動脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)一直是全球主要的死亡原因,動脈粥樣硬化斑塊形成是臨床ASCVD的病理生理驅(qū)動因素[1]。動脈粥樣硬化斑塊形成是一個復(fù)雜的、多因素的、多步驟的過程,通常跨越數(shù)年或數(shù)十年[1]。斑塊形成是由單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞黏附,遷移到內(nèi)皮內(nèi)膜層開始的,隨后是內(nèi)膜增厚,并通過巨噬細(xì)胞[2-6]攝取脂質(zhì)[主要是攜帶載脂蛋白B-100的低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)]形成泡沫細(xì)胞(圖1)。斑塊生長的組成部分包括平滑肌細(xì)胞遷移和細(xì)胞外基質(zhì)增殖、持續(xù)的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外脂質(zhì)積累、清除細(xì)胞作用不足(清除死亡或垂死的細(xì)胞)、炎癥調(diào)節(jié)劑的進化環(huán)境以及某些斑塊區(qū)域的鈣化。“脆弱”斑塊的假定特征包括壞死、富含脂質(zhì)的中央斑塊核心和將脂質(zhì)核心與動脈腔隔開的纖維帽變薄。
圖1 動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展(纖維脂肪)
注:動脈粥樣硬化斑塊形成是一個復(fù)雜的過程,涉及遷移LDL-C顆粒(主要載脂蛋白B-100(apoB)載體),單核細(xì)胞黏附、內(nèi)皮損傷、巨噬細(xì)胞對LDL-C攝取,導(dǎo)致泡沫細(xì)胞形成,平滑肌肉細(xì)胞遷移和低效的傳出細(xì)胞增多,包括游離脂質(zhì)顆粒、細(xì)胞碎片和鈣沉積鈣,導(dǎo)致形成具有纖維帽的壞死核心。ICAM1,細(xì)胞間黏附分子1;VCAM-1,血管細(xì)胞黏附蛋白1。
斑塊破裂涉及纖維帽的破壞,導(dǎo)致斑塊核心暴露于動脈管腔,隨后是血栓級聯(lián)反應(yīng),管腔血栓形成,減少血流量,導(dǎo)致臨床ASCVD事件,如急性冠狀動脈綜合征(ACS)[4]。斑塊侵蝕的特征是內(nèi)皮層破潰而不破裂,也可能導(dǎo)致促炎和血栓前過程,從而促進血栓形成。因此,預(yù)防斑塊形成(零級預(yù)防和一級預(yù)防)和已建立動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定和消退(一級和二級預(yù)防)是降低ASCVD事件發(fā)生率的潛在方法。
血管內(nèi)超聲(IVUS)、光學(xué)相干斷層成像(OCT)、近紅外光譜(NIRS)和冠狀動脈計算機斷層掃描血管造影(CCTA)等當(dāng)代診斷技術(shù),尤其是近幾年CCTA使用的增加,擴大了侵入性和非侵入性表征動脈粥樣硬化斑塊的能力[6]。此外,臨床試驗中減少心血管事件的ASCVD療法對動脈粥樣硬化斑塊大小和特征有積極影響。目前已積累了大量關(guān)于他汀類藥物和前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶9型(PCSK9)抑制劑等新型療法的相關(guān)結(jié)果,且自2016年以相關(guān)研究越來越多。本文匯總了斑塊穩(wěn)定和消退的影像學(xué)評估的當(dāng)代研究,以饗讀者。
斑塊負(fù)荷和心血管結(jié)局
冠狀動脈斑塊負(fù)荷是ASCVD的影像學(xué)標(biāo)志,與心血管事件風(fēng)險相關(guān)。
