OCT研究进展:MINOCA和编织样冠脉机制探索|博“冠”精点

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在本期内容中,我们将介绍应用光学相干断层扫描(OCT)检查探索冠状动脉非阻塞型心肌梗死(MINOCA)人群的发病机制,OCT co-registration技术能否优化植入和减少地理丢失,植入支架后局部血流剪切力对新生动脉粥样硬化有何影响以及OCT检测发现的不稳定斑块与FFR和IMR之间的关系;最后还有非常硬核的病例报道,通过OCT、血管镜以及局部活检来了解编织样冠脉的形成机制,敬请关注。

目录

  • OCT对MINOCA发生机制的探讨
  • 附:MINOCA的病因诊断——编辑评论
  • OCT新技术是否能减少地理缺失
  • 局部血流动力学与新生动脉粥样硬化的关系
  • OCT下所见易损斑块与冠脉病变严重程度、微循环障碍的关系
  • 对OCT下所见冠脉蜂窝样结构的组织病理学观察

01、OCT对MINOCA发生机制的探讨

文献来源:Opolski M P, Spiewak M, Marczak M, et al. Mechanisms of Myocardial Infarction in Patients With Nonobstructive Coronary Artery Disease: Results From the Optical Coherence Tomography Study[J]. JACC Cardiovasc Imaging, 2018.

内容:本研究是一项前瞻性研究,连续入组发生心肌梗死(MI)但无明显冠脉狭窄(≥50%)的患者,进行OCT检查并行心脏核磁(CMR)评估有无钆延迟强化(LGE)。

研究最终共纳入38名患者(平均年龄62±13岁,55%为女性,39%为ST段抬高型心肌梗死)。其中冠脉病变最重处为狭窄35%,5例患者(13%)冠脉造影结果正常。分别有9例(24%)发生斑块破坏(plaque disruption)[包括斑块破裂(PR)和钙化结节(CN)]、7例(18%)存在冠状动脉血栓形成。31例患者中有16例(52%)存在LGE,7例(23%)存在缺血性LGE。缺血性LGE在斑块破坏(50% vs. 13%,p=0.053)和冠脉血栓形成(67% vs. 12%,p=0.014)的患者中更常见。IRA相比非IRA的斑块破坏(40% vs. 6%,p=0.02)、血栓形成(50% vs. 4%,p=0.014)和薄纤维帽斑块(70% vs. 30%,p=0.03)发生率更高。

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图1 研究结果示意图

表1 IRA与非IRA病变比较

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表2 38名MINOCA患者OCT和CMR特征

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点评

众所众知,冠脉造影在诊断冠脉斑块破坏方面具有局限性,可能会掩盖动脉粥样硬化作为MINOCA的潜在病因。因此,建议使用冠脉造影以外的其他手段对MINOCA患者进行病因诊断。OCT是一种高分辨率(10–15 mm)冠状动脉内成像方法,它使得斑块病理的“可视化“成为了可能。

本研究发现有24%和18%的MINOCA患者存在斑块破坏、血栓形成。此外,还发现斑块破坏和血栓形成都与吸烟和更高的最大管腔狭窄程度有关,这为部分MINOCA患者的发病机制提供了线索,并提示可将吸烟和轻度至中度CAD作为是否需进一步明确是否存在斑块破坏和/或血栓形成的重要标志。

目前,CMR对检测心肌纤维化具有很高的诊断价值,亦已成为检测心肌梗死的金标准。此外,基于CMR上梗死区域的精确定位,CMR可直接建立罪犯血管与心肌梗死区域的联系。本研究发现,存在斑块破坏或血栓形成的患者更易出现缺血性LGE,其中后者存在统计学意义,另外,与非IRA相比,IRA中斑块破坏(由PR引起)、血栓形成和薄纤维帽粥样硬化病变更常见,这提示动脉粥样硬化可能是MINOCA的病理学基础。

值得注意的是,MINOCA患者的预后并不乐观,1年全因死亡率为4.7%,另外,MINOCA与阻塞性CAD患者相比,接受冠心病二级预防治疗(如阿司匹林和他汀类药物)的比例偏低。由此可见,OCT诊断的斑块破坏可能具有潜在的治疗意义(包括早期及长期的抗栓及持续的降脂治疗)。在本研究中,有16%的患者因明确了MINOCA的病因改变了治疗策略(5例患者转为PCI治疗、2名患者改变抗栓策略)。

附:MINOCA的病因诊断——编辑评论

文献来源:Crea F, Niccoli G. Myocardial Infarction With Nonobstructive Coronary Atherosclerosis: The Need for Precision Medicine[J]. JACC Cardiovasc Imaging, 2018.

内容:MINOCA是指心肌梗死合并非阻塞性冠脉疾病,是不同病因的一类综合征,其特点是冠脉造影显示冠脉正常或仅有轻度异常(狭窄程度<50%)。既往研究显示,约10%的MI患者属于MINOCA,而它的预后不一定是乐观的,一项回顾性研究显示,与非ST段抬高性心肌梗死合并阻塞性冠状动脉疾病的患者相比,MINOCA患者在1年后的调整死亡率更高。

导致MINOCA的病因可被归类为心外膜的和微循环的,前者包括心外膜血管痉挛、未被冠脉造影发现的不稳定斑块,后者包括Takotsubo心肌病、心肌炎、微循环痉挛和远端微栓塞。一些简单诊断测试有助于及时明确诊断,如左心室造影可诊断Takotsubo心肌病,为了排除心外膜或微血管冠状动脉痉挛,需要通过冠脉内乙酰胆碱或麦角新碱激发试验检测冠脉舒缩情况,识别冠脉功能改变与临床密切相关。近期研究显示,乙酰胆碱或麦角新碱激发试验阳性的患者因任何原因死亡、心脏死亡和急性冠脉综合征复发的发生率明显较高,从而确定了MINOCA患者的高危亚群。

MINOCA的病因诊断包括临床病史和体格检查、一级检查(心电图、超声心动图和左心室造影)和二级检查。其中,二级检查的选择顺序应根据临床表现的倾向性来决定,例如:有血管痉挛心绞痛病史、冠脉未见异常的患者,乙酰胆碱或麦角新碱激发试验可能是首选;对于有多重危险因素和临界狭窄的患者,血管内成像可能是首选。

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图2 MINOCA病因诊断流程

从治疗的角度来看,冠脉循环功能改变的患者推荐血管扩张剂的使用,特别是钙通道阻滞剂,而非阻塞性不稳定斑块的患者推荐加强危险因素控制和双联抗血小板治疗。此种情况下,选择支架植入术的获益目前尚未得到证实。造成MIINOCA的病因是多样的,因此精准医疗在处理该类问题上显得尤为重要。

02、OCT新技术是否能减少地理缺失

文献来源:Koyama K, Fujino A, Maehara A, et al. A prospective, single-center, randomized study to assess whether automated coregistration of optical coherence tomography with angiography can reduce geographic miss[J]. Catheter Cardiovasc Interv, 2018.

内容:本研究是一项前瞻性、单中心的随机对照研究,将200例OCT指导下行PCI治疗的新生冠状动脉病变按是否应用OCT与冠脉造影自动配位技术按1:1的比例随机分为2组。

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图3 OCT与冠脉造影自动配位技术

研究主要终点为地理缺失(GM),GM指支架边缘有残余病变或支架边缘夹层,前者定义为管腔狭窄直径>50%或OCT最小管腔面积<4.0 mm²且可见明显斑块(斑块弧度>50°或厚度>0.5mm),后者定义为血管造影至少为B型的冠脉夹层或OCT夹层弧度>60°。

结果显示GM发生率在两组中无显著差异(27.6% vs. 34.0%,P=0.33)。但远端支架边缘夹层发生率在自动配位技术组中有偏低的趋势(11.1% vs. 20.8%,P=0.07)。计划与实际支架植入位置的距离差在自动配位技术组偏小(1.9 ± 1.6 mm vs. 2.6 ± 2.7 mm,P=0.03),且出现>5 mm距离差的情况在自动配位技术组更少见。

表3 支架植入后两组在冠脉造影(左)和OCT(右)下的结果比较

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图4 计划与实际支架植入位置距离差

点评

既往一项观察性研究显示,OCT通过血管造影自动配位技术改变了41%的PCI过程,主要与支架边缘着陆区的识别和支架长度的选择有关。本研究即在一项随机试验中评估了该技术是否可减少GM,试验虽然未达到主要终点,但提示使用该技术远端支架边缘夹层的发生率偏低,且使计划与实际支架植入位置的距离差减小。

自动配位技术使支架定位更精确。在没有如侧支一类的地标作为可见参考时,将OCT识别的理想的支架边缘着陆区转换到血管造影下是有挑战性的。例如在植入过程中,支架在血管舒缩时平均可移动1.5 mm(0.5-5.5 mm),这一类因素很难被克服。因此,即使使用传统的OCT指导PCI,GM仍然很常见。

支架边缘夹层一直是不良临床结果的重要预测因素。支架植入后有40%的病变可在OCT下检测到支架边缘夹层,而其中80%以上的支架夹层在冠脉造影中不易观察。既往一些研究提到,远端支架边缘夹层的血管内膜与管壁距离≥200 um是不良预后的独立预测因子,残余边缘夹层与1年后靶病变再次血运重建有关,特别是当残余边缘夹层处的管腔面积<5.1 mm²时。另一方面,大部分未限制血流、在冠脉造影中不可见的边缘夹层与不良临床结局无关。

另外,既往研究曾显示,远端支架边缘GM比近端边缘GM更能预测临床事件,本项研究显示应用自动配位技术降低了50%显著远端支架边缘夹层的发生率,但差距并无统计学意义,需更大规模的随机对照试验进一步证实。

03、局部血流动力学与新生动脉粥样硬化的关系

文献来源:Torii R, Stettler R, Räber L, et al. Implications of the local hemodynamic forces on the formation and destabilization of neoatherosclerotic lesions[J]. International Journal of Cardiology, 2018.

内容:本研究是一项多中心的回顾性研究,连续纳入了共36名接受OCT检测的可疑支架失败的患者。用OCT数据重建冠脉解剖结构,并在支架边界部位进行血流模拟(认为这代表了基线管腔表面情况,即支架植入后即刻的情况),研究内皮剪切力(ESS)与新生内皮负荷、新生动脉粥样硬化负荷和新生内皮特征的关系。另外,也对新生内皮破裂处的管腔进行了血流模拟,估算了破裂前该部位的ESS。

结果显示,基线ESS情况与新生动脉粥样硬化和富含脂质的动脉粥样硬化组织存在负相关的关系。暴露于低ESS的部分更易存在巨噬细胞聚集(28.2% vs. 10.9%,P<0.001)、血栓形成(11.0% vs. 2.6%,P<0.001)和新生内皮不稳定(8.1% vs. 0.9%,P<0.001)。在新生内皮破裂节段,破裂处的ESS高于病灶的平均ESS。

该研究表明,局部ESS与新生动脉粥样硬化病变特征相关,提示ESS参与了支架节段内不稳定斑块的形成。

表4 ESS与新生动脉粥样硬化的特征

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图5 新生动脉粥样硬化处基线ESS值偏低

点评

近年来一些研究显示了在不同支架类型(BMS、DES和生物可吸收支架)ESS和新生内皮之间的负相关关系。但值得注意的是,这些研究都仅进行了短期随访,而在此期间,新生内膜的增生可能在被抗增殖药物所抑制。本研究首次检测了ESS对新生内膜增殖的远期影响,并得出结论,不论支架类型,ESS是新生内膜增殖的一项预测因素,表明局部血流动力学不仅可调控BMS早期的新生内膜增殖,还可影响远期的新生内膜增殖,尤其在DES中,后者被称为晚期追赶现象。

最近,一些组织学和基于血管内成像的研究揭示了新动脉粥样硬化病变形成的机制,表明除系统性因素外,局部因素(由聚合物或抗增殖药物诱发的底层斑块、局部炎症和内皮功能障碍)也促进了支架节段内高危不稳定病变的形成。而这项研究首次证明,除了已建立上述预测因子外,基线ESS(不论支架类型)与新动脉粥样硬化的形成有关,这为新生动脉粥样硬化的局部表现提供了机制上的解释。更重要的是,本研究发现,暴露于低ESS的节段有着更高的血栓负荷、更易出现新生内膜不稳定,这提示局部血流动力学是罪犯病变位置的预测因素。

04、OCT下所见易损斑块与冠脉病变严重程度、微循环障碍的关系

文献来源:Usui E, Yonetsu T, Kanaji Y, et al. Optical Coherence Tomography-Defined Plaque Vulnerability in Relation to Functional Stenosis Severity and Microvascular Dysfunction[J]. JACC Cardiovasc Interv, 2018, 11(20): 2058-2068.

内容:该研究纳入了340名患者的382个新发中至重度冠脉病变,对这些病变均进行了OCT、血流储备分数(FFR)和微循环阻力指数(IMR)检测。将FFR结果及IMR结果各分为三组,分别是FFR-T1 (FFR <0.74),FFR-T2 (0.74≤FFR≤0.81)和FFR-T3 (FFR >0.81);IMR-T1 (IMR ≥25),IMR-T2 (15

结果显示,FFR和IMR之间没有相关性。与IMR-T2和IMR-T3相比,IMR-T1组的OCT下所见的薄纤维帽动脉粥样硬化(TCFA)的发生率显著增高。在FFR的三组之间,TCFAs发生率存在显著差异,但两两比较并无统计学意义。IMR-T1组斑块破裂率明显高于IMR-T2组和IMR-T3组,但在FFR的三组之间无显著差异。

多元分析表明,FFR和IMR是TCFAs发生率的独立预测因子(OR 0.036;95% CI 0.004-0.342;p=0.004和OR 1.034;95% CI 1.014-1.054;p=0.001)。

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图6 TCFA、斑块破裂与FFR、IMR的相关性

点评

该研究主要发现,中至重度冠脉病变存在以下特点:①狭窄严重程度与TCFAs发生率增加、纤维帽厚度变薄、最大脂质弧变大、靶血管内脂质体积指数变大有关;②微血管阻力增加与TCFAs患病率增加、斑块破裂、靶血管脂质体积指数增大有关;③FFR和IMR是OCT下观察的TCFAs存在的独立预测因子。该研究首次证明易损斑块与冠脉狭窄程度、微循环阻力明显相关。

05、对OCT下所见冠状动脉蜂窝样结构的组织病理学观察

文献来源:Suzuki S, Sotomi Y, Nakatani S, et al. Histopathologic Insights Into the Honeycomb-Like Structure in the Coronary Artery: In Vivo Multimodality Imaging Assessment With Directional Coronary Atherectomy[J]. JACC Cardiovasc Interv, 2018, 11(19): e157-e159.

内容:该文章报道了一例反复出现典型胸痛、长期药物治疗无效的血管痉挛性心绞痛的患者,该患者近期的冠脉造影显示右冠近段存在严重的血管痉挛,OCT显示局部管腔存在多个螺旋隧道,其间被高信号强度、低信号衰减的纤维组织所分隔,OCT三维重建显示出4个不同腔室。冠状动脉内镜显示了隧道的间隔组织被白色稳定的内膜覆盖、局部未见红色血栓。

对隧道的间隔组织进行活检,组织病理学结果显示,双侧内皮层之间可见平滑肌细胞,未见动脉粥样硬化斑块。结合患者的背景,作者推测,该蜂窝状结构的形成因血管痉挛所致的管壁血栓再通的可能性大,而不是由血栓栓塞的再通或斑块破裂的愈合引起。最终,在病变处植入了2枚依维莫司洗脱支架,成功缓解了患者的症状。

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图7 冠脉蜂窝样结构在OCT(E-H)、IVUS(E‘’-H‘’)、OCT三维重建(I)和冠状动脉内镜(J)下的显示

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图8 间隔组织的病理学检测(样本一--C-E、样本二—F-H,C、F苏木精、伊红染色,D、G 马森三色染色,E CD31免疫标记,H verhoff -van Gieson染色,E黑色箭头 双侧内皮层,H黑色箭头 双侧弹力层,其内为平滑肌细胞未见粥样硬化斑块)

点评

在既往报道的数个冠脉蜂窝样结构的病例中,推测血栓再通是解释这种结构的形成原因,但缺乏组织学证实。该病例首次报道了冠脉蜂窝样结构隔膜的组织病理学分析,该结果可能为更深入了解形成这种独特和罕见的冠脉结构的病因提供了参考。


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