易损斑块的诊断进展

朱德建 韩瑶瑶 吴利生 朱志仑 陈佳林

1.南京市溧水区中医院(江苏 南京 211200)；2.江苏省中西医结合医院(江苏 南京 210028)

冠状动脉粥样硬化斑块破裂、血栓形成，引起血流减低、心肌低灌注和缺血缺氧，是大多数急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)的主要病理生理基础[1]。其中斑块破裂是ACS发生的关键环节，而斑块的稳定性是粥样斑块是否裂解的决定性因素。传统观念认为，随着病程的发展斑块逐渐增大，最终导致血管闭塞，继而出现临床表现(临床症状和体征)。而新近的观点认为，斑块的稳定性和斑块的大小不存在绝对对应关系，即造成血管70%狭窄的斑块和造成血管30%狭窄的斑块之间，前者不一定比后者的稳定性差。易损的斑块的临床意义在于容易破裂而导致ACS、心源性猝死的发生。

动脉粥样硬化主要累及大型肌弹力型动脉(如主动脉)和中型肌弹力型动脉(以冠状动脉和脑动脉罹患最为常见)。正常动脉壁由内膜、中膜和外膜三层构成。动脉发生粥样硬化病变时相继出现脂质点和条纹、粥样和纤维粥样斑块、复合病变3大类变化[2]。美国心脏病学会(AHA)根据其病变发生发展过程划分为6种类型：Ⅰ型，脂质点；Ⅱ型，脂质条纹；Ⅲ型，斑块前期；Ⅳ型，粥样斑块；Ⅴ型，纤维粥样斑块；Ⅵ型，复合病变，为严重病变。近年来随着冠状动脉造影的普及和冠脉内成像技术的革新，对冠脉内的斑块形态有了更加直观、清晰的认识。从临床的角度来看，斑块可以根据纤维帽和脂质池的占比分为稳定型和不稳定型。不稳定型(易损)斑块纤维帽薄、脂质池大，较易破裂。斑块是否发生破裂与斑块表面的纤维帽厚薄、斑块下的脂质池大小和斑块内的炎症反应强度有密切关系[3]。纤维帽在厚度、细胞构成、基质承受力和硬度方面都有较大差异。纤维帽的主要成分为胶原蛋白、弹性蛋白和蛋白多糖等；由代谢型平滑肌细胞分泌。纤维帽细胞减少，钙化增加则斑块硬度增加。一般来讲，纤维帽厚度越薄，斑块破裂的风险越高。斑块下的脂质池中主要为胆固醇和少量甘油三酯，主要来源于血浆脂蛋白或泡沫细胞坏死后释放的脂类。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型斑块为易损斑块，脂质池显著增大，并移出细胞，斑块处于易损期，随时有发生破裂的风险。在斑块的破裂部位，可见大量炎性细胞浸润。单核/巨噬细胞和T细胞参与其炎症反应，中性粒细胞和血小板亦发挥作用。

冠状动脉斑块导致冠脉闭塞引发心绞痛、心肌梗死和猝死，此斑块又被形象称为罪犯斑块[4]。对罪犯斑块进一步研究发现，大约有30%为非破裂斑块，约有70%为破裂斑块，破裂斑块中狭窄、非狭窄的比例分别为20%、50%。这些斑块形态特征性研究结果均基于尸检资料[5-6]。上个世纪70、80年代，相继提出了“易损斑块”[7]、“斑块破裂”[5-6]等概念，易损斑块具有不规则性、偏心性等特征，大脂质核心、薄纤维帽和巨噬细胞浸润侵蚀，比较容易发生破损、裂开。2003年Naghavi等[4,8]深入完善了易损斑块的定义，将其描述为一种倾向性形成血栓或快速进展为“罪犯斑块”的动脉粥样斑块，涵盖了多种类型的风险斑块的形态学特征，建议用“易损斑块”来描述将来发生损伤的风险斑块。目前易损斑块的概念已经被广泛接受，其也被称为不稳定斑块、危险斑块、高危斑块，还与非钙化斑块、软斑块、美国心脏病学会(AHA)Ⅳ型斑块等概念接近。易损斑块的组织病理学类型有[4]：①脂质核心大、纤维帽薄和巨噬细胞块浸润具有破裂倾向性的斑块；②早期机化和伴有亚阻塞血栓形成的裂开斑块；③含有丰富的黏蛋白基质、平滑肌细胞侵蚀的斑块；④有亚阻塞血栓形成的侵袭性粥样斑块；⑤斑块内出血；⑥向血管腔内生长的钙化结节；⑦伴有陈旧血栓形成、严重钙化和偏心性、不规则性狭窄的斑块。

1 易损斑块的诊断

易损斑块的组织病理学标准[4]：主要标准：(1)斑块内活动性炎症，单核细胞、巨噬细胞、T细胞、肥大细胞浸润；(2)薄纤维帽和大脂质核心;(3)内皮剥脱伴表面血小板聚集；(4)斑块裂隙和斑块受损；⑸狭窄程度>90%；次要标准：(1)表面钙化小结；(2)表面呈亮黄色；(3)斑块内出血；(4)内皮功能异常；⑸血管正性重构(扩张重构)。

2 易损斑块的检测

2.1影像学检查

2.1.1 冠状动脉造影(CAG) 心血管造影(CAG)是借助于心导管技术将对比剂快速地注入血管腔内，借以显示血管内腔的形态和血流动力学的改变。目前对于冠心病的诊断是不可或缺的，并且是诊断的“金标准”。CAG检查一直是临床上解剖学水平评价冠状动脉疾病的主要方法，其主要优势在于可以一次性呈现冠脉总体构象，然而CAG仅仅显示被造影剂充填的管腔轮廓，通过管腔充盈缺损影像间接反映冠脉的狭窄病变，因而存在不可避免的缺陷。在动脉粥样硬化的过程中，血管壁可以通过重塑来避免斑块对管腔产生的影响，CAG不能显示进而无法评估血管壁，可能会低估不规则或偏心性斑块的狭窄程度，不能评估动脉粥样硬化伴血管正性重构[9]。因此，在识别斑块结构和功能特征信息方面有着局限性。

2.1.2 血管内超声(IVUS) 血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)是在导管的顶端嵌有小型高频的超声探头(超声换能器)经动脉内导管逆行插入冠状动脉，直接显示冠脉管腔的断面图像，能够同时显示管腔和管壁的病变，又能评估斑块负荷，还可检测斑块中的成分。研究显示，IVUS对脂质斑块的敏感性78%～95%，特异性30%[10]。IVUS穿透组织性能良好和扫描半径大，可以很好的展现斑块全貌，同时可测定斑块体积。IVUS克服了传统造影只显影管腔的局限性，可判断动脉粥样硬化的狭窄程度和分布范围，分辨出内膜与中膜的增厚，评价粥样斑块负荷，评估动脉硬化临界病变，并评价药物对动脉粥样硬化的作用，指导介入治疗对血管的影响。但IVUS的实际应用中也存在一些不可避免的问题，其100μm分辨率不足以识别纤维帽厚度≤70um的易损斑块,其成像过程中形成的伪像，在判定急性血栓方面较差，以及超声导管的大小也限制其在小血管及严重狭窄病变中的使用。

2.1.3 光学相干断层成像(OCT) 光学相干断层成像(optical coherence tomography OCT)与IVUS有一定类似之处，但成像导管是由单一光导纤维组成，采用波长1300～1320nm红外线低相干光源。OCT利用近红外线从组织反射回来的不同光学特征进行组织分析成像，其拥有达10μm高分辨率的优势，比IVUS分辨率高10倍，可以从组织水平清楚显示血管壁的结构。研究表明，OCT具有高分辨率的特性，对冠状动脉、颈动脉、主动脉管壁组织有着高敏感性和特异性，能够精确测量动脉粥样斑块纤维膜的厚度[11]；且通过OCT检测出ACS患者的纤维帽厚度显著薄于慢性冠脉病(CAD)患者[10]。以组织病理作为基准，比较了OCT对不同性质的斑块的敏感性和特异性，钙化斑块为96%、97%，脂质斑块为92%、93%，纤维斑块为79%、94%[12]。尽管其穿透强度(2～3mm)弱于IVUS(4～8mm)，扫描范围小，难以显示斑块全貌，但仍适合评估各种斑块的特征。OCT显示内膜增殖等细微结构以及区分钙化斑块、纤维斑块和脂质斑块的能力优于IVUS，也是一种评价易损斑块的手段。

2.1.4 多排螺旋CT(MDCT) 多排螺旋CT(Muti-detector row spiral CT,MDCT)采用大功率高毫安输出X线球管，探测器排数增至64排，扫描速度约0.35秒/转，时间分辨率约175毫秒，完成整个心脏扫描大约10秒左右。基于MDCT的无创冠状动脉成像技术——冠脉CT血管造影(CCTA)，已经在临床上广泛应用。与传统的冠心病无创检查相比，CCTA更为直观可靠，相对快速简便，患者易于接受，成为冠心病筛查的重要手段。MDCT对冠脉斑块和钙化显示良好，还能探测出正性血管重构。基于不同成分的斑块有着相对应的CT值，MDCT将斑块分为4种：软斑块、纤维斑块、钙化斑块和混合型斑块[13]。Ferencik等[14]通过研究发现脂质斑块的CT值均数29HU、纤维斑块CT值均数101HU。基于一项Meta分析[15]提示，脂质斑块和纤维斑块的CT值均数差值为53HU，但两者CT值范围存在重叠区域，用MDCT区分二者可能并不准确。大量临床实践显示MDCT阴性预测值高，但阳性预测值低，严重钙化斑块会引起晕状伪影影响判断，且受患者心率快、心律不齐影响，可通过服用β受体阻滞剂控制心室率，以获取优质图像。此外，MDCT空间分辨率低，不能区分脂质池和纤维帽，因此识别易损斑块特性受限。

2.1.5 磁共振成像(MRI) MRI扫描具有类似超声的任意选择层面的特点，又具有类似CT等计算机重建图像的能力，加上其多样的成像序列、高度的软组织分辨力以及不断呈现的新技术、新方法，可对冠脉斑块组织特性进行检查。MRI辨识斑块成分基于不同组织生物化学及物理特性，结合T1、T2加权成像可评估斑块的成分及结构，区分纤维帽、脂质核心、是否发生钙化和出血。通过观察冠脉注射造影剂前后MRI信号的变化，探讨斑块强化与易损斑块的相关性，结果发现在ACS患者中早期强化明显增多，斑块强化能够反映斑块的不稳定性，斑块强化的根本原因与炎性细胞浸润侵蚀、纤维帽破裂、病理新生毛细血管等相关[16]。MRI作为一种无创技术，具有无电离辐射，可多次、反复、连续动态观察等优点。但MRI空间分辨率不够理想，定量评估冠脉和斑块准确性可能欠佳。在一项测量管壁厚度的比较中，MRI大于血管内超声测得值(1.24mm VS 0.48mm)，考虑可能与两种成像方法原理不同所致[17]。此外，MRI检查耗时较长；且容易受到呼吸、心脏运动的干扰。

