定量评估比格犬放射性心脏病的斑点追踪超声心动图研究

《BMC Cardiovascular Disorders》：Quantitative evaluation of radiation-induced heart disease in beagle dogs by speckle tracking echocardiography

本研究聚焦于如何早期检测放射性心脏病，研究人员利用比格犬模型，通过二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）技术，定量评估放射性心脏病对左心室收缩功能的影响，发现2D-STE能提前检测到细微收缩功能障碍，为临床早期干预提供依据。

　　放射治疗是癌症治疗的重要手段，但会导致放射性心脏病（RIHD），目前缺乏早期检测和监测的标准化协议。为解决这一问题，南昌大学第二附属医院的研究人员开展了一项研究，利用比格犬模型，通过二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）技术，定量评估放射性心脏病对左心室收缩功能的影响，发现2D-STE能提前检测到细微收缩功能障碍，为临床早期干预提供依据。该研究发表在《BMC Cardiovascular Disorders》上，为放射性心脏病的早期诊断和治疗提供了新的思路和方法。

研究背景

放射治疗是癌症治疗的关键手段，然而在治疗过程中，正常组织不可避免地会受到辐射暴露，尤其是胸部恶性肿瘤的治疗中，心脏受到的辐射可能导致一系列结构损伤，统称为放射性心脏病（Radiation-induced heart disease, RIHD）。随着癌症治疗技术的进步，患者的长期生存率显著提高，RIHD逐渐成为导致晚期死亡的主要原因之一。尽管已有研究指出放射治疗会增加RIHD的风险，但目前对于RIHD的早期检测和长期监测仍缺乏标准化的协议。近年来，二维斑点追踪超声心动图（Two-dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE）作为一种新兴技术，被证实能够在功能明显下降之前检测到亚临床心肌损伤。本研究旨在通过比格犬模型，定量评估放射性心脏病对左心室收缩功能的影响，并探索2D-STE在早期疾病识别、监测和心脏毒性风险分层中的临床应用价值。

研究方法

研究人员选取了36只12个月大的雄性比格犬，随机分为对照组（n=18）和照射组（n=18）。照射组的比格犬接受了左心室前壁单剂量20Gy的辐射，而对照组则接受了假辐射。在辐射前1周以及辐射后3、6和12个月，研究人员对比格犬进行了常规超声心动图和2D-STE检查，并记录了体重和心率等指标。此外，每组随机选取6只比格犬，在辐射后3、6和12个月进行安乐死，收集心脏进行组织病理学测试。

研究结果

• 体重和心率：在辐射后12个月，照射组比格犬的体重显著低于对照组（P=0.036），且从3个月开始，照射组比格犬的食欲逐渐下降，到12个月时，所有比格犬都表现出明显的进食减少、活动减少和对外界刺激无反应等异常行为。
• 心肌损伤标志物：在辐射前以及辐射后3、6和12个月，两组比格犬的血清肌钙蛋白I（cTnI）浓度均无显著差异。
• 左心室功能：在辐射后6个月，照射组比格犬的左心室收缩末期容积（LVESV）显著大于对照组（P=0.006），左心室射血分数（LVEF）显著低于对照组（P=0.007）。到12个月时，照射组比格犬的左心室舒张末期容积（LVEDV）和LVESV均显著大于对照组（P<0.001），LVEF显著低于对照组（P<0.001）。此外，在12个月时，照射组比格犬的左心室壁运动异常，主要发生在或靠近辐射部位。
• 左心室纵向应变（LS）：在对照组比格犬中，辐射后3、6和12个月左心室各节段的LS均无显著降低。而在照射组比格犬中，辐射后3个月，左心室照射区域及相邻区域的LS开始显著下降，并随着时间推移逐渐加重。与对照组和基线测量值相比，照射组比格犬在辐射后3个月的左心室全局纵向应变（GLS）和照射区域的LS显著降低（P<0.001），6个月时进一步降低（P<0.001），12个月时下降程度进一步增加（P<0.001）。值得注意的是，在辐射后6个月，照射组中有4只比格犬的GLS相对下降超过15%，到12个月时，所有剩余的6只比格犬均表现出亚临床心脏功能障碍。
• 组织病理学结果：在对照组比格犬的心脏表面和心肌组织中，辐射后3、6和12个月均未发现明显异常。而在照射组比格犬中，辐射后3个月，照射区域的心脏表面出现白色外观，6和12个月时变得硬化。组织学检查显示，照射区域的心肌组织在辐射后3个月出现轻度心肌变性、轻度心肌间质纤维化、轻度纤维组织增生和小间质血管壁增厚；6个月时，心肌变性加重，心肌纤维排列紊乱，心肌间质纤维化明显，小间质血管壁增厚；12个月时，心肌细胞出现片状坏死，心肌间质纤维化严重，小间质血管壁显著增厚或管腔狭窄。此外，随着辐射后时间的推移，照射组比格犬的心肌细胞逐渐变大，排列更加紊乱，心肌纹理逐渐消失，心肌间质纤维化程度逐渐加重。

研究结论

本研究通过比格犬模型，利用二维斑点追踪超声心动图技术，定量评估了放射性心脏病对左心室收缩功能的影响。研究发现，2D-STE能够提前检测到细微的收缩功能障碍，且与组织病理学改变高度一致，为放射性心脏病的早期诊断和治疗提供了新的思路和方法。该研究结果表明，2D-STE不仅能够检测到左心室功能的早期变化，还能精确定位受到最大辐射剂量的心肌区域，从而为临床早期干预提供依据，有助于在不可逆的心脏重塑发生之前进行针对性的治疗。未来的研究需要进一步验证2D-STE在人类放射性心脏病管理中的应用价值，并建立标准化的参考阈值和干