作者:高润霖(国家心血管病中心 中国医学科学院阜外心血管病医院)
经皮冠状动脉介入治疗(PCI)是在心导管技术基础上发展起来的新技术,自问世以来,在改进和克服其存在的不足、探索新的理念和技术的过程中不断发展,经过30多年的努力,现已发展成为心脏病学的一个亚学科。
1 经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)
1977年,Gruntzig等在瑞士苏黎世成功完成了世界上第1例PTCA,从此开创了介入心脏病学的新纪元。在此后的数年中,PTCA在世界范围内被迅速推广应用。随着导管器械的改进和技术的不断提高,成功率提高,严重并发症减少,PTCA逐渐成为冠心病血管重建治疗的有效方法之一。1983年,Hartzler等首先报道了急性心肌梗死(AMI)直接PTCA,开始几年对其疗效的报道不一,Weaver等荟萃分析了1984——1996年2606例直接PTCA与溶栓治疗的随机对照临床试验,结果表明直接PTCA患者30天病死率、非致死性心肌梗死和卒中及出血性卒中的发生率均明显低于溶栓治疗,直接PTCA可降低AMI合并心源性休克的病死率。
PTCA临床应用中存在的主要问题是对某些病变成功率不高,效果欠佳,另外,术中或术后早期血管闭塞发生率约为3%——6%,需行急诊冠状动脉旁路移植术(CABG);术后3——6个月再狭窄发生率高达30%——45%,这主要与PTCA的机制有关,球囊扩张将动脉内斑块撕裂,外膜弹性扩张使血管腔扩大。若斑块严重撕裂、夹层,则可能导致血管急性闭塞;而血管弹性回缩可引起管腔缩小,发生再狭窄。研究表明,PTCA后再狭窄的原因73%由于血管弹性回缩,27%由于新生内膜过度增生。为了解决PTCA存在的不足,在20世纪80年代,各种斑块消蚀(Debulking)技术相继问世并应用于临床。
2 冠状动脉斑块消蚀技术
冠状动脉斑块消蚀技术包括定向性斑块旋切术(DCA)、冠状动脉内斑块旋切吸引术、冠状动脉内斑块旋磨术和经皮冠状动脉激光成形术。这些技术通过导管内的机械装置或激光能量将斑块切除并移出,从而产生更大、更光滑的管腔,或较少形成夹层。期望可降低围术期急性闭塞及远期再狭窄发生率。然而,随机对照研究结果表明,这些新技术即刻成功率与PTCA相似,但并发症及再狭窄发生率等于或高于PTCA.
目前仅冠状动脉内斑块旋磨术仍较广泛用于严重钙化性病变及对球囊扩张有抵抗的纤维钙化性病变,或慢性完全闭塞(CTO)病变,引导钢丝通过后球囊不能通过的病变及支架内弥散性再狭窄病变;DCA偶尔用于大血管开口部的严重偏心性狭窄在置入支架前的斑块消蚀。其他技术已基本不再应用于临床。
3 经皮激光心肌血运重建术(PMR)
20世纪90年代,由于治疗方法的进步,存活的晚期严重冠心病患者越来越多,这些患者的病变往往既不适于PTCA,也不适于CABG.20世纪90年代初期,对这些晚期患者开展激光心肌血运重建术(TMR),即激光心肌打孔术,经开胸由心外膜进行。后发展为经皮穿刺经心内膜进行,即PMR和经NOGA监测存活心肌指导心内膜打孔(DMR)。多项研究表明,TMR和PMR可减轻心绞痛,增加运动耐量,但随机对照研究表明,其对病死率及心肌梗死发生率无改变,是否能改善心肌灌注也无定论。DIRECT研究表明,DMR效果与药物(假手术)组相似,证明DMR不是一种有效治疗。目前该项技术已不再应用。
4 冠状动脉内支架置入术
4.1 裸金属支架(BMS)
1987年Sigwart等首先将一种自膨胀支架应用于临床。此后冠状动脉内支架的发展可谓日新月异。各种类型的球囊扩张型支架不断问世。如Gianturco-Roubin支架、Palmaz-Schatz支架、Multilink支架、AVE支架、NIR支架等相继应用于临床,并经大量临床试验证实了其应用价值。
冠状动脉内支架置入术可用于PTCA合并夹层、急性闭塞时置入支架保持血管通畅(bail-out stenting),从而预防AMI,避免急诊搭桥手术。临床试验证明置入支架较长时间球囊扩张更为有效。
冠状动脉支架置入术更常用于预防球囊扩张术后再狭窄,根据STRESS和BENESTENT研究,置入支架与PTCA比较可明显降低6个月再狭窄发生率,PTCA术后再狭窄患者置入支架的临床效果也优于单纯再次PTCA.支架置入术也用于AMI治疗,在直接PTCA发生夹层、急性闭塞时置入,也可原发性置入。研究表明,原发性支架置入优于直接PTCA(必要时bail-out stenting)。
PCI主要是以球囊扩张和支架置入术为基础构成的。20世纪80——90年代应用的BMS由不锈钢、镍-钛合金和钴-铬合金等制成。BMS可有效预防球囊扩张后的急性闭塞和由血管弹性回缩引起的再狭窄。但由于金属异物在血管内的存在,致使新生内膜增生反应较单纯球囊扩张更为严重。因此,BMS再狭窄发生率虽较PTCA明显降低,但6个月内再狭窄率发生率仍高达20%——30%.
