综述:以临床医生为导向的ACS(急性冠状动脉综合征)斑块病理学研究方法:对个性化心血管医学的启示——综述
作者:Barbara Pala, Mariagrazia Piscione, Francesco Cribari, Paola Gualtieri, Marco Alfonso Perrone, Laura Di Renzo
《Journal of Personalized Medicine》:A Clinician-Oriented Approach to Plaque Pathology in ACS: Implications for Personalized Cardiovascular Medicine—A Comprehensive Review
Barbara Pala,
Mariagrazia Piscione,
Francesco Cribari,
Paola Gualtieri,
Marco Alfonso Perrone and
Laura Di Renzo
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时间:2026年05月01日
来源:Journal of Personalized Medicine CS6
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摘要:越来越多的证据表明,心肌梗死(MI)是具有不同分子、细胞和生物力学机制的异质性斑块基质的临床表现。急性冠状动脉血栓形成(ACT)最常见的原因包括斑块破裂(PR)、斑块侵蚀(PE)和钙化结节(CNs),每种情况都与不同的炎症特征、血栓组成、临床表现和预后相关。这篇全面的综述从
摘要:越来越多的证据表明,心肌梗死(MI)是具有不同分子、细胞和生物力学机制的异质性斑块基质的临床表现。急性冠状动脉血栓形成(ACT)最常见的原因包括斑块破裂(PR)、斑块侵蚀(PE)和钙化结节(CNs),每种情况都与不同的炎症特征、血栓组成、临床表现和预后相关。这篇全面的综述从临床角度综合了这三种主要斑块类型的病理生理机制,并讨论了它们对急性冠状动脉综合征(ACS)现代管理的影响。我们研究了斑块不稳定性的分子和细胞决定因素,并强调了斑块负荷、愈合反应受损以及心肌危险性等系统因素如何调节临床风险。本文主要讨论了冠状动脉内和非侵入性成像技术在阐明斑块生物学特征方面的作用,而不仅仅是作为手术指南。基于这些见解,我们提出了一个概念框架,将斑块生物学整合到急性期、二级预防和长期随访的临床决策中。特别是,认识到斑块基质的生物学异质性可能支持更加个性化的治疗策略,使临床医生能够根据潜在的斑块类型和患者的具体风险状况来定制药物和介入治疗方法。最后,我们简要探讨了新兴的观点,包括人工智能(AI)在精炼斑块特征、风险分层和精准心血管预防方面的潜在作用。总体而言,将PR、PE和CNs视为生物学上不同的实体,有助于转向基于机制的个性化MI管理,使斑块生物学的进步与精准心血管医学的原则保持一致。
1. 引言
尽管在预防心脏病学和急性心血管(CV)护理方面取得了显著进展,心肌梗死(MI)仍然是全球发病率和死亡率的主要原因之一[1]。仅在美国,估计每40秒就有一人发生MI,每年新增约605,000例和200,000例复发事件[1]。在欧洲,MI的发病率在每10万人年43到144例之间,各国和性别之间存在显著差异[2]。预计缺血性心脏病的全球负担将进一步增加,这主要是由于人口老龄化、心血管代谢风险因素的普遍增加以及医疗保健获取的不平等[3]。《柳叶刀》委员会提出了一种冠状动脉疾病的范式转变,强调该疾病应主要被视为一种终身的动脉粥样硬化过程,而不仅仅是由心肌缺血或急性事件定义的疾病。将冠状动脉疾病重新定义为动脉粥样硬化性冠状动脉疾病(ACAD)有助于更早地识别疾病,并优先考虑针对可改变的行为和代谢风险因素的预防策略[4]。这种方法强调了需要将临床努力集中在预防、稳定和潜在逆转动脉粥样硬化上,以显著减少全球心血管发病率和死亡率。
