于波：应用OCT对急性冠脉综合征患者易损斑块识别和干预进展
2015-06-16 16:33
急性冠脉综合征（Acute coronary syndrome，ACS）中最常见的原因之一是斑块破裂，或伴发血栓形成。斑块破裂主要为纤维帽结构破裂，完整性被破坏，脂质核心成份暴露于血液之中，且具有较高的致血栓性，引起血液中的血小板聚集并引发血栓形成。病理学证据表明具较薄纤维帽、较大的脂质核心和富含巨噬细胞、新生血管的斑块更容易发生破裂，称此类斑块为易损斑块（Vulnerable plaque，VP），即容易发展成罪犯病变和导致血栓形成的动脉粥样硬化斑块。
光学相干断层成像技术（Optical coherence tomography，OCT）是一种具有高组织分辨率的血管内检测技术，在评价斑块性质、识别易损斑块及其破裂或血栓形成等方面具有独特的优势。利用OCT在早期识别易损斑块并积极给予临床干预，能够有效地减少或者预防ACS等急性心血管事件的发生。
1 斑块的易损性
有研究显示斑块破裂往往发生在斑块纤维帽的肩部或边缘，因这些部位的纤维帽相对薄弱，或因血液动力学影响，易发生破裂[1]。同时斑块破裂主要取决于其纤维帽的厚度和脂质核的大小，一般具备以下特征：（1）纤维帽厚度≤65μm；（2）大的脂质核心；（3）巨噬细胞等炎症细胞的浸润；（4）新生血管的形成。OCT凭借其较高的组织分辨率，能够很好的成像这些形态学特征，从而为识别易损斑块提供依据。
2 易损斑块的薄纤维帽厚度
Virmani等[2]提出用薄纤维帽粥样硬化斑块（Thin-cap Fibroatheroma, TCFA）这一概念描述纤维帽厚度不足65μm的冠状动脉粥样硬化斑块。纤维帽变薄主要通过两种共存相关的机制，一方面平滑肌细胞通过凋亡途径发生坏死，造成纤维帽中平滑肌细胞的不断丢失，而又不能被局部的平滑肌细胞增生所代替[3]，因此破裂斑块的纤维帽基本上没有平滑肌细胞和胶原，在破裂的部位也通常看不到平滑肌细胞。
目前OCT是识别易损斑块最有意义的血管内成像技术，尸检结果显示斑块破裂处纤维帽的平均厚度是23±19μm，95％的破裂斑块纤维帽的厚度不超过65μm[4]，也就是TCFA。Kume等[5]分别应用OCT和组织学方法对35例富含脂质斑块进行纤维帽厚度的测量，结果显示两者之间具有很好的相关性(r = 0.90; P < 0.001)。另外凭借OCT在测量纤维帽厚度方面的可行性和可靠性，临床上可以用来评价稳定斑块治疗的效果，Takarada等OCT研究显示高胆固醇血症的患者经他汀治疗9个月后，纤维帽厚度明显增加 [6]。
3 易损斑块的大脂质核心
TCFA一概念描述纤维帽厚度不足65μm的冠状动脉粥样硬化斑块时同时提及较大的脂质池（脂质核心角度＞90°）。脂质核的大小与斑块破裂密切相关，脂质核体积越大，斑块破裂的风险也就越大[2]。另外脂质核内含有大量的致栓物质（凋亡微粒和组织因子等），斑块破裂后这些致栓物质暴露于血流中，从而促进血栓形成，增加临床事件的风险。OCT图像中，大脂质核心的斑块显示为模糊边缘的低密度信号，OCT测量可以准确的显示出此类脂质核心的角度范围。相对于稳定型心绞痛患者，这种大脂质核心的斑块在急性冠脉综合征的患者中更容易出现。
4 巨噬细胞等炎症细胞的浸润
斑块内大量的巨噬细胞等炎症细胞的浸润是炎症活动的主要标志。尸检研究显示破裂的纤维帽通常伴有大量巨噬细胞浸润，巨噬细胞通过分泌胶原蛋白酶等蛋白水解酶发挥降解基质的作用[7]。在2003年Tearney等[8]已经应用OCT在斑块纤维帽内检测到大量巨噬细胞浸润并对其做出定量分析，从而完善了对于OCT观察脂质斑块组成特点的认识。MacNeill等进行了一项入选119个斑块的在体研究发现，在不稳定型心绞痛与ST段抬高心肌梗死的患者中巨噬细胞浓度明显高于稳定型心绞痛患者，并且在破裂斑块的近段的浓度高于远段的浓度 [9]。
5 易损斑块中的新生血管
新生血管形成是易损斑块的共同特征，并且和斑块内出血以及斑块的不稳定性密切相关。与此同时巨噬细胞可刺激新生血管生长并且产生自由基，分泌基质蛋白酶等促进细胞外基质的降解，加速平滑肌细胞的凋亡。OCT因具有较高组织分辨率，为活体内新生血管的检测提供了条件。Kitabata等[10]的OCT研究显示在TCFA内新生血管的密度较高。因此，通过OCT检测斑块内新生血管形成有利于易损斑块的识别。
6 评价易损斑块病变其他特征
易损斑块的不稳定性导致血管内粥样斑块的破裂进而导致血栓形成的风险。OCT同样对斑块破裂继发的血栓形成能够准确的识别。Kume等利用从40例人体尸检中的108条片段进行分析，通过组织学进一步对比证实定义了OCT观测的血栓的性状，从而区分红、白血栓[5]。Meng等使用OCT进行兔颈动脉血栓动物模型的观察，随后将影像学与病理学结果相对照，完善了OCT对血栓的定义，同时使斑块和血栓的鉴别更加容易可靠[11]。
OCT还可对钙化病变做出检测，其对钙化的检测敏感性和特异性与IVUS相似[12]。OCT图像中的钙化病变表现为有清晰边缘的低密度区域，这个清晰的边缘与脂核的模糊边缘可鉴别。尽管对于深部钙化病变OCT可能无法清晰成像，Jang IK 等人发现急性冠脉综合征的患者病变中伴有钙化比例明显高于稳定型心绞痛患者[13]。钙化的准确检测对选择再血管化处理方式是很重要的，高钙化斑块可能意味着高的支架贴壁不良率。
