吳建濤 劉 峰 魏青政 牛兆倬

在有客觀心肌缺血證據(jù)的患者中約10%-30%經(jīng)冠狀動脈造影(Coronary Art Eriongraphy，CAG)檢查并未發(fā)現(xiàn)明顯的冠狀動脈狹窄，或出現(xiàn)狹窄程度與心肌缺血證據(jù)不相符合的現(xiàn)象[1]。Tambe等[2]于1972年首次報道了這種排除心外膜下冠狀動脈明顯狹窄后造影劑充盈延遲即冠狀動脈慢血流現(xiàn)象(Coronary Slow Flow，CSF)，由此揭開了冠狀動脈微血管(Coronary Microvascular，CMV)研究的序幕。隨著對心臟疾病認識的不斷提高，學(xué)者們越來越重視冠狀動脈微血管功能障礙(Coronary Microvascular Dysfunction，CMVD)在心臟疾病進展中的作用，臨床上Tako-Tsubo心肌病(Tako-Tsubo cardiomyopathy，TTC)、心臟X綜合征、冠狀動脈血運重建術(shù)后慢血流及無復(fù)流現(xiàn)象等均與CMVD密切相關(guān)[3]。對CMV評價方法也得到不斷發(fā)展進步，冠脈造影，超聲顯像，計算機斷層掃描，細胞和分子生物學(xué)技術(shù)等均有創(chuàng)新應(yīng)用。本文側(cè)重對目前評價CMV方法的應(yīng)用進展及前景作一綜述。

1 物理學(xué)評價方式

1.1 CAG

CAG仍然是目前診斷冠心病的金標準[4]。對于造影提示冠狀動脈無明顯狹窄的慢血流患者，TIMI血流分級可間接評價CMV，即通過校正的TIMI血流分級作為診斷冠狀動脈慢血流的依據(jù)，并成為研究冠狀動脈微循環(huán)的基礎(chǔ)[5]。校正的TIMI分級評價CMV簡便可靠，應(yīng)用最為廣泛。值得注意的是，該方法僅能通過無明顯狹窄的心外膜冠脈血流速度推測CMV狀態(tài)，而在冠脈遠端狹窄時難以評價CMV，此時可結(jié)合冠脈血流儲備分數(shù)(FFR)對CMV做進一步評估。

1.2 心電圖

CMVD心肌缺血時所伴隨的獨特心電活動可能被心電圖捕獲。余澤洪等[6]通過對比觀察冠脈慢血流組與血流正常組患者的12導(dǎo)聯(lián)心電圖，記錄P波最大值(Pmax)、P波最小值(Pmin)并以此推算P波離散度(Pd，Pd=Pmax-Pmin)，顯示慢血流組患者Pd、Pmax均較正常組延長，且Pd、Pmax與校正的TIMI呈良好相關(guān)性。究其原因可能是CMVD早期，心肌灌注不足使Ca2+、H+、長鏈?；舛緣A蓄積，導(dǎo)致細胞間耦聯(lián)減少、心肌細胞間電位傳導(dǎo)異常，使缺血臨界區(qū)域竇房結(jié)激動信號產(chǎn)生不均質(zhì)傳播，引起Pd增大，提示Pd可以作為CMV評價方法之一。而遲東升等[7]通過心肌聲學(xué)造影(Mgocardlial Contrast Echocardicgraphy，MCE)左室高電壓患者CMV血流儲備時發(fā)現(xiàn), 心電圖左室高電壓對高血壓患者CMVD具有評估意義，并在其研究中指出此類患者FFR下降的可能機制之一為心肌微循環(huán)功能障礙及冠脈微血管減少，并強調(diào)這一改變與高血壓病情程度呈正相關(guān)。Herrmann 等[8]的研究亦證實高血壓伴有左室高電壓患者CMV擴張儲備能力下降及非內(nèi)皮依賴性血管擴張功能受損，從而造成冠狀動脈血流儲備降低，心電圖用于評價CMV具有簡單、無創(chuàng)、經(jīng)濟安全等優(yōu)點，便于臨床應(yīng)用，但其特異性差，臨床需綜合分析患者基礎(chǔ)病情，以免誤診。

1.3 超聲技術(shù)

超聲技術(shù)用于評價CMV具有簡便、無創(chuàng)、無輻射等優(yōu)勢，特別是超聲造影技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用極大地促進了CMV研究的進步。

