郑振国 周旭晨 大连医科大学附属第一医院
冠状动脉粥样斑块的稳定与否涉及诸多方面,有些斑块可以稳定多年(稳定性斑块),而另一些斑块却可能在瞬息间破裂(易损斑块)。当斑块具有薄的纤维帽,液性脂核以及富含巨噬细胞时,我们称之为易损斑块。易损斑块的破裂是导致急性冠状动脉综合征(ACS)以及ST段抬高型心肌梗死的主因,通过对死于ACS患者的尸检发现,其动脉粥样硬化斑块主要由不同量的纤维组织和细胞加上血栓组成,而钙盐、富含脂质的泡沫细胞和细胞外脂质分别占到其余的5%~10%。迄今为止,还没有一项理想的易损斑块检测技术能全面地提供关于斑块的形态学、机械力学及化学等方面的信息。
血管内超声(IVUS)通过将超声探头置于血管腔内发射和接收高频超声信号,实时从腔内获得血管及其周围结构切面图像,较清晰地显示血管的组织形态、内膜下各层结构,血管的横断面形态、血管腔内径、动脉壁的厚度,以及动脉粥样硬化斑块的形态、分布和组织学特征等,可提供异常血管壁形态学的详细信息。Mintz等的研究结果表明,即便在冠状动脉造影中表现“正常”的血管中,仍有90%以上在IVUS检查中被发现存在斑块。IVUS不仅在经皮冠状动脉介入术(PCI)诊治冠状动脉疾病的过程起到了举足轻重的作用,并且对冠状动脉内易损斑块的检测具有直观、快速等优点。本文将就此技术在易损斑块检测中的应用作一简述。
纤维帽
纤维帽作为覆盖在斑块表面的帽状胶原纤维,将斑块与血液中提供组织因子致血栓形成的巨噬细胞与血液分隔开来,由于其容易受到轴向应力、组织因子、巨噬细胞等直接或间接损伤而导致破溃,因此,纤维帽的厚度与斑块的稳定性直接相关。资料表明纤维帽厚度是轴向应力峰值增加的重要因素,纤维帽越薄,轴向应力峰值越高,斑块越易破裂。
由于受到本身分辨率低的影响,IVUS对于厚度在0.4 mm以内,特别是0.1 mm以内纤维帽的检测仍感无力,国内的一些研究将IVUS上纤维帽厚度在0.7 mm作为判定其厚薄的一个切点,即当纤维帽厚度在0.7 mm以内时,容易受到外因及内因影响而破溃。
液性脂核
根据IVUS斑块组成回声的不同,将斑块分为软斑块、纤维斑块、钙化斑块和混合斑块(后三者统称为硬斑块)以及无回声的液性脂核。液性脂核的大小及组成对于斑块易损性影响较大。由于脂质具有可流动性,不承受应力,使轴向应力转移到纤维帽上,所以液性脂核大小和分布对斑块破裂起着十分重要的作用。既往研究也表明,斑块内液性脂核的存在与否和斑块的稳定性相关,易损斑块包含液性脂核的可能性更大;同时,越大及越靠近管腔的液性脂核提示斑块的稳定性越差。
国内相关研究也表明,当斑块内液性脂核大于1.0cm2,液性脂核/斑块比值大于20%时,斑块的稳定性较差,这可能与轴向应力的转移和液性脂核内富含的巨噬细胞对纤维帽内胶原的降解作用,及基质金属蛋白酶(MMP)对纤维帽的侵蚀加速了斑块的不稳定性有关。
血管重构
IVUS判定血管重构的依据是重构指数(RI),RI=病变处血管横截面积/平均参考血管面积。RI>1.05为正性重构;RI<0.95为负性重构。Glagov等研究表明,血管重构是对血管内斑块增长的一种反应,它在斑块从增长到破裂的过程中扮演了非常重要的角色。现有证据表明,血管正性重构在病变早期延缓了血管狭窄的进程,而病变后期过度的正性重构却使斑块的不稳定性进一步加剧。相对而言,虽然负性重构的血管,其病变狭窄程度更重,但是斑块的性质却相对稳定。
Schoenhagen等发现,不稳定型心绞痛患者的冠状动脉更多呈现出正性重构,而多数稳定型心绞痛患者的冠状动脉以负性重构为主。另外,与PCI术后最小支架面积可以预测远期靶病变血运重建一样,PCI术前血管正性重构也是金属裸支架置入后靶病变血运重建的重要的预测因子。
冠状动脉尸检发现,正性重构冠状动脉相比负性重构冠状动脉拥有更大的液性脂核及更多的巨噬细胞计数,而这些也正是不稳定性斑块的组织学标志。近年研究证实,巨噬细胞在MMP-2,9等作用下,通过加强基质降解加速了血管的正性重构,进一步证实了血管正性重构与斑块不稳定性之间的关系。
钙化斑块
斑块的钙化比较常见,它通常被认为是长期动脉粥样硬化的结果。在过去的数十年间,血管的钙化多被视为被动的、退化性和不可避免的,是老化的必然结果。而近期的临床和基础研究证明这是一个主动、可调节以及可防治的过程。
点状钙化指IVUS上钙化强回声后无回声角度不足90度。Ehara等的研究数据表明,急性心肌梗死患者的冠状动脉点状钙化明显多于稳定型心绞痛患者的冠状动脉点状钙化,而稳定型心绞痛患者的钙化冠状动脉长度较急性心肌梗死患者更长,程度更重(IVUS上钙化强回声后无回声角度大多超过90度);点状钙化在已经形成血管正性重构的急性心肌梗死和不稳定型心绞痛患者中更常见,多重Logistic回归分析表明,急性心肌梗死、血管正性重构是血管点状钙化的独立预测因子,可以认为,点状钙化在粥样斑块的存在,是预测该斑块不稳定的一个重要依据。
其他可能预测斑块易损的指标:同心性斑块相比偏心性斑块可能更加稳定,原因可能是偏心性斑块对侧完整的血管内皮保留了对一氧化氮的敏感反应,以及斑块中的脂质诱发的巨噬细胞浸润和MMP活性增高促使偏心性斑块下血管壁发生外向扩张,而形成血管重构;纤维斑块相比软斑块和钙化斑块更加稳定,这可能与纤维性斑块和钙化性斑块相比,软斑块的重构指数明显增大有关;斑块面积越大,其稳定性越差,这可能与斑块局部剪切力、周向应力增加有关等。
根据我们对122例接受PCI治疗的稳定型心绞痛和不稳定型心绞痛患者的132例病变术前IVUS研究发现,拥有液性脂核、软斑块、正性重构血管的冠状动脉PCI术后即刻心肌梗死溶栓试验(TIMI)心肌血流灌注明显低于不具有以上斑块特征的冠状动脉TIMI心肌血流灌注,表明拥有以上特征的斑块不仅具有潜在引起不良心脏事件的危险性,而且可能在一定程度上降低了这些患者的PCI治疗效果。
虽然IVUS在鉴别不稳定斑块方面有诸多优点,但是,它仍有许多需要进一步解决的问题,包括分辨率较低、费用较高等。随着医疗技术水平的提高以及相关检测技术如光学相干断层扫描技术、血管镜技术、MRI等临床应用的进一步完善,相信会有越来越多的患者将从中受益。