冠狀動脈腔內(nèi)影像技術(shù)在高危斑塊識別領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及展望

何路平，于波

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（CAD）是當(dāng)今社會致死致殘的主要原因之一，隨著人口老齡化及城鎮(zhèn)化進(jìn)程加劇，我國心血管疾病患病及死亡人數(shù)快速增長，根據(jù)CAD患者的臨床特征、病變特點及并發(fā)癥等因素，對其進(jìn)行個體化診療及早期干預(yù)，可提高整體生活質(zhì)量，減少心血管不良事件的發(fā)生。病理學(xué)研究顯示，冠狀動脈（冠脈）粥樣硬化高危斑塊與心血管不良事件的發(fā)生密切相關(guān)，大脂質(zhì)壞死核心以及薄纖維帽是其典型特征[1]。與傳統(tǒng)的冠脈造影技術(shù)相比，腔內(nèi)影像技術(shù)具有良好的組織特異性，不僅可以顯示管腔的二維特征，還可提供血管壁結(jié)構(gòu)及動脈粥樣硬化斑塊成分的詳細(xì)信息，使得在體識別高危斑塊成為可能[2]。目前臨床應(yīng)用最為廣泛的腔內(nèi)影像技術(shù)包括：血管內(nèi)超聲（IVUS），光學(xué)相干斷層成像（OCT）及近紅外光譜成像（NIRS）。近年來多項大規(guī)模臨床研究均顯示，腔內(nèi)影像識別的高危斑塊與患者臨床預(yù)后密切相關(guān)。

1 IVUS對高危斑塊的識別

IVUS是第一種能夠在體評估冠脈管腔和血管外壁尺寸、斑塊負(fù)荷及斑塊成分的血管內(nèi)成像方式。IVUS可用于評估冠脈粥樣硬化斑塊演變的自然進(jìn)程、探究斑塊進(jìn)展的影響因素以及不同處理策略對于患者預(yù)后的影響。過去幾十年中，IVUS被廣泛應(yīng)用于臨床實踐，大大加深了對于動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展進(jìn)程的理解。

PROSPECT研究是第一項運用IVUS以及虛擬組織學(xué)血管內(nèi)超聲（VH-IVUS）來評估冠脈粥樣硬化斑塊演變自然進(jìn)程并驗證其識別的高危非罪犯病變與主要心血管不良事件（MACE）相關(guān)性的大型前瞻性研究。研究共入選了697例急性冠脈綜合征（ACS）患者，所有患者在罪犯病變得到治療后均行三支血管VH-IVUS成像?；颊咧形浑S訪時間為3.4年，多因素分析結(jié)果顯示，斑塊負(fù)荷＞70%，最小管腔面積＜4 mm2，以及薄帽粥樣硬化斑塊（TCFA）是發(fā)生非罪犯相關(guān)MACE的預(yù)測因素，陽性預(yù)測值為18.2%。同時滿足上述3個高危指標(biāo)的非罪犯斑塊MACE的發(fā)生率為其他非罪犯斑塊的9.58倍[3]。

VIVA研究首次將全部CAD患者作為研究人群對動脈粥樣硬化斑塊易損性與MACE的關(guān)系進(jìn)行前瞻性研究。研究共入選了170例穩(wěn)定型心絞痛（SAP）或ACS患者，對其行三支血管VH-IVUS檢查?；颊咧形浑S訪時間為1.71年，結(jié)果顯示，VH-IVUS識別的TCFA是非罪犯病變相關(guān)MACE的唯一預(yù)測因素[4]。ATHEROREMO-IVUS研究同樣指出，VH-IVUS識別的非罪犯血管TCFA是CAD患者1年內(nèi)發(fā)生MACE的獨立預(yù)測因子，此外，研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，TCFA病變的MACE相關(guān)風(fēng)險與其斑塊負(fù)荷有關(guān)，斑塊負(fù)荷較大者1年內(nèi)MACE相關(guān)風(fēng)險較高[5]。Anne-Sophie等對ATHEROREMO-IVUS研究中的581例CAD患者進(jìn)行中位時間為4.7年的隨訪發(fā)現(xiàn)，最小管腔面積≤4.0 mm2是患者水平MACE的獨立預(yù)測因子（HR：1.49），斑塊負(fù)荷≥70%是非罪犯相關(guān)MACE的獨立預(yù)測因子（HR：1.66）[6]。