4.2 药物洗脱支架(DES)
第一代DES在不锈钢金属支架表面通过多聚物涂层携载抗平滑肌细胞增生的药物,如西罗莫司(Sirolimus,Cypher支架)和紫杉醇(Paclitaxel,TAXUS支架)等。DES较BMS明显降低了再狭窄所致的再次血运重建,但死亡、心肌梗死发生率无显著差别。随机临床试验的汇总分析表明,靶血管重建在DES组较BMS组降低了55%(P<0.001),DES被誉为介入心脏病学发展的第二个里程碑,在世界范围内被迅速推广应用。
在2006年世界心脏病大会上,Camenzind报告了在已发表资料基础上的随机对照试验的汇总分析,提出Cypher支架较BMS 3年内增加死亡率和心肌梗死发生率,可能由于增加支架血栓形成所致,在心血管学界及公众中激起了剧烈反响。其后不久,Stone等在患者资料信息基础上的随机对照试验的汇总分析则表明,Cypher和TAXUS支架血栓发生率与BMS相比在4年随访期中无显著差别,然而支架置入后1——4年DES轻度但有统计学意义地增加了支架血栓发生率,但死亡及心肌梗死发生率两组间比较无显著差别。DES置入后极晚期血栓形成增多可能由于DES延迟内皮愈合所致,其原因可能与多聚物引起的炎性或过敏反应有关,也可能与携带的药物在抑制平滑肌细胞增生的同时也抑制了内皮细胞愈合有关。DES引起内皮愈合延迟的现象已经病理学、血管内超声(IVUS)、血管内光学相干断层显像(OCT)及血管镜等影像学检查所证实。为预防支架置入后血栓形成,美国心脏病学会/美国心脏协会(ACC/AHA)和欧洲心脏病学会(ESC)心肌血管重建指南及中国经皮冠状动脉介入治疗指南均推荐置入DES后双联抗血小板治疗至少12个月,2014欧洲心肌血管重建指南推荐至少6个月。
为了克服第一代DES的缺点,第二代DES使用钴-铬合金或铂-铬合金作为支架平台,增加径向支撑力,减少支架厚度;改进支架多聚物涂层生物相容性或应用可降解多聚物涂层,以减少多聚物引起的炎性或过敏反应,并应用西罗莫司衍生物如依罗莫司(Evorolimus,XIENCE V支架,PROMUS Element支架)和佐他莫司(Zotarolimus,EVOLUTE支架)作为携载的药物。全面的网络荟萃分析结果表明,第二代DES明显减少了支架内血栓形成,其安全性及有效性优于第一代DES及BMS.