在这种背景下,过去几十年来,强大的初级预防策略大幅降低了首次发作的发生率,而急性管理的进步——如早期再灌注、现代抗血栓治疗方案以及针对MI后重塑的疗法——显著改善了生存率和长期结果[5]。然而,预防方法与治疗方法的相对影响、成本效益和长期可持续性仍然是当前临床和公共卫生讨论的主题[5]。除了流行病学和治疗算法之外,越来越多的证据表明,MI并不是一个统一的生物学实体,而是由异质性斑块基质引起的临床表现[5]。急性冠状动脉血栓形成(ACT)最常见于斑块破裂(PR)、斑块侵蚀(PE)或钙化结节(CNs),每种情况都反映了不同的分子、细胞和生物力学机制[5]。这些差异导致了不同的炎症激活、血栓组成和冠状动脉阻塞程度,最终影响临床表现、手术复杂性和预后[5]。重要的是,认识到这些生物学上不同的斑块类型越来越突出了对精准和个性化心血管护理的需求,在这种护理中,治疗策略可以根据潜在的斑块生物学、患者的具体风险状况和临床背景进行定制。基于此背景,本综述旨在通过临床视角批判性地审视MI的预防和治疗方法。我们首先概述了PR、PE和CNs背后的分子和细胞途径,然后讨论了这些病理生理学见解如何为临床决策提供信息,包括风险分层、药物治疗的强度和持续时间,以及不同MI类型中血运重建与优化药物管理的相对作用。重要的是,本综述采用了以临床医生为中心的视角,强调二级预防和长期管理的临床意义,而不是手术技术细节。只有当冠状动脉内成像能够直接阐明具有临床相关性的生物学机制时,才会进行讨论,从而支持更加个性化和基于机制的MI管理方法。
2. 方法
2.1. 研究设计
本文旨在整合关于ACS主要冠状动脉斑块基质(即PR、PE和CNs)的当前知识,是一篇面向临床医生的叙述性综述。进行了有针对性的文献搜索,以支持全面的、以临床为导向的综合分析,而不是进行正式的系统评价或范围评价。本综述的目的是提供与这些不同病理实体相关的机制见解、成像特征和治疗意义的临床综合。
本综述采用了一种整合方法,结合了实验研究、转化研究、冠状动脉内成像研究和临床观察研究的证据,而不是专注于预定义的干预措施或比较结果。目的是提供关于ACS中不同斑块类型的生物学机制和临床相关性的连贯概述。
2.2. 文献识别
搜索策略旨在确保对主题的代表性覆盖和临床相关性,而不是穷尽所有可用研究。相关文献通过主要生物医学数据库(包括PubMed和PubMed Central)的搜索来确定,并通过手动筛选该领域关键文章和权威综述的参考列表进行补充。最终的文献搜索于2026年3月进行。
提供了一个PRISMA风格的流程图,仅用于说明文献筛选过程,并不表示进行了系统评价(图1)[6]。
图1. 文献选择流程图(出于透明目的)。该流程图展示了根据PRISMA 2020建议进行的研究识别、筛选、资格确定和纳入过程。代表性的搜索策略包括以下术语的组合:(“斑块破裂”或“斑块侵蚀”或“钙化结节”)和(“急性冠状动脉综合征”或“心肌梗死”)和(“OCT”或“IVUS”或“冠状动脉成像”)。
搜索策略旨在确保对主题的代表性覆盖和临床相关性,而不是穷尽所有可用研究。优先考虑2020年1月至2025年1月期间发表的研究,尽管在必要时也考虑了早期的里程碑式研究和开创性的病理学研究,以提供历史背景和机制基础。
2.3. 相关文献的选择
根据文献与ACS中冠状动脉斑块基质的病理生理学、成像特征和临床意义的相关性来选择研究。综述纳入了来自实验和机制研究、转化心血管研究、冠状动脉内和非侵入性成像研究、临床观察研究和注册研究的证据。病例报告、没有原始数据的社论以及不直接涉及冠状动脉斑块类型的研究被认为相关性较低,通常不包括在内,除非它们提供了重要的概念性见解。因此,研究选择基于相关性和概念性贡献,符合综述的叙述性和综合性。
研究选择由作者根据临床相关性、科学质量和概念性贡献进行,而不是通过正式的独立双评审者过程进行。
2.4. 数据提取和主题综合
对选定研究的关键信息进行了定性审查和解释,特别关注:斑块类型(破裂、侵蚀、CNs)、斑块不稳定的分子和细胞机制、参与斑块破坏的生物力学和炎症过程、冠状动脉内模式(如OCT、IVUS、NIRS)和非侵入性成像技术识别的成像特征、诊断的临床意义、风险分层和治疗策略。证据以叙述性和主题性的方式进行了综合,讨论按照导致ACS的主要斑块基质进行结构化。特别强调了将病理发现与当代成像见解和临床管理考虑相结合。
2.5. 概念框架
本综述采用了以表型为导向的框架,认识到急性冠状动脉综合征是由具有不同病理生理途径的生物学异质性斑块基质引起的。通过整合病理学、成像和临床证据,这种方法旨在强调不同斑块类型如何影响诊断策略、治疗决策和个性化心血管护理的未来方向。
3. 心肌梗死的病理生理学
MI的发病机制是冠状动脉粥样硬化斑块特征与系统脆弱性之间动态相互作用的结果[7](表1)。早在20世纪80年代末,Müller及其同事就强调了急性外部压力因素(如精神压力或体力活动)作为心脏血栓事件(CTE)的潜在触发因素的作用,注意到在清晨时段发病率较高,这与内源性儿茶酚胺的释放相吻合[7]。这些观察结果支持了ACS通常是由作用于已有脆弱基质的短暂触发因素引起的概念,而不仅仅是由逐渐的管腔狭窄引起的[7]。这一框架导致了“脆弱斑块”概念的提出,该概念于1989年提出,描述了一种本质上易于血栓形成的动脉粥样硬化病变[7]。后续的病理学和临床研究确定了三种主要的CTE病变类型:PR、PE和CNs[7]。尽管这些实体具有共同的急性血栓形成最终途径,但它们源于不同的生物学机制,具有重要的临床意义[7]。