1.3.1 常規(guī)超聲心動圖：CMVD較早出現(xiàn)的心肌病理生理改變是左心室舒張功能異常，超聲心動圖上表現(xiàn)為舒張早期負向E波峰值速度(Em)、舒張早期負向E波峰值速度(Em)與舒張晚期負向A波峰值速度(Am)比值(Em/Am)及收縮期S波峰值速度減低。有研究[9]報道回旋支平均冠脈造影幀數(shù)與Em/Am呈負相關(guān)；另有研究[10]經(jīng)多普勒超聲心動圖證實心外膜脂肪層厚度、心肌能量消耗與CMVD密切相關(guān)，并認為心肌脂肪層可以分泌促進動脈硬化的細胞因子。因此超聲心動圖可以通過這些指標間接評價微循環(huán)改變。而普通心臟超聲主要通過評價與心肌相關(guān)的功能及結(jié)構(gòu)參數(shù)改變，間接推測冠脈微循環(huán)狀態(tài)，但相關(guān)性欠佳。

1.3.2 超聲成像技術(shù)：二維超聲成像技術(shù)已被實時三維超聲成像技術(shù)所取代。國外學(xué)者[11]通過三維斑點追蹤研究發(fā)現(xiàn)，CMVD區(qū)域心肌力學(xué)參數(shù)與冠狀動脈平均造影血流分級幀數(shù)密切相關(guān)，可以準確評價心腔空間幾何數(shù)據(jù)，有利于評價早期CMVD引起的心肌損傷。冠狀動脈多普勒血流成像技術(shù)可用于顯示冠狀動脈內(nèi)血流及多普勒頻譜，是評價冠狀動脈血流的一種新方法，但其局限性表現(xiàn)在不能探測迂曲角度過大的冠狀動脈血流，更適合評價廣泛均質(zhì)的CMVD[12]。

1.3.3 瞬時血流量檢測技術(shù)(Transit Time Flow Meters，TTFM)：最早由Baldes和Franklin等提出，Drost等于1978年將此技術(shù)與超聲技術(shù)相結(jié)合，1980年基于兩種技術(shù)的流量儀應(yīng)用于臨床[13]。TTFM具有操作方便、無需校對“零”點，能提供精確的血流實時監(jiān)測，且結(jié)果穩(wěn)定可靠、可實時分析。TTFM通過冠脈搭橋術(shù)(CABG)橋血管流量測定，確定血流速度和方向，精確評估吻合口質(zhì)量及病變遠端的血流變化，并以此間接評價冠狀動脈移植物遠端CMV的功能[14]。TTFM的局限性在于其僅能對游離于心外膜的橋血管進行檢測，而難于對走行于心外膜及心肌內(nèi)的原位冠脈進行檢測。

1.3.4 血管內(nèi)超聲(Intravenous Ultrasound，IVUS) ：是將無創(chuàng)性的超聲技術(shù)和有創(chuàng)性的導(dǎo)管技術(shù)相結(jié)合，用于直觀地檢查血管內(nèi)壁病變，被認為是評價冠脈病變新的“金標準”[15]。IVUS最常用于心內(nèi)科冠狀動脈疾病的診療過程，在心外科可用于評估心臟移植物血管病變，而在心臟移植術(shù)后供體心臟血管病變早期并不引起明顯的心絞痛癥狀，易造成早期病變的誤診及漏診[16]，因此供體心臟微血管病變成為心臟移植術(shù)后第1年死亡的主要原因[17]，IVUS則可以早期發(fā)現(xiàn)供心微血管病變。多普勒導(dǎo)絲的研制成功使IVUS與血管內(nèi)多普勒技術(shù)結(jié)合，奠定了定量分析冠狀動脈微循環(huán)灌注狀態(tài)的基礎(chǔ)。祁春梅等[18]通過用此技術(shù)檢測動物CMV舒張時證實介入性超聲技術(shù)可以全面評價早期動脈硬化所致微循環(huán)舒張功能異常，為CMV的臨床與基礎(chǔ)研究提供了一種新方式，IVUS對于CMV的評價更加直觀準確，但其操作過程相對復(fù)雜有創(chuàng)，且檢測費用較高，某種程度上限制了它的臨床應(yīng)用。