一項納入581名ASCVD患者的研究顯示[7],IVUS衍生的斑塊形態(tài)與不良心血管事件有關(guān),但與IVUS衍生斑塊形態(tài)無關(guān)。
一項納入1474名接受經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)患者的研究中位隨訪2年顯示,基于OCT對非罪犯冠狀動脈區(qū)域富含脂質(zhì)斑塊進行評估,可預(yù)測隨訪期間的主要不良心血管事件風(fēng)險增加[8]。
觀察數(shù)據(jù)顯示,冠狀動脈鈣化評分(鈣化冠狀動脈斑塊負(fù)荷的替代指標(biāo))與心血管事件風(fēng)險之間存在漸進性關(guān)聯(lián)[9]。
目前,關(guān)于斑塊消退與心血管事件風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)有限。一項涉及7864名患者(主要是穩(wěn)定性ASCVD患者)的臨床試驗的薈萃回歸分析表明,使用IVUS評估的斑塊消退與心肌梗死(MI)或血運重建發(fā)病率降低顯著相關(guān)[10]。
動脈粥樣硬化斑塊的成像
各種侵入性和非侵入性成像策略可用于評估總體斑塊負(fù)荷和局部斑塊特征。
1.血管內(nèi)超聲(IVUS)
IVUS被認(rèn)為是一種標(biāo)準(zhǔn)的檢查方式。IVUS檢查需要使用侵入性導(dǎo)管,該導(dǎo)管會發(fā)射超聲波,并利用各種動脈結(jié)構(gòu)的反射差異來生成動脈壁和管腔的橫截面圖像[11-14]。IVUS可以通過反向散射射頻數(shù)據(jù)使用虛擬組織學(xué)來識別斑塊、壞死核心和鈣沉積的纖維和纖維脂肪成分。使用相對組織回聲和外觀作為組織學(xué)的替代指標(biāo),IVUS可以將斑塊分為纖維、纖維脂肪、鈣化和鈣化-壞死亞型[11]。
薄纖維帽粥樣硬化斑塊(TCFA)是一種易損斑塊形態(tài),被定義為具有壞死核心,動脈腔附近有巨噬細(xì)胞,且纖維帽較薄(通常厚度<65μm)[14-15]。IVUS可以檢測纖維帽的前緣,但不能檢測后緣,也不能測量其厚度,無法可靠地表征TCFA或進行詳細(xì)的斑塊成分分析[14]。
盡管如此,IVUS提供了最精確和可重復(fù)的方法來測量斑塊負(fù)荷,包括動脈粥樣硬化面積、總動脈粥樣硬化體積(TAV)和動脈粥樣硬化體積百分比(PAV)。這些參數(shù)可以隨著時間推移進行測量,以量化斑塊的進展和消退(圖2)。
圖2 IVUS評估斑塊
注:圖a和圖b分為1名接受高強度瑞舒伐他汀治療(40 mg/d)的患者在基線時和隨訪時應(yīng)用IVUS獲得的動脈粥樣硬化斑塊橫截面圖像。圖C和圖d顯示了動脈粥樣硬化面積的估計值:基線時10.16?mm2(圖c)和隨訪時5.81?mm2(圖d)。總體而言,研究結(jié)果反映臨床試驗人群水平的影響,但個體影響可能異質(zhì)性。EEM,外部彈性膜
2.光學(xué)相干斷層掃描(OCT)
OCT是一種侵入性血管內(nèi)成像技術(shù),能生成動脈管腔和壁的橫截面或縱向圖像[6,16]。OCT擁有比IVUS更高的分辨率,可提供更詳細(xì)的淺動脈壁微結(jié)構(gòu)圖像(圖3)。OCT可以區(qū)分斑塊形態(tài)(纖維斑塊、鈣化斑塊或富含脂質(zhì)的斑塊)并估計纖維帽厚度。盡管TCFA通常被定義為纖維帽厚度<65?μm[15],但體內(nèi)斑塊的OCT研究表明,該閾值可以提高到<80?μm[17]。
值得一提的是,盡管更新的處理算法允許OCT進行斑塊負(fù)荷評估,但由于組織穿透力有限,OCT仍無法可靠評估動脈粥樣硬化斑塊體積[18]。
圖3 應(yīng)用OCT評估斑塊成分
