曲曉峰,楊海山,劉書峰,劉亞潔,王乃玉

(1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院放射科,吉林長春130033;2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬二院a.放射科,b.病理科)

動脈粥樣硬化斑塊破裂是引起急性心腦血管意外的主要病因,因此對于早期檢出易損性動脈粥樣硬化斑塊對于預(yù)防心腦血管意外的發(fā)生具有重要的意義。病理研究表明:斑塊的易損性與斑塊的成分密切相關(guān),而不是與管腔的狹窄程度有關(guān),動脈粥樣硬化斑塊易損性與斑塊內(nèi)新生微血管與斑塊的炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[1-2]。本研究通過動物實驗探討磁共振動態(tài)增強掃描(Dynamic Contrast Enhanced MRI DCE-MRI)參數(shù)與動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生微血管與炎性反應(yīng)相關(guān)性,通過量化的指標(biāo)評價動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生微血管量與炎性反應(yīng)程度,從而評價動脈粥樣硬化斑塊易損性。

1 材料與方法

1.1 動物模型制作

成年新西蘭雄性大白兔20只,體重2.5-3.5 kg,高脂喂養(yǎng)(200 g飼料2.5%膽固醇15%蛋黃粉10%豬大油)[3]自由飲水,高脂喂養(yǎng)4周后實施球囊拉傷損傷主動脈內(nèi)膜,麻醉后腹股溝區(qū)備皮及消毒,切開長約3 cm切口;確認股動脈后,采用Seldinger技術(shù)穿刺插入導(dǎo)絲導(dǎo)管,將4F球囊擴張導(dǎo)管插入至腹主動脈約心臟下方水平2 cm處,球囊內(nèi)充入生理鹽水,感覺有阻力后緩慢拉出約10-1 5 cm,拉出的速度約為10 cm/s,反復(fù)3次[4];取出球囊壓迫止血后,縫合切口。術(shù)后肌肉注射慶大霉素3天,預(yù)防感染。于第4、8周各對1只實驗兔進行MR掃描,觀察血管壁情況,調(diào)整飼料內(nèi)膽固醇含量或進行2次動脈內(nèi)膜損傷。

1.2 影像學(xué)檢查方法

美國GE Signa CV/i 1.5T磁共振掃描儀,掃描前8H禁食,仰臥體位,使用表面線圈。MR多序列掃描采用FSE序列T1WI T2WI抑脂序列,質(zhì)子密度加權(quán)像其中重復(fù)時間與回波時間(TR/TE)分別為T1WI:200/4.2 ms;FSE T2WI:4 000/86 ms;PDW:2 000/20 ms;FOV:20CM;矩陣 256×160;收集信號次數(shù)(NEX):2.多期動態(tài)增強掃描采用T1WI FSPGR序列,重復(fù)時間與回波時間(TR/TE)分別為175/4.2 ms矩陣256×128;連續(xù)掃描12個時相,每個時相間隔約為1 min,造影劑為德國先靈公司產(chǎn)馬根維顯(0.5 mmol/kg),經(jīng)耳緣靜脈團注,注射速度為1 mL/s。

1.3 病理學(xué)檢查

實驗動物采用經(jīng)耳緣靜脈注射過量的3%戊巴比妥鈉處死實驗兔,解剖尸體,取出自主動脈根部至髂總動脈分叉處的主動脈,按其相應(yīng)解剖標(biāo)志,取掃描范圍內(nèi)血管。生理鹽水沖洗干凈后,10%福爾馬林浸泡固定,24H后組織制片,使用HE染色觀察血管的形態(tài)及動脈粥樣硬化斑塊形態(tài)。免疫組化方法使用CD31染色,標(biāo)記動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生微血管內(nèi)皮細胞,使用CD68染色,標(biāo)記動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)巨噬細胞,以血管內(nèi)皮細胞胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)棕黃色顆粒且著色強度高于背景染色者判定為陽性。

1.4 實驗方法

實驗兔損傷腹主動脈內(nèi)膜后高脂喂養(yǎng)第16-20周行磁共振FSE序列T1WI、T2WI抑脂序列掃描及MR動態(tài)增強掃描,掃描范圍從髂總動脈分叉處至膈肌水平,掃描結(jié)束后處死實驗兔,取出掃描范圍內(nèi)病變血管,制成組織片后使用HE染色,免疫組化方法使用CD31染色標(biāo)記動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生微血管,使用Image-Pro Plus專業(yè)圖像分析軟件分析免疫組化圖像。計數(shù)3個不重疊區(qū)域中每個視野內(nèi)的新生微血管內(nèi)皮細胞數(shù)和陰性細胞數(shù)(個/400倍視野),取均值作為動脈粥樣硬化斑塊平均新生微血管內(nèi)皮細胞數(shù),計算CD31、CD68染色陽性細胞百分率,結(jié)果用±s表示。MR圖像使用 GE ADW4.0工作站進行圖像分析,繪制時間信號強度曲線。計算動脈粥樣硬化斑塊時間—信號強度曲線首過時相斜率S及斑塊峰值信號強度強化后120 s信號強度下降率Soutflow,計算方法為:S=(SIF—SI0)×100%/(SI0×Δ t)Soutflow=(SImax—SImax+120s)×100%/SImax(SIF為首過時相信號強度,SI0為動態(tài)增強掃描起始信號強度,Δ t為首過時相間隔時間,SImax為峰值信號強度,SImax+120s為峰值信號強度強化后120 s信號強度。)

