有人说颈动脉是上帝馈赠给人类了解大动脉的一个窗口,因为动脉粥样硬化是一种系统性、繁琐的病理改变,可在颈动脉、冠状动脉、脑动脉、肾动脉等多血管床中同时发生。心脑血管动脉粥样硬化与颈动脉斑块(CarotidArteryPlaque,CAP)形成的环境相似、风险相似、易损性相似,这使得CAP同步评价心脑血管斑块成为可能。此外,颈动脉位置表浅,与心脑血管距离近,血管壁的组成、血流环境与心脑血管接近,而且近年来采用颈动脉评价和预测心脑血管事件的研究相对较多。因为临床为了了解心脑血管动脉粥样硬化和斑块情况需要繁杂的冠状动脉造影、计算机冠状动脉造影(CTA)和脑血管造影或脑影像学检查,价格昂贵且不易重复检查,并且有一定的危险性。而颈动脉彩超检查是一种无创的检查方式,它可以通过很简单的方式来实施;目前可以采用各种影像学方法早期检测到颈动脉内血管壁厚度、斑块形成类型及部位、血流状况、管腔的狭窄程度等,人们可以通过狭窄程度以及斑块类型来预测心血管和卒中风险,进而确定下一步治疗方案。
流行病学
Song等[1]调查了我国成年人颈动脉硬化(CarotidAtherosclerosis,CA)和斑块形成的发生率,结果显示,随年龄的增加CA和斑块形成发生了显著增加;30~79岁国人CA和斑块形成发病率分别为27.22%和20.15%。在年国内平均有2.0亿和1.5亿患CA和CAP。预测在年国内平均有2.67亿和1.99亿患CA和CAP。我国台湾地区一项调查显示,CAP发生率女性和男性分别为21.9%和33.8%[2]。Ihle-Hansen等[3]调查了来自普通人群的中年队列中CAP和颈动脉内膜中层厚度(IMT)的患病率及其与心血管危险因素的关系。研究结果提示,中年人群中CAP的发病率非常高,与IMT相比,心血管危险因素与斑块负担之间的更大关联。另一项研究通过血管壁磁共振成像(MRI)比较了中国糖尿病患者和非糖尿病患者CAP的特征。研究结果显示,有症状的糖尿病患者更容易出现钙化和富含脂质坏死核心的CAP,这表明糖尿病患者可能会出现更严重的动脉粥样硬化疾病[4]。Wang等[5]分析了例中国居民的颈动脉超声数据,发现中国≥40岁居民中CA的发病率为36.2%。Song等[6]进行的的一项全球21个国家和地区59项研究的Meta分析估算,年全球有近20亿人CA。
颈动脉粥样硬化斑块的发病机制
亚铁血红素氧化酶-1(HO-1)是细胞内的一种酶,氧化亚铁血红素转变成铁离子、一氧化碳和胆绿素,然后变成胆红素。HO-1有抗炎、抗氧化、抗凋亡和抗血栓作用。在一般情况下HO-1低表达。但是,HO-1水平升高标志机体处于病理生理学应急状态。HO-1对于CA和CAP形成发挥一定的保护作用,目前动物实验证实,机体缺少HO-1可发生动脉粥样硬化。临床研究证据也显示,机体HO-1水平显著降低与CA和CAP显著相关[7]。
Ji等[8]对CA可修正危险因素进行分析,横断面研究结果显示有9个危险因素与CAP相关,包括:高同型半胱氨酸血症(HCY)、高血压、高尿酸血症、吸烟、代谢综合征、高甘油三酯血症、糖尿病和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高。其中高血脂、HCY、高血压、高尿酸血症几乎占了CA危险因素的50%,高血压与IMT相关。系统性回顾分析显示,情绪差、社会动乱、饮酒、空气污染、睡眠呼吸暂停综合征与动脉硬化相关。纵向研究结果显示,有14种危险因素与CA相关,其中对4种危险因素进行干预可以预防CA,其中包括:高血压、高血脂、糖尿病和睡眠呼吸暂停综合征。
不明来源栓塞性卒中(ESUS)占所有缺血性卒中的17%,在ESUS患者中,同侧轻度颈动脉狭窄(斑块伴管腔狭窄50%)检出率接近40%。Kamtchum-Tatuene等[9]进行了一项荟萃分析探讨了ESUS患者中合并高风险特征的轻度颈动脉狭窄的发生率。结果显示,卒中同侧颈动脉轻度狭窄伴高风险特征的患病率为32.5%,对侧颈动脉为4.6%。高风险特征斑块:同侧比对侧的比值比(HR)为5.5。该研究结果提示在ESUS患者中,同侧CAP合并高风险特征的比例是对侧的5倍,提示它与卒中风险有关。
影像学检查
