Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Белов Ю.В.

РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН

Синявин Г.В.

кафедра сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии Первого Московского медицинского университета им. И.М. Сеченова, Москва, Россия

Бредихина А.И.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова», лечебный факультет, Москва, Россия

Гусева Е.В.

Департамент развития медицинской помощи детям и службы родовспоможения Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Москва

Баринов Е.В.

ФГАОУ ВО «ПМГМУ им. И.М. Сеченова», Москва, Россия

Лукьянова Е.А.

ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова», педиатрический факультет, 5 курс, Москва, Россия

Лузан П.Ю.

ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова», педиатрический факультет, 5 курс, Москва, Россия

Определение неоангиогенеза атеросклеротической бляшки внутренней сонной артерии с помощью контрастно усиленного ультразвукового исследования и патогистологического изучения

Авторы:

Белов Ю.В., Синявин Г.В., Бредихина А.И., Гусева Е.В., Баринов Е.В., Лукьянова Е.А., Лузан П.Ю.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2018;(8): 90‑95

Просмотров: 1163

Загрузок: 15

Как цитировать:

Белов Ю.В., Синявин Г.В., Бредихина А.И., Гусева Е.В., Баринов Е.В., Лукьянова Е.А., Лузан П.Ю. Определение неоангиогенеза атеросклеротической бляшки внутренней сонной артерии с помощью контрастно усиленного ультразвукового исследования и патогистологического изучения. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2018;(8):90‑95.
Belov IuV, Sinyavin GV, Bredikhina AI, Guseva EV, Barinov EV, Lukyanova EA, Luzan PYu. Imaging of neoangiogenesis of internal carotid artery’s atherosclerotic plaque by contrast-enhanced sonography and histological examination. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2018;(8):90‑95. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/hirurgia2018890

?>

Для оценки атеросклероза сонных артерий требуется применение широкого спектра диагностических и патогистологических методик, так как грозным осложнением этого заболевания является инсульт, стоящий на 3-м месте по частоте смертности после ишемической болезни сердца (ИБС) и рака [1].

Ранее атеросклероз считали заболеванием, сопровождающимся исключительно накоплением липидов, в настоящее время, благодаря существенным успехам фундаментальной и экспериментальной науки, атеросклеротический процесс ассоциируется также с неоваскуляризацией и продолжительным воспалительным ответом на всех этапах атерогенеза ― от начальных проявлений до тромботических осложнений.

В конце 90-х годов ХХ века в ходе 2 многоцентровых исследований NASCET, ECST выявлены множество предикторов, повышающих риск возникновения инсульта. Как оказалось, риск инсульта у пациентов определяется индивидуально и зависит от строения атеросклеротической бляшки. Примерно 25―50% всех случаев инсульта вызваны нестабильной атеросклеротической бляшкой, расположенной в сонных артериях [2, 3]. Причиной нестабильности являетcя неоваскуляризация, которая приводит к росту бляшки, а также сопровождается кровоизлиянием в бляшку и ее повреждением.

Основным методом диагностики поражения сонных артерий является ультразвуковое исследование (УЗИ) с допплерографией. Но данная методика имеет определенные ограничения, не позволяющие проводить полноценную описательную характеристику неоваскулогенеза в атеросклеротической бляшке, именно поэтому наиболее перспективной диагностической методикой является технология CEUS ― контрастно-усиленное УЗИ. Данная технология позволяет посредством введения контрастного препарата оценить степень неоваскуляризации в атеросклеротической бляшке и предсказать возможные риски.

Нестабильность бляшки

Различные процессы, такие как воспаление, накопление липидов, протеолиз, тромбообразование и неоангиогенез, являются основными причинами нестабильности атеросклеротической бляшки [4].

