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第三节 颅内动脉介入治疗国际研究现状
颅内动脉粥样硬化(intracranial Atherosclerosis,ICAS)是导致卒中常见原因,美国大约有10%的卒中患者是由于ICAS导致,在亚洲人群其比例可达到30%~50%。近期的中国动脉粥样硬化研究发现,在中国约有46.6%的卒中患者存在ICAS,且这部分患者有着更高的卒中致残率及复发率。
由于检查条件的不断改善,人们对脑血管病的认识不断提高,对药物治疗不能控制和改善的病人,对应检查看到的严重脑血管狭窄,这个现实不断地挑战着临床医生的能力,随着介入技术和材料的不断发展,一些先行者开始对症状性颅内动脉狭窄介入治疗进行尝试,早期的尝试主要是单纯球囊扩张,1996年Higashida第一次将冠脉球囊扩张支架应用于基底动脉。随着WASID研究结果的发表和专门用于颅内的Gateway球囊和Wingspan支架系统的问世,颅内动脉血管成形术的适应证在2009年由美国心脏协会发布,狭窄率>50%的症状性颅内动脉狭窄患者,即使在最佳内科保守治疗之下,也可以考虑球囊扩张成形术和(或)支架植入术。中国也批准了一款球囊扩张支架的临床应用。早期的数据均给症状性颅内动脉狭窄患者带来了福音。但短短两年后,由于一项随机对照试验结果(SAMPPRIS)的发表,在美国心脏协会层面,颅内动脉血管成形术被叫停。一方面说明该类疾病介入治疗的必要性,另一方面又说明介入干预颅内血管存在的高风险性。
一、单纯球囊扩张术
单纯球囊扩张治疗脑血管病,开始是用于治疗因蛛网膜下腔出血导致的血管痉挛。之后在20世纪80年代后期有人尝试用这个方法治疗动脉硬化性脑血管病。1986年H Brückmann报道了一组13例的病例报道,随访2~25个月(平均15个月),有2例闭塞(15.4%),其余患者血管通畅,没有事件发生。尽管随着技术的成熟,也有令人鼓舞的报道,但仍然以其围术期并发症高和弹性回缩后不得不进行支架植入而饱受争议。一项meta分析,共纳入1980年1月到2008年5月的有关症状性颅内动脉狭窄介入治疗病例系列69个,每个系列例数均不小于10例。其中33项采用单纯球囊扩张,治疗1027例患者。结果显示,术后30天内卒中或死亡发生率为8.9%,和支架治疗组无明显差异。对于残余狭窄,Marks的报道为40.3%,在已发表的病例系列中,平均术后残余狭窄程度在40%以内。
二、球囊扩张支架
SSYLVIA试验(Stenting of Symptomatic Atherosclerotic Lesions in the Vertebral or Intracranial Arteries,SSYLVIA)发表于2004年,是首个评价颅内专用球囊扩张支架Neurolink治疗颅内动脉狭窄的多中心前瞻性随机研究。纳入ICAS狭窄大于50%且药物治疗无效的患者43例,随访30天、1年后卒中复发率分别为6.6%和7.3%,其结果优于单用阿司匹林治疗。之后FDA批准Neurolink球囊扩张支架用于颅内动脉治疗。
2005年SFDA批准Apollo支架为我国首个用于颅内治疗的球囊扩张支架。ASSIST试验用Apollo支架治疗46例颅内动脉狭窄程度≥50%患者,6.5%的患者在30天内有轻微的卒中,年缺血终点事件发生率为4.3%,显著改善了患者预后。
我国学者针对大脑中动脉M1段患者进行了较深入的研究,走在了世界前列,2009年缪中荣报道了宣武医院使用冠脉球囊扩张性支架治疗的113例重度(狭窄率>70%)症状性大脑中动脉M1段患者,技术成功率达到96.4%,30天卒中和死亡率为4.42%,平均随访(29±16)个月,血管造影或CTA随访36处,再狭窄率为20.25%。
