iMapTM血管内超声检测冠状动脉粥样斑块坏死核心与心血管疾病危险因素、Lp-PLA2相关性

岑锦明， 杨希立， 许兆延， 张健瑜， 蔡炜标， 梅百强， 熊卿圆

冠状动脉心脏病（冠心病）发生发展和转归过程中冠状动脉斑块性质及稳定性较其所致血管狭窄程度更具有临床意义，及早发现不稳定斑块及影响其稳定性的危险因素，对预防急性心血管事件发生至关重要。 虚拟组织学（virtual histology，VH）-血管内超声（IVUS）是一种IVUS后处理技术，可在灰阶IVUS基础上通过反向散射射频信号实时重建斑块分类组织图像，对目前所知主要斑块组成成分进行分析，其成像预测准确率＞90%，利于分析斑块易损性。影响斑块稳定性因素有免疫炎性反应、细胞外基质降解、脂质代谢异常、细胞凋亡、钙化、氧化应激及血管新生、血流动力学等，其中炎性反应是斑块易损性关键因素［1］。近年来血清标志物作为动脉粥样易损斑块早期预警信号的研究证据不断增加，血浆脂蛋白相关磷脂酶A2（lipoprotein associated phospholipase A2，Lp-PLA2）作为研究热点的冠心病风险预测因子［2］，与动脉粥样硬化程度相关。本研究选择冠状动脉临界病变病例作VH-IVUS检测，旨在探求传统危险因素、Lp-PLA2与斑块坏死核心（necrotic core，NC）、斑块负荷（plaque burden，PB）相关性。

1 材料与方法

1.1 研究对象

2015年6月至2017年6月连续入选在佛山市第一人民医院住院的胸痛待查患者。入选标准：冠状动脉造影（CAG）显示3支主要血管左前降支（LAD）、左回旋支（LCX）、右冠状动脉（RCA）中靶血管狭窄40%～70%，直径≥2.5 mm，且为原位、非经皮冠状动脉介入治疗（PCI）血管；排除标准：①既往有急性心肌梗死或冠状动脉旁路移植术史、PCI史，存在致命性心律失常或控制不良的高血压（收缩压＞160mmHg和/或舒张压＞110 mmHg，1 mmHg＝0.133 kPa），严重肝、肾功能不全；②对阿司匹林或氯吡格雷禁忌；③伴发恶性肿瘤、炎症性疾病、自身免疫性疾病；④未经治疗的甲状腺疾病、雌激素替代治疗、发热（＞37.5℃）、3个月内外科手术、创伤或感染性疾病、血栓栓塞性疾病、瓣膜性心脏病、心肌病、心脏移植、美国纽约心脏病协会（NYHA）心功能分级Ⅲ～Ⅳ级充血性心力衰竭或左心室功能不全（左心室射血分数＜40%）；⑤CAG显示血管完全闭塞（脑梗死溶栓后血流分级0级）、IVUS示管腔明显钙化（＞180°）。所有患者术前均签署手术知情同意书。

1.2 术前准备

患者在CAG检查前均根据《中国经皮冠状动脉介入治疗指南（2016）》［3］推荐标准，接受肠溶阿司匹林（0.1 g/d）、氯吡格雷（75 mg/d）、阿托伐他汀钙（20 mg/d）、贝那普利（10 mg/d）治疗 5～7 d，无禁忌证时加用β受体阻滞剂美托洛尔，并根据个体情况调整剂量。对伴发高血压患者，控制收缩压在≤160 mmHg和/或舒张压在≤100 mmHg。

1.3 生化指标和标志物检测

入院第2天空腹检测所有患者总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、糖化血红蛋白（HbA1c）水平，酶联免疫吸附试验（ELISA）检测 Lp-PLA2水平。参考值分别为：TC 3.1～5.7 mmol/L，TG 0.4～2.0 mmol/L，HDL-C 1.16～1.55 mmol/L，LDL-C 1.80～3.36 mmol/L，HbA1c 4.0%～6.5% ，Lp-PLA2＜175 ng/mL。