С патофизиологической точки зрения переход бляшки из стабильной в нестабильную является сложным механизмом, состоящим из комплексного взаимодействия молекулярного и клеточного механизма [5]. В различных клинических и лабораторных исследованиях было обнаружено, что маркеры воспаления и vasa vasorum способствуют развитию ангиогенеза, стимулируемого гипоксией и сосудистым фактором роста, определенным в качестве ключевого фактора, вызывающего нестабильность бляшки [6]. Нестабильные бляшки, которые склонны к разрыву, если говорить об их структуре, имеют липидное ядро, представленное некротическими массами, и покрывающую его тонкую фиброзную покрышку. Количество гладкой мускулатуры уменьшается вследствие индукции ее апоптоза в основном из-за воспалительных макрофагов и лимфоцитов. Таким образом снижается количество внеклеточного матрикса, секретируемого гладкой мускулатурой, и в итоге происходит разрыв покрышки. Апоптоз макрофагов также способствует дальнейшему истончению фиброзной покрышки и разрастанию некротической массы внутри бляшки [5]. Эффективная очистка от апоптотических телец, производящаяся фагоцитами, ослаблена из-за их накопления и снижения противовоспалительного воздействия фагоцитов. В растущей бляшке снижение диффузии кислорода приводит к гипоксии, и, как следствие, происходит образование сосудистого фактора роста. Формируются новые незрелые сосуды внутри бляшки. Отсутствие в этих сосудах перицитов может приводить к диапедезным кровотечениям [5].

Ультразвуковое определение неоваскулогенеза внутри бляшки является серьезным предиктором нестабильности бляшки. Молекулярная визуализация с помощью ультразвука была использована для определения эндотелиальных лигандов, ассоциированных с ангиогенезом [7]. В последнее время поздняя фаза усиленного контрастирования была определена как новый маркер нестабильности бляшки. Феномен поздней фазы усиленного контрастирования основывается на фагоцитировании микропузырьков моноцитами и последующей адгезии микропузырексодержащих моноцитов к воспаленному эндотелию. Также сами микропузырьки способны прикрепляться к поверхности поврежденного эндотелия [7].

Множественные исследования образцов, полученных после каротидной эндартерэктомии, подтверждают связь между наличием новообразованных сосудов и кровоизлиянием в бляшку [5]. Наиболее нестабильные бляшки имеют самую высокую степень неоваскуляризации [8―10]. По сравнению с пациентами, имеющими стабильные бляшки, пациенты, у которых диагностированы нестабильные бляшки в коронарных артериях, имеют двукратное возрастание в них плотности vasa vasorum [11].

Неоваскулогенез и воспаление в атеросклеротической бляшке

Известно, что vasa vasorum являются специализированными микрососудами адвентиции, которые не только играют важную роль в нормальной жизнедеятельности сосудистой стенки, но также имеют ключевое значение в росте атеросклеротической бляшки и развитии ее нестабильности [12]. Ишемия и воспаление сосудистой стенки при развитии атеросклероза приводят к разрастанию vasa vasorum за счет образования проангиогенных факторов роста, таких как эндотелиальный фактор роста и факторы, индуцируемые гипоксией (HIF-1α, HIF-1β, HIF-2α, HIF-2β, HIF-3α, HIF-3β) [13]. Эти же факторы стимулируют развитие неоваскулогенеза внутри бляшки на поздних стадиях атеросклероза [14].

Идея, что vasa vasorum вовлекаются в патофизиологию атеросклероза, впервые описана в работе W. Köester (1876), затем у М. Winternitz и соавт. (1938) и была подтверждена А. Barger и соавт. (1984), которые четко продемонстрировали на гистологических образцах коронарных артерий, что атеросклеротические бляшки содержат большое количество сосудов, распространяющихся на адвентицию, всю толщину медии и интиму [15―17].

Таким образам, участок сосудистой стенки, подверженный атеросклеротическому поражению, богато васкуляризирован за счет разрастания vasa vasorum [18]. Неоангиогенез может привести к кровоизлиянию в бляшку, ее изъязвлению и разрыву, потому что новообразованные сосуды являются незрелыми и хрупкими, особенно в возвышении бляшки, так как имеют тонкую стенку, в которой отсутствуют перициты [19—21].

Также неоваскуляризация может потенцировать развитие воспалительного процесса. В связи с этим существует теория «outside in», которая говорит о том, что воспалительный процесс в сосудистой стенке начинается с адвентиции и распространяется затем на медию и после на интиму, а не наоборот ― из просвета сосуда к адвентиции. Данная теория подтверждается обнаружением большого числа молекул адгезии лейкоцитов в эндотелии vasa vasorum, а не в эндотелии артерии [6].

Эндотелиальные клетки в новообразованных сосудах атеросклеротической бляшки экспрессируют на своей поверхности избирательные адгезивные молекулы, которые связываются с различными классами лейкоцитов. Так, молекула адгезии сосудистых клеток-1 (VCAM-1) связывает различные типы лейкоцитов, в частности, моноциты и Т-лимфоциты [5, 22].

