中国脑卒中的发病率已经超过379/10万,位列世界第一,每年约190万人因脑卒中死亡,脑卒中已经超过肿瘤及冠心病,成为我国居民首位死亡原因。脑卒中的高致残率、高病死率和逐年升高的发病率,是影响国计民生的重要公共卫生问题。
缺血性脑卒中是脑血管堵塞或血液供应障碍导致的脑功能损害,是最常见的脑卒中类型,占我国脑卒中的69.6%~70.8%。脑动脉血栓是缺血性脑卒中的直接病因,血栓的性状能直接影响患者症状及预后;静脉溶栓和血管内治疗是目前缺血性脑卒中最有效的治疗手段,能显著降低缺血性脑卒中患者的病死率及致残率,改善生活功能,有研究显示,脑动脉中不同病理类型的血栓能影响静脉溶栓及血管内治疗的效果和预后。
因此,硏究其血栓组织病理学特征,能更好地了解缺血性脑卒中的病因、疾病进展,有效地指导缺血性脑卒中治疗,现就近年来有关缺血性脑卒中脑动脉血栓病理的硏究及应用进展进行综述。
1脑动脉血栓组织病理学研究方法
目前,血栓标本的研究方法无统一标准,石蜡切片是最常用的方法,仅有少数学者使用电子显微镜对血栓进行研究。苏木精-伊红染色是石蜡切片最常用的染色方法,也有学者主张使用马休黄猩红蓝染色、弹性纤维范吉森染色剂、马洛里磷钨酸苏木精染色等特殊染色方法,将纤维蛋白、红细胞及白细胞染成不同颜色。
此外,还可以针对钙及脂质等进行染色,有助于明确栓子是否来源于动脉粥样硬化斑块等。有研究表明,炎性细胞活动可能是导致脑动脉血栓形成的原因之一,可以通过免疫组织化学染色技术来确定特定的细胞,从而明确血栓形成的原因及来源,如使用CD61标记血小板、CD3标记T细胞、CD34标记内皮细胞、CD68标记巨噬细胞等,但不同研究的结果差异较大。
2脑动脉血栓分类及来源
2.1脑动脉血栓的分类
引起脑动脉阻塞的栓子类型多样,可以是血栓,也可以是瘤栓、气栓、菌栓、粥样斑块等,其中,血栓昰最常见的栓子.目前脑动脉血栓的分类暂无统一标准,根据血栓形成的病理生理杋制及成分不同,可分四大类:白血栓、红血栓、混合血栓、透明血栓。
有学者认为,可根据红细胞的比例将血栓分为富含红细胞血栓(红细胞比例>=70%)、混合血栓(红细胞比例31%~69%)、富含纤维蛋白血小板血栓(红细胞比例<=30%)。Niesten等人认为,可以根据血栓中红细胞与非红细胞含量的差值对其分类,如果红细胞数量超过血小板与纤维蛋白总量的15%称为红血栓,如果血小板与纤维蛋白的总量超过红细胞15%则为白血栓,二者之间为混合血栓。
随着定量病理学的发展,现在可以利用图像分析软件对血栓中的血细胞、白细胞及纤维蛋白进行定量分析,可以更精确地研究血栓的成分及性质,更好地分析血栓与病因、临床表现及治疗效果的关系。
2.2脑动脉血栓的来源
脑动脉血栓来源广泛∶
(1)心源性栓塞,导致心源性栓塞的病因很多,心房颤动是最常见的原因,此外,心脏手术、先夭性心脏病、风湿性心脏病、非原玍瓣膜、黏液瘤等也可以导致心源性栓塞。
(2)动脉源性栓塞,通常来源于颈动脉或胸主动脉上不稳定的动脉粥样硬化斑块及由此形成的血栓脱落。
(3)局部脑动脉血栓形成,动脉粥样硬化斑块、炎症或内皮损伤导致的原位血栓。
(4)静脉栓塞,静脉血栓通过心脏右冋左异常分流(卵圆孔未闭、室间隔缺损等)导致脑动脉栓塞。
(5)其他来源的栓孑(肿瘤、血管壁碎片、导管、生物瓣膜等装置的分离)。