3.1. 斑块破裂
3.1.1. 斑块破裂的分子特征
PR是ACS中最被广泛描述的机制,通常与薄帽纤维动脉粥样硬化斑块(TCFA)相关。在这些病变中,纤维帽(通常厚度<65 μm)主要由细胞外基质(ecm)蛋白组成,特别是由血管平滑肌细胞(vsmcs)合成的间质胶原蛋白[8,9,11]。在TCFA中,vsmcs的数量减少,影响了胶原蛋白的合成,限制了帽层维持结构完整性的能力[11,12]。炎症激活通过巨噬细胞介导的ecm降解进一步破坏了纤维帽[11]。活化的巨噬细胞释放基质金属蛋白酶(MMPs),如MMP-1、MMP-8和MMP-13,选择性地降解I型和III型胶原蛋白,导致净胶原损失[11]。在薄化的帽层下方是一个富含脂质的坏死核心,其中充满了泡沫细胞和细胞碎片[8]。当帽层破裂时,组织因子等促凝成分暴露于循环血液中,迅速启动血栓形成[8,9]。
3.1.2. 斑块破裂的炎症和非炎症途径
尸检研究一致表明,TCFA占致命MI的大多数,突显了结构斑块脆弱性在PR中的核心作用[12]。在许多情况下,PR伴随着全身炎症激活,表现为C反应蛋白水平升高和先天性和适应性免疫反应增强[12,13]。活化的巨噬细胞分泌蛋白水解酶,而T细胞亚群的改变——表现为促炎性CD4+ T细胞增加和调节性T细胞(Treg)减少——导致免疫调节受损[14,15,16,17]。Treg来源的细胞因子(如白细胞介素-10(IL-10)和转化生长因子-β1(TGF-β1)的减少进一步加剧了斑块的不稳定性[14]。然而,炎症并不是PR的必要前提[16]。事实上,PR也可能在没有全身炎症标志物的情况下发生,主要由机械和神经激素因素驱动[18]。急性交感神经激活可引起冠状动脉收缩,增加剪切应力,并在已经脆弱的纤维帽层上产生局部机械应变,导致裂纹或破裂[19]。这些观察结果表明,PR是由从炎症主导到机械触发的一系列机制引起的,拓宽了急性MI的生物学范围[19]。
3.1.3. 成像特征和诊断评估
高分辨率冠状动脉内成像通过实现对ACS患者斑块形态的体内表征,在病理学见解和临床实践之间提供了关键桥梁[20]。诸如血管内超声(IVUS)和光学相干断层扫描(OCT)等模式允许识别高风险斑块特征,包括TCFA、帽层破裂和冠状动脉内血栓,从而超越了仅凭血管造影的风险分层[20,21]。IVUS提供了对斑块负荷和血管重塑的全面评估,这些参数与未来的不良事件一致相关[22]。OCT(光学相干断层扫描)由于其优越的空间分辨率,能够精确评估纤维帽的厚度,并直接观察破裂形态和血栓特征[23]。与竞争性技术不同,IVUS(血管内超声)和OCT提供了互补的信息,整合了斑块的体积、组成和微观结构的完整性[24]。再次强调,在本综述中,成像主要被视为阐明具有临床意义的生物学机制的工具,而不是作为操作技术的指导。3.1.4. 临床视角从临床角度来看,斑块侵蚀(PR)的影响超出了对病变部位的治疗[25]。正如Vergallo及其同事在一项里程碑式研究中所示,病变部位存在易破裂斑块(TCFA)并不是孤立现象,而是弥漫性、全冠状动脉疾病过程的标志[25]。在该研究中,出现TCFA的患者在整个冠状动脉树中更有可能存在其他TCFA,这反映了动脉壁的普遍脆弱性,而不仅仅是局部的斑块异常[25]。这种易破裂斑块的弥漫性分布支持了这样一个观点:心肌梗死(MI),特别是由PR驱动的心肌梗死,代表了广泛的冠状动脉不稳定性的临床表现,从而强化了需要采取积极的、系统性的疾病修饰疗法,而不仅仅是治疗病变部位本身[26,27]。前瞻性成像研究,包括PROSPECT和PROSPECT II,已经证明大的斑块负荷、富含脂质的组成以及TCFA的形态可以独立预测未来的不良事件,即使在血管造影上显示为中度的病变也是如此。这些发现支持从单纯基于狭窄的方法转向一种将斑块脆弱性纳入临床决策的生物学信息导向策略[28]。虽然侵入性成像主要在冠状动脉造影患者中进行研究,但非侵入性冠状动脉计算机断层扫描(CCTA)的进步现在允许在更广泛的患者群体中评估高风险斑块特征——包括低衰减斑块、正性重塑、血管周围脂肪衰减和散在性钙化[29,30,31]。冠状动脉内成像和非侵入性成像共同提供了互补的信息,可能指导高风险冠状动脉疾病患者的药物治疗强度、长期风险分层和随访策略[31]。3.2. 斑块侵蚀3.2.1. 流行率和临床相关性尽管PR仍然是最被充分研究的易破裂机制,但现在已明确它并不能解释所有急性冠状动脉综合征(ACS)的表现[31]。相当一部分患者——尤其是那些表现为非ST段抬高型心肌梗死的患者——在没有纤维帽破裂的情况下也会经历急性冠状动脉事件,而是表现出一种称为PE(斑块侵蚀)的独特病理基盘[26]。