总之，易损斑块破裂是ACS发生的决定性因素之一，识别易损斑块并采取有效的干预措施，对于减少不良心血管事件的发生具有重要的意义。OCT作为一种有效的血管内检测手段，具有组织分辨率高的特点，在识别易损斑块、斑块破裂以及血栓形成方面具有独特的优势，在ACS中具有着非常重要的应用价值，为临床理解ACS的发生机制以及制定合理的治疗方案提供新的思路。
参考文献
[1] Falk E, Shah PK, Fuster V. Coronary plaque disruption. Circulation. 1995; 92(3):657-671.
[2] Virmani R, Kolodgie FD, Burke AP, et al. Lessons from sudden coronary death: A comprehensive morphological classification scheme for atherosclerotic lesions. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000; 20(5):1262-1275.
[3] Clarke MCH, Littlewood TD, Figg N, et al. Chronic apoptosis of vascular smooth muscle cells accelerates atherosclerosis and promotes calcification and medial degeneration. Circ Res. 2008; 102(12):1529-1538.
[4] Kloner RA, Leor J, Poole WK, et al. Population-based analysis of the effect of the northridge earthquake on cardiac death in los angeles county, california. J Am Coll Cardiol. 1997; 30(5):1174-1180.
[5] Kume T, Akasaka T, Kawamoto T, et al. Measurement of the thickness of the fibrous cap by optical coherence tomography. Am Heart J. 2006; 152(4):755.
[6] Takarada S, Imanishi T, Ishibashi K, et al. The effect of lipid and inflammatory profiles on the morphological changes of lipid-rich plaques in patients with non-ST-segment elevated acute coronary syndrome: follow-up study by optical coherence tomography and intravascular ultrasound. JACC Cardiovasc Interv. 2010; 3(7):766-772.
[7] Anogeianaki A, Angelucci D, Cianchetti E, et al. Atherosclerosis: A classic inflammatory disease. Int J Immunopathol Pharmacol. 2011; 24(4):817-825.
[8] Tearney GJ, Yabushita H, Houser SL, et al. Quantification of macrophage content in atherosclerotic plaques by optical coherence tomography. Circulation. 2003; 107(1):113-119.
[9] MacNeill BD, Jang IK, Bouma BE, et al. Focal and multi-focal plaque macrophage distributions in patients with acute and stable presentations of coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2004; 44(5):972-979.
[10] Kitabata H, Tanaka A, Kubo T, et al. Relation of microchannel structure identified by optical coherence tomography to plaque vulnerability in patients with coronary artery disease. The American Journal of Cardiology. 2010; 105(12):1673-1678.
