引用本文： 蔣子薇, 趙海波, 劉溢思. 心臟術后纖維蛋白原和膠原代謝的變化規律及其與術后心房顫動關系的前瞻性隊列研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2022, 29(3): 335-345. doi: 10.7507/1007-4848.202106020 復制
術后心房顫動（postoperative atrial fibrillation，POAF）是指術前無心房顫動（atrial fibrillation，AF），在術后新出現的AF [1]。POAF是冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）和心臟瓣膜置換（heart valve replacement，VR）術后常見的并發癥之一，發生率 30%～60%[1-2]，根據手術方式的不同而不同，多發生于術后2～4 d，7 d后幾乎不發生[3]。發生POAF的患者卒中和死亡風險分別為未發生POAF患者的5倍和2倍[4]。
關于POAF的發生機制目前尚不清楚[5]。因此，尚無有效預防措施[6]。AF的發生需要觸發基質和維持基質[7]。團隊前期研究[8]發現，POAF的發生與心臟手術后心房局部炎癥反應觸發激活STAT3信號通路，促使早期膠原合成增加，致心房基質改變有關。心房中細胞外基質（ECM）的主要組成成分為膠原。心房中的膠原以Ⅰ型、Ⅲ型膠原為主[9]。Ⅰ型前膠原羧基端前肽（PICP）以及Ⅰ型膠原羧基末端交聯肽（ICTP）分別為膠原合成和降解的標記物[9] 。研究[10]表明心房中膠原代謝失衡，膠原合成增加通過影響心臟的電重構及結構重構參與慢性AF的發生，且PICP及ICTP 的升高被發現與AF的發生有關[11-12]。纖維蛋白原（fibrinogen）是一類由肝臟產生的具有凝血功能的異源三聚體蛋白[13]。研究發現，纖維蛋白原不僅具有眾所周知的促使血液黏度升高及血管內血栓形成的作用[14]，且可促進膠原的合成[15]。研究[16]報道，纖維蛋白原的升高與AF的發生有關。但心臟手術后，纖維蛋白原及膠原代謝標記物的變化規律及其與POAF的關系尚不清楚。本研究旨在探討CABG和/或VR手術后血液和心包引流液中纖維蛋白原及膠原代謝經典標記物（PICP、ICTP）隨時間變化的規律及其與POAF的量效和時效關系，以期為臨床POAF的早期預防和精準防治提供科學依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
采用方便抽樣的方法，選擇2021年3—6月于首都醫科大學附屬北京朝陽醫院心臟中心行CABG或CABG聯合VR術的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）患者。冠心病的診斷標準為冠狀動脈造影檢查發現心外膜下冠狀動脈直徑狹窄＞50%，且患者有典型心絞痛癥狀或無創性檢查顯示患者有心肌缺血證據。納入標準：（1）年齡＞18歲；（2） 行CABG和/或VR術；（3）術前心電圖顯示為竇性心律。排除標準：（1）既往AF史。AF病史由24 h心電圖診斷。對于AF的診斷參照《2020 ESC心房顫動診斷和管理指南》[17]的診斷標準：心電圖表現為標準12導聯心電圖記錄≥30 s或單導聯心電圖示AF心律，無明顯重復的 P 波和 RR 間期不規則（房室傳導未受損時）可診斷為臨床AF；（2）室間隔缺損、房間隔缺損等先天性心臟病史，擴張型心肌病、肥厚型心肌病等心肌病；（3）術前嚴重感染、電解質紊亂、嚴重的肝腎功能不全；（4）術后住院期間死亡的患者、合并有惡性腫瘤等其它嚴重影響預后疾病的患者；（5）標本采集及研究過程中拒絕配合的患者。根據患者術后情況，分為 POAF 組和竇性心律（SR）組。
1.2 方法
本研究為前瞻性隊列研究。
1.2.1 研究工具
采用自行設計的資料收集表收集入組患者的術前、術中及術后可能與POAF發生相關的資料。
（1）一般資料：性別、年齡、民族、身高、體重、體重指數（body mass index，BMI）、吸煙史、本次入院診斷。
（2）臨床資料：高血壓病史、糖尿病史、腦血管病史、心臟病史、心功能分級（NYHA）、目前使用的藥物、冠狀動脈病變情況、左房內徑、左室舒張末期內徑、左室收縮末期內徑、左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）、二尖瓣E/A比值、是否為體外循環下手術、供體血管、受體血管、冠狀動脈血管搭橋支數、體外循環時間、手術時間、術中出血量、術中輸血量、術中是否使用主動脈內球囊反搏、是否使用血管活性藥物、術后用藥、術后機械輔助通氣時間。
（3）炎性標志物：白細胞、中性粒細胞、單核細胞。
（4）膠原代謝標志物：PICP、ICTP、纖維蛋白原。
（5）POAF指標：術后POAF首發時間，觀察期間POAF發生次數及持續時間。
（6）臨床結局指標：心肌梗死、卒中、術后感染、急性腎功能損害、死亡。
1.2.2 資料收集
（1）術前資料收集：研究者每日下午1點查看患者手術通知單及醫療病歷，記錄所有行心臟手術患者的性別、年齡、身高、體重、病史、手術史、用藥史、疾病診斷及手術名稱。嚴格按照納入及排除標準選擇研究對象后，再進一步收集患者術前資料：首先，向入選的患者及家屬介紹本研究的目的及方法，取得患者及家屬的同意并簽署知情同意書以后，通過詢問患者，結合病歷記錄獲取術前臨床資料。
