彭可玲 劉永銘 賈曉艷 王華 茍春麗 薛麗麗 鄒全 張文珺
摘要:目的 研究2型糖尿?。═2DM)相關(guān)射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭(HFpEF)患者心臟結(jié)構(gòu)功能的特點(diǎn),并分析其影響因素。方法 連續(xù)入選2009年4月至2020年12月蘭州大學(xué)第一醫(yī)院老年心血管科收住的新診斷HFpEF患者783例,應(yīng)用超聲心動圖和組織多普勒技術(shù)系統(tǒng)評價(jià)心臟結(jié)構(gòu)功能,根據(jù)是否合并T2DM將其分為HFpEF+T2DM組(n=332)和HFpEF組(n=451),采用傾向性評分匹配方法進(jìn)行1∶1匹配,HFpEF+T2DM組、HFpEF組各成功匹配264例;根據(jù)尿白蛋白排泄率(UAER),將配對后的HFpEF+T2DM組進(jìn)一步分為尿蛋白正常組(UAER<20 μg/min)、微量蛋白尿組(UAER 20~200 μg/min)和大量蛋白尿組(UAER>200 μg/min)3個(gè)亞組。比較不同組間合并癥、病情嚴(yán)重程度以及心臟結(jié)構(gòu)功能的差異,采用多元線性回歸分析血壓、血糖、糖化血紅蛋白、UAER等指標(biāo)與心臟結(jié)構(gòu)功能損害的關(guān)系。結(jié)果 HFpEF+T2DM組高血壓(P=0.001)、冠心?。≒=0.036)患病率高于HFpEF組,體重指數(shù)(P=0.005)大于而年齡(P=0.020)小于HFpEF組,糖尿病病程10(3,17)年。采用傾向性評分匹配后兩組年齡和合并癥比例接近,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05);HFpEF+T2DM組室間隔厚度(P=0.015)、左心室后壁厚度(P=0.040)、左心室質(zhì)量(P=0.012)均大于HFpEF組,舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)室間隔部(P=0.030)及側(cè)壁部(P=0.011)運(yùn)動速度小于HFpEF組,二尖瓣早期充盈速度與二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谒俣缺戎荡笥贖FpEF組(P=0.036);糖化血紅蛋白與左心室質(zhì)量獨(dú)立相關(guān)(P=0.011),尿白蛋白排泄率自然對數(shù)值與反映心臟結(jié)構(gòu)功能的室間隔厚度(P=0.004)、左心室后壁厚度(P=0.006)、左心室質(zhì)量(P<0.001)、二尖瓣舒張?jiān)缙谧畲蟪溆俣扰c二尖瓣舒張?jiān)缙谧畲笏俣缺戎担≒=0.049)獨(dú)立相關(guān)。結(jié)論 T2DM相關(guān)HFpEF患者左心室室壁更厚,左心室質(zhì)量更大,向心性重塑更明顯,左心室舒張功能減退及充盈壓升高更嚴(yán)重,上述改變可能與高血糖及糖尿病微血管病變有關(guān)。
關(guān)鍵詞:射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭;2型糖尿??;傾向性評分匹配;心臟結(jié)構(gòu)功能;尿白蛋白排泄率
中圖分類號: R541.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1000-503X(2023)02-0264-09
DOI:10.3881/j.issn.1000-503X.15275
Cardiac Structural and Functional Features in Patients With Type 2 Diabetes Mellitus and Heart Failure With Preserved Ejection Fraction:A Study Based on Propensity Score Matching
PENG Keling LIU Yongming JIA Xiaoyan WANG Hua GOU Chunli XUE Lili ZOU Quan ZHANG Wenjun3
