心力衰竭(HF)是因初始心肌损伤致心肌结构和功能改变,造成心脏舒缩功能障碍,泵血不能满足组织需求的临床综合征。其病因包括冠状动脉疾病等多种情况。流行病学调查显示,平均每100人中有3 - 5人患心力衰竭,是严重医疗问题。国家步入高龄化社会时,心衰人口增多。发达国家虽能救治急性心脏病发作,但未根治或残留心脏功能障碍会发展为心力衰竭。
心力衰竭分类有许多方法,根据2020年欧洲心脏学会治疗指引,可依据超声心动图参数左心室射出分率(LVEF, left ventricular ejection fraction)将心力衰竭分类:EF 降低的心力衰竭 (HFrEF;EF < 40%)、射出分率轻度降低心衰竭 (HFmrEF;EF 41–49%) 和 EF 保留的心力衰竭 (HFpEF;EF ≥ 50%) 。近年来,HFrEF总体发病率似在下降,HFpEF发病率却持续上升,已占确诊心力衰竭的50%。根据相关研究数据,45岁男女患HFpEF终生风险均>10%,HFpEF预计将成主要HF亚型,影响约十分之一成年人。因缺乏循证治疗策略,HFpEF死亡率和发病率仍很高,患者住院后5年生存率为35 - 40%。
图1 ESC根据EF水平对心力衰竭分类图表
ur Heart J . 2016 Jul 14;37(27):2129-2200.
HFpEF的病因和病理生理仍未明确,其与HFrEF病因似不同。合并症在HFpEF病理生理中起关键作用,常见的有肥胖、糖尿病等多种疾病。高血糖等会致心脏病变最终引发HF,衰老影响也大。HFpEF大数据分析有若干风险因素。Shah等人的临床研究表面,女性占68%,高血压、肥胖、高脂血症、糖尿病患病率分别为90%、70%、62%、52%,另一研究小组支持该发现。Shah等人的临床研究表面,女性占59%,糖尿病、高脂血症、肥胖症(体重指数>30kg/m²)、高血压患病率分别为100%、84%、75%、100%,两项研究证实女性且患高血压、肥胖、糖尿病或高脂血症是共同心脏代谢特征[1,2]。
通常,HFpEF收缩功能正常,舒张功能障,即心室充盈或扩张功能缺陷。Doppler心动图常用于评估舒张功能。心室充盈分两个阶段,舒张早期心室松弛引起快速被动充盈,舒张晚期心房收缩引起的少量充盈量。用脉冲多普勒测量心脏舒张期二尖瓣开口血流流速,多普勒图像有E(心室松弛)和A(心房收缩)波两个峰值。E波反映心室舒张特性,E波降低示舒张功能障碍。舒张功能受损致心房血残留多,A波增多,E/A比率降低也反映舒张功能障碍。心房压力进一步升高时,E波升高但E/A比率反常恢复正常,这是假正常充盈模式。鉴别诊断需直接测心室运动,组织多普勒成像模式记录二尖瓣环运动,其E′波代表舒张早期,A′波代表心房收缩。E′波直接代表心室功能,假正常期间进一步减弱,所以舒张功能障碍中E/E′比率显著增加,这是鉴别诊断标准之一[3]。
图2 HFpEF进展的不同时期及二尖瓣血流多普勒和二尖瓣环组织多普勒波型
Circulation . 2009 Sep 1;120(9):802-9.
集萃药康依据HFpEF的临床特点,发病机制的研究数据以及动物模型的开发数据,在HFpEF领域布局,试图通过肥胖,高血脂,糖尿病,高血压,微血管炎症和衰老等模型延展,开发出系列HFpEF模型,用于现在和未来的多种治疗药物开发。
该模型的造模思路是通过高脂饮食(HFD)诱导小鼠代谢紊乱,包括肥胖,高血糖和高血脂的表型。叠加L-NAME造成冠脉微血管功能障碍,同时调节血管舒张,升高血压。通过这些合并症,诱导小鼠心脏发展HFpEF。
试验Timeline
图3 .HFD+L-NAME在C57BL/6J小鼠诱导HFpEF的策略简图
运动功能评价(跑步机)
图4 Teadmill跑步机数据,用于评价动物心肺功能
心动超声胸骨旁短轴数据
图5 心动超声胸骨旁短轴数据,
用于评价心脏结果和EF收缩功能
心动超声心尖四腔数据
图6 心脏舒张功能评价数据,
E/A和E/e’是用于评价舒张功能的重要参数
集萃药康依照ESC临床前心动超声指南,标准化平台,为心衰药物,尤其是HFpEF药物开发提供技术支持。
集萃药康心动超声平台数据展示:
图7 集萃药康心动超声平台,基于ESC临床前指南,对啮齿类动物心脏功能评价,可提供胸骨旁长轴,胸骨旁短轴,心尖四腔,主动脉弓的B和M模式分析以及多普勒分析。
江苏集萃药康生物科技股份有限公司(GemPharmatech Co., Ltd,股票代码:688046)创立于2017年,是一家专业从事实验动物小鼠模型的研发、生产、销售及相关技术服务的高新技术企业,系亚洲小鼠突变和资源联盟企业成员以及科技部认定的国家遗传工程小鼠资源库共建单位。
公司基于实验动物创制策略与基因工程遗传修饰技术,为客户提供具有自主知识产权的商品化小鼠模型,同时开展模型定制、定制繁育、功能药效分析等一站式服务,满足客户在基因功能认知、疾病机理解析、药物靶点发现、药效筛选验证等基础研究和新药开发领域的实验动物小鼠模型相关需求。
参考文献: