雷帕霉素相关支架研究进展及其与支架血栓

袁 玲，聂 卫

(天津市医药科学研究所，天津 300020)

雷帕霉素相关支架研究进展及其与支架血栓

袁 玲，聂 卫

(天津市医药科学研究所，天津 300020)

随冠心病介入治疗的广泛开展及适应证范围的扩大，在第一代雷帕霉素洗脱支架(SES)之后，越来越多的新型雷帕霉素相关支架将应用于临床。这些支架在保留SES良好的抗再狭窄作用的同时，以各种方式改善内皮化，减少SES的不良反应。雷帕霉素及相关支架在支架植入后抗再狭窄，改善病人生存状态方面的贡献是毋庸置疑的，但抗增殖药雷帕霉素本身造成再内皮化延迟及其他引起血栓形成的因素亦应引起重视。本文介绍了几种新型雷帕霉素相关支架的研究进展，并对雷帕霉素及相关支架引起血栓的因素做了论述。

雷帕霉素洗脱支架，雷帕霉素，支架，血管内皮，支架血栓

冠脉支架的使用可以显著改善急性冠脉缺血，改善病人的生存状态。药物洗脱支架(drug-eluting stent，DES)使得血管成形术后再狭窄率降低到3%～4%，被称为介入治疗领域的革命性变革。目前DES已被广泛用于简单或复杂病变的治疗，其在全世界的置入量已经达到450万枚。第一代DES代表是雷帕霉素洗脱支架(sirolimus-eluting stents，SES)与紫杉醇洗脱支架，其特征是以特殊聚合物基质为释放载体，通过对抗增殖药物的局部缓慢持续释放，能抑制血管内皮及平滑肌细胞增生，达到重建血运、减少再狭窄发生的作用。2012年EuroPCR 会议上Răber 等[1]的研究使众多DES 的安全性和有效性初步得到证实。目前，除一代SES外，也出现了许多新型改良的雷帕霉素相关支架，这些支架各具特色，在保留SES良好的抗再狭窄作用的同时， 针对SES延迟内皮化的不良反应不断改进完善，力图提高远期效果。本文介绍几种将应用于临床的雷帕霉素相关支架的研究进展。但由于抗增殖药雷帕霉素本身作用的非选择性，在抑制血管平滑肌增殖发挥抗再狭窄作用的同时，也显著抑制了血管的再内皮化，增加了支架内迟发性血栓形成的风险，目前已经引起越来越多的关注，同时本文亦对雷帕霉素及相关支架引起血栓的因素做了论述。

1 雷帕霉素相关支架

1.1 雷帕霉素洗脱支架 雷帕霉素洗脱支架是第一个应用于临床的药物洗脱支架。由Cordis,Johnson 公司研制，商品名称Cypher。Firebird支架是目前使用最广泛的国产雷帕霉素药物洗脱支架[2]。SES选用抑制再狭窄效果良好的经典药物雷帕霉素，可有效解决药物作用于靶部位的浓度及时间问题，有效降低术后血管内出现再狭窄的风险，获得了广泛的临床应用。研究证实SES 植入术后有效控制冠心病危险因素、改善左心室功能，对预防再狭窄具有重要意义，尤其是小血管、长支架和分叉病变患者[3]。因此，在许多新型支架不断涌现的今日，SES仍因其优异的抗再狭窄功效而成为许多新型支架的比对标准。

1.2 壳聚糖/肝素雷帕霉素药物洗脱支架(LBL-PLA-RAP支架) 壳聚糖/肝素雷帕霉素药物洗脱支架(LBL-PLA-RAP支架)采用支架双面不对称涂层法将壳聚糖/肝素涂层膜应用于雷帕霉素药物洗脱支架。该支架针对SES的支架内、外侧均有药物涂层的对称性涂层进行改进，支架内侧没有涂层，该不对称涂层可以避免支架内层释放出的抗增殖药物对邻近节段的冠脉血管的损伤，同时通过壳聚糖/肝素涂层膜对于内皮的“高亲和力”，在确保药物洗脱支架良好药物释放的同时，保留涂层膜强大的抗血栓及促内皮化的效果[4]。支架的内皮修复是血管修复的关键一步，支架表面内皮早期迁移修复可以有效降低血栓的形成。

1.3 雷帕霉素与CD34抗体联合支架系统 雷帕霉素与CD34抗体联合支架在理论上可能降低支架内再狭窄和晚期血栓的发生，其支架上的CD34+ 抗体可以吸附血液循环中的内皮祖细胞(EPCs)，并使其分化为成熟的内皮细胞而加速局部的内皮化，最终抑制再狭窄，减少支架内血栓发生。有研究运用该支架和目前常规使用的雷帕霉素药物支架对比观察，结果证明安全有效，但在靶血管重建率上仍高于雷帕霉素药物支架[5]。雷帕霉素与CD34抗体联合支架系统结合了干细胞和生物工程技术，从独特的角度防治再狭窄的发生，将是继药物支架后冠心病防治的一项重要进展。