ABSTRACT:Objective To investigate the cardiac structural and functional characteristics in the patients with heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) and type 2 diabetes mellitus (T2DM),and predict the factors influencing the characteristics.Methods A total of 783 HFpEF patients diagnosed in the Department of Geriatric Cardiology,the First Hospital of Lanzhou University from April 2009 to December 2020 were enrolled in this study.Echocardiography and tissue Doppler technique were employed to evaluate cardiac structure and function.According to the occurrence of T2DM,the patients were assigned into a HFpEF+T2DM group (n=332) and a HFpEF group (n=451).Propensity score matching (PSM)(in a 1∶1 ratio) was adopted to minimize confounding effect.According to urinary albumin excretion rate (UAER),the HFpEF+T2DM group was further divided into three subgroups with UAER<20 μg/min,of 20-200 μg/min,and>200 μg/min,respectively.The comorbidities,symptoms and signs,and cardiac structure and function were compared among the groups to clarify the features of diabetes related HFpEF.Multivariate linear regression was conducted to probe the relationship of systolic blood pressure,blood glucose,glycosylated hemoglobin,and UARE with cardiac structural and functional impairment.Results The HFpEF+T2DM group had higher prevalence of hypertension (P=0.001) and coronary heart disease (P=0.036),younger age (P=0.020),and larger body mass index (P=0.005) than the HFpEF group,with the median diabetic course of 10 (3,17) years.After PSM,the prevalence of hypertension and coronary heart disease,body mass index,and age had no significant differences between the two groups(all P>0.05).In addition,the HFpEF+T2DM group had higher interventricular septal thickness (P=0.015),left ventricular posterior wall thickness (P=0.040),and left ventricular mass (P=0.012) and lower early diastole velocity of mitral annular septum (P=0.030) and lateral wall (P=0.011) than the HFpEF group.Compared with the HFpEF group,the HFpEF+T2DM group showed increased ratio of early diastolic mitral filling velocity to early diastolic mitral annular velocity (E/e) (P=0.036).Glycosylated hemoglobin was correlated with left ventricular mass (P=0.011),and the natural logarithm of UAER with interventricular septal thickness (P=0.004),left ventricular posterior wall thickness (P=0.006),left ventricular mass (P<0.001),and E/e ratio (P=0.049).Conclusion The patients with both T2DM