（2）術中資料收集：在患者手術結束返回ICU后，研究者收集患者的術中資料。資料通過查看手術記錄單、醫療記錄以及詢問參加手術的醫生獲得。
（3）術后資料收集：研究者每日通過閱讀醫療病歷、查看醫囑及護理記錄單記錄患者術后用藥、液體出入量等相關內容，直至術后 7 d。
（4）血液樣本采集：術前血液標本在患者進入手術室，麻醉師給患者置入動脈導管時，由體外循環技師抽取動脈血（必須在進行開胸前），研究者在手術室門口接應。術后0 h、6 h、24 h、48 h的血液標本由研究者通過患者已置入的動脈導管抽取動脈血。具體方法為用10 mL無菌注射器采集動脈血10 mL，置于EDTA抗凝管。室溫放置2 h后，4℃，3 000 r/min離心15 min，取上清液，分裝，–80℃保存。采用酶聯免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）方法檢測血液中PICP（睿信，北京）、ICTP（睿信，北京）及纖維蛋白原（睿信，北京）的含量。
（5）引流液樣本采集：分別于術后0 h、6 h、24 h、48 h在無菌操作下采集心包引流液標本，并記錄術后 0～6 h、6～24 h、24～48 h 內引流液的量。患者均在術中留置心包縱隔引流管，并連接引流瓶。為避免混雜因素影響，每次采集前半小時將引流管內的引流液排至引流瓶，并倒空引流瓶內的引流液，以確保采集的引流液為該時間點（±0.5 h）的樣本。采集時用安爾碘消毒心包縱隔引流瓶的瓶口及瓶頸，打開EDTA抗凝管的蓋子，將引流液從瓶口倒入EDTA抗凝管。室溫放置2 h后，4℃ 3 000 r/min離心15 min，取上清液，分裝，–80℃保存。采用ELISA方法檢測引流液中PICP（睿信，北京）、ICTP（睿信，北京）及纖維蛋白原（睿信，北京）的含量。
（6）AF的監測：術后患者使用24 h動態心電監護儀監測7 d或至患者轉出。研究者每天上午 10 點查看心電監護中過去24 h的心電圖，同時結合護理記錄、病歷記錄確定是否發生POAF。由2名具有10年以上AF診斷經驗的醫務人員根據24 h心電圖記錄對POAF進行判定。若有分歧，則與第3位上級醫師聯合重新評估。
1.3 統計學分析
所有數據均采用SPSS 18.0統計分析軟件進行統計分析。正態分布的計量資料采用均數±標準差（ 
±s）表示，采用獨立樣本t檢驗進行比較。非正態分布的計量資料采用中位數（上下四分位數）［M（P25，P75）］表示，采用秩和檢驗進行比較。計數資料采用Fisher確切概率法進行比較。PICP、ICTP 及纖維蛋白原隨時間變化的趨勢及其在POAF 組及SR組之間差異的比較采用重復測量方差分析。進行Mauchly 的球形度檢驗，若P≤0.05，則采用 Greenhouse-Geisser 進行結果矯正。所有在單因素分析中P≤0.1的變量進入logistic回歸分析。P≤0.05為差異有統計學意義。
1.4 倫理審查
本研究已通過首都醫科大學醫學倫理委員會審查（2020SY056）。研究遵循世界衛生組織赫爾辛基宣言擬定的道德標準，所有的入選患者在研究前均被給予研究知情同意書，告知其在術后使用24 h心電檢測（Holter）持續監測，并需采集其血液及心包引流液標本以供研究使用。同時，本研究也對所有研究中的臨床資料堅持嚴格的保密原則。
2 結果
2.1 患者一般臨床特征
本研究共收集125例次血液樣本，78例次引流液樣本。入選患者26例，其中男18例、女8例，平均年齡（64.04±7.27）歲，其中9例術后出現AF，17例未出現，POAF的發生率為34.6%。術后POAF首發時間為（36.89±24.21）h，觀察期間POAF發生次數為（1.56±0.88）次，及持續（441.22±1 252.63）min。兩組患者一般資料分析發現，POAF組右房長徑≥47 mm患者比例顯著高于SR組（P=0.004）。兩組患者的BMI、LVEF、高血壓病史、糖尿病病史、冠狀動脈病變支數、術中出血量、呼吸機輔助時間等差異均無統計學意義（P＞0.05）；見表1。
表1
兩組患者臨床基線資料比較［
/例（%）/M（P25，P75）］
2.2 臨床結局指標
2例（7.7%）患者術后因大出血而進行二次手術，1例（3.8%）患者發生術后急性腎功能損害。無心肌梗死、卒中、術后感染、死亡患者。POAF組及SR組，臨床不良結局發生率差異無統計學意義（P>0.05）。
2.3 心臟術后纖維蛋白原的變化規律及其與POAF的關系
本研究檢測了術前，術后0 h、6 h、24 h、48 h外周血液及心包引流液中纖維蛋白原水平，發現POAF組心包引流液中纖維蛋白原水平在術后48 h內呈現兩個高峰（術后0 h、24 h）；而SR組則呈現持續下降的趨勢；見圖1a。重復測量方差分析發現POAF和SR組心包引流液中纖維蛋白原的水平隨時間變化的差異顯著不同（P交互=0.022）。進一步對每一個時間點的纖維蛋白原水平進行比較，發現POAF組術后24 h和術后48 h的心包引流液中纖維蛋白原水平顯著高于SR組（P=0.013，P=0.029）；見表2。
圖1
POAF組和SR組血液、引流液纖維蛋白原（a）、PICP（b）、ICTP（c）隨時間變化規律
POAF：術后心房顫動；SR：竇性心律；PICP：Ⅰ型前膠原羧基端前肽；ICTP：Ⅰ型膠原羧基末端交聯肽；Fibrinogen：纖維蛋白原；
表2
POAF組和SR組膠原代謝標記物水平比較（
）
