今年的诺贝尔生理学或医学奖获奖领域和生物钟有关，3位美国遗传学家得奖：杰弗理·霍尔（Jeffrey C Hall） 迈克尔·罗斯巴希（Michael Rosbash） 迈克尔·杨（Michael W Young）他们发现了昼夜节律的分子机制。所谓昼夜节律，也就是平常所说的生物钟。最近，著名医学期刊《Lancet》上同样发表了一篇关于生物节律的文章。有趣的是，该文章告诉我们：下午做心脏手术可能比上午做要好！Are you kidding me? Ok, stop beating around the bush!下面我们来领略一下这个临床大发现！背景进行体外循环心脏手术不可避免的会造成心肌缺血再灌注损伤。心肌损伤又与患者的不良预后相关，包括左心室收缩功能受损、心衰发作以及短期、中期、长期死亡。经导管介入治疗出现之后，心脏手术高风险患者的数量仍不断增加，这与人口老龄化、相关并发症（如糖尿病、肾衰竭）患病率增加、以及接受联合手术治疗（CABG+瓣膜/主动脉手术）的患者数量增加有关。这些心脏手术高风险患者，尤其是怀疑有术前心肌损伤的患者将导致术后不良预后。因此，有必要探索相应的心脏保护策略。心血管疾病存在明显的昼夜变化，例如ST段抬高型心梗（STEMI）清晨发作多于夜间发作；大面积心梗或继发于STEMI的心衰也多发生于清晨时段。研究发现，在昼夜节律基因敲除的小鼠和基因变异的小鼠中，心肌缺血再灌注损伤与昼夜节律基因相关，而这种相关是否在人类身上也存在，这种节律是否对人类相关预后能产生影响？目前仍不明确。故该研究评估了在早上或下午行心脏手术对临床预后所产生的影响。该研究的有趣之处在于其应用了四种不同的分析方式从不同角度对同一问题进行探索，证据之间的相互佐证也是该研究的科学、严谨所在。该研究共分四个部分：倾向值匹配（PSM）队列研究、随机对照试验（RCT）、RCT患者的转基因组分析和离体小鼠心脏试验。Part 1. PSM队列研究入选人群和方法：连续入组2009年1月1日至2015年12月31日的重度主动脉瓣狭窄患者，年龄≥18岁、射血分数＞50%、拟行主动脉瓣置换术。排除合并其他有临床意义的瓣膜病、心脏手术史及先天性心脏病者。根据手术时间分为上午组和下午组，并用PSM构建1:1的队列。PS计算变量（根据既往研究和队列特点进行筛选）包括年龄、性别、血清肌酐浓度、糖尿病史、左室质量指数、Euroscore II、是否同时行CABG及主动脉阻断持续时间。临床终点：主要心脏不良事件，包括心血管死亡、心肌梗死和急性心衰再住院。结果：连续入组720名患者，匹配后共纳入596名患者进行分析，匹配后基线资料见表1；中位随访时间500天，主要心血管不良事件发生率、术中心肌梗死发生率和急性心衰发生率下午组均显著低于上午组（见表2）。 

Part 2. 随机对照试验入选人群：入选2016年1月1日至2017年1月28日拟行主动脉瓣置换术的主动脉瓣狭窄患者，年龄≥18岁、射血分数＞50%。排除合并糖尿病、肾功能不全（血肌酐＞150uM）、有房颤或房扑史（因为术后房颤发作为研究终点之一，故排除这部分患者）、冠脉狭窄＞50%的患者。术前完成患者入选及随机分组。随机：采用限制性排列区组随机法（区组大小为8）进行1:1随机，分上午组和下午组。患者随机分给同一团队里两名高级外科医生中的其中一名进行手术，两名医生每天均只行两台手术，上午下午各一台。事件：记录术中心肌损伤和术后至出院前的并发症。终点事件包括术后房颤、需要正性肌力药物支持及主要心脏不良事件（包括心血管死亡、术中心梗和术后心梗）。关于术中心梗和术后心梗的定义参见原文。静脉血分别在手术前当日、术后6、9、12、24、48和72小时采集，并测量其血清心肌肌钙蛋白T浓度。结果：共纳入88名患者，上午组和下午组各44名，基线资料见表3。中位随访时间12天。两组患者住院期间术后房颤、需要正性肌力药物支持及主要心脏不良事件等无统计学差异。但术后肌钙蛋白T AUC曲线下面积下午组明显低于上午组（179 ng/L 比 225 ng/L，p = 0.0045）。