and HFpEF have thicker left ventricular wall,larger left ventricular mass,more advanced left ventricular remodeling,severer impaired left ventricular diastolic function,and higher left ventricular filling pressure than the HFpEF patients without T2DM.Elevated blood glucose and diabetic microvascular diseases might play a role in the development of the detrimental structural and functional changes of the heart.
Key words:heart failure with preserved ejection fraction;type 2 diabetes mellitus;propensity score matching;cardiac structure and function;urinary albumin excretion rate
Acta Acad Med Sin,2023,45(2):264-272
隨著人口老齡化和人類疾病譜的改變,射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)的患病率迅速增加,雖然過去數(shù)10年心力衰竭研究取得了巨大進(jìn)展,但現(xiàn)有的治療并未改變HFpEF的預(yù)后,究其原因可能與HFpEF的病因及病理生理機(jī)制的高度異質(zhì)性有關(guān)。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是HFpEF的重要危險(xiǎn)因素之一,在心力衰竭中占30%~40%,流行病學(xué)研究顯示T2DM相關(guān)的HFpEF患者全因死亡率及心血管死亡率進(jìn)一步增高,但T2DM與HFpEF相互影響的許多問題尚未闡明,其中心臟結(jié)構(gòu)功能損害特征及其病理生理機(jī)制仍然是研究焦點(diǎn)。然而,由于T2DM眾多合并癥如高血壓、肥胖等的影響,容易導(dǎo)致研究結(jié)果的偏倚和不確定性。為此,本研究納入大樣本的HFpEF患者,采用傾向性評分匹配(propensity score matching,PSM)有效降低混雜因素的干擾,以期進(jìn)一步認(rèn)識HFpEF合并T2DM的心臟結(jié)構(gòu)功能損害特點(diǎn)。
對象和方法
對象 連續(xù)入選2009年4月至2020年12月蘭州大學(xué)第一醫(yī)院老年心血管科收住的HFpEF患者共1011例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合2007年歐洲心臟病學(xué)會提出的HFpEF診斷標(biāo)準(zhǔn)[1];(2)入院時(shí)紐約心臟學(xué)會心功能分級Ⅱ~Ⅳ級;(3)同一患者反復(fù)住院以首次病例資料為準(zhǔn)。排除先天性心臟病、瓣膜性心臟病、肺源性心臟病或心肌病、免疫系統(tǒng)及血液系統(tǒng)疾病等引起的心力衰竭,入院時(shí)伴有嚴(yán)重創(chuàng)傷、感染者、合并1型糖尿病、有嚴(yán)重精神疾病患者、無完整的心臟結(jié)構(gòu)功能資料者等共228例,最終納入783例。根據(jù)是否合并T2DM,分為HFpEF+T2DM組(n=332)和HFpEF組(n=451)。經(jīng)PSM 1∶1匹配后,HFpEF+T2DM組和HFpEF組每組各264例。根據(jù)尿白蛋白排泄率(urinary albumin excretion rate,UAER)進(jìn)一步將匹配后的HFpEF+T2DM組分為尿蛋白正常組(UAER<20 μg/min)、微量蛋白尿組(UAER 20~200 μg/min)和大量蛋白尿組(UAER>200 μg/min)。本研究經(jīng)蘭州大學(xué)第一醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(倫理審查編號:LDYYLL2019-34),所有患者均簽署知情同意書。
資料收集 詳細(xì)記錄患者病史并行體格檢查和血液常規(guī)、生化檢查及糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)、UAER及N末端B型利鈉肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)等的測定。HbA1c測定使用免疫乳膠凝集抑制法,尿微量白蛋白測定使用免疫比濁法,根據(jù)8 h尿量計(jì)算UAER,NT-proBNP測定使用電化學(xué)發(fā)光法,試劑購自瑞士Roche公司。