PE的识别挑战了传统的以破裂为中心的范式,因为它不仅仅是一种较轻形式的PR,而是一种具有独特形态学、分子学和临床特征的独立实体,这些特征可能会影响预后和管理[24]。3.2.2. 形态学和组织病理学特征如前所述,在PR中,纤维帽薄且受损,覆盖着一个富含脂质的坏死核心,该核心被炎症细胞(尤其是巨噬细胞和T淋巴细胞)大量浸润,并伴有广泛的细胞外基质(ECM)降解[24]。相比之下,侵蚀性斑块的特点是纤维帽完整且相对较厚,但内皮层有局部丧失,导致内皮下基质暴露于循环血液中[26]。侵蚀性斑块通常含有少量或没有脂质核心,并富含血管平滑肌细胞(VSMCs)和ECM成分,如蛋白聚糖和透明质酸(HA),炎症浸润相对有限[26]。从形态学上看,PE通常与较大的残余管腔面积和较轻的管腔狭窄相关,超过一半的病变表现出<75%的面积狭窄[32]。冠状动脉内成像研究进一步细化了PE的表型谱,描述了一个连续体,包括经典的纤维侵蚀、厚帽纤维动脉粥样硬化(帽厚度≥65 μm),以及较少见的TCFA,强调了侵蚀性和易破裂病变之间的动态重叠[32]。血栓的组成在这两种实体之间也有所不同[32]。PR通常产生富含纤维蛋白和红细胞的(“红色”)血栓,而PE则更常与富含血小板的(“白色”)血栓相关[27]。OCT分析证实,在侵蚀部位白色血栓占主导地位,而在与破裂相关的病变中红色血栓分布更广泛[27]。这些差异对临床表现和治疗反应都有重要影响。3.2.3. 分子和病理生理机制除了结构差异外,PE还由不同的分子途径驱动[28]。内皮功能障碍和脱离是PE的核心特征,但它们发生在ECM重塑、先天免疫激活和局部血流动力学力量之间复杂相互作用的背景下[28]。PE的一个标志是在斑块-血栓界面处HA的异常积累和代谢改变[29]。HA以不同的分子量形式存在,每种形式都具有特定的生物学效应[29]。在病理条件下,透明质酸酶和活性氧(ROS)活性的增加促进了低分子量HA片段的生成,这些片段具有强烈的促炎和促血栓形成特性。这些片段刺激VSMCs的增殖和迁移,促进炎症细胞的招募,并通过HA特异性受体(包括HA介导的运动受体)引起内皮应激和凋亡[29]。低分子量HA还激活内皮细胞中的Toll样受体2(TLR2)信号通路,触发内质网应激、过量的ROS产生以及趋化因子(如白细胞介素-8(IL-8)的释放[30]。IL-8在招募中性粒细胞和启动中性粒细胞胞外陷阱(NETs)的形成中起关键作用,NETs是由无细胞DNA、髓过氧化物酶(MPO)和中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)组成的复杂DNA-蛋白质结构[30]。在PE的情况下,NETs加剧了内皮损伤,暴露了促血栓形成的基质,并为血小板粘附和凝血级联反应的激活提供了支架[31,33]。这些过程在血流条件紊乱的情况下进一步放大,这种情况在动脉分叉处尤为常见[31]。振荡剪切应力会损害内皮完整性,促进HA积累,并上调内皮TLR2的表达[33]。实验模型表明,仅血流紊乱就可以迅速诱导内皮脱离、血小板粘附和壁内血栓形成,紧密再现了人类PE中观察到的病理特征[31]。氧化的低密度脂蛋白(LDL)在内膜中积累,并通过清道夫受体被巨噬细胞内化,导致泡沫细胞的形成、局部炎症加剧和基质金属蛋白酶活性增强。由此产生的富含脂质的坏死核心、减弱的纤维帽、内皮功能障碍和促血栓形成信号共同增加了斑块的脆弱性和侵蚀倾向[34]。此外,在肥胖患者中,脂肪细胞肥大和免疫细胞失调促进了向促炎巨噬细胞表型的转变,加剧了内皮功能障碍、脂质氧化和细胞外基质重塑。这些改变共同增强了氧化应激,可能会放大参与动脉粥样硬化斑块不稳定的生物学途径[35,36]。3.2.4. 成像特征和诊断评估尽管冠状动脉内成像取得了重大进展,但在体内诊断PE仍然具有挑战性[37]。OCT无法直接观察内皮层;因此,基于组织病理学的侵蚀定义不能完全转化为基于成像的标准[37]。IVUS和近红外光谱(NIRS)的分辨率不足以可靠地评估表层斑块特征。因此,在临床实践中采用了一种实用的基于成像的定义,即当血栓性病变部位在排除冠状动脉栓塞后没有纤维帽破坏的证据时,推断为PE[38]。基于OCT的分类描述了“确定”的侵蚀(完整的纤维帽伴有血栓)和“可能的”侵蚀(表面不规则但无可见血栓)[38]。然而,这些标准仍然不完美,因为大的血栓负荷可能会掩盖潜在的破裂,而且操作因素(如血栓抽吸)可能会引起医源性帽损伤[37]。这些限制意味着需要谨慎解释并将成像发现与临床背景结合起来。3.2.5. 临床视角从临床角度来看,PE代表了一种具有重要治疗意义的独特ACS表型。与PR相比,PE患者通常更年轻、女性且是活跃吸烟者,不太可能出现高脂血症或系统性炎症激活[30,39]。