在没有心血管危险因素的健康中东移民中，CMR在应激时定量心肌灌注受损

心血管疾病(CVD)是欧洲最常见的死亡原因，而心血管疾病的最大危险因素之一是2型糖尿病¹．中东移民在欧洲人口中所占的比例越来越大，他们患2型糖尿病、肥胖和高血脂的风险很高²这意味着心血管疾病的风险增加^3.．在瑞典，来自伊拉克的移民人数最多⁴．在以人口为基础的MEDIM(移民和种族对糖尿病的影响，Malmö)研究中，研究了瑞典南部的伊拉克移民群体。MEDIM此前的研究表明，不考虑糖尿病相关的风险因素，伊拉克移民比瑞典本地人更具有胰岛素抵抗性，这可能会增加动脉粥样硬化的风险⁵．最近一项包括新发2型糖尿病患者的队列研究(ANDIS研究)显示，第一代中东移民比瑞典本地人有更多的胰岛素缺乏性糖尿病表型和基因型，以及更高的大血管糖尿病并发症(如冠状动脉事件)风险⁶．然而，中东移民CVD风险增加的病理生理学基础仍然不清楚。

正电子发射断层扫描(PET)显示，代谢综合征患者以及无代谢综合征的CVD高危人群的冠状动脉微血管功能受损⁷．单光子发射计算机断层扫描(SPECT)也可用于心肌灌注定量估计，但存在固有的局限性，如在高流速下示踪剂摄取低^8，9．没有放射性示踪剂的心血管磁共振(CMR)成像，与SPECT和PET相比，提供了更好的心肌形态和功能表征，并有可能通过定量(ml/min/g)首次灌注(qFPP)研究两者的微血管功能。¹⁰以及细胞外体积映射^11，12．定量首通灌注已被整合到临床工作流程中，并对患者的PET进行了验证^10，13．

在目前的研究中，我们假设生活在瑞典的来自伊拉克的健康中东移民，没有传统的CVD危险因素，与瑞典本地人相比，心肌微血管功能发生了改变。由于心脏代谢风险存在性别差异，男性的心血管疾病风险高于女性，目前的研究仅对男性进行。因此，本研究的目的是调查使用CMR定量心肌灌注在无心脏代谢疾病的伊拉克男性移民和瑞典本土男性对照之间是否存在差异。

研究人群和研究设计

该研究得到了瑞典隆德大学区域伦理委员会的批准(Dnr 2015/507)，并符合《赫尔辛基宣言》。所有参与者均给予书面知情同意。在之前的MEDIM队列中，有一部分男性参与者被邀请参加这项研究，他们没有任何心血管疾病的迹象或已确定的风险因素。之前已经详细描述了该队列¹⁴．简而言之，MEDIM队列是一项2010-2012年进行的横断面研究，包括2155名伊拉克或瑞典出生的Malmö 30-75岁的居民。从基线研究中确定了259名健康、从不吸烟、无心血管疾病危险因素的非肥胖男性，并通过邮件邀请他们参加本研究。共有18名伊拉克出生和12名瑞典出生的白种人男性符合纳入标准并接受参与这项CMR子研究，没有人的父母来自欧洲以外，见图。1A.排除标准包括已知的心血管疾病、糖尿病、肥胖、肾脏疾病、哮喘史、吸烟或任何有效药物。此外，CMR有明显区域灌注缺损的受试者被排除在外。受试者于2017年至2019年期间招募，并在瑞典隆德大学医院进行检查。所有患者都进行了休息和腺苷应激CMR，并在扫描前坚持24小时的咖啡因限制。

基线特征和血液样本

在CMR检查前，测量身高、体重、腰围和血压(仰卧位)。空腹血糖、血红蛋白A1c、肌酐、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血清载脂蛋白B/A1、尿白蛋白/肌酐均按上述方法进行分析^5，14．使用稳态模型评估(HOMA)来评估胰岛素抵抗(HOMA- ir)和β细胞功能(HOMA-β)⁵．CMR检查前进行心电图检查。