超聲心動圖檢查 采用美國PHILIPS-IE33超聲診斷儀進(jìn)行檢查,固定2名經(jīng)嚴(yán)格培訓(xùn)的超聲醫(yī)學(xué)專業(yè)醫(yī)師操作,每個(gè)指標(biāo)測定3~5個(gè)連續(xù)心動周期,取平均值。根據(jù)有關(guān)指南[2-3]選擇心臟結(jié)構(gòu)功能指標(biāo),具體方法同文獻(xiàn)[4]。(1)左心結(jié)構(gòu)主要參數(shù):收縮末期及舒張末期左心室內(nèi)徑、收縮末期室間隔厚度、舒張末期室間隔厚度(interventricular septal thickness at end-diastolic,IVSTd)、收縮末期左室后壁厚度、舒張末期左室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic,PWTd)、相對室壁厚度(relative wall thickness,RWT)(RWT=2×PWTd/舒張末期左室內(nèi)徑)、左心室質(zhì)量(left ventricular mass,LVM)及其指數(shù)(left ventricular mass index,LVMi)、左心室收縮及舒張末期容積、左心室射血分?jǐn)?shù)、左心房容積及其指數(shù)。有關(guān)指標(biāo)的指數(shù)均由相應(yīng)指標(biāo)體表面積計(jì)算,體表面積以Stevenson方法計(jì)算。(2)左心功能主要參數(shù):舒張?jiān)缙诤屯砥谧畲蟪溆俣龋‥峰、A峰),計(jì)算E峰與A峰的比值(E/A),E峰減速時(shí)間;測量等容舒張時(shí)間,二尖瓣環(huán)側(cè)壁和室間隔部收縮期、舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)側(cè)壁最大速度(peak early diastole lateral mitral annual velocity,eL)、舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)室間隔部最大速度(maximum velocity of the septum of the mitral compartment in early diastole,eS),并計(jì)算E/eL、E/eS以及E峰與eL和eS均值的比值(E/e)。
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。PSM過程利用SPSS的PSM擴(kuò)展程序?qū)崿F(xiàn)。以是否合并T2DM為應(yīng)變量,以性別、年齡、腰臀比、體重指數(shù)及合并癥等為匹配變量,通過Logistic回歸分析估計(jì)傾向性評分值,采用1∶1進(jìn)行匹配,匹配容差設(shè)置為0.02。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(正態(tài)分布)或M(P25,P75)(非正態(tài)分布)表示。兩組間均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),非正態(tài)分布資料比較用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。多組間均數(shù)比較采用方差分析,兩兩比較采用LSD法(方差齊時(shí))或Dunnett T3法(方差不齊時(shí)),非正態(tài)分布資料比較用Kruska-Wallis檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用例、率或百分比表示,組間比較采用卡方檢驗(yàn)。因素間關(guān)系采用多元線性回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
結(jié)果
一般資料 納入的783例HFpEF患者中,332例 (42.4%) 有T2DM病史,病程中位數(shù)為10(3,17)年。 HFpEF+T2DM組腰臀比(P<0.001)、體重指數(shù)(P=0.005)和收縮壓(P<0.001)更高,年齡(P=0.020)較小,水鈉潴留癥狀肺部啰音(P=0.004)、外周水腫(P=0.024)更明顯,高血壓(P=0.001)及冠心?。≒=0.036)合并癥比例更高。此外,HFpEF+T2DM組甘油三酯(P<0.001)、低密度脂蛋白膽固醇(P=0.032)、空腹血糖(P<0.001)、HbA1c(P<0.001)、尿微量白蛋白排泄率自然對數(shù)值(natural logarithm of urinary microalbumin excretion rate,lnUAER)(P<0.001)及NT-proBNP(P=0.043)均高于HFpEF組,而血清白蛋白(P=0.003)、高密度脂蛋白膽固醇(P=0.007)均低于HFpEF組(表1)。