2.1.6 单光子发射型计算机断层显像(SPECT) 单光子发射型计算机断层显像(SPECT)主要用于心肌灌注显像，评估心肌缺血。目前临床上多数应用99Tcm(锝)标记的2-甲基异丁基异晴(MIBI)即是99Tcm-MIBI进行心肌显像。近年来，99Tc标记的膜联蛋白V与外翻的磷酯酰丝氨酸具有高度亲和性，可用于易损斑块的显像。炎性趋化因子促进斑块的不稳定性，单核趋化蛋白1可以和单核/巨噬细胞上对应的受体结合，驱使更多的炎性细胞聚集[18-19]。尽管SPECT显像表现出高灵敏探测优点，但存在放射性示踪剂标记率较低、辐射外露风险、缺乏解剖学信息等缺陷，限制其在心血管核素显像中的应用。

2.1.7 正电子发射型计算机断层显像(PET) 18氟-脱氧葡萄糖(18FDG)被广泛地应用心肌PET显像评估心肌葡萄糖代谢，被认为无创性方法检测存活心肌的“金标准”。葡萄糖是不稳定斑块内巨噬细胞的能量来源，这也是放射性核素影像评估易损斑块的基础，大部分易损斑块表现出活跃代谢。FDG-PET量化追踪巨噬细胞，可评价斑块内炎症反应强度，预测心血管事件风险、指导临床治疗[20]。相对SPECT，PET在定量分析和空间分辨率方面更占优势，但仍有一些局限，无法检测较小动脉，容易受到临近心肌摄取干扰，存在呼吸及心脏运动产生伪影的影响[21]。

2.2实验室检查

2.2.1 C反应蛋白(CRP) CRP是一种急性时相反应蛋白，于1930年由Tillet和Fraccis发现，因能与肺炎双球菌细胞壁C多糖发生沉淀反应而得名[22]。在炎症、感染或组织坏死时，CRP浓度显著增加，大多数由肝细胞合成，也可在巨噬细胞、平滑肌细胞和动脉粥样硬化(AS)斑块内生成[23]。动脉粥样化的血栓形成除了是脂肪堆积过程外，也是一个慢性炎症过程，而CRP是动脉粥样化血栓形成疾病的介导和标志物，而且是心血管疾病(CVD)的独立危险因素[24]。临床上通过提高检测灵敏度滴测定出低浓度的CRP称为超敏C反应蛋白(hs-CRP)[25]。正常成人血清CRP参考范围：≤10mg/L，hs-CRP参考范围：<3mg/L。2003年美国心脏病学会发布了用hs-CRP水平评估CVD危险性的标准[26]：hs-CRP<1.0mg/L提示低度危险，1.0～3.0mg/L提示中度危险，>3.0mg/L提示高度危险。如果hs-CRP>10mg/L,表明可能存在感染，应在感染等因素控制稳定以后重新采集标本检测。国内相关研究提示[27],hs-CRP≥2mg/L可能是CVD的有效预测指标。Hs-CRP介导多种黏附分子及趋化因子，协同其它炎性细胞作用，激活补体系统，最终损伤血管内膜、形成易损斑块[28]。PROSPECT研究提示AS患者CRP水平与非犯罪血管病变出现心血管事件呈正相关性，证实了CRP与冠脉斑块的不稳定性有密切关联[29]。张静等[30]用iMAP-血管内超声研究hs-CRP与易损斑块的相关性，结果发现两者相关性良好，提示hs-CRP可作为易损斑块的血清学标志物。

