颈动脉粥样硬化狭窄性疾病筛查与治疗新进展
杨亦敏 韩同磊 竺挺 郭大乔 符伟国
复旦大学附属中山医院血管外科 复旦大学血管外科研究所 国家放射与治疗临床医学研究中心,上海 200032
通信作者:竺挺,Email:zhu_ting@126.com
【摘要】颈动脉粥样硬化斑块是导致缺血性脑卒中发生的主要原因。影像学技术的持续革新和颈动脉斑块分型标准的不断完善,为颈动脉斑块的性质判定,临床医师的治疗决策,以及围手术期血管评估提供了更有力的证据。超声是颈动脉狭窄类疾病首选的无创、简便筛查手段,而CT血管造影、磁共振血管造影等检查适用于进一步评估动脉狭窄程度,判断颈动脉斑块成分及稳定性,指导手术决策,对预防严重心脑血管不良事件的发生至关重要。颈动脉狭窄的治疗进展主要聚焦于新型血管介入器械及外科术式的改良创新,包括双层密网支架、经颈动脉血运重建术等。随着科学技术的不断发展,分子成像技术、更微创化的筛查与治疗手段将是未来发展方向。
【关键词】颈动脉狭窄;血管外科手术;筛查;诊断技术和方法;血管介入;微创治疗
基金项目:国家自然科学基金(52376142);上海市卫生健康委员会科研项目(202140273)
DOI:10.3760/cma.j.cn112139-20240613-00295
颈动脉粥样硬化斑块是导致缺血性脑卒中发生的主要原因[1]。近年来,伴随动脉粥样硬化相关的基础、临床研究不断深入,更加细致的斑块分类、分型方法对治疗方案的制定更具临床指导意义。此外,随着影像学技术与手术器械的创新发展,不断有新的影像学筛查手段和手术方式出现并被应用于临床。本文就颈动脉斑块分型、影像学筛查技术与治疗进展予以综述。
动脉粥样硬化斑块通常随年龄增加而不断进展。根据颈动脉斑块发生部位可分为颈总动脉型、颈内动脉型及颈总‑颈内动脉型;其性质可分为稳定性与不稳定性[2];根据斑块成分变化及病理学特征可将其进一步分为纤维型、钙化型、内出血型、脂核型和破裂型[3‑4]。目前常用的组织学分型由美国心脏协会提出,从最初的脂质点,演变成粥样斑块、复杂斑块、钙化斑块及纤维斑块等共8种类型[5]。随着影像学检查水平的提高,斑块的影像学表现也成为了评估斑块分型的重要手段[6]。2023年,有学者基于影像学表现对斑块成分和其他特征进行分类(Plaque‑RADS),以评估斑块的组成和形态,并预测脑血管事件的发生风险[7]。虽然颈动脉斑块分类方法众多,但斑块稳定性依然是对临床手术决策最具意义的指标。纤维、钙化、内出血、脂核、破裂等组织病理学的细致划分既有利于对斑块稳定性的判断,又有利于推动病因学相关的基础研究。
颈动脉影像学早期筛查与疾病严重程度评估,对明确颈动脉狭窄程度并制定后续治疗方案极为重要。2022美国血管外科学会(Society for Vascular Surgery,SVS)指南提出,适合颈动脉筛查的无症状高危人群包括:(1)下肢外周动脉疾病患者;(2)有冠状动脉旁路移植术史;(3)年龄≥55岁且有2个及以上传统动脉粥样硬化危险因素;(4)年龄≥55岁的吸烟者;(5)糖尿病、高血压或冠心病患者;(6)脑影像学检查发现临床隐匿性脑梗死患者[8]。目前常用的筛查手段包括颈动脉超声,磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA),CT血管成像(CT angiography,CTA)和数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)等。为了进一步明确支架置入的即刻效果及预后,识别复杂病变,近年来光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)也被推荐应用于外周血管领域[9]。侵入性检查在高准确率的同时也为患者带来了经济负担及造影剂相关风险,临床上应结合患者的症状、狭窄程度等特征进行综合考量。2022年,美国SVS指南提出不建议在无症状且无高危因素的人群中实施颈动脉狭窄的常规筛查。而对于已明确形成颈动脉斑块但并未达到手术指征的患者,建议1~2年进行一次颈动脉彩超检查,存在严重狭窄病变或出现神经系统症状,则建议进一步行CTA、MRI等检查评估狭窄程度及手术方案[9]。