与侵蚀相关的ACS常常表现为远端冠状动脉血流保持、血栓负荷较小和心肌坏死范围较小,这些特征可能有助于更良好的短期预后[40]。PE的识别引发了对常规支架植入以外替代管理策略的兴趣[40]。在精心选择的患者中,仅使用强效抗血栓治疗与良好的临床结果相关[40]。这种策略旨在稳定斑块表面(“斑块封闭”),同时避免器械相关的血管损伤和长期支架相关并发症[40]。正在进行的研究正在评估基于成像的个性化方法,以优化患者选择,并定义保守治疗与侵入性治疗在侵蚀相关ACS中的作用[41]。3.3. 钙化结节3.3.1. 形态学和组织病理学特征钙化结节(CNs)是CTE(冠状动脉钙化)中最少见但临床相关的基质,约占尸检和成像系列中2-7%的病变部位[42]。组织病理学上,CNs的特点是通过纤维帽破裂突入动脉腔内的结节状钙化沉积[42]。它们通常出现在严重钙化的纤维动脉粥样硬化斑块中,涉及内膜和中膜层,常常含有纤维蛋白、胆固醇裂隙和坏死碎片[42]。已经描述了两种不同的CNs形态学表型:爆发性和非爆发性。爆发性CNs的特点是碎片化的结节状钙化突破纤维帽,常伴有内皮剥脱和上覆血栓形成。相比之下,非爆发性CNs具有完整的纤维帽,将钙化物质与腔内分离,保持内皮连续性且没有伴随的血栓形成[43]。CNs优先发生在冠状动脉的铰链点——这些区域受到反复的弯曲、扭转和拉伸应力的影响——在那里,右冠状动脉近端和中段的ECM支持减少[44]。在这种情况下,偏心或胶原贫乏的钙化斑块变得脆弱且容易断裂[45]。帽的破坏和钙化碎片的腔内突出是爆发性CNs的标志,可能导致斑块内出血、急性腔内阻塞和作为ACS的临床表现[45,46]。随着时间的推移,出血和坏死成分的愈合和成骨重塑可能导致新生内膜覆盖和非爆发性CNs的形成,这可能代表了先前爆发性病变的稳定、成熟阶段[46]。3.3.2. 分子和病理生理机制CNs反映了冠状动脉粥样硬化的晚期且基本上不可逆的阶段,是由机械应力、钙化沉积物的微骨折、成骨分化和不适应的血管修复之间的相互作用引起的[47]。它们对铰链点的偏好突显了生物力学力量在其发病机制中的核心作用[48]。在受到周期性动脉应力的区域,缺乏足够胶原支架的钙化沉积物会发生反复的微骨折,最终导致纤维帽的破坏和钙化物质进入腔内[49]。在分子水平上,VSMCs在氧化应激、慢性炎症、代谢失调和高磷酸盐负荷的刺激下发生成骨转分化[49],这是肥胖和相关心血管代谢疾病中的病理生理环境,其中慢性低度炎症和血管炎症信号是疾病进展的关键驱动因素[13,35,36]。这种表型转换是由成骨信号通路的激活驱动的,包括骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、Runt相关转录因子2(Runx2)和碱性磷酸酶(ALP),促进羟基磷灰石晶体在血管壁内的沉积[44]。同时,内源性血管钙化抑制剂下调或功能受损,进一步加速了矿物质积累[46,47]。反复的斑块内出血和微血管破裂提供了额外的钙和铁基质,加剧了氧化损伤并促进了坏死核心的矿化[48]。爆发性CNs通过成骨和纤维化重塑的逐步愈合导致新生内膜包裹和非爆发性CNs的形成,这些CNs在机械上坚硬且在生物学上不活跃,但会导致血管硬化和腔内侵占[48]。这一过程说明了从机械触发的斑块不稳定性到终末期血管硬化的连续性,而不仅仅是斑块脆弱性的短暂阶段[48](图2)。图2. 急性冠状动脉血栓的病理生物学基质。ECM:细胞外基质,MMP:金属蛋白酶,NET:中性粒细胞胞外陷阱。3.3.3. 成像特征和诊断评估冠状动脉内成像显著增强了CNs的体内识别,允许详细评估病变形态和钙分布。在OCT上,CNs表现为突出的、高背散射、信号较差的结节结构,具有清晰的边界和不规则的腔内表面[48]。爆发性CNs常显示纤维帽破坏、表面微骨折和上覆血栓,而非爆发性CNs表现为被完整新生内膜覆盖的平滑钙化突起[48]。尽管空间分辨率较低,IVUS仍有助于评估钙化的深度和周向范围[49]。CNs表现为明亮的回声结节,后方有声影,破坏了钙化斑块的同心结构[50]。近红外光谱(NIRS)与IVUS结合使用可以进一步帮助区分钙化成分和富含脂质的成分,并识别混合斑块表型[49]。多模态成像研究一致表明,冠状动脉夹层(CNs)很少单独出现,而是与弥漫性、严重的冠状动脉钙化共存,这支持了它们是晚期系统性动脉粥样硬化的局部表现这一观点[49]。我们不再详细讨论这一方面,因为在本综述中,成像主要被视为阐明斑块生物学特性和临床风险的手段,而不是作为手术计划工具。3.3.4. 临床视角 从临床角度来看,冠状动脉夹层定义了一种高风险的急性冠状动脉综合征(ACS)表型,与高龄和多种合并症密切相关,包括长期高血压、糖尿病(DM)和慢性肾脏病(CKD)[44]。