2021年T波电交替与心脏猝死(全文)

2021年T波电交替与心脏猝死（全文）

一、概述

Framingham前瞻性研究显示75％的猝死为心脏性猝死（sudden cardiac death，SCD），而90％的心脏性猝死由心律失常所致，其中80％由快速心律失常（室性心动过速、心室颤动）引起。因此，寻找准确识别猝死高危人群的检测方法是临床研究者探索的目标。现已有多种猝死高危患者检测技术，除了反映左室收缩功能的左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）和反映自主神经功能的心率变异性（heart rate variability，HRV）、心率震荡（heart rate turbulence，HRT）、心率减速力（decelerati on capacity of rate，DC）外，还有各种除极与复极异常的心电易损指标，包括QRS碎裂波（Fragmented QRS complex，fQRS）、QTc延长、T波峰末间（Tpeak－Tend interval，Tp－Te）延长、T波电交替（T－wave alternans，TWA）。在各种心电易损指标预警SCD方法中，TWA检测是公认的SCD最强预警方法之一[1]。

TWA是指窦性心律时心电图上ST段或T波形态及振幅在相邻心搏间出现规律的交替变化。可见于急性心肌缺血（如急性心肌梗死和变异性心绞痛等）、心肌病、心力衰竭、长QT综合征、药物以及严重电解质紊乱等[2,3]。1909年Hering[4]首次报道在心电图上发现了电交替现象。1950年Hellerstein和Liebow[5]首次提出电交替与心律失常的发生存在潜在

的联系，但因心电图上肉眼可见T波电交替发生率太低，数十年来一直未受到重视。直到1988年，Smith[6]等应用频谱分析的方法检测出体表心电图上肉眼所不能分辨的、微伏级的T波电交替，提高了TWA检出的敏感性和可靠性。2002年Nearing和Verrier[7]在动态心电图分析系统中应用时域分析原理检测微伏级TWA（MTWA），对T波进行动态的时域定量分析，进一步提高了MTWA的临床应用价值。近年来，大量研究证实MTWA与恶性室性心律失常、心源性猝死之间有着极为密切的联系，其预测准确率至少等同、甚至优于经典的心内电生理检查[8]。

二、T波电交替的发生机制

TWA的产生机制尚未完全清楚，目前认为主要与细胞电生理基础、离子基础和神经机制3方面有关。

（一）T波电交替的细胞电生理基础

心肌复极时，中层心肌M细胞与其两侧的心内膜和心外膜心肌细胞层之间存在复极差异。心外膜心肌细胞层最先进入快速复极期（3期），它与中层心肌间产生的电流（M－Epi）即T波的起始部分，随后心内膜心肌细胞层开始进入快速复极期，与中层心肌间也产生一个电流（Endo －M），并与M－Epi方向相反。复极初M－Epi幅度大于Endo－M幅度，形成T波的上升支，且心外膜心肌的复极终点与T波顶点（Tpeak）相对应；当心内膜心肌复极时，Endo－M的幅度逐渐增大并超过M－Epi

的幅度，从而形成了T波的下降支；M细胞最晚复极，复极的时间也最长，其复极终点与T波终点（Tend）相对应。因此时Tpeak－Tend时间主要代表心外膜与中层心肌复极时间的差异。这种不同心肌复极时间的差异即为跨心室壁复极离散度（transmural dispersion of repolarization，TDR）[9]。心电图上T波的形态在很大程度上取决于整个动作电位时程（action potential duration，APD）中三层心肌复极时间的差异，特别是M－Epi 和Endo－M 两个电流的关系。在某些情况下（如超过一定阈值的快速固定频率或心肌出现病理改变）每搏的复极时间并不完全相等，而是呈长、短交替，总有一部分复极时间较长的心肌不能再次除极或完全除极，它们休息一个心动周期后才能恢复正常应激性，表现为APD的逐搏交替变化和心电图上相邻心搏的电交替。这种复极交替在中层（M）细胞中表现得最为突出，因此在跨室壁三层心肌复极离散形成T波的基础上，出现了内、中、外三层心肌复极交替的不均一性，影响到M－Epi和Endo－M 两个电流之间的净效应并形成心电图上的TWA。

研究还发现，不同部位的心肌细胞复极交替有两种变化形式：一种为协调性交替，不同部位心肌细胞的复极时间的变化趋势是一致的，即呈同向性，表现为动作电位都延长或都缩短；另一种为非协调性交替，不同部位的心肌细胞的复极时间的变化趋势不一致或者相反，即呈异向性，表现为动作电位有的延长，有的缩短。Pastore等[10]研究指出，TWA的形成主要是由于心肌细胞复极时先出现协调性交替，随后又出现非协调性交替。多种生理及病理因素可诱发非协调性交替，如心率增快、室性早搏、

心肌缺血、再灌注、交感兴奋、精神压力增大等。当相邻心肌细胞间出现非协调性电交替时，心肌复极离散性增加，相邻心肌细胞间形成传导阻滞和折返，易导致恶性心律失常的发生[2]。

（二）T波电交替产生的离子基础

心室复极过程中存在复杂的离子流跨膜运动。其中，细胞内游离钙离子（[Ca2+]i）是产生TWA的核心。[Ca2+]i有自身调节功能并维持一种稳态，它的变化（即钙瞬变）会同时影响到APD、兴奋收缩耦联、心肌内激动的传导以及心肌细胞间连接等。当心率增快时，舒张期缩短，心肌细胞复极不全，[Ca2+]i不能完成其循环，扰乱了[Ca2+]i的稳态并发生钙瞬变，钙瞬变值整复性的变化可导致APD交替，即为TWA形成的基础。Pruvot等[11]的研究采用豚鼠离体灌流心脏同步记录心外膜APD、心电图和胞内钙，结果TWA与APD交替一致，APD交替与胞内钙交替一致，并发现胞内钙循环与APD交替的滞后相关，即当刺激频率减慢时APD仍保持快频率刺激时较短的状态。Guo等[12] 采用左室肥厚（LVH）兔楔形心肌灌流，同步观察心内膜、心外膜APD、心电图和钙激活氯电流[I（CL －ca）]，结果显示心内膜、心外膜APD呈非一致性交替改变，TWA与APD交替一致，并发现LVH兔心肌细胞I（CL－ca）密度明显高于非LVH 兔心肌细胞，I（CL－ca）阻滞剂Ryanodine可抑制心内膜和心外膜APD 的交替改变。Walker等[13]的研究提示交替滞后源于细胞内钙循环量的增加，而不是细胞膜钙电流的变化。除此之外，K通道在心肌不同部位的敏