動脈粥樣硬化斑塊內出血的研究進展

郭銀平，喻志源，駱翔

動脈粥樣硬化易損斑塊破裂可導致嚴重的急性腦血管疾病發(fā)生[1]。作為易損斑塊的重要特征的斑塊內出血（intraplaque hemorrhage，IPH）[2]，不僅可加重斑塊的不穩(wěn)定性，促進動脈粥樣硬化疾病的進展，而且與復發(fā)性腦卒中獨立相關[3-6]。據(jù)估計，IPH發(fā)生在大約1/3的無癥狀患者身上，可使缺血性事件的風險增加約6倍，在狹窄率≥50%的有癥狀患者中風險更高[7-9]。因此，了解IPH的發(fā)病機制、識別方法及治療策略具有重要的臨床意義[10,11]。盡管IPH的具體機制尚不明確，但大量研究發(fā)現(xiàn)斑塊內新生血管與IPH的形成密切相關[12]。磁共振技術多種序列可用于無創(chuàng)性識別斑塊特征[13,14]，且經組織學驗證具有較高的敏感性和特異度。理論上，抑制新生血管可減少IPH形成及斑塊進展，可能是未來治療動脈粥樣硬化疾病的重要靶點。在此，本文主要就IPH 與新生血管的關系、高分辨磁共振特點及抗血管治療進行概述，幫助讀者早期識別IPH并及時治療降低卒中風險。

1 斑塊新生血管與IPH的形成

在動脈粥樣硬化斑塊形成過程中，在缺血、缺氧、炎癥反應等條件刺激下，斑塊內可見新生血管形成。新生血管形成是為動脈粥樣硬化提供足夠的氧氣和營養(yǎng)物質的一種代償性反應[15]。斑塊新生血管的來源尚未完全確定，一般認為是內皮細胞（endothelial cells，ECs）從現(xiàn)有的外膜血管生長，因血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）濃度梯度觸發(fā)，向斑塊中心生長[12]。研究發(fā)現(xiàn)這種新生血管系統(tǒng)具有不成熟、脆弱、完整性差等特點[16]。血管成熟依賴于VEGF 及其受體和血管生成素系統(tǒng)的成員。VEGF和其主要受體VEGFR-1和VEGFR-2在新生血管成熟過程中促進內皮細胞增殖和成管，以及周細胞的附著和脫離[17]。血管生成素-1（angiopoietin-1，Ang-1）和血管生成素-2（Ang-2）是內皮受體Tie-2的配體，兩者在新生血管的最終成熟階段起主要作用，功能相反。缺氧誘導因子1a（hypoxia inducible factor-1a，HIF-1a）和VEGF-A可誘導Ang-2破壞周細胞與內皮細胞之間的相互作用，從而使血管生長。Ang-1 與血小板源性生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）共同作為主要的穩(wěn)定因子，增加內皮細胞間連接的穩(wěn)定性，從而促進血管的成熟和穩(wěn)定[18]。由于血管生成因子和抗血管生成因子之間的不平衡導致內皮細胞損傷及其周圍支持細胞的功能障礙。這些新生血管結構脆弱，基底膜不連續(xù)，內皮細胞之間的緊密連接較少[19]，在周細胞覆蓋率方面相對較差[20]。

研究發(fā)現(xiàn)在新生血管周圍可見到紅細胞及含鐵血黃素等物質沉積[21]。通過對未破裂的動脈粥樣斑塊研究發(fā)現(xiàn)，在動脈內膜完整情況下仍可見新生血管周圍有紅細胞沉積，而無纖維蛋白及血小板沉積。另外，有研究發(fā)現(xiàn)新生血管分布與IPH 的位置重疊[22]。因此，這些研究間接證實IPH的形成與新生血管相關，并非由于動脈血管內膜破裂后紅細胞進入斑塊內形成。新生血管導致IPH形成可能有兩種原因：一是因為新生血管結構不完整、通透性增加，紅細胞漏出血管外形成IPH[23]。另一方面當血流動力學改變，脆弱的微小新生血管收到機械力的作用容易發(fā)生破裂出血化[24]。一項分析血壓與IPH 關系的研究發(fā)現(xiàn)，脈壓差及脈壓分數(shù)增加與IPH 風險增加顯著相關[25]。就斑塊整體而言，除了受到血流對斑塊壁的壓力，還受到血液流動形成的剪切力的影響。研究發(fā)現(xiàn)高剪切力可通過VEGF 促進新生血管生成，促進IPH的形成[25]。另外一項研究結果顯示與低剪切力組相比，高剪切力組的IPH 發(fā)生率更高[26]。因此，斑塊受到高剪切力可能是IPH 形成的促進因素[27]。

