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这篇综述聚焦缺血性中风,探讨血栓成分的评估及对诊疗、二级预防的意义。
缺血性中风概述
在全球范围内,中风是导致死亡的第二大原因,也是造成死亡和残疾的第三大原因。随着人口结构的变化,中风的负担预计将持续增加。其中,约 85% 的中风为缺血性中风,是由于脑动脉堵塞,导致血液供应减少,若不及时治疗,会引发神经元损伤和细胞死亡。目前,急性缺血性中风的主要治疗目标是快速恢复脑灌注,主要的再灌注治疗手段包括静脉注射组织型纤溶酶原激活剂(tPA)进行溶栓和机械取栓(MT)。而在急性治疗后,明确中风病因有助于选择合适的二级预防措施,降低中风复发的可能性。
中风病因与血栓成分差异
急性缺血性中风的不同病因反映了血栓形成部位的根本差异。主要的中风亚型,如急性中风治疗 Org 10,172 试验(TOAST)分类中所划分的,包括继发于大动脉粥样硬化和心源性栓塞的栓塞性中风。血栓形成的部位会影响三种主要凝块成分,即红细胞(RBCs)、纤维蛋白和血小板的相对比例和空间分布,此外,血管性血友病因子(vWF)、白细胞、中性粒细胞胞外陷阱(NETs)和细胞外 DNA 等其他成分也日益受到关注。
传统观点认为,心脏内血栓形成是由于心内膜损伤和左心耳内血液淤滞(常见于房颤、瓣膜病或心肌病等心脏疾病),使得凝块在左心耳内停留时间较长,促进了纤维蛋白的积累和交联,以及红细胞的破碎或压缩,形成的凝块更稳定、更致密。而大动脉内血栓形成则更为迅速,且发生在高剪切应力环境下,血浆脂蛋白携带过量胆固醇穿透受损的内皮细胞,引发血小板激活和聚集,形成的血栓较为松散、组织性较差,纤维蛋白较少,红细胞更完整。
多项组织病理学研究和系统综述表明,心源性栓塞性血栓中纤维蛋白的比例和密度更高。同时,也有研究发现,大动脉粥样硬化来源的血栓中完整红细胞的比例较高,但也存在一些相互矛盾的研究结果。关于血小板在血栓中的比例与中风病因的关系,证据并不充分,不过有研究指出,大动脉粥样硬化来源的血栓中血小板分布更偏向周边,而心源性栓塞性血栓中血小板则集中在中央。此外,心源性栓塞性血栓中白细胞、DNA 和 NETs 的含量更高。
分析血栓成分的组织学技术有多种,标准技术如苏木精 - 伊红(H&E)染色和马休斯猩红蓝(MSB)染色,可用于观察红细胞、纤维蛋白和血小板的比例和分布,免疫组化可用于可视化特定蛋白质,如 vWF。此外,还有高分辨率扫描电子显微镜用于三维超微结构分析,定量 PCR 或蛋白质组学用于检测特定分子标记等先进分析方法。了解血栓成分与中风病因的关系,对不明来源栓塞性中风(ESUS)的诊断评估尤为重要,因为 ESUS 患者的血栓组织学特征常与心源性栓塞性血栓相似。
但依赖机械取栓后血栓组织学检查的研究存在局限性,即只能对成功取出的血栓进行分析,无法获取难以提取的血栓成分信息。未来,先进的成像和分子分析方法,如高分辨率扫描电子显微镜、定量 PCR 分析和基因本体学等,可能在血栓检查中发挥更大作用。
影像学分析反映血栓成分和病因
在首次中风发作时,在获取组织学信息之前,影像学检查结果可为血栓成分和潜在病因提供线索。例如,MR CLEAN 注册研究的一项子研究发现,非心源性中风与特定的影像学特征相关,包括动脉高密度征、较低的血栓负荷评分、更靠近近端的血栓位置、与颈内动脉末端距离较短、较高的绝对血栓衰减值和较长的血栓。动脉高密度征不仅与非心源性中风相关,还表明血栓中富含红细胞,在梯度回波 MRI 上,blooming 伪影也与富含红细胞的血栓有关。
此外,血栓密度、血栓通透性和影像组学特征这三个影像学参数可用于预测血栓成分和推断中风病因。双能量 CT 评估体外血栓发现,富含红细胞的血栓与富含纤维蛋白 / 血小板的血栓相比,Hounsfield 单位的血栓衰减值更高,即血栓密度更大。通过单相或动态 CT 血管造影(CTA)评估的血栓通透性反映了血液通过血栓的难易程度,与血栓成分和机械取栓后的临床结果相关,但不同研究对通透性与血栓成分的关系存在争议。影像组学在急性中风成像中的应用越来越广泛,一些影像组学特征与血栓中的红细胞、纤维蛋白和血小板含量相关,比常规影像学参数更能可靠地预测心源性栓塞性中风,但仍需进一步评估预测模型的方法学。
其他成像方式也具有评估体内血栓的潜力,如临床前研究中使用漫反射光谱(DRS)在猪模型中可可靠地确定体内血栓成分,正电子发射断层扫描(PET)及针对不同血栓成分开发的放射性示踪剂,也有助于血栓的检测和评估。