匹配后特征 以HFpEF+T2DM為基準(zhǔn)組進(jìn)行1∶1匹配,兩組共264對匹配成功。匹配后年齡、腰臀比、體重指數(shù)、高血壓和冠心病患病率兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。
PSM后兩組患者心臟結(jié)構(gòu)功能 HFpEF+T2DM組反映左心室大小的參數(shù)IVSTd(P=0.015)、PWTd(P=1 mmHg=0.133 kPa;HFpEF:射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭;T2DM:2型糖尿病;NYHA:紐約心臟病學(xué)會;HbA1c:糖化血紅蛋白;NT-proBNP:N末端 B 型利鈉肽原;lnUAER:尿微量白蛋白排泄率自然對數(shù)值0.040)、RWT(P=0.022)、LVM(P=0.012)、LVMi(P=0.045)均大于HFpEF組,舒張功能指標(biāo)eL(P=0.011)、eS(P=0.030)均小于HFpEF組,反映左心室充盈壓的參數(shù)E/eL(P=0.022) 、E/eS(P=0.022)、E/e(P=0.036)均大于HFpEF組,反映收縮功能的指標(biāo)LVEF、sS和sL兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)(表3)。
PSM后HFpEF+T2DM組亞組間心臟結(jié)構(gòu)功能 方差分析顯示,以UAER劃分的3個(gè)亞組間多個(gè)心臟結(jié)構(gòu)功能參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中,反映左心室大小的參數(shù)PWTd(P=0.041)、LVM(P=0.044)、LVMi(P=0.032)及左心室充盈壓的參數(shù)E/eL(P<0.001) 、E/eS (P<0.001)、E/e(P<0.001)大量蛋白尿亞組均大于尿蛋白正常亞組和微量蛋白尿亞組;而舒張功能指標(biāo)eL(P=0.001)、eS(P=0.011)大量蛋白尿亞組均小于尿蛋白正常亞組和微量蛋白尿亞組(表4)。
心臟結(jié)構(gòu)功能改變的影響因素 以PSM篩選的264例HFpEF合并T2DM患者心臟結(jié)構(gòu)功能指標(biāo)為因變量,以收縮壓、空腹血糖、HbA1c、lnUAER、高密度脂蛋白膽固醇等為自變量做多元線性回歸,結(jié)果顯示HbA1c與LVM(P=0.007)、LVMi(P=0.011)獨(dú)立相關(guān),lnUAER與IVSTd(P=0.004)、PWTd(P=0.006)、LVM(P<0.001)、LVMi(P<0.001)、eL(P=0.021)、E/eL(P=0.042)、E/eS(P=0.042)、E/e(P=0.049)獨(dú)立相關(guān)(表5)。
LVIDd:舒張末期左心室內(nèi)徑;IVSTd:舒張末期室間隔厚度;PWTd:舒張末期左室后壁厚度;RWT:相對室壁厚度;LVM:左心室質(zhì)量;LVMi:左心室質(zhì)量指數(shù);LAVi:左心房容積指數(shù);LVEF:左心室射血分?jǐn)?shù);E/A:二尖瓣舒張?jiān)缙谂c舒張晚期最大充盈速度的比值;sL:二尖瓣環(huán)側(cè)壁部收縮期最大速度;eL:二尖瓣環(huán)側(cè)壁部舒張?jiān)缙谧畲笏俣?;E/eL:二尖瓣舒張?jiān)缙谧畲蟪溆俣扰c二尖瓣環(huán)側(cè)壁部舒張?jiān)缙谧畲笏俣缺戎?;sS:二尖瓣環(huán)間隔部收縮期最大速度;eS:二尖瓣環(huán)間隔部舒張?jiān)缙谧畲笏俣?;E/eS:二尖瓣舒張?jiān)缙谧畲蟪溆俣扰c二尖瓣環(huán)間隔部舒張?jiān)缙谧畲笏俣缺戎?;E/e:二尖瓣舒張?jiān)缙谧畲蟪溆俣扰c二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谧畲笏俣缺戎?/p>
討論
本研究在納入大樣本HFpEF患者的基礎(chǔ)上,使用PSM方法平衡了年齡、性別、高血壓及冠心病分布,減少了混雜因素對結(jié)果的干擾。本研究除采用超聲心動圖的傳統(tǒng)指標(biāo)外,還使用組織多普勒技術(shù)觀察室間隔和左心室側(cè)壁組織運(yùn)動速度,多指標(biāo)多方位綜合反映心臟結(jié)構(gòu)和功能,能更加客觀準(zhǔn)確地顯示T2DM相關(guān)HFpEF的特點(diǎn)。結(jié)果顯示HFpEF合并T2DM組左心室向心性肥厚更加顯著,左心室舒張功能減退更加嚴(yán)重,而HbA1c、UAER水平與上述改變獨(dú)立相關(guān)。
