颅内大血管急性闭塞血栓病理学特征与病因相关性☆
2022-10-31邢莹朱良付李天晓王丽娜刘秋雨权晓强周志龙马振凯吴立恒刘杨辉张洋周腾飞管民李强孔令非
邢莹 朱良付 李天晓 王丽娜 刘秋雨 权晓强 周志龙 马振凯 吴立恒 刘杨辉 张洋 周腾飞 管民 李强 孔令非
颅内大血管闭塞急性缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)发病率逐年上升,是导致人类残死的主要疾病之一[1]。近年来,多项大型随机对照临床试验已经证实了对AIS 行血管内治疗(endovascular treatment,EVT)的有效性[2],并推荐将其作为大血管闭塞AIS 首选治疗策略。尽管EVT 技术不断进步,但仍存在部分患者未能实现成功再通[3]。虽然明确病因对AIS 再通治疗和预防至关重要,但研究显示30%~40%AIS 是病因不明的[4]。EVT 使我们能获得血栓标本和观察不同病因所致颅内大血管急性闭塞血栓的组织学成分及病理特征。本研究通过回顾性分析我院卒中中心收治的行EVT的AIS 患者血栓标本和临床资料,对不同病因所致的颅内大血管闭塞患者的血栓病理学特征进行探究。
1 资料与方法
1.1 研究对象前瞻性收集2018 年12 月至2021 年2 月本中心收治的行EVT 的AIS。纳入标准:①年龄≥18 岁;②临床诊断为AIS,发病到动脉穿刺时间前循环≤12 h、后循环≤24 h[5];③数字减影血管成像(digital subtraction angioplasty,DSA)证实为颅内大血管急性闭塞,包括颈内动脉、大脑中动脉M1 和M2段、椎基底动脉;④本次发病前改良Rankin量表(modified Rankin scale,mRS)评分≤2 分;⑤术前美国国立卫生研究院卒中量表(the National Institutes of Health stroke scale,NIHSS)评分≥6 分;⑥获得了可供病理学研究的颅内血栓标本;⑦获得患者或家属术前签署的知情同意。
1.2 血栓标本分析所有血栓标本经10%中性磷酸福尔马林溶液中固定24 h,完成组织脱水,石蜡包埋,后沿血栓长轴方向做3 μm 厚的连续切片。常规HE染色,在显微镜(奥林巴斯BX-53,日本)下观察其病理学特征并储存图像。应用病理图像分析软件(Motic Images Plus 3.0,厦门)进行图像分析,量化红细胞(red blood cell,RBC)、纤维蛋白/血小板(fibrin and platelet,Fibrin/PLT)、白细胞(white blood cell,WBC)的面积,并计算出相应的面积百分比。
根据RBC 在血栓病理组分构成中的比例将血栓分为红色血栓组、白色血栓组和混合性血栓组[6],其中,RBC 含量比Fibrin/PLT 含量高15%以上为红色血栓组,本研究将RBC 含量比Fibrin/PLT 含量高90%以上、镜下几乎全为RBC的血栓另行定义为泛红细胞血栓(但不计入红色血栓组)(图1A);Fibrin/PLT含量比RBC 含量高15%以上为白色血栓组,本研究将Fibrin/PLT 含量比RBC 含量高90%以上、镜下几乎无RBC的血栓另行定义为乏红细胞血栓(但不计入白色血栓组)(图1B);其他病例归类为混合性血栓组(表1)。
表1 血栓分组定义表
图1 血栓病理图片 A.泛红细胞血栓(HE染色,200×);B.乏红细胞血栓(HE染色,200×)。
此外,本研究将显微镜下观察到的“胭脂征”和“花豹征”2 种病理征象(典型图像为100 倍镜下)分别定义如下:①“胭脂征”,即在HE染色的白色血栓组中,RBC 细胞群以较规则的红色片状、条状在白色血栓组中突兀出现,且界限分明,酷似胭脂(图2D);②“花豹征”,在HE染色的白色血栓组中,RBC与纤维蛋白交错分布,酷似豹纹(图3D)。病理学征象由两位从事颅内血栓病理学研究的医师独立判断,意见不一致时经协商达成共识。
图2 病例1 DSA、血栓大体和病理图 患者男,69 岁,突发意识不清4 h,既往有高血压、冠心病和房颤病史。A.再通治疗前DSA 示基底动脉尖闭塞(红色箭头);B.ACE 60 抽吸治疗回收的大体血栓标本;C.一次抽栓后造影示基底动脉全程通畅,TICI 3级;D.血栓病理示“胭脂征”(HE染色,100×)。