2.2.2 白细胞介素(IL) 白介素(IL)主要由单核巨噬细胞、血管内皮细胞等多种细胞分泌，发挥传递信息，调节免疫细胞，参与炎症反应，介导T/B细胞活化、增殖及分化作用。IL家族中与易损斑块有着紧密关系的成员主要为IL-6、IL-10、IL-18等。IL-6在血管内皮损伤、纤维性增生修复及炎症反应中发挥着重要作用，一方面募集其它炎性因子、激活血小板、铰链纤维蛋白原，促进AS斑块的形成[31]；另外一方面浸润侵蚀斑块纤维帽，加剧了斑块的易损性，致使斑块破裂溃疡，继发血栓形成，导致UA的发生[32]。有研究则结合医学影像学来追踪，用PET显像测定出IL-6在易损斑块中高度表达，IL-6可削弱斑块细胞外基质，使得斑块处于易于破裂状态[33]。Volpato等前瞻性研究表明[34]，临床研究无临床症状的人群，IL-6浓度升高与发生急性冠脉事件的风险相关(发生率2.9%VS1.4%)，住院的UA患者有并发症与无并发症相比，IL-6水平显著升高，可能与炎症活动及抑制纤溶活性有关。IL-6可作为早期识别易损斑块的生物学标志物，对预测急性心血管事件的发生有积极意义。IL-18通过促进细胞黏附分子表达，抑制血管平滑肌增殖，加速炎性反应进程，促进AS的发生、发展、演变，提高了斑块的不稳定性，斑块发生破裂的风险增高[35]。IL-10是一种高效抗炎因子，可抑制内皮细胞和白细胞的相互作用，从而发挥抗心血管炎症作用，而且可抑制巨噬、淋巴细胞分泌致炎因子，抑制、延缓甚或逆转AS的进程，稳定了易损斑块，被视为动脉粥样硬化性心血管疾病的保护因子[36]。还有相关报道指出[37]，同时测定IL-18与IL-10的水平，计算出两者的比值，可能是复发性冠状动脉事件的独立预测因子。

2.2.3 基质金属蛋白酶(MMP) 基质金属蛋白酶(MMP)是由巨噬细胞、内皮细胞及平滑肌细胞等多种细胞分泌的锌、钙等例子以来的肽链内切酶，目前已发现26种MMP，分别编号为MMP1～26，称为MMP家族(MMPs)。MMP是细胞外基质(ECM)降解过程中的重要酶，ECM主要含有胶原纤维和弹性蛋白，是构成纤维帽的主要成分。MMP-2和MMP-9作用底物相同，同属明胶酶，又分别被称为明胶酶A、明胶酶B，是被广泛研究的MMP的亚群。MMP-9是一锌依赖性酶，可产生血管素与血浆酶原相互作用，增加胶原的粘附。MMP-9水平的增加与斑块中炎症有关，总量可能与冠心病的严重程度有关。Schafers等研究发现[38]，MMP-2及MMP-9是引起AS的主要酶，斑块的状态越不稳定，MMP-9水平随之升高，MMPs与血管扩张性重构、降解斑块纤维帽及斑块破裂有着紧密联系。Silvello[39]比较易损斑块(斑块内出血或薄纤维帽)组和稳定斑块组的MMP-9浓度，前组明显高于后组，进而推测MMP-9与斑块的不稳定性有关。临床研究提示[40]，血清MMP-9与冠心病的严重程度呈正相关，其水平在稳定型心绞痛、不稳定型心绞痛、非ST段抬高型心肌梗死、ST段抬高型心肌梗死这4各亚组依次升高，此外发生心力衰竭、心源性休克并发症的ACS患者血清MMP-9水平明显升高。

2.2.4 可溶性CD40配体(sCD40L) 可溶性CD40配体(sCD40L)是肿瘤坏死因子(TNF)受体家族成员，大多数来源于活化的血小板，其生物活性为通过分泌细胞因子和化学因子使血管内皮细胞发生炎症。细胞膜上的CD40配体和sCD40L与CD40受体分子结合，使得金属蛋白酶基质释放，从而导致斑块不稳定。组织因子释放、血小板活化产生了更多的sCD40L同时也保持了血管系统中的炎症及凝血环境。大量研究表明，sCD40L水平在易损斑块中明显升高，可以鉴别出患者血栓形成风险，也是心肌缺血及ACS时斑块不稳性的有用标志物[41-42]。Wang等[43]为了探讨CD40基因多态性与不稳定冠状动脉粥样斑块的关系，运用聚合酶链式反应(PCR)和限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-PELP)技术对699例ACS患者的CD40测序，结果显示CD40的T及C等位基因与斑块的不稳定性有着显著相关性，此外C等位基因明显增加了斑块破裂溃烂的风险。