進一步分析外周血液中的纖維蛋白原水平，發現無論是POAF組還是SR組，均于術前為濃度最高峰，隨后呈現持續下降的趨勢；見圖1a。重復測量方差分析顯示血液中的纖維蛋白原隨時間變化的趨勢在POAF和SR兩組之間差異無統計學意義（P=0.566）。進一步對每一個時間點的纖維蛋白原水平進行比較，發現術前SR組外周血液中的纖維蛋白原水平高于POAF組（P=0.032）；見表2。
2.4 心臟術后PICP的變化規律及其與POAF的關系
心包引流液中，POAF組PICP水平在術后6 h達到最高峰，隨后下降；SR組PICP水平則術后0 h達到最高峰，隨后持續下降；見圖1b。但重復測量方差分析結果顯示兩組之間PICP水平隨時間變化的趨勢沒有差異（P=0.125）。對5個時間點的PICP水平進行獨立樣本t檢驗分析，未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
外周血液中，POAF組PICP水平在術前達到最高峰，隨后持續下降；SR組PICP水平也在術前達到最高峰，隨后下降，但在術后6 h有一個小幅度的上升，隨后持續下降；見圖1b。重復測量方差分析結果顯示PICP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.088）。對每一個時間點PICP水平進行組間比較，發現POAF組的術后0 h PICP水平顯著高于SR組（P=0.017），而兩組術前PICP水平差異無統計學意義（P=0.773）；見表2。
2.5 心臟術后ICTP的變化規律及其與POAF的關系
研究結果發現心包引流液中，POAF組ICTP水平在術后0 h達到最高峰，隨后下降，于術后24 h稍有上升，此后繼續下降；SR組ICTP水平在術后0 h達到最高峰，隨后持續下降；見圖1c。對兩組進行重復測量方差分析，發現ICTP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.409）。對每一個時間點進行獨立樣本t檢驗分析，未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
外周血液中，POAF組和SR組ICTP水平均在術前達到最高峰，隨后下降，在術后48 h稍有回升；見圖1c。對兩組進行重復測量方差分析，發現ICTP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.848）。對每一個時間點進行獨立樣本t檢驗，均未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
2.6 纖維蛋白原及纖維代謝標志物對POAF的潛在預測價值
篩選單因素分析中P≤0.1的變量進行多元logistic回歸。P≤0.1的變量包括右房長徑、術后0 h血液PICP水平、術前血液纖維蛋白原水平、術后24 h心包引流液纖維蛋白原水平、術后48 h心包引流液纖維蛋白原水平。但由于術后24 h心包引流液中纖維蛋白原與術后48 h纖維蛋白原的濃度具有強相關，二者只能選擇其一進入方程。本研究選擇與POAF相關性更強的術后24 h心包引流液纖維蛋白原進入多元回歸分析。Logistic 多元回歸結果顯示，術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是CABG和/或VR術POAF的獨立預測因子；見表3。
表3
單因素（未矯正）及多因素（矯正）回歸模型中術后24 h心包引流液中纖維蛋白原對POAF的預測價值
為了確定纖維蛋白原對POAF的預測價值，采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線確定因子的臨界值，結果顯示右房長徑≥46 mm和纖維蛋白原≥11.47 ng/mL為最佳臨界值。以 ROC 曲線確定的臨界值作為臨界點，將上述變量作為二分類變量放入 logistic 回歸模型；見表3。結果顯示右房長徑≥46 mm和纖維蛋白原≥11.47 ng/mL是POAF的獨立預測因子。該模型的Cox & Snell R2=0.352，Nagel kerke R2=0.486，擬合優度=0.653。整個模型預測 POAF 的曲線下面積為0.837，特異度、靈敏度分別為82.4%、66.7%；見圖2。
圖2
POAF預測模型的受試者工作特征曲線
曲線下面積（AUC）=0.837
3 討論
本研究對纖維蛋白原與膠原代謝標記物在CABG和/或VR手術后變化的規律進行了初步探討，并發現術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是一種潛在、新型的、無創的POAF預測因子。
POAF是CABG及心臟瓣膜置換術后最常見的心律失常并發癥，本研究中POAF的發生率為 34.6%，與文獻[1-2]報道一致。本研究收集了不同來源、不同時間點的樣本，并檢測了與膠原代謝相關的三大因子。因此，較為全面地分析了CABG和/或VR術后纖維蛋白原及膠原代謝標記物時空分布的規律。本研究作為大型前瞻性研究的前期初步探索，為后期臨床研究的開展提供了基礎和方向。
