第一部分：慢性肾病患者左心结构及功能的纵向研究改变——CASCADE研究研究背景：慢性肾病(chornic kidney disease, CKD)日前已经成为全球性的重要疾病问题,并且是心血管疾病主要危险因素之一。尽管受到研究领域的广泛关注,并有许多横断面研究报道显示慢性肾病对心脏结构和功能存在影响,如心肌肥厚、舒张功能减低等,但目前有关这一影响的自然病程变化,在纵向研究中的数据非常少。在我们的研究中,提出如下假设,即慢性肾病病情的基线水平,与心脏结构和功能的变化进展存在关联,严重的慢性肾病可能导致心脏结构和功能恶化加速。研究对象及研究方法：我们针对2011年5月至12月期间,300名来自香港玛丽皇后医院肾脏内科门诊,符合条件的KDIGO (Kidney Disease Improving Global Outcomes)指南CKD3-5级患者进行了前瞻性纵向队列研究,在入组时和间隔1年后对所有患者进行了两次超声心动图心脏结构及功能检测,包括二维超声心动图、M型超声心动图以及血流和组织多普勒,评价左心室质量、容积、左心房容积,左心室收缩及舒张功能等。同时,还对患者进行了生化以及相关临床参数以及病史资料的评价。分析基线慢性肾病分级和两次检查测量参数变化之间的关系。研究结果：经过为期一年的随访,左心室质量指数增加,中位数6.4(四分位数0.6,13.1)g/m2(P<0.001),左心室肥厚患者由40.3%增加至48.9%；左心房容积指数增加,4.8 (2.1,7.7)ml/m2 (P<0.001);二尖瓣收缩期瓣环移动速度减低,0.5(-1.5,0.5)cm/s(P<0.001);二尖瓣舒张早期瓣环移动速度减低,0.5(-1.5,0.5)cm/s(P<0.001),与此同时肾小球滤过率(estimated Glomerular Filtration Rate, eGFR)减低2.0(-5.0,0.0) ml/min per 1.73m2。患有舒张功能减低的患者比例增加,由基线水平54.4%增加到66.2%。基线肾功能CKD4级和5级的患者具有心脏结构和功能快速进展的可能,相比于肾功能CKD3a级,此类患者发生左心室质量指数增加的比值比(Odds ratio, OR)为3.02,95%可信区间(95% confidence interval,95%CI)为1.39至5.69；左心室容积指数增加OR为2.58,95%CI为1.18至5.62；左心房容积指数增加OR为2.61,95%CI为1.20至5.69；舒张功能分级进展OR为3.17,95%CI为1.16至8.69。结论：本前瞻性纵向研究证实慢性肾病3-5级患者的心脏结构和功能在1年的自然病程中存在显著变化。基线肾功能较差的患者,左心室结构和舒张功能快速进展的可能性较高。提示早期发现和治疗慢性肾病的重要性。第二部分：保留射血分数的慢性肾病患者左心室收缩功能亚临床改变——前瞻性CASCADE研究研究背景：慢性肾病(CKD)已经成为心脏疾病的重要危险因素。已经有研究表明,慢性肾病患者的心脏结构和功能改变与肾功能相关。然而,多数研究仅证实慢性肾病患者的舒张功能受到不同程度影响,而传统左心室收缩功能指标——左心室射血分数显示,多数慢性肾病患者收缩功能维持在正常范围。我们的研究假设,慢性肾病患者的收缩功能可能存在不同程度的亚临床改变,近年来较多应用的斑点追踪技术分析心肌收缩应变,相对于左心室射血分数更加敏感,为发现此类患者的亚临床改变提供可能。研究对象及方法：我们针对香港300名慢性肾病3至5级的患者以及年龄、性别匹配的65名正常对照进行了超声心动图以及临床、生化等指标的检测。超声心动图检测包括全面的传统心脏结构及功能评价,同时对研究对象左心室长轴、环形以及径向应变应用斑点追踪技术进行了心肌机械运动的评价。研究结果：最终273名保留EF的患者(LVEF≥50%)以及65名正常对照进入研究。慢性肾病患者的收缩期左心室长轴平均应变以及环形应变均低于正常对照人群(GLS:CKD vs.Control,-20.1±2.3 vs.-21.6±2.4,P<0.001;CS:-18.1±2.8 vs.-19.4 ±2.8.P:0.001)。而径向应变与正常对照组无显著差别(P=0.1)。应变值低于正常对照组两个标准差(定义为“异常”)的患者比例在CKD4级和5级患者中最多,总体长轴应变异常的患者比环形或径向应变异常的比例更高。三个方向的应变均与eGFR相关(GLS:R=-0.19,P=0.002；CS:R=-0.16 P=0.008；RS:R=0.14,P=0.022)。然而在多元回归中根据相关生化及临床参数进行调整后,CKD4级和5级患者仅显示出现异常左心室长轴平均应变的可能性更高(OR=8.12,95% CI[1.59,41.5], P=0.012)。结论：斑点追踪技术分析左心室心肌收缩应变,可以发现保留EF的慢性肾病患者的左心室收缩功能存在亚临床改变。长轴、环形以及径向收缩应变均随肾功能减低而降低,且严重慢性肾病更容易出现异常长轴应变。提示肾功能减低对慢性肾病患者心脏功能的亚临床影响。因此应变可能为评价慢性肾病患者的心脏功能提供了新的视角和方法。第三部分：慢性肾病患者左心室机械收缩应变与舒张功能的关系——前瞻性CASCADE研究背景：慢性肾病患者的心脏功能不仅存在舒张功能改变,收缩功能同样存在亚临床改变,且在慢性肾病中,左室质量增加分别被证明与收缩和舒张功能相关。很多慢性病研究提示,心脏收缩功能和舒张功能可能存在内在关联,但是在慢性肾病患者中,此种关系尚未明确证实。因此本研究旨在探讨慢性肾病患者收缩和舒张功能改变的内在关联,以及左心室质量增加是否为影响该关联的主要因素。方法：300名患者进入研究,间隔一年进行两次全面的超声心动图检查,并采集二维图像进行斑点追踪分析,计算左室长轴收缩应变。由两次超声评价计算结构和功能参数变化值。评价两次横断面研究和纵向变化中收缩功能和舒张功能关系,以及左室质量对二者关系的影响。结果：慢性肾病患者的左心室质量(LVMI)经过一年后明显增加(104±32.7g/m2 vs.110±34.0g/m2,P<0.001),二尖瓣舒张早期血流速度峰值与瓣环运动速度比值(E/Emm)明显增加(8.86 vs.9.54,P<0.001),左心室长轴应变(GLS)由基线-20.0%减低至-19.7%(P=0.01)。E/Em变化值与GLS变化值在多元线性回归中根据年龄、性别、血压、肾功能和用药情况等因素调整后保持独立相关(R=0.07,95%CI[0.003,0.14],P=0.042)。根据LVMI进行亚组分析时,在较轻组和中间组E/Em变化值和GLS变化值的独立关系消失,仅在较重组保持独立相关。结论：慢性肾病患者的收缩功能与舒张功能具有相关关系。慢性肾病造成患者左心室质量增加可能是同时影响收缩和舒张功能的部分潜在原因,提示早期针对左室质量增加进行评价和治疗,可能改善患者心脏功能预后。