2.2.5 髓过氧化酶(MPO) 髓过氧化物酶(MPO)是由一对重链和轻链组成的一种血红素蛋白，主要由中性粒细胞分泌。MPO在炎症时释放致外液并进入循环。炎症和氧化应激在ACS的发病过程中起了重要作用。浸润的巨噬细胞和中性粒细胞参与了稳定的冠脉斑块转变为不稳定的病变过程。MPO能活化MMP，抑制TIMP的活性，导致这二者的动态失衡，降解纤维帽和抑制胶原纤维的生成，使得纤维帽变薄，形成易损斑块。炎症诱导白细胞及单核细胞聚集，并激活它们，结合受损的内皮并氧化修饰低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)，促使巨噬细胞转变成泡沫细胞，泡沫细胞死亡释放的脂蛋白和胆固醇充实了斑块的脂质核心，加速了斑块的易损进程[44]。研究表明，MPO及其活化物参与了心血管疾病的发生、发展，MPO是动脉粥样硬化性心血管疾病的一个有用标志物[45]。血浆MPO基线水平可以独立预测ACS患者的2年内AMI事件发生的概率[46]。

2.2.6 妊娠相关血浆蛋白A(PAPP-A) 妊娠相关血浆蛋白(PAPP-A)是一种锌离子结合的金属蛋白酶，IL、TNF等促炎因子能刺激其表达，活化的巨噬细胞分泌PAPP-A，其通过对胰岛素样生长因子结合蛋白-4的蛋白水解引起胰岛素一号增长因子(IGF-1)的释放及激活，致使斑块内炎症反应剧烈、纤维帽变薄，进而引发斑块不稳定[47]。在易损斑块内PAPP-A可发挥自分泌和旁分泌双重作用，在糜烂、腐蚀、破裂的斑块内高度表达，而在稳定斑块中表达极少[48]。费玲等[49]研究指出，PAPP-A水平与斑块下的脂质池大小、偏心指数、重构指数有正相关性，与斑块纤维帽厚度有负相关性，提示PAAP-A水平越高，脂质池、偏心指数、重构指数越大，纤维越薄，斑块处于越不稳定状态。UA患者PAAP-A水平与心肌梗死、血运重建、心源性死亡事件发生呈正相关[50]。临床研究证实，PAPP-A诊断ACS具有较高的阳性预测率[51]。

3 小结与展望

目前，易损斑块的诊断标准依据斑块组织病理学；易损斑块的临床检测主要依靠影像学和实验室检查。近些年来，随着医学影像技术和医学检验的飞速发展，易损斑块的诊断与风险评估不断的取得进展，尽管如此，但仍存在一些的问题，值得思考和探索。各种组织病理学类型的易损斑块在急性心血管事件中的发生率尚不清楚。斑块的慢性炎性持续存在，何种因素激发使之转变为急性炎症尚不明确。目前易损斑块检测技术繁多，各有优劣，但仍缺乏准确、简便、无创的检测斑块结构和性能的诊断技术，因此易损斑块的病理标准完全应用于临床尚有难度。本文中的数种炎症标志物在了解早期心肌缺血和ACS分类，特别是反应粥样斑块不稳定方面也显示良好的应用前景。但由于检测方法在临床实际应用上还存在一些有待解决的问题：如检测方法的灵敏性和特异性，检测的标准化，是否适合于常规实验室操作等。这些易损斑块标志物还未能在临床得到大规模应用，其临床特异性还需要得到更多的临床研究证实。因此，应深入对易损斑块的基础及临床研究，以求全面认识易损斑块的内在机制，建立准确、简单方便的诊断方法，以期早期识别诊断易损斑块，对于及时有效干预易损斑块、降低急性心血管事件的发生率具有重要意义。