紫杉醇與雷帕霉素復(fù)合藥物涂層支架預(yù)防冠脈再狹窄動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

王浩 李泱 張文輝 高偉 栗競(jìng) 李曉英 文毅 徐占穩(wěn) 茍鵬 黃麗潔

冠狀動(dòng)脈內(nèi)支架植入術(shù)是冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)的主要手段，而藥物涂層支架(Drugelutingstent，DES)能顯著的降低支架置入術(shù)后的再狹窄和再次血運(yùn)重建率，成為冠心病PCI發(fā)展史上新的里程碑。近年來，DES的研究主要集中在涂層載體、涂層藥物及涂層工藝的研究上。涂層藥物的研究有較快發(fā)展，但目前應(yīng)用于臨床最多的還是抗增殖藥物紫杉醇與雷帕霉素。采用納米技術(shù)涂層是近年新興的支架涂層技術(shù)，具有生物相容性好、機(jī)械穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)［1］。本研究觀察一種新型的采用納米技術(shù)涂層的紫杉醇與雷帕霉素復(fù)合藥物涂層支架預(yù)防冠脈內(nèi)再狹窄的作用。

1 材料與方法

1.1 材料 選用小型豬6頭，均為雄性，體重17～20 kg。支架分為：A支架，中劑量紫杉醇+低劑量雷帕霉素，平均每枚支架含紫杉醇45.75μg、雷帕霉素58.5μg;B支架，中劑量紫杉醇+中劑量雷帕霉素，平均每枚支架含紫杉醇56.5μg、雷帕霉素123μg;C支架，低劑量紫杉醇+高劑量雷帕霉素，平均每枚支架含紫杉醇19.5μg、雷帕霉素417μg。

1.2 方法 小型豬喂飼1周適應(yīng)環(huán)境，每頭豬于術(shù)前3 d起口服阿司匹林，100 mg/d，硫酸氯吡格雷，25 mg/d。應(yīng)用中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生產(chǎn)的“豬麻醉劑”進(jìn)行全身麻醉(1 ml/10 kg)，抽血，穿刺，置入動(dòng)脈鞘，動(dòng)脈鞘內(nèi)注入肝素全身肝素化，選擇右冠狀動(dòng)脈，采用國際上公認(rèn)的小型豬冠狀動(dòng)脈過度擴(kuò)張的再狹窄模型［2］。測(cè)定血管直徑，根據(jù)參考血管直徑，用球囊以球囊/血管1.3∶1的比例，用10～15個(gè)大氣壓15 s單次過度擴(kuò)張血管形成冠狀動(dòng)脈損傷模型，植入支架，球囊擴(kuò)張壓力為10個(gè)大氣壓×10 s，間隔1 min后在原部位12個(gè)大氣壓×10 s擴(kuò)張。支架置入后重復(fù)冠狀動(dòng)脈造影以確定冠狀動(dòng)脈是否通暢。術(shù)后予以青霉素320萬U、阿司匹林、氯吡格雷，繼續(xù)喂飼6周。

1.3 冠脈造影判斷冠脈再狹窄情況 術(shù)后6周麻醉，肝素化，進(jìn)行右冠狀動(dòng)脈造影。2次造影術(shù)后抽血檢測(cè)肝、腎功能。

1.4 組織間苯二酚品紅染色法觀察冠脈再狹窄情況 放血處死后取出心臟，保留部分升主動(dòng)脈，4%多聚甲醛100 mm Hg加壓灌注15 min，分離并取出含支架段血管，多聚甲醛固定48 h后，支架部位塑料包埋，組織學(xué)切片，HE染色，標(biāo)本切片，Olympus顯微鏡拍照。組織學(xué)切片的橫截面積由Image-Pro Plus專業(yè)圖像分析軟件(版本：5.0.2)進(jìn)行形態(tài)測(cè)量與分析。標(biāo)尺定標(biāo)，隨后測(cè)量以下指標(biāo)：管腔面積(luminal area，LA)，即內(nèi)膜包繞面積;內(nèi)彈力板圍繞面積(internal elastic lamima area，IELA)，內(nèi)彈力板完整時(shí)通過內(nèi)彈力板內(nèi)緣測(cè)定，內(nèi)彈力板斷裂者以斷裂處的中膜為邊界，中膜亦斷裂時(shí)以外彈力板為邊界;外彈力板圍繞面積(external elastic lamima area，EELA)，外彈力板內(nèi)緣包繞的面積總和;中膜面積(media area，MA)，MA=EELA-IELA;新生內(nèi)膜面積(neointima area，NIA)，NIA=IELA-LA;管腔狹窄程度(percent area stenosis，PAS)，PAS=LA/IELA ×100%。每個(gè)支架切片4～5張，分別測(cè)量后求均值。

2 結(jié)果

2.1 植入支架情況 6頭豬存活4頭，每頭存活豬均在右冠狀動(dòng)脈內(nèi)成功植入2枚支架，共在右冠狀動(dòng)脈內(nèi)植入支架8枚。有2頭豬術(shù)中發(fā)生室顫，死亡。見表1。

表1 植入支架一般情況

2.2 術(shù)前、術(shù)后生化結(jié)果 4只豬術(shù)前、術(shù)后各項(xiàng)生化指標(biāo)無明顯變化。見表2。

表2 術(shù)前、術(shù)后生化結(jié)果

2.3 造影情況 前后造影對(duì)比示1枚A支架內(nèi)可見輕度狹窄，余各支架內(nèi)均未見明顯狹窄及閉塞病變。

2.4 病理結(jié)果 6周之后1枚A支架內(nèi)發(fā)生狹窄，其血管管腔面積(LA)與其他A支架及B、C支架相比，明顯減小(P＜0.05)，內(nèi)彈力板圍繞面積(IELA)、外彈力板圍繞面積(EELA)及中膜面積(MA)無明顯變化，新生內(nèi)膜面積(NIA)裸支架組比A、B、C組支架明顯增大(P ＜0.05)，管腔明顯狹窄(P ＜0.05)。見表3、圖1。

2.5 鏡下觀察狹窄A支架內(nèi)膜增生明顯，管腔明顯狹窄，余A支架及B、C支架血管內(nèi)膜無明顯增生，管腔無明顯狹窄。見表3，圖 2、3。

表3 支架植入術(shù)后6周動(dòng)脈形態(tài)學(xué)變化±s

表3 支架植入術(shù)后6周動(dòng)脈形態(tài)學(xué)變化±s

注：與狹窄A支架比較，*P＜0.05

支架(n=2) 0.55±0.09 0.09±0.0285.9±7.76 C支架(n=2) 0.49±0.22* 0.58±0.06 1.25±0.11 0.67±0.06 0.09±0.01* 84.5±10.77*

3 討論

DES的問世被譽(yù)為介入心臟病學(xué)領(lǐng)域的又一個(gè)“里程碑”，其有效性充分體現(xiàn)在能夠顯著降低再狹窄率方面。DES是將藥物通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ坎加谥Ъ鼙砻?，使之形成一個(gè)藥物池，在血液的沖刷和溶解作用下，藥物不斷從支架表面洗脫，并在局部發(fā)揮作用。DES是支架、藥物載體和涂層藥物三者結(jié)合應(yīng)用的產(chǎn)物，而涂層藥物的選擇是DES的核心。根據(jù)主要藥理作用的不同，將涂層藥物分為抗血栓藥物、抗炎癥藥物、抗血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)增殖藥物、抗VSMC移行藥物、促內(nèi)皮愈合藥物五大類，抗VSMC增殖藥物是目前最受關(guān)注的一類藥物，研究較多的包括雷帕霉素和紫杉醇等。雷帕霉素與紫杉醇作用機(jī)制完全不同，作用于細(xì)胞發(fā)育周期的不同階段。雷帕霉素是一種細(xì)胞靜止藥物，體外研究結(jié)果提示能明顯抑制大鼠和人血管平滑肌細(xì)胞的增殖［3］，其機(jī)制是阻斷平滑肌細(xì)胞表面受體后的信號(hào)傳導(dǎo)，使細(xì)胞增殖停止于細(xì)胞周期的G1晚期，阻斷細(xì)胞周期G1期向S期的轉(zhuǎn)變，從而抑制細(xì)胞增殖［4］。紫杉醇是臨床常用的一種抗腫瘤藥物，它的微管聚合作用能使細(xì)胞產(chǎn)生穩(wěn)定而無功能的微管，低劑量時(shí)抑制細(xì)胞G0/G1期轉(zhuǎn)變，高劑量時(shí)引起細(xì)胞M期阻滯，致細(xì)胞凋亡，可有效地抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖、移形和基質(zhì)形成［5］。

近年報(bào)道的復(fù)合藥物涂層支架包括雷帕霉素-巴曲酶復(fù)合藥物涂層支架［6］、雷帕霉素-替羅非班復(fù)合涂層［7］、雷帕霉素和甲氨蝶呤復(fù)合涂層［8］、雷帕霉素-纈沙坦復(fù)方藥物洗釋支架［9］。這些復(fù)合涂層應(yīng)用的一般是不同作用機(jī)制的兩種藥物，而有關(guān)雷帕霉素與紫杉醇二者復(fù)合涂層的研究筆者尚未見報(bào)道。

本研究中支架載藥量的確定參考了進(jìn)口DES。美國BOS TON公司生產(chǎn)的TAXUS支架的紫杉醇含量為1.0μg/mm，最大型號(hào)支架(3.50×32 mm)的最高標(biāo)稱藥物總含量為224μg，美國強(qiáng)生公司生產(chǎn)的CYPHER支架的雷帕霉素含量為140μg/cm，最大型號(hào)支架(4.00×33 mm)上的最大藥量為419μg。本研究觀察了三種劑量組合的復(fù)合涂層支架對(duì)6周后豬冠狀動(dòng)脈再狹窄的預(yù)防作用，以期尋找到一種合適的劑量組合，既可以減少涂層藥物劑量，又可以起到充分的抑制新生內(nèi)膜增生、預(yù)防支架內(nèi)再狹窄的作用。結(jié)果顯示除一枚中劑量紫杉醇+低劑量雷帕霉素支架發(fā)生了明顯的再狹窄、內(nèi)膜明顯增生外，余支架均無明顯再狹窄，提示中劑量紫杉醇+中劑量雷帕霉素及低劑量紫杉醇+高劑量雷帕霉素的組合可以完全預(yù)防短期內(nèi)冠脈再狹窄，而中劑量紫杉醇+低劑量雷帕霉素的組合的有效性尚待進(jìn)一步檢驗(yàn)。

納米藥物是指以納米級(jí)高分子載體與藥物以一定方式結(jié)合在一起后制成的藥物，也可以是直接將原料藥物加工制成的納米粒，其粒徑可能超過100 nm，但通常應(yīng)小于500 nm。納米藥物的粒徑使它具有非凡的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，與常規(guī)藥物相比，它顆粒小、表面反應(yīng)活性高、活性中心多、催化效率高、吸附能力強(qiáng)。因此，納米藥物具有能夠提高生物利用度，減少用藥量，減輕或消除不良反應(yīng)的特點(diǎn)。既往已有納米顆粒載藥涂層支架研制成功的報(bào)道［10］，為PES的研究開拓了新的思路，隨著研究的不斷深入，納米PES可能會(huì)給治療血管內(nèi)再狹窄帶來更好的效果［11］。

圖1 不同支架血管病變情況

圖2 不同支架血管管腔狹窄程度

圖3 6周后血管橫斷面(HE×40)

1 Tsujino I，Ako J，Honda Y，F(xiàn)itzgerald PJ.Drug delivery via nano-，micro and macroporous coronary stent surfaces.Expert Opinion on Drug Delivery，2007，4：287-295.

2 Willette RN，Zhang H，Louden C，et al.Comparing porcine models of restenosis.In Tumbleson ME，and Schook LB(eds)，Advances in swine in biomedical research.New York：Plenum Press，pp，1996.595-606.

3 Mohacsi PJ，Tuller D，Hulliger B，et al.Different inhibitory effects of immunosuppressive drugs on human and rat aortic smooth muscle and endothelial cell growth factor.JHeart Lung Transplant，1997，16：493-495.

4 Polyk K，Lee MH，Erdjument B，et al.Cloning of P27，a cyclin-depent kinase inhibitor and a potential mediater of extracellular antimitogenicsignals.Cell，1994，78：59-66.

5 Axel DI，Kunert W，Goggelmann C，et al.Paclitaxel inhibits arterial smooth muscle cell proliferation and migration in vitro and in vivo using local drug delivery.Circulation，1997，96：636-645.

6 陳丹，呂安林，張薇，等.雷帕霉素-巴曲酶復(fù)合藥物涂層支架預(yù)防支架內(nèi)再狹窄的實(shí)驗(yàn)研究.心臟雜志，2007，19：185-188.

7 刁繁榮，呂安林，李軍杰，等.雷帕霉素-替羅非班復(fù)合藥物涂層支架預(yù)防支架內(nèi)血栓和再狹窄的實(shí)驗(yàn)研究.心臟雜志，2007，19：384-387.

8 徐衛(wèi)亭，霍勇，陳明，等.雷帕霉素和甲氨蝶呤涂層支架預(yù)防支架內(nèi)再狹窄的實(shí)驗(yàn)研究.中國介入心臟病學(xué)雜志，2004，12：99-102.

9 陳津，陳紀(jì)言，李光.雷帕霉素-纈沙坦復(fù)方藥物洗釋支架預(yù)防支架內(nèi)再狹窄的實(shí)驗(yàn)研究.嶺南心血管病雜志，2002，8：421-424.

10 倪中華，易紅，王躍軒，等.預(yù)防心血管再狹窄納米顆粒載藥涂層支架的研究.東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，34：789-793.

11 趙蘇蘇，張東生，盧勤.血管內(nèi)藥物涂層支架制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展.東南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2007，26：378-381.