冠狀動脈鈣化的準(zhǔn)分子激光治療

準(zhǔn)分子激光冠狀動脈內(nèi)消蝕術(shù)(ELCA)是一種新興的經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)(PCI)。ELCA采用氯化氙(XeCl)作為活性介質(zhì)，通過光化學(xué)效應(yīng)、光熱效應(yīng)和光機械效應(yīng)，穿透冠狀動脈病變組織[1]，可用于冠狀動脈鈣化病變(CAC)的治療。

CAC是冠狀動脈粥樣硬化的特異性病變。CAC類似骨形成過程，病理上可見標(biāo)志性鈣化結(jié)節(jié)，其特征是伴有纖維帽局部變薄的鈣噴發(fā)，噴發(fā)的鈣化結(jié)節(jié)通常呈偏心性，突出到管腔內(nèi)，鈣結(jié)節(jié)上方通常不存在內(nèi)皮細胞和膠原蛋白，而是伴有富含血小板的血栓，且多為非閉塞性血栓。鈣化結(jié)節(jié)與冠狀動脈血栓形成有關(guān)，是急性心肌梗死常見的病理相關(guān)因素[2]。研究表明，鈣化結(jié)節(jié)在高血壓、慢性腎病具肌酐升高的老年患者中更為常見[3-5]。隨著礦物質(zhì)含量增加，CAC像骨一樣變得不能透過X線，在X線下較為明顯。既往認為中度或重度CAC介入治療成功的可能性為60%～85%，發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險為中度[6]。鈣化病變對球囊和支架擴張具有耐受性，鈣化病變不易被充分擴張，支架膨脹不全的發(fā)生率較高。這明顯增加了術(shù)后發(fā)生支架內(nèi)再狹窄和支架血栓形成的風(fēng)險。在行PCI手術(shù)時，CAC可通過X線透視發(fā)現(xiàn)，如果發(fā)現(xiàn)鈣化嚴(yán)重，估計常規(guī)PCI難以完成時，需進行血管內(nèi)超聲(IVUS)和光學(xué)相干斷層掃描(OCT)等檢查，評估病變情況[7]。冠狀動脈旋磨術(shù)可極大提高CAC病變手術(shù)成功率[8]，但仍有部分患者冠狀動脈旋磨術(shù)不成功，或即使旋磨成功，球囊擴張和支架擴張效果也不滿意，在這種情況下，應(yīng)用ELCA或ELCA聯(lián)合旋磨術(shù)成為一種選擇[9]。

1 ELCA的發(fā)展歷程

20世紀(jì)曾有大型臨床研究表明，ELCA可治療CAC病變，ELCA逐漸被應(yīng)用于臨床[10]。但由于第一代激光治療容易導(dǎo)致冠狀動脈穿孔、夾層等并發(fā)癥，安全性低，且隨著導(dǎo)絲、導(dǎo)管、球囊的改良，以及藥物洗脫支架的應(yīng)用，一些復(fù)雜病變得到有效處理，激光治療受到冷落。隨著激光治療導(dǎo)管的改進，使用XeCl脈沖激光導(dǎo)管的治療效果已經(jīng)超越了第一代設(shè)備，該導(dǎo)管能夠提供較高的能量并產(chǎn)生較少熱量，具有良好的安全性。此外，通過鹽水輸注清除血液和造影劑，可以防止過多的蒸汽泡形成，避免了血管壁超聲機械性損傷，減少了冠狀動脈夾層和穿孔的風(fēng)險。另外，新一代ELCA具有更短波長的紫外線光源，以更小的導(dǎo)管脈沖發(fā)射冷光源，明顯提高了治療的有效性和安全性，使ELCA的適應(yīng)證不斷擴大[11]。ELCA目前主要應(yīng)用于處理復(fù)雜病變，適應(yīng)證包括：急性冠脈綜合征、球囊擴張失敗(球囊無法通過或球囊無法使病變擴張)、慢性完全閉塞病變、支架膨脹不全、支架內(nèi)再狹窄、冠狀動脈旁路移植術(shù)(CABG)后大隱靜脈橋血管病變[12]。ELCA沒有絕對的禁忌證，其相對禁忌證為存在無保護主干病變以及未簽署知情同意書者[13]。

2 ELCA基本原理

ELCA導(dǎo)管含有光纖，可傳輸波長308 nm的紫外線脈沖光波，脈沖持續(xù)時間為135 ns，每個脈沖產(chǎn)生165 mJ的能量輸出。激光能量來源于電能，XeCl氣體被電能激發(fā)，發(fā)出308 nm波長的單色相干光[14]。激光造成的組織破壞可以分為3個步驟：(1)50 μm紫外線脈沖穿透組織，紫外光的快速吸收導(dǎo)致蛋白質(zhì)或核酸分子結(jié)構(gòu)中碳-碳鍵的斷裂，碳-碳鍵斷裂導(dǎo)致光化學(xué)細胞解離，隨后能量耗散。這種能量耗散導(dǎo)致細胞內(nèi)的水蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽泡，而這些蒸汽泡迅速膨脹破裂導(dǎo)致組織裂解。由于紫外線吸收表淺，行PCI時組織損傷限制在血管內(nèi)膜和中層。(2)光熱和光化學(xué)作用使斑塊消融擴大，光熱產(chǎn)生分子振動，導(dǎo)致細胞破壞進一步加重，高能脈沖對鈣化灶的治療更為有效。這個過程產(chǎn)生直徑<10 μm的微粒，這些微粒能夠在循環(huán)中清除，使PCI過程中微循環(huán)栓塞的風(fēng)險降低，同時減少無復(fù)流風(fēng)險[15]。(3)激光能量可以抑制血小板聚集，因此使用ELCA治療急性冠脈綜合征可以有效抑制慢流現(xiàn)象[16]。ELCA通過上述機制導(dǎo)致纖維斑塊解體。