一项meta分析,回顾了从1998年1月到2008年4月共10年间的31项有关症状性颅内动脉狭窄支架植入术的研究,涉及1177次颅内支架操作,其中77.0%(906例次)操作使用的是球囊扩张性支架,平均技术成功率为96.9%,围术期卒中和死亡率介于0~50%之间,再狭窄的发生率自膨式支架为17.4%(16/92,平均随访时间:5.4个月),高于球囊扩张支架13.8%(61/443,平均随访时间8.7个月),差异有统计学意义( P<0.001)。
球囊扩张支架虽然得到了广泛的应用,其优点是一次成型、定位准确等,但仍有许多关键问题未解决,如:①再狭率较高;②球囊扩张支架柔顺性相对较差;③球囊扩张时可能导致动脉破裂;④急性支架内血栓形成;⑤支架部位穿支动脉闭塞等。
三、自膨式支架
美国FDA批准的治疗颅内动脉狭窄的支架只有Wingspan支架系统,第一个应用报道发表于2005年,共收治了15例患者,其中颈动脉3例,大脑中动脉3例,基底动脉5例,椎动脉颅内段4例。支架植入术后狭窄改善率为38%,术中及围术期没有不良事件的发生。该支架上市前的多中心注册研究,共纳入了45例患者,97.8%(44例)技术成功,30天内死亡和卒中率为4.5%(2例),其中死亡1例。余43例均接受随访,31天到6个月的卒中发生率为7.1%。
此后有多项研究证实Wingspan支架的安全性及有效性,许多大型的临床研究也是基于该支架设计的。此后还出现多种用于颅内的自膨式支架如LEO、Enterprise、Neuroform等。自膨式支架的优点体现在:有较好的柔顺性;易达目标血管;支架涂有亲水层减少了对血管内膜的损伤;预先的球囊亚满意扩张减少了血管的破裂。
然而,2011年9月7日在线发表于《新英格兰杂志》的一个研究给颅内支架植入治疗敲响了警钟,引起很多热议和思索。这就是具有划时代意义的SAMMPRIS研究。SAMMPRIS研究由美国国立神经病学与卒中研究院(NINDS)资助,共纳入美国50个中心,451例病人,从2008年开始纳入和评价ICAS狭窄程度70%~99%这些症状性颅内动脉狭窄病人包括TIA或非致残性卒中后30天内患者,随机分为强化内科治疗与强化内科治疗+介入治疗(应用Wingspan支架系统)两组,主要复合终点为入组30天内卒中或死亡,或靶动脉血运重建后30天卒中、死亡,或30天后靶动脉区缺血性卒中。结果显示,介入治疗组30天卒中或死亡率较内科治疗组显著升高(14.7% vs.5.8%, P=0.002);随访1年介入治疗组复合主要终点事件发生率较内科治疗组亦显著升高(20.0% vs.12.2%, P=0.009)。2013年公布的三年期(平均随访32.4个月)随访结果显示,相对于支架治疗,药物治疗组主要终点累积概率较小( P=0.0252)。研究结果支持动脉粥样硬化性颅内动脉狭窄高风险患者进行积极药物治疗,而不是PTAS加Wingspan支架系统治疗。
SAMMPRIS研究是继WASID研究之后,又一项探讨颅内动脉狭窄治疗方法的大型临床研究。是首项在高危颅内动脉狭窄(70%~99%)患者中,比较积极药物治疗与积极药物治疗+介入治疗对复发卒中预防效果的前瞻性、多中心、随机对照试验,结果提示积极药物治疗优于颅内支架植入术。该研究结果发表后,引起了广泛关注。也有一些学者对其实验设计和参与试验的经验性等方面均提出了质疑。但其最大的贡献在于,定义了一个确实有效的药物治疗方法,阿司匹林+氯吡格雷强化抗血小板聚集治疗+他汀类降脂治疗。针对该试验的不足,又有一些临床试验正如火如荼地进行着。尽管还没有乐观的结果公布,但确实值得令人期待。