4.3 全降解的DES
DES在完成抑制血管弹性回缩和新生内膜过度增生的功能后,其在血管内存在已无必要,由于金属支架的永久存在,还可能影响血管正常舒缩功能,并可能妨碍其后需要进行的血管重建手术(如CABG),因此,全降解DES是支架发展的下一个目标。
目前全降解支架有多聚物生物可吸收DES和可降解金属支架。多聚物生物可吸收DES在国外有5种正在研究中。其中ABSORB释放依罗莫司支架(ABSORB Everolimus-eluting scaffold,BVS)研究进展最快。该支架以左旋聚乳酸构成支架平面,消融聚乳酸涂层携载依罗莫司。
第一代ABSORB BVS(BVS 1.0)6个月晚期管腔丢失为0.43mm,支架有明显弹性回缩,但24个月时血管正性重塑,晚期管腔增大。血管内超声和OCT证实血管壁内支架在2——3年内被吸收,2年时血管舒缩功能恢复。
第二代ABSORB BVS(BVS 1.1)改进了支架平台设计和多聚物的制作过程,增加了支架径向支撑力,6个月晚期管腔丢失为0.19 mm,12个月管腔丢失为0.27mm.ABSORB EXTENT研究入选450例患者,12个月随访主要不良心血管事件(MACE)发生率为4.2%,缺血驱使的靶病变血运重建为1.8%,支架血栓为0.9%,取得较好临床效果。ABSORB Ⅱ研究为ABSORB BVS 与XIENCE V的随机对照研究,共入选501例患者,2︰1随机,主要终点为3年时血管舒缩运动和3年时给予硝酸甘油后的晚期管腔丢失。2014年经导管心血管治疗(TCT)年会上报告了其次要终点1年时靶病变失败率及患者相关的复合终点,结果两组均无显著差别;有意义的发现是ABSORB BVS组患者心绞痛复发或加重明显少于XIENCE V对照组(16.4%︰25.6%,P=0.015)。在中国、日本和美国的临床试验正在进行中或即将开始。
可降解金属支架主要是镁合金支架(AMS),PROGRESS-AMS研究中IVUS观察显示支架置入是安全的,但可见支架早期弹性回缩,4个月支架几乎完全降解;造影显示4个月支架内管腔丢失为0.66mm.现有AMS降解速度过快,致使出现早期血管弹性回缩,进一步研究方向为减慢支架降解速度,增加支架径向支撑力。AMS带有左旋聚乳酸涂层携载紫杉醇的可降解药物洗脱支架(DREAMS)已完成首次人体临床试验(FIM),46例患者47处病变,6个月造影晚期管腔丢失为(0.65±0.50)mm,12个月丢失为(0.52±0.39)mm.第二代DREAMS支架将携载雷帕霉素,正在研究中。
5 血管内近距离放射治疗
BMS问世后,支架内再狭窄仍是需要进一步解决的难题。放射治疗产生的电离辐射可抑制活跃细胞的增殖,因此血管内放射治疗被尝试预防支架置入后再狭窄。用于血管内放射治疗的射线种类有γ射线源如192Ir和β射线源如90Sr/y、32P、186Re、188Re等。血管内放射治疗的方式有固体源(放射导丝、串珠样点源),液体源(放射球囊)和放射支架。血管内放射治疗的临床试验显示无论γ射线或β射线均可降低再狭窄发生率,减少靶病变血运重建和MACE.
但血管内放射治疗自临床应用以来发现了一些问题,如边缘效应(包糖纸现象),晚期血栓形成,动脉瘤或假性动脉瘤及放射防护及安全性(主要针对γ射线)等问题。近年来DES的应用已大大降低了再狭窄发生率,SISR和TAXUS V In-stent Restenosis研究表明DES预防再狭窄优于血管内放射治疗,因此,血管内放射治疗已基本不再应用。
6 药物(紫杉醇)涂层球囊(PCB)
PCB 通过球囊扩张时紧贴血管壁,将所携带的具有高亲脂性的紫杉醇释放入组织,从而发挥药物的抗平滑肌细胞增生作用。目前研究已证明,PCB对治疗BMS置入后再狭窄安全有效。ISAR DESIRE 3和PEPCAD China ISR研究均证明对DES再狭窄PCB的有效性和安全性不劣于再次置入TAXUS支架。尽管DES置入对预防DES再狭窄较球囊扩张及BMS置入更有效,但PCB可避免在已存在的支架内再置入一个支架,因此具有吸引力,可作为DES再狭窄的选择之一。
7 IVUS和冠状动脉血流储备分数(FFR)测定
冠状动脉造影技术显示血管腔的变化,不能反应血管壁的变化。而IVUS不仅提供血管腔的形态,且能够显示血管壁的形态和结构,较冠状动脉造影更精确地显示血管口径、病变形态、性质和大小,观察支架置入后支架膨胀及贴壁情况,从而指导PCI的进行并评估效果。