注:在HUYGENS試驗中,應(yīng)用OCT對斑塊形態(tài)進行高分辨率評估發(fā)現(xiàn),在他汀基礎(chǔ)上加用依洛尤單抗后,纖維帽厚度(FCT)從基線時的88?μm(圖a和圖b)增加至隨訪過程中的172?μm(圖c和圖d)
3.近紅外光譜(NIRS)
NIRS可以對動脈粥樣硬化斑塊的脂質(zhì)含量進行成像,使評估斑塊成分的變化成為可能[19]。NIRS使用近紅外波長從冠狀動脈斑塊中獲得反射光譜,經(jīng)過處理后會顯示一個區(qū)塊狀的化學(xué)圖譜,其中亮黃色區(qū)域?qū)?yīng)于脂質(zhì)[20]。
近紅外光譜是一種潛在應(yīng)用價值的侵入性方法,可用于評估調(diào)脂療法對斑塊脂質(zhì)含量的影響。
4.CCTA
CCTA是一種不斷發(fā)展的成像模式,可顯示動脈狹窄程度,并準(zhǔn)確地將斑塊亞型表征為鈣化、非鈣化或混合[21]。在觀察性研究中,CCTA檢測到的某些斑塊特征,包括陽性重塑、“斑點狀”鈣化和低斑塊衰減,與不良心血管事件風(fēng)險增加相關(guān)[21]。
與IVUS相比,CCTA的優(yōu)勢在于其無創(chuàng)性及可顯示多支冠狀動脈的能力研究表明,CCTA與IVUS所測得的斑塊負(fù)荷具有合理的相關(guān)性[22]。然而,與IVUS相比,使用CCTA評估斑塊消退和進展的嚴(yán)格的隨機對照試驗較少,且所有研究的樣本量均較小。
CCTA的局限性包括分辨率低于IVUS,以及成像偽影或可導(dǎo)致斑塊成分分類錯誤[21,23]。此外,CCTA有輻射性,盡管隨著CCTA技術(shù)的改進,輻射劑量有所降低,但仍令部分患者尤其是女性患者(乳腺癌風(fēng)險)擔(dān)憂[24]。
5.非侵入性心臟磁共振成像(MRI)
MRI可以潛在地評估冠狀動脈壁厚度、狹窄和特征,如陽性重塑[25]。然而,與CCTA相比[6,21],由于需要更高的技術(shù)專業(yè)性和更大的時間負(fù)擔(dān),這種模式并不常用于冠狀動脈評估。此外,對于冠狀動脈成像而言,心臟MRI的分辨率臨界,但對于較大血管來說可以接受。
6.正電子發(fā)射斷層掃描正電子發(fā)射斷層成像(PET)
PET是一種非侵入性技術(shù),可以使用放射性核素觀察斑塊炎癥和鈣化區(qū)域[26]。由于傳統(tǒng)上應(yīng)用的PET配體(如氟脫氧葡萄糖)會被心肌攝取,因此限制了PET評估斑塊特征的分辨率。具有識別斑塊特定成分潛力的選擇性放射性示蹤劑包括用于研究炎癥的18F氟脫氧葡萄糖、用于評估微鈣化的18F氟化鈉和用于評估低氧的18F-氟咪唑[26]。
PET與CT或MRI結(jié)合使用可以提供額外的好處。盡管PET成像具有研究冠狀動脈斑塊的潛力,且已被用于一些研究中,例如dalcetrapib的隨機II期dal-PLAQUE試驗[27]。總體而言,PET成像在斑塊消退或穩(wěn)定的常規(guī)評估中的總體作用仍處于初步階段[6]。
參考文獻:
1. Libby, B. et al. Atherosclerosis. Nat. Rev. Dis. Prim. 16, 56 (2019). 2. Stary, H. C. et al. A definition of advanced types of atherosclerotic lesions and a histological classification of atherosclerosis: a report from the Committee on Vascular
Lesions of the Council on Arteriosclerosis, American Heart Association. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 15, 1512–1531 (1995).
