药物与qt间期延长.ppt
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1、2023/6/24,1,药物与QT间期延长,2023/6/24,2,HERG通道概念,HERG(human ether-a-go-go related gene)基因编码的钾离子通道(HERG 通道),作为一种广谱的药物靶标,被某些药物作用时会引起长QT 间期综合征(LQTS),甚至导致具有生命危险的室性心律失常 尖端扭转性室性心动过速(TdP),引起制药公司和安全部门的广泛关注。HERG:human ether-a-g-g related genes HERG 基因编码的钾离子通道存在于人类心室和心房肌细胞中,其HERG 通道编码心脏快速延迟整流钾电流(Ikr),为心肌细胞动作电位三相复极期
2、的主要外向钾电流,在心脏动作电位复极化过程中发挥着重要作用。,2023/6/24,3,HERG概念,HERG 通道编码表达的快速型延迟整流钾电流(Ikr)的a亚基,Ikr为心肌细胞动作电位3 相复极期的主要外向钾电流,当HERG 通道被阻滞时,外向钾离子电流减少导致心肌细胞动作电位QT 间期延长,进而引发Tdp。HERG编码的钾离子通道具有较独特的电生理学特征。HERG通道具有关闭、开放、失活3 种状态,在一次动作电位中经历激活、失活、从失活中恢复、灭活4 个过程。,2023/6/24,4,HERG概念,在静息条件下,通道处于关闭状态,在动作电位早期去极化开始时通道缓慢进入开放状态,然后迅速失
3、活(内向整流),其间只有少量钾离子通过通道流向细胞外。在动作电位早期几乎没有钾离子通过。当复极期开始后,通道从失活中恢复迅速进入开放状态,大量钾离子流向细胞外,40mV 时达到峰值,然后再缓慢灭活。在失活过程中,hERG 通道内向整流的特性可以使动作电位早期钾离子外流很少,保证在动作电位复极期有大量钾离子外流使细胞迅速回复到静息电位。,2023/6/24,5,HERG概念,当细胞外钾离子浓度升高时,虽然外向电流的动力减弱,但hERG 通道的外向电流反而增强。主要原因有以下几点:细胞外钾离子浓度升高可以对失活过程进行调节,阻止通道对外开口向失活过程变化,而对激活过程没有影响。高钾条件下,hERG
4、的单通道电导变得更大些。细胞外钾离子浓度升高时,钾离子通道阻滞剂易被钠取代。另外,细胞外环境酸化使Ikr/hE R G 通道失活过程加速,而通道的电流强度及电压依赖性门控特性没有变化。,2023/6/24,6,Hondeghem等认为动作电位延长的形状比动作电位延长本身更重要,如果待测化合物使心肌动作电位的延长表现为方型化,即平台期的水平延长,(图1),则此化合物有抗心律失常的作用;相反,若动作电位三角形化,即动作电位时间的延长,伴有动作电位的平台期也逐渐降低使动作电位图形的描记呈现出三角形的形状,(图2),则此化合物可能有促心律失常的危险,这种分析标准经过广泛的药理学实验证实,可以区别药物是
5、促心律失常作用还是抗心律失常作用或无心律失常作用。,2023/6/24,7,2023/6/24,8,2023/6/24,9,1)抗心律失常药物致TdP 的发生率:同时阻断钠和钾通道或单纯阻断钾通道的延长QT 间期的药物,引起TdP 的发生率为1%10%2)非抗心律失常药物的致TdP 发生率:非抗心律失常药物也能引起TdP,但发生率低于抗心律失常药物。,2023/6/24,10,3)发生率与剂量有关:所有延长QT 间期的药物引发TdP 的危险性都随剂量和血药浓度的增加而增高,仅奎尼丁例外。奎尼丁是一个强效的Ikr 通道阻滞剂,其引发TdP 的几率与药物剂量无关,低血药浓度时能延长动作电位时限,临
6、床见到的奎尼丁晕厥或引发的TdP 多数发生在低剂量时,而大剂量的奎尼丁显示出钠通道的阻滞作用(缩短QT 间期),使原来动作电位时限的延长被其抵消或减弱,使TdP的发生反而减少,这可能是应用大剂量口服奎尼丁治疗和预防Brugada 综合征患者室颤的机制。,2023/6/24,11,4)Ikr 阻滞剂更易引发TdP:资料显示,Ikr 通道阻滞剂更易引发TdP,因绝大多数Ikr 通道分布在心室肌中层M细胞,QT 间期值几乎代表着心室中层细胞的复极时间。M细胞的复极本来就相对缓慢(图6),药物选择性阻滞Ikr 电流时,将使M细胞的复极时间进一步延长,在延长Tp-Te 间期的同时,使跨室壁复极离散度增加
