急性缺血性脑卒中血栓成分的组织病理学与多模式影像研究进展

李清华，徐昕媛，吴国秀，顾晓卿，陈承志，吴岩峰

急性缺血性脑卒中(AIS)具有起病急骤、再通治疗时间窗窄的特点，具有较高的致残率、致死率及复发率[1-2]。早期识别卒中、早期进行再通治疗、尽早恢复脑灌注，可以减轻脑组织损伤，改善患者预后[3]。急性缺血性脑卒中早期再通治疗包括静脉溶栓和机械取栓治疗。随着大血管闭塞早期血管内机械取栓技术的发展，血栓成分的组织病理学分析成为可能。血栓的病理组成在一定程度上影响血管的再通治疗和临床预后，同时血栓的早期多模式影像表现也是血管内再通治疗有效性及预后好坏的预测因素之一[4-5]。基于影像学和组织病理学的血栓成分研究对急性缺血性脑卒中的发病机制、治疗方案的选择及临床预后的判断有着重要的指导意义。本文对近年来急性缺血性脑卒中血栓成分的影像学与组织病理学研究成果进行系统综述，以期为临床诊疗提供参考。

1 血栓的组织病理学研究

1.1 血栓的成分及病理分析方法 随着机械取栓技术的发展，血栓组织的获得成为可能。血栓的主要成分包括红细胞、纤维蛋白、血小板、白细胞、感染性心内膜炎的细菌以及心脏瓣膜病变脱落的瓣膜组织等[6]。Staessens等[7]按照血栓红细胞、血小板所占的比重，将血栓分为红细胞富集区域及血小板富集区域。红细胞富集区域由大量的红细胞及外周少量纤维包裹组成；血小板富集区域由致密的纤维蛋白框架，加上血管性血友病因子(vWF)、大量的白细胞以及DNA成分组成[7]。组织病理学的研究方法主要有HE染色、MSB染色、免疫组织化学技术、免疫荧光染色技术、电镜技术等[7-8]。HE染色是石蜡切片技术里常用的染色法之一。苏木精染液为碱性，主要使细胞核内的染色质与胞质内的核糖体着紫蓝色；伊红为酸性染料，主要使细胞质和细胞外基质中的成分着红色，血栓中纤维蛋白/血小板呈粉红色，而红细胞呈红色[6]。MSB染色是一种纤维素染色法，以马休黄-酸性红-苯胺蓝为核心，主要由天青石蓝染色液、Mayer苏木素染色液、马休黄染色液、苯胺蓝染色液等组成组成，是一种简便、廉价的纤维素染色液，染色后纤维素呈红色或蓝色。以MSB染色为基础的血栓病理切片可以进一步行红细胞或者纤维蛋白的定量分析。免疫组织化学技术主要检测血栓中的vWF、血小板、白细胞等成分的表达水平[7]，例如运用vWF多克隆抗体检测血栓中的vWF。CD45分子在所有白细胞上都有表达，被称为白细胞共同抗原，所以可以运用CD45单克隆抗体检测血栓的白细胞水平。此外，还可以通过免疫荧光技术检测血栓的成分，即将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体(或抗原)上，与其相应的抗原(或抗体)结合后，通过荧光显微镜进行观察[7]。也有研究[8]使用扫描电子显微镜对血栓的血纤维蛋白超微网状结构进行可视化分析。总之，通过不同技术分析血栓的病理学成分，可以协助明确急性缺血性脑卒中的病因，为后续的抗凝或者抗血小板治疗提供依据。

1.2 卒中病因的判断 研究血栓的组织病理学成分可以帮助明确卒中的病因。TOAST分型是最常用的卒中原因分类方法之一，缺血性脑卒中可以分为大动脉粥样硬化型、心源性栓塞型、小动脉闭塞型、其他病因和病因不明5类[9]。心源性栓塞是急性缺血性卒中的重要病因类型之一，约占20%。心房颤动(房颤)是心源性栓塞最常见的原因，此外还有卵圆孔未闭、感染性心内膜炎、心脏肿瘤、风湿性心脏病、心肌梗死所致的室壁瘤、心脏瓣膜病、换瓣术后等[10]。研究[11-12]发现，心源性栓塞的血栓中纤维蛋白含量较高，而非心源性栓塞的血栓中红细胞含量较高。Goebel等[11]根据TOAST分型，将85例机械取栓患者分成心源性栓塞、大动脉粥样硬化型以及不明原因型栓塞组发现，心源性栓塞患者的血栓有较多的巨噬细胞及血小板成分。Boeckh-Behrens等[12]研究也发现，白细胞含量高的血栓与心源性血栓有关。Bhaskar等[13]分析4例感染性心内膜炎并发脑栓塞后行机械取栓患者的血栓发现，这些血栓为由血小板、纤维蛋白、微生物菌落及少量炎症细胞组成的团块，进一步从病理上证实了感染性心内膜炎的诊断。动脉粥样化型也是缺血性脑卒中最常见的类型之一。Dargazanli等[14]发现，动脉粥样硬化性血栓中CD3+T细胞计数显著升高。Fitzgerald等[15]则发现血栓中血小板含量高与大血管闭塞的动脉粥样硬化相关。另有研究[16]发现，尽管血栓标本中含胆固醇结晶的比例较低，但胆固醇结晶可以作为动脉粥样硬化性血栓形成特异性诊断标准之一。通过详细的病史、辅助检查可以判断卒中病因，但仍有25%的缺血性脑卒中病因无法不明确。虽然大多数研究认为隐源性卒中多为心源性栓塞，且血栓组织病理学分析为病因判断提供了一定的依据，但仍不能直接确认。这需要在今后的研究中扩大样本量，同时运用更为先进的血栓病理分析方法找到更为精准的血栓标志物，以便更加深入了解缺血性脑卒中血栓形成的机制。

1.3 对再灌注治疗预后的影响 血栓的病理组成与AIS静脉溶栓及机械取栓等再灌注治疗后的预后相关。Di Meglio等[8]报道了1例右侧大脑中动脉M1段血栓性闭塞的患者，行静脉溶栓不成功，后桥接取栓治疗，电镜技术发现血栓的外壳增厚而致密，里面大量富含红细胞的松软核心。另有研究[17]发现中性粒细胞细胞外陷阱(NET)是急性缺血性卒中发病的可能原因，血栓中NET的存在使重组组织型纤溶酶原激活物(rt-PA)对血栓的静脉溶栓作用下降，因此促进NET的溶DNA酶可促进人体NET的溶解，但其能否作为治疗急性缺血性卒中的新型药物在临床中使用还需进一步研究证明。血栓的成分对机械取栓手术策略的选择、手术操作的过程及再灌注血流分级都存在一定的影响。研究[18-19]发现，血栓中红细胞比例高，机械取栓成功再通率及90 d良好预后的比率也较高，而纤维蛋白丰富、红细胞比例低与机械取栓治疗的穿刺到再通的时间较长相关。Qureshi等[20]纳入142例静脉溶栓后桥接机械取栓的患者发现，25例改良脑梗死溶栓分级(mTICI)0～2a级再通患者中，血栓含红细胞水平高、纤维蛋白含量低患者的静脉溶栓再通率也较低。Sporns等[21]回顾性评估了前瞻性收集的198例连续大脑中动脉闭塞患者的数据，分析了纤维蛋白、红细胞和白细胞血栓的的百分比、介入前血栓的CT参数、血栓长度和血栓移位之间的关系发现，血栓移位患者的红细胞含量显著高于无血栓移位的患者，富含红细胞是血栓移位的独立可靠预测因素，而血栓移位可能对大脑中动脉急性闭塞患者接受血管内治疗的技术和临床结局产生不利影响。

2 血栓的多模式影像研究

急性缺血性脑卒中早期多模影像学辅助诊断与评估，包括CT平扫(NCCT)、CTA、CT灌注(CTP)、MRI、增强MR等技术。CT和MRI具有无创、实用、快捷的特点。运用多模影像检查可以显示血栓栓塞的位置、长度，甚至可以提示血栓的成分，根据血栓的影像学特征判断血栓的成分可以快速选择治疗方案[22]。

2.1 多模式CT上血栓成分的影像学特点 NCCT上显示的血栓密度与血栓组织病理学成分具有相关性。在急性缺血性脑卒中的超早期，由于脑实质的缺血性改变可能不明显或者还未发生，颈内动脉末端、大脑中动脉M1段、基底动脉等部位在NCCT平扫上显示为高密度影像[23]。多项NCCT研究[6,20,24]显示，血管高密度征提示血栓含有丰富的红细胞，未显示血管高密度征的急性缺血性脑卒的血栓成分有待进一步的研究。Fitzgerald等[15]利用MSB染色法分析血栓中的成分发现，富含血小板的血栓在CT平扫上显示为等密度征；也有研究[6,25]表明，等密度征可能提示血栓成分以纤维蛋白为主。一项对山羊血凝块进行组织成分分析的体外实验[26]发现，在增强CT成像中富含纤维蛋白的血凝块由于吸收造影剂而显示出明显的密度增加，NCCT的高密度、增强CT成像的密度是影响血凝块成分的两个独立因素，所以可以结合两者来预测血栓的成分。有研究[26-27]发现，CT显示的血栓渗透性与血栓成分相关，通过NCCT和CTA联合测量造影剂引起的血栓衰减增加和血栓孔隙度可以评估血栓的渗透性。血栓渗透性较高提示血栓内有丰富的红细胞成分和较少的纤维蛋白[28]。但Berndt等[29]的研究却发现血栓渗透性较高与较低的红细胞数和较多的纤维蛋白/血小板成分有很强的相关性。两组实验均采用了HE染色法对血栓成分进行分析，但该染色方法无法准确区分血小板和纤维蛋白，这在一定程度上影响了纤维蛋白比例的评估。同时，两项研究对血栓组织学成分含量高低的定义有所不同，纳入病例的样本量均较少，此外潜在的选择性偏差等因素也会造成二者结果相矛盾。因此，在对血栓渗透性与血栓组织病理学成分以及手术方式的选择、临床预后等进行相关性研究时，可以采取相对一致的病理研究方法，特别是采用大样本的前瞻性定量研究来探讨血栓渗透性与病理及临床特征之间的关系，以期指导临床的治疗，改善患者的预后。

2.2 MRI血栓成分的影像学特点 有研究[22]发现，MRI上的T2序列扫描能够反映红细胞富集的血栓。Bourcier等[30]利用体外试验的方法，运用T2序列扫描了35个不同红细胞和纤维蛋白比例的血栓样本，同时采用半定量的方法分析每个血栓的纤维蛋白/血小板聚集、红细胞以及少量白细胞的比例来决定血栓的类型，分为纤维蛋白血栓(纤维蛋白含量>95%)、红细胞血栓(红细胞含量>95%)以及混合血栓。结果发现，T2序列驰豫时间中位数为78.5 ms，红细胞含量中位数为55%。进一步相关分析显示，T2序列驰豫时间与红细胞含量呈负相关。Choi等[18]将行血栓按照红细胞的含量分为高中低三组，高红细胞组血栓在单体素(SVS)上阳性率为91.7%，高于中低红细胞血栓组。此外，还发现高红细胞血栓组静脉溶栓成功率高达75%，高于中红细胞血栓组的41.7%及低红细胞血栓组的25%。有山羊血的MR研究[31]发现，Flair相与红细胞富集血栓呈正比。磁敏感加权成像(SWI)为AIS血栓形态提供了可视化的可能。Fujimoto等[32]通过猪卒中模型发现，磁敏感血管征的出现与高比例的红细胞、低比例的纤维蛋白和血小板密切相关。而在AIS急性期诊治过程中，SWI可以反映血栓的长度。Lee等[33]研究纳入128例大脑中动脉急性闭塞患者，术前均完善了SWI检查。结果发现，SWI所显示的血栓长度是机械取栓术再通失败的预测因素，血栓长度越长，再通的成功率明显下降。SWI对脑微出血的敏感性高，许多研究[34]也发现伴有脑微出血的患者再灌注治疗术后出血转化的风险增加。因此，SWI可以作为AIS出血转化的预测因素之一。虽然多模式MRI成像具有较高的空间分辨率，可提供更丰富的血栓影像学信息，但由于其成像所需时间较长以及对于运动伪影的敏感性等缺点[35]，使得MRI在急性缺血性脑卒中急诊评估的使用中产生了一定的限制。因此，基于急性缺血性脑卒中MRI扫描的优化扫描参数及流程管理成为现阶段流程改进研究的热点。

2.3 血栓多模式影像研究与手术方式及预后的关系 很多研究[24,36-38]发现，NCCT中高密度血管征可以提示大血管闭塞可能，比如大脑中动脉、基底动脉高密度征，这种高密度血管征对手术方式的选择、取栓术后脑血流等级以及患者的预后有一定的预测作用。Froehler等[24]研究NCCT上的高密度血管征与第一代Merci取栓器血管复流等级的关系，共纳入67例前循环大血管闭塞患者，42例有高密度血管征的患者中33例(79%)达到成功复流，而25例无高密度血管征的患者中仅9例(36%)成功复流。可能的原因是高密度血管征的血栓大多来源于红细胞，而红细胞为主的血栓具有黏性和可变性，能够顺应Merci取栓器的形态结构，有利于血栓结合取栓器并被取出体外；富含白细胞或者纤维蛋白的血栓具有较强的韧性和弹性，与取栓器的结合力较低，故取栓效率较低。随着取栓技术的发展，使得血栓取出的效率大大增加。Ye等[36]采用NCCT的CT值评估64例前循环机械取栓患者的血栓密度，采用改良脑梗死溶栓血流分级评估机械取栓治疗后血流等级，并判断血栓密度与脑血流等级的关系，结果未发现血栓密度的高低与脑血流等级的关系。为此，研究者进一步纳入11篇既往研究进行系统评价发现，支架取栓组中血栓的密度较高，而抽吸治疗组中的血栓密度较低，而抽吸与支架结合组未发现两者之间的相关性[36]。这提示在临床中，高密度的血栓负荷量大，往往倾向于使用支架取栓技术，而低密度血栓往往使用抽吸技术。当然随着取栓技术的发展，特别是近段阻断抽吸联合支架取栓等技术的运用以及取栓技术的标准化，血栓密度高低的判断不一定对取栓技术的选择有决定性的作用。

血栓的影像学特点也与静脉溶栓或者机械取栓的出血转化、再灌注损伤等并发症相关。研究[37]发现，动脉高密度征患者脑缺血更严重，出血转化风险更高，神经功能恢复不良以及临床结局较差。血栓密度较高是机械血栓切除术中继发性栓塞的独立预测因子[38]。但是也有研究[39]发现，高密度血管征与成功再通和较高的再灌注率相关。Jagani等[40]研究则发现，血栓密度与血运重建成功与否无相关性。当然，急性缺血性脑卒中的临床预后与发病时间、开通时间、侧支循环代偿以及神经介入器械、手术方式等多种因素有关。随着新技术和新器械的应用，今后有必要开展进一步开展相关研究，从而更好理解血栓的影像学特点与临床预后的关系。

3 展望

总之，随着AIS血栓成分的影像学与组织病理学研究的发展，对血栓成分与AIS再灌注治疗的预后关系有待更进一步的研究。虽然血栓红细胞、纤维蛋白等成分研究较多，但综合利用多种技术对血栓细微结构以及新成分研究还不多。因此，在AIS绿色通道高效运行的基础上，寻找更多的血栓成分的影像学标志物，综合运用免疫组化、电子显微镜等方法，更加精准的判断血栓的成分。在血栓病理学、影像学的基础上，联合AIS其他临床特征，建立脑卒中治疗策略、预后的预测模型，从而指导AIS的综合治疗，最终改善患者的预后。