为了客观地计算研究参与者的10年致命心血管疾病的风险，风险评分系统“弗雷明汉硬性冠心病风险评分”¹⁵以及“系统性冠脉风险评估(SCORE)”¹⁶使用的变量包括性别、年龄、收缩压、总胆固醇和吸烟状况。

CMR图像采集

所有图像均在Magnetom Aera 1.5 T CMR系统上采集(Siemens Healthcare, Erlangen, Germany)，见图。1B为CMR协议的概述。

左心室容积和功能

在短轴和长轴投影(2室、3室和4室视图)中，使用稳态自由进动序列(SSFP)在屏息时通过电影成像评估左心室容量和功能。典型成像参数为重复时间(TR) = 2.7 ms，回波时间(TE) = 1.2 ms，翻转角度60°，无片隙空间分辨率1.5 × 1.5 × 8 mm，视场(FOV) 270 × 320 mm²．

定量首通灌注

在静息和腺苷应激(腺苷，Life Medical AB，斯德哥尔摩，瑞典，140µg/kg/min输注)期间，使用qFPP成像获得基础、中心室和心尖短轴图像(0.05 mmol/kg，输注速率4 ml/s, Gadobutrol, Gadovist，拜耳AB, Solna，瑞典)。在静脉注射腺苷3分钟后，首先在60次心脏跳动期间获得压力图像，大约15分钟后获得休息图像。针对左室血池中高钆浓度优化的低分辨率质子密度图像测量用于计算动脉输入函数¹⁰．运动校正后，将信号强度转换为钆浓度，以每像素为单位推导出ml/min/g心肌灌注^10，13．典型成像参数为:SSFP单发读出，TE 1.0 ms, TR 2.5 ms，翻转角度50°，视场360 × 270 mm²，切片厚度8.0 mm，并行采集技术因子3，单镜头切片采集时间142 ms，饱和延迟105 ms。

冠状窦流动

冠状动脉窦在休息时和腺苷应激时的图像用于全局灌注定量。首先采集休息图像，在采集qFPP图像后立即采集应力图像，大约5分钟后。采用屏气相位对比CMR与回顾性心电图触发。典型成像参数为:TR 5 ms, TE 2.8 ms，翻转角度20°，平行成像因子2，重构空间分辨率1.6 × 1.6 × 8 mm，速度编码(VENC)因子休息80 cm/s，应力120 cm/s。

纤维化和细胞外体积

使用改良的Look-Locker (MOLLI) T1序列生成钆造影剂注射前后的T1图。手动输入红细胞压积后，创建内联细胞外体积图(ECV-map)。在基底部、心室中部和心尖水平分别获得3个短轴切片。宏观纤维化采用自由呼吸、运动校正、晚期钆增强(LGE)序列进行研究，均在短轴和长轴投影中获得。反转时间选择为远端心肌无效。LGE序列的具体参数为:TR 2.8 ms, TE 1.2 ms，翻转角度50°，视场360 × 270 mm，分辨率1.4 × 1.4 × 8 mm，无片隙。

CMR图像分析

所有图像均使用软件Segment (v2.0 R5378)进行分析，Medviso AB，隆德，瑞典)¹⁷，观察者对实验对象的身份一无所知。对于所有图像，内心外膜边界都是人工划定的。左室容积、射血分数和左室质量(LVM)由短轴电影堆栈量化。在6个伊拉克对照组和6个瑞典对照组中分析了LVM的观察者间可变性。速率压力积(RPP)计算为休息和应激时的心率×收缩压。

