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猫心肌病与人类射血分数保留型心力衰竭:病理学交集与跨学科启示

研究背景与意义

心血管疾病是全球范围内的主要死亡原因之一,其患病率随着肥胖、糖尿病、高血压等慢性病的流行而不断上升。尽管在急性心肌梗死和心律失常的治疗方面取得了重大进展,但某些类型的心血管疾病(如射血分数保留型心力衰竭,HFpEF)的病理机制仍然知之甚少。

在兽医学领域,猫心肌病(FCM)是最常见的心血管疾病类型,具有显著的流行病学特征和临床表现。然而,目前对其研究仍相对不足,尤其是缺乏系统性地将兽医学和人类医学结合的研究框架。基于猫和人类在解剖学、生理学及疾病谱上的相似性,研究两者之间的联系或许能为两种疾病提供全新的治疗思路。本文聚焦于 HFpEF 和 FCM 的病理机制与相关并发症,探讨跨学科研究对人类和猫科患者的潜在意义。


HFpEF 和 FCM 的定义与特征

HFpEF 的特征

HFpEF 是一种以舒张功能障碍为主要特征的心力衰竭类型,尽管其射血分数正常(EF > 50%),但患者常伴有心脏重构。研究表明,HFpEF 患者中,53%表现为向心性重构或肥厚,16%表现为偏心性肥厚,31%则无显著重构。其主要发病群体为老年人(平均诊断年龄 80 岁),患者多伴有多种代谢性疾病(如肥胖、糖尿病和高血压)。

FCM 的分类

在兽医学中,猫心肌病根据解剖学和功能特征分为以下几种类型:

  1. 肥厚型心肌病(HCM):约占 FCM 的 57.5%,是最常见的类型,多与遗传突变有关。
  2. 限制型心肌病(RCM):约占 20.7%。
  3. 扩张型心肌病(DCM):占比约 10.4%。
  4. 未分类型心肌病(UCM):占比约 10.4%。

HCM 多见于某些猫种(如缅因库恩猫、布偶猫等),通常由肌节蛋白相关基因突变引起。而继发性 HCM 则与高血压或甲状腺功能亢进等病理状态有关,通常在 10 岁以上的老年猫中发病。


两者共同的病理机制

舒张功能障碍

HFpEF 和 FCM 的核心病理特征均为舒张功能受损。两者在早期阶段表现为心肌松弛延迟,等容舒张时间(IVRT)延长,随后左心室充盈压升高,导致假性正常化的舒张充盈模式。在严重阶段,心室顺应性显著降低,形成限制性充盈模式。尽管 HFpEF 患者射血分数正常,但 speckle-tracking 研究显示其心肌收缩运动异常,这一点也在 HCM 猫中得到证实。

心肌纤维化

纤维化是两种疾病的共同特征,显著增加心肌的僵硬度,从而加剧舒张功能障碍。HFpEF 患者心肌纤维化的形成与基质金属蛋白酶(MMP)和其抑制剂(TIMP)表达失衡有关。在 FCM 中,研究显示患病猫的心肌存在弥漫性和局灶性纤维化,并伴随左心房扩大及血栓形成。

炎症反应

系统性炎症是 HFpEF 的重要驱动因素,患者通常表现为循环单核细胞增多及促纤维化细胞因子的过度表达。在 FCM 患者中,组织学研究发现类似的人体心肌炎症表现,包括血管周围的白细胞浸润及 TNF-α 的分泌增加。


共同的代谢相关并发症

肥胖与代谢综合征

肥胖是 HFpEF 患者的重要危险因素,27%-46% 的 HFpEF 患者伴有肥胖。肥胖驱动的慢性低度炎症状态通过影响内皮功能及心肌细胞内信号通路,加速病情发展。在猫中,肥胖的患病率同样高达 30%-63.7%。尽管目前缺乏直接证据表明肥胖导致 FCM,但研究显示患有 HCM 的猫其体脂率和腹围均高于健康猫。

糖尿病

糖尿病与 HFpEF 的发病密切相关,30%-40% 的 HFpEF 患者同时患有糖尿病。猫天然具有独特的葡萄糖代谢特性,其肝细胞中缺乏葡萄糖激酶(GCK),这一机制使其易处于类似于人类“前糖尿病”的状态。研究显示,糖尿病猫的心肌舒张功能受损,且逐步发展为纤维化和心力衰竭。

高血压

高血压是 HFpEF 患者最常见的并发症之一(患病率 55%-84%)。在猫中,高血压的发病率随着年龄增长显著增加,常与慢性肾病或甲状腺功能亢进共存,并诱发继发性 FCM。


诊疗与模型局限性

HFpEF 的诊疗挑战

目前针对 HFpEF 的治疗主要集中在症状管理上,尚无针对病因的特效疗法。其病理机制的复杂性及适用动物模型的局限性使研究进展缓慢。现有的小鼠或大鼠模型由于发病机制、代谢特点与人类差异较大,难以模拟 HFpEF 的长期病理过程。

猫心肌病的诊疗难点

FCM 的治疗方案同样有限。尽管 ACEI(如雷米普利)和 β 受体阻滞剂(如阿替洛尔)被广泛应用,但尚无研究证实其可显著延长猫的生存期。抗血栓药物(如氯吡格雷)被推荐用于预防血栓栓塞,但其长期效果仍需进一步验证。


跨学科研究的潜力

研究表明,猫和人类的疾病谱在某些方面具有高度相似性。例如,猫生活在与人类相同的环境中,暴露于类似的风险因素(如空气污染、被动吸烟等),其自然发病过程能更好地反映人类疾病的复杂性。跨学科研究可以弥补实验室模型的不足,特别是在疾病的代谢学研究、环境因素影响及多种共病关系的探索中。


结论与展望

HFpEF 和 FCM 在病理机制、流行病学特征及治疗难点上具有显著相似性。将兽医学与人类医学结合,充分利用猫的自然疾病模型,不仅有助于完善 HFpEF 的发病机制研究,还能为猫科患者提供更精准的诊疗手段。未来需要更大规模的前瞻性研究,进一步揭示两种疾病的共性与差异,为人类和动物的心血管健康提供新的解决方案。

参考文献:

Human heart failure with preserved ejection versus feline cardiomyopathy: what can we learn from both veterinary and human medicine?