冠状动脉钙化的准分子激光治疗

准分子激光冠状动脉内消蚀术(ELCA)是一种新兴的经皮冠状动脉介入术(PCI)。ELCA采用氯化氙(XeCl)作为活性介质，通过光化学效应、光热效应和光机械效应，穿透冠状动脉病变组织[1]，可用于冠状动脉钙化病变(CAC)的治疗。

CAC是冠状动脉粥样硬化的特异性病变。CAC类似骨形成过程，病理上可见标志性钙化结节，其特征是伴有纤维帽局部变薄的钙喷发，喷发的钙化结节通常呈偏心性，突出到管腔内，钙结节上方通常不存在内皮细胞和胶原蛋白，而是伴有富含血小板的血栓，且多为非闭塞性血栓。钙化结节与冠状动脉血栓形成有关，是急性心肌梗死常见的病理相关因素[2]。研究表明，钙化结节在高血压、慢性肾病具肌酐升高的老年患者中更为常见[3-5]。随着矿物质含量增加，CAC像骨一样变得不能透过X线，在X线下较为明显。既往认为中度或重度CAC介入治疗成功的可能性为60%～85%，发生并发症的风险为中度[6]。钙化病变对球囊和支架扩张具有耐受性，钙化病变不易被充分扩张，支架膨胀不全的发生率较高。这明显增加了术后发生支架内再狭窄和支架血栓形成的风险。在行PCI手术时，CAC可通过X线透视发现，如果发现钙化严重，估计常规PCI难以完成时，需进行血管内超声(IVUS)和光学相干断层扫描(OCT)等检查，评估病变情况[7]。冠状动脉旋磨术可极大提高CAC病变手术成功率[8]，但仍有部分患者冠状动脉旋磨术不成功，或即使旋磨成功，球囊扩张和支架扩张效果也不满意，在这种情况下，应用ELCA或ELCA联合旋磨术成为一种选择[9]。

1 ELCA的发展历程

20世纪曾有大型临床研究表明，ELCA可治疗CAC病变，ELCA逐渐被应用于临床[10]。但由于第一代激光治疗容易导致冠状动脉穿孔、夹层等并发症，安全性低，且随着导丝、导管、球囊的改良，以及药物洗脱支架的应用，一些复杂病变得到有效处理，激光治疗受到冷落。随着激光治疗导管的改进，使用XeCl脉冲激光导管的治疗效果已经超越了第一代设备，该导管能够提供较高的能量并产生较少热量，具有良好的安全性。此外，通过盐水输注清除血液和造影剂，可以防止过多的蒸汽泡形成，避免了血管壁超声机械性损伤，减少了冠状动脉夹层和穿孔的风险。另外，新一代ELCA具有更短波长的紫外线光源，以更小的导管脉冲发射冷光源，明显提高了治疗的有效性和安全性，使ELCA的适应证不断扩大[11]。ELCA目前主要应用于处理复杂病变，适应证包括：急性冠脉综合征、球囊扩张失败(球囊无法通过或球囊无法使病变扩张)、慢性完全闭塞病变、支架膨胀不全、支架内再狭窄、冠状动脉旁路移植术(CABG)后大隐静脉桥血管病变[12]。ELCA没有绝对的禁忌证，其相对禁忌证为存在无保护主干病变以及未签署知情同意书者[13]。

2 ELCA基本原理

ELCA导管含有光纤，可传输波长308 nm的紫外线脉冲光波，脉冲持续时间为135 ns，每个脉冲产生165 mJ的能量输出。激光能量来源于电能，XeCl气体被电能激发，发出308 nm波长的单色相干光[14]。激光造成的组织破坏可以分为3个步骤：(1)50 μm紫外线脉冲穿透组织，紫外光的快速吸收导致蛋白质或核酸分子结构中碳-碳键的断裂，碳-碳键断裂导致光化学细胞解离，随后能量耗散。这种能量耗散导致细胞内的水蒸发，产生蒸汽泡，而这些蒸汽泡迅速膨胀破裂导致组织裂解。由于紫外线吸收表浅，行PCI时组织损伤限制在血管内膜和中层。(2)光热和光化学作用使斑块消融扩大，光热产生分子振动，导致细胞破坏进一步加重，高能脉冲对钙化灶的治疗更为有效。这个过程产生直径<10 μm的微粒，这些微粒能够在循环中清除，使PCI过程中微循环栓塞的风险降低，同时减少无复流风险[15]。(3)激光能量可以抑制血小板聚集，因此使用ELCA治疗急性冠脉综合征可以有效抑制慢流现象[16]。ELCA通过上述机制导致纤维斑块解体。