Отсутствие ламинарного кровотока и изменение напряжения сдвига в участке артерии, пораженной атеросклерозом, способны уменьшить местное производство эндотелием NO, являющегося эндогенным вазодилататором и обладающего противовоспалительными свойствами, связанными с его способностью ограничивать экспрессию VCAM-1 [23].

После адгезии к эндотелию лейкоциты проникают в интиму [22]. В недавних исследованиях были выявлены молекулы хемоаттрактанты, ответственные за миграцию лейкоцитов. Например, моноцитарный хемоаттрактантный белок-1 ответственен за прямую миграцию моноцитов в интиму в местах образования поражения [24, 25]. Семейство хемоаттрактантов Т-клеток также может вызвать миграцию лимфоцитов в интиму [26]. Происходит активация Т-клеток, вырабатывающих воспалительные цитокины, такие как гамма-интерферон и лимфотоксин-α (фактор некроза опухоли-β), которые, в свою очередь, могут стимулировать макрофаги, а также сосудистые эндотелиальные клетки [27]. Активированный макрофаг может продуцировать протеолитические ферменты, способные разрушать коллаген, придающий прочность покрышке бляшки, истончая ее и делая эту покрышку восприимчивой к разрыву. Гамма-интерферон, образующийся в бляшке активированными Т-лимфоцитами, может тормозить синтез коллагена с помощью гладкомышечных клеток (ГМК), что тоже способно дестабилизировать бляшку [28].

В своем исследовании Chang и соавт. продемонстрировали однозначную связь между повышенным уровнем С-реактивного белка, обнаруженным в ходе серологических исследований, и степенью неоваскулогенеза в атеросклеротической бляшке, идентифицированного с помощью технологии CEUS. Подобная корреляция между маркерами воспаления и эхогенностью контрастированной бляшки может говорить о наличии связи между неоангиогенезом внутри бляшки и воспалительным процессом. Эти результаты подтверждаются другими исследованиями, свидетельствующими о наличии связи между ангиогенезом внутри бляшки, обнаруженным с помощью CEUS, и четко визуализированным воспалительным процессом в бляшке in vivo. О. Hjelmgren и соавт. выяснили, что количество новообразованных сосудов напрямую зависит от активности метаболизма в бляшке, измеренного с помощью позитронно-эмиссионной томографии после введения 18-флюордиоксиглюкозы [29]. Также М. Truijman и соавт. обнаружили у 49 пациентов с симптоматической формой стеноза сонной артерии положительную корреляцию между уровнем поглощенной 18-флюордиоксиглюкозы и васкулогенезом в бляшке, оценивавшимся с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с контрастированием [30]. Как известно, уровень поглощения 18-флюордиоксиглюкозы связан с наличием маркеров воспаления, обнаруженных в ходе гистологического исследования. Эти результаты поддерживают концепцию сосуществования процесса ангиогенеза и воспаления в атеросклеротической бляшке [31].

Таким образом, неоваскулогенез, стимулируемый гипоксией и сосудистым фактором роста, и воспалительный процесс потенцируют друг друга, что приводит к последующему развитию нестабильности бляшки [32]. Это может вызвать симптоматические стенозы, церебральную ишемию и прочие сосудистые проявления.

Оценка неоваскуляризации атеросклеротической бляшки при контрастно-усиленном УЗИ (CEUS) и патогистологическом исследовании

Для стратификации риска сосудистых осложнений у пациентов с высоким риском стеноза сонных артерий крайне необходимы методики для визуализации бляшки и оценки ее стабильности. Именно поэтому CEUS имеет такое большое значение как неинвазивный метод, позволяющий четко визуализировать бляшку и оценить ее структурные параметры. Точность данного метода в визуализации новообразованных микрососудов была подтверждена при гистологических исследованиях образцов, полученных после коронарных эндартерэктомий [7].

CEUS базируется на специальном контрасте, состоящем из микропузырьков, который был использован еще в 1968 г. R. Gramiak и P. Shah в эхокардиографии [33]. Из-за своего размера микропузырьки не могут проникнуть за пределы сосудистого русла, что вынуждает их циркулировать только в его рамках. Эхогенность микропузырьков обусловлена высоким значением акустического импеданса по сравнению с жидкостью, в которой они распространяются, и их способностью поглощать и отражать ультразвуковой сигнал.

