石向欣，贺玉晓，赵跃华，张韫欢，张敏秀，王占启

(1.河北大学医学院，河北 保定 071000； 2.河北大学附属医院心内科，河北 保定 071000)

全球每年有140多万急性冠状动脉综合征患者，其中ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)是主要的致死原因，占急性冠状动脉综合征的近1/3[1]。经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention，PCI)可迅速恢复心肌血流灌注，但STEMI患者的病死率仍较高，由此带来的心肌缺血再灌注损伤占最终心肌梗死面积的50%[2-3]。Murry等[4]首次发现缺血预适应，即心肌缺血前多次短暂的缺血再灌注可保护心脏免受随后持续性的缺血性损伤。Zhao等[5]发现，缺血后适应在心肌缺血后再灌注前，对心脏进行短周期的再灌注/再阻断，可减少心肌梗死范围、减轻心肌细胞水肿，从而改善心功能。Kerendi等[6]首次报道了远程缺血后适应具有心肌保护作用。远程缺血后适应是一种机械心脏保护策略，由短期间歇性血压袖带的充气和放气引起肢体的缺血和再灌注[7]。远程缺血后适应对STEMI患者的保护作用，已在临床试验中通过评估心肌酶水平和左心室功能得到证实，并进行了系统评价，为心肌缺血再灌注损伤的防治提供了新的策略[8-9]。现对远程缺血后适应的心肌保护机制和临床应用进展予以综述。

1 远程缺血后适应的心肌保护机制

远程缺血后适应对心肌的潜在性保护机制尚不明确，目前存在神经反射机制和体液机制两种假说，同时也存在两者的共同作用。随着研究的不断深入，一些小分子和各种信号通路的发现使两种假说得以丰富。

1.1体液机制 远程缺血后适应的体液机制假说认为，缺血刺激可以产生能够进入循环并对心肌发挥保护作用的物质。Dickson等[10]通过家兔交叉配型血液样品的配对实验发现，预处理组心肌梗死面积占风险区域缺血再灌注损伤的百分比较对照组显著降低，并可减少77%的心肌梗死面积，可见缺血预适应可通过全血输注转移到非预处理动物，故认为缺血预适应可能通过影响血液循环内活性物质浓度实现对靶器官的保护作用，从而提出缺血预适应的体液机制。Shimizu等[11]研究发现，制备的远程预处理兔和人类心脏透析液的体液机制有关。远程缺血后适应期间，人类获得的血浆透析液可保护远程预处理兔，表明体液物质具有跨物种效应；此外，远程预处理兔血浆中可转移疏水性15 kDa心脏保护因子具有耐冷冻、耐解冻和耐变性，但是否为体液调节因子仍不确定。远端组织产生内源性物质(如腺苷、缓激肽、阿片类药物、降钙素基因相关肽和内源性大麻素)的研究调查发现，缺血预处理介质可进入血流并激活心肌中的相应受体，从而募集各种非细胞途径的心脏保护作用，但负责缺血预处理的体液因子仍不清楚，需要进一步研究[12-13]。Biennial Hatter心血管工作组会议提出，最有前景且具有实验证据的心肌保护因子是基质衍生因子1α(stromal derived factor 1α，SDF-1α)、一氧化氮和miR-144，对肢体实施远程缺血后适应后，以上3种物质在血浆中的浓度显著升高，且阻断这些因子可去除远程缺血后适应的心肌保护作用[14]。心肌保护因子主要通过作用于再灌注损伤挽救激酶和生存活化因子增强通路，进而影响缺血再灌注损伤的线粒体通透性转换孔和线粒体ATP敏感性钾通道，实现对心肌的保护作用。