与冠状动脉斑块破裂(PR)或冠状动脉栓塞(PE)不同,冠状动脉夹层相关的ACS主要由机械因素驱动,即断裂的钙化物质突出到管腔内引发血栓形成,而不是急性炎症导致的不稳定[44]。从管理角度来看,冠状动脉夹层既带来急性挑战,也带来长期问题[45]。其坚硬的形态和不规则的管腔表面增加了支架扩张不良、支架移位、再狭窄和支架血栓形成的风险[46]。成像研究一致指出,支架扩张不足是冠状动脉夹层靶病变失败的关键决定因素[46]。尽管斑块修饰技术(如旋切术或血管内碎石术)可以改善器械的可输送性和急性手术成功率,但位于迂曲或远端段的冠状动脉夹层可能仍然难以治疗,且不完全的钙化修饰可能会影响治疗效果[46]。在急性期之后,与具有其他斑块形态的患者相比,冠状动脉夹层患者在长期随访中表现出更高的靶血管再血管化率和重大不良心血管事件发生率[46]。冠状动脉夹层的自然史似乎涉及微骨折、血栓形成和愈合的反复循环,导致管腔逐渐狭窄和动脉硬化[46]。总体而言,这些特征支持了冠状动脉夹层代表动脉粥样硬化重塑的机械终点的观点,强调了积极进行二级预防和全面管理系统性合并症的重要性,而不仅仅是局部治疗[46]。表1. 急性冠状动脉综合征中冠状动脉斑块基质的病理生物学、成像和临床比较。3.4. 高风险斑块的额外决定因素 除了特定的形态学基质外,高风险冠状动脉斑块的临床行为还受到一系列系统性和病变水平风险因素的强烈影响,包括总体斑块负荷、炎症活动、愈合反应受损以及受影响心肌的范围[7]。大量的斑块负荷反映了晚期、弥漫性的动脉粥样硬化,并且一直与未来冠状动脉事件的发生率增加相关,即使在血管造影上无阻塞的病变中也是如此[7]。重要的是,斑块负荷可以作为累积暴露于致动脉粥样硬化刺激的替代指标,并识别出局部斑块不稳定更可能转化为临床显著事件的患者[7]。炎症通过促进内皮功能障碍、细胞外基质(ECM)降解和促凝激活来增强斑块的脆弱性。系统性炎症激活不仅加速纤维帽变薄和坏死核心扩张,还降低了机械或血流动力学应力引发斑块破坏的阈值[7]。相反,愈合机制受损——根据“双重打击”理论——有利于分层斑块的形成,而不是适应性重塑[7]。最后,高风险斑块的临床影响很大程度上受到受影响心肌范围的影响。位于血管近端的斑块供应较大的心肌区域,当发生不稳定时更可能导致广泛的缺血、血流动力学受损和不良后果,而较小分支中的类似病变可能在临床上保持沉默或仅表现为轻微的心肌损伤[7]。因此,斑块生物学与心肌危险的相互作用不仅决定了急性事件的可能性,还决定了其严重程度和预后[7]。总体而言,这些因素强调了斑块脆弱性不是单个病变的固有、二元的属性,而是局部斑块特征与系统宿主因素之间动态相互作用的结果[7]。这一观点强调了进行全面风险分层和旨在减少斑块不稳定性和斑块相关缺血下游后果的全球性疾病修饰策略的必要性。4. 从机制到管理:以临床医生为导向的框架 将冠状动脉斑块破裂(PR)、冠状动脉栓塞(PE)和冠状动脉夹层(CNs)识别为心肌梗死(MI)的不同生物学基质,挑战了传统的“一刀切”ACS处理方法[51]。虽然现行指南适当地强调了早期再血管化和标准化的抗凝治疗方案,但越来越多的证据表明,潜在的斑块机制会影响缺血风险、血栓行为、治疗反应和长期预后[51]。从临床医生的角度来看,关键问题不是再血管化或药物治疗在绝对意义上哪个更优,而是如何根据斑块生物学特性、患者表型和系统脆弱性来整合和优先考虑这些策略[51]。在这种情况下,当前的指南建议为ACS的管理提供了基本框架;然而,它们主要基于综合征导向的方法,并没有明确考虑斑块表型的差异。比较现代欧洲和北美指南可以发现核心管理原则上的显著一致性以及具体治疗策略上的重要差异[2,51]。理解这些相似性和差异对于在指南指导的护理中定位新兴的基于斑块的信息方法,并确定未来证据可能支持更个性化、基于机制的管理范式至关重要。4.1. 欧洲和美国指南的比较 现代北美关于ACS的指南由美国心脏病学会和美国心脏协会制定,主要关注1型心肌梗死,反映了与PR介导的事件相关的证据的占优势,而2型心肌梗死在诊断、预后和管理方面的定义尚不明确[51]。这些指南保留了基于心电图表现的传统分类(ST段抬高型与非ST段抬高型心肌梗死),因为区分闭塞性和非闭塞性心肌梗死的新兴范式仍缺乏足够的验证[51]。与欧洲建议相比,北美指南对个别建议的合理性解释较少,尽管它们包含了越来越多的高质量证据[2]。关键更新包括强烈支持多血管疾病患者的完全再血管化,确认双重抗血小板治疗是ACS管理的基石,新兴证据支持缩短治疗时间以降低出血风险,以及更加重视早期和强化的降脂治疗,包括使用非他汀类药物[2]。其他更新涉及输血阈值和在某些心源性休克患者中使用机械循环支持[2]。总体而言,虽然与欧洲心脏病学会的指南大体一致,但北美建议强调了个性化治疗策略和共同决策的重要性,特别是在二级预防的背景下[2,51]。