对于冠状动脉造影和IVUS检出的临界性狭窄病变,应用压力导丝测定冠状动脉内压力,计算FFR,是评价冠状动脉狭窄程度及功能意义的良好指标,如FFR≤0.80为有功能意义的狭窄,应考虑介入治疗。应用压力导丝测定FFR是当前判断某一病变是否为导致缺血的病变的最精确、最特异的方法。而FFR测定在导管室中很容易进行。
FAME研究结果显示,仅对FFR≤0.80的病变置入DES;而对造影组所有≥50%的狭窄置入DES,随访1年。结果FFR组每例患者平均置入支架数明显少于造影组,然而1年时FFR组MACE发生率较造影组减少30%,死亡和心肌梗死发生率减少35%.FAME-2研究则表明,稳定性冠心病FFR指导的PCI与内科药物治疗比较,改善了患者预后,明显减少了因急性冠状动脉综合征(ACS)导致的紧急血管重建,而FFR>0.80者不论造影狭窄程度如何,药物治疗本身可取得很好的结果。FAME研究支持“功能性完全性血管重建,即对缺血病变置入支架,而对非缺血病变采用药物治疗”的理念。
8 血管远端保护装置
PCI 术中病变部位血栓或斑块脱落引起远端栓塞是一重要并发症,在退化的大隐静脉旁路血管、血栓负荷大的冠状动脉病变(如AMI、ACS等)以及颈动脉介入治疗时更为常见。近年来研制的血管远端保护装置如Angio-Guard滤器、Percusurge导丝和抽吸导管以及EP1滤器等的应用降低了远端栓塞发生率,增加了介入治疗的成功率及安全性,在退化的大隐静脉旁路移植血管及颈动脉介入治疗中具有重要价值。然而,对AMI患者行直接PCI,3项随机临床试验均未证实远端保护装置可降低死亡及再梗死等事件发生率。
9 经桡动脉介入治疗
近年来,经桡动脉穿刺途经进行PCI应用日趋广泛,与传统的经股动脉穿刺途径比较,其最大的优点在于患者不需卧床,恢复更快,对股动脉或髂动脉狭窄、闭塞、过度迂曲或穿刺失败的患者尤为适宜。经桡动脉途径通常用6F引导导管(少数可用7F引导导管),后座力较差,但对熟练的术者可完成复杂的病变操作。经桡动脉穿刺途径仅能用于Allen试验显示手掌动脉弓通畅的患者。因桡动脉易于发生痉挛,操作必须轻柔。
10 我国PCI的发展
1985年西安第四军医大学郑笑莲教授完成了我国首例PTCA,开创了我国介入心脏病学的新纪元。在最初的10年,PTCA的普及、推广十分艰难。但近10年来,PCI在我国发展迅速,每年例数增加15%——30%,2013年全国完成454505例PCI,其例数位居全球第二,1989年我国开始AMI补救性PTCA,1990年开展AMI及并发心源性休克的直接PTCA.
20世纪90年代,一些新技术如斑块旋切术、斑块旋磨术、激光血管成形术、冠状动脉支架置入术、血管内放射治疗预防支架内再狭窄及DES等相继引入我国。进入21世纪,我国逐渐普及经桡动脉PCI技术,目前经桡动脉PCI的比例已达80%以上,居世界首位。
我国研发的多种新型DES上市并应用于临床,国产DES市场占有率达70%,促进了我国PCI的发展。其中Firehawk可降解涂层靶向释放雷帕霉素支架,为目前世界上唯一的采用钴-铬合金支架、单面刻槽工艺携载可降解多聚物和雷帕霉素的新一代DES,也是第一个严格遵照国家食品药品监督管理总局颁布的“冠状动脉药物洗脱支架上市前临床研究指导原则”进行严格临床验证的国产DES,经1000例患者研究,造影显示晚期管腔丢失及主要临床终点都不劣于XIENCEV支架。全降解药物洗脱支架ABSORBBVS的随机对照研究ABSORB China RCT已完成患者入组,正在随访中。第一个国产多聚物全降解药物洗脱支架(Xinsorb)的临床研究也在进行中。
在大量临床实践基础上,我国近年来也完成了较多有价值的临床研究,如左主干病变、多支病变、CTO 病变等治疗技术及疗效的探讨,双联抗血小板治疗研究,各种评分系统(如SYNTAX Score,SYNTAX Score Ⅱ等)对指导左主干和三支病变介入治疗病例选择及预测预后的指导价值,以及OCT、IVUS、FFR等对介入治疗的指导价值等研究,标志着我国冠状动脉介入治疗已由过去的学习、普及技术进入到技术与研究、创新相结合的新阶段。
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