1.1.1SDF-1α SDF-1α是CXC趋化因子家族的一种细胞因子，分子量为8 000，是由89个氨基酸构成的多肽蛋白，具有多种生物活性。研究显示，SDF-1α在心肌梗死后干细胞归巢、增殖、心肌细胞修复、再生和左心室重构方面起重要作用。有研究证实，SDF-1α通过与CXC趋化因子受体4结合，作用于心肌梗死后的缺血区域，促进细胞修复，减轻缺血再灌注损伤并改善左心室收缩功能。有研究证实，SDF-1α的CXC趋化因子受体4反射通过G蛋白α1依赖途径来激活磷脂酰肌醇-3-激酶、促分裂原活化的蛋白激酶、蛋白激酶C和Janus激酶/信号转导及转录激活因子信号转导途径，从而调整再灌注损伤挽救激酶通路；此外，Janus激酶/信号转导及转录激活因子信号转导途径可启动生存活化因子增强通路，从而实现对细胞的保护作用[15]。

1.1.2一氧化氮 一氧化氮被认为是心肌保护作用机制的重要内源性触发点，在远程缺血后适应中起重要的介质作用。有研究显示，一氧化氮可减轻心肌缺血再灌注损伤，在缺血再灌注兔模型中应用一氧化氮合酶抑制剂，可加剧心肌细胞凋亡[16]。另有研究显示，内源性一氧化氮在缺血再灌注损伤中起组织保护作用[17]。关于急性心肌梗死中亚硝酸盐的研究显示，应用硝酸盐提供一氧化氮不能减少心肌梗死面积[18]。远程缺血后适应可产生内源性一氧化氮，注射一氧化氮合酶抑制剂后，远程缺血后适应的作用消失[19]。一氧化氮可激活环鸟苷酸、蛋白激酶G、蛋白激酶C等多种蛋白激酶，并作用于再灌注损伤挽救激酶和生存活化因子增强通路，实现对心肌的保护作用。缺血后适应中，缓激肽通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/内皮型一氧化氮合酶信号通路释放一氧化氮，调节氧化还原状态发挥心脏保护作用。缓激肽及其B2受体在远程缺血后处理期间的心脏保护作用与B2受体介导的神经源性途径的激活和B2受体的内化以及激活细胞内细胞保护性转导途径信号体的形成有关。目前，应用外源性一氧化氮的临床研究结果并不理想，一氧化氮作为远程缺血后适应的潜在心肌保护物质的作用机制尚在进一步研究中。

1.1.3miR-144 miRNAs是微小非编码功能性RNA序列，主要参与基因的转录抑制。miRNA在缺血再灌注损伤中的修饰和心肌梗死后重塑中起作用[20]。此外，远程缺血后适应和miR-144 均诱导类似自噬的信号模式，通过远程缺血后适应和静脉内注射miR-144可显著减少急性缺血再灌注损伤模型中的心肌梗死面积[13,21]。采用miR-144全身治疗可增加蛋白激酶B、糖原合成酶激酶和p44/42促分裂原活化的蛋白激酶的磷酸化。磷酸化的雷帕霉素靶蛋白水平降低且自噬信号增强。Li等[22]对小鼠的miRNA微阵列研究发现，与远程缺血后适应相关的心脏保护作用可被miR-144抑制剂消除，虽然血浆微粒(50～400 nm)数量或其miR-144含量没有变化，但外泌体沉淀中miR-144前体增加4倍，并且观察到miR-144的水平在外泌体贫乏的血清中显著增加，miR-144携带蛋白(argonaute-2)的水平增加，表明缺血预处理可增加miR-144，miR-144的全身释放在缺血预处理诱导的心脏保护中起关键作用，从而降低小鼠心脏的再灌注损伤水平，且血浆miR-144可能潜在地充当缺血预处理有效的生物标志物[22]。

1.2神经反射机制 除体液机制外，神经机制在远程缺血后适应心肌保护中也起重要作用。应用神经阻滞剂、切断神经通路可消除远程缺血后适应的保护作用[23]。目前认为，迷走神经可保护心脏、减轻缺血再灌注损伤。Donato等[24]对实验兔的研究发现，切断兔迷走神经可以废除肢体远程缺血后适应，减少心肌梗死面积，而激活迷走神经则可复制远程缺血后适应的心肌保护作用。基础研究证实，实施远程缺血后适应后，远程器官需要激活辣椒素受体实现其保护机制，辣椒素受体在感觉传入神经纤维普遍存在，但其神经传导通路和具体组分尚不清楚[25]。