新生血管異常對斑塊失穩(wěn)的定量影響，包括微血管密度和微血管壁通透性。血管密度和血管通透性的降低均可減少IPH 的面積和范圍，從而延緩斑塊的失穩(wěn)過程[28-31]。與無IPH 的病變區(qū)域相比，IPH病變中Ang-2表達增加，新生血管密度較高。在構建ApoE－/－小鼠斑塊出血模型中，胰蛋白酶可通過促進新生血管生成來促使動脈粥樣硬化斑塊出血[32]。血小板反應蛋白I 型（thrombospondin type-1 domain，THSD1）是血管發(fā)育過程中內皮屏障功能的一種新的調節(jié)因子，當THSD1過表達時可恢復斑塊內新血管內皮屏障功能，保護斑塊不發(fā)生廣泛出血和進一步的疾病進展[33]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，阿西替尼可阻斷VEGF受體，誘導新生血管成熟，從而降低了IPH 的發(fā)生率[34]。在利用多物理的數(shù)字模型探討動脈粥樣硬化斑塊對微環(huán)境動態(tài)變化的病理生理反應的研究中，比較有和沒有新生血管生成兩種情況，結果顯示血管壁滲漏可導致血源性成分積累，進而促進脂質核心的形成和炎癥微環(huán)境[35]，而減少炎癥反應可抑制IPH，增加斑塊的穩(wěn)定性[21]。新生血管滲漏與及局部炎癥反應的協(xié)同作用在促使動脈狹窄患者IPH形成和癥狀表現(xiàn)中發(fā)揮重要作用[36]。另有研究發(fā)現(xiàn)，進展期斑塊有非常高的斑塊出血率（約占78%），而且免疫組化結果顯示這些出血性斑塊的微血管滲漏發(fā)生率極高（約占86%）[37]。此外，Crombag等[38]利用動態(tài)增強對比心血管磁共振的Ktrans 值定量評估微血管流動、密度和滲漏等情況，發(fā)現(xiàn)IPH 與血管壁的Ktrans 值有相關性。因此，雖然IPH 形成機制尚未完全明確，但越來越多證據(jù)表明斑塊內新生血管可能是IPH形成的重要條件。

2 IPH的高分辨磁共振

高分辨率磁共振（high-resolution magnetic resonance imaging，HR?MRI）是目前診斷IPH的主要影像檢查方法。利用高場磁共振系統(tǒng)及專門的線圈成像，抑制血液信號，顯示背景組織信號，突出血管腔與血管壁交界，利用多對比圖像對比分析動脈粥樣硬化斑塊的形態(tài)、成分、表面情況以及血管腔情況。目前，臨床上常用的成像序列：三維時間飛躍法磁共振血管成像（three-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF MRA）、增強前后 T1加權成像（T1-weighted imaging，T1WI）和CE-T1WI、T2加權成像（T2-weighted imaging，T2WI）、質子加權成像（proton density-weighted imaging，PDWI）等。由于正鐵血紅蛋白可以縮短T1弛豫時間，影響其在T1WI上的信號，因此是決定斑塊信號特點的主要成分[39-41]。不同出血時期IPH信號不同：新鮮出血（＜1 周）在3D TOF 及T1WI 上呈高信號，T2WI呈等或低信號；近期出血（1~6周）在3D TOF、T1WI及T2WI序列呈明顯的高信號；陳舊出血（＞6 周在3D TOF、T1WI 及T2WI 均呈低信號[42]。HR-MRI 的常規(guī)序列在臨床中廣泛應用，對斑塊出血具有重要診斷價值[43]。但其在技術上仍有一定局限性[44]，例如IPH 的診斷標準相對復雜也耗費時間。隨著MRI 技術的發(fā)展，出現(xiàn)了多種針對血管壁斑塊的3D序列，這些序列對診斷IPH敏感性更高。

磁化準備快速梯度回波序列（magnetization prepared rapid acquisition gradient Echo，MPRAGE）是利用反轉恢復預備技術抑制富脂的壞死核心和纖維組織的相對長T1信號，使IPH和背景結構之間具有最高的組織對比度，能準確地檢測斑塊內出血中的正鐵血紅蛋白。MPRAGE圖像上IPH呈明顯高信號，強度高于周圍肌肉的信號2 倍以上[45,46]。目前MPRAGE 對IPH 的診斷已得到臨床的廣泛認可[47,48]，其對頸動脈IPH 的特異性高達97%、敏感性為 80%[8]。Noguchi 等[49]通過 MRRAGE 序列診斷IPH，發(fā)現(xiàn)IPH與心臟缺血事件增加顯著相關，這一結果在一定程度上證實MRRAGE序列的診斷可靠性。

非造影增強血管與斑塊內出血同時成像（simultaneous non-contrast angiography and intra-plaque hemorrhage，SNAP）序列是2013 年由Wang 等[50]研發(fā)出來的，對在層選擇的相位敏感反轉恢復（slab-selective phase-sensitive inversion-recovery，SPI）序列上進行優(yōu)化，并縮短成像時間，減少對比劑對斑塊內出血的影響。與MPRAGE相比，SNAP序列提高了IPH、管壁及管腔三者之間的對比度，不僅同樣具有較高的特異性及敏感性，且能檢測更多、更小的斑塊內出血[49]。研究認為SNAP 序列可能是診斷IPH更敏感的工具[51]。在SNAP序列上，以同層面、同側胸縮乳突肌為參照，IPH 表現(xiàn)為明顯的高亮信號[52]。然而，具體的SNAP量化IPH的標準尚不明確。