4.1.1. 急性期:超越狭窄程度的临床分型 在急性情况下,临床决策传统上依赖于症状、心电图变化、生物标志物升高和血管造影中的狭窄程度[51]。然而,这些参数并不能完全捕捉ACS的生物学异质性。PR通常与较大的坏死核心、强烈的炎症激活和富含纤维的血栓相关,导致广泛的心肌坏死和更高的早期缺血风险[52]。相比之下,PE通常表现为血管结构完整、富含血小板的血栓和较少的心肌损伤,而冠状动脉夹层则反映了在晚期、弥漫性动脉粥样硬化背景下的机械性阻塞[53]。尽管明确识别斑块机制需要冠状动脉内成像,但临床医生通常可以通过整合人口统计学特征、风险因素谱、炎症标志物、血管造影表现和血栓负荷来推断最可能的斑块类型。这种床边分型为调整治疗强度和预测早期及晚期并发症提供了概念框架,即使在没有常规成像的情况下也是如此[53]。4.1.2. 抗凝治疗:调整强度和持续时间 抗凝治疗是所有斑块表型ACS管理的基石;然而,斑块生物学可能影响血栓组成以及缺血风险和出血风险之间的平衡[52,53,54,55]。PR的特点是富含纤维的血栓和高度炎症激活,通常与高缺血风险相关,支持使用强效的双重抗血小板治疗,并在某些患者中考虑延长抗凝治疗[48]。相比之下,PE通常具有更有利的临床和手术特征。观察性和基于成像的研究报告称,在PCI后,PE患者的重大不良心血管事件发生率低于PR[55]。Higuma等人显示,PE患者在PCI后的微血管损伤和心肌坏死较少[56]。此外,关于药物洗脱支架植入后PE患者的血管愈合也存在担忧,短期随访中报告了内皮化延迟[57]。这些发现激发了对某些PE患者采用保守的仅抗凝策略的兴趣;然而,现有证据仍然有限,主要来自观察性和基于成像的研究。Prati等人证明了在OCT确认的PE患者中进行旋切术后延迟支架植入的可行性,报告了两年随访期间的良好临床结果,包括仅使用双重抗血小板治疗的患者[58]。EROSION研究进一步提供了前瞻性证据,表明在OCT定义的PE、远端血流保持(TIMI 3)和残余狭窄<70%的STEMI患者中,避免支架植入与血栓减少和良好的短期结果相关[59]。其他基于OCT的研究表明,在没有PR和严重管腔狭窄的情况下,延迟或保守的策略可能允许管腔自然扩大,避免不必要的支架植入而不影响短期结果[60]。这些观察结果应谨慎解读,因为它们基于选定的患者群体和特定的成像标准,可能不适用于所有ACS表现。从临床医生的角度来看,它们支持这样的假设:在经过仔细选择的、临床稳定的患者中,特别是那些出血风险较高的患者,采用更加个性化的抗凝和介入治疗可能是可行的;然而,这一概念仍然处于假设阶段,需要在更大规模的随机试验中得到验证[61]。冠状动脉夹层代表了一种不同的临床情况[62]。在这种情况下,血栓形成通常是由机械性破坏驱动的,而不是炎症导致的不稳定,患者经常伴有大量的合并症[63]。因此,抗凝策略应个性化,特别是在老年患者和慢性肾脏病患者中,需要仔细考虑缺血保护和出血风险之间的平衡[64]。总体而言,基于斑块的信息方法可能支持更细致地应用指南推荐的抗凝策略,而不是统一增加治疗强度;然而,将其整合到常规临床实践中仍需进一步的前瞻性验证。4.1.3. 疾病修饰治疗:稳定整个冠状动脉树 无论罪魁祸首的机制是什么,心肌梗死都反映了影响整个冠状动脉系统的系统性疾病过程[65]。因此,疾病修饰药物治疗仍然是预防复发的最有效长期策略[66]。强化降脂治疗在通过减少脂质含量、减轻炎症和促进纤维帽增厚来稳定脆弱斑块方面起着核心作用[67]。特别是PR患者,可能从积极的低密度脂蛋白胆固醇目标值和早期联合治疗中受益,以减轻残余的炎症风险[68,69]。在PE中,由于血脂异常和系统性炎症可能不太明显,因此重点关注戒烟、内皮功能和代谢控制的危险因素修饰尤为重要[70]。在钙化结节中,代表动脉粥样硬化重塑的晚期阶段,管理应优先考虑全面控制心血管代谢和矿物质代谢异常,尤其是在糖尿病或CKD患者中[71]。在所有表型中,抗炎策略、血压控制和血糖优化以及生活方式干预补充了降脂治疗,解决了斑块进展和不稳定性的系统驱动因素[72](图3和图4)。图3. 急性冠状动脉综合征中的机制导向诊断和治疗算法。ACS:急性冠状动脉综合征,NSTEMI:非ST段抬高型心肌梗死,OCT:光学相干断层扫描,PCI:经皮冠状动脉介入,STEMI:ST段抬高型心肌梗死。图4. 与斑块破裂、斑块侵蚀和钙化结节相关的患者表型。肥胖和心血管代谢疾病的特点是慢性低度炎症状态,这会促进内皮功能障碍、氧化应激和斑块不稳定。饮食模式强烈影响这种炎症环境,促炎饮食会加剧这种状况,而抗炎饮食模式可以减轻心血管代谢风险。因此,营养干预是补充药物治疗的基本疾病修饰策略,特别是在肥胖和代谢功能障碍的患者中。