汪琛棟,賈振宇,施海彬
南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院介入放射科,江蘇 南京 210029
據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年約有1 370 萬人發(fā)生卒中,其中58 萬人死于卒中,卒中已經(jīng)成為全世界人口死亡和殘疾的主要原因之一[1]。在我國(guó)每年約250 萬新發(fā)腦卒中,急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke,AIS)占70%[2]。AIS 是指由于腦的供血?jiǎng)用}發(fā)生狹窄或閉塞導(dǎo)致的腦組織壞死,及時(shí)開通閉塞血管是治療合并大血管閉塞AIS 的首要目標(biāo)[3]。目前,靜脈溶栓和血管內(nèi)機(jī)械取栓治療是血管閉塞再通治療的兩種主要手段[4]。2015 年發(fā)表的5 大研究的薈萃分析顯示機(jī)械取栓治療閉塞血管成功再通率可達(dá)到71%,而隨著血管內(nèi)治療技術(shù)進(jìn)步和醫(yī)療器械的進(jìn)展,這一比例已超過80%[5-11]。近年來,顱內(nèi)血栓的成分特征研究受到了越來越多的重視,這些研究發(fā)現(xiàn)血栓組成特征可能與卒中病因相關(guān),與血栓影像學(xué)特征相關(guān),與患者的臨床預(yù)后相關(guān),也可能與靜脈溶栓和機(jī)械取栓的血管成功再通相關(guān)[12-13]。全面了解血栓的組織病理學(xué)相關(guān)研究將有助于閉塞血管開通策略的制定、臨床預(yù)后的判斷以及卒中二級(jí)預(yù)防的實(shí)施。
血栓形成是指血液在血小板活化和凝血因子激活的情況下發(fā)生凝固的過程,形成的固體質(zhì)塊被稱為血栓。在正常生理狀態(tài)下,人體的凝血系統(tǒng)與纖維蛋白溶解系統(tǒng)能保持動(dòng)態(tài)平衡,而在誘發(fā)凝血因素的作用下,便會(huì)形成血栓,其形成條件主要包括血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血流狀態(tài)異常以及血液凝固性增加。根據(jù)TOAST(trial of ORG 10172 in acute stroke treatment)分型可將AIS 的病因分為以下5種:①大動(dòng)脈粥樣硬化型;②心源性栓塞型;③小動(dòng)脈閉塞型;④其他明確病因包括凝血功能障礙、動(dòng)脈夾層、血管炎以及感染性疾病等;⑤病因不明。通過已發(fā)表的文獻(xiàn)總結(jié)了顱內(nèi)血栓的研究及術(shù)語(yǔ)描述主要涉及以下方面。
顏色(紅色、白色和混合血栓),大?。ㄩL(zhǎng)度、直徑和體積),取出完整性(單個(gè)或多個(gè)碎片),形態(tài)(同質(zhì)性或異質(zhì)性)以及堅(jiān)固性(柔軟、硬度和彈性)。
紅細(xì)胞,白細(xì)胞,纖維蛋白,血小板,血管性血友病因子(Von Willebrand factor,VWF),中性粒細(xì)胞外殺菌網(wǎng)絡(luò)(neutrophil extracellular trap,NET),T 細(xì)胞,B細(xì)胞以及DNA等。
CT 平掃高密度血管征(hyperdense artery sign,HAS),MRI 磁敏感血管征(susceptibility vessel sign,SVS),血栓滲透性(clot perviousness/permeability),血栓至頸內(nèi)動(dòng)脈末端距離(distance from internal carotid artery-terminus to thrombus)及血栓負(fù)荷評(píng)分(clot burden score,CBS)等。
可通過蘇木精-伊紅染色(hematoxylin and eosin,HE)、彈性范吉森染色(Verhoeff-Van Gieson,VVG)、馬休猩紅藍(lán)染色(Martius scarlet blue,MSB)以及免疫組化(immunohistochemistry)等在內(nèi)的一系列組織學(xué)技術(shù)來鑒別血栓的內(nèi)部組成成分以及特定的細(xì)胞和分子[14]。