1.4 可降解雷帕霉素药物涂层支架 目前使用的金属支架不能完全降解，存在着诸多弊端，如持续性机械牵拉、异物炎性反应等，引起置入部位血管内皮损伤和晚期血栓形成等问题。而可降解聚合物涂层支架表面携带药物的聚合物涂层是可降解的，从而避免了聚合物永久存留对血管壁带来的不良影响。生物可降解支架可以作为一种“临时性支架”，在置入早期维持有效的血管支撑，作用一定时间后完全降解，不产生炎症反应和有毒物质；复发后方便再次介入治疗；患者更可接受磁共振检查[6]，故成为近期国内外冠心病介入治疗研究的前沿热点。目前应用较多的可降解涂层材料有3种，包括聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物(PLGA)，这些物质在体内经三羧酸循环逐渐分解为二氧化碳和水，最后经肺和肾排出体外。

已经投入临床研发并进入临床试验的生物全降解支架主要有德国Biotronic 公司的可降解镁合金支架(absorbable metallic stent，AMS)、日本Igaki公司的Igaki-Tamai 支架、美国雅培公司的生物可降解依维莫司洗脱支架(bioabsorbable everolimus-elutingcoronary stent system，BVS)、美国Reva 医疗科技公司的REVA 支架以及美国生物吸收公司的Ideal支架。目前我国批准使用的可降解涂层雷帕霉素洗脱支架有吉威公司研制的Excel 支架、微创公司生产的Firebird支架和乐普公司生产的Partner支架。

1.5 无载体支架 无载体支架是实现了血管内无载体的含药洗脱支架系统，无聚合物涂层支架的诞生，完全杜绝了聚合物涂层的残留对支架及血管内皮造成的炎症反应，减少对血管的刺激，加速支架的内皮化，减少血栓的形成。无聚合物涂层药物洗脱支架表面无高分子聚合物，其将所载药物通过特殊的工艺装载在支架上，无需聚合物的携带。这种无聚合物涂层的药物洗脱支架，在国内和国外均有研发，国外的无聚合物涂层支架有Yukon、BioFreedom和Optima等；国产的无载体雷帕霉素药物涂层支架代表是乐普二代(Nano，北京乐普)，其制作是直接在支架基体表面通过特殊方法制备出微孔。

Massberg等[7]研究证实，无载体西罗莫司支架与普通西罗莫司有载体不可降解支架1年随访再狭窄及远期不良心血管事件类似。Chen 等[8]亦认为无载体雷帕霉素支架的安全性和有效性与一代药物洗脱支架一致。刘云升等[9]亦提出无聚合物载体雷帕霉素洗脱支架在小型猪模型中，炎性反应程度更轻，无支架内血栓形成，可以有效抑制新生内膜增殖，表现出良好的组织相容性。然而对于无载体支架也有学者提出不同意见，如Chen等[10]对一种新型无载体雷帕霉素和普罗布考双载药支架(Dual DES)和生物可降解支架(Excel)进行比较后提出，前者在抗再狭窄、晚期管腔丢失以及靶血管重建率上不如后者。

1.6 “靶向”洗脱支架系统 针对抗增殖药雷帕霉素本身也会影响血管内皮的再内皮化，上海微创研发了第三代药物支架firehawk冠脉雷帕霉素靶向洗脱支架系统已于近日获得了国家食品药品监督管理总局(CFDA)的上市批准，成为全球第一且唯一一款药物“靶向”洗脱支架系统，其在保证等效的前提下，载药量仅需同类传统药物洗脱支架的1/3，使药物支架的安全性和有效性在更高的水平上得到兼顾。

1.7 低剂量雷帕霉素可降解支架 此类支架是建立在超薄支架平台的新型支架，且其涂层具有生物可降解性，兼具可降解雷帕霉素药物涂层支架和“靶向”洗脱支架系统雷帕霉素使用剂量较小的优点。Prado 等[11]通过比较此类新型低剂量雷帕霉素可降解支架和InspironTM雷帕霉素洗脱支架(SES)在主要不良心脏事件(MACE)[心脏性死亡、非PCI相关的心肌梗死(MI)、靶血管血运重建(TVR)或支架血栓]的发生方面，得出该新型支架在临床实践中具有优良的短期和中期临床结果的结论。

