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冠狀動脈微循環(huán)障礙研究進展

2016-01-24 18:15玄昌波王顯
中國循證心血管醫(yī)學雜志 2016年10期
關鍵詞:微血管心肌梗死血栓

玄昌波,王顯

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冠狀動脈微循環(huán)障礙研究進展

玄昌波1,王顯2

急性心肌梗死(AMI)主要是由于冠狀動脈內(nèi)斑塊破裂誘導血栓形成導致冠狀動脈急性閉塞造成的,盡快實施血運重建是AMI的首要治療目標,經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)是開通閉塞冠狀動脈的有效方法之一,然而近年來研究發(fā)現(xiàn)成功及時實施PCI術的AMI患者雖然心外膜閉塞血管的血流得到恢復,但閉塞血管所支配的心肌并未真正完全實現(xiàn)組織水平上的血液灌注[1-3],即“無復流現(xiàn)象”[4],從而在一定程度上限制了PCI的臨床療效和預后[5,6],這是由于AMI過程中冠狀動脈微循環(huán)障礙造成的。因此,近年來對冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心?。┯绕涫茿MI的關注焦點正在從冠狀動脈“無血流”逐漸轉變?yōu)椤盁o復流”,恢復心肌組織水平上的真正有效灌注成為包括AMI在內(nèi)的冠心病的最終治療目標。

1 冠狀動脈微循環(huán)概述

微循環(huán)是指微動脈和微靜脈之間的血液循環(huán),是生命的基本特征之一,是血液和組織之間的物質、能量、信息交換傳遞的場所。冠狀動脈微循環(huán)是由微動脈(<500 μm)、心肌組織毛細血管(平均8 μm)和微靜脈(<500 μm)構成的血液循環(huán)系統(tǒng),與心肌細胞有機結合在一起,是向心肌組織傳輸養(yǎng)分的通道,也是控制調節(jié)心肌血流和代謝的重要途徑。

2 AMI后冠狀動脈微循環(huán)障礙的機制

當冠狀動脈微循環(huán)系統(tǒng)受到不良因素影響后即發(fā)生冠狀動脈微循環(huán)障礙,也叫做冠狀動脈微循環(huán)功能不全(CMVD)。1974年,Cloner等[4]最先對心肌中的無復流現(xiàn)象進行描述,他認為當冠狀動脈血管閉塞較長時間后,心肌梗死中央?yún)^(qū)會出現(xiàn)無復流現(xiàn)象,進一步研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域微血管結構遭到嚴重破壞。近年來研究發(fā)現(xiàn)心肌梗死中央?yún)^(qū)會出現(xiàn)心肌內(nèi)皮細胞腫脹、毛細血管損傷引起心肌細胞水腫、組織壓縮和中性粒細胞浸潤的現(xiàn)象。冠狀動脈再灌注會加速心肌腫脹,組織水腫,內(nèi)皮細胞斷裂及鄰近心肌攣縮,這與再灌注過程中中性粒細胞浸潤、氧自由基和補體的激活產(chǎn)生的炎癥反應及毛細血管的微血栓堵塞相關[7]。臨床上與PCI相關的微循環(huán)障礙是通過另外一種機制實現(xiàn)的,PCI術中的機械應力加速了微血栓及粥樣斑塊微粒的釋放,隨血流流向冠狀動脈下游阻塞了一些小動脈和微動脈,增加了冠狀動脈阻力,出現(xiàn)微小心肌的梗死[8,9]。因此,毛細血管損傷和微血管栓塞是AMI后冠狀動脈微循環(huán)障礙的兩個機制[10]。

3 冠狀動脈微循環(huán)障礙的識別診斷

冠狀動脈微循環(huán)障礙導致無復流的發(fā)生不僅與梗死心肌的范圍相關,而且是AMI患者預后的獨立危險因素[5],存在微循環(huán)障礙的患者最終出現(xiàn)充血性心力衰竭及死亡的風險要大于無微循環(huán)障礙的患者,是否存在冠狀動脈微循環(huán)障礙預示著心肌梗死后期心室重構情況。惡性室性心律失常及心臟破裂的發(fā)生率也與此相關。目前識別冠狀動脈微循環(huán)障礙主要通過以下方面。

3.1心肌聲學造影(MCE) 部分研究者認為MCE是識別和診斷冠狀動脈微循環(huán)障礙、冠狀動脈無復流存在的“金標準”[1-3,5,11,12],近年來在冠心病研究領域中發(fā)展迅速。其原理是含有微小氣泡的溶液經(jīng)血管快速注入冠狀動脈微循環(huán)而產(chǎn)生心肌超聲造影效應,以此來評價心肌毛細血管微血管的完整性和血流動力學情況,微循環(huán)障礙區(qū)域會出現(xiàn)造影灌注缺損,對于心肌梗死(MI)患者MCE可觀測到梗死區(qū)域微血管的破壞情況。通過分析MCE圖像定量評價微循環(huán)障礙的嚴重程度,其基本原理是血管內(nèi)造影劑微泡的濃度與可反映血管內(nèi)血液充盈情況,由于心肌血容量90%存在于毛細血管,心肌血液的體積分數(shù)可以反映毛細血管的密度,反過來又能反映存活心肌的數(shù)量。

3.2冠狀動脈造影(CAG)與超聲多普勒相結合 冠狀動脈慢血流,也叫急性心肌梗死溶栓(TIMI)2級血流,這在PCI術中經(jīng)??吹健_@種現(xiàn)象的原因與冠狀動脈再灌注無復流機制相同,相對于TIMI3級的患者,TIMI2級預后較差[14,15]。然而有研究發(fā)現(xiàn),在PCI術后TIMI3級的患者中仍有16%經(jīng)MCE檢查提示存在微血管無灌注[12]。因此有學者進一步提出了“TIMI血流灌注分級”的概念及方法,通過觀測一種放射性物質在心肌組織中的填充和清除速率來對心肌組織灌注情況進行分級[16]。具體分級為: 0級,沒有明顯的組織水平灌注;1級,心肌組織能灌注但不能清除; 2級,心肌組織能灌注也能清除,但速率緩慢,3個心動周期不能完成;3級,心肌組織灌注和清除3個心動周期內(nèi)能完成。對急性心肌梗死患者在傳統(tǒng)的TIMI血流分級的基礎上進一步進行“TIMI血流灌注分級”,TIMI血流分級和TIMI血流灌注分級均為3級的患者,其死亡風險、惡性心率失常風險以及心臟并發(fā)癥發(fā)生率會遠遠降低。

有學者為確定冠狀動脈慢血流機制,評估急性心肌梗死患者的冠狀動脈血流速度模式,在PCI過程中使用多普勒導絲作為指引導絲,連續(xù)監(jiān)測冠狀動脈血流速度模式[17]。發(fā)現(xiàn)在無復流現(xiàn)象發(fā)生的患者中,記錄到的血流是“前向-逆向”交替來回模式,這種模式有三個組成部分:收縮期血流逆向翻轉,收縮期前向血流驟減以及舒張期前向血流的迅速減速,并認為毛細血管阻力增加和毛細血管損傷致使心肌血量減少是出現(xiàn)這種流動模式的原因。這種冠狀動脈血流模式與微栓子阻塞微血管的血流模式不同,后者血流特點是隨著心動周期緩慢向前流動,且收縮期血流比舒張期增加,提示冠狀動脈血流阻力的增加[10]。另外還可床旁經(jīng)胸超聲多普勒檢查來評估冠狀動脈血流速度的模式。

微血管阻力指數(shù)(IMR)的測定是評估急性心肌梗死患者冠狀動脈微血管功能的一種簡單介入方法。PCI術后IMR的增加是MI患者遠期左室射血分數(shù)下降的一個獨立危險因素[18]。表明IMR測定對研究急性ST段抬高型心肌梗死患者評估微血管功能病理生理學及早期判斷臨床預后,都具有一定科學價值。

3.3心電圖 急性心肌梗死患者再灌注治療后,心電圖中快速回落的ST段提示心肌組織得到早期、及時、全面地灌注,恢復良好。早期T波倒置也是成功恢復組織灌注的一個重要標志,而再灌注治療后持續(xù)抬高的ST段不下移提示冠狀動脈再灌注差,是預測冠狀動脈微循環(huán)障礙無復流現(xiàn)象發(fā)生的一個粗略指標[19]。

3.4心臟核磁共振(CMR) 對比增強CMR也可反應冠狀動脈微循環(huán)情況,其原理是應用對比增強CMR檢查時,首輪對比劑通過時可以顯示心肌灌注的程度,對比劑注射20 min后可檢測出壞死心肌的大小和范圍[20,21]。首輪對比劑通過時顯示無增強區(qū)的地方代表此區(qū)域的無復流現(xiàn)象,對比增強核磁具有較高的空間分辨率,可估計出進行心梗患者無復流現(xiàn)象發(fā)生的梗死透壁程度和范圍。然而,CMR通常不適用于心梗早期的患者,因為心梗初期心肌處于不穩(wěn)定狀態(tài),風險較高,而對入院后7 d病情相對穩(wěn)定的患者進行CMR檢查是可行和受益的。

4 冠狀動脈微循環(huán)障礙的治療

目前,能否把改善冠狀動脈微循環(huán)減少無復流現(xiàn)象作為MI后的治療目標仍然是一個有爭議的話題。如果心肌組織灌注得到了改善,我們可推測心肌功能恢復良好,改善微血管灌注會增強血液向梗死區(qū)心肌的灌注,減緩左心室重構。從血液成分方面講,血管內(nèi)皮前體細胞和功能血管細胞的灌注對梗死區(qū)是重要的,這些細胞可直接誘導心肌梗死后梗死區(qū)新生血管床的形成和預先存在的血管增殖發(fā)生[22]。缺血心肌新生血管的骨髓干/祖細胞可防止心肌細胞凋亡和改善心臟功能。在臨床上由于發(fā)生無復流現(xiàn)象的血管支配的心肌范圍較大,再灌注治療往往無法使冠狀動脈重新輸送血液至梗死中央?yún)^(qū),因此近年來多數(shù)學者開始關注如何提高心肌梗死區(qū)冠狀動脈微血管的灌注程度。

4.1介入治療 近年來,幾種導管裝置已經(jīng)開發(fā)并應用于減少冠狀動脈微循環(huán)的血栓負荷。在PCI術前盡可能多地應用血栓抽吸裝置可減輕冠狀動脈血栓負荷,PCI術中應用遠端保護裝置減少血栓栓塞碎片。盡管一些研究表明急性冠狀動脈綜合征(ACS)PCI術前血栓抽吸可改善患者預后[23,24]。但最近的一項多中心隨機試驗表明,急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)PCI術前常規(guī)血栓抽吸與單獨PCI相比,并沒有減少30 d內(nèi)患者的死亡率[25]。也有臨床研究表明遠端保護裝置的應用并不能改善微血管血流灌注,減少心肌梗塞面積及提高患者生存率[26,27]。這些研究也表明了微血管血栓栓塞并不是臨床上“無復流現(xiàn)象”發(fā)生的唯一主要原因。然而,這些研究指出PCI過程中使用遠端保護裝置在與減少IMR方面是有效的,這提示遠端保護裝置的使用可改進微血管的功能[18]。因此在臨床工作中遠端保護裝置的選擇應用需要因人而異,對于明確冠狀動脈血管內(nèi)斑塊破裂的患者提倡應用遠端保護裝置[28]。

4.2藥物治療

4.2.1抗血小板治療 研究表明,強化抗血小板治療如應用阿司匹林、氯吡格雷、血小板糖蛋白IIb/IIIa受體拮抗劑在改善心肌組織灌注方面是一種有效輔助治療。ADMIRAL試驗[29]表明AMI患者血管成形術及支架置入術前靜脈應用阿昔單抗與對照組相比可明顯減少術中慢血流現(xiàn)象的發(fā)生,并使心血管事件降低80%。但是它改善冠狀動脈血流的機制是通過抑制血小板聚集途徑還是通過更快地使心外膜冠狀動脈再通途徑仍是未知。

4.2.2心肌保護藥物 臨床試驗發(fā)現(xiàn)腺苷和尼可地爾在保護心肌細胞、減輕冠狀動脈微血管的缺血再灌注損傷方面具有一定潛力。腺苷保護心臟是通過缺血預適應機制實現(xiàn)的,對冠狀動脈的影響不僅是簡單的血管擴張作用,它還可在一定程度上減少心肌梗死中央?yún)^(qū)的中性粒細胞計數(shù),保持血管內(nèi)皮細胞的完整性。臨床試驗中發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死患者冠狀動脈內(nèi)注射24~48 μg腺苷具有良好的耐受性,可改善微血管功能障礙,恢復梗死區(qū)心室功能,提高PCI臨床療效[30]。然而AMISTADII試驗[31]通過對2118例ST段抬高心肌梗死患者的研究發(fā)現(xiàn)靜脈應用小中劑量腺苷不能減少心梗面積,靜脈內(nèi)大劑量[70 μg/(kg*min)]應用腺苷可減少梗死面積,但并不能改善臨床預后。

尼可地爾是一種ATP敏感性鉀通道開放劑,是由2-羥乙基(N-2)煙酰胺維生素和有機硝酸酯的部分結構連接而成的化合物。研究表明尼可地爾可增加心肌細胞和冠狀動脈微血管缺血耐受度,可模仿或增強缺血預處理(IPC)的過程,減少心肌前者負荷,擴張冠狀動脈血管阻力,降低鈣超載的心肌細胞,抑制中性粒細胞的活化。有研究表明在急性前壁心肌梗死再灌注治療的患者中靜脈應用尼可地爾,可減少心肌梗死面積,改善預后。另外,MCE研究[32,33]也表明靜脈注射尼可地爾可改善微血管灌注,因此為防止再灌注損傷,應在再灌注前給予尼可地爾,從而有效預防心肌微血管缺血。

此外,血管擴張劑如硝酸甘油、異搏定、罌粟堿、尼卡地平、硝普鈉的的應用,也可改善及恢復心肌缺血后微血管的功能,冠狀動脈內(nèi)應用硝普鈉或維拉帕米可顯著提高冠狀動脈內(nèi)血流量,改善TIMI血流分級,冠狀動脈內(nèi)注射維拉帕米在改善室壁運動異常方面療效顯著[34,35]。雖然這些血管擴張劑的使用并未得到正式批準,但在增加PCI術后慢血流患者的冠狀動脈血流量、改善左室功能等方面有一定效果。

4.3非藥物治療

4.3.1遠程缺血預處理 研究發(fā)現(xiàn)一個遙遠器官的反復短暫缺血處理能夠像局部器官缺血預處理(IPC)一樣可減輕局部器官的缺血再灌注損傷,從而保護局部器官,改善臨床療效,這就是遠程缺血預處理[36,37]。遠程缺血預處理的精確機制仍然未知,目前認為線粒體通透性過渡孔和線粒體K+-ATP通道起到關鍵作用。有研究指出急性ST段抬高心肌梗死患者在送往醫(yī)院途中,遠程IPC組予以間歇性上肢缺血處理,具體為用血壓袖帶對患者上肢持續(xù)加壓5 min,然后減壓5 min,連續(xù)進行4個周期,對照組不做此處理,主要終點為直接PCI術后30 d的心肌挽救指數(shù),即采用心肌灌注顯像檢測治療后心肌挽救的風險面積比,結果示遠程缺血治療組的中位心肌挽救指數(shù)為0.75(IQR:0.50~0.93,n=73),對照組為0.55(IQR:0.35~0.88,n=69),因此在入院前進行遠程IPC是一個增加心肌存活率簡單方法[38]。一項此研究的子課題也表明大面積心梗的高?;颊呷朐呵坝枰赃h程缺血預處理能一定程度上改善左室功能[39],可見遠程缺血預處理可在一定程度上改善缺血再灌注損傷造成的心肌微循環(huán)障礙。

4.3.2缺血后處理 大量實驗研究表明,與直接迅速再灌注相比,持續(xù)缺血的心肌在經(jīng)歷長時間再灌注之前接受反復、短暫數(shù)次循環(huán)的再灌注/缺血,可減少心肌梗死面積,這就是缺血后處理,其作用機制包括細胞外信號調節(jié)激酶的活化、一氧化氮產(chǎn)生、線粒體鉀通道的開放、線粒體通透性轉換孔的抑制等。這一理論可指導心臟導管室的急性心肌梗死血管成形術,Staat等[40]在進行AMI患者PCI期間予以缺血后處理,具體方法用球囊開通血管時,球囊先正壓膨脹1 min,后負壓1 min,持續(xù)4次,結果示其心肌灌注與心功能改善情況要優(yōu)于對照組。Thuny等[41]將50例急性心肌梗死患者為隨機分為對照組或后處理組,發(fā)現(xiàn)與對照組相比缺血后處理組的AMI面積較小、肌酸激酶峰值較低,入院后48 h或72 h行心臟磁共振成像示心肌水腫程度明顯降低。因此,這種后處理技術可以廣泛地應用于PCI術、冠狀動脈旁路移植術(CABG)、器官移植、外周血管重建等缺血再灌注損傷容易表達的臨床實踐中。

綜上所述,隨著PCI治療AMI的普及和多種微循環(huán)檢測技術的發(fā)展,AMI后的冠狀動脈微循環(huán)障礙逐漸被人們認識和重視,心肌缺血再灌注的治療重點也逐漸由心外膜血管的血流灌注轉變?yōu)樾募〗M織水平上的灌注。因此,我們要及時發(fā)現(xiàn)冠狀動脈微循環(huán)障礙,并給予安全有效的處理,然而目前冠狀動脈微循環(huán)的檢測技術要求較高,并未標準化,治療措施也并未達成一致,臨床上推廣任重而道遠。

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本文編輯:阮燕萍

R543.3

A

1674-4055(2016)10-1275-04

1101100 北京,北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院東區(qū)心病科;2100700 北京,北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院心血管內(nèi)科,北京中醫(yī)藥大學心血管病研究所

王顯,E-mail:wx650515@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.10.40

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