1.3.5 聲學(xué)造影(Contrast Echocardiography，CE)：利用造影劑散射后回聲增強的原理，提高超聲診斷的分辨率、敏感性和特異性的技術(shù)。它可以強化分辨出生理與病理狀態(tài)下的血流灌注情況，因此有人把它看作是繼二維超聲、多普勒和彩色血流成像技術(shù)之后超聲領(lǐng)域的第三次革命[19]。MCE是聲學(xué)造影技術(shù)應(yīng)用于心血管檢查的成功典范，可用于評估冠狀動脈病變程度及冠狀動脈血流儲備，對心肌進行危險分層、判定心肌存活比例、評價冠狀動脈內(nèi)皮細胞功能、監(jiān)測心肌再灌注情況、評估梗死后心室重構(gòu)等，是評估CMV的“金標準”[20]。MCE與CAG比較，CAG診斷冠心病只能從影像學(xué)上分辨直徑較大的冠狀動脈的狹窄程度及范圍，無法顯示心肌微循環(huán)灌注狀態(tài)，而MCE能夠彌補這一不足[21]。急性心肌梗死(AMI)超早期診斷相對困難，因為依據(jù)病史、體格檢查、物理檢查的敏感度都較低，而肌鈣蛋白雖是AMI的敏感指標，但其在病變早期也難以出現(xiàn)陽性結(jié)果，臨床文獻報道AMI早期即可出現(xiàn)CMVD，相對應(yīng)的室壁節(jié)段運動幅度會出現(xiàn)異常，而MCE對這些微小的室壁運動相當敏感，可以客觀、準確地評價出CMV功能狀態(tài)，為AMI急性心肌梗死早期診斷提供依據(jù)[22]。超聲造影技術(shù)對CMV評價的準確性依賴于聲學(xué)造影劑質(zhì)量及安全性的提高。聲學(xué)造影過程中，造影劑在高聲場中，微泡的膨脹和壓縮變得不對稱，最終導(dǎo)致微泡破裂，并伴隨著大量的能量釋放，這是其引起生物學(xué)效應(yīng)的主要原因。大量的試驗及臨床回顧研究表明診斷條件下的造影基本是安全的[23]，劉冰潔等[24]通過觀察超聲造影對大鼠心肌毛細血管通透性的影響，認為高機械指數(shù)間斷觸發(fā)成像與低機械指數(shù)實時成像模式對大鼠心率、心律失常數(shù)目、肌鈣蛋白水平及心肌超微結(jié)構(gòu)均無明顯影響；對慢性高脂血癥大鼠及急性心肌缺血再灌注大鼠在心肌聲學(xué)造影造影前后安全性指標與正常大鼠未見不同。

1.4 正電子發(fā)射計算機斷層顯像(Positron Emission Tomography，PET)及心臟核磁共振成像(Cardiac Magnetic Resonance，CMR)

1.4.1 PET:是一種通過運用示蹤劑將組織重復(fù)顯影的核醫(yī)學(xué)技術(shù)，其具有無創(chuàng)及靈敏度高的特點，是心肌血流量化的可靠方式之一，已在臨床廣泛應(yīng)用，特別是在CMVD方面的評價作用被大量報道。如通過PET成功證實CMVD與某些高危因素間的關(guān)系強度，有研究認為不分類型的糖尿病年輕患者，其CMV對包括腺苷在內(nèi)的擴血管藥物反應(yīng)降低[25]；吸煙患者較不吸煙患者對腺苷的反應(yīng)也明顯降低，主要表現(xiàn)為CMV舒張功能及冠狀動脈血流儲備均受損，而在應(yīng)用維生素C后CMV病變恢復(fù)，從而支持吸煙損傷血管內(nèi)皮學(xué)說[26]。另有研究通過PET證實擴張性心肌病、肥厚性心肌病、高脂血癥及高血壓病均與CMVD之間存在密切關(guān)系，并且經(jīng)PET所確診的CMVD可以作為患者臨床心源性死亡的獨立預(yù)測因子[27]。值得一提的是PET對心肌CMVD發(fā)生區(qū)域異質(zhì)性及不均一性學(xué)說同樣提供了可靠的證據(jù)，這也解釋了某些心絞痛患者的心電圖ST為何不表現(xiàn)缺血性改變的原因[28]。PET的另一優(yōu)勢在于其對CMV的測量不受血管活性藥物的干擾，可以確定真實的CMVD，并可對局部的CMV進行評估，其弊端在于費用較高，評估質(zhì)量受儀器分辨率的影響，還有示蹤劑損害等[29]。