7、及心室相对不应期延长,结果不同部位心室肌之间电的异步性加大,引发TdP 的几率也将升高。,2023/6/24,12,不同层心肌之间正常时就存在程度较轻的生理性复极离散度(相当于正常的Tp-Te 间期),而Ikr 阻滞剂可使生理性离散度转变为病理性离散度,Tp-Te间期明显延长,使TdP 容易发作(图3),2023/6/24,13,5)静脉给药时TdP 发生率高:与药物口服相比,静脉给药浓度高,心脏作用强,即使给药速度缓慢也容易引起TdP6)高危和低危药物的作用截然不同:高危药物是指引发TdP 危险性高的药物,其能明显增加有遗传基因突变患者发生TdP 的危险,而低危药物需要存在其他危险因素时(如
8、电解质紊乱),才增加患者发生TdP 的风险。,2023/6/24,14,QT 间期延长的标准,当男性QTc470ms,女性480ms时诊断QT 间期延长。无论男性还是女性QTc500ms 时都属于高度异常,2023/6/24,15,停药标准,服用延长QT间期的药物后,当QTc 值500ms 或QTc 延长值60ms同时又有TdP 预警心电图表现时,应当停药,2023/6/24,16,图4 女、38 岁,误服红霉素8 片5h 后感心悸不适,心电图QT 间期明显延长达600ms,伴有室早二联律及连发室早,2023/6/24,17,图5,2023/6/24,18,图6 短长短周期现象诱发TdP,20
9、23/6/24,19,图7,2023/6/24,20,TdP 的预警心电图,1)QT 及QTc 延长2)T-U 波畸形(测量QT 间期时不能包括U 波):TdP 发作前的短长短周期现象中,长周期后的预警心电图改变包括:T 波低平、T 波双峰,T 波U 波融合,T 波降支延缓并延长。TdP 更易发生在Tp-Te 间期延长时。3)T 波电交替,2023/6/24,21,图8,2023/6/24,22,图9 各型先天性LQTS 患者QT 间期延长的不同机制A.正常对照:INa、Ikr、Iks 均正常;B.LQT1:Iks 电流减弱使复极时间延长;C.LQT2:Ikr 电流减弱使复极时间延长;D.LQ
10、T3:晚钠电流的增加使复极时间延长,2023/6/24,23,图10 T波形态同先天性 LQTS,LQT3 LQT2 LQT1Moss AJ,Zareba W,Benhorin J et al.ECG T-wave patterns in genetically distinct forms of the hereditary long QT syndrome.Circulation.1995;92:2929-2934.,基于对153个家系成员连锁标记的观察:染色体 3(n=47),染色体 7(n=30),染色体 11(n=76),2023/6/24,24,1995年发表的先天性 LQTS患者
11、表型基因型的相关性研究*支持体表心电图上T波形态学的改变同复极离子流异常动力学的联系.3号染色体SCN5A钠通道基因突变的患者有特征性的晚发T波,而这同7号染色体上异常基因携带者(HERG/KCNH2 突变,LQT2)的振幅低、中度延迟的T波明显不同,这两种复极形式同11号染色体异常基因携带者(KCNQ1,LQT1)的基底宽、延迟的T波也不相同.(*)Moss AJ,Zareba W,Benhorin J et al.ECG T-wave patterns in genetically distinct forms of the hereditary long QT syndrome.Circ
12、ulation.1995;92:2929-2934.,2023/6/24,25,LQTS的早期诊断很必要,因为不同预防性治疗可以有效减少致死性心律失常的发生风险:外科去神经、beta-受体阻滞剂、心脏起搏器及植入型除颤器.诊断依靠患者的心脏病史、校正心率后QTc的延长.首先,多个国际注册的先天性LQTS的研究显示:QTc的延长并不能作为识别LQTS的最佳指标,也无助于识别基因突变类型(KVLQT1,KCNH2,SCN5A).体表心电图上:10-15%的LQTS患者并没有异常的QTc延长(1),因此,人们可能会质疑将异常T波形态作为LQTS突变表型的益处。,2023/6/24,26,其次,这些患