Отраженное звуковое поле, таким образом, содержит различные гармоники частоты возбуждения, что делает сигнал от микропузырьков отличительным от окружающих его тканей [34].

Главными преимуществами методики CEUS над стандартным УЗИ являются высокое разрешение изображения, хорошее качество визуализации сосудистой стенки, морфологии бляшки и также поверхности бляшки, а именно изъязвлений и микроизъязвлений [7].

Безопасность доступных на данный момент микропузырьков была подтверждена, поэтому побочные эффекты встречаются крайне редко. Однако есть некоторые противопоказания, о которых стоит упомянуть: аллергические реакции на контрастное вещество, нестабильная стенокардия, инфаркт миокарда, острая сердечная недостаточность и эндокардит [35].

Контрастный препарат для УЗИ остается в полости сосуда и поэтому может быть обнаружен за счет своей отражательной резонации [36]. В контрастно-усиленных изображениях все бляшки выглядят темными и гипоэхогенными (из-за подавления сигнала от ткани), а адвентиция ― как светлая эхогенная линия. Движущиеся светлые пятна внутри бляшки или на стороне адвентиции считаются изображением сигнала от пузырьков контрастного препарата, исходящего из неоваскуляризованной бляшки. И наоборот, фиксированные эхогенные пятна считаются акустическим отражением от твердой ткани [5].

Неоваскуляризация бляшки подразделяется на следующие категории: стадия 0 ― отсутствие контраста внутри бляшки, стадия 1 ― пузырьки ограничены адвентициальной поверхностью бляшки, стадия 2 ― пузырьки находятся в ядре бляшки, или контрастный препарат проходит через бляшку. Классификация отражает тот факт, что неоваскуляризация бляшки происходит преимущественно из сети vasa vasorum адвентиции, следовательно, прогрессивный рост идет от поверхностных слоев по направлению к ядру бляшки [11].

В то же время другие авторы предлагают следующую классификацию неоваскуляризации в зависимости от ее продолжительности: 0 ― отсутствует, 1 ― относительно небольшая (минимально ограниченная видимость неоваскуляризации с пузырьками контрастного вещества в пределах бляшки), 2 ― умеренное проявление контрастного вещества, 3 ― значительное присутствие пульсирующего сосуда внутри бляшки [37].

Оценка картины CEUS проводилась следующим образом: только движущиеся яркие пятна внутри бляшек рассматривались как знак местной неоваскуляризации, а фиксированные яркие эхосигналы воспринимались как сильная отражающая ткань [11].

Взаимосвязь результатов гистологического исследования и контрастно-усиленного УЗИ (CEUS)

Большое число CEUS проведено для установления связи нестабильности атеросклеротической бляшки с повышенной плотностью микрососудов в образцах, полученных в результате каротидных эндартерэктомий ― КЭЭ [5, 38].

В исследовании, проведенном K. Saito и соавт. [21], использовали контрастно-усиленное УЗИ с перфлюбутаном для обследования 50 пациентов, которым была проведена КЭЭ. Фиксированные образцы, полученные в ходе КЭЭ, были окрашены гематоксилином, эозином и трихромом по Масону. Были проанализированы гистологические характеристики нестабильных бляшек, в том числе кровоизлияние в бляшку, тромбоз, наличие воспалительных клеток, толщина фиброзной покрышки. Морфологию бляшек оценивали в соответствии с классификацией атеросклеротических бляшек Американской ассоциации сердца. В процессе CEUS была измерена степень интенсивности сигнала, полученного от контрастного вещества, и в последующем проводили сравнение с данными, выявленными в ходе гистопатологического исследования. В результате было установлено, что интенсивность контрастирования атеросклеротических бляшек ассоциирована с числом новообразованных сосудов. Степень интенсивности окрашивания оказалась выше в бляшках с повреждениями, чем без них, и в симптоматических бляшках, нежели в бессимптомных. Высокий контрастный эффект именно в возвышении атеросклеротической бляшки может надежно предсказать риск кровоизлияния в бляшку и последующий ее разрыв. Гистопатология выявила обратную корреляцию между количеством новообразованных сосудов и временем от клинических проявлений ишемии до КЭЭ, указывающую на то, что значительный ангиогенез предшествует возникновению нестабильности атеросклеротической бляшки.