1.4.2 CMR：其技術(shù)原理是利用原子核在磁場中的共振特性使組織顯像，具有分辨率高、無能量衰減等特性，對心肌的組織形態(tài)、血流灌注、收縮力均可準確評估，亦可間接用于評價CMV的血流阻力。目前CMR已用于冠狀動脈血運重建、應(yīng)激性心肌病、肥厚性心肌病等疾病狀態(tài)下的CMV評價。CMR對于AMI血運重建后無復(fù)流及慢血流的研究證實CMVD與較差的臨床預(yù)后相關(guān)。另有研究通過CMR在CMVD患者中發(fā)現(xiàn)CMV舒張功能對腺苷反應(yīng)性降低。心臟CMR技術(shù)的缺陷是需要應(yīng)用對腎損傷的造影劑，限制了其在腎功能損傷患者中的使用，同時機體內(nèi)金屬植入、幽閉綜合征等會影響CMR的應(yīng)用[30]。

1.5 冠狀動脈微循環(huán)阻力指數(shù)(Index of Microcirculatory Resist-ance, IMR)

IMR是指冠脈遠端平均壓力與平均充血傳導(dǎo)時間的乘積，是反映冠狀動脈微循環(huán)功能變化的良好指標，特別適合于AMI后慢血流等情況時對CMV的評估[31]。Fearon等[32]于2003年首先報道了熱稀釋法描述冠狀動脈血流儲備的實驗價值，這即是IMR的實驗?zāi)Ｐ?。IMR操作過程簡單安全，評價CMV時受血流動力學(xué)參數(shù)影響較小，即使在心外膜冠狀動脈狹窄時依然可以反映出CMV功能狀態(tài)[33]。有學(xué)者研究認為IMR是ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者3年內(nèi)死亡及再次入院的獨立預(yù)測因子，因此被用于這類患者的短期隨訪[34]，同時還有文獻報道IMR可以預(yù)測心肌梗死面積，心肌存活比例及遠期預(yù)后，是評估CMV的良好指標[35]。目前學(xué)術(shù)界對于IMR的切點選擇雖有爭議，但其評估CMV的優(yōu)勢已初見端倪，如IMR聯(lián)合FFR在評估冠狀動脈臨界病變的研究中提示冠狀動脈的臨界病變多是無關(guān)緊要的功能性改變，因此IMR在未來指導(dǎo)功能性冠狀動脈血運重建中意義重大[36]。另外，IMR對應(yīng)激性心肌病及心臟移植術(shù)后供心CMV的評價具有重要作用，同時IMR過程中同一導(dǎo)絲可以兼測FFR，具有對冠狀動脈微循環(huán)定量評估的優(yōu)點。但IMR仍屬有創(chuàng)操作、結(jié)果受冠脈誘導(dǎo)充血程度影響、只能測量遠端冠狀動脈壓力等不足之處[37]。

2 細胞學(xué)及分子生物學(xué)評價方法

目前有關(guān)CMVD的研究已經(jīng)深入到細胞學(xué)及分子生物學(xué)水平，如有研究發(fā)現(xiàn)在CMVD患者外周血內(nèi)皮祖細胞減少，而炎癥因子白介素(IL)，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、高尿酸血癥、內(nèi)皮素-1(ET-1)，一氧化氮(NO)合成釋放，以及促紅細胞生成素(EPO)、對氧磷酶等均與CMVD密切相關(guān)。

2.1 外周血內(nèi)皮祖細胞與冠脈慢血流

CMVD的原因之一是血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)及功能異常，血管內(nèi)皮損傷及修復(fù)之間的動態(tài)平衡是其保持正常功能的基礎(chǔ)，內(nèi)皮祖細胞是血管內(nèi)皮細胞的前體，是損傷修復(fù)的重要因子，因此內(nèi)皮祖細胞數(shù)量減少在一定程度上反映了CMV程度。范磊等[38]檢測校正的TIMI幀數(shù)所診斷的冠脈慢血流患者外周血祖內(nèi)皮細胞數(shù)量后，將其與冠脈血流正常組對比較后發(fā)現(xiàn)，慢血流組外周血內(nèi)皮祖細胞數(shù)量減少，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。因此通過外周血檢測內(nèi)皮祖細胞可以用于間接評價冠脈微循環(huán)功能狀態(tài)。