1.4 危险因素定义

高血压：根据《中国高血压防治指南 2010》［4］，在未应用降压药物情况下3次非同日测定收缩压均＞140 mmHg和/或舒张压＞90 mmHg；肥胖：体重指数（BMI）≥28 kg/m2；2 型糖尿病：根据 2003 年美国糖尿病协会诊断标准［5］，空腹血糖（FBG）≥7.0 mmol/L和/或餐后 2 h血糖≥11.1 mmol/L；吸烟史：既往规律吸烟每日10支以上，烟龄5年以上；高脂血症：空腹血清TC≥5.7 mmol/L或LDL-C≥3.3 mmol/L；早发冠心病家族史：一级男性亲属发病时＜55岁，一级女性亲属发病时＜65岁。

1.5 CAG和VH-IVUS检查

患者取平卧位，1%利多卡因局部浸润麻醉，右桡动脉或右股动脉为穿刺入路，成功后置入6 F动脉鞘管，经鞘管内注入普通肝素3 000 U，5 F Terumo共用造影导管行CAG（左冠状动脉常规用RAO 30°+CRA 30°、RAO 30°+CAU 30°、LAO 50°+CAU 30°、LAO 50°+CRA 30°，右冠状动脉用 LAO 45°、LAO 20°+CRA 20°、CRA 30°投照体位）；2 名经验丰富介入医师采用定量冠状动脉造影（QCA）分析CAG结果，同步记录其图像，靶病变最小管腔直径（minimum luminal diameter，MLD）、病变长度（lesion length，LL）、面积狭窄率（area stenosis，AS）数据取2名医师评估平均值。

VH-IVUS检查参照欧洲心脏病协会指定标准［6］，经造影导管补充普通肝素至 100 U/kg，导丝导引下送入指引导管至靶冠状动脉开口，PTCA导丝送至靶冠状动脉远端，经指引导管向靶冠状动脉内注入硝酸甘油200 μg，沿PTCA导丝送入iMapTM系统（美国Boston科技公司）IVUS探头（频率40 MHz，导管直径3.6 F）至冠状动脉远端，以0.5 mm/s速度自动回撤导管，同时采集影像数据；采用QIVUS iMap Basic Viewer软件检测靶病变最狭窄处外弹力膜横截面面积（EEMCSA）、最小管腔横截面面积（MLACSA）、斑块面积（PA）、PB，以及参考段EEMCSA（REEMCSA）、参考段MLACSA（RMLACSA）。

定量指标检测：所有靶病变测量数值来自IVUS所示横截面最狭窄部位。①EEMCSA：病变最狭窄处血管总横截面积，即血管外弹力膜所含面积，包括MLACSA和PA；②MLACSA：最狭窄处血管管腔边界包绕区域面积；③PA：最狭窄处EEMCSA与MLA-CSA 之差， 即 PA＝（EEMCSA）-（MLACSA）；④PB：最狭窄处PA与EEMCSA之比，即PB＝PA/病变段 EEMCSA×100%；⑤RMLACSA＝（RMLACSA近端+RMLACSA远端）/2；⑥管腔面积狭窄率（%）＝参考段管腔横截面积-靶病变MLACSA/RMLACSA×100%。

定性指标检测：iMapTMIVUS检测斑块成分以不同颜色显示，绿色表示纤维组织（FT），黄色表示纤维脂质（FF），红色表示NC，蓝色表示钙化核心（DC）。薄帽纤维粥样斑块（TCFA）定义：最小管腔面积处无厚纤维帽证据，至少占病变周径33%，其负荷＞40%，NC面积＞10%。测量斑块各成分面积及其占斑块总体积百分比。

1.6 统计学方法

分类资料用频数表描述和χ2检验分析，计量资料用均数±标准差（±s）描述，两组间比较用两独立样本t检验；各危险因素与斑块NC关系用单因素线性回归和多因素线性回归分析，将单因素分析线性回归P≤0.1的变量参数带入多变量模型分析；数据分析采用SPSS 19.0软件，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

最终入选88例患者，年龄50～80岁，平均（62.4±8.5）岁；不稳定型心绞痛48例（57.1%），稳定型心绞痛 40例（42.9%）（表 1）。QCA 检测实例见图 1，灰阶IVUS与iMapTMIVUS检测实例见图2。