本研究通過動態觀察術后 48 h內血液和心包引流液中纖維蛋白原的水平，發現術后未發生POAF組的患者其心包引流液中的纖維蛋白原水平整體呈現下降趨勢。而POAF組的纖維蛋白原水平則在術后48 h內呈現兩個高峰（術后0 h、24 h），其變化趨勢與SR組有顯著差異。在進一步控制混雜因素后，心包引流液中的纖維蛋白原在本研究只有26例樣本的情況下，仍然呈現很強的預測性，單個因子對于POAF的預測能力高達79%，聯合右房長徑后，預測性能進一步提升至83%。Gaudino等[18]研究發現，心臟術后POAF組患者外周血液中的纖維蛋白原水平顯著升高，是POAF的獨立預測因子，與本研究結果類似。此外，大量研究[19-20]表明，外周血液中纖維蛋白原水平的增加與慢性AF的發生顯著相關，纖維蛋白原水平異常既是AF的結果，又促進了AF的發展。且血漿纖維蛋白原水平可作為評估心血管事件的生物標志物，對于診斷冠心病、AF、心力衰竭、心源性猝死等心血管疾病以及評估其預后具有重要意義[21]。纖維蛋白原是一種由肝臟合成、分泌的具有凝血功能的糖蛋白[22]。研究顯示，纖維蛋白原不僅具有眾所周知的促使血液黏度升高及血管內血栓形成的作用[14]，且具有促進膠原合成的作用[15]。Masamune等[15]的研究發現纖維蛋白原具有基質蛋白的性質，其可與成纖維細胞構成的細胞外基質一起形成促膠原合成的微環境，并與其它纖維蛋白，如纖維粘連蛋白、層粘連蛋白和Ⅳ型膠原共定位。另一方面，研究發現纖維蛋白原可與炎性細胞表面的黏附因子CD11b/CD18 相互作用激活促炎信號通路并上調細胞因子如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白細胞介素（interleukin，IL）-1β和核因子（nuclear factor，NF）-κB，引發炎癥瀑布，進一步促使膠原合成增加，膠原代謝紊亂[16]，形成AF發生的基質。
再者，本研究發現相對于心包引流液，血液中的纖維蛋白原未能顯示出對POAF的預測價值。一方面，有可能和本研究樣本例數少，檢測效能低有關。另一方面也說明，相對于手術后全身的系統性病理生理變化，心臟局部的病理生理變化可能更能反映POAF的發生機制。心包引流液主要是手術后心臟和胸腔滲血或滲液及淋巴液，反映了手術后心臟局部的炎癥反應及氧化應激反應的病理生理變化[23]。所以心包引流液中的因子水平相對于血液中因子的水平更能代表心臟局部的變化，因而更能反映心房在遭受了手術的創傷和壓力之后所發生的變化。本研究在小樣本的情況下，發現了心包引流液中，而非外周血液中的纖維蛋白原對于POAF的預測效能，進一步說明了手術帶來的心房局部病理生理變化，是POAF發生的重要觸發機制。
進一步分析膠原代謝標記物的變化規律，我們發現對于SR而言，無論是代表膠原合成的標記物PICP還是代表膠原降解的標記物ICTP，在術后48 h內，均呈現整體下降趨勢（除了外周血液中的PICP水平在術后6 h有小幅度的上升）。而對于POAF組患者，其心包引流液中的PICP及ICTP濃度雖整體呈現下降趨勢，但分別在術后6 h和24 h卻有回升。此外，POAF組外周血液中PICP水平在術后0 h顯著高于SR組。這些研究結果說明POAF組患者術后膠原合成水平高于SR組。關于引流液中PICP和ICTP的研究，目前尚無報道。但關于血液中二者的探討，本研究結果與Swartz等[24]和Rizvi等[11]的結果一致。其調研了90例既往無AF的患者，發現了POAF患者術前血液中PICP水平升高，并與心房纖維化程度相關[11]。Ⅰ和Ⅲ型膠原合成和降解過程中起主要調節作用的為基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）及其抑制物（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPs）[25]。生理狀態下MMPs處于低活性狀態，維持膠原代謝的平衡。病理狀態下，比如心臟手術時，打開胸腔和心包、心臟表面的直接手術操作、體外循環以及再灌注損傷等因素均可引起心臟局部和全身性的炎癥和氧化應激反應增加[8]。進而導致MMPs表達增強，MMPs/TIMPs平衡被破壞，膠原合成增加，膠原的合成和降解之間的平衡被破壞，使得原有的各型膠原的比例失衡且排列紊亂，重新分隔心肌細胞，造成心肌結構重構，使得心肌細胞間偶聯異質性增加，傳導速度減慢，有利于折返機制的形成，為AF的發生提供了結構基礎[9] 。
再者，本研究結果顯示右房長徑長的患者更容易發生POAF。本研究結果與劉穎嫻等[26] 的研究結果一致。分析原因，一方面右房長徑增大導致心房結構重構，形成POAF發生的易感基質。另一方面，右房長徑增大與右心功能不全通常并存，進一步促進AF的發生。此外，郭冠軍等[27]研究發現在非結構性、非瓣膜性AF患者中，右房大小與左房大小密切相關，單獨右房增大而左房不增大者少見，雙心房增大的患者AF復發風險更高。
本研究的主要局限性在于樣本量。盡管由于時間和經濟條件有限，本研究收集到的樣本較小，且來自于同一個醫院，但本研究結果可以為今后大樣本、多中心研究提供研究方向，并為POAF的機制研究提供新思路。另一局限性在于沒有比較兩組患者的瓣膜置換手術方式、手術方式的不同可能對研究結果帶來的影響。但陳德海等[28]及李婭姣等[29]的研究表明，不同的瓣膜置換方式，對POAF的發生無影響。
本研究對血液和心包引流液中的纖維蛋白原與膠原代謝標記物在CABG和/或VR手術后隨時間變化的規律及其與POAF的關系進行了初步探索，并發現術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是一種潛在、新型的、無創的POAF預測因子。研究結果為POAF的發生機制探討提供了新思路，并為臨床POAF的精準預測和預防提供了研究基礎。