13、者中,仅确定是否有LQTS是不够的,明确患者的突变类型极大的利于选择合适的治疗策略.尽管基因检测是明确LQTS患者基因异常的金标准,但其并不容易被接受(患者拒绝),过于昂贵,或确定结果太慢。因此,评价电脑ECG用于LQTS疑似患者的临床初筛(先于基因分型)的有效性显得非常重要。(1)Zareba W,Moss AJ,Schwartz PJ et al.Influence of genotype on the clinical course of the long-QT syndrome.International Long-QT Syndrome Registry Research Group
14、.N Engl J Med 1998 October 1;339(14):960-5,2023/6/24,27,不是所有的先天性LQTS 患者都不可避免的发生TdP,也不是所有延长QT 间期的药物都增加TdP 的风险。这说明,单独的QT 间期延长只是形成了TdP 的发生基质,其单独存在时不足以引起TdP。相反,复极的不同步或离散度的增加却是TdP 发生的必要条件。这也是当前更为重视Tp-Te 间期延长的实质性原因。,2023/6/24,28,TdP 发生的危险因素和促发因素,危险因素 1)临床病史:患者病史中的危险因素包括:高龄(65 岁)、女性(TdP 发生率比男性高2 倍),有严重心脏病,
15、尤其有充血性心衰和急性心梗(图11),病史的其他危险因素是服用多种延长QT 间期的药物,服用利尿剂或影响肝、肾代谢的药物,以及经静脉快速给药等。,2023/6/24,29,TdP 发生的危险因素和促发因素,图11 器质性心脏病是TdP 发生的重要危险因素心衰患者对Ikr 阻滞剂敏感,因为心衰患者心肌Iks 通道的密度减少,因此对Ikr 的复极作用依赖性增强,2023/6/24,30,图12 晚钠电流,生理条件下,少数的钠通道激活后不完全失活,引起钠通道关闭不全而出现持续的钠内流,这种峰钠电流后的持续性内向钠流称为晚钠电流,这时的钠内流很弱,尽管晚钠电流的持续时间较长(10100ms),但仅为峰
16、钠电流的0.1%,对动作电位的影响不大。晚钠电流属于钠内流的慢失活成份。,2023/6/24,31,图13 心肌离子电流,2023/6/24,32,TdP 发生的危险因素和促发因素,危险因素(2)心电图:心电图的危险因素包括:QTc500ms,用药后QTc 延长60ms,心电图有LQT2 型的复极改变,T波切迹,Tp-Te 间期延长,心动过缓、传导阻滞、室早引起短长短周期现象等。(3)实验室检查:这类危险因素包括低血钾、低血镁、低血钙等。(4)潜在的危险因素:这是指患者有潜在的先天性LQTS,或存在遗传基因的多态性。,2023/6/24,33,TdP 发生的危险因素和促发因素,促发因素 上述每
17、项危险因素同时也是促发因素。例如:药物的蓄积能促使TdP 的发生,该蓄积作用包括服药剂量过大,与其他药物有相互作用,损害或影响药物代谢与排泄器官(肝、肾)的功能,甚至引起功能障碍等。患者的基础心脏病,电解质紊乱,肝、肾功能障碍也都是TdP 的促发因素。此外,获得性TdP 与先天性QT 间期延长的患者相比,其受多种因素的影响更大,2023/6/24,34,图14 多因素引发获得性长QT 综合征患者发生TdP,2023/6/24,35,预防TdP,发现和掌握停药指证(1)监测的启动:下列情况应启动QT 间期的监测:开始应用延长QT 间期药物时;具有潜在致心律失常作用的药物服用过量;新出现病窦的临床
18、表现;发现严重的低血钾、低血镁等。(2)监测时间:用药前、后的812h,药物剂量增加时,剂量过大时都要测量和监测QT 间期。如果发现QTc 间期已有延长,需更频繁测量和记录QTc 间期。(3)测量的选择:应选择同一台心电图机进行记录和测量,并选择T 波振幅0.2mV 的导联,重复测量时需在同一导联进行测量和比较。(4)QT 间期的测量及监测:手工测量的人为影响因素较多使测量结果的可靠性差。,2023/6/24,36,QTc监测注意事项,推荐应用心电图机进行QT 间期的自动测量。一般情况下,高质量的心电图机自动测量结果的误差应85bpm 时,自动检测的QTc 值可能较高,这是计算OTc 的Baz
19、ett 公式存在的问题;房颤心律:房颤时,QT 间期值随RR 间期值的变化而变化,因此,可以测量最长和最短的RR 间期值,并计算对应的QTc 值,进而取平均值为最后结果;T-U 波畸形:存在T-U波融合,T 波严重畸形时,使T 波的终点难以辨认,使心电图机自动分析测量系统出现测量困难和结果的不准确,此时需要人工测量与自动测量技术相互配合和互补。,2023/6/24,37,TdP 的治疗,(1)停药:QT 间期过度延长及发生TdP 时,应立即停服相关药物。(2)除颤:患者TdP 持续存在或蜕化为室颤时,应立即行体外电除颤治疗。(3)补镁:无论患者血清镁的水平如何,都应立即静脉给予硫酸镁,首选静推