四、药物洗脱支架
从WASID试验到SAMMPRIS试验不难看出,内科治疗理念的进步可改善症状性颅内动脉狭窄患者的预后是不争的事实,不断完善的内科治疗是大多数症状性颅内动脉狭窄患者的主要治疗手段。但颅内支架临床研究仍在不断探索前行,通过介入器材的改进,手术熟练程度提高,选择合适的病人等方面的不断改进。冠状动脉介入治疗已历经30余年的发展,从最初的经皮腔内冠状动脉成形术到现今的药物洗脱支架(drug-eluting stent,DES),使再狭窄率由30%降至10%以下,DES是目前冠状动脉狭窄介入治疗应用和研究的热点,已经经过FDA的批准,在冠脉狭窄方面得到广泛应用。国内外一些神经介入医生将冠状动脉所用的DES应用于脑动脉狭窄的治疗,期望解决术后ISR问题,已经在一些小样本量的试验中得到证实。
(一)常用颅内动脉支架存在的问题
目前颅内动脉常用的支架仍为金属支架,这些金属包括不锈钢、镍钛合金、钴铬合金等材料。金属支架有较强的支撑力,消除了血管回缩,有效解除血管狭窄。但金属支架植入后有较高的再狭窄率(in-stent restenosis,ISR)。其狭窄的主要机制是:①血管成形过程中血管内皮细胞损伤,支架植入对血管壁牵拉,金属异物的植入导致巨噬细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞被激活,这些激活细胞发生级联反应,促进血管内皮增生,当这种内皮增生过度后就会出现支架内再狭窄,血管腔内血栓形成,导致血管闭塞;②金属支架在血液中会释放出重金属离子,这些重金属离子会促进血栓的形成,生物相容性较差;③血管口径可能也会影响血管再狭窄的程度,而且在不同的支架其影响程度也有差别。
ISR在很多研究中均有报道,大约有1/3患者会出现ISR,4%的患者出现完全闭塞,30%以上的患者有部分或完全支架闭塞。上面提到的SSYLVIA试验中,Neurolink球囊扩张支架6个月随访再狭窄率达到35%,其中有61%的患者为症状性再狭窄,这就可能需要对患者进行再次的介入干预,增加患者的疾病负担及经济压力。ASSIST试验发现Apollo支架治疗后的ISR达到28%。两项大型的Winspan支架研究发现Winspan支架术后ISR分别为27.9%和25%。国内也有研究发现在一组使用冠脉球囊扩张支架、APOLLO支架、Winspan支架治疗后的患者中,平均10个月时DSA复查,发现有26.1%(62/238)发生ISR,且ISR是卒中早期复发独立危险因素。多项研究分析显示支架内再狭窄有很多影响因素,如年龄、吸烟、糖尿病、女性、支架的材料及类型、病变长度、病变位置、快速的球囊扩张等。ISR已经严重影响了PTAS后的远期疗效,攻克ISR已经成为一项重要挑战,除了可控制的危险因素外,支架材料的改进有望使ISR显著降低。
(二)目前药物洗脱支架在颅内动脉的应用现状
药物支架有两种主要的类型,药物涂层支架是指支架表面直接使用抗细胞增殖药物,可抑制平滑肌细胞增殖和迁移,一旦涂层药物洗脱完毕后,内皮下平滑肌细胞繁殖及药物影响支架内皮细胞再生,进而导致黏膜下层与肌层长期暴露在血液中,则会出现内皮化延迟、亚急性血栓形成等后果。药物洗脱支架也称为药物释放支架,药物缓释载体以化学键结合在支架的表面,药物通过与周围环境发生化学和生理作用来释放,其典型特征是药物释放的可控性。目前DES中在临床上应用较为广泛,其机械性能与球囊支架一样,但材料有较大突破,它将支架涂予免疫抑制剂或细胞毒药物,在支架植入后释放具有抑制细胞增生的药物起到预防再狭窄的作用。