表1 88例患者临床基线资料

图1 QCA分析CAG结果影像

iMapTMIVUS检测靶病变 LL、AS均高于QCA分析结果（P＜0.05），两种方法检测MLD差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。

图2 灰阶IVUS定量与iMapTMIVUS定性检测影像

表2 两种方法检测靶病变结果比较

心血管危险因素分析显示，LDL-C与PB呈正相 关 （r＝0.539，P＜0.05）；伴 糖 尿 病 （r＝0.599，P＜0.05）、LDL-C（r＝0.581，P＜0.05）、Lp-PLA2（r＝0.546，P＜0.05）与 NC所占百分比呈正相关，HDL-C与NC所占百分比呈负相关（r＝-0.429，P＞0.05）；年龄、性别、伴高血压、吸烟史、早发冠心病家族史、BMI、HbA1c、FBG、TC、TG 与 PB、NC 呈负相关，见表3。由于变量（y）为斑块内NC百分比，自变量（x）为年龄、男性、伴高血压、伴糖尿病、吸烟史、BMI、HbA1c、FBG、TC、TG、LDL-C、HDL-C、Lp-PLA2，将单因素线性回归分析中P≤0.1的变量作多因素回归分析，结果显示伴糖尿病、LDL-C、Lp-PLA2是斑块NC所占百分比的独立危险因素（P＜0.05），见表4。

3 讨论

流行病学证据表明心血管疾病危险因素与冠状动脉临床事件间存在复杂关系［7］。相当多冠状动脉事件是由冠状动脉不稳定斑块破裂继发完全或不完全闭塞性血栓形成所致，即急性冠状动脉综合征（ACS）病理基础，早期诊断并治疗不稳定粥样斑块对于降低急性冠状动脉事件极其重要。目前CAG无法显示不稳定斑块性质，临界病变危险分层或严重程度判断成为盲区。本研究iMapTMIVUS检测结果显示靶病变LL、AS均高于QCA分析结果（P＜0.05），与以往相关研究结果［8］相似；冠状动脉病变狭窄程度及病变长度均超过CAG结果。VH-IVUS可提供管腔与管壁横截面图像，重建血管纵轴切面，全面分析斑块大小、形态、性质、累及范围、钙化和血管重构等。Ben Ahmed等［9］通过QCA和IVUS对40例冠状动脉临界病变作前瞻性分析，结果47%患者经IVUS检测后治疗策略发生改变（P＝0.01）。因此，对CAG提示临界病变（狭窄40%～70%）采用IVUS检查十分必要，可进一步明确斑块性质和狭窄程度，制定下一步治疗方案，且IVUS指导PCI治疗可显著降低心源性死亡和支架内血栓形成等心血管不良事件［10］。但VH-IVUS也存在不足，对严重钙化周围坏死组织或血栓的判断欠佳，故本研究排除了严重钙化病变（管腔钙化＞180°）患者。

表3 心血管危险因素与PB、NC关系

表4 NC与危险因素相关指标多因素回归分析结果

冠状动脉不稳定斑块主要有薄纤维膜、大脂质核心、炎性细胞浸润、血小板聚集、钙化结节、血管正性重构等病理类型。其中斑块NC是斑块易损性标志，在评估斑块稳定性方面具有最高预测价值［11］。近年出现应用VH-IVUS检测分析NC大小与某些血清标志物相关性研究报道，但相关临床证据不足，且传统心血管疾病危险因素与NC、PB间关系未明确。本研究通过iMapTMIVUS对所有冠状动脉临界病变检测发现伴糖尿病与NC呈正相关，多因素分析发现伴糖尿病是NC独立危险因素，表明糖尿病状态可促进斑块发展，增大斑块NC和PB，使心血管事件发生率增加［12-13］。

本研究发现LDL-C与NC、PB正相关，是NC独立危险因素。既往TNT研究、IDEAL研究、MIRACL研究、PROVE-IT研究等证实LDL-C水平降低可明显降低心血管事件死亡风险［14-17］。但本研究为单中心研究，纳入病例少，降低LDL-C水平是否可减少斑块NC面积、提高斑块稳定性，仍需临床研究证实。