(6)不眀原因来源血栓,在经过充分全面的检查后,仍有超过35%的缺血性脑卒中患者无法明确血栓来源。静脉来源的血栓通常由少量纤维蛋白结构及大量红细胞组成,而动脉源性血栓通常含有大量血小板和纤维蛋白,红细胞含量较少,还可能含有动脉粥样斑块等成分导致心源性血栓形成的机制复杂,即有血流动力学障碍,也有血小板激活、内皮损伤,炎性细胞激活也可能是血栓形成的原因,目前心源性血栓的病理特点暂不明确。
Niesten等研究显示,心源性血栓与动脉源性血栓病理特点无明显差异;Kim等{以为,心源性血栓中红细胞含量明显高于动脉源性血栓;而Boeckh-Behrens等则发现,与非心源性血栓比较,心源性血栓中纤维蛋白、血小板及白细胞含量更高,红细胞含量较少;目前缺乏心脏术后缺血性脑卒中脑动脉血栓病理的相关硏究,了解其血栓病理特点,有助于预防心脏术后脑卒中的发生,指导治疗方案选择脑动脉血栓生物标志物血栓早期相关标志物主要包括了凝血酶-抗凝血酶复合物、纤溶酶α纤溶酶抑制物复合物、血栓调节蛋白、组织纤溶酶原激活物/纤溶酶原激活物抑制剂复合物以及纤维翬白降解产物、血管性血友病因等,但这些标志物在所有血栓性疾病中均可升高。脑动脉血栓特异性生物标志物对于明确脑动脉血栓来源及产生机制有重要指导意义。
目前,有关特异性脑动脉血栓标志物的阳性结果极少,Dargazan等对54例缺血性脑卒中患者脑动脉血栓进行免疫组织化学染色,对血栓上cD3阳性T细胞进行了定量分析,比较动脉粥样硬化血栓、心源性血栓和其他原因血栓中T细胞含量,结果显示,动脉粥样硬化血栓中T细胞的数量显著高于其他原因血栓和心源性血栓,提示CD3可能是动脉源性血栓的生物标志物,其结果有待进一步证实。
巨噬细胞迁移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MF)最早是在激活的T细胞培养液中发现,与多种炎性细胞的活动有关,在帕金森病、脑卒中及阿尔茨海默病等神经系统疾病的血淸及脑组织中可观察到MF升髙近期有硏究表明,MF可能是动脉粥样硬化病变形成的关键介质1这提示MF可能与脑动脉血栓形成有关,但目前暂无脑动脉血栓组织中MF的硏究。脑动脉血栓特异性标志物可能是未来研究的重要方向。
3脑动脉血栓病理类型与影像学表现
头颅CT检查是急性脑卒中最基本的检查,脑动脉血栓成分不同,在CT上可以有不同表现。有研究显示,富含红细胞的血栓更容易在CT上显示为高信号,形成急性大动脉闭塞典型的血管高密度征,而血小板及纤维蛋白为主的血栓表现为低密度头颅MR能更好地显示脑组织及脑动脉病变情况,通过脑动脉高分辨MR,可以辨别脑动脉狭窄或闭塞的原因,如动脉粥样硬化、动脉夹层、栓塞等,但目前头颅MR与脑动脉血栓病理的相关硏究较少缺血性脑卒中是一个动态发展的过程,随着脑卒中的发展及演变,脑动脉血栓的影像表现也会发生改变,但目前缺乏不同类型血栓影像学动态变化的研究。
4脑动脉血栓病理类型与溶栓治疗
