背景/目的：脑缺血后的急性心血管变化是卒中相关死亡的重要因素，但其机制尚不明确。本研究调查了食蟹猴（cynomolgus monkey）血栓栓塞性卒中模型中的心血管反应。
材料与方法：通过自体血块阻塞左侧大脑中动脉，在八只雄性动物（4至6岁）中诱导血栓栓塞性卒中模型。使用遥测系统对清醒、自由活动的动物在栓塞后24小时内连续监测动脉血压、心率、呼吸频率和体温。
结果：栓塞后血压、心率和呼吸频率显著升高，且这种升高持续了24小时。夜间呼吸频率和体温升高提示昼夜节律紊乱。三只濒死动物的血压、心率和呼吸频率高于五只非濒死动物，并在死亡前数小时内出现体温下降。心电图分析显示，非濒死动物无明显异常，但濒死动物在死亡前出现了心律失常和ST段抬高。
结论：这些心血管变化与人类卒中-心脏综合征（stroke-heart syndrome, SHS）中观察到的现象非常相似，突出了该非人类灵长类模型在研究脑缺血后急性心血管并发症中的重要意义。该模型可用于开发管理卒中后心血管事件的疗法。
关键词：实验性血栓栓塞性卒中模型；食蟹猴；心血管；遥测
引言
卒中是全球第二大死亡原因，其中缺血性卒中约占所有卒中病例的88%。缺血性卒中的后遗症不仅限于大脑，还会影响包括心血管系统在内的多个器官。急性心血管变化，如心律失常、心肌梗死和猝死，是卒中患者的常见并发症。这些继发性心血管事件显著增加了卒中相关的死亡率和长期残疾率，并被统称为卒中-心脏综合征（SHS）。卒中后心脏并发症严重影响预后，是卒中患者死亡的第二大原因。因此，了解脑缺血与心血管系统之间的相互作用对于改善卒中预后和指导治疗干预至关重要。
约20%的缺血性卒中患者会出现心律失常，高达30%的患者表现出心肌损伤，通常表现为肌钙蛋白水平升高。尽管这些关系在临床环境中已有详细记录，但动物模型的研究通常侧重于缺血的神经学后果，对相关的心血管反应关注较少。啮齿动物模型一直是卒中研究的主流，为脑缺血的病理生理学提供了宝贵的见解，并用于研究SHS中的神经心脏机制。然而，解剖学和生理学差异限制了从啮齿动物模型到临床实践的转化适用性。因此，我们开发了一种非人类灵长类（NHP）血栓栓塞性卒中模型，该模型与临床血栓栓塞性卒中高度相似。尽管NHP已被广泛用于研究脑缺血后的神经保护策略和神经学结果，但这些模型中伴随脑缺血的急性心血管变化仍鲜有探索。
在本研究中，我们描述了NHP血栓栓塞性卒中模型中脑缺血后发生的急性心血管变化，使用遥测系统同时评估心血管参数（动脉血压、心率和心电图[ECG]）、中枢神经系统功能指标（体温和运动活动）以及呼吸系统（呼吸频率）的变化。此外，我们评估了脑缺血后心血管参数变化与卒中结果之间的关系。
材料与方法
动物准备：所有动物实验程序均经新日本生物医学实验室有限公司（Shin Nippon Biomedical Laboratories, Ltd.）动物护理和使用委员会批准，该机构是国际AAALAC认证的设施，研究按照机构动物实验指南进行，并符合日本《动物保护与控制法》（法律编号105和通知编号6）。所有程序在兽医监督下进行，主要研究者和灵长类动物操作人员全程参与。使用了13只体重3至6公斤、年龄4至6岁的雄性食蟹猴（来源：中国广西灵长类中心）。这些非人类灵长类动物被安置在宽68厘米、高62厘米、深77厘米的笼子中（符合美国国立卫生研究院要求），房间条件如下：温度：26±3°C，湿度：50%±20%，通风：15次/小时，12小时光暗周期（照明时间为早上7:00）。