本研究发现HDL-C与NC呈负相关。HDL具有抗炎、抗氧化、促进一氧化氮生成、抗凋亡等功能，其中促进胆固醇逆向转运是其抗动脉粥样硬化的最重要功能体现［18-20］。NC是由富含胆固醇结晶的泡沫细胞组成，从HDL-C功能方面解释了HDL-C与NC呈负相关，提示HDL-C可能是NC保护因素，但经多因素分析未予证实。近年多项研究结论提示，HDL与动脉粥样硬化关系相当复杂［21-24］。近期一项中国慢性病前瞻性研究证实，不降低LDL-C水平情况下单纯升高HDL-C水平并不能对心血管疾病起保护作用［25］。美国一项超过100万人群研究发现，HDL-C 与总死亡率间呈“U”型关系［26］，提示 HDL-C并非越高越好。有研究发现HDL-C预测冠心病还受 LDL-C、TG 水平影响［27］。 因此，HDL-C 与冠心病关系，特别是与斑块NC关系，仍需更多循证医学证据支持。

本研究显示血浆Lp-PLA2水平随着NC增加而显著升高，多因素回归较正传统危险因素后Lp-PLA2仍是NC和PB独立危险因素，提示动态监测Lp-PLA2水平一定程度上能反映斑块稳定性。Lp-PLA2是脂质代谢和炎性反应标志物，主要由巨噬细胞、T淋巴细胞、单核细胞、肥大细胞分泌产生，与血小板不稳定性密切相关，可特异性反应血管壁周围炎性状态［28］。 杨希立等［29］、赵茹等［30］采用 IVUS 分析冠心病患者冠状动脉粥样斑块，均发现Lp-PLA2水平与斑块脂质NC面积呈正相关。Wang等［13］采用iMapTMIVUS研究分析192例单支冠状动脉临界病变患者纳入横断面，发现Lp-PLA2是最小管腔面积PB和NC独立预测因子，且LP-PLA2对急性冠状动脉病变事件有一定预测价值。本研究结果与之相似，考虑原因：①Lp-PLA2与ox-LDL具有很强亲和力，它水解ox-LDL产生溶血卵磷脂和氧化脂肪酸，在内膜下溶血磷脂酰胆碱和氧化脂肪酸累积形成斑块脂质核心，成为单核细胞化学诱导物，损伤内皮，从而促进单核细胞由管腔向内膜聚集，形成巨噬细胞并吞噬ox-LDL变成泡沫细胞，促进斑块产生［31］，而斑块在炎性因子作用下不断破裂，NC逐渐增大，进而导致斑块不稳定；②Lp-PLA2对血管内皮细胞损伤存在介导机制，其介导的基质蛋白酶能降解薄帽纤维胶原基质等物质，一定条件下促进不稳定斑块发生发展，进而引起急性冠状动脉事件发生［32］。因此，早期检测冠状动脉临界病变患者血浆Lp-PLA2，结合影像学结果，可更准确、快速地预测冠状动脉事件风险。

本研究显示年龄、男性、伴高血压、吸烟史、早发冠心病家族史、FBG、TC、TG与 NC、PB无明显相关，考虑可能在于样本量较少，患者FBG和HbA1c水平基本在正常范围，入院前是否服用他汀等药物，与其它危险因素（如炎症或基因易感性）相互作用，未计算三维PB指标。本研究仅检测单一病变节段最狭窄处斑块NC、PB，不能反映整体病变节段或其它冠状动脉病变程度，检验效能不足问题难以避免。

总之，与CAG比较，iMapTMIVUS可更准确地判定冠状动脉病变狭窄程度及性质，实时提供类似病理学组织图像，更直观地对斑块成分进行定性及定量分析，在识别斑块稳定性上具有重要临床价值。LDL-C与冠状动脉粥样斑块PB呈正相关，HDL-C与NC呈负相关。伴糖尿病、LDL-C、Lp-PLA2是斑块稳定性危险因素，与NC呈正相关。