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 實驗結(jié)果

動脈粥樣硬化斑塊時間—信號強度曲線斑塊峰值信號強度強化后120 s信號強度下降率Soutflow與斑塊內(nèi)新生微血管(CD31免疫組化表達)、斑塊內(nèi)炎性反應(yīng)(巨噬細胞CD68免疫組化表達)相關(guān)性分析,r值分別為0.469(P＜0.01)、0.415(P＜0.05),CD68計數(shù)與CD31計數(shù)相關(guān)性分析,r值為0.480(P＜0.01)。首過時相斜率S與CD68、CD31計數(shù)相關(guān)性分析,r值分別為0.452(P＜0.05)、0.479(P＜0.01)。CD68計數(shù)與CD3計數(shù)相關(guān)性分析,r值為0.480(P＜0.01)

20只實驗兔共檢測30處強化動脈粥樣硬化斑塊,增強掃描均可見強化。使用GE ADW4.0工作站測定斑塊信號強度,繪制時間—信號強度曲線。測定斑塊時間—信號強度曲線首過時相斜率S(4.15±1.13)及斑塊峰值信號強度強化后120 s信號強度下降率Soutflow(30.88±9.33)使用Image-Pro Plus專業(yè)圖像分析軟件分析免疫組化圖像,計算CD31染色陽性細胞百分率(36.65±13.96)%。CD68染色陽性細胞百分率(45.47±11.41)%。見圖1-4。

3 討論

最新研究表明:動脈粥樣硬化斑塊易損性、斑塊內(nèi)新生微血管與斑塊的炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[1、2]。斑塊內(nèi)新生微血管與斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)可以作為斑塊易損性的標(biāo)志[3]。

圖1 DCE-MRI增強掃描動脈粥樣硬化斑塊可見明顯強化(白色箭頭)

圖2 相對應(yīng)層面病理切片HE染色顯示動脈粥樣硬化斑塊

圖3 CD31免疫組化染色標(biāo)記新生血管內(nèi)皮細胞(棕色為陽性表達區(qū)域)

圖4 CD68免疫組化染色標(biāo)記新生血管內(nèi)皮細胞(棕色為陽性表達區(qū)域)

斑塊的強化程度與斑塊內(nèi)新生微血管、斑塊的血管滲透性和排泄動力學(xué)、血管外細胞外的容積和斑塊內(nèi)多種成分有關(guān)。斑塊炎性過程可以引起細胞外容積的增加和細胞內(nèi)皮的通透性,造影劑可以快速的進入斑塊細胞外的空間,動脈粥樣硬化斑塊可以出現(xiàn)強化[4、5]。處于活動期的動脈粥樣硬化斑塊新生微血管數(shù)目多,斑塊內(nèi)的炎性反應(yīng)水平高,造影劑容易擴散至斑塊細胞外空間。因此,動脈粥樣硬化斑塊強化與斑塊內(nèi)新生微血管的數(shù)目和斑塊的炎癥反應(yīng)程度密切相關(guān)。首過時相斜率S反應(yīng)造影劑早期流入斑塊的情況,Soutflow反應(yīng)斑塊達到峰值強化后造影劑流出情況,本研究表明:動脈粥樣硬化斑塊時間—信號強度曲線首過時相斜率S與斑塊內(nèi)新生微血管CD31計數(shù)、斑塊內(nèi)炎性反應(yīng)CD68計數(shù)具有明顯相關(guān)性(R=0.479,P＜0.01、R=0.452,P＜0.05),斑塊峰值信號強度強化后120 s信號強度下降率Soutflow與斑塊內(nèi)新生微血管CD31計數(shù)、斑塊內(nèi)炎性反應(yīng)CD68計數(shù)具有明顯相關(guān)性(R=0.415,P＜0.05、R=0.469,P＜0.01)。通過對動脈粥樣硬化斑塊時間—信號強度曲線量化指標(biāo)S與Soutflow測定反應(yīng)斑塊內(nèi)新生微血管數(shù)目與炎癥反應(yīng)程度,S與Soutflow越大,斑塊的炎癥反應(yīng)明顯、新生微血管量多,表明斑塊處于活動期,具有易損性。易損性動脈粥樣硬化斑塊新生微血管數(shù)目多、炎癥反應(yīng)明顯,反之,S與Soutflow較小表明斑塊的炎癥性反應(yīng)和新生微血管數(shù)目少,發(fā)生斑塊破裂的可能性較小。因此可以通過量化指標(biāo)S與Soutflow檢測動脈粥樣硬化斑塊的易損性。

本研究通過對于動脈粥樣硬化斑塊時間—信號強度曲線參數(shù)Soutflow與S的測定,能夠較為全面的評價動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)造影劑排泄動力學(xué)改變,對于動脈粥樣硬化斑塊的新生微血管數(shù)目、斑塊內(nèi)的炎性反應(yīng)水平進行半定量測定,為臨床早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)治療易損性動脈粥樣硬化斑塊提供可靠的影像學(xué)依據(jù),能夠有效的預(yù)防心腦血管意外的發(fā)生。

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