利益沖突：無。
作者貢獻：劉溢思負責研究構思與設計，數據收集、分析，論文撰寫、修訂；蔣子薇負責數據收集、分析，論文撰寫；趙海波負責數據收集、分析。
術后心房顫動（postoperative atrial fibrillation，POAF）是指術前無心房顫動（atrial fibrillation，AF），在術后新出現的AF [1]。POAF是冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）和心臟瓣膜置換（heart valve replacement，VR）術后常見的并發癥之一，發生率 30%～60%[1-2]，根據手術方式的不同而不同，多發生于術后2～4 d，7 d后幾乎不發生[3]。發生POAF的患者卒中和死亡風險分別為未發生POAF患者的5倍和2倍[4]。
關于POAF的發生機制目前尚不清楚[5]。因此，尚無有效預防措施[6]。AF的發生需要觸發基質和維持基質[7]。團隊前期研究[8]發現，POAF的發生與心臟手術后心房局部炎癥反應觸發激活STAT3信號通路，促使早期膠原合成增加，致心房基質改變有關。心房中細胞外基質（ECM）的主要組成成分為膠原。心房中的膠原以Ⅰ型、Ⅲ型膠原為主[9]。Ⅰ型前膠原羧基端前肽（PICP）以及Ⅰ型膠原羧基末端交聯肽（ICTP）分別為膠原合成和降解的標記物[9] 。研究[10]表明心房中膠原代謝失衡，膠原合成增加通過影響心臟的電重構及結構重構參與慢性AF的發生，且PICP及ICTP 的升高被發現與AF的發生有關[11-12]。纖維蛋白原（fibrinogen）是一類由肝臟產生的具有凝血功能的異源三聚體蛋白[13]。研究發現，纖維蛋白原不僅具有眾所周知的促使血液黏度升高及血管內血栓形成的作用[14]，且可促進膠原的合成[15]。研究[16]報道，纖維蛋白原的升高與AF的發生有關。但心臟手術后，纖維蛋白原及膠原代謝標記物的變化規律及其與POAF的關系尚不清楚。本研究旨在探討CABG和/或VR手術后血液和心包引流液中纖維蛋白原及膠原代謝經典標記物（PICP、ICTP）隨時間變化的規律及其與POAF的量效和時效關系，以期為臨床POAF的早期預防和精準防治提供科學依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
采用方便抽樣的方法，選擇2021年3—6月于首都醫科大學附屬北京朝陽醫院心臟中心行CABG或CABG聯合VR術的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）患者。冠心病的診斷標準為冠狀動脈造影檢查發現心外膜下冠狀動脈直徑狹窄＞50%，且患者有典型心絞痛癥狀或無創性檢查顯示患者有心肌缺血證據。納入標準：（1）年齡＞18歲；（2） 行CABG和/或VR術；（3）術前心電圖顯示為竇性心律。排除標準：（1）既往AF史。AF病史由24 h心電圖診斷。對于AF的診斷參照《2020 ESC心房顫動診斷和管理指南》[17]的診斷標準：心電圖表現為標準12導聯心電圖記錄≥30 s或單導聯心電圖示AF心律，無明顯重復的 P 波和 RR 間期不規則（房室傳導未受損時）可診斷為臨床AF；（2）室間隔缺損、房間隔缺損等先天性心臟病史，擴張型心肌病、肥厚型心肌病等心肌病；（3）術前嚴重感染、電解質紊亂、嚴重的肝腎功能不全；（4）術后住院期間死亡的患者、合并有惡性腫瘤等其它嚴重影響預后疾病的患者；（5）標本采集及研究過程中拒絕配合的患者。根據患者術后情況，分為 POAF 組和竇性心律（SR）組。
1.2 方法
本研究為前瞻性隊列研究。
1.2.1 研究工具
采用自行設計的資料收集表收集入組患者的術前、術中及術后可能與POAF發生相關的資料。
（1）一般資料：性別、年齡、民族、身高、體重、體重指數（body mass index，BMI）、吸煙史、本次入院診斷。
（2）臨床資料：高血壓病史、糖尿病史、腦血管病史、心臟病史、心功能分級（NYHA）、目前使用的藥物、冠狀動脈病變情況、左房內徑、左室舒張末期內徑、左室收縮末期內徑、左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）、二尖瓣E/A比值、是否為體外循環下手術、供體血管、受體血管、冠狀動脈血管搭橋支數、體外循環時間、手術時間、術中出血量、術中輸血量、術中是否使用主動脈內球囊反搏、是否使用血管活性藥物、術后用藥、術后機械輔助通氣時間。
（3）炎性標志物：白細胞、中性粒細胞、單核細胞。
（4）膠原代謝標志物：PICP、ICTP、纖維蛋白原。
（5）POAF指標：術后POAF首發時間，觀察期間POAF發生次數及持續時間。
（6）臨床結局指標：心肌梗死、卒中、術后感染、急性腎功能損害、死亡。
1.2.2 資料收集
（1）術前資料收集：研究者每日下午1點查看患者手術通知單及醫療病歷，記錄所有行心臟手術患者的性別、年齡、身高、體重、病史、手術史、用藥史、疾病診斷及手術名稱。嚴格按照納入及排除標準選擇研究對象后，再進一步收集患者術前資料：首先，向入選的患者及家屬介紹本研究的目的及方法，取得患者及家屬的同意并簽署知情同意書以后，通過詢問患者，結合病歷記錄獲取術前臨床資料。
（2）術中資料收集：在患者手術結束返回ICU后，研究者收集患者的術中資料。資料通過查看手術記錄單、醫療記錄以及詢問參加手術的醫生獲得。