颈动脉超声是简便可行的早期筛查手段。可实时观察血管管腔、内膜情况,早期发现颈动脉病变,明确斑块位置、大小及性质,评估斑块的稳定性,准确测量颈动脉狭窄程度,直观显示颈动脉血流动力学变化[10]。CTA可清晰显示血流,从侧面反映血管管腔以及血管解剖走形,是临床最常用的评估血管狭窄程度的检查方法。但CTA对斑块成分的判别效力不及MRI,怀疑有颈动脉中重度狭窄的患者,建议行脑灌注成像,进一步明确大脑半球缺血情况[11]。目前除了标准多排CTA外,还可应用改良双能CT评估颈动脉斑块。该技术通过同时使用两个不同球管电压的X线球管对脑循环进行成像的血管造影检查,可提供更好的去骨图像,为测量富钙化病变的狭窄程度提供了新方法[12]。MRI是斑块成像的金标准,对于评估易损斑块有重要价值。MRA可量化评估管腔狭窄程度及管壁厚度、斑块管腔面形态,分析管壁及斑块成分,但对狭窄程度的评估存在一定夸大效应,所以并不能作为判定狭窄程度的重要依据[13]。近年来,分子成像技术为疾病评估提供了新的手段,有研究报道PET/CT能从分子层面观察颈动脉粥样硬化斑块的炎症进展,实现在体细胞代谢活性的可视化,对判断斑块易损性有重要价值[14‑15]。作为前沿成像技术,PET/MRI能在分析评估动脉斑块的组织成分的同时进行细胞分子水平成像,为评估钙化、炎症病变提供了有力证据[16‑17]。
DSA是明确血管狭窄、评估血流灌注的金标准,常用于进一步确认CTA、MRA无法明确的颈动脉近闭塞病变,以制定后续手术方案。然而导丝导管操作时也可能导致脑卒中等神经系统相关并发症,其总发病率约为1.7%[18‑19]。因此,对于拟行DSA检查的患者需首先评估主动脉、颈动脉节段动脉粥样硬化、附壁血栓、钙化情况并慎重操作。OCT可观察到斑块破裂、薄纤维帽、附壁血栓,并对钙化病变的角度、长度、分布等进行定量分析。既往研究报道,OCT还有望被用于判定颈动脉斑块性质、选择治疗策略,评价不同支架置入后效果,并用于术后长期随访等,是对颈动脉狭窄介入检查与治疗方式的全新探索[20‑21]。Fujii等[22]报告了OCT可在术中显示颈动脉钙化斑块和漂浮血栓的形态,其分辨率是血管内超声的10倍,分辨精度可达10μm,弥补了DSA血管造影在评估颈动脉疾病方面的局限性。
此外,血管内超声等也可用于评估斑块性质和特点,制定合适的预处理策略,并在术后观察有无支架相关并发症等,且目前已在冠状动脉粥样硬化患者中广泛应用,未来在颈动脉领域也有望提供术中辅助功能。随着人工智能、计算流体力学及虚拟手术等领域的开拓发展,计算颈动脉狭窄程度、随访疾病进展、分析术后疗效等工作将更为个性化、精准化[23‑24]。
国内外学者对颈动脉斑块的成分进行了深入的生物信息学分析,试图获取斑块发生发展的调控因素。基因表达方面,2020年Alencar等[25]通过单细胞RNA和染色质免疫沉淀测序技术筛查了人类和小鼠动脉硬化斑块标本和动脉粥样硬化标本中的基因表达,结果表明,干细胞多能性基因Klf4上调可致平滑肌细胞表型变化,从而加重斑块钙化及不稳定性。2022年,一项研究通过质谱流式细胞术联合转录组学技术对34例有症状及26例无症状晚期动脉粥样硬化患者的颈动脉斑块标本进行分析,筛选差异性表达结果发现IRF5上调促使CD11c+巨噬细胞增多,可加重血管炎症,导致斑块破裂[26]。蛋白水平方面,2023年Sun等[27]通过空间转录组测序比较了人颈动脉斑块近端、最狭窄区域和远端区域内的特异性位点表达情况,结果发现斑块破裂区域基质金属蛋白酶‑9表达明显升高,受磷蛋白表达明显下降。