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    動脈粥樣硬化早期診斷方法的研究進(jìn)展

    2017-04-02 21:03:01尹立雪
    實用醫(yī)院臨床雜志 2017年4期
    關(guān)鍵詞:內(nèi)皮硬化分子

    徐 蕓,尹立雪,2△

    (1.西南醫(yī)科大學(xué),四川 瀘州 646000;2.四川省醫(yī)學(xué)院科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)研究所,超聲心臟電生理學(xué)與生物力學(xué)四川省重點實驗室,四川 成都 610072)

    動脈粥樣硬化早期診斷方法的研究進(jìn)展

    徐 蕓1,尹立雪1,2△

    (1.西南醫(yī)科大學(xué),四川 瀘州 646000;2.四川省醫(yī)學(xué)院科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)研究所,超聲心臟電生理學(xué)與生物力學(xué)四川省重點實驗室,四川 成都 610072)

    我國動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)的患病率逐年增加,已成為心腦血管事件發(fā)生的主要原因,臨床需要建立可靠的、系統(tǒng)性的方法來發(fā)現(xiàn)早期動脈組織結(jié)構(gòu)及功能的異常改變。目前早期診斷及評估AS的方法主要有血清學(xué)指標(biāo)檢測、影像學(xué)技術(shù)及其他技術(shù)。本文就近年來這些方法對早期AS評估的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,為臨床尋找更可靠的方法來早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)AS。

    動脈粥樣硬化;超聲;磁共振成像

    動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是以動脈壁硬化及內(nèi)膜粥樣斑塊形成為特征的一種疾病,是心腦血管事件的主要原因。近年來,發(fā)達(dá)國家心腦血管疾病的死亡率逐漸下降,而發(fā)展中國家的疾病患病率卻呈上升趨勢。據(jù)報道,發(fā)展中國家負(fù)擔(dān)了全球80%的心腦血管疾?。?]。AS具有復(fù)雜的病理生理機(jī)制,因早期臨床表現(xiàn)隱蔽而易被忽視,在AS引起并發(fā)癥之前,其進(jìn)展期可長達(dá)十年。因此,早期診斷和動態(tài)監(jiān)測AS發(fā)生發(fā)展過程是減少潛在的臨床并發(fā)癥和心腦血管事件總負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵。

    1 AS發(fā)病機(jī)制

    AS是一種慢性多因素參與的復(fù)雜病理過程,其發(fā)生的早期階段是血管內(nèi)皮沉積的低密度脂蛋白在氧自由基的介導(dǎo)下發(fā)生過氧化變成氧化低密度脂蛋白,氧化低密度脂蛋白造成血管內(nèi)皮損傷并致血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)和細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、P-選擇素、E-選擇素等分子在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的表達(dá)[2],這些分子將導(dǎo)致單核細(xì)胞進(jìn)入血管壁并促進(jìn)局部炎癥反應(yīng),局部炎癥環(huán)境進(jìn)一步激活單核細(xì)胞,持續(xù)浸潤的單核細(xì)胞導(dǎo)致動脈粥樣硬化的早期病變內(nèi)膜增厚和脂肪層的形成。

    2 早期AS檢測方法

    目前,早期診斷及評估AS的方法主要有血清學(xué)指標(biāo)檢測、影像學(xué)技術(shù)及其他技術(shù)。不同方法各有其優(yōu)缺點,臨床應(yīng)綜合多種手段實現(xiàn)對AS的早期診斷和監(jiān)測。

    2.1 生物標(biāo)志物檢測生物標(biāo)志物是一個特征性的病理或生理過程的指標(biāo),它具有足夠的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性。傳統(tǒng)早期AS的經(jīng)典生物標(biāo)志物有C反應(yīng)蛋白、血清淀粉樣相關(guān)蛋白、纖維蛋白原、分泌性磷脂酶A2等物質(zhì),這些物質(zhì)作為AS的急性反應(yīng)合成物,在早期即可增加,促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展。