此外,初级保健医生在部署旨在减轻慢性炎症的多模式干预中起着关键作用,包括指导具有抗炎效果的饮食模式[73]。4.1.4. 长期随访和二级预防 心肌梗死后的长期管理应反映潜在的斑块基质和患者的整体风险状况[74]。PR患者由于残余的脆弱斑块而面临更高的复发事件风险,可能需要更密切的随访和持续的强化预防治疗[75]。患有PE(易损斑块)的患者通常具有更良好的早期预后,但仍面临与生活方式相关的风险因素,这突显了行为干预和坚持抗血栓治疗的重要性[76]。患有CNs(冠状动脉非狭窄性病变)的患者属于高风险群体,其特点是疾病广泛分布、血管僵硬以及频繁出现合并症[76]。对于这些患者,二级预防应不仅针对冠状动脉事件,还应包括心力衰竭、慢性肾病(CKD)和整体心血管风险的降低。在这种情况下,优化的药物治疗是长期管理的关键组成部分,应系统地整合到以临床医生为中心、基于斑块特征的方法中[2,51]。强化降脂治疗在斑块稳定方面起着关键作用,高强度他汀类药物是一线治疗选择,而对于仍有残留风险的患者,应尽早考虑使用非他汀类药物,如依折麦布或PCSK9抑制剂[2,51]。抗血栓治疗应根据缺血风险和出血风险之间的平衡来制定,而β-阻滞剂和肾素-血管紧张素系统抑制剂对于心室功能减退或其他符合指南指征的患者仍然至关重要[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51]。此外,全面管理心血管代谢风险因素(包括糖尿病、肥胖和高血压),结合戒烟和饮食干预,对于减轻全身炎症和防止斑块再次不稳定至关重要[2]。从实际角度来看,尽管斑块表型尚未直接决定具体的药物选择,但它可能有助于识别需要更强治疗强度和更密切随访的患者,从而支持更加个体化和基于机制的二级预防策略。
4.1.5 新视角与人工智能的潜在作用
人工智能(AI)作为一种有前景的工具,通过整合跨尺度的多维数据,正在解决心肌梗死(MI)的生物学和临床异质性问题[77]。机器学习和深度学习方法已经证明可以从冠状动脉成像中提取高维特征,从而改进斑块特征描述和风险预测,超越了传统指标的局限性。在CCTA(冠状动脉计算机断层扫描)中,基于AI的模型已被证明能够识别高风险斑块特征,并比单独使用标准解剖学评估更具预测价值[78,79,80,81,82]。值得注意的是,最近的证据表明,AI支持的定量冠状动脉斑块和血流动力学分析可以通过整合诸如血流储备分数、斑块负荷、总斑块体积和低衰减斑块体积以及心肌血流等参数,进一步细化病变级别的风险分层,显著提高对致病变的预测能力[83]。同样,使用AI辅助OCT(光学相干断层扫描)分析的冠状动脉内成像研究也报告了纤维帽变薄、斑块破裂(PR)和侵蚀模式的更好检测,支持对致病变进行更客观和可重复的表型分析[80,81]。此外,最近的数据表明,基于AI的OCT分析能够自动识别TCFA(易损斑块区域),这是一个关键的斑块脆弱性标志物,具有重要的预后意义。在一个前瞻性队列研究中,AI检测到的TCFA与不良心血管结局相关,并且与传统的核心实验室评估相比显示出更好的预测性能,尤其是在应用于整个成像的冠状动脉段而不仅仅是目标病变时[84]。这些发现强调了AI在标准化斑块特征描述的同时改进风险分层方面的潜力,超越了操作者依赖的分析。
除了成像技术之外,结合临床变量、生物标志物和成像数据的AI驱动模型与心肌梗死后复发缺血事件和长期结果的预测能力增强有关,这突显了它们在个性化二级预防策略中的潜在作用[82]。从临床角度来看,这些进展表明,基于AI的斑块表型分析可能有助于更个性化的决策,包括识别需要强化药物治疗的高风险病变,以及潜在地选择适合介入治疗或保守治疗的患者。然而,这些应用仍处于研究阶段,需要进一步的前瞻性验证。未来的努力应优先考虑可解释的AI框架,在不同人群中进行验证,并将其整合到以临床医生为中心的工作流程中,以确保AI能够补充而非替代临床判断。
5. 结论
心肌梗死(MI)是由不同的生物学和机械机制塑造的异质性斑块基底的临床表现。将PR(斑块破裂)、PE(易损斑块)和CNs(冠状动脉非狭窄性病变)视为生物学上不同的实体,支持向基于机制的预防和管理策略转变,而不是采用统一的治疗范式[70]。在这种情况下,将斑块生物学与系统心血管风险评估、多模态成像和优化药物治疗相结合,可能使临床医生能够根据潜在的疾病表型来调整治疗强度和随访策略。冠状动脉内成像和非侵入性成像的进步,以及人工智能和定量斑块分析等新兴的数据驱动方法,可能会进一步完善风险分层,并提高对复发事件高风险患者的识别能力。最终,从以狭窄为中心的冠状动脉疾病视角转向基于生物学和以患者为中心的框架,可能会实现更加个性化和可持续的心肌梗死后二级预防策略。这种方法不仅有可能优化治疗决策,还可以通过精准的预防和治疗来改善长期心血管结局。