遥测发射器植入手术：为了监测生理参数，在动物通过肌肉注射氯胺酮盐酸盐（Ketalar for Intramuscular Injection 500 mg，第一三共Propharma Co., Ltd.，东京，日本，50 mg/ml）镇静后，使用异氟醚吸入麻醉（0.5%至2.0%，Isoflu，硕腾日本公司，东京，日本）将遥测发射器（TL11 M2-D70-PCT，Data Sciences International Inc.，New Brighton，MN，USA）植入腹腔内。测量血压的遥测导管通过股动脉插入并定位在腹主动脉中。两根ECG（导联II）导线皮下植入右上胸和左外侧胸。允许动物术后恢复两周。通过遥测系统（Dataquest A.R.T. Data Sciences International Inc.）将生理参数（如血压、心率、ECG和体温）连续记录在数据记录仪（RX-8016，TEAC Co., Ltd.，东京，日本）上。所有动物接受抗生素治疗[硫酸二氢链霉素悬浮注射液（250 mg效价/ml）和普鲁卡因青霉素G（200,000单位/ml），明治Seika Kaisha，Ltd.，东京，日本，0.05 ml/kg，肌肉注射]，并在麻醉恢复后恢复正常。
猴子血栓栓塞性卒中模型：八只植入遥测发射器的动物用于猴子血栓栓塞性卒中模型。血栓栓塞性卒中模型的制备过程已在先前的研究中描述。简而言之，在每只动物的左颈内动脉中植入慢性导管以注射血块，在轻度七氟醚麻醉下，通过颈动脉导管向左颈内动脉注射单个自体血块（长度约10厘米，直径1.0毫米）。
在对照组中，五只植入遥测发射器的动物作为正常对照组，仅接受与血块注射相似的吸入麻醉。
神经功能评估：根据标准化评分，在栓塞后1、2、4、6和24小时进行神经功能缺陷评分。总分为100分，其中意识占28分，感觉系统占22分，运动系统占32分，骨骼肌协调占18分。在正常动物中，每个类别的评分为0分。神经功能缺陷由经验丰富的观察者盲法评估。
心血管数据测量与分析：使用遥测系统从栓塞前约5小时到栓塞后24小时连续记录血压波形和ECG波形，并从血压波形中提取心率和呼吸频率数据。分析栓塞前4小时（pre）、栓塞后即刻（0小时）到24小时每小时的血压（收缩压和舒张压）、心率、呼吸频率和体温，每次分析30秒的数据。使用ECG系统（SBP-2000，Softron Co., Ltd.，神奈川，日本）分析ECG。测量PR间期、RR间期、QT间期和QRS时限，每个间隔和时限在每个分析点（与血压相同的时间点，但不包括0小时）通过8秒内的连续平均ECG波形计算。校正的QT间期（QTc）使用以下公式通过ECG系统计算（Bazett公式）：QTc=QT/(RR)1/2。
统计分析：使用重复测量方差分析（ANOVA）分析血压、心率、ECG参数（除RR间期和QTc间期百分比变化外）、呼吸频率和腹腔内体温数据。使用混合模型应用重复测量ANOVA，包括时间、剂量和时间×剂量交互作用作为固定效应，基线（剂量前）作为协变量，动物作为随机效应以研究时间序列数据。如果剂量或时间×剂量交互作用显著，则对每个时间点进行Student’s t检验。概率<0.05被视为统计学显著。使用SAS系统Windows版9.3（SAS Institute, Inc.，Cary，NC，USA）进行这些统计分析。
结果
血栓栓塞性卒中模型与神经功能缺陷评分：栓塞后1小时，所有八只血栓栓塞性卒中动物均表现出意识水平下降（评分为8：清醒但模糊并接受刺激；或评分为10：嗜睡但在刺激下唤醒）。在感觉系统中，它们表现出对侧面部感觉、耳廓反射和疼痛反应缺失或减弱（评分为9或11）。运动系统损伤包括对侧手、腿和上肢瘫痪（评分为16）。此外，骨骼肌协调受到影响，动物无法行走（评分为10：能自发站立但在几步内跌倒；或评分为12：坐着，只能转圈）。栓塞后6小时，未观察到任何动物的神经功能缺陷评分与栓塞后1小时相比有明显变化。在五只血栓栓塞性卒中动物中，由于在栓塞后7至20小时达到濒死的人道终点（分别为7、10、12、14和19小时），实验终止并分类为濒死。在其他三只非濒死动物中，栓塞后24小时的神经功能缺陷评分与栓塞后1小时的评分保持不变（表I）。
栓塞后非濒死猴子的血压、心率、呼吸频率和体温变化：在正常动物中，与栓塞前时间点（9:00）相比，黑暗期（19:00至7:00，动物房灯光关闭）期间血压、心率、呼吸频率和体温下降，确认了光暗周期中生理参数的昼夜节律。在非濒死血栓栓塞性卒中动物中，血压（尤其是收缩压）和心率从栓塞后1小时开始升高，这些变化持续到栓塞后24小时。呼吸频率在栓塞后3至10小时之间显著增加，与正常动物相比。体温从栓塞后3小时起保持在约38°C左右，并在栓塞后7至20小时之间（主要是黑暗期）显著升高（图1）。