（3）術后資料收集：研究者每日通過閱讀醫療病歷、查看醫囑及護理記錄單記錄患者術后用藥、液體出入量等相關內容，直至術后 7 d。
（4）血液樣本采集：術前血液標本在患者進入手術室，麻醉師給患者置入動脈導管時，由體外循環技師抽取動脈血（必須在進行開胸前），研究者在手術室門口接應。術后0 h、6 h、24 h、48 h的血液標本由研究者通過患者已置入的動脈導管抽取動脈血。具體方法為用10 mL無菌注射器采集動脈血10 mL，置于EDTA抗凝管。室溫放置2 h后，4℃，3 000 r/min離心15 min，取上清液，分裝，–80℃保存。采用酶聯免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）方法檢測血液中PICP（睿信，北京）、ICTP（睿信，北京）及纖維蛋白原（睿信，北京）的含量。
（5）引流液樣本采集：分別于術后0 h、6 h、24 h、48 h在無菌操作下采集心包引流液標本，并記錄術后 0～6 h、6～24 h、24～48 h 內引流液的量。患者均在術中留置心包縱隔引流管，并連接引流瓶。為避免混雜因素影響，每次采集前半小時將引流管內的引流液排至引流瓶，并倒空引流瓶內的引流液，以確保采集的引流液為該時間點（±0.5 h）的樣本。采集時用安爾碘消毒心包縱隔引流瓶的瓶口及瓶頸，打開EDTA抗凝管的蓋子，將引流液從瓶口倒入EDTA抗凝管。室溫放置2 h后，4℃ 3 000 r/min離心15 min，取上清液，分裝，–80℃保存。采用ELISA方法檢測引流液中PICP（睿信，北京）、ICTP（睿信，北京）及纖維蛋白原（睿信，北京）的含量。
（6）AF的監測：術后患者使用24 h動態心電監護儀監測7 d或至患者轉出。研究者每天上午 10 點查看心電監護中過去24 h的心電圖，同時結合護理記錄、病歷記錄確定是否發生POAF。由2名具有10年以上AF診斷經驗的醫務人員根據24 h心電圖記錄對POAF進行判定。若有分歧，則與第3位上級醫師聯合重新評估。
1.3 統計學分析
所有數據均采用SPSS 18.0統計分析軟件進行統計分析。正態分布的計量資料采用均數±標準差（ ±s）表示，采用獨立樣本t檢驗進行比較。非正態分布的計量資料采用中位數（上下四分位數）［M（P25，P75）］表示，采用秩和檢驗進行比較。計數資料采用Fisher確切概率法進行比較。PICP、ICTP 及纖維蛋白原隨時間變化的趨勢及其在POAF 組及SR組之間差異的比較采用重復測量方差分析。進行Mauchly 的球形度檢驗，若P≤0.05，則采用 Greenhouse-Geisser 進行結果矯正。所有在單因素分析中P≤0.1的變量進入logistic回歸分析。P≤0.05為差異有統計學意義。
1.4 倫理審查
本研究已通過首都醫科大學醫學倫理委員會審查（2020SY056）。研究遵循世界衛生組織赫爾辛基宣言擬定的道德標準，所有的入選患者在研究前均被給予研究知情同意書，告知其在術后使用24 h心電檢測（Holter）持續監測，并需采集其血液及心包引流液標本以供研究使用。同時，本研究也對所有研究中的臨床資料堅持嚴格的保密原則。
2 結果
2.1 患者一般臨床特征
本研究共收集125例次血液樣本，78例次引流液樣本。入選患者26例，其中男18例、女8例，平均年齡（64.04±7.27）歲，其中9例術后出現AF，17例未出現，POAF的發生率為34.6%。術后POAF首發時間為（36.89±24.21）h，觀察期間POAF發生次數為（1.56±0.88）次，及持續（441.22±1 252.63）min。兩組患者一般資料分析發現，POAF組右房長徑≥47 mm患者比例顯著高于SR組（P=0.004）。兩組患者的BMI、LVEF、高血壓病史、糖尿病病史、冠狀動脈病變支數、術中出血量、呼吸機輔助時間等差異均無統計學意義（P＞0.05）；見表1。
表1
兩組患者臨床基線資料比較［/例（%）/M（P25，P75）］
2.2 臨床結局指標
2例（7.7%）患者術后因大出血而進行二次手術，1例（3.8%）患者發生術后急性腎功能損害。無心肌梗死、卒中、術后感染、死亡患者。POAF組及SR組，臨床不良結局發生率差異無統計學意義（P>0.05）。
2.3 心臟術后纖維蛋白原的變化規律及其與POAF的關系
本研究檢測了術前，術后0 h、6 h、24 h、48 h外周血液及心包引流液中纖維蛋白原水平，發現POAF組心包引流液中纖維蛋白原水平在術后48 h內呈現兩個高峰（術后0 h、24 h）；而SR組則呈現持續下降的趨勢；見圖1a。重復測量方差分析發現POAF和SR組心包引流液中纖維蛋白原的水平隨時間變化的差異顯著不同（P交互=0.022）。進一步對每一個時間點的纖維蛋白原水平進行比較，發現POAF組術后24 h和術后48 h的心包引流液中纖維蛋白原水平顯著高于SR組（P=0.013，P=0.029）；見表2。
圖1
POAF組和SR組血液、引流液纖維蛋白原（a）、PICP（b）、ICTP（c）隨時間變化規律
POAF：術后心房顫動；SR：竇性心律；PICP：Ⅰ型前膠原羧基端前肽；ICTP：Ⅰ型膠原羧基末端交聯肽；Fibrinogen：纖維蛋白原；
表2
POAF組和SR組膠原代謝標記物水平比較（）