定量首通灌注和ECV

对于qFPP和ECV图像，感兴趣区域(ROI)距离内膜和心外膜边界10%，以避免包括血池或心外结构。心肌灌注(ml/min/g)^10，13和ECV^11，12(%)通过在每个短轴切片上绘制ROI来手动评估。然后可以直接从ROI中提取绝对灌注，因为每个像素都包含绝对灌注信息。通过平均所有获得的短轴切片，全面评估心肌灌注和ECV。静止和应激状态下的qFPP短轴切片也分为心内膜区(内50%)和心外膜区(外50%)。静息灌注校正速率压力积(RPP)为静息灌注× 10000 /((静息心率)×(静息收缩压)。以应力与静息灌注之比计算心肌灌注储备(MPR)，并计算RPP校正静息灌注后的MPR。还计算了经壁心内膜至心外膜的MPR梯度。最近，整体应力qFPP < 2.25 ml/g/min被提出提示微血管疾病¹⁹．以qFPP/(1-ECV)计算每块心肌细胞的心肌灌注。

冠状窦流动

整体心肌灌注(ml/min/g)也被定量为CSF (ml/min)/LVM (g)^20.．脑脊液定量的LVM通过视觉阈值计算包括乳头肌和小梁。在6名伊拉克和6名瑞典对照组中分析了静息和应激状态下脑脊液的观察者间变异性，并分析了所有受试者LVM中乳头肌和小梁的添加情况。

晚期钆增强

用EWA(期望最大化加权强度先验信息)算法[21]在短轴LGE图像上评估局灶性纤维化。

统计分析

连续数据以均数±标准差(SD)表示。在正态分布数据中，使用Fischer精确检验、配对或非配对t检验来评估组间的平均值。连续变量之间的关系用Pearson相关系数进行评估。采用Bland-Altman偏倚比较qFPP和冠状动脉窦流量，并进行观察者间分析。对组间差异的协变量与心肌灌注的单变量相关性进行线性回归分析。所有统计分析均使用IBM SPSS Statistics (IBM SPSS Statistics 23, IBM，纽约，美国)和Graph Pad Prism 7.0软件(Graph Pad software, Inc.， La Jolla, CA, USA)进行。与a的区别P值< 0.05为有统计学意义。

研究人群

在一名伊拉克和一名瑞典对照受试者中，没有获得静息灌注图像，但分析中包括应力图像。在两名伊拉克受试者和一名瑞典对照组中，只获得了两张qFPP图像和T1图。排除1例区域性灌注不足的伊拉克受试者。表格1显示所有受试者的基线特征。伊拉克组的高密度脂蛋白和载脂蛋白A1/B较低(P < 0.05)，而HOMA-β较瑞典组高(P < 0.05)，后者表明胰岛素分泌水平较高。数字2有代表性的静息和应激心肌灌注图像，相应的LGE图像和细胞外体积图。所有受试者的血流动力学和CMR成像容量见表2．伊拉克男性和瑞典健康对照组休息时的平均RPP相似(7026±1489 vs 7291±2573)。P= 0.72)和应力(10403±2563 vs 11016±1437，P= 0.46)。两组间应激RPP和休息RPP的差异无统计学意义(3377±1609 vs 3724±3077，P= 0.68)表明对腺苷应激的血流动力学反应相似。

伊拉克男性和瑞典男性冠心病的Framingham风险评分相似(4.0% vs 4.3%)。P= 0.75)，反映出伊拉克和瑞典出生的男性在未来十年内心血管疾病风险较低。SCORE风险评分显示了相似的结果(1.3% vs 1.5%，P= 0.79)。

心肌灌注

定量首通灌注

qFPP分析显示各组间静息灌注无统计学差异(0.8±0.2 vs 1.0±0.4 ml/min/g，P= 0.38)或RPP校正静息灌注(1.2±0.5 vs 1.1±0.2 ml/min/g × [mmHg × bpm/10⁴］⁻¹，P= 0.59)。然而，伊拉克男性腺苷期间的灌注较低(2.9±0.7 vs 3.5±0.7 ml/min/g)。P= 0.02)，见图。3.．如果使用2.25 ml/min/g作为绝对灌注减少的截止值(图中横线虚线)。3.)三名伊拉克受试者表现出微血管疾病的迹象。两组间MPR差异无统计学意义(3.9±1.0 vs 4.3±1.2 ml/min/g，P= 0.42)或RPP校正静息灌注(2.8±1.0 vs 3.3±0.8 ml/min/g × [mmHg × bpm/10⁴］⁻¹，P= 0.14)。伊拉克受试者和瑞典受试者在每块肌细胞qFPP上也有显著差异(4.0±1.0 vs 4.8±1.0 ml/min/g)。P= 0.03)。