本研究HFpEF中T2DM占42.4%,合并T2DM的HFpEF患者體重指數(shù)更大、高血壓及冠心病患病率更高,而年齡卻小于不合并T2DM的HFpEF,與國外大規(guī)模臨床研究結(jié)果[5-7]一致。本研究合并T2DM的HFpEF患者外周水腫及肺部啰音更多,提示水鈉潴留更加嚴(yán)重。另外,本研究HFpEF患者均為新診斷者,心力衰竭病史短而糖尿病病程長(中位數(shù)為10年),符合T2DM致心臟慢性損害的因果關(guān)系。
經(jīng)過PSM均衡匹配后,T2DM相關(guān)HFpEF組與HFpEF組比較,年齡、性別、體重指數(shù)、高血壓患病率、合并房顫及冠心病的比例相似。在心臟結(jié)構(gòu)方面,T2DM相關(guān)HFpEF組左心室壁更厚,左心室質(zhì)量更高,向心性重塑更嚴(yán)重;功能方面,T2DM相關(guān)HFpEF組二尖瓣環(huán)室間隔部和側(cè)壁部舒張速度均小于非糖尿病HFpEF組,表明舒張功能損害更加嚴(yán)重,但兩組間二尖瓣環(huán)收縮速度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示收縮功能無差異,與Lejeune等[8]及Paiman等[9]的研究一致,但這方面的研究還比較少。在有效控制多種危險(xiǎn)因素的情況下,T2DM相關(guān)HFpEF結(jié)構(gòu)功能損害更加嚴(yán)重,反映了其特殊性。但在心臟結(jié)構(gòu)方面,目前仍有爭論。Paiman等[9]使用心臟磁共振成像影像技術(shù)發(fā)現(xiàn),亞洲人群T2DM相關(guān)HFpEF左心室重塑和肥厚更加嚴(yán)重,但在歐洲人群兩組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示糖尿病相關(guān)HFpEF心臟損害存在種族差異,需要更加深入細(xì)致的研究。
在無并發(fā)癥的T2DM患者,左心室向心性重塑和亞臨床心臟舒張功能下降較為普遍[10-11],上述改變甚至在糖尿病早期就存在。T2DM心臟組織形態(tài)表現(xiàn)為心肌細(xì)胞肥大和纖維化,是導(dǎo)致舒張功能下降的基礎(chǔ)。本研究顯示糖化血紅蛋白與左心室質(zhì)量獨(dú)立相關(guān),基礎(chǔ)研究已證實(shí)高血糖本身可導(dǎo)致心肌損傷[12]。除血糖外,脂毒性、胰島素抵抗、肥胖、高血壓等也是糖尿病心肌損傷的重要原因[13]。內(nèi)皮損傷、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、胰島素信號傳導(dǎo)異常[14]、脂肪酸代謝異常[15]和心肌細(xì)胞能量代謝異常[16]是主要發(fā)病機(jī)制。本研究顯示隨著UAER的上升心臟結(jié)構(gòu)功能損害加重。事實(shí)上,心臟結(jié)構(gòu)功能損害與尿微量白蛋白的相關(guān)性在無心力衰竭的T2DM中就存在[17-18]。UAER上升不但是糖尿病腎病的特征表現(xiàn),也是全身系統(tǒng)性微血管病變的標(biāo)志,而冠狀動脈微血管病變是HFpEF的致病因素之一[19],因此,微血管病變既是T2DM相關(guān)HFpEF心功能損害的重要原因,也是其特征之一。
與無糖尿病的心力衰竭相比,糖尿病相關(guān)HFpEF及射血分?jǐn)?shù)減低心力衰竭的全因死亡率及心血管死亡率進(jìn)一步增高[20-21]。本研究顯示T2DM相關(guān)HFpEF患者E/e更高,而E/e升高可預(yù)測HFpEF患者心血管事件,因此,可以推測更嚴(yán)重的心功能損害是T2DM相關(guān)HFpEF不良預(yù)后的原因之一。此外,糖尿病腎病、更嚴(yán)重的水鈉潴留、糖尿病大小血管病變、免疫功能失調(diào)[22]也是導(dǎo)致HFpEF不良預(yù)后的可能因素。
本研究存在一定的局限性。首先,本研究為單中心研究,可能存在選擇性偏倚;其次,本研究為橫斷面研究,雖然觀察到HbA1c及UAER與T2DM相關(guān)HFpEF的心臟結(jié)構(gòu)功能之間的相關(guān)性,但不能說明因果關(guān)系。T2DM相關(guān)HFpEF的心臟結(jié)構(gòu)功能損害更加嚴(yán)重的臨床意義,尚需要在前瞻性研究中證實(shí)。
參 考 文 獻(xiàn)
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(收稿日期:2022-09-05)
基金項(xiàng)目:甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(20YF8FA079)
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào)2023年2期