图3 病例2 DSA、血栓大体和病理图 患者男,36 岁,突发意识不清伴右侧肢体活动不利5.5 h,既往有房颤病史。A.再通治疗前DSA示左侧大脑中动脉闭塞(红色箭头);B.经Solitaire FR(4 mm×20 mm)取栓后回收的大体血栓标本;C.一次取栓后造影示左侧大脑中动脉血流通畅,TICI 3级;D.血栓病理示“花豹征”(HE染色,100×)。
1.3 病因分型据改良TOAST(trial of Org 10 172 in acute stroke treatment,TOAST)分型[7]将纳入的大血管闭塞患者病因分为大动脉粥样硬化型(atherosclerotic,AT)组、心源性栓塞型(cardioembolism,CE)组、不明原因型(stroke of undetermined etiology,SUE)组3 组。分型由两位高级职称神经介入专家独立判断,意见不一致时经协商达成共识。
1.4 统计学方法采用SPSS 26 进行统计学分析。计数资料以百分比(n,%)描述,组间比较采用χ2检验。符合正态分布的计量资料以±s描述,组间比较采用独立样本t检验或单因素方差分析。非正态分布的计量资料,采用中位数和上下四分位数[M,(QL,QU)]描述,组间比较采用Mann-WhitneyU检验,多项对比采用Kruskal-WallisH检验。采用加权Kappa系数评估病因分型和病理学特征的两位观察者之间的一致性。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 临床特征共纳入99例患者,男70例(70.7%),女29 例(29.3%),平均年龄(65.67±13.19)岁,25 例(25/99,25.3%)接受静脉溶栓。其中30 例(30.3%)为AT 组,59 例(59.6%)为CE 组,10 例(10.1%)为SUE组(表2)。两位观察者对病因分型判断结果具有高度一致性(加权Kappa=0.733)。见图4。
表2 不同病因组血栓成分比较
图4 入组流程图
2.2 血栓病理学特征血栓的组织学成分主要由RBC、Fibrin/PLT及WBC构成。根据血栓分组定义,其中44 例为白色血栓组(发现4 例有“花豹征”,23例有“胭脂征”),31例为红色血栓组,9例为混合性血栓组,乏红细胞血栓11例,泛红细胞血栓4例。未发现含有胆固醇结晶、钙化成分或粘液瘤细胞的血栓。
2.2.1不同血栓类型组基线资料比较 白色血栓组、混合性血栓组和红色血栓组的基线资料比较显示:三组血栓年龄、卒中高危因素、NIHSS 评分、桥接治疗、血管内治疗时间节点、血管再通率等均无统计学差异(P>0.05);但发现白色血栓组中可回收支架使用率高,红色血栓组中抽吸装置取栓使用率高,具有统计学差异(P=0.031)。
2.2.2病因与病理学特征 不同卒中病因分型的血栓所含组分的百分比不同,CE 组和SUE 组的血栓中Fibrin/PLT 含量高,RBC 含量低,而AT 组的血栓中Fibrin/PLT 含量低,RBC 含量高,差异具有统计学意义(P<0.001),WBC 含量在不同病因之间无统计学差异(P=0.768)(图5 和表3)。乏红细胞血栓仅出现在CE 组和SUE 组,分别占13.6%(8/59)和30%(3/10),而泛红细胞血栓仅出现在AT 组,占13.3%(4/30)。“胭脂征”在CE 和SUE 中比例更高,差异有统计学意义(P=0.037),而4 例(6.8%)“花豹征”仅在CE 组中发现(图6 和表3)。“胭脂征”观察结果具有较高的一致性(加权Kappa=0.593);“花豹征”观察结果具有很高的一致性(加权Kappa=0.876)。
表3 不同血栓类型组基线资料比较
图5 不同病因组血栓成分的对比箱式图
图6 不同病因组乏红细胞、泛红细胞、“花豹征”和“胭脂征”的对比柱状图
本研究发现白色血栓组和红色血栓组在AT、CE 和SUE 三组病因中均可出现,但是在CE 组和SUE 组中白色血栓的比例高于AT 组,差异具有统计学意义(P=0.020)。混合性血栓在三组病因间无统计学差异(P=0.432)。