免疫细胞层面,2022年发表的一项研究分析了美国国立生物技术信息中心的高通量测序数据库中,稳定和不稳定颈动脉粥样硬化斑块中的22种免疫细胞特异性标志物,利用机器学习筛选差异表达基因,结果显示稳定和不稳定斑块中的免疫细胞类型存在明显差异。不稳定斑块中M0、M1和M2巨噬细胞的比例高于稳定斑块,CD8+T细胞和自然杀伤细胞的比例低于稳定斑块,提示M1型巨噬细胞的聚集是导致斑块不稳定的重要因素[28]。2023年一项研究通过单细胞RNA测序,比较了10例有症状与10例无症状患者的颈动脉斑块和外周血单核细胞,鉴定结果发现,CD8+C3、CD8+C4和CD4+C5的斑块特异性T细胞亚群的活化和耗竭可导致颈动脉粥样硬化进展;此外,单核细胞‑巨噬细胞动力学主导了先天免疫反应,EREG+单核细胞增多可提高脑血管事件的发生率,而C3+单核细胞具有抗炎作用,可稳定斑块[29]。生物信息学研究为探明颈动脉硬化斑块的形成与进展的关键基因及潜在机制提供了宝贵信息,有望为延缓斑块进展及预防脑血管事件发生开辟新途径。
对于颈动脉狭窄患者的术式选择,国内指南建议无创检查提示狭窄率≥70%,或血管造影显示狭窄率>50%的有临床症状的颈动脉狭窄,为颈动脉内膜剥脱术(carotid endarterectomy,CEA)的绝对适应证;对于颈动脉解剖位置不适宜行开放手术、放射性损伤引起的颈动脉狭窄、CEA术后再狭窄以及患者自身条件无法耐受开放手术的患者,则建议行颈动脉支架植入术(carotid artery stenting,CAS)[30]。美国SVS指南提出,狭窄率>50%的有临床症状的颈动脉狭窄患者首选CEA;当CEA并发症发生率较高或存在颈部条件不良和严重心脏疾病首选CAS[8]。
根据近年来更新的文献数据,以下几类无症状颈动脉狭窄患者可考虑在适当情况下接受手术干预:(1)无症状颈动脉狭窄病变快速进展,即患者间隔1年用同一影像学筛查手段(包括超声、MRI等),提示血管狭窄明显加重(轻度发展为中度狭窄,或由中度发展为重度狭窄);(2)重度无症状颈动脉狭窄患者(狭窄率>70%);(3)无症状颈动脉狭窄病变合并对侧短暂性一过性缺血发作,或既往有卒中史;(4)合并隐匿性脑梗死病灶(皮质梗塞、皮质下梗塞、基底神经节梗塞);(5)经颅多普勒超声发现颅内自发性栓子;(6)脑血管反应性受损。2023年最新欧洲血管外科学会指南指出,对于手术风险一般、颈动脉狭窄率为60%~99%的无症状患者,如果发现1个或多个可能与晚期脑卒中风险增加相关的影像学或临床特征,在保证患者术后30d内脑卒中及病死率均<3%,且患者预期寿命>5年的前提下,应考虑行CEA[31]。2021年ACST‑2研究纳入了2008—2020年130个中心的3625例无症状严重颈动脉狭窄患者,随机分配至CEA组和CAS组,平均随访5年,结果显示患者术后严重并发症发生率较低,且两组患者长期随访中的致死或致残性脑卒中的发生率相当[32]。
CEA作为颈部的开放性手术,需要警惕颈部血管神经的损伤及碎片化斑块脱落后栓塞远端颅内血管的风险以及术后并发症的发生。2021年一项随机对照研究纳入了790例颈动脉狭窄患者,其中511例行颈动脉内膜剥脱补片成形术(patch carotid endarterectomy,p‑CEA)、232例行标准颈动脉内膜剥脱术(conventional carotid endarterectomy,c‑CEA)、47例行外翻式颈动脉内膜剥脱术(eversion carotid endarterectomy,e‑CEA),随访结果表明3种手术方式术后1年颈动脉再狭窄(狭窄率≥50%)的累积发生率分别为18.9%、26.1%和17.7%;术后5年累积发生率分别为25.9%、37.2%和30.0%;组间比较发现p‑CEA组和e‑CEA组间无差异(P=0.77),c‑CEA组的再狭窄率明显高于未使用补片的p‑CEA组(P=0.019),推荐p‑CEA为预防再狭窄的首选术式[33]。
随着高新材料、工程科学的发展,CAS得到了普及。目前在临床上使用的支架可以根据结构分为开环和闭环支架;单层和双层支架;覆膜和裸支架等[34‑35]。开环支架柔顺性好,可穿越曲折的血管,很好地适应血管轮廓的同时不会缩短,设计上具有最佳贴壁性的先天优势,是治疗狭窄病变和弯曲血管的首选[36]。但其网眼较闭环支架增加1~3倍,覆盖的目标病变较少,动脉粥样硬化物质可能通过支架支柱突出,从而导致较高的栓塞和支架内再狭窄风险,但在预防严重再狭窄和中远期脑卒中复发方面,开环与闭环支架疗效相当[37]。而紧密编织的闭环支架材质更加坚硬,并提供更好的支架支持,但如果放置不当,也可能会扭曲或损伤血管[38]。双层颈动脉支架在增加了斑块覆盖面积的同时,减少了支架植入时出现血栓事件发生。最新临床试验证实双层支架Roadsaver(美国 MicroVention公司)与传统支架相比可减少围手术期血管损伤的风险[39],其在国内应用较少,尚待进一步观察。而覆膜支架可有效覆盖病变节段,避免了裸支架所致的弥漫性内膜增生,同时极大降低了支架折断率和斑块碎屑的脱落可能,但其目前在颈动脉狭窄类病变中并不常用。因此,术前、术中应充分评估患者的血管条件,以选择合适支架。
近年来,经颈动脉血运重建术(transcarotid artery revascularization,TCAR)作为一种新型复合手术在国外各大中心开展,外科医师可通过颈部横向小切口直接在颈动脉中插入短动脉鞘进行操作。TCAR的主要优势在于避免了导管在主动脉弓内的操作,有望在术中减少脑卒中等不良事件的发生,但不适合用于距离锁骨或颅骨≤5cm的病变,也不适用于严重迂曲、小或严重钙化、存在血栓的病变[40]。血管外科学会新版颅外脑血管疾病管理指南也指出,TCAR的效果不亚于CEA,总体数据显示TCAR结局优于CAS。对于高风险患者(解剖和生理因素),TCAR可能优于CEA和CAS[8]。2019年JAMA发表了一项多中心回顾性队列研究,采用倾向性评分匹配的方法比较了2016—2019年行TCAR(5251例)和经股动脉颈动脉支架植入术(6640例)的患者资料,匹配后两组患者各纳入3286例,结果显示TCAR可明显降低患者脑卒中及死亡风险[41]。2022年的一项前瞻性、多中心、单臂临床试验,纳入了155例TCAR治疗的高风险颈动脉狭窄患者(无症状患者119例,有症状36例),结果显示围术期无脑卒中、心肌梗死等不良事件心血管发生,手术过程中颅神经损失率仅为1.3%,随访1年无患者出现同侧卒中,4例患者出现非神经源性死亡(2.6%),可初步证实TCAR的安全性及有效性[42]。尽管相关研究报道TCAR的应用前景良好,但迄今多数TCAR手术是在开放手术高风险或颈动脉解剖位置不适宜行开放手术的患者中进行的,国内也尚未开展大样本的临床研究报道。因此,目前不推荐对低手术风险的、有症状颈动脉狭窄患者行TCAR,未来需要更多的临床随机对照试验进一步验证其临床获益。
综上所述,颈动脉斑块的筛查及斑块性质的评估影响着临床决策,筛选无症状高危病变具有重要的临床意义。详细的影像学评估有助于制定个体化治疗方案,针对易损斑块的分子成像技术是未来发展方向。颈动脉狭窄病变的治疗方案已有成熟、明确的规范指南,对于已明确颈动脉狭窄的患者,系统性、规范化的药物治疗及手术干预对降低严重心脑血管不良事件的发生至关重要。越来越多精准化、微创化的筛查手段与治疗方法,将为颈动脉斑块的诊治提供新思路。
利益冲突 所有作者声明不存在利益冲突
作者贡献声明 杨亦敏、韩同磊:论文撰写、论文修改;竺挺、郭大乔、符伟国:行政支持、研究指导

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