3 ELCA在CAC中的應(yīng)用

ELCA為CAC患者的治療提供了更多的選擇，可提高PCI成功率[17-18]。

3.1 ELCA與CAC

早期的研究表明，ELCA對球囊擴張不良的鈣化和非鈣化病變同樣有效，成功率分別為79%和96%，CAC病變成功率明顯較低，這可能與早期ELCA導(dǎo)管的有效率相對較低有關(guān)。2008年至2016年的LAMA多中心研究對美國退伍軍人管理局的116例患者121次PCI的130處靶血管進行研究，其中62%為中-重度CAC，結(jié)果表明ELCA對包括鈣化的復(fù)雜病變的成功率高達90%，主要心血管不良事件發(fā)生率僅為 3.45%，ELCA治療復(fù)雜病變安全有效[19]。ULTRAMAN注冊研究同樣證實ELCA對包括鈣化的復(fù)雜病變的有效性和安全性[11]。LEONARDO 研究共入選來自4個中心的80例患者，包括100處冠狀動脈復(fù)雜病變，其中CAC患者45例(56.3%)，CAC病變57處，球囊擴張失敗32處，慢性閉塞11處。使用ELCA進行治療，結(jié)果顯示CAC病變PCI成功率為96.4%，無并發(fā)癥發(fā)生。該研究結(jié)果表明ELCA輔助PCI是治療復(fù)雜冠狀動脈病變的一種簡單、安全、有效的方法，尤其是對CAC患者，該研究中高度鈣化患者PCI成功率高可能與采用高能量模式有關(guān)[20]。目前，國內(nèi)臨床使用ELCA的經(jīng)驗不足, 對其在不同病變使用的有效性及安全性缺乏認識。馬玉良等[21]報道了從2017年1月至2018年10月在北京大學(xué)人民醫(yī)院行ELCA治療的患者31例，在4處嚴(yán)重鈣化病變中，有1處經(jīng)ELCA后PCI成功，3處聯(lián)合旋磨治療后手術(shù)成功。

3.2 ELCA與鈣化所致球囊擴張不充分

冠狀動脈狹窄伴鈣化使球囊不能充分擴張病變，是導(dǎo)致支架膨脹不全的重要原因。對于嚴(yán)重鈣化導(dǎo)致球囊擴張失敗時，最常用的技術(shù)是旋磨術(shù)。由于旋磨治療需通過微導(dǎo)管交換導(dǎo)絲，在遇有嚴(yán)重狹窄鈣化病變無法實現(xiàn)導(dǎo)絲交換時，可先行ELCA，為后續(xù)的旋磨治療創(chuàng)造條件。此外，ELCA對輕-中度CAC具有確定作用，此類病變通常適于吸收激光能量和隨后的消融[22-23]。嚴(yán)重鈣化的病變對激光能量的抵抗力強，這種情況下的首選治療方法為旋磨術(shù)。應(yīng)該注意的是，即使在旋磨術(shù)成功之后，球囊和支架擴張仍然可能不足，而應(yīng)用ELCA可實現(xiàn)完全支架擴張[24]。

3.3 ELCA與鈣化所致支架膨脹不全

CAC病變處球囊擴張不全可能出現(xiàn)支架放置困難，即便放置成功也可能使支架不能充分擴張，導(dǎo)致治療失敗[25]。對鈣化導(dǎo)致支架膨脹不全，現(xiàn)有的優(yōu)化治療通常無效，甚至可能有害，如果在冠狀動脈擴張不充分的情況下進行旋磨，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥[26]。此時可以使用ELCA，激光能量可傳遞至血管內(nèi)支架的表面，而不破壞支架結(jié)構(gòu)，對可能出現(xiàn)的抵抗型斑塊進行消融。ELCA 改變了支架外斑塊應(yīng)力，減少了總體阻力，提高了支架擴張的成功率[21]。ELLEMENT注冊研究從2009年7月至2011年11月收集了28例支架膨脹不全患者(其中25例存在CAC，占89%)，進行ELCA高能效治療，結(jié)果治療成功27例，治療后管腔直徑和面積較治療前明顯增加。圍手術(shù)期心肌梗死率為7.1%，慢血流率為3.6%，ST段抬高率3.6%。隨訪半年無心肌梗死，有1例患者死亡。該研究證實了ELCA治療CAC所致支架膨脹不全的有效性[27]。ELLEMENT后續(xù)研究對應(yīng)用ELCA治療的支架膨脹不全患者進行了長期觀察，結(jié)果顯示ELCA治療組的長期生存率為77.4%，未用ELCA組為70.7%；ELCA治療組和未用ELCA組的靶血管再重建率分別為21.7%和25.9%；兩組長期生存率和靶血管重建率均無統(tǒng)計學(xué)差異，心血管死亡、非心血管死亡、心肌梗死及支架內(nèi)血栓形成也均無統(tǒng)計學(xué)差異，但作者指出該結(jié)果可能與樣本量較小(n=81)有關(guān)，需進一步擴大樣本量以驗證結(jié)論[28]。

ELCA 對復(fù)雜病變的處理安全有效，能夠提高介入治療手術(shù)的成功率，但目前開展相關(guān)研究的中心不多，多為單中心、回顧性研究。對于CAC病變優(yōu)先考慮行冠狀動脈旋磨術(shù)[29]；如果旋磨效果差，可考慮行ELCA治療或預(yù)處理。相信隨著臨床經(jīng)驗的積累，ELCA技術(shù)能給冠狀動脈復(fù)雜病變患者帶來福音。