進一步分析外周血液中的纖維蛋白原水平，發現無論是POAF組還是SR組，均于術前為濃度最高峰，隨后呈現持續下降的趨勢；見圖1a。重復測量方差分析顯示血液中的纖維蛋白原隨時間變化的趨勢在POAF和SR兩組之間差異無統計學意義（P=0.566）。進一步對每一個時間點的纖維蛋白原水平進行比較，發現術前SR組外周血液中的纖維蛋白原水平高于POAF組（P=0.032）；見表2。
2.4 心臟術后PICP的變化規律及其與POAF的關系
心包引流液中，POAF組PICP水平在術后6 h達到最高峰，隨后下降；SR組PICP水平則術后0 h達到最高峰，隨后持續下降；見圖1b。但重復測量方差分析結果顯示兩組之間PICP水平隨時間變化的趨勢沒有差異（P=0.125）。對5個時間點的PICP水平進行獨立樣本t檢驗分析，未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
外周血液中，POAF組PICP水平在術前達到最高峰，隨后持續下降；SR組PICP水平也在術前達到最高峰，隨后下降，但在術后6 h有一個小幅度的上升，隨后持續下降；見圖1b。重復測量方差分析結果顯示PICP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.088）。對每一個時間點PICP水平進行組間比較，發現POAF組的術后0 h PICP水平顯著高于SR組（P=0.017），而兩組術前PICP水平差異無統計學意義（P=0.773）；見表2。
2.5 心臟術后ICTP的變化規律及其與POAF的關系
研究結果發現心包引流液中，POAF組ICTP水平在術后0 h達到最高峰，隨后下降，于術后24 h稍有上升，此后繼續下降；SR組ICTP水平在術后0 h達到最高峰，隨后持續下降；見圖1c。對兩組進行重復測量方差分析，發現ICTP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.409）。對每一個時間點進行獨立樣本t檢驗分析，未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
外周血液中，POAF組和SR組ICTP水平均在術前達到最高峰，隨后下降，在術后48 h稍有回升；見圖1c。對兩組進行重復測量方差分析，發現ICTP水平隨時間變化趨勢在兩組間差異無統計學意義（P=0.848）。對每一個時間點進行獨立樣本t檢驗，均未發現差異有統計學意義（P＞0.05）；見表2。
2.6 纖維蛋白原及纖維代謝標志物對POAF的潛在預測價值
篩選單因素分析中P≤0.1的變量進行多元logistic回歸。P≤0.1的變量包括右房長徑、術后0 h血液PICP水平、術前血液纖維蛋白原水平、術后24 h心包引流液纖維蛋白原水平、術后48 h心包引流液纖維蛋白原水平。但由于術后24 h心包引流液中纖維蛋白原與術后48 h纖維蛋白原的濃度具有強相關，二者只能選擇其一進入方程。本研究選擇與POAF相關性更強的術后24 h心包引流液纖維蛋白原進入多元回歸分析。Logistic 多元回歸結果顯示，術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是CABG和/或VR術POAF的獨立預測因子；見表3。
表3
單因素（未矯正）及多因素（矯正）回歸模型中術后24 h心包引流液中纖維蛋白原對POAF的預測價值
為了確定纖維蛋白原對POAF的預測價值，采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線確定因子的臨界值，結果顯示右房長徑≥46 mm和纖維蛋白原≥11.47 ng/mL為最佳臨界值。以 ROC 曲線確定的臨界值作為臨界點，將上述變量作為二分類變量放入 logistic 回歸模型；見表3。結果顯示右房長徑≥46 mm和纖維蛋白原≥11.47 ng/mL是POAF的獨立預測因子。該模型的Cox & Snell R2=0.352，Nagel kerke R2=0.486，擬合優度=0.653。整個模型預測 POAF 的曲線下面積為0.837，特異度、靈敏度分別為82.4%、66.7%；見圖2。
圖2
POAF預測模型的受試者工作特征曲線
曲線下面積（AUC）=0.837
3 討論
本研究對纖維蛋白原與膠原代謝標記物在CABG和/或VR手術后變化的規律進行了初步探討，并發現術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是一種潛在、新型的、無創的POAF預測因子。
POAF是CABG及心臟瓣膜置換術后最常見的心律失常并發癥，本研究中POAF的發生率為 34.6%，與文獻[1-2]報道一致。本研究收集了不同來源、不同時間點的樣本，并檢測了與膠原代謝相關的三大因子。因此，較為全面地分析了CABG和/或VR術后纖維蛋白原及膠原代謝標記物時空分布的規律。本研究作為大型前瞻性研究的前期初步探索，為后期臨床研究的開展提供了基礎和方向。
