间7.3±1.5 min(6.5～12.0 min)。支架术成功标准：CAG显示术后残留狭窄小于50%，TIMI血流Ⅲ级以上，不伴有急性心梗、死亡、急诊冠状动脉旁路移植术等；或多支病变，关键性狭窄成功扩张而达到部分血运重建，伴症状明显改善。

　　1.3.2　血样采集　分别于PTCA前，PTCA后5 min，支架安放后即刻，支架安放后5，10 min 同时采集冠状静脉窦和外周静脉血，将开始的1 ml血弃去，然后采血6 ml。于术后12 h，1，3，7 d 继续采外周肘静脉血。分别将血样3 ml缓慢注入含有10%EDTA二钠30 μl和抑肽酶40 μl和含有3.8%枸橼酸钠的2支预冷试管中,混匀。4℃下3000 r/min离心10 min分离血浆，-20℃低温冷冻待测。

　　1.3.3　指标测定　ET-1 测定采用非平衡放射免疫分析法，试剂盒购自北京东亚免疫技术研究所。MDA测定采用Tanizawa^［2］ 的硫代巴比妥酸 (TBA)法，其原理是MDA与TBA结合生成紫红色产物，测定其吸光度计算出MDA含量。

　　1.3.4　统计学分析　采用Microsoft Excel 软件进行数据处理。实验结果以均数加减标准差(±s)表示,支架安放前后不同时间点比较采用方差分析，两组同一时间点比较采用配对资料的t检验，P＜0.05有统计学差异，P＜0.01有显著差异。

　　2　结果

　　2.1　普通无涂层金属支架(NCS)和肝素涂层支架(HCS)植入术前后血浆ET- 1水平的变化 　从表1 可以看出，NCS和HCS两组冠状静脉窦(Cs)血中ET-1水平均在支架安放后即刻达到峰值(与术前比均p＜0.01)，但随着时间的推移，HCS组在支架后5，10 min明显低于同一时间NCS组水平(P＜0.05和P＜0.01)。表2显示外周静脉 (Pv) 血中两组ET-1水平整体低于Cs，并呈现大小两个高峰，但HCS组ET-1的变化趋势与Cs中一致，不仅在支架后5,10 min，而且在12 h ET-1水平的第二个高峰时也明显低于NCS组(P＜0.05，P＜0.01和P＜0.05)。支架后1 d～7 d虽然也低于NCS组，但无统计学差异。

　　2.2　NCS和HCS 安放术前后血浆MDA水平的变化 　从表1 可以看出，两组MDA水平在支架安放后即刻均有升高，Cs中NCS组MDA水平支架后5 min达高峰(P＜0.01)，而HCS组不再上升，开始明显低于NCS组(P＜0.05)。表2显示Pv血中NCS组MDA的峰值水平出现晚于Cs，延迟至支架后10 min，HCS组MDA变化与Cs中一致，于支架后5 min 至术后1d，持续低于NCS组(均P＜0.05), 术后1，3，7d甚至较术前降低，提示可能有保护作用。

表1　HCS和 NCS植入术前后冠状静脉窦血浆ET-1及MDA的变化(n₁=16,n₂=14)

　　与PTCA前比，^aP＜0.05,^bP＜0.01;与NCS组比，^cP＜0.05,^dP＜0.01.

表2　HCS和 NCS植入术前后外周静脉血浆ET-1及MDA的变化(n₁=16,n₂=14)

　　与术前比,^a P＜0.05,^bP＜0.01； 与NCS组比,^cP＜0.05,^dP＜0.01。

　　3　讨论

　　肝素涂层支架属于药物洗脱性(drug-eluting)多聚物涂层支架。基本构造是在金属支架表面涂以数层多聚物，其间多以硫酸葡聚糖连接，在最外层多聚物上共价结合肝素分子片段，而肝素分子片段的另一端伸入血流，保留抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)活性^［3］。因此在支架达到病变部位的同时，肝素也到达病变处，提高了局部药物浓度，实现针对性更强的治疗。有报道HCS在降低亚急性血栓形成方面有一定效果，但HCS对ET-1及MDA的影响尚未见报道。

　　本研究结果显示，NCS植入术后,ET-1释放存在两个高峰，这可能是PTCA球囊扩张及支架安放过程中机械性压力与牵拉，造成细胞内贮存ET-1颗粒的快速释放及数小时后原位合成的ET-1释放^［4］。术中短暂缺血-再灌注过程(I/R)可促进血浆中大量存在的前体物质(bigET-1),在白细胞中性内切酶作用下转化为ET-1^［5］，另外术后凝血系统激活，凝血酶形成，是ET-1释放的强有力的刺激物。

　　与NCS组相比，HCS植入后ET-1水平也呈现两个高峰，体现了支架安放的影响，但在支架后5，10 min和术后12 h，HCS显著降低 ET-1水平 ，说明局部释放的肝素是ET-1快速释放和原位合成的强有力的抑制物。研究发现内源性肝素缺乏导致约半数的动脉粥样硬化(AS)形成，肝素支架在冠状动脉发生病变的局部释放肝素起到补充内源性肝素的作用。肝素主要通过以下途径抑制ET-1： ①抗十因子(Xa)和血小板四因子(PF₄) 活性；②通过抑制vW因子(vWF)而显示出强大的抑制凝血酶形成和血小板激活作用^［6］；③诱导一氧化氮的合成，实现对ET-1的抑制^［7］；④抑制ET-1的起动子部位激动蛋白-1(AP-1)结合位点，调节ET-1转录。此外,肝素还可以阻断ET-1的受体后效应，如阻断ET-1引起的细胞内三磷酸肌醇(IP3)增加、丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)激活及原癌基因c-fos表达等^［8,9］。

　　本研究结果显示，NCS植入术后MDA显著上升，反映出活性氧介质(Reactive Oxygen Species, ROS)短期内大量生成, 发生强烈的脂质过氧化反应。ROS及MDA均可引起细胞毒性，ROS可引起EC产生的一氧化氮合酶活性降低，导致内皮依赖性舒张障碍^［10］ ，ROS还促进ET-1释放和表达，加重血管痉挛^［11］。HCS组与NCS组相比，显著降低支架后5 min至术后一天的MDA水平，术后1，3，7 d甚至较术前明显降低，显示出肝素抑制ROS生成。Hu等^［12］ 发现肝素可保护内皮细胞免受ROS的损伤，阻止细胞内LDH外渗。其抗ROS损伤作用可能与促进SOD从细胞表面释放有关,也可能与结合产生OH^-所必需的金属离子，抑制OH^-产生有关。肝素还可以通过抑制黄嘌呤氧化酶来抑制ROS 生成 。有报道ET-1与ROS相互促进，形成正反馈环路，而肝素对两者均有抑制作用，可阻断这一环路。

　　综上所述，HCS可显著降低支架后激活的ET-1的释放与合成, 减少活性氧介质生成。因此，HCS可能在防止术后急性血管痉挛，(亚)急性血栓形成有一定保护作用。对远期再狭窄的影响，尚需进一步研究。

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(收稿 1999-06-22　修回 1999-12-07)