血栓成分同AIS病因之間關(guān)聯(lián)的研究發(fā)現(xiàn)心源性栓子的纖維蛋白或血小板以及白細(xì)胞含量更高,紅細(xì)胞成分比例更低[15-16]。有研究指出隱源性卒中的血栓與心源性卒中的血栓在組成上高度相似,因此推測(cè)其血栓極有可能也來自于心臟[15,17]。但是,也有少部分研究發(fā)現(xiàn)大動(dòng)脈粥樣硬化型卒中血栓的纖維蛋白以及血小板組分更多,而紅細(xì)胞成分比例則低于心源性栓子[18-20]。因此,血栓成分與血栓來源之間的相關(guān)性研究仍有一定的爭(zhēng)議。
閉塞血管成功再通是血管內(nèi)治療的主要目標(biāo),而顱內(nèi)血栓的組織成分可能與AIS患者的血管成功再通以及臨床轉(zhuǎn)歸相關(guān),但是,這一方面的研究結(jié)論并不完全一致。一項(xiàng)系統(tǒng)性綜述分析了血栓的影像學(xué)以及組織學(xué)特征同AIS 病因及臨床結(jié)局之間的相關(guān)性,但最終結(jié)果顯示血栓的組織學(xué)特征與AIS 病因及術(shù)后即刻造影表現(xiàn)之間并無統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)[21]。然而,另外的研究顯示富含紅細(xì)胞的栓子與閉塞血管的良好再通顯著相關(guān)[22],富含血小板的血栓相應(yīng)的血管良好再通率較低[23]。此外,還有研究提出白細(xì)胞介導(dǎo)的炎性過程和AIS的發(fā)病機(jī)制有關(guān),包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及淋巴細(xì)胞在內(nèi)的白細(xì)胞在發(fā)病早期即可浸潤(rùn)缺血腦組織。Quan 等[24]提出入院時(shí)患者較高的外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)或血栓內(nèi)白細(xì)胞比例與患者較差的血管再通率及不良預(yù)后有關(guān)。
另外,研究表明富含紅細(xì)胞的小栓子在取栓前發(fā)生遷移的概率較高,這可能是因?yàn)樾〉难ㄅc血管壁之間的貼合力較差,且富含紅細(xì)胞的栓子其表面摩擦力更小[25-26]。血栓遷移會(huì)降低取栓成功率并影響患者的臨床預(yù)后,因此對(duì)血栓遷移的早期識(shí)別及預(yù)防非常重要。富含紅細(xì)胞的栓子還具有易碎的特性,在機(jī)械取栓過程中易發(fā)生栓子碎裂導(dǎo)致二次栓塞,這在增加了取栓次數(shù)及難度的同時(shí)還會(huì)降低血管成功再通率[27-28],而另一項(xiàng)類似的研究卻表明高紅細(xì)胞比例雖然與二次栓塞相關(guān),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[29]。因此,AIS顱內(nèi)血栓成分的差異,可能是接受機(jī)械取栓治療AIS患者的療效以及臨床轉(zhuǎn)歸的一項(xiàng)影響因素。
血栓的物理學(xué)特征如摩擦力和軟硬度等,會(huì)影響其與取栓支架或抽吸導(dǎo)管等裝置之間的相互作用,進(jìn)而影響取出效率。另外,血栓的易碎性特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端繼發(fā)性栓塞等不良事件的發(fā)生。Gunning 等[30]研究發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞成分較少的血栓摩擦力更大,可能會(huì)增加血栓取出的難度。顱內(nèi)血栓在血管內(nèi)除受到高速血流的沖擊之外,還會(huì)受到多次拉栓的擠壓影響。Gersh 和Chueh 等[31-32]通過對(duì)人體內(nèi)取出的血栓組織以及體外制備的血栓類似物進(jìn)行分析,驗(yàn)證了富含紅細(xì)胞的血栓具有更大的彈性。不過受到體外研究的限制,血栓取出體外后可能會(huì)發(fā)生一系列特性變化,因此血栓的物理學(xué)特性研究仍具有一定挑戰(zhàn)性。