2 远程缺血后适应的临床应用

心肌缺血预处理的保护作用可分为急性期效应和延迟期效应两个阶段,急性期效应阶段缺血预适应的实施可立即引起强烈的心肌保护，但持续时间极短，仅为1～2 h，限制了其在临床的应用；延迟期效应在24 h后开始，持续12～24 h，保护强度较急性期效应阶段稍弱，但能保护心脏免受心肌梗死的影响，还能降低心肌功能障碍。Yang等[29]发现，再灌注后10 min行远程缺血后适应将不出现心肌保护作用，且增加其缺血再灌注循环的次数，保护作用增加并不明显。缺血预适应能减少心肌梗死面积，保护血管内皮，挽救心肌细胞。但临床急性心肌梗死不能提前预知，可操作性差。缺血预适应在一些冠状动脉球囊血管成形术和冠状动脉旁路移植手术中有一些应用，但应用时机和由此带来的创伤、风险限制了其临床应用，而远程缺血后适应更具现实意义。

Staat等[30]首次将缺血后适应成功应用于临床，将30例符合标准的STEMI患者随机分为远程缺血后适应组和对照组，将远程缺血后适应组患者冠状血管成形术气囊立即拉到支架的上游并充气至低压(4～6 atm)60 s，然后放气60 s，循环重复4次,从而阻断梗死相关冠状动脉的心肌再灌注，梗死面积的决定因素(缺血时间、危险区域的大小和侧支血流)在两组间相当。与对照组相比，远程缺血后适应组72 h内肌酸激酶曲线下面积减少36%，心肌灌注分级心肌再灌注的标志物远程缺血后适应组显著增加，证实人类存在心肌缺血再灌注损伤，还发现在接受PCI治疗的STEMI患者中，心肌缺血再灌注损伤相关心肌梗死可能占最终心肌梗死的40%。Brevoord等[31]对纳入23项临床研究的Meta分析发现，紧急冠状动脉介入治疗的STEMI通过远程缺血后适应可减少主要不良心血管事件(再发心肌梗死、脑卒中、充血性心力衰竭等)的发生或可降低缺血事件病死率。远程缺血后适应还可以降低围术期心肌梗死的发生率和肌钙蛋白的释放。Pei等[32]纳入11项研究2 301例患者的荟萃分析表明，缺血预处理可通过降低择期PCI患者心肌梗死的患病率来提供心脏保护。临床观察发现，择期PCI治疗后，心肌损伤标志物、心肌肌钙蛋白I和肌酸激酶同工酶水平的升高与不良远期预后有关[33]。Niu等[34]的荟萃分析发现，缺血预处理能降低PCI术后心肌损伤标志物，STEMI患者的这种保护作用更为明显，而选择性PCI患者的远程缺血后适应不能减少心肌损伤标志物，表明缺血预处理在选择性PCI后12 h和24 h无法降低心肌肌钙蛋白I的浓度。另一项纳入200例选择性PCI患者的随机对照试验发现，观察组随机接受缺血后处理(上肢血压袖带进行3次5 min的充气/放气循环)，术后胸痛评分和心电图ST段回落、心肌肌钙蛋白I、肌酸激酶和肌酸激酶同工酶24 h中位数以及6个月不良事件发生率均较对照组偏低，表明远程缺血后适应对PCI患者有心肌保护作用，将观察组进行4次5 min缺血再灌注周期循环发现，观察组心肌挽救指数较对照组高(通过心肌磁共振评估梗死面积和微血管阻塞)，但6个月随访时，临床终点无差异[35-36]。Le Page等[37]对53篇文章进行系统回顾和荟萃分析发现，远程缺血后适应与心脏标志物的减少、长期发病率降低和心肌缺血再灌注损伤死亡风险的显著降低相关，但这一结论不能应用于急性心肌梗死患者。