栓塞后非濒死猴子的ECG波形和参数变化：在正常动物中，PR间期、QRS时限或QTc与栓塞前值相比无变化。QT间期在黑暗期略有增加，对应于这一时期心率的轻微下降。在非濒死血栓栓塞性卒中动物中，与正常动物相比，PR间期或QRS时限无差异。栓塞后注意到缩短的QT间期和QTc，对应于高心率（图2）。
非濒死与濒死动物之间血栓栓塞性卒中发作后血压、心率、呼吸频率、体温和ECG波形变化的差异：在濒死血栓栓塞性卒中动物中，血压和心率的数值略高于非濒死血栓栓塞性卒中动物。呼吸频率从栓塞后1小时开始显著增加，这种变化持续到栓塞后6小时。在体温方面，濒死动物与非濒死动物在栓塞后3小时无差异；然而，从栓塞后4小时开始，濒死动物出现体温下降（图3）。
在濒死血栓栓塞性卒中动物中，直到栓塞后6小时未观察到异常心律或波形。在动物濒死之前，观察到室性早搏、窦性心律失常、心房颤动和ST段抬高（图4）。
讨论
本研究表明，食蟹猴的血栓栓塞性卒中导致栓塞后血压、心率和呼吸频率升高，这些变化持续24小时。夜间呼吸频率和体温升高提示可能存在昼夜节律紊乱。若干动物在栓塞后7小时或更晚表现出濒死状态；与非濒死动物相比，这些动物从栓塞后1小时开始表现出更高的血压、心率和呼吸频率，从栓塞后3小时开始体温降低。在ECG中，栓塞后未观察到动物的波形或心律变化；然而，在濒死前，血栓栓塞性卒中模型中观察到室性早搏、心房颤动和ST段抬高。
卒中发作后，人类患者表现出收缩压和舒张压升高，这两种血压在卒中发生时似乎急剧上升。随后，血压在接下来的7至10天内下降，大部分下降发生在最初的1至2天内。这些变化被认为与脑自动调节功能受损有关，但机制尚不清楚。卒中患者还报告了心率和体温升高的现象；这些变化的机制与缺血性卒中后自主神经系统功能障碍有关。在大脑中动脉闭塞的大鼠卒中模型中，缺血后的心血管紊乱是由岛叶皮质通过杏仁核支配的自主变化引起的。在我们的猴子卒中模型中，梗死范围从基底神经节延伸到外侧裂和岛叶皮质。这种梗死被认为引起了心脏功能紊乱，如室性早搏、心房颤动和ST段抬高。
大多数血流动力学变量，包括收缩压、舒张压、平均动脉脉压和心率，都与急性缺血性卒中后的功能结果相关。急性缺血性卒中中的血压、心率和呼吸频率升高与更严重的卒中、更差的功能结果和早期死亡相关。病情恶化的患者卒中更严重，死亡率更高，入院时体温显著较低。在濒死血栓栓塞性卒中模型动物中观察到的较高收缩压、舒张压、心率和呼吸频率以及较低体温表明，我们的模型反映了急性人类卒中的症状。因此，这些生理参数可用于预测临床结果，并作为使用血栓栓塞性猴子卒中模型评估药物的有效药理学研究中人道终点的标准。
急性缺血性卒中患者中最常见的ECG变化包括T波倒置、QTc延长、窦性心动过缓和ST段压低。ECG变化可被视为预测缺血性卒中患者一年死亡率的独立因素。在本研究中，除了濒死动物外，血栓栓塞性猴子卒中模型中未观察到ECG节律或任何参数的异常，直至缺血后24小时。在临床上，ECG大多在卒中发作后24小时或更晚测量，而在本研究中，评估期为脑缺血发作后的超急性期（0至24小时），这可能是为何在血栓栓塞性卒中模型中未观察到ECG变化的原因。在濒死血栓栓塞性卒中模型动物中，濒死前观察到室性早搏（PVC）、窦性心律失常、心房颤动、房室传导阻滞和ST段抬高；这些变化可能归因于1）由自主神经系统功能障碍引起的心率增加所诱发的心肌缺血，以及2）由全身状况恶化引起的电解质异常。
总之，我们在血栓栓塞性猴子卒中模型中观察到血压、心率和呼吸频率升高，并证明这些变化可能会加重卒中结果。它们类似于已知的人类卒中后心血管并发症（即卒中-心脏综合征）。我们的模型可用于开发管理卒中后心血管并发症的疗法。
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