静脉溶栓治疗是急性缺血性脑卒中最重要的治疗手段之一,已被证明能显著改善患者预后,降低缺血性脑卒中患者的病死率及致残率。目前,最常用的溶栓药物是重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)有关rt-PA对不同类型血栓作用效果的动物实验及体外研究结果显示,富含纤维蛋白血栓对rt-PA的治疗效果较差,而富含红细胞血栓则表现出较好的反应性。Santos等岍研究通过对308例患者溶栓效果的对照分析也显示出相似的结果,其原因可能是富含纤维蛋白的血栓中,纤维蛋白的性质和需要裂解的纤维蛋白可能会降低rt-PA的渗透性而富含红细胞的血栓,内部纤维蛋白基质含量较少,结合稀疏,更容易破碎,rt-PA的渗透性更好,溶解血栓所需要的rt-PA量更少。而rt-PA对于其他类型的血栓,如粥样斑块、白细胞为主血栓、肿瘤血栓等无明显效果。
5脑动脉血栓病理类型与血管内治疗
脑动脉血管内治疗包括动脉内溶栓、机械碎栓、支架置λ、血栓抽吸及可回收攴架血栓切除术等,从2世纪80年代开始,茡者们就开始探索遹过血管內治疗开遹闭塞血管治疗急性缺血性脑卒中,但效果始终未被髙级别临床试验证实。
直至2015年,5项有关血管内治疗的多中心、随杋对照研究的发布,彻底改变了血管内治疗的地位,《柳叶刀》杂志专门发表社论,将血管内治疗称为卒中治疗的革命”。有研究表明,血管内治疗的成功率及手术次数直接影响患者预后,而血管内治疗的成功率及手术次数与血栓的性质有关Maekawa等研究发现,富含红细胞的血栓手术成功率更高,完成再通所需要的手术次数更少。
Duy等通过分析同一患者不同手术次数所取出血栓的差异发现,先取出的血栓红细胞含量明显高于后取出的血栓,提示红细胞含量高的血栓更容易取出。可回收取栓支架血栓切除术是目前最常用的手术方式,通过电子显微镜观察血栓与取栓支架之间相互作用关系发现,血栓与取栓支架之间的作用力既有机械性的,也有黏附性的,红细胞含量高的血栓对取栓支架的黏附力更强。但部分体外研究及动物实验显示出相反的结果,富含纤维蛋白血栓的摩擦系数明显高于红细胞含量高的血栓。
血栓形成的时间也与血管内治疗的成功率相关,新鲜形成的血栓比慢性血栓更容易通过血管内治疗术取出血栓的物理特性取决于血栓的成分。不同性质的血栓会对手术方式产生影响,新鲜富含红细胞的血栓因为比较柔软,容易变形及碎裂,容易通过导管抽吸的方式取出,而纤维蛋白为主的血栓及陈旧性血栓,硬度较大,通过导管抽吸取出的成功率较低,更适宜使用可回收取栓支架治疗。富含红细胞的血栓虽然容易再通,也更容易碎裂、逃逸从而导致2次栓塞,有更高的远端栓塞风险。
因此,在实施手术过程中要做好相关预防。脑动脉血栓是血管内治疗的直接作用靶点,有关血栓性质对手术方式影响的相关研究有限,部分研究显示出矛盾的结果,进一步研究脑动脉血栓病理有助于更好地指导血管内治疗。
6总结与展望
脑动脉血栓是缺血性脑卒中直接病因及治疗靶点,硏究脑动脉血栓病理有助于更好地指导缺血性脑卒中的治疗。目前脑动脉血栓病理分类及硏究方法等缺乏统-标溎,大部分硏究重点在于血栓中的红细胞及纤雏翬白,针对白细胞及其他成分的硏究有限,而白细胞及其他成分对于明确血栓的来源可能更具有指导意义。
缺血性脑卒中是动态发展的过程,硏究血栓病理与彯像茡之间的联系及动态变化,有助于运用影像茡检査对缺血性脑卒中进行早期诊断,评价脑夲中的治疗效果。囯前有硏究孌试寻找脑动脉血栓相关的特异性生物标志物,明确血栓的病因,但成果有限;对血栓超微形态结构的硏究极少,明确血栓超微结构,有助于了解血栓形成旳机制及来源,能更好地指导缺血性脑卒中的预防及治疗,血栓特异性生物标志物及超微结枃可能是未来脑动脉血栓硏究的方向。