除了病變的組織成分及形態(tài)學(xué)因素外，血流動力學(xué)因素在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中也發(fā)揮著重要作用，PREDICTION研究是第一項在體評估局部血流動力學(xué)特征與斑塊進(jìn)展及臨床預(yù)后相關(guān)性的前瞻性研究。該研究共入選506例ACS患者，分別對其進(jìn)行基線和隨訪6～10個月的三支血管IVUS檢查。結(jié)果顯示，基線時的低內(nèi)皮細(xì)胞剪切力（ESS）是斑塊進(jìn)展以及病變部位再血管化（TLR）的預(yù)測因子，其對于TLR的陽性預(yù)測值為41%[7]。

2 OCT對高危斑塊的識別

OCT的圖像分辨率極高，達(dá)10～20 μm，可以對斑塊的組織成分及形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)評估，識別許多傳統(tǒng)影像學(xué)技術(shù)無法檢測的微細(xì)結(jié)構(gòu)（如巨噬細(xì)胞、新生血管、膽固醇結(jié)晶及微小鈣化等）。此外與IVUS相比，OCT可對斑塊成分尤其是纖維帽厚度（FCT）進(jìn)行精準(zhǔn)的在體評估[8]。

多項OCT研究證實，患者的臨床因素與斑塊易損性密切相關(guān)。與非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）患者相比，ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者中易損斑塊的比例更高[9]。合并腎功能衰竭的CAD患者更易出現(xiàn)斑塊脂質(zhì)成分的增加、膽固醇結(jié)晶、鈣化組織及斑塊破裂[10]；而合并糖尿病和代謝綜合征的CAD患者通常具有更大的脂質(zhì)壞死核心[11]。此外，心血管危險因素和性別也會影響斑塊形態(tài)。一項三支血管OCT成像研究顯示，吸煙者中富脂質(zhì)斑塊及斑塊破裂的發(fā)生率更高[12]。Kataoka等發(fā)現(xiàn)與男性患者相比，女性的罪犯病變中膽固醇結(jié)晶和鈣化成分含量較低而斑塊侵蝕發(fā)生率較高[13]。

OCT識別的高危斑塊特征與斑塊進(jìn)展及患者的臨床預(yù)后密切相關(guān)。Lei等對于1474例CAD患者的國際多中心回顧性研究表明，非罪犯病變部位的富脂質(zhì)斑塊可增加患者非罪犯相關(guān)再次血運重建及MACE的發(fā)生率。研究同時指出，發(fā)生非罪犯相關(guān)MACE的患者中富脂質(zhì)斑塊的脂質(zhì)長度更長，脂質(zhì)角度更大、管腔狹窄程度更高[14]。

2020年最新發(fā)表的CLIMA研究首次運用OCT前瞻性地揭示了高危非罪犯斑塊與再發(fā)重大心血管事件（心源性死亡和心肌梗死）的相關(guān)性。研究共入選了來自11個中心的1003例CAD患者，對其非罪犯病變相關(guān)的前降支近中段行基線OCT檢查，定義同時具有最小管腔面積（MLA）＜3.5 mm2、FCT＜75 μm、最大脂質(zhì)角度＞180°及巨噬細(xì)胞浸潤的非罪犯斑塊為高危斑塊。研究的主要終點為心源性死亡和（或）靶血管心肌梗死。結(jié)果顯示，具有OCT高危非罪犯斑塊的患者其12個隨訪時主要終點的發(fā)生率是不含高危非罪犯斑塊患者的7.54倍，非罪犯高危斑塊是重大心血管事件的獨立預(yù)測因子[15]。