最新一項(xiàng)研究表明,相比于其他卒中亞型,非心源性栓塞CT 平掃上更易出現(xiàn)大腦中動(dòng)脈高密度征,同時(shí)伴隨血栓負(fù)荷更低、血栓至頸內(nèi)動(dòng)脈末端距離更短、血栓長(zhǎng)度更長(zhǎng)等影像特征[33]。血栓負(fù)荷評(píng)分是一種基于CT 血管成像(CT angiography,CTA)、T2加權(quán)以及磁敏感加權(quán)(susceptibility weighted imaging,SWI)成像對(duì)血栓進(jìn)行的半定量評(píng)分。研究指出接受取栓治療的患者血栓負(fù)荷評(píng)分與術(shù)后出血轉(zhuǎn)化具有一定的正相關(guān)性[34],而低血栓負(fù)荷評(píng)分則與良好的預(yù)后相關(guān)。另外,Dutra等[35]提出血栓位置越遠(yuǎn),血栓負(fù)荷評(píng)分越高,血栓長(zhǎng)度越短,血栓滲透性越高,則閉塞開通時(shí)間越短,功能結(jié)局越好。除此之外,還有研究通過影像組學(xué)的方法深度挖掘血栓影像特征,建立特異的影像組學(xué)標(biāo)志物來預(yù)測(cè)接受靜脈溶栓或者機(jī)械取栓治療患者的血管再通概率[36-37]。因此,通過分析血栓影像學(xué)特征,可對(duì)AIS病因及其臨床轉(zhuǎn)歸作出一定的預(yù)測(cè)。
影像學(xué)檢查可以在血管內(nèi)治療前完成,血栓組成成分與某些特異性的影像學(xué)征象之間的關(guān)聯(lián)可用來預(yù)測(cè)血栓的成分。CT 平掃出現(xiàn)的大腦中動(dòng)脈高密度征以及磁共振成像中的磁敏感征象多提示對(duì)應(yīng)部位的大血管閉塞。目前,已有一系列研究表明CT 上出現(xiàn)的高密度征與血栓內(nèi)紅細(xì)胞含量高有關(guān)[14,21],在磁敏感加權(quán)成像中的磁敏感血管征也與血栓內(nèi)紅細(xì)胞成分高度相關(guān)[38-39]。最新的一項(xiàng)體外研究利用SWI、T2梯度回波和FLAIR 序列對(duì)血栓紅細(xì)胞成分進(jìn)行定量測(cè)定,顯示出良好的測(cè)量結(jié)果[40]。上述影像學(xué)特征均與血栓紅細(xì)胞成分多少有關(guān),較多的紅細(xì)胞組分往往提示更好的溶栓效果、更短的手術(shù)時(shí)間以及更高的成功再通率,同時(shí)也伴隨著更高的遠(yuǎn)端栓塞發(fā)生率。血栓滲透性是最近研究提出的另外一項(xiàng)血栓影像學(xué)特征,是描述造影劑滲透進(jìn)入血栓組織程度的參數(shù),可由平掃CT與CTA 之間的血栓CT值差異來量化,滲透越高,紅細(xì)胞比例越低,而纖維蛋白或血小板成分越多[41]。不過,另外兩項(xiàng)研究卻提示高血栓滲透性與高紅細(xì)胞組分有關(guān),血栓滲透性高可獲得較好的預(yù)后及更高的成功再通率[42-43]。因此,血栓滲透性與組織成分之間的關(guān)系還有待于更多的研究去驗(yàn)證。
除了對(duì)血栓進(jìn)行組織病理學(xué)分析以及影像學(xué)分析之外,還有研究通過制備血栓類似物以及血管模型對(duì)AIS血栓進(jìn)行體外分析。盡管人工制備的血栓類似物同體內(nèi)血栓存在差異,但血栓類似物可用來評(píng)估血栓與各種取栓器械之間的相互作用,并對(duì)不同的器械或技術(shù)進(jìn)行比較。Sanchez 等[44]通過建立體外三維血管模型模擬大腦中動(dòng)脈M1 段閉塞,來評(píng)估一種新型高級(jí)取栓裝置的安全性及有效性。Johnson 等[45]構(gòu)建了一套鈣化栓子所致前循環(huán)大血管閉塞的體外模型來比較不同的開通策略,為臨床上相對(duì)罕見且預(yù)后較差的鈣化血栓相關(guān)閉塞的開通提供了依據(jù)。
血管內(nèi)機(jī)械取栓治療技術(shù)發(fā)展迅速,已經(jīng)成為合并大血管閉塞急性缺血性腦卒中的標(biāo)準(zhǔn)治療方式。本文綜述了近年來急性缺血性腦卒中顱內(nèi)血栓的組織病理學(xué)、影像學(xué)以及體外研究的進(jìn)展,為更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)AIS 的病因、發(fā)病機(jī)制,優(yōu)化治療方案,評(píng)價(jià)患者預(yù)后提供了系統(tǒng)參考。
南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2022年1期