[11] Meng L, Lv B, Zhang S, et al. In vivo optical coherence tomography of experimental thrombosis in a rabbit carotid model. Heart. 2008; 94(6):777-780.
[12] Kawasaki M, Bouma BE, Bressner J, et al. Diagnostic accuracy of optical coherence tomography and integrated backscatter intravascular ultrasound images for tissue characterization of human coronary plaques. J Am Coll Cardiol. 2006; 48(1):81-88.
[13] Jang IK, Tearney GJ, MacNeill B, et al. In vivo characterization of coronary atherosclerotic plaque by use of optical coherence tomography. Circulation. 2005; 111(12):1551-1555.
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光学相干断层成像技术（Optical coherence tomography，OCT）是一种具有高组织分辨率的血管内检测技术，在评价斑块性质、识别易损斑块及其破裂或血栓形成等方面具有独特的优势。利用OCT在早期识别易损斑块并积极给予临床干预，能够有效地减少或者预防ACS等急性心血管事件的发生。
1 斑块的易损性
有研究显示斑块破裂往往发生在斑块纤维帽的肩部或边缘，因这些部位的纤维帽相对薄弱，或因血液动力学影响，易发生破裂[1]。同时斑块破裂主要取决于其纤维帽的厚度和脂质核的大小，一般具备以下特征：（1）纤维帽厚度≤65μm；（2）大的脂质核心；（3）巨噬细胞等炎症细胞的浸润；（4）新生血管的形成。OCT凭借其较高的组织分辨率，能够很好的成像这些形态学特征，从而为识别易损斑块提供依据。
2 易损斑块的薄纤维帽厚度
Virmani等[2]提出用薄纤维帽粥样硬化斑块（Thin-cap Fibroatheroma, TCFA）这一概念描述纤维帽厚度不足65μm的冠状动脉粥样硬化斑块。纤维帽变薄主要通过两种共存相关的机制，一方面平滑肌细胞通过凋亡途径发生坏死，造成纤维帽中平滑肌细胞的不断丢失，而又不能被局部的平滑肌细胞增生所代替[3]，因此破裂斑块的纤维帽基本上没有平滑肌细胞和胶原，在破裂的部位也通常看不到平滑肌细胞。
目前OCT是识别易损斑块最有意义的血管内成像技术，尸检结果显示斑块破裂处纤维帽的平均厚度是23±19μm，95％的破裂斑块纤维帽的厚度不超过65μm[4]，也就是TCFA。Kume等[5]分别应用OCT和组织学方法对35例富含脂质斑块进行纤维帽厚度的测量，结果显示两者之间具有很好的相关性(r = 0.90; P < 0.001)。另外凭借OCT在测量纤维帽厚度方面的可行性和可靠性，临床上可以用来评价稳定斑块治疗的效果，Takarada等OCT研究显示高胆固醇血症的患者经他汀治疗9个月后，纤维帽厚度明显增加 [6]。
3 易损斑块的大脂质核心
TCFA一概念描述纤维帽厚度不足65μm的冠状动脉粥样硬化斑块时同时提及较大的脂质池（脂质核心角度＞90°）。脂质核的大小与斑块破裂密切相关，脂质核体积越大，斑块破裂的风险也就越大[2]。另外脂质核内含有大量的致栓物质（凋亡微粒和组织因子等），斑块破裂后这些致栓物质暴露于血流中，从而促进血栓形成，增加临床事件的风险。OCT图像中，大脂质核心的斑块显示为模糊边缘的低密度信号，OCT测量可以准确的显示出此类脂质核心的角度范围。相对于稳定型心绞痛患者，这种大脂质核心的斑块在急性冠脉综合征的患者中更容易出现。
4 巨噬细胞等炎症细胞的浸润
斑块内大量的巨噬细胞等炎症细胞的浸润是炎症活动的主要标志。尸检研究显示破裂的纤维帽通常伴有大量巨噬细胞浸润，巨噬细胞通过分泌胶原蛋白酶等蛋白水解酶发挥降解基质的作用[7]。在2003年Tearney等[8]已经应用OCT在斑块纤维帽内检测到大量巨噬细胞浸润并对其做出定量分析，从而完善了对于OCT观察脂质斑块组成特点的认识。MacNeill等进行了一项入选119个斑块的在体研究发现，在不稳定型心绞痛与ST段抬高心肌梗死的患者中巨噬细胞浓度明显高于稳定型心绞痛患者，并且在破裂斑块的近段的浓度高于远段的浓度 [9]。
5 易损斑块中的新生血管
新生血管形成是易损斑块的共同特征，并且和斑块内出血以及斑块的不稳定性密切相关。与此同时巨噬细胞可刺激新生血管生长并且产生自由基，分泌基质蛋白酶等促进细胞外基质的降解，加速平滑肌细胞的凋亡。OCT因具有较高组织分辨率，为活体内新生血管的检测提供了条件。Kitabata等[10]的OCT研究显示在TCFA内新生血管的密度较高。因此，通过OCT检测斑块内新生血管形成有利于易损斑块的识别。
6 评价易损斑块病变其他特征
易损斑块的不稳定性导致血管内粥样斑块的破裂进而导致血栓形成的风险。OCT同样对斑块破裂继发的血栓形成能够准确的识别。Kume等利用从40例人体尸检中的108条片段进行分析，通过组织学进一步对比证实定义了OCT观测的血栓的性状，从而区分红、白血栓[5]。Meng等使用OCT进行兔颈动脉血栓动物模型的观察，随后将影像学与病理学结果相对照，完善了OCT对血栓的定义，同时使斑块和血栓的鉴别更加容易可靠[11]。