與IVUS相同，OCT也可用于評估局部血流動力學(xué)因素對斑塊形態(tài)的影響。研究表明，低ESS病變處的纖維帽更薄、TCFA的發(fā)生率也更高，提示低EES與高危斑塊密切相關(guān)[16]。

3 NIRS對高危斑塊的識別

通過分析冠狀動脈血管壁反射的紅外光，NIRS可以識別脂質(zhì)壞死核心的化學(xué)信號，脂質(zhì)核心負(fù)荷指數(shù)（LCBI）是其衡量病變易損性的重要指標(biāo)。動物模型及人類組織學(xué)相關(guān)研究結(jié)果均顯示NIRS檢測富脂質(zhì)病變（maxLCBI4 mm≥400）的準(zhǔn)確性非常高（AUC：0.86）[17]，其在體檢測的可行性與可重復(fù)性得到充分證實[18]。

Barbara等對于CAD患者的5年隨訪研究指出，非罪犯血管高LCBI是MACE發(fā)生的獨立預(yù)測因子之一[19]。Ryan等研究結(jié)果顯示，罪犯血管的非罪犯病變中具有NIRS識別的富脂質(zhì)斑塊是未來主要不良心腦血管事件（MACCE）的高危因素之一[20]。Sofia等關(guān)于罪犯血管的非罪犯病變的研究結(jié)果顯示，maxLCBI4mm≥400及LCBI≥中位數(shù)均與患者水平的MACCE密切相關(guān)；研究同時發(fā)現(xiàn)，罪犯病變的LCBI顯著高于非罪犯病變的LCBI，提示罪犯病變斑塊易損性更高，與既往病理學(xué)研究結(jié)果一致[21]。Anne-Sophie的研究結(jié)果進(jìn)一步指出，LCBI是CAD患者整體MACE以及非罪犯病變相關(guān)MACE的獨立預(yù)測因子，其對MACE的預(yù)測價值與臨床危險因素以及斑塊負(fù)荷無關(guān)[22]。

由于其成像原理的局限性，NIRS只能檢測脂質(zhì)成分而無法對其他斑塊成分、血管腔及血管外壁進(jìn)行評估，在很大程度上限制了其獨立應(yīng)用于動脈粥樣硬化領(lǐng)域的臨床實踐中。為克服此類困難，研究人員開發(fā)了NIRS-IVUS等雙模成像導(dǎo)管，使兩種成像方式優(yōu)勢互補，既可檢測血管形態(tài)及斑塊特征，又可對脂質(zhì)壞死核心進(jìn)行精準(zhǔn)的定量評估[23]。

LRP研究是第一項大規(guī)模的前瞻性冠脈腔內(nèi)影像學(xué)研究，其主要目的是驗證NIRS-IVUS雙模成像技術(shù)檢測高危斑塊的有效性。該研究參與中心多達(dá)44家，共入選了1241例CAD患者的5000余處病變，并對其進(jìn)行2年隨訪。病變水平的分析結(jié)果顯示，基線富脂質(zhì)斑塊（maxLCBI4mm≥400）與隨訪MACE事件的發(fā)生率增加有關(guān)（HR：4.11）。調(diào)整后的患者水平分析結(jié)果顯示，在2年的隨訪中，maxLCBI4mm每增加100個單位，非罪犯病變相關(guān)MACE的風(fēng)險增加18%，maxLCBI4mm≥400的患者發(fā)生非罪犯病變相關(guān)MACE的風(fēng)險增加87%[24]。

4 總結(jié)與展望

腔內(nèi)影像技術(shù)可在體識別與未來MACE密切相關(guān)的高危斑塊，并指導(dǎo)CAD患者的個體化診療及二級預(yù)防，改善患者整體預(yù)后水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。多模腔內(nèi)影像技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用可以克服單一成像模式的局限性，有望進(jìn)一步實現(xiàn)對高危斑塊的全方位整體性評估。未來多項研究結(jié)果的公布將為我們提供更多的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)與實踐指導(dǎo)。