2 雷帕霉素相关支架与支架血栓

近年来，随着雷帕霉素及相关支架的广泛应用，在其带来可喜成果的同时，问题也在不断出现，如对内皮化的影响、晚期血栓形成事件、猝死、心律失常的发生等正逐渐引起对其安全性的关注。与BMS置入后支架内血栓相比，DES主要增加了晚期支架内血栓(LST)的发生率。通过血管造影的研究也证实，经药物洗脱支架治疗的病人发生晚期事件的风险，尽管患者在植入雷帕霉素洗脱支架后长期应用抗血小板治疗，但相对裸支架，经其治疗的患者中晚期事件的发生更多见[12]。LST使PCI术后死亡或非致命性心肌梗死的风险性进一步加大。载药支架的晚期安全性问题引起了广泛的重视。

2.1 支架血栓定义 2006年导管心血管治疗大会按支架血栓形成时间给予支架血栓的定义[13]。分为：①急性支架血栓，指支架置入后24 h内发生的血栓；②亚急性支架血栓，指支架置入后24 h～30 d内发生的血栓；③晚期支架血栓，指支架置入后30 d～1年内发生的血栓；④迟发晚期血栓，指支架置入1年后发生的血栓。

2.2 支架血栓的形成相关因素

2.2.1 抗增殖药雷帕霉素引起的再内皮化延迟 支架置入后可能会导致与其接触的血管壁和内皮细胞的损伤，并引发一系列病理生理过程，导致血栓形成。虽然支架内血栓形成的原因是多因素的，但支架区内皮覆盖延迟被认为是一个重要因素。Oyabu 等[14]应用血管镜比较DES和BMS置入6个月血管内膜覆盖情况，发现就是否存在支架部分裸露，DES组发生率远高于BMS组。Gutiérrez-Chico等[15]研究了DES植入后新生内膜覆盖情况后亦有此发现。目前对DES置入后延迟愈合的持续时间还不清楚，但有研究显示，如果支架置入后6个月内不能完成内皮化，以后再内皮化的几率很小。

血管内皮在调节血管状态、维持凝血及纤溶系统平衡、抑制血小板聚集以及抑制炎症细胞与血管内皮细胞间的黏附等方面具有重要的生理功能。雷帕霉素(rapamycin，RAPA)，又名西罗莫司(sirolimus)，与FK506 结构相似，能与亲免蛋白FKBP-12形成复合物，结合哺乳动物雷帕霉素靶分子mTOR，通过不同的细胞因子受体阻断信号传导，使细胞增殖停止于G1-S期，由于雷帕霉素的抗增殖作用缺乏选择性，在抑制平滑肌细胞增生减少支架内再狭窄的同时也抑制血管内皮细胞的内皮化，使损伤部位难以愈合。近年来随着雷帕霉素药物洗脱支架的广泛临床应用，越来越多的研究发现雷帕霉素能通过抑制内皮细胞的增殖和迁移造成冠状动脉术后再内皮化延迟[16]。袁玲等[17，18]采用雷帕霉素孵育人脐静脉内皮细胞发现其能促进内皮细胞坏死及凋亡，同时还发现雷帕霉素能减少一氧化氮分泌引起血管内皮功能失调，其造成内皮细胞损害和其引起的内皮细胞内质网Ca2+漏出增加以及线粒体钙超载有关。Zissimopoulos等[19]采用雷帕霉素分离FKBP12/12.6与RyR2，会导致肌浆网的RyR2通道呈现持续性微电导状态，引发钙渗漏现象。Alexander Jabs 等[20]在大鼠进行动物造模通过微泵给予雷帕霉素模拟支架植入后雷帕霉素在血管局部缓慢洗脱，得出和细胞实验一致的结果。目前还有研究发现，雷帕霉素能抑制内皮祖细胞的增殖、分化、黏附、集落形成及体外成血管能力[21]。此外，还有研究发现，雷帕霉素在支架局部形成高凝状态，并诱导内皮细胞表达组织因子及纤溶酶原激活物抑制剂等促栓因子，从而增加了血栓形成的风险[22]。

2.2.2 支架本身以及介入因素引起的局部炎症 载药支架血栓发生的风险也与支架本身的材质明显相关。目前已经通过认证并在临床上普遍应用的冠脉支架有许多种，其差别主要表现在结构设计、组成材料、工艺质量、支架金属丝厚度、放射可视性、柔顺性、支撑力、轴向短缩率、金属表面积、血液生物相容性以及操作难易程度等方面[23]。

长期存在的支架聚合物载体残留导致局部炎症反应引起置入部位血管内皮损伤、内皮化缓慢，且容易引起血小板黏附及纤维蛋白原沉积，可能是诱发支架晚期血栓形成的主要原因。聚合物也称为高分子化合物，是由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物，其作为一种异物进入体内，有些患者会出现过敏反应，进而引发血管的慢性炎症。有研究发现，发生支架血栓患者中存在支架段血管动脉瘤样扩张，局部有T 淋巴细胞和嗜酸粒细胞[24]，提示支架聚合物载体所引起的过敏反应和慢性炎症可以造成内皮化不全，最终可以导致血栓形成。此外，聚合物作为药物载体涂覆在支架上，可能会因涂层的不均一发生聚合物剥落的情况，亦会由此产生炎症反应，增加血栓形成的风险。