欧洲和美国的CAP卒中预防指南基于CA管腔狭窄的程度、斑块组成成分和斑块的稳定性来选择治疗方案[10]。因为影像学检查可以在体外观察到CAP是否破裂或溃疡、斑块是否稳定。因此,通过超声检查、CTA、MRI和分子影像学检查可以独立或相互联合分析CAP的性质,准确对无症状患者进行临床诊断,帮助临床制定精准治疗方案[11]。CAP不稳定标志,包括CAP内出血(IPH)、斑块体积、新生血管和炎症[12]。
3.1超声检查
与MRI和CTA相比,超声具有简便、无创、价廉等独特优势,适用于有MRI禁忌症或不能暴露于电离辐射的患者。Steinbuch等[13]采用普通超声检查技术,测定颈动脉血管腔中轴线到血管壁的距离,据此了解CAP位置和形态。研究结果提示,采用普通超声检查就可以精确了解斑块位置和形态。彩色多普勒成像通过测量斑块处管腔内径、血流速度及阻力,能够准确评估血管狭窄程度。Katakami等[14]进行了一项回顾性调查,结果显示不同的颈动脉超声检查,如IMT、有或无CAP、斑块数量和斑块形态,对于有或无糖尿病的患者可以独立预测心血管疾病。
近年来,对比增强超声造影(CEUS)、血管内超声及血管内虚拟组织学超声(VH-IVUS)等作为新技术逐渐应用到CAP成分的诊断和易损性评估中。CEUS是评价斑块内血管化的一种常用、简单而无创的技术,其可以评估易损斑块内新生毛细血管的含量,同时该技术还可以观察和评估外膜滋养血管的生成及含量。Huang等[15]采用CEUS和血清脂质特征探讨颈动脉狭窄程度和斑块性质,结果显示CEUS对斑块内新生血管的诊断率为86%,灵敏度为94%,特异度为68%。Artas等[16]采用3维超声技术(3DUS)对50例有CAP患者进行研究发现,3DUS相对2DUS来说对CAP结构和组织学识别没有显著性差异。但是3DUS对斑块表面光洁度的观察有明显的优势,该研究提示,可以用3DUS识别CAP外形结构。
Chiocchi等[17]对6例男性有症状患者和12例接受颈动脉支架(CAS)治疗的患者采用VH-IVUS与高分辨率磁共振成像(HR-MRI)进行比较,探讨CAP组织学特征。对获得的42个VH-IVUS和HR-MRI图像进行了定量发现。结果发现,两种方法均可发现斑块组织学成分且两者相关性好。VH-IVUS对斑块纤维组织成分诊断的准确率高达99.4%,对纤维脂肪斑块精确度达85.9%,对斑块钙化精确度达71.4%,尤其是对易损斑块内脂质核心坏死组织的敏感度较高,精确度达83.4%。27个图像比较VH-IVUS和HR-MRI,两种检查方法一致性可达84%。但是,VH-IVUS无法识别斑块内出血、附壁血栓及斑块表面钙化产生的声影。因此,当前许多研究者致力于新型超声检查技术的开发,如弹性成像等。
CAP内新生血管是不稳定斑块的一个特征,但是普通超声多普勒不能识别斑块内新生的血管。CEUS可以识别斑块内新生血管,但是检查时必须静脉注射造影剂。Zamani等[18]采用运算方式和剔除混杂和血管壁运动伪影方法识别斑块内新生血管,即极佳血管影像技术(SMI)。结果显示,斑块内新生血管影像5个水平SMI分类与CEUS半自动定量结果相关,对斑块组织学,SMI可以识别斑块内新生血管和炎症增加区;对斑块不稳定的定义与CEUS检查结果相似。
3.2MRI
高分辨血管壁磁共振成像能够显示CAP形态特点和成分。3D黑血成像技术-运动敏感驱动平衡快速预脉冲梯度回波技术(3D-MERGE)具有大的扫描范围。Murata等[19]利用3D-MERGE评价颈动脉粥样硬化斑块分别,分析其与临床信息和脑卒中风险指标的相关性。研究结果提示,3D-MERGE较2D黑血序列能够发现更多的CAP。Seyedsaadat等[20]进行了一项系统回顾性分析发现,MRI通过识别斑块内出血(IPH)、坏死核(LRNC)、薄/破裂纤维帽(TRFC)识别颈动脉不稳定斑块,有助于对缺血卒中的危险分层。Deng等[21]进行的另一项研究也发现,MRI对识别出的CAP的IHP、LRNC和TRFC影像可独立预测卒中发生。
3.3分子影像学
分子影像学是运用影像学技术显示组织水平、细胞及亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平的变化,对分子生物学行为在影像学方面进行定性和定量研究的学科。放射性核素成像是临床上最常用的分子影像学检测技术。正电子发射计算机断层显像(positronemission