雷帕霉素洗脱支架和紫杉醇洗脱支架是目前临床上应用最为广泛的洗脱支架。雷帕霉素又名西罗莫司,是一种具有心血管保护作用的大环内酯类抗生素,它是从吸水性链霉菌发酵液中提取出来的药物,属于细胞稳定剂,对细胞的作用是阻止细胞进入分裂期,抑制新内膜生成进而降低支架术后血管再狭窄的风险;而紫杉醇属于细胞毒性药物,则是通过阻断有丝分裂以抑制细胞增殖的。虽然DES在冠状动脉中的使用获得了认可,但颅内动脉与冠状动脉在组织结构上存在差异,药物涂层支架对脑血管和神经组织的药物毒性反应尚不明确,血管内膜化延迟等对脑血管的影响,较长时间的双重抗血小板药物使用等因素对脑血管病的预后产生的影响还有待进一步研究。
2004年一项动物试验评价了雷帕霉素洗脱支架在狗基底动脉释放后安全性,该研究指出没有证据表明雷帕霉素洗脱支架存在血管或脑组织毒性,无论是紫杉醇还是雷帕霉素洗脱支架向组织释放的药物剂量远远小于毒性剂量。在此基础上,Abou-Chebl等首次在8例颅内动脉狭窄患者中使用DES治疗,其中4例使用Cypher支架(雷帕霉素洗脱支架),4例使用Taxus支架(紫杉醇洗脱支架),病变分部包括3例颈内动脉颅内段、2例大脑中动脉、2例基底动脉、1例椎动脉。平均随访11个月,未发现缺血事件的复发;5例患者平均9个月是复查了DSA,未发现异常。其得出的结论是DES用于颅内动脉粥样硬化血管狭窄是可行的、安全的,从患者影像复查和临床症状间接表明DES无动脉毒性,且无ISR的发生。当然这是DES在颅内动脉的首次探索,样本量较少,其结论外推受到很大限制。Gupta等回顾分析了59例患者行DES治疗,支架到位手术成功率95%,48例患者在平均短期4个月随访发现3例(6%)患者发生ISR。Vajda等报道了95例紫杉醇药物洗脱支架用于颅内动脉的研究,其围术期并发症3.7%,3.8%的症状性ISR,其中1例患者发生支架完全闭塞。以上这些研究为DES在颅内应用进行了初步探索,今后需要多中心、随机对照、长期随访的试验进一步证实DES在颅内动脉应用的安全性、有效性。
目前国内研制专门用于颅内动脉的雷帕霉素药物洗脱支架已经进入临床研究阶段,从单中心研究结果来看其疗效肯定,期待其多中心研究结果的公布。当然,任何一个器械都不可能是完美无缺的,由于雷帕霉素和紫杉醇作用的非特异性可能增加血管壁毒性,出现再内皮化不足和血栓形成,血管中层变薄,导致血管壁不能完全愈合,因此可能需要长期抗血小板治疗来预防后期阻塞。
(三)药物洗脱支架未来展望
DES在颅内应用时间较短,还有很多问题需要解决。比如,如何筛选出那些可能PTAS治疗术后有高发ISR的患者,对其进行DES治疗,这样就不必所有患者或所有类型的病灶均使用药物洗脱支架,其花费要远多于金属裸支架,从而达到有针对性治疗的目的。另外,DES也不能解决所有的术后再狭窄问题,也许需要开发新制剂的药物洗脱支架来解决。还有一个重要的问题是这些药物对于脑组织及脑血管毒性还有待进一步研究。目前研究较热的是药物洗脱可降解聚合物支架,可进一步减少内膜增生,并有较好的机械稳定性,可以减少局部的药物释放浓度使用更安全有效。另一种解决药物毒性的方法是使用药物涂层球囊扩张病变,再使用自膨式支架覆盖病变,Vajda等研究发现使用这种手术方式后再狭窄率仅为3%。
总之,DES的功效不仅在于抑制再狭窄,更在于减少患者的终点事件。目前国内已开始颅内动脉及椎动脉开口的专用球囊扩张药物涂层支架的多中心临床随机对照实验,从初期的临床结果来看结果较为满意,相信DES在不久将成为真正颅内血管狭窄有效、安全的治疗方法,并在临床广泛应用。