S. Feinstein и A. Hoogi и соавт. сопоставили результаты CEUS и данные гистологического исследования. Результаты этих исследований показали, что окрашивание бляшки контрастом изнутри связано именно с развитием процесса неоваскуляризации [39, 40]. Исследования D. Staub и соавт. и G. Faggiolli и соавт. показали целесообразность применения CEUS для визуализации процессов неоваскуляризации внутри бляшки с целью обеспечения более точных данных для будущей стратификации риска разрыва атеросклеротической бляшки сонной артерии [41, 42].

Таким образом, УЗИ с контрастированием предложено в качестве метода предоперационной оценки уязвимости бляшек. Использование методики CEUS позволяет проводить стратификацию риска возникновения уязвимости атеросклеротической бляшки, что может повысить эффективность предпринимаемого лечения и избежать возможных осложнений, связанных с неэффективной диагностической тактикой.

Результаты и обсуждение

Vasa vasorum обеспечивают питание сосудистой стенки, в норме присутствуют в адвентиции большинства артерий мышечного типа и распространяются на наружные слои медии больших сосудов. Но также они играют большую роль как на ранних, так и на поздних стадиях развития атеросклероза. При этом новообразованные сосуды атеросклеротических бляшек берут начало преимущественно из адвентиции, гораздо реже из просвета основного сосуда, что говорит о патологической неоваскуляризации [43].

V. Rajaram и соавт. впервые описали наличие контрастного усиления в бляшках сонных артерий как неожиданно открытое во время исследования, направленного на измерение соотношения толщины комплекса интима―медиа, и объяснили этот феномен неоваскуляризацией бляшки [44]. E. Vicenzini и соавт. представили визуализацию микропузырьков контрастного препарата внутри бляшек сонных артерий как маркер неоваскуляризации [45]. F. Shah и соавт. сообщили о хорошей корреляции между контрастно-усиленным УЗИ неоваскуляризации внутри бляшек и гистологической оценкой образцов, полученных в ходе КЭЭ [37].

Исследования, проведенные S. Coli и соавт., подтверждают, что контрастно-усиленное УЗИ сонных артерий является многообещающим методом для прямой визуализации внутриатероматозных vasa vasorum в сонных артериях. Установлена взаимосвязь между числом vasa vasorum, определенным при гистологическом исследовании, и степенью контрастного усиления при УЗИ. У значительной группы пациентов (включая тех, что не имели показаний к хирургическому лечению) было замечено, что неоваскуляризация, оцененная контрастно-усиленным УЗИ, сильнее в более анэхогенных поражениях, но не связана со степенью стеноза. Анэхогенность бляшки ― общепринятый маркер высокого риска осложнений, следовательно, большая степень неоваскуляризации ― достоверный признак нестабильности атеросклеротической бляшки [5]. Эндотелиальные клетки в новообразованных сосудах бляшки выделяют больше адгезивных молекул, чем эндотелиальные клетки в просвете основного сосуда, которые способствуют выходу из пула лейкоцитов [46]. Кроме того, новообразованные микрососуды незрелые и хрупкие, следовательно, склонны к разрыву и геморрагиям, что способствует нестабильности бляшки и представляет существенный источник свободного холестерина из мембран эритроцитов с последующими макрофагальной инфильтрацией и увеличением некротического ядра [47].

Неоваскуляризация бляшки также может стать важным показателем для оценки эффективности антиатеросклеротической терапии. Экспериментальные исследования показали возможность уменьшения неоваскуляризации бляшки, что является маркером стабилизации атеросклеротической бляшки, несмотря на постоянно увеличивающуюся толщину артериальной стенки [48].

Таким образом, контрастно-усиленное УЗИ предоставляет новые возможности в оценке атеросклеротических бляшек сонных артерий. Данный метод позволяет точнее оценить морфологию бляшек и определить наличие новообразованных сосудов. Это подтверждается наличием взаимосвязи между результатами контрастно-усиленного УЗИ атеросклеротических бляшек сонных артерий и гистологической плотностью новообразованных сосудов в бляшках. Использование контрастно-усиленного УЗИ может помочь в стратификации риска у пациентов с бессимптомным стенозом.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

e-mail: siniavinegennady@mail.ru

e-mail: siniavinegennady@mail.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail