近期,在《Nature Reviews Cardiology》上發(fā)表了題為“Pathophysiology and risk factors of peripartum cardiomyopathy”的研究論文,該論文綜述了圍產期心肌病(PPCM)的基本病理生理機制和危險因子的最新研究。
摘要
圍產期心肌?。≒PCM)是一種潛在致命的特發(fā)性心力衰竭,在不同國家和種族群體中患病率不同。PPCM的病因尚不清楚,但環(huán)境和遺傳因素以及妊娠相關條件,如先兆子癇,都能導致PPCM的發(fā)生。此外,動物研究表明,血管和代謝功能受損可能是PPCM發(fā)展的關鍵。有必要更好地理解參與PPCM發(fā)展的致病機制,以建立可以改善PPCM患者結局的新療法。妊娠激素嚴格控制著母體的大量適應性反應,包括心血管系統(tǒng)的血液動力學、結構和代謝變化。PPCM患者的圍產期與劇烈而快速的激素波動有關,這會導致短暫的心血管(代謝)穩(wěn)態(tài)紊亂,容易出現繼發(fā)性干擾。本文綜述了PPCM的基本病理生理機制和危險因子的最新研究,著重討論了與妊娠相關的母體心血管變化。作者提供了一個更新的框架來進一步理解PPCM的發(fā)病機制,這可能會改進疾病的定義。
要點
妊娠期心血管的生理變化介導了易患圍產期心肌?。≒PCM)女性的疾病發(fā)展。
PPCM的危險因子包括在其他類型心肌病中常見的遺傳變異,先兆子癇和癌癥史等。
PPCM的發(fā)病通常與妊娠晚期和分娩時激素水平的極端波動重疊。
PPCM小鼠模型研究表明,該疾病是由代謝途徑失調和血管生成失衡引起的,可能是激素信號異常所致。
我們對PPCM基礎病理生理學的理解主要來源于動物模型的研究,這需要在患者研究中得到證實,但這些臨床前數據構成了當前臨床指南和未來實驗的基礎。
激素對心血管的影響
性相關和妊娠相關激素是妊娠各個階段的關鍵調節(jié)因子。包括雌激素和黃體酮在內的幾種激素會對心血管系統(tǒng)產生深遠影響,但鑒于大多數研究都是在動物模型中進行的,這些影響在人體中的具體分子機制在很大程度上還不清楚(圖1)。
圖1. 妊娠激素引起心血管特異性效應
注:妊娠激素催乳素(及其裂解產物16-kDa催乳素)、雌激素、成纖維細胞生長因子21(FGF21)和黃體酮在血管系統(tǒng)和心肌細胞中有多效性作用,包括促進或抑制凋亡、血管生成、代謝信號、血管舒張、心肌肥厚和氧化應激。FFA,游離脂肪酸;NO,一氧化氮;PDK4,丙酮酸脫氫酶激酶4。
PPCM的生物標記物和危險因素
盡管PPCM的確切病因目前尚不清楚,但已經提出了幾個風險因素,包括心力衰竭相關的遺傳缺陷、種族、高血壓疾病、感染、雙胞胎和后續(xù)妊娠以及癌癥史。
遺傳:
鑒于PPCM和DCM具有相似的臨床特征,PPCM被認為是DCM(擴張型心肌?。┘膊∽V的一部分。一些診斷為PPCM的患者可能之前有未被識別的DCM,盡管在臨床診斷為PPCM之前偶然獲得超聲心動圖的少數病例中,LVEF(左心室射血分數)正常。遺傳學研究表明,BAG3(編碼BAG家族分子伴侶調節(jié)因子3)、DSP(編碼橋粒斑蛋白)、FLNC(編碼細絲蛋白C)、LMNA(編碼核纖層蛋白A/C)、MYH6和MYH7(分別編碼肌球蛋白6和肌球蛋白7)、TNNC1(編碼心肌和骨骼肌的慢型肌鈣蛋白C)、TTN(編碼肌聯蛋白)和VCL(編碼黏著斑蛋白)的變異在PPCM和DCM患者中都被發(fā)現。具體而言,在大約10%的PPCM患者中發(fā)現了TTN的截短變異(DCM最常見的遺傳原因)。此外,在PPCM患者中發(fā)現這些基因變異的頻率與擴張型心肌病患者的頻率相似,這強調了這兩種疾病的遺傳易感性的相似性。BAG3變異與PPCM的關聯也促使人們提出了一個假說,即不同種類的分子伴侶(如熱休克蛋白)可能參與PPCM的發(fā)病機制。一項小規(guī)模全基因組關聯分析在79例PPCM患者中發(fā)現了PTHLH(編碼甲狀旁腺激素相關蛋白)附近的單核苷酸多態(tài)性富集,但這需要進一步研究才能與PPCM發(fā)病機制聯系起來。事實上,PPCM和DCM可能是由類似的基因變異引起的,其中TTN中的變異似乎最為普遍。然而,這些變異是如何聚合導致PPCM的,仍有待研究。