    近年,有研究發(fā)現(xiàn)一些非傳統(tǒng)生物標(biāo)志物與早期AS有很好的相關(guān)性,例如研究發(fā)現(xiàn)可溶性細(xì)胞間黏附分子-1和血漿網(wǎng)膜素-1水平、血漿生長分化因子-15濃度、血清缺血修飾白蛋白與其相關(guān)的晚期氧化蛋白產(chǎn)物是早期 AS的強(qiáng)力預(yù)測因素[3~5]。但是,這些生物標(biāo)志物仍然在研究階段,其對AS缺乏特異性。有研究認(rèn)為,生物標(biāo)志物的水平并沒有明顯的預(yù)測作用或與AS發(fā)生的任何時間點相關(guān)[6],所以這些生物標(biāo)志物水平與早期AS的關(guān)系仍不清楚。

    2.2 超聲評價超聲檢查技術(shù)是目前廣泛用于診斷血管病變的技術(shù),其具有簡便、無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)等特點[7]。超聲可結(jié)合其他危險因素綜合評價AS的疾病變化過程以及所處的臨床階段。

    2.2.1 超聲測量血管壁內(nèi)中膜厚度(intima-media thickness,IMT) AS早期形態(tài)學(xué)改變表現(xiàn)為彌漫性動脈壁增厚,IMT是一個經(jīng)典的AS指標(biāo)。二維灰階超聲對IMT的測量具有很大的優(yōu)勢。大量研究證實,IMT是早期預(yù)測血管事件的強(qiáng)力預(yù)測因子,如糖尿病、心肌梗死、中風(fēng)、冠心病等[8],提示 IMT伴隨著AS的發(fā)生發(fā)展。但是,有研究卻表明,IMT對未來心血管事件的風(fēng)險預(yù)測作用尚小,并無明顯關(guān)聯(lián)[9]。這與 Kim 等[10]的研究結(jié)果一致,認(rèn)為 IMT的變化并不敏感。然而并無大樣本的確切研究驗證這兩種觀點,IMT的異常值目前也尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這在未來值得進(jìn)一步深入研究。

    2.2.2 血管回聲跟蹤技術(shù)(E-tracking,ET) ET是利用射頻信號相位差法描記管壁運(yùn)動的技術(shù),可以自動計算分析血管彈性的各項指標(biāo)并自動顯示,分辨率可以達(dá)到0.01 mm,可為臨床評價早期AS血管彈性提供較為準(zhǔn)確的量化指標(biāo)。Zhao等[11]用ET技術(shù)評價2型糖尿病并發(fā)高尿酸血癥患者頸動脈彈性,結(jié)果顯示僵硬度β、彈性系數(shù)EP明顯高于對照組,動脈順應(yīng)性AC明顯低于對照組,提示ET技術(shù)可以良好地評價血管功能的早期改變。這與Gan等[12]的研究結(jié)果一致。動物實驗研究也表明,ET技術(shù)能敏感地反映兔早期AS動脈彈性功能的變化[13]。這些研究提示ET技術(shù)對AS早期臨床干預(yù)和治療提供了證據(jù)。雖然ET技術(shù)雖具有良好的敏感性,但其對操作手法的精確度要求過高,且在斑塊形成之后,該技術(shù)在判斷血管彈性上缺乏精確度,使其應(yīng)用范圍有限。

    2.2.3 速度向量成像技術(shù)(velocity vector imaging,VVI) VVI是在斑點追蹤的基礎(chǔ)上結(jié)合超聲像素的邊界追蹤、周期監(jiān)測以及空間相干等技術(shù)而獲得成像信息。在AS早期,它可通過檢測動脈壁的運(yùn)動速度、應(yīng)變和應(yīng)變率來反應(yīng)不同位置的血管壁彈性以及運(yùn)動特征的改變,且在AS斑塊形成期,VVI對斑塊的穩(wěn)定性也有良好的評價作用[14],其不受聲束角度、動脈搏動以及血壓的影響,具有很好的可重復(fù)性。Wang等[15]。研究發(fā)現(xiàn)VVI技術(shù)可定量評價血管壁彈性。不僅如此,在有AS危險因素的患者中,VVI對血管的評價也表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性[16]。綜上研究認(rèn)為,VVI技術(shù)對早期血管彈性及運(yùn)動特性的改變具有良好的臨床應(yīng)用優(yōu)勢,但是VVI技術(shù)建立在二維超聲基礎(chǔ)上,故對圖像的質(zhì)量要求較高。

    2.2.4 超聲分子成像技術(shù) 超聲分子成像技術(shù)評估早期AS主要依賴于血管早期事件的檢測,如氧化應(yīng)激、脂質(zhì)積累、或上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子參與白細(xì)胞招募等過程。在臨床前小鼠模型中,ICAM-1、VCAM-1和P-選擇素的超聲分子成像已證實在動脈粥樣硬化斑塊發(fā)生發(fā)展的過程中呈信號增強(qiáng)[17,18]。近年來,VCAM-1靶向微泡超聲分子成像在縱向監(jiān)測治療干預(yù)對血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥狀態(tài)的影響也取得了良好的效果[19,20]。這些研究表明,超聲分子成像可以提供AS早期跡象的成像信息以及對藥物效果的評估信息。但是如何優(yōu)化超聲造影劑性能、增強(qiáng)微泡敏感性和特異性,并且尋找一種貫穿整個AS發(fā)生發(fā)展過程中高度相關(guān)的超聲靶點仍然是一個挑戰(zhàn)。

    2.3 磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)MRI有較高的軟組織分辨率及空間分辨率,不僅可以評價血管的狹窄程度,而且可以動態(tài)觀察血管管壁的變化。

    2.3.1 普通MRI動脈壁增厚是AS的早期標(biāo)志,大量研究采用MRI對動脈壁厚度的評估來實現(xiàn)對AS的早期檢測。例如Liu等[21]采用1.5 T磁共振掃描,利用黑血技術(shù)雙-反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列自旋獲取動脈管腔圖像,分析在10年間371例觀察者胸主動脈壁厚度的變化情況,發(fā)現(xiàn)若胸主動脈壁增厚率超過每年0.032 mm則提示其有更高的AS風(fēng)險。Eikendal等[22]創(chuàng)新性地使用三維容積各向同性T1加權(quán)黑血技術(shù)快速自旋回波序列發(fā)現(xiàn)該技術(shù)對主動脈壁定量重現(xiàn)的優(yōu)越性,可以檢測早期病變的小的差異。因此,它可能是早期AS人群血管壁動態(tài)改變的一種有價值的評估工具。

    2.3.2 磁共振分子成像(molecular magnetic resonance imaging,mMRI)技術(shù) mMRI是將特異性的酶與分子探針連接,使其聚集于靶組織,使靶組織在分子水平特異性顯像。目前,在AS早期病變中mMRI成像感興趣的靶點包括早期炎癥介質(zhì)浸潤和內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙。在早期AS的病變區(qū)涉及多種分子的參與,Chan等[23]采用了抗 VCAM-1抗體和反 E-選擇素的抗體共軛超順磁性氧化鐵顆粒作為磁共振成像探針來評估AS患者的頸動脈,發(fā)現(xiàn)其成像結(jié)果與免疫組化結(jié)果相一致,顯示了mMRI的敏感性。在內(nèi)皮功能障礙時,內(nèi)皮細(xì)胞中CD81表達(dá)呈明顯上調(diào)。Yan等[24]制備了MRI分子靶向示蹤劑CD81鏈接微米級氧化鐵顆粒(CD81-MPIO),在載脂蛋白E基因敲除小鼠主動脈根部中顯像,結(jié)果顯示信號增強(qiáng)部位與免疫組化的結(jié)果一致,提示CD81-MPIO靶向示蹤劑可以使mMRI評價小鼠AS的進(jìn)程實現(xiàn)“可視化”。

    因此,mMRI為臨床早期診斷AS提供了一種工具,這將有助于更準(zhǔn)確的疾病風(fēng)險分層,且隨著多模態(tài)影像技術(shù)的發(fā)展,mMRI將為未來影像學(xué)的發(fā)展提供一個更好的機(jī)遇。但是,目前mMRI尚在研究初級階段,其安全性、敏感性尚待進(jìn)一步研究。

    3 其他技術(shù)

    3.1 脈搏波傳播速度(pulse wave velocity,PWV)PWV是指脈搏波在某一段動脈上的傳播速度,是評價血管彈性的重要指標(biāo)。PWV可采用動脈硬化儀檢測、多普勒超聲檢測、E-Tracking技術(shù)檢測、波強(qiáng)法檢測等多種檢測方法。動脈僵硬度已逐漸成為一般人群、糖尿病和心血管病患者的心血管事件重要預(yù)測因子。PWV作為動脈僵硬度的標(biāo)志,在AS的多種危險因素如空腹血糖調(diào)節(jié)受損患者中呈增高趨勢[25],在AS并發(fā)多種合并癥如糖尿病、高血壓等疾病的患者中也呈上升曲線。通常,PWV評估動脈硬化是在靜息狀態(tài)下進(jìn)行,但對高血壓患者運(yùn)動后PWV的變化反應(yīng)動脈僵硬度的研究中發(fā)現(xiàn),PWV可為AS的嚴(yán)重程度提供更量化的危險分層[26]。但是,目前對于PWV的檢測方法和算法并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),其測量穩(wěn)定性和重復(fù)性在不同的檢測方法中也存在差異。

    3.2 血流介導(dǎo)的內(nèi)皮舒張功能(flow-mediated dilation,F(xiàn)MD)許多研究證實,在AS早期,內(nèi)皮功能的改變先于血管形態(tài)學(xué)的改變,F(xiàn)MD是用來評估具有AS危險因素的患者血管內(nèi)皮功能的損害程度的一種檢測方法。FMD測量通常采用的血管為肱動脈。Chatterjee等[27]研究發(fā)現(xiàn),與對照組相比,早期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者有更低的肱動脈內(nèi)徑變化率,提示有過早AS,表明測定FMD是評估早期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者心血管風(fēng)險的有用工具。Hitaka等[28]的研究表明,冠心病組的動脈內(nèi)徑變化率明顯低于非冠心病組,證實FMD的連續(xù)測量方法是評價冠狀動脈粥樣硬化嚴(yán)重程度的良好工具。

    3.3 光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)(optical coherence tomography,OCT)因OCT的高分辨率,近年來OCT在動脈壁結(jié)構(gòu)變化的研究中也有一些突破性的進(jìn)展。AS早期病變組織學(xué)基礎(chǔ)分類分為I型、II型和III型,孫艷麗等[29]在對高脂血癥兔血管病變評估發(fā)現(xiàn),OCT在經(jīng)病理證實發(fā)生早期AS病變的血管中有較高的檢出靈敏度(Ⅲ型病變88%),這與Kashiwagi等[30]的研究結(jié)果相一致。內(nèi)皮功能障礙是AS的早期表現(xiàn),Manfrini等[31]在對正?;蚪咏5墓跔顒用}研究發(fā)現(xiàn),在經(jīng)乙酰膽堿試驗評估的冠狀動脈內(nèi)皮功能障礙的節(jié)段中,OCT發(fā)現(xiàn)81.6%有早期的結(jié)構(gòu)變化,提示內(nèi)皮功能障礙和早期AS病變。這些研究為AS的早期病變的發(fā)現(xiàn)提供了技術(shù)支持,顯示OCT具有良好的應(yīng)用前景。

    綜上所述,多種技術(shù)能準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和評估AS早期血管結(jié)構(gòu)和功能的改變,動態(tài)觀察AS的進(jìn)展過程。但是各項技術(shù)仍然缺乏統(tǒng)一的測量和診斷標(biāo)準(zhǔn),需要更進(jìn)一步的研究。在這些技術(shù)中,超聲成像盡管其局限性,仍然是目前臨床應(yīng)用最為廣泛的AS的檢測技術(shù)手段,其對未來AS的定位診斷和風(fēng)險評估有很高的價值。同時,應(yīng)將超聲所觀察到的動脈管壁厚度的變化、血管彈性的變化與疾病危險因素、早期血清學(xué)指標(biāo)等相關(guān)聯(lián),綜合實現(xiàn)對早期AS的早期發(fā)現(xiàn)以及評估,并采取干預(yù)措施,這對減緩疾病進(jìn)展,改善臨床預(yù)后有重要的意義。

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    Research progress in early diagnosis of atherosclerosis

    XU Yun,YIN Li-xue

    R543.5;445

    B

    1672-6170(2017)04-0247-04

    2016-11-02;

    2017-02-07)

    四川省科研院所科技成果轉(zhuǎn)化資金資助(編號:11010122)

    △通訊作者

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