慢性绵羊右心室衰竭与功能性三尖瓣反流模型

摘要

右心室衰竭和功能性三尖瓣反流与左侧心脏疾病及肺动脉高压相关，是导致患者发病和死亡的重要因素。建立研究右心室衰竭和功能性三尖瓣反流的慢性绵羊模型，将有助于理解其发病机制、疾病进展及可能的治疗方法。

摘要

与右心室功能障碍相关的重度功能性三尖瓣反流（FTR）的病理生理机制尚不明确，导致临床治疗效果欠佳。本研究旨在建立一种慢性绵羊FTR及右心衰竭模型，以探讨FTR的发生机制。20只成年雄性绵羊（6-12月龄，体重62 ± 7 kg）接受左侧开胸术并完成基线超声心动图检查。通过在主肺动脉（PA）周围放置并收紧肺动脉环缩带（PAB），使收缩期肺动脉压力（SPAP）至少增加一倍，从而诱导右心室（RV）压力超负荷及右心室扩张的征象。PAB使SPAP从21 ± 2 mmHg急性升高至62 ± 2 mmHg。动物术后随访8周，出现心力衰竭症状时使用利尿剂治疗，并通过监测性超声心动图评估胸腔和腹腔积液情况。随访期间有3只动物因卒中、出血和急性心力衰竭死亡。2个月后，行正中胸骨切开术及心外膜超声心动图检查。在存活的17只动物中，3只出现轻度三尖瓣反流，3只出现中度三尖瓣反流，11只出现重度三尖瓣反流。持续8周的肺动脉环缩可稳定建立一种表现为右心室功能障碍和显著功能性三尖瓣反流的慢性绵羊模型。该大型动物平台可用于进一步研究右心室衰竭及功能性三尖瓣反流的结构与分子基础。

引言

右心室衰竭（RVF）被认为是导致心脏病患者发病和死亡的重要因素。RVF最常见的病因是左侧心脏病和肺动脉高压¹。在RVF进展过程中，功能性三尖瓣反流（FTR）可能继发于右心室（RV）功能障碍、瓣环扩张以及瓣下结构重塑。中度至重度FTR是独立的死亡预测因子^2,3，据估计，约80%–90%的三尖瓣反流病例属于功能性病因⁴。FTR本身可能通过影响后负荷或前负荷而促进不良的心室重塑⁵。三尖瓣在历史上曾被称为“被遗忘的瓣膜”⁶，过去认为治疗左侧心脏病即可解决相关的右心室病变及FTR⁷。然而，近期数据表明这一策略存在缺陷，目前的临床指南主张对FTR采取更为积极的干预措施⁴。尽管如此，与右心室功能障碍相关的重度FTR的病理生理机制仍不明确，导致临床疗效欠佳⁸。目前可用的大型动物RVF模型主要基于压力负荷、容量负荷或混合性超负荷建立。我们此前曾报道过一种RVF和三尖瓣反流的大型动物模型，但仅限于急性状态下的研究⁹。

方案

本实验方案已获得密歇根州立大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准（方案编号 2020-035，批准日期为 2020 年 7 月 27 日）。本研究共使用 20 只成年雄性绵羊，体重为 62 ± 7 kg。

1. 术前步骤

1. 手术前 12 小时开始禁食动物（过夜）。
2. 将动物置于羊用固定椅中（图 1），准备使用长 11 Fr 导入鞘（鞘长度 = 10 cm）进行右侧颈静脉插管。
3. 使用电推剪在静脉置管部位（右侧颈部前侧，距中线约 10–15 cm 处）进行剃毛。
4. 将动物头部转向左侧，以暴露颈部右侧前部和侧部区域。定位颈静脉走行路径；为便于操作，可压迫颈部下端以使静脉充盈扩张。
5. 使用氯己定和酒精基消毒液清洁皮肤，并用 1% 利多卡因进行局部麻醉。
6. 按照以下步骤在颈部中上三分之一处进行颈静脉插管：
   1. 使用 11 号刀片垂直于静脉方向切开静脉上方皮肤。
   2. 用 14 G 血管套管针穿刺静脉；当穿刺成功（有血液自针头流出或可见血液）后，拔出针芯，保留套管，插入导丝，撤出套管，置入 11 Fr 导入鞘并固定。
   3. 通过回抽暗红色血液以及用生理盐水冲洗以确认导管通畅，并观察穿刺部位无肿胀，确保导管位置正确。
   ....

结果

在完成模型建立的实验方案（约8周）后，将动物重新送回手术室，接受胸骨正中切开术，并在心外膜和心内结构上植入声学测微晶体。该手术采用体外循环并在心脏跳动状态下进行，同时控制上下腔静脉，具体操作步骤此前已由本研究团队详细描述⁹。所有动物均顺利脱离体外循环，并在稳定的稳态血流动力学环境中成功获取了声学测微数据。

肺动脉束带术使收缩期肺动脉压（SPAP）从21 ± 2 mmHg急性升高至62 ± 9 mmHg（p = 0.001）。在随访期间，3只动物因卒中、出血和急性心力衰竭死亡。在存活的17只动物中，3只出现轻度三尖瓣反流（TR），3只出现中度TR，11只出现重度TR。随访结束后，TR平均分级（0–4级；0 = 无或极微量，1 = 轻度，2 = 中度，3 = 中重度，4 = 重度）从0.8 ± 0.4升高至3.2 ± 1.2（p = 0.0001）。表1中所示数据表明，在肺动脉束带术后8周出现了右心室功能衰竭的征象以及显著的三尖瓣反流，这与

讨论

在该模型中，通过8周的肺动脉束带缩窄，成功建立了稳定的慢性绵羊右心室功能障碍模型，并且在大多数情况下出现了显著的三尖瓣反流（FTR）。本研究所展示的慢性肺动脉束带（PAB）模型的优点包括术中可精确调节后负荷，尽管其对右心室（RV）反应的影响可能有所不同。该模型适用于评估不同程度的右心室衰竭或三尖瓣反流，其严重程度可通过肺动脉缩窄的程度进行调控。此外，与肺动脉高压模型不同，该模型在主肺动脉水平施加了固定且稳定的阻力，从而排除了肺血管床变化对后负荷的干扰¹¹。已有研究表明，通过肺动脉栓塞建立的绵羊肺动脉高压模型难以可预测地诱导右心室衰竭（RVF）¹⁴。然而，要充分收紧束带以达到预期程度（表型）的右心衰竭可能具有挑战性¹⁵，更不用说精确控制三尖瓣反流的分级。这一点在本研究中有所体现：所有动物均达到了相似的肺动脉峰值压力（62 ± 9 mmHg），但该压力值与三尖瓣反流或右心衰竭（RHF）均无相关性。这可能提示，在后负荷增加的情况下，应变右心室的重构反应存在生物学变异性。尽管如此，在大多数情况下，显著的.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Drager Narkomed MRI-2 麻醉机	Drager	4116091-001
血管导管	BD	BD382268	14GA×8.25cm
BD ChloraPrep 擦拭器 青绿色 26 ml 带无菌溶液的涂抹器
11号刀片	Bard-Parker	371111
布托啡诺	HIKMA
头孢唑林 1.0g	Hikma	0143-9924-90
丙泊酚 200mg/20ml	63323-0269-29	FRESENIUS KABI
Valleylab Force FX 电外科发生器	Valleylab	CF5L44233A
硫酸庆大霉素 40 mg/mL	Fresenius	406365
i-Stat 血气分析仪 MN 300	Abbott
盐酸利多卡因 1%	Pfizer	243243
Horizon Medium 开放式结扎夹施夹器	Teleflex	237061
PERMAHAND 丝线缝合线	PERMA HAND	SA 63H
Pinnacle 导引鞘	Terrumo	RSS102	鞘长度 10cm
普理灵 3-0	ETHICON	8684H
中号钛夹	Teleflex	2200
脐带绳	Ethicon	EFA 1165
VICRYL 2 薇乔缝线 未染色 涂层 1×54" TP-1	ETHICON	J 880T
薇乔缝线 2-0	ETHICON	J269H