20、硫酸镁2g,无效时再给2g 硫酸镁。(4)补钾:及时补钾使血钾水平达到4.5mmol/L5.0mmol/L。(5)快速起搏:经心房、心室进行临时心脏起搏,以起搏频率70ppm 为宜,高频率的心脏起搏能缩短QT 间期,并能减少心电图上的长间期,进而减少对早、后除极振幅的不良作用,减少TdP 发作。(6)应用提高心率的药物:可应用能增快心率的阿托品或异丙肾上腺素等药物,心率的提高能缩短QTc 间期,2023/6/24,38,获得性的长QT综合征同许多药物相关,而这些药物因同多种心律失常事件及心源性猝死有关,已退出市场.这些药物大多作用于HERG,导致心肌细胞内特定钾电流(IKr)减少及延迟心室复极
21、过程.,2023/6/24,39,目前将体表心电图(ECG)上QT间期延长作为心脏或非心脏性药物的致尖端扭转性室速潜能的一种标志。最近,继非心脏性药物特非那定*及西沙比利*致心源性猝死的几项各案报道后,美国食品药品管理局(FDA)建议制药公司对所有新药都需测定其潜在的致QT延长作用.(*)Woosley RL,Chen Y,Freiman JP,Gillis RA.Mechanism of the cardiotoxic actions of terfenadine.JAMA 1993 Mar 24;269(12):1532-6.(*)Mohammad S,Zhou Z,Gong Q,Janu
22、ary CT.Blockage of the HERG human cardiac K+channel by the gastrointestinal prokinetic agent cisapride.Am J Physiol 1997 Nov;273(5 Pt 2):H2534-H2538.,2023/6/24,40,超过100种非心血管药物有潜在的致QT延长或Tdp效应。国际指南推荐:对新药应该进行HERG通道效应评估。,2023/6/24,41,图15,2023/6/24,42,图16 复极参数,2023/6/24,43,图17Tp-Te 间期对应于心室的相对不应期,此期内心室肌的兴
23、奋性差别很大(从零上升到100%),心肌兴奋性的变化快、变化幅度大。正常时Tp-Te 间期为80100ms。体表12 导联中最大与最小Tp-Te 间期值之差称为Tp-Te 间期的离散度,正常时3015ms。离散度增大时,室性心律失常发生的危险性增大。,2023/6/24,44,Tp-Te 间期预警心脏性猝死的机制,(1)相对不应期学说:心室肌在相对不应期的电异步性明显,即心室肌兴奋性恢复的起始时间,恢复的速度以及状态明显不同,例如正常与缺血心肌间相对不应期的差值增大,使恶性室性心律失常发生的几率明显增加。(2)跨室壁复极离散度增大:心室肌的复极从心内膜开始,但不同层面心室肌细胞的复极结束时间不
24、同,心外膜细胞的复极快,于心电图T 波顶点(Tp)处完成复极,其后是心内膜,最慢者为中层M细胞,其在T 波结束(Te)时复极结束。因此,Tp-Te 间期代表跨室壁的不同层心肌细胞复极的离散度,该值增大时,容易发生恶性室性心律失常。,2023/6/24,45,QT c 间期不是扭转型室速的最佳预报因子。只有连续记录动态心电图,才能帮助确定何时(与用药的关系)测定QT c 间期,不至于遗漏有价值的资料。Tp-Te 间期是近年来提出的一个预警心脏性猝死的新指标,其对应于心室的相对不应期文献认为,Tp-Te间期值的临床测定价值明显高于QT 间期及其离散度的价值。换言之,心室相对不应期的延长及离散度增大
25、预警心脏性猝死的价值明显优于心室总不应期的延长作用。,2023/6/24,46,晚近,对能延长QT间期并能引起尖端扭转型室速(Tdp,torsade de pointes)的药物十分注意。几种药物如特非那定、西沙比利和格帕沙星(grepafloxacin)因为它们可直接造成心电图异常或产生严重心脏毒性而被撤出市场。评述可能会引起QT间期延长或尖端扭转型室速的药物,可能的机制和处理原则。对我们医生和药剂师可能会有些帮助。,2023/6/24,47,心肌细胞动作电位:以心室肌细胞为例,整个动作电位可分成5个相。0相:钠通过快速通道快速内流。胞内电位由静息状态下的-90mv迅速上升到+30mv左右。
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