透壁灌注梯度

在伊拉克组，使用qFPP时，压力下的心内膜-心外膜比低于休息时(0.91±0.09 vs 1.03±0.08 ml/min/g，P= 0.002)。瑞典对照组在应激期间的透壁灌注梯度也较低(0.97±0.04 vs 1.06±0.10 ml/min/g，P= 0.001)。伊拉克对照组和瑞典对照组的心内膜-心外膜qFPP应力比(P = 0.07)和心内膜-心外膜MPR比(0.89±0.09 vs 0.96±0.07)差异无统计学意义P= 0.17)。

冠状窦流动

经窦冠状动脉血流评估的整体心肌灌注结果与qFPP相似，各组间无差异(0.7±0.2 vs 0.8±0.2 ml/min/g)。P= 0.21)或使用RPP校正静息灌注(1.0±0.3 vs 1.0±0.2 ml/min/g)。P= 0.82)，但伊拉克组腺苷灌注较低(3.0±0.2 vs 3.7±0.6 ml/min/g)。P= 0.01)，见图。4．两组间MPR差异无统计学意义(4.6±1.3 vs 4.8±1.2 ml/min/g，P= 0.63)或RPP校正静息灌注(3.2±1.2 vs 3.8±1.0 ml/min/g × [mmHg × bpm/10⁴］⁻¹，P= 0.14)。整体qFPP与冠状动脉窦流量在休息和应激状态下的相关性(r)为0.95，偏差为0.02±0.5 ml/min/g，见图。5．

在一组研究参与者(n = 12)中，休息和应激时冠状动脉窦流量和LVM的观察者间变异性分别为0.1±0.2 ml/min/g和1±2 g，乳头肌和小梁包含LVM为−4±4 g。

胰岛素分泌(HOMA-β)、HDL或Apo B/A1均与qFPP应激灌注无关(β_{HOMA -β}= 0.094， β_{高密度脂蛋白}= 0.36， β_{飞机观测/ A1}= 0.29,P= 0.1-0.5)或冠状动脉窦血流(β_{HOMA -β}= 0.091， β_{高密度脂蛋白}= 0.39， β_{飞机观测/ A1}= 0.32,P= 0.1 - -0.5)。

纤维化和细胞外体积

任何受试者均未出现LGE。伊拉克组和瑞典组的细胞外体积无差异(27±3 vs 26±2%，P= 0.76)。

这项研究表明，在健康男性中，伊拉克人通过定量第一次灌注和冠状动脉窦血流进行的心肌灌注低于瑞典出生对照组，这表明微血管功能受损。尽管缺乏临床心血管危险因素，但在中东移民中存在CVD的早期症状。

qFPP和冠状窦血流两种独立方法用于评估心肌灌注，结果相似，一致性好。所有受试者左室射血分数和容积正常。所有受试者LGE成像均未表现出局灶性纤维化，各组间ECV值相似且在正常范围内²²．因此，心肌灌注提供的病理生理信息在功能、LGE或ECV成像上都不明显。此外，这些数据表明，CVD评分系统可能不足以检测有CVD风险的中东移民。