对于新型的生物可降解支架来说，这些聚合物材料在体内分解的过程中，由于其代谢出的产物，包括：催化剂、刺激物、溶剂和酸性的中间产物等，会对邻近组织产生毒性作用以及诱发血管局部炎症，由此引发的局部炎性反应甚至比金属支架材料长期留存的影响更严重，包括致晚期血栓形成的风险。所以说可降解聚合物涂层药物洗脱支架的长期有效性和安全性还有待进一步的研究。未来生物可降解支架的研发需要寻找或构建一种真正能够实现完全无毒无害降解的可降解生物材料，以最大化减少材料本身降解释放所带来的潜在危害。

此外，有研究表明，急性血栓的发生与介入操作时在血管腔内滞留时间及插入血管的选择等熟练程度所致的血管内膜损伤的程度以及炎症反应程度有关；支架贴壁不良或支架未完全覆盖病变是导致急性支架血栓的重要原因之一。支架置入时亦会对血管内膜造成机械性损伤，在创伤部位会发生血小板沉积、中性粒细胞浸润和纤维蛋白沉积等现象；置入的支架作为异物会导致炎症反应和免疫反应，释放的炎症因子等等因素都会增加血栓形成的风险。

2.2.3 患者本身与支架血栓的形成有关的因素 研究认为，除血管内皮愈合延迟及聚合物残留导致局部炎症反应等相关因素以外，患者本身罹患高血压、糖尿病、肾功能不全、凝血机制异常及急性冠状动脉综合征等疾病以及个人不良生活习惯，如吸烟等有致血小板活性增强的潜在因素，可能成为晚期血栓形成的诱因[25]。另外，患者本身的基因变异，如氯吡格雷和血小板受体功能相关的若干基因变异是早期支架血栓形成的独立危险因素，有研究指出携带CYP2C19* 2 的患者MACE 事件和死亡风险均增加[26]。除此之外，高龄、血液病、恶性肿瘤需要手术的患者等很多情况导致患者不得不及早停药也会成为影响血栓的发生的因素，过早停用双重抗血小板药物阿司匹林和氯吡格雷，是形成晚期血栓的重要危险因素。有研究报道，停用氯吡格雷6 个月后，DES 组与BMS组相比具有较高的血栓事件发生率。在DES 时代双抗血小板治疗( DAPT) 多久为最佳，目前仍无定论。2012 年ESC 指南建议: 对于DES 后双联抗血小板治疗时间应取决于以下两个因素: DES 的类型及患者的出血风险，个体化的方案可能是未来DAPT 时程选择的方向[27]。

综上所述，雷帕霉素洗脱支架作为介入心脏病学领域的巨大进展，以其优异的抗再狭窄功效被称为冠心病介入治疗的第三个里程碑，但其载药较多造成内皮化延迟，且聚合物涂层为永久性的，不可降解支架易引起过敏反应和炎症，以及由此增加的血栓形成倾向，影响其远期效果。因此近年来，不断针对SES进行改良，出现了许多新型雷帕霉素相关载药支架，这些支架或多或少地改善了内皮化，增加了远期效果。但由于雷帕霉素的抗增殖作用缺乏选择性，聚合物涂层引发的炎症反应，可降解材料的不完善等因素仍有引发血栓的倾向，因此对雷帕霉素及相关支架的长期安全问题，仍需引起重视。

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Rapamycin related stent progress and stent thrombus

Yuan Ling，Nie Wei

(Tianjin Institute of Medical Science，Tianjin 300020)

With extensive coronary intervention therapy and the expanded indications, more and more noval rapamycin related stents are being used in the clinical practice since the development of the first generation of sirolimus-eluting stents (SES). The application of such stents has not only improved endothelialization, but also reduced adverse reactions to SES in a variety of ways while retaining SES with a good anti-restenosis effect. Although there is no doubting the contribution of sirolimus and stent implantation to the patients in anti-restenosis and the improvment of survival state, reendothelialization delay caused by the antiproliferative drug rapamycin itself and other causes of thrombosis also need to be highlighted. This review introduces the advances in the field of the development of novel rapamycin associated stents and the factors causing stent thrombosis.

sirolimus-eluting stent，sirolimus，stent，vascular endothelial，stent thrombus

2016-12-05

2013年天津市卫生局科技基金项目(No.2013KY37)

R972

A

1006-5687(2016)01-0061-05