组织学和影像学因素对溶栓和机械取栓疗效的影响
急性缺血性中风的超急性期治疗主要依靠再灌注策略,包括全身溶栓(使用阿替普酶等纤溶药物)和机械取栓。组织学和影像学特征可为血栓成分及溶栓和机械取栓的可能疗效提供线索。
组织学分析显示,富含红细胞的血栓对 tPA 溶栓治疗的反应更好,这可能是因为大量完整红细胞破坏了纤维蛋白网络结构,使凝块结构更松散,且红细胞的存在可增大纤维蛋白孔隙,提高溶栓药物的可及性。富含红细胞的血栓在机械取栓后成功再通的可能性更高,临床结果更好,但这类血栓也更容易破碎,增加了继发性远端栓塞的风险,可能需要在取栓前使用球囊导管阻断近端血流。
血小板丰富的血栓对 tPA 溶栓治疗更具抗性,机械取栓后的再通率也较低,而预先使用抗血小板治疗或抑制 vWF 可能会提高机械取栓的疗效。血栓中白细胞比例较高与机械取栓后再通时间延长和神经功能恢复较差相关。
在获取组织病理学信息之前,影像学特征也可为再灌注治疗的成功提供线索。例如,非增强 CT 上的动脉高密度征与机械取栓患者的成功再通显著相关,但与临床结果无关。CTA 评估的血栓通透性可预测临床结果,多相 CTA 可能是更好的预测指标,但不同研究对其预测价值存在差异。影像组学特征也可用于预测再通情况,但仍需更多大规模研究来明确其效用。
血栓分析对不明来源栓塞性中风诊疗和二级预防的指导作用
对血栓进行组织学或影像学评估,不仅有助于提高急性治疗效果,还能改善诊断,指导二级预防。根据 TOAST 标准,ESUS 约占缺血性中风的 25%,这类患者病因不明或存在多种潜在病因,复发风险较高。目前对 ESUS 患者的评估手段繁多,但常难以明确病因,而血栓分析可能为确定潜在病因提供有价值的信息。
由于 ESUS 病因的异质性,其最佳治疗方案尚不明确。一些研究对 ESUS 患者进行经验性抗凝治疗,但在 ATTICUS 和 RE-SPECT ESUS 等试验中,经验性抗凝治疗并未显示出优于阿司匹林的效果,可能是因为试验人群中的某些亚组(如非狭窄性动脉粥样硬化患者)无法从抗凝治疗中获益。血栓成分分析有助于优化患者分层,更有针对性地进行检查,提高诊断率,缩短检查等待时间,从而及时启动适当的二级预防措施。
对于存在多种潜在中风病因的 ESUS 患者,如同时存在房颤和颈动脉粥样硬化,血栓分析可帮助确定主要病因,指导针对性检查。例如,通过血栓分析提示心源性栓塞起源时,可进行心脏成像和长时间心律监测,以确定血栓位置和潜在病因,为二级预防提供依据。
血栓分析对罕见中风病因研究的指导作用
可靠识别静脉栓子有助于确定其来源和进入动脉循环的途径,改变对卵圆孔未闭(PFO)相关中风的临床评估和风险 - 获益计算,还可用于筛选易栓症。分析血栓成分可为感染性中风提供组织学诊断,有助于早期给予明确的抗菌治疗,也可为潜在病因提供线索,指导针对肿瘤细胞等的检查。
血清生物标志物在中风诊疗中的作用展望
组织学和影像学评估血栓对缺血性中风的决策制定有重要作用,但这些技术仅适用于约 30% 的大血管闭塞性中风病例。血清生物标志物价格低廉且易于获取,有望成为中风临床决策的辅助工具。目前已确定了 150 多种缺血性中风候选生物标志物。
中性粒细胞胞外陷阱(NETs)是缺血性中风血栓的主要成分,可通过 ELISA 检测其相关标记物,未来可能用于预测中风患者大血管闭塞的存在。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)可用于区分出血性和缺血性中风,与其他标记物联合检测还可预测大血管闭塞。然而,目前尚无特异性血液生物标志物可一致地预测缺血性中风的病因,多种炎症和心脏生物标志物与不同类型的中风均有相关性,这是由于中风患者存在多种重叠的血管危险因素,且炎症通路会激活复杂的介质级联反应。
未来,高通量组学技术的应用可能会揭示生物标志物、血栓形成和组成以及中风病理之间的复杂相互作用。需要对更大规模的患者队列进行前瞻性研究,尤其是 ESUS 患者,结合血栓的组织学分析和影像学数据,全面了解中风血栓形成的机制。
结论
缺血性中风病因多样,二级预防策略需个性化制定,急性再灌注治疗的应用也越来越依赖精准决策。血栓的影像学和组织学评估在临床中已可实现,这些评估有助于更好地对中风进行表型分析,为预后评估和急性治疗策略提供依据。随着研究的不断深入,血清生物标志物和其他新兴技术有望进一步完善对缺血性中风的认识和治疗,为降低中风的发病率和死亡率提供更有力的支持。