3 ELCA在CAC中的应用

ELCA为CAC患者的治疗提供了更多的选择，可提高PCI成功率[17-18]。

3.1 ELCA与CAC

早期的研究表明，ELCA对球囊扩张不良的钙化和非钙化病变同样有效，成功率分别为79%和96%，CAC病变成功率明显较低，这可能与早期ELCA导管的有效率相对较低有关。2008年至2016年的LAMA多中心研究对美国退伍军人管理局的116例患者121次PCI的130处靶血管进行研究，其中62%为中-重度CAC，结果表明ELCA对包括钙化的复杂病变的成功率高达90%，主要心血管不良事件发生率仅为 3.45%，ELCA治疗复杂病变安全有效[19]。ULTRAMAN注册研究同样证实ELCA对包括钙化的复杂病变的有效性和安全性[11]。LEONARDO 研究共入选来自4个中心的80例患者，包括100处冠状动脉复杂病变，其中CAC患者45例(56.3%)，CAC病变57处，球囊扩张失败32处，慢性闭塞11处。使用ELCA进行治疗，结果显示CAC病变PCI成功率为96.4%，无并发症发生。该研究结果表明ELCA辅助PCI是治疗复杂冠状动脉病变的一种简单、安全、有效的方法，尤其是对CAC患者，该研究中高度钙化患者PCI成功率高可能与采用高能量模式有关[20]。目前，国内临床使用ELCA的经验不足, 对其在不同病变使用的有效性及安全性缺乏认识。马玉良等[21]报道了从2017年1月至2018年10月在北京大学人民医院行ELCA治疗的患者31例，在4处严重钙化病变中，有1处经ELCA后PCI成功，3处联合旋磨治疗后手术成功。

3.2 ELCA与钙化所致球囊扩张不充分

冠状动脉狭窄伴钙化使球囊不能充分扩张病变，是导致支架膨胀不全的重要原因。对于严重钙化导致球囊扩张失败时，最常用的技术是旋磨术。由于旋磨治疗需通过微导管交换导丝，在遇有严重狭窄钙化病变无法实现导丝交换时，可先行ELCA，为后续的旋磨治疗创造条件。此外，ELCA对轻-中度CAC具有确定作用，此类病变通常适于吸收激光能量和随后的消融[22-23]。严重钙化的病变对激光能量的抵抗力强，这种情况下的首选治疗方法为旋磨术。应该注意的是，即使在旋磨术成功之后，球囊和支架扩张仍然可能不足，而应用ELCA可实现完全支架扩张[24]。

3.3 ELCA与钙化所致支架膨胀不全

CAC病变处球囊扩张不全可能出现支架放置困难，即便放置成功也可能使支架不能充分扩张，导致治疗失败[25]。对钙化导致支架膨胀不全，现有的优化治疗通常无效，甚至可能有害，如果在冠状动脉扩张不充分的情况下进行旋磨，可能会导致严重并发症[26]。此时可以使用ELCA，激光能量可传递至血管内支架的表面，而不破坏支架结构，对可能出现的抵抗型斑块进行消融。ELCA 改变了支架外斑块应力，减少了总体阻力，提高了支架扩张的成功率[21]。ELLEMENT注册研究从2009年7月至2011年11月收集了28例支架膨胀不全患者(其中25例存在CAC，占89%)，进行ELCA高能效治疗，结果治疗成功27例，治疗后管腔直径和面积较治疗前明显增加。围手术期心肌梗死率为7.1%，慢血流率为3.6%，ST段抬高率3.6%。随访半年无心肌梗死，有1例患者死亡。该研究证实了ELCA治疗CAC所致支架膨胀不全的有效性[27]。ELLEMENT后续研究对应用ELCA治疗的支架膨胀不全患者进行了长期观察，结果显示ELCA治疗组的长期生存率为77.4%，未用ELCA组为70.7%；ELCA治疗组和未用ELCA组的靶血管再重建率分别为21.7%和25.9%；两组长期生存率和靶血管重建率均无统计学差异，心血管死亡、非心血管死亡、心肌梗死及支架内血栓形成也均无统计学差异，但作者指出该结果可能与样本量较小(n=81)有关，需进一步扩大样本量以验证结论[28]。

ELCA 对复杂病变的处理安全有效，能够提高介入治疗手术的成功率，但目前开展相关研究的中心不多，多为单中心、回顾性研究。对于CAC病变优先考虑行冠状动脉旋磨术[29]；如果旋磨效果差，可考虑行ELCA治疗或预处理。相信随着临床经验的积累，ELCA技术能给冠状动脉复杂病变患者带来福音。