OCT还可对钙化病变做出检测，其对钙化的检测敏感性和特异性与IVUS相似[12]。OCT图像中的钙化病变表现为有清晰边缘的低密度区域，这个清晰的边缘与脂核的模糊边缘可鉴别。尽管对于深部钙化病变OCT可能无法清晰成像，Jang IK 等人发现急性冠脉综合征的患者病变中伴有钙化比例明显高于稳定型心绞痛患者[13]。钙化的准确检测对选择再血管化处理方式是很重要的，高钙化斑块可能意味着高的支架贴壁不良率。
总之，易损斑块破裂是ACS发生的决定性因素之一，识别易损斑块并采取有效的干预措施，对于减少不良心血管事件的发生具有重要的意义。OCT作为一种有效的血管内检测手段，具有组织分辨率高的特点，在识别易损斑块、斑块破裂以及血栓形成方面具有独特的优势，在ACS中具有着非常重要的应用价值，为临床理解ACS的发生机制以及制定合理的治疗方案提供新的思路。
参考文献
[1] Falk E, Shah PK, Fuster V. Coronary plaque disruption. Circulation. 1995; 92(3):657-671.
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[4] Kloner RA, Leor J, Poole WK, et al. Population-based analysis of the effect of the northridge earthquake on cardiac death in los angeles county, california. J Am Coll Cardiol. 1997; 30(5):1174-1180.
[5] Kume T, Akasaka T, Kawamoto T, et al. Measurement of the thickness of the fibrous cap by optical coherence tomography. Am Heart J. 2006; 152(4):755.
[6] Takarada S, Imanishi T, Ishibashi K, et al. The effect of lipid and inflammatory profiles on the morphological changes of lipid-rich plaques in patients with non-ST-segment elevated acute coronary syndrome: follow-up study by optical coherence tomography and intravascular ultrasound. JACC Cardiovasc Interv. 2010; 3(7):766-772.
[7] Anogeianaki A, Angelucci D, Cianchetti E, et al. Atherosclerosis: A classic inflammatory disease. Int J Immunopathol Pharmacol. 2011; 24(4):817-825.
[8] Tearney GJ, Yabushita H, Houser SL, et al. Quantification of macrophage content in atherosclerotic plaques by optical coherence tomography. Circulation. 2003; 107(1):113-119.
[9] MacNeill BD, Jang IK, Bouma BE, et al. Focal and multi-focal plaque macrophage distributions in patients with acute and stable presentations of coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2004; 44(5):972-979.
[10] Kitabata H, Tanaka A, Kubo T, et al. Relation of microchannel structure identified by optical coherence tomography to plaque vulnerability in patients with coronary artery disease. The American Journal of Cardiology. 2010; 105(12):1673-1678.
[11] Meng L, Lv B, Zhang S, et al. In vivo optical coherence tomography of experimental thrombosis in a rabbit carotid model. Heart. 2008; 94(6):777-780.
[12] Kawasaki M, Bouma BE, Bressner J, et al. Diagnostic accuracy of optical coherence tomography and integrated backscatter intravascular ultrasound images for tissue characterization of human coronary plaques. J Am Coll Cardiol. 2006; 48(1):81-88.
[13] Jang IK, Tearney GJ, MacNeill B, et al. In vivo characterization of coronary atherosclerotic plaque by use of optical coherence tomography. Circulation. 2005; 111(12):1551-1555.