PPCM的病理生理學
關于人類PPCM的病理生理學知之甚少。上述危險因素為PPCM患者在診斷時和不同隨訪期的狀況提供了一些見解,但這些數據并不支持最終導致PPCM的病理機制的相關推論。到目前為止,現有的數據主要是通過動物模型獲得的,這些動物模型的疾病表型類似于人類的PPCM。盡管這些動物模型有助于形成一些關于發(fā)病機制的臨床指南和假設,但大多數假定的機制仍有待在人類中得到證實。
圖2. 圍產期心肌病的致病途徑
注:在妊娠早期,胎盤分泌高水平的血管內皮生長因子(VEGF)和胎盤生長因子(PlGF)進入母體循環(huán),刺激血管生成和器官灌注。隨著妊娠的進展,循環(huán)中的VEGF和PlGF水平隨著抑制血管生成的可溶性fms樣酪氨酸激酶1 (sFLT1)分泌的增加而升高。另外,心肌細胞應激誘導蛋白水解酶組織蛋白酶D (CTSD)的胞外分泌,它將催乳素切割成一個對內皮細胞具有細胞毒性的16-kDa片段。因此,內皮細胞分泌載有microRNA-146a (miR-146a)的外泌體,抑制各種心肌細胞進程,包括受體酪氨酸蛋白激酶ERBB4介導的代謝。這兩種機制在心臟中都有核心作用,并可能有助于圍產期心肌病的發(fā)展。值得注意的是,心臟特異性敲除(KO)Stat3或Ppargc1a的小鼠會發(fā)生圍產期心肌病。
總結
PPCM是一種復雜的疾病,有許多危險因素和病因。鑒于對人類PPCM的發(fā)病機制知之甚少,因此PPCM的診斷很困難,建議早期進行有針對性的篩查。廣泛的隊列研究,如ESC EORP PPCM登記,對提高我們理解PPCM的臨床表現、危險因素和預后至關重要。此外,對過去十年來易患PPCM女性遺傳因素的深入研究表明,有心肌病家族史的患者進行遺傳評估可能是明智的。重要的是,與產后早期相比,妊娠晚期心血管系統(tǒng)發(fā)生了根本上不同的變化,而PPCM的根本原因可能與這些階段發(fā)生的變化或分娩引起的轉變有關。從機理角度來看,PPCM似乎是由繼發(fā)于血管功能障礙的心力衰竭引起的。對兩種PPCM小鼠模型的研究表明,圍產期的血管生成受到嚴格調控,對有害刺激敏感。來自這些動物模型的數據構成了幾個臨床研究和建議的基礎,盡管對如何將這些臨床前研究的觀察外推到患者身上的了解還很少。因此,需要對PPCM患者進行機理研究,以進一步了解PPCM的病理生理學。作者所在的研究小組發(fā)現,來自PPCM患者的hiPSC-CMs在體外顯示出代謝障礙。妊娠激素在妊娠期間和妊娠之后調節(jié)了母體的新陳代謝和血管生成。綜上所述,妊娠激素可能是PPCM患者心臟中微妙平衡血管生成狀態(tài)和潛在不穩(wěn)定代謝過程之間的聯系。
參考文獻
Hoes MF, Arany Z, Bauersachs J, Hilfiker-Kleiner D, Petrie MC, Sliwa K, van der Meer P. Pathophysiology and risk factors of peripartum cardiomyopathy. Nat Rev Cardiol. 2022 Jan 11. doi: 10.1038/s41569-021-00664-8.
關于肥厚型心肌病及相關內容的更多介紹,如下:
《AHA/ACC肥厚型心肌病的診斷和治療指南2020年更新》