3 讨论
既往探究血栓病理和卒中病因的研究有限,且结果颇具争议[8-13]。本研究首次提出了乏红细胞血栓、泛红细胞血栓的定义和“花豹征”及“胭脂征”病理征象,这些定义和征象对大血管急性闭塞AIS 的病因诊断具有价值。
病因不同的血栓其RBC、Fibrin/PLT、WBC的组分含量差异既往报告不一。本研究结果显示:与CE 和SUE 组相比,在AT 组中RBC 含量高而Fibrin/PLT 含量低,这与NIESTEN 等[10]研究结果一致,但和KIM 等[13]和SATO 等[14]的结论矛盾。我们推测这与样本量的大小有关,样本量越大,在CE 组中发现乏红细胞血栓的比例会随之增高(本研究中乏红细胞血栓发现率为11.1%),而乏红细胞血栓的比例对结果可有直接的影响。
本研究的CE 组内含有较高的Fibrin/PLT 含量和较低的RBC 含量,推测可能是CE 组血栓多为栓龄较长的机化血栓,血栓中纤维蛋白的含量较高且结构较致密,而RBC含量的不同可能与脱落的栓子的大小及栓子在颅内血管部位孵育时间长短有关。
本研究发现“花豹征”仅发生在CE 组中,而“胭脂征”在AT 组和CE 组中均有发现,但是多发生于CE 组中(P=0.037)。本研究推测“花豹征”形成的原因是:此类栓子为栓龄较久的分层机化血栓,栓子中的纤维蛋白含量高且结构更为致密,这种分层机化血栓可能易在心脏特定的血流动力学状态下形成。有关“胭脂征”形成的原因,推测是心源性栓子栓塞至颅内导致血管急性闭塞后,短时间内RBC等虽能以栓子为核心孵育组成新鲜血栓,但是这些孵育生成的RBC不易和栓子有较完整的、紧密的粘附,更难与结构致密栓子整合为一体,在后继取栓操作过程中,栓子表面包裹的疏松红色血栓多会散落,残存的RBC细胞群则在显微镜下以较规则的红色片状、条状在白色血栓组中突兀出现,且界限分明,形成了酷似“胭脂”的镜下表现。
本研究中CE 组和SUE 组基线资料上未发现统计学差异,SUE 组的血栓组分表现出与CE 组相同的特点,Fibrin/PLT 含量较高和RBC 含量较低。在病理学特征方面,也观察到SUE 组和CE 组之间的相似性以及与AT组的差异。提示SUE组具多来源于心源性栓塞,这与之前的研究结果一致[8-9]。
文献报告SUE 组占AIS 的30%左右[4]。对于同时存在动脉粥样硬化和栓塞两种病因的SUE组,往往提示预后不良[15]。本文通过探究血栓病理特征有助于进一步明确SUE组的原因,进而对患者开展有针对性的二级预防,降低卒中复发率。
我国AT 患病率高达46.6%[16],在临床工作中仍存在不少不易确定的AT病例。本研究发现泛红细胞血栓仅出现在AT 组,这对AT 病因确定具有特异性。推测泛红细胞血栓的原因是不稳定动脉粥样硬化性斑块病变多形成的新鲜血栓,这些血栓在颅内血管孵育时间较短时,纤维蛋白含量低,多含有丰富的RBC。
胆固醇结晶是胆固醇的固体晶体形式,存在于动脉粥样硬化中,被认为是动脉粥样硬化斑块中的特异成分。既往研究报告过AT组中发现胆固醇结晶,但是发现率较低[17],本研究中未发现胆固醇结晶的存在。据文献报告显示胆固醇结晶的血栓容易堵塞颅内小血管使远端小血管闭塞,常导致分水岭梗死[18]。本研究纳入患者均为急诊行EVT 治疗的颅内大血管闭塞,考虑这也是本研究未发现胆固醇结晶的原因之一。
本研究结果表明,组织病理学评估可以成为区分心源性和非心源性血栓发病机制的一个有价值的选择。毫无疑问,对明确卒中病因的患者可进行针对性的二级预防措施,降低卒中复发率[19-20]。目前对于SUE 组的二级预防的世界标准依赖于抗血小板聚集[21],至少对大血管闭塞的患者群体来说,这是值得重新考虑的。因此,在常规检查及术中发现不能明确卒中原因的情况下,回收血管内治疗中捕获的血栓进行病理学研究是有意义的。
本研究存在的局限性:首先,排除了无法完成病理切片制作及自发溶解或溶栓后再通的血栓;其次,本研究中有89.9%的患者成功实现了再通,我们无法评估未成功再通患者的完整血栓;最后,本文具有单中心研究固有的局限性,未来的前瞻性多中心研究可进一步验证。