本研究通過動態觀察術后 48 h內血液和心包引流液中纖維蛋白原的水平，發現術后未發生POAF組的患者其心包引流液中的纖維蛋白原水平整體呈現下降趨勢。而POAF組的纖維蛋白原水平則在術后48 h內呈現兩個高峰（術后0 h、24 h），其變化趨勢與SR組有顯著差異。在進一步控制混雜因素后，心包引流液中的纖維蛋白原在本研究只有26例樣本的情況下，仍然呈現很強的預測性，單個因子對于POAF的預測能力高達79%，聯合右房長徑后，預測性能進一步提升至83%。Gaudino等[18]研究發現，心臟術后POAF組患者外周血液中的纖維蛋白原水平顯著升高，是POAF的獨立預測因子，與本研究結果類似。此外，大量研究[19-20]表明，外周血液中纖維蛋白原水平的增加與慢性AF的發生顯著相關，纖維蛋白原水平異常既是AF的結果，又促進了AF的發展。且血漿纖維蛋白原水平可作為評估心血管事件的生物標志物，對于診斷冠心病、AF、心力衰竭、心源性猝死等心血管疾病以及評估其預后具有重要意義[21]。纖維蛋白原是一種由肝臟合成、分泌的具有凝血功能的糖蛋白[22]。研究顯示，纖維蛋白原不僅具有眾所周知的促使血液黏度升高及血管內血栓形成的作用[14]，且具有促進膠原合成的作用[15]。Masamune等[15]的研究發現纖維蛋白原具有基質蛋白的性質，其可與成纖維細胞構成的細胞外基質一起形成促膠原合成的微環境，并與其它纖維蛋白，如纖維粘連蛋白、層粘連蛋白和Ⅳ型膠原共定位。另一方面，研究發現纖維蛋白原可與炎性細胞表面的黏附因子CD11b/CD18 相互作用激活促炎信號通路并上調細胞因子如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白細胞介素（interleukin，IL）-1β和核因子（nuclear factor，NF）-κB，引發炎癥瀑布，進一步促使膠原合成增加，膠原代謝紊亂[16]，形成AF發生的基質。
再者，本研究發現相對于心包引流液，血液中的纖維蛋白原未能顯示出對POAF的預測價值。一方面，有可能和本研究樣本例數少，檢測效能低有關。另一方面也說明，相對于手術后全身的系統性病理生理變化，心臟局部的病理生理變化可能更能反映POAF的發生機制。心包引流液主要是手術后心臟和胸腔滲血或滲液及淋巴液，反映了手術后心臟局部的炎癥反應及氧化應激反應的病理生理變化[23]。所以心包引流液中的因子水平相對于血液中因子的水平更能代表心臟局部的變化，因而更能反映心房在遭受了手術的創傷和壓力之后所發生的變化。本研究在小樣本的情況下，發現了心包引流液中，而非外周血液中的纖維蛋白原對于POAF的預測效能，進一步說明了手術帶來的心房局部病理生理變化，是POAF發生的重要觸發機制。
進一步分析膠原代謝標記物的變化規律，我們發現對于SR而言，無論是代表膠原合成的標記物PICP還是代表膠原降解的標記物ICTP，在術后48 h內，均呈現整體下降趨勢（除了外周血液中的PICP水平在術后6 h有小幅度的上升）。而對于POAF組患者，其心包引流液中的PICP及ICTP濃度雖整體呈現下降趨勢，但分別在術后6 h和24 h卻有回升。此外，POAF組外周血液中PICP水平在術后0 h顯著高于SR組。這些研究結果說明POAF組患者術后膠原合成水平高于SR組。關于引流液中PICP和ICTP的研究，目前尚無報道。但關于血液中二者的探討，本研究結果與Swartz等[24]和Rizvi等[11]的結果一致。其調研了90例既往無AF的患者，發現了POAF患者術前血液中PICP水平升高，并與心房纖維化程度相關[11]。Ⅰ和Ⅲ型膠原合成和降解過程中起主要調節作用的為基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）及其抑制物（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPs）[25]。生理狀態下MMPs處于低活性狀態，維持膠原代謝的平衡。病理狀態下，比如心臟手術時，打開胸腔和心包、心臟表面的直接手術操作、體外循環以及再灌注損傷等因素均可引起心臟局部和全身性的炎癥和氧化應激反應增加[8]。進而導致MMPs表達增強，MMPs/TIMPs平衡被破壞，膠原合成增加，膠原的合成和降解之間的平衡被破壞，使得原有的各型膠原的比例失衡且排列紊亂，重新分隔心肌細胞，造成心肌結構重構，使得心肌細胞間偶聯異質性增加，傳導速度減慢，有利于折返機制的形成，為AF的發生提供了結構基礎[9] 。
再者，本研究結果顯示右房長徑長的患者更容易發生POAF。本研究結果與劉穎嫻等[26] 的研究結果一致。分析原因，一方面右房長徑增大導致心房結構重構，形成POAF發生的易感基質。另一方面，右房長徑增大與右心功能不全通常并存，進一步促進AF的發生。此外，郭冠軍等[27]研究發現在非結構性、非瓣膜性AF患者中，右房大小與左房大小密切相關，單獨右房增大而左房不增大者少見，雙心房增大的患者AF復發風險更高。
本研究的主要局限性在于樣本量。盡管由于時間和經濟條件有限，本研究收集到的樣本較小，且來自于同一個醫院，但本研究結果可以為今后大樣本、多中心研究提供研究方向，并為POAF的機制研究提供新思路。另一局限性在于沒有比較兩組患者的瓣膜置換手術方式、手術方式的不同可能對研究結果帶來的影響。但陳德海等[28]及李婭姣等[29]的研究表明，不同的瓣膜置換方式，對POAF的發生無影響。
本研究對血液和心包引流液中的纖維蛋白原與膠原代謝標記物在CABG和/或VR手術后隨時間變化的規律及其與POAF的關系進行了初步探索，并發現術后24 h心包引流液中的纖維蛋白原是一種潛在、新型的、無創的POAF預測因子。研究結果為POAF的發生機制探討提供了新思路，并為臨床POAF的精準預測和預防提供了研究基礎。
利益沖突：無。
作者貢獻：劉溢思負責研究構思與設計，數據收集、分析，論文撰寫、修訂；蔣子薇負責數據收集、分析，論文撰寫；趙海波負責數據收集、分析。