2.2 炎性標記物

CMVD與內(nèi)皮炎癥反應(yīng)密不可分，目前用于評價炎癥的標記物主要有IL-6、TNF-α、hs-CRP及尿酸水平等，已有研究認為冠脈粥樣硬化是CD4+ T淋巴細胞參與的炎癥反應(yīng)過程，依據(jù)其產(chǎn)生的細胞因子可以將輔助T細胞分為Th1、Th2、Th3三個亞型。Th1主要分泌TNF-α,Th2主要分泌IL-6,而此兩種炎癥因子與血管內(nèi)皮病變密切相關(guān)。炎癥過程中炎癥因子引起強烈的免疫應(yīng)答，產(chǎn)生大量的IL-6，介導(dǎo)白細胞吸附作用從而引起慢血流現(xiàn)象。hs-CRP通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞功能紊亂和凋亡而參與冠脈粥樣硬化過程,雷建新等[39]通過研究證實CMVD患者血清hs-CRP顯著升高。尿酸是嘌呤代謝的正常產(chǎn)物之一，已有研究認為其參與炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮損傷過程，Lyngdoh 等[40]發(fā)現(xiàn)尿酸水平越高，IL-6，TNF-α、hs-CRP等炎癥因子水平就越高。高尿酸血癥促進氧自由基生成，抑制NO功能，促進脂質(zhì)氧化，引起氧化應(yīng)激級聯(lián)反應(yīng)，從而損傷血管內(nèi)皮; 而別嘌呤醇可以改善內(nèi)皮功能。因此通過炎癥因子檢測可以用于部分評估CMV。

2.3 EPO

EPO是腎性貧血的常用治療藥物，近年來其對腎臟及血液系統(tǒng)以外疾病的治療愈來愈受到關(guān)注，特別是對細胞凋亡的調(diào)節(jié)成為研究熱點。張怡純等[41]將EPO應(yīng)用于心肌缺血模型大鼠，發(fā)現(xiàn)EPO可以降低心肌氧化應(yīng)激水平及Bcl-2蛋白表達，同時增加冠脈微血管灌流量，從而改善冠脈微循環(huán)。

2.4 血清對氧磷酶

血清對氧磷酶與校正的TIMI血流分級存在獨立相關(guān)性，是CMVD的生化預(yù)測指標[42]。值得注意的是目前細胞學(xué)及分子生物學(xué)研究為探討CMVD的病理生理機制[43]，相信隨著CMV分子生物學(xué)及細胞學(xué)研究的不斷深入，對氧磷酶的更多作用和功效將被揭示。

3 展望

CMV重要性隨著近年對心臟疾病認識的不斷深入而提高，其基礎(chǔ)研究成果頻現(xiàn)，先進技術(shù)和方法不斷創(chuàng)新，但不可否認，CMV領(lǐng)域的研究仍差強人意，仍有很多疾病的病理生理機制并未通過CMV得以闡明。CMV評價方法仍存在不足，如不能對CMV直接顯影，多是通過研究心外膜下冠狀動脈內(nèi)血流量及血流阻力變化間接推測CMV功能，難以準確評價局部微循環(huán)功能，特別是在血管活性藥物干擾時，難以排除血流動力學(xué)參數(shù)對CMV的影響等。CMV評價方法的未來發(fā)展需要吸收超聲學(xué)、放射學(xué)、核醫(yī)學(xué)、細胞學(xué)及分子生物學(xué)等學(xué)科的創(chuàng)新成果，實現(xiàn)多學(xué)科交叉融合從而對CMV進行更直觀、準確的評價。值得高興的是目前對CMV領(lǐng)域的基礎(chǔ)與實驗興趣并不遜于基礎(chǔ)研究，大量臨床文獻報道了CMVD這一現(xiàn)象，科學(xué)分析了其危險因素及預(yù)后，不僅為CMVD的防治提供了循證醫(yī)學(xué)的證據(jù)，還為基礎(chǔ)研究工作指引了方向?？傊?，CMV對心臟疾病的影響意義深遠，是未來心臟疾病診療新的切入點，而科學(xué)準確的評價方法必將成為推動CMV研究進展的必要條件。