3. Moreno, P. R. The high-risk thin-cap fibroatheroma: a new kid on the block. Circ. Cardiovasc. Interv. 2, 500–502 (2009).
4. Libby, P. The changing landscape of atherosclerosis. Nature 592, 524–533 (2021).
5. Stone, P. H., Libby, P. & Boden, W. E. Fundamental pathobiology of coronary atherosclerosis and clinical implications for chronic ischemic heart disease management-the plaque hypothesis. A narrative review. JAMA Cardiol. 8, 192–201 (2023).
6. Dawson, L. P., Lum, M., Nerleker, N., Nicholls, S. J. & Layland, J. Coronary atherosclerotic plaque regression: JACC state-of-the-art review. J. Am. Coll. Cardiol. 79, 66–82 (2022).
7. Schuurman, A. et al. Prognostic value of intravascular ultrasound in patients with coronary artery disease. J. Am. Coll. Cardiol. 72, 2003–2011 (2018).
8. Zing, L. et al. Clinical significance of lipid-rich plaque detected by optical coherence tomography: a 4-year follow-up study. J. Am. Coll. Cardiol. 69, 2502–2513 (2017).
9. Budof, M. J. et al. When does a calcium score equate to secondary prevention? Insights from the multicational CONFIRM registry. JACC Cardiovasc. Imaging 16, 1181–1189 (2023).
10. D’Ascenzo, F. et al. Atherosclerotic coronary plaque regression and the risk of adverse cardiovascular events: a meta-regression of randomized clinical trials. Atherosclerosis 226, 178–185 (2013).
11. Nissen, S. E. & Yock, P. Intravascular ultrasound: novel pathophysiological insights and current clinical applications. Circulation 103, 604–616 (2001).
12. Garcia-Garcia, H. M., Costa, M. A. & Serruys, P. W. Imaging of coronary atherosclerosis: intravascular ultrasound. Eur. Heart J. 31, 2456–2469 (2010).
13. Treusdell, A. G. et al. Intravascular imaging during percutaneous coronary intervention: JACC state-of-the-art review. J. Am. Coll. Cardiol. 81, 590–605 (2023).
14. Nair, A. et al. Coronary plaque classification with intravascular ultrasound radiofrequency data analysis. Circulation 106, 2200–2206 (2002).
15. Virmani, R., Burke, A. P., Farb, A. & Kolodgie, F. D. Pathology of the vulnerable plaque. J. Am. Coll. Cardiol. 47, C13–C18 (2006).
16. Araki, M. et al. Optical coherence tomography in coronary atherosclerosis assessment and intervention. Nat. Rev. Cardiol. 19, 684–703 (2022).
17. Yonetsu, T. et al. In vivo critical fibrous cap thickness for rupture-prone coronary plaques assessed by optical coherence tomography. Eur. Heart J. 32, 1251–1259 (2011).
18. Gerbaud, E. et al. Plaque burden can be assessed using intravascular optical coherence tomography and a dedicated automated processing algorithm: a comparison study with intravascular ultrasound. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging 21, 640–652 (2020).
19. Jaguszewski, M., Klingenberg, R. & Landmesser, U. Intracoronary near-infrared spectroscopy (NIRS) imaging for detection of lipid content of coronary plaques: current experience and future perspectives. Curr. Cardiovasc. Imaging Rep. 6, 426–430
20. (2013). Madder, R., Smith, J. L. & Dixon, S. R. Composition of target lesions by near-infrared spectroscopy in patients with acute coronary syndrome versus stable angina. Circ. Cardiovasc. Interv. 5, 55–61 (2012).
21. Sandfort, V., Lima, J. A. C. & Bluemke, D. A. Noninvasive imaging of atherosclerotic plaque progression: status of coronary computed tomography angiography. Circ. Cardiovasc. Imaging 8, e003316 (2015).