我们在对照组中关于休息和压力qFPP的结果与之前发表的Nickander等人的数据一致(休息0.80±0.17，压力3.2±0.64 ml/min/g)。²³以及Kellman等人．(0.95±0.16和3.4±0.39 ml/min/g)¹⁰．目前研究中使用的qFPP与PET相比显示出良好的一致性¹³．对照组的冠状窦血流估计心肌灌注的结果也与Carlsson等人的早期研究相似。²⁴．冠状窦血流可在不使用造影剂的情况下评估左室灌注，这是有益的，可用于测试药物治疗的疗效²⁵，以预测保留射血分数的心力衰竭患者的预后²⁶患有冠状动脉疾病²⁷分别是糖尿病²⁸．

使用2.25 ml/min/g的全球qFPP截点，3名伊拉克受试者显示出微血管功能障碍的迹象。有人提出透壁心肌MPR比值< 0.72²⁹且< 0.8^30.半定量心肌灌注可提示微血管心绞痛患者从心内膜到心外膜的微血管功能障碍。有3名伊拉克受试者出现微血管功能障碍的迹象(比值均< 0.72)。然而，在我们的研究中，患者是无症状的，并且使用了不同的CMR灌注技术，使得比较有些困难。此外，考虑到正常生理机制会影响心内膜-心外膜MPR梯度，是否应该使用一个单一的透壁梯度临界值一直存在争议³¹．

此前，生活在瑞典的第一代伊拉克移民显示出更强的胰岛素抵抗能力⁵在美国，2型糖尿病的患病率更高¹⁴但矛盾的是，整体上比瑞典本土的人更有益³²．在我们的研究中，伊拉克组有更高的β细胞功能，通过HOMA-β评估，提示早期代偿性胰岛素分泌对更高的胰岛素抵抗。此外，伊拉克组的HDL水平较低，APO B/A1较高，血脂状况更不利。然而，应激灌注的差异与HOMA-B或脂质特征无关。我们没有发现任何心血管危险因素可以解释中东和高加索男性心肌灌注的变化。来自相同的MEDIM队列，目前的研究是基于两项关于脂肪代谢差异的研究，最近表明(1)健康的伊拉克男性移民在口服脂肪耐量试验后，与瑞典人相比，显示出更高的甘油三酯峰值和餐后甘油三酯清除延迟³³(2)使用腹部MRI检查，伊拉克出生的男性与瑞典出生的男性相比，腹部脂肪酸组成更有利³⁴．

本研究的结果还应根据两组先验心血管健康，无任何CVD症状，心肌梗死或心血管死亡的10年风险评分正常来解释。所有受试者的12导联心电图正常。因此，根据CVD风险的标准评估，伊拉克组的受试者中没有人预计会有心肌微血管疾病的迹象。从临床角度来看，评估心脏代谢危险因素对估计心血管疾病风险至关重要。以前的心血管疾病风险计算主要基于白种人人群，但我们的数据表明，在估计其他族裔人群的心血管疾病风险时，这些评分可能是不够的。

这项研究的结果应该根据某些局限性来解释。本研究的受试者数量有限，结果应在更大的队列中得到证实。所有受试者均未对冠状动脉心外膜血管进行评估。本研究不包括女性，因此结果不能推广到两性。也是最近，Nickander等人展示了它．心肌灌注在两性之间是有区别的²³这使得在解释结果时更加谨慎。大量被邀请的参与者拒绝参与，即使他们接到了跟进电话并与主要研究者取得了联系。高辍学率是该研究潜在的纳入偏倚。

这项对生活在瑞典的健康伊拉克移民的研究表明，与瑞典对照组相比，他们在腺苷应激下心肌灌注显著降低，这些移民没有确定的冠状动脉疾病或微血管疾病的危险因素。我们的结果证明了无创CMR成像在检测心肌微血管系统潜在早期改变方面的价值。尽管缺乏临床心血管危险因素，早期心血管疾病的迹象可能存在于中东移民。因此，心肌灌注为功能、LGE和ECV成像提供了增加的病理生理信息。此外，CVD评分系统可能不足以检测中东血统的人是否有患CVD的风险。这就要求未来改变预防策略，在这一高危人群中检测心血管疾病。