急性心肌梗死患病率逐年增加，急诊PCI是主要治疗手段。目前，远程缺血后适应对急性心肌梗死患者PCI术后心肌保护的研究有限，仍存在争议和矛盾。Lønborg等[38]关于远程缺血后适应对急性心肌梗死患者再灌注损伤保护作用的研究发现，观察组与对照组的肌钙蛋白T和左心室射血分数均无明显差别。Sörensson等[39]的研究发现，观察组和对照组的肌酸激酶同工酶在48 h内曲线下面积数值、肌钙蛋白T以及通过心脏磁共振成像记录的心肌梗死术后 7～9 d心肌挽救等方面差异无统计学意义。造成研究结论不一致的原因可能是：①合并症。糖尿病、高血压、年龄和血脂异常等可能会减弱远程缺血后适应的疗效，仍需要远程缺血后适应的大型多中心随机临床试验的支持[40]。②缺血时间。目前，不能确定STEMI患者中短时间(<3 h)远程缺血后适应和长时间(>3 h)远程缺血后适应的有效性差别，故尚不能确定致死性心肌再灌注损伤程度随缺血时间延长的变化情况。有文献报道，大鼠心肌梗死模型中远程缺血后适应的短暂缺血(15～20 min)是有害的，仅在较长缺血时间(45～60 min)后才具有保护作用[41]。③心肌梗死相关冠状动脉内溶栓后血流。远程缺血后适应对无自发心肌再灌注的STEMI患者至关重要(即在直接冠状动脉介入治疗时梗死相关动脉造影中，心肌梗死相关冠状动脉内溶栓后血流量应为0级)。据统计，25%～30%接受直接冠状动脉介入治疗的患者在冠状动脉造影前可能已经发生自发性溶解[42]。④冠状动脉侧支化。STEMI患者在冠状动脉造影时已经形成冠状动脉侧支，可能会稀释远程缺血后适应的作用。但功能性侧支血管的发展可能需要时间，远程缺血后适应效果几乎是立即的，因此冠状动脉侧支化并不会影响远程缺血后适应的作用[7]。⑤危险区域(area at risk，AAR)。抢救时测量心肌梗死AAR是必要的，用于区别远程缺血后适应组和观察组患者间AAR的大小。对远程缺血后适应和其他再灌注治疗策略的临床研究表明，AAR>30%左心室的STEMI患者从远程缺血后适应获益的可能性亦较大；AAR<20%左心室的患者从PCI的心脏保护干预中获益的可能性较小[38]。近端左前降支闭塞和一些较大右冠状动脉闭塞患者最可能出现AAR>30%的左心室，一般被选入远程缺血后适应组。

3 问题与展望

远程缺血后适应在STEMI患者中具有心脏保护作用，但仍面临许多问题亟待解决。研究证实，不同动物模型的不同远程缺血后适应(循环时间或循环次数不同)对缺血器官均具有保护作用，最有效的循环次数、缺血时间/再灌注时间目前仍不清楚，但缺血后适应实施的时间对其发挥保护作用非常关键,仍需进一步深入研究[43]。比较上肢和下肢远程缺血后适应的研究发现，上肢远程缺血后适应对心肌梗死的保护有统计学意义，而下肢远程缺血后适应不能有效降低心肌梗死的发生率。肢体远程缺血后适应的临床研究存在较大的异质性程序，仅使用5 min的缺血再灌注周期，远程缺血后适应的强度可能导致结果的变化,表明远程肢体缺血强度与保护作用密切相关[44]。上肢和下肢之间远程缺血后适应的不同机制尚不清楚。目前，用来评估上肢与下肢远程缺血后适应区别的研究有限，这两种类型的远程缺血后适应研究将有助于确定其心脏保护能力。

远程缺血后适应可显著减少心肌梗死面积，减少主要不良事件的发生，但临床结果不确定，急诊PCI仍需大量研究证实远程缺血后适应的保护作用。远程缺血后适应作为一种非侵入性的、新兴的预防急性心肌梗死缺血再灌注损伤有前景的PCI辅助治疗策略，对于优化PCI过程具有重要意义。在广泛临床应用前，还需要进行更多、更高质量的研究以确定最有效的循环次数、阻断时间和再灌注时间。远程缺血后适应潜在的心脏保护机制还需要更多的多中心临床试验的阐明。