22. Voros, S. et al. Coronary atherosclerosis imaging by coronary CT angiography: current status, correlation with intravascular interrogation and meta-analysis. JACC Cardiovasc. Imaging 4, 537–548 (2011).
23. Saremi, F. & Achenbach, S. Coronary plaque characterization using CT. Am. J. Roentgenol. 204, W249–W260 (2015).
24. Einstein, A. J., Henzlova, M. J. & Rajagopalan, S. Estimating risk of cancer associated with radiation exposure from 64-slice computed tomography coronary angiography. JAMA 298, 317–323 (2007).
25. He, Y. et al. Accuracy of MRI to identify the coronary artery plaque: a comparative study with intravascular ultrasound. J. Magn. Reason. Imaging 35, 72–78 (2012).
26. Evans, N. R., Tarkin, J. M., Chowdhury, M. M., Warburton, E. A. & Rudd, J. H. F. PET imaging of atherosclerotic disease: advancing plaque assessment from anatomy to physiology. Curr. Atheroscler. Rep. 18, 30 (2016).
27. Fayad, Z. A. et al. Safety and eficacy of dalcetrapib on atherosclerotic disease using novel non-invasive multimodality imaging (dal-PLAQUE): a randomised clinical trial. Lancet 378, 1547–1559 (2011).
專家簡介
鄭剛 教授
?現(xiàn)任泰達國際心血管病醫(yī)院特聘專家
?中國高血壓聯(lián)盟理事,中國心力衰竭學(xué)會委員,中國老年醫(yī)學(xué)會高血壓分會天津工作組副組長、中國醫(yī)療保健國際交流促進會高血壓分會委員。天津醫(yī)學(xué)會心血管病專業(yè)委員會委員,天津醫(yī)學(xué)會老年病專業(yè)委員會常委。天津市醫(yī)師協(xié)會高血壓專業(yè)委員會常委,天津市醫(yī)師協(xié)會老年病專業(yè)委員會委員,天津市醫(yī)師協(xié)會心力衰竭專業(yè)委員,天津市醫(yī)師協(xié)會心血管內(nèi)科醫(yī)師分會雙心專業(yè)委員會委員。天津市心臟學(xué)會理事、天津市心律學(xué)會第一屆委員會委員,天津市房顫中心聯(lián)盟常委。天津市醫(yī)藥學(xué)專家協(xié)會第一屆心血管專業(yè)委員會委員,天津市藥理學(xué)會臨床心血管藥理專業(yè)委員會常委。天津市中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會心血管疾病專業(yè)委員會常委
?《中華老年心腦血管病雜志》編委,《中華臨床 醫(yī)師雜志》(電子版)特邀審稿專家,《中華診斷學(xué)電子雜志》審稿專家,《華夏醫(yī)學(xué)》雜志副主編,《中國心血管雜志》常務(wù)編委,《中國心血管病研究》雜志第四屆編委,《世界臨床藥物》雜志編委、《醫(yī)學(xué)綜述》雜志會編委、《中國醫(yī)藥導(dǎo)報》雜志編委、《中國現(xiàn)代醫(yī)生》雜志編委、《心血管外科雜志(電子版)》審稿專家
?本人在專業(yè)期刊和心血管網(wǎng)發(fā)表文章948篇其中第一作者759篇,參加著書11部
?獲天津市2005年度“五一勞動獎?wù)潞酮劆睢?和 “天津市衛(wèi)生行業(yè)第二屆人民滿意的好醫(yī)生”稱號
醫(yī)脈通是專業(yè)的在線醫(yī)生平臺,“感知世界醫(yī)學(xué)脈搏,助力中國臨床決策”是平臺的使命。醫(yī)脈通旗下?lián)碛小概R床指南」「用藥參考」「醫(yī)學(xué)文獻王」「醫(yī)知源」「e研通」「e脈播」等系列產(chǎn)品,全面滿足醫(yī)學(xué)工作者臨床決策、獲取新知及提升科研效率等方面的需求。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.