除上述序列外，3D反轉恢復準備的快速擾相梯度回波序列（3D inversion recovery prepared fast spoiled gradient recalled sequence，3D IRFSPG）、采用反轉恢復和多回波來評估出血的擾相梯度回波脈沖序列（spoiled gradient recalled echo pulse sequence for hemorrhage assessment using inversion recovery and multiple echoes，SHINE）、以及MR 單次掃描多組織對比序列（multi-contrast atherosclerosis characterization，MATCH）等3D序列在診斷IPH方面也具有一定的應用前景?？傮w來說，HR-MRI是一種可以快速、準確、無創(chuàng)地識別IPH的重要方法，對及時發(fā)現(xiàn)易損斑塊、避免臨床缺血事件的發(fā)生具有重要意義。

3 IPH的抗血管生成治療

如前所述，斑塊內新生血管破裂可能是動脈粥樣硬化IPH的主要原因，因此推測抗血管生成策略可用于抑制IPH形成、斑塊進展及穩(wěn)定現(xiàn)有斑塊似乎是合理的。目前血管生成抑制劑包括：直接抗血管生成分子、直接或間接針對VEGF 的抑制劑、其他具有不完全特征機制的制劑。

直接抗血管生成化合物通常來自蛋白水解產物，在不影響內皮細胞內信號通路的情況下，抑制內皮細胞和平滑肌細胞的增殖和遷移。最初被認為是腫瘤來源的衍生物，可抑制遠處轉移的新生血管形成。例如，來自血管內皮瘤的內皮抑素是膠原蛋白水解的一個片段。在動脈粥樣硬化小鼠模型中，長期使用內皮抑素可減少內膜新生血管的形成，并抑制斑塊85%的進展[53]。來自肺癌的血管抑制素是纖溶酶原的蛋白水解片段[54]，它通過減少斑塊及其周圍的巨噬細胞來阻斷動脈粥樣硬化的血管生成潛能。

VEGF抑制劑為動脈粥樣硬化的抗血管生成治療提供了另一個靶點選擇。針對VEGF、VEGFR-1和VEGFR-2的VEGF信號通路的抑制已經得到很好的研究。貝伐珠單抗是一種VEGF特異性抗體，在兔動脈粥樣硬化模型中支架局部給藥后具有抑制新生滋養(yǎng)血管的能力。在ApoE－/－小鼠中，外源性應用針對VEGFR-1的抗體可使早期和中期斑塊的大小減少50%，使晚期病變的生長減少25%[55]。此外，研究發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化小鼠模型注射抗VEGFR-2 單克隆抗體，阻斷VEGFR-2 可顯著減少44%的IPH和80%的紅細胞外滲[56]。其他血管生成因子抑制劑包括人MMP-2 和MMP-9 抗體，它們也可通過阻斷內皮細胞小管形成來減少IPH形成[57]。傳統(tǒng)觀點認為他汀類降脂治療通過減少斑塊核心膽固醇晶體來穩(wěn)定斑塊。研究發(fā)現(xiàn)他汀能通過抑制MMP-9和環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達來降低ECs的促血管生成激活[58]。阿托伐他汀處理的動脈硬化小鼠模型，新生血管數(shù)量及IPH明顯減少，心血管發(fā)病率和死亡率下降，但血漿膽固醇沒有明顯變化。因此，筆者推測動脈粥樣硬化患者可受益于他汀類藥物的抗血管生成特性。對頸動脈內膜切除術后的斑塊進行分析，發(fā)現(xiàn)他汀組的IPH 較對照組少[59]。到目前為止，大多數(shù)研究均基于動物模型證實抗血管生成可用于治療動脈粥樣硬化，相關臨床研究有限，未來有待進一步研究具體治療靶點及臨床應用價值。

4 結語

IPH被認為是可能改變動脈粥樣硬化生物學和自然史的重要特征，作為腦血管事件的強預測因子，IPH的盡早識別及預防如能正確投入臨床實踐，可望對缺血性卒中的一級和二級預防起到更有效的作用[60]。大量研究顯示斑塊內新生血管形成與IPH 和斑塊不穩(wěn)定密切相關。新生血管結構不完整，出現(xiàn)紅細胞外滲，或血流動力學改變導致血管破裂出血，從而形成斑塊內血腫。高分辨磁共振技術識別斑塊特征具有重要的臨床應用價值，其中用于識別IPH的MPRAGE、SNAP等特殊序列具有較高的敏感度和特異度。雖然IPH 缺乏特異性治療，但動物模型研究發(fā)現(xiàn)，抗血管生成治療能減緩斑塊進展，未來需進一步探究抗血管生成制劑的臨床應用價值。