Part 3. RCT患者的转基因组分析材料：14名上午组和16名下午组患者的右心房生物活检组织。方法：(1) 将心房小梁按顺序暴露于缺氧环境之后，再复氧，观察并比较上午组和下午组标本收缩恢复情况；(2) 提取心房标本中的全部RNA，用高密度寡核苷酸芯片确定不同基因的表达情况。结果：两组患者基线资料无明显差异，下午组患者缺氧-复氧处理后心肌收缩恢复情况明显优于上午组。转基因组分析发现共287个基因与生物钟节律相关，这些基因的表达程度在两组间存在统计学差异。核受体和转录抑制因子Rev-Erbα及其目标基因BMAL1/ARNTL表现为逆向表达关系，即上午当Rev-Erbα水平高时，BMAL1/ARNTL呈低表达状态；下午当Rev-Erbα水平低时，BMAL1/ARNTL呈高表达状态。故人类心肌细胞在缺氧-复氧处理中表现出上午-下午的耐受性不同，其内在原因可能是生物节律相关基因表达的改变。 

Part 4. 离体小鼠心脏试验材料：睡眠-觉醒转换模型和觉醒-睡眠转换模型的离体小鼠心脏。方法：由于Rev-Erbα是调节生物节律中最重要的基因之一，且具有相关的人工合成配体，研究者进一步探究了Rev-Erbα信号通路在心肌缺氧-复氧处理耐受性的时间差异。分别评估Rev-Erbα基因敲除小鼠离体心脏、注射Rev-Erbα拮抗剂SR8278后小鼠离体心脏对缺血再灌注的耐受性。行35分钟缺血处理、45分钟再灌注处理并测量梗死面积。结果：发现Rev-Erbα基因敲除小鼠离体心脏、注射SR8278后小鼠离体心脏对缺血再灌注的耐受能力均增强。结论：主动脉瓣置换术患者术前心肌损伤与生物节律相关，与上午行手术相比，下午行手术的患者具有更好的心肌功能，提示预后也可能更好。Rev-Erbα拮抗剂可能将成为一种有效的心脏保护措施。总结纵观全文，该文章通过层层剖析，为我们展现了科研工作中从现象到本质的探究过程。该研究共分四个部分：倾向值匹配（PSM）队列研究、随机对照试验（RCT）、RCT患者的转基因组分析和离体小鼠心脏试验。研究者首先由回顾性队列研究发现下午行主动脉瓣置换术的患者预后较上午行手术者为佳（现象）；在此基础上，研究者进一步设计了一个RCT进行前瞻性验证，发现住院期间下午组患者心肌损伤明显轻于上午组。同时，研究者取RCT患者右心房活检组织进行评估，发现下午组患者心房肌缺血再灌注耐受性优于上午组，为评估心肌缺血再灌注耐受能力的时间变异性的潜在机制，研究者进一步对活检组织进行转基因组分析，发现下午组和上午组患者在Rev-Erbα、BMAL1/ARNTL等表达上存在差异，生物节律基因（Rev-Erbα等）在其中扮演了重要的角色（本质）。之后研究者通过动物实验，经基因敲除和药物阻滞发现Rev-Erbα基因敲除、药物阻滞可改善小鼠离体心脏对缺血再灌注损伤的耐受性，反过来验证“生物节律基因在心肌缺血再灌注耐受性调节中的作用”。展望体外循环下行心脏手术、经皮冠状动脉球囊扩张、支架植入等均存在心肌缺血再灌注损伤，如何预防、减少心肌缺血再灌注损伤，保护心肌功能成为目前重要的研究课题。该研究无疑为这一领域打开一扇全新的大门。然而，该RCT仅为单中心研究，且随访时间短，仅具有出院前数据，还未获得长期随访数据。未来仍需进行多中心、大样本、多种心脏手术的RCT研究来进一步验证。另外，Rev-Erbα拮抗剂SR8278在小鼠中起到的作用，在人类身上能否重现，是否会出现超过获益的不良事件发生，还需临床试验进行探索。SR8278在其他心脏疾病如缺血性心肌病、心力衰竭等以及缺血性卒中、肾衰竭等非心脏疾病中是否也能发挥其有利的作用，也值得进一步探讨。参考文献： Lancet. 2017 Oct 26. pii: S0140-6736(17)32132-3. doi: 10.1016/S0140-6736(17)32132-3.