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钾通道开放剂减小长QT综合征的跨壁复极离散(TDR),预防尖端扭转型室速(TdP)的发生

 fjgsd 2022-09-23 发布于广东
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前 言

LQTS是一种异质性的心脏电生理疾病,其特征是QT间期延长及t波异常、严重时易诱发尖端扭转型室性心动过速 (TdP)、晕厥甚至心源性猝死。以往研究结果表明,特定干预措施对QT间期的缩短不一定与其降低心律失常风险的有效性相一致,而TDR的降低是一个更可靠的标志物。

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背 景


KCNQ1和KCNE1编码延迟整流钾电流(IKs)缓慢激活成分,二者突变是LQT1和LQT5发生的基础。HERG和KCNE2的突变导致延迟整流钾电流(IKr)快速激活成分缺陷,是LQT2和LQT6的原因。LQT3的发生机制与SCN5A编码的Na通道的突变有关。

基因突变与离子通道功能障碍的联系是制定针对先天性LQTS的基因特异性治疗方法的第一步。下一步是识别药物在LQTS的不同基因型中发挥的不同作用。

目 的

本研究探索了K通道开放剂尼可地尔在模拟LQT1、LQT2和LQT3型先天性长QT综合征(LQTS)条件下,对跨壁复极离散(TDR)和尖端扭转型室速(TdP)的影响。

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方 法

1. 从犬左心室动脉灌注楔形区同时记录犬心外膜细胞、M细胞和心内膜细胞的跨膜动作电位和跨壁心电图;

2. 使用IKs阻断剂Chromanol 293B(30 uM)建立LQT1的模型,使用异丙肾上腺素(50~100 nM)模拟β-肾上腺素能张力的增加;采用IKr阻断剂d-索他洛尔(100 uM)构建LQT2模型;ATX-II(20 nM)可增强INa-L开放用于模拟LQT3;

3. 检测尼可地尔(2、5、10、20 uM)对QT间期、APD和 TDR的剂量依赖效应关系,评估尼可地尔抑制自发和程序性电刺激(PES)诱导TDP的作用。

结 果

293b±异丙肾上腺素、d-索他洛尔和ATX-II对QT间期、APD和TDR的影响

1. Chromanol 293B(30 uM)使心内膜细胞、M细胞和心外膜细胞的APD90与QT间期均延长,而T波宽度/TDR宽度没有显著变化。

2.异丙肾上腺素(50~100 nM)+Chromanol 293B,可缩短心外膜和心内膜细胞的APD90,但延长M细胞的APD90,导致TDR显著增加和T波增宽,这在LQT1患者中比较常见。

3. d-索他洛尔(100 uM) 、ATX-II(20 nM)可延长M细胞的APD90,从而导致QT间期和TDR的增加。

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尼可地尔的剂量依赖效应(Nic;2、5、10和20 uM)对LQT1模型的跨膜和心电图活性的影响

尼可地尔对LQT1、LQT2、LQT3模型中的QT间期、APD、TDR的影响

1. 尼可地尔(2-20 uM)剂量依赖性地缩短三种细胞(心内膜细胞、M细胞和心外膜细胞)的QT间期和APD90,20 uM尼可地尔完全逆转了异丙肾上腺素、 Chromanol 293B联合作用或Chromanol 293B单独作用导致的QT间期和APD90延长及增加TDR的作用。

2. 20 uM尼可地尔也完全逆转了在LQT2模型中d-索他洛尔的作用。

3. 相比之下,在LQT3模型中,20 uM尼可地尔仅逆转了50%的ATX- II效应。

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不同剂量尼可地尔对LQT2和LQT3模型的跨膜和心电图的影响

尼可地尔对LQT1、LQT2和LQT3模型中TdP的影响

1. 在对照和单独存在Chromanol 293B的情况下,除了偶尔的停搏外,没有观察到自发或刺激诱发的TdP,但在LQT1+异丙肾上腺素、LQT2、LQT3中均有自发或刺激诱发的TdP(自发:LQT1+ isoproterenol,1/6、LQT2,2/6、LQT3,3/6;刺激:LQT1+ isoproterenol,3/6、LQT2,3/6、LQT3,5/6)。

2. 在LQT1和LQT2模型中,相对较低浓度的尼可地尔(5 uM)部分抑制了自发和刺激诱导的TdP,减小了TDR(LQT1+isoproterenol:84±17 vs 68±19 ms; LQT2:74±9 vs 55±11 ms),缩短易损窗口(LQT1+isoproterenol:32±9 vs 13±5 ms; LQT2:33±10 vs 17±5 ms)。

3. 在这些模型中,较高浓度的尼可地尔(10~20 uM) 完全抑制了自发的和刺激诱导的TdP。

4. 相比之下,5 uM尼可地尔并没有抑制LQT3模型中的易损窗口和TDR。且在该模型中,即使是最高浓度的尼可地尔(20 uM)也不能完全抑制TdP。

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结 论

当先天性或获得性LQTS继发于IKr或IKs减少时,K通道开放剂可能能够缩短QT间隔,减少TDR,抑制自发和刺激诱导的TdP;

但当继发于晚期INa增强时,K通道开放剂效果相对较弱。

总 结

1. 尼可地尔在预防LQT1和LQT2中的TdP方面比在LQT3中有效得多;

2. 尼可地尔在LQT1和LQT2中有效性的关键可能是能够减少TDR造成的易损窗(单个S2诱发TdP的S1-S2区间)的宽度。

参考文献

[1]. Shimizu W, Antzelevitch C. Effects of a K(+) channel opener to reduce transmural dispersion of repolarization and prevent torsade de pointes in LQT1, LQT2, and LQT3 models of the long-QT syndrome. Circulation. 2000 Aug 8;102(6):706-12. doi: 10.1161/01.cir.102.6.706. PMID: 10931813.

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