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目的： 1.目前缺乏放射性心脏损伤监测的共识指南,有文献报道临床胸部肿瘤放疗或同步放化疗后照射野内心肌可出现代谢增高,可能与心肌辐射损伤有关,但其关系尚不确定。本研究对Beagle犬心脏局部照射,构建心脏辐射损伤模型,利用18F-FDG PET/CT明确其代谢改变及其病理、超微结构损伤。2.研究结缔组织生长因子(CTGF)对放射性大鼠心脏损伤模型中的作用及其与心肌组织纤维化指标的相关性研究。3.动脉粥样硬化(AS)是一种慢性炎症过程,急性冠脉综合征(ACS)的发生与斑块的不稳定密切相关,炎症在此过程中发挥了至关重要的作用。研究表明树突状细胞(DC)这一功能最强大的抗原提呈细胞广泛参与了AS及ACS的免疫炎症的诱导和调节,但其具体分子机制目前尚未阐明。干扰素调整因子-1(IRF-1)是目前研究最多的参与炎症反应的IRF家族成员之一,本研究通过体外培养方法研究ACS患者外周血单个核细胞来源的DC中IRF-1表达及其与DC功能的相关性,探讨其在动脉粥样硬化(AS)中的可能作用。方法： 1.取12只正常1岁龄雄性Beagle犬,对实验犬前壁行单次20Gy照射构建局部心肌辐射损伤模型。实验犬在放疗前1W及放疗后3个月行心脏彩超、18F-FDG PET/CT检查。各心功能各参数由心脏彩超获得。同时间段18F-FDG PET/CT需检查两次,两次显像间隔2-3天进行,采用不同的显像前准备方法。一种是单纯禁食12h后行代谢显像(12H-F),另一种是先禁食12h,后进食高脂餐,禁食3h后代谢显像(F-HFD)。放疗前左室FDG摄取程度肉眼定性分析,图像质量分为4个等级:0级为不摄取;1级为轻度(或部分心肌)摄取;2级为心肌摄取且显像基本清晰,但不均匀;3级为心肌完全均匀摄取且显像清晰。定量分析选择左心室为ROI并测定SUVmax。放疗后照射靶区FDG摄取程度分别通过肉眼定性分析及分别勾画放疗前后照射靶区与非照射靶区,测得其各自SUVmax,计算照射区/非照射区SUV比值。检查完毕后一周内处死实验犬,取离体心脏组织进行光镜及电镜观察。2.18只自SD大鼠随机分为对照组、放疗3个月组、放疗6个月组,各6只。对照组不接受照射,放疗3、6个月组大鼠心脏接受单次20 Gy照射后分别继续饲养3个月、6个月。各组行心脏灌注检测,计算百分注射剂量率/每克组织(%ID/g),而后全部处死。处死大鼠获心脏标本,RT-PCR和Western blotting检测心肌组织CTGF及FN的m RNA和蛋白表达,HE、电镜、天狼星红染色观察心肌病理改变。3.分离胸痛综合征(CPS)组、稳定型心绞痛(SA)组、不稳定型心绞痛(UA)组、急性心肌梗死(AMI)组患者外周血单个核细胞,体外培养DC细胞,以流式细胞仪法检测各组细胞CD80、CD83阳性的DC细胞。以实时定量PCR法检测各组细胞IRF-1m RNA表达水平,western-blot法检测各组细胞IRF-1蛋白表达水平的变化。ELISA法检测各组患者细胞上清液IL-6,IL-12p70,TNF-α,和IL-10表达,相关分析进行IRF-1表达与上述炎症因子水平的相关性研究。结果： 1.放疗前、放疗后3个月,超声检测各心功能参数无统计学差异。放疗前以在两种不同的显像前准备方法下显像,禁食加高脂餐显像准备动物心肌几乎不显影(0级10只,1级2只);单纯禁食显像准备动物大部分心肌仍有FDG摄取(0级4只,1级1只,2级5只、3级各2只);左室SVUmax值分别为2.84±1.15、10.9 1±2.48(P<0.05)。单纯禁食准备下,放疗前照射区/非照射区SUV比值为1.18±0.10,放疗后为1.41±0.18,有统计学差异(P<0.05),但肉眼观察从图像上不易分辨,12例中4例可观察到照射靶区FDG摄取增高;而在禁食+高脂餐准备情况下,放疗前照射区/非照射区SUV比值为0.99±0.15,放疗后为2.54±0.43,差异显著(P<0.01)。肉眼观察照射区相比非照射区代谢明显增高,12例中10例可观察到差异。不同显像前准备方法对观察有显著影响(P=0.031)。照射靶区心肌HE染色可见少量心肌细胞变性,小动脉管壁可见增厚硬化;电镜下观察可见线粒体空泡样改变。 2.心肌受照射3个月与对照组相比,未见灌注减低,但照射6个后可见灌注明显减低(P﹤0.01)。HE染色和电镜下证实,心脏受照后进行性损坏加重,表现为心肌变性、毛细血管增厚狭窄、心肌间质纤维化过程。心肌受照射3个月与对照组相比,CTGF及FN的m RNA和蛋白表达增加(P<0.01);受照6个增加更明显(P<0.01)。天狼星红染色显示心脏纤维化随心脏照射时间加重,且纤维化程度与CTGF m RNA和蛋白表达成正相关(P<0.01)。3.ACS患者(包括UA、AMI组)外周血CD80、CD83阳性例数高于SA及CPS患者(P<0.01)。ACS患者(包括UA、AMI组)外周血DC细胞中IRF-1m RNA、蛋白表达明显高于SA及CPS患者(P<0.01)。ACS患者外周血细胞上清液的促炎性因子IL-6,IL-12p70,TNF-α表达较之SA和CPS患者明显增高,而IL-10水平显著下降(P<0.01)。相关分析结果表明IRF-1m RNA表达与IL-6,IL-12p70,TNF-α表达呈显著正相关,反之,与IL-10水平呈显著负相关,(P<0.01)。结论： 1.显像前禁食加高脂餐准备方法简单,可以低成本的有效抑制心肌生理性FDG摄取。心肌受照射后18F-FDG PET代谢显像可早于心功能改变前显示照射区FDG摄取增高;显像前准备方法不同影响显像结果,禁食加高脂餐准备可以提高辐射心肌损伤发现率;且照射靶区FDG摄取增高可能与微血管损伤致心肌缺血有关,也可能与辐射直接损伤线粒体引起的代谢异常有关。2.放射性心脏损伤是心肌细胞不断损伤,间质不断纤维化的恶化过程。心肌灌注显像可在心脏被辐射几个月后观察到灌注减低,可成为随访监测发现RIHD的手段。且CTGF表达增高,提示其在放射性心脏损伤发生及进展中起着关键作用,靶向抑制CTGF,可能对放射性心脏损伤有防治作用。3.ACS患者外周血CD80、CD83 DC阳性例数高,且IRF-1表达明显增加,并IRF表达与ACS患者外周血DC细胞的促炎性因子呈显著正相关,提示IRF-1可以通过在体外单核细胞衍生的DC促炎性细胞因子的分泌,而直接影响DC的活化,从而参与的ACS的发病。