Список сокращений
ИА — интракраниальная аневризма
МРТ — магнитно-резонансная томография
САК — субарахноидальное кровоизлияние
ДИ — доверительный интервал
Se — чувствительность
Sp — специфичность
ОК — отношение контрастирования
Введение
Одной из важных проблем современной нейрохирургии является проблема определения риска разрыва выявленной неразорвавшейся бессимптомной интракраниальной аневризмы (ИА). Определение этого риска в свою очередь необходимо для решения вопроса о показаниях и сроках хирургического лечения ИА [1—3]. В настоящее время предложены различные предикторы разрыва ИА, основанные на сочетанной оценке особенностей строения аневризм и клинических данных, однако точность такого прогноза невысока, что заставляет продолжать поиск новых маркеров [3].
Некоторыми исследователями было замечено, что при проведении магнитно-резонансной томографии (МРТ) с контрастным усилением стенка аневризмы может накапливать контрастный препарат (КП), что коррелирует с наличием ранее имевшегося разрыва аневризмы, размером аневризмы и более высоким баллом по шкале PHASES (метод расчета риска разрыва внутричерепных аневризм в течение 5 лет на основе 5 параметров) [1, 4, 5]. Аналогичные данные получены в нашем предыдущем исследовании, при котором нами выделено 5 паттернов накопления КП сосудистой стенкой как разорвавшихся, так и неразорвавшихся ИА [6]. Наряду с этим, финскими учеными при помощи гистологических исследований показано, что в стенке ИА могут быть выявлены морфологические изменения, ассоциированные с разрывом аневризмы [7]. По этой причине возникает вопрос о возможной связи контрастирования стенки аневризмы и ее морфологии.
Цель исследования — определение вероятных причин контрастирования стенки аневризмы при МРТ-сканировании на основании изучения ее морфологических изменений.
Материал и методы
В исследуемую группу вошли 44 пациента с ИА (10 — с аневризматическим субарахноидальным кровоизлиянием (аСАК), 34 — без аСАК), которым выполнялась предоперационная МРТ по протоколу «Визуализация сосудистой стенки» [6]. Критерии включения в исследование: пациенты с мешотчатыми ИА; наличие предоперационной МРТ, выполненной в полном объеме и в хорошем качестве; отсутствие ранее проводимого хирургического лечения, включая эндоваскулярное; отсутствие системного заболевания, связанного с интракраниальными сосудами (болезнь мойя-мойя, васкулит и др.). Для получения количественных показателей контрастирования стенки ИА использован критерий ОК (отношение контрастирования), который определяется как соотношение интенсивности сигнала (ИС) стенки ИА и стебля гипофиза (максимальная ИС стенки/ИС стебля). Надежность метода для объективной и количественной оценки усиления контрастирования стенки аневризмы после внутривенного введения КП показана J. Roa и соавт. [8]. Диапазон показателей, полученных в ходе измерения ОК, был разделен на 3 группы: 0—0,49; 0,5—0,99; ³1,0. Аневризмы рассматривались как контраст-негативные, если стенка имела показатель ОК в диапазоне от 0 до 0,49; аневризмы с умеренным накоплением КП имели ОК от 0,5 до 0,99, с выраженным накоплением КП — >1,0 (рис. 1).
Рис. 1. Пример накопления контрастного препарата в стенке аневризмы. Пациентка С., 53 лет. Магнитно-резонансная томограмма головного мозга.
а — 3D TOF в аксиальной плоскости с применением обработки по методу MIP; б, в — Т1 CUBE до и после внутривенного введения контрастного препарата. Определяется аневризма (красный указатель) правой средней мозговой артерии с циркулярным накоплением контрастного препарата стенкой аневризмы (зеленый указатель).
У всех 44 пациентов в ходе операции клипирования ИА выполнялся забор купола аневризмы для гистологического и иммуногистохимического исследования (рис. 2), получено 44 образца.
Рис. 2. Пример резекции стенки аневризмы для последующего исследования. Пациентка С., 53 лет. Интраоперационные фотографии.
а — визуально неизмененная аневризма до клипирования. Пунктирная линия — предполагаемая граница резекции части ИА; б — после клипирования и резекции части аневризмы.
Образцы фиксировали в забуференном формалине и проводили гистологическое исследование по стандартному протоколу. Срезы (4 мкм) окрашивали гематоксилином и эозином. Во всех образцах проводили иммуногистохимическое исследование в автоматическом режиме (BOND-III Fully Automated IHC and ISH Staining System, «Leica»). Исследовали маркеры, ассоциированные с воспалением: CD3 (поверхностный маркер, специфичный для всех клеток субпопуляции T-лимфоцитов), CD68 (экпрессируется на поверхности моноцитов и макрофагов и используется в качестве маркера макрофагов); и с неоваскуляризацией: CD31 (один из основных белков межклеточных контактов эндотелиальных клеток, используется как маркер эндотелия). В качестве первичных антител применяли поликлональные антитела к CD3 (LN10, RTU), CD68 (514H12, RTU), CD31 (1A10, RTU). Количество CD+-клеток определяли при компьютерной морфометрии в 10 полях зрения суммарной площадью 1,6 мм2. Затем полученные морфометрические данные переводили в баллы от 1 до 3, где 1 балл — <5 CD+-клеток, 2 балла — от 5 до 10 CD+-клеток, 3 балла — >10 CD+-клеток (рис. 3).
Рис. 3. Пример иммуногистохимического исследования стенки аневризмы. Пациентка С., 53 лет.
Иммуногистохимическое исследование с антителами к: а — CD3, ×20; б — CD68, ×20. Позитивная реакция иммунокомпетентных клеток (красные стрелки).
Статистический анализ полученных данных проводился при помощи открытого программного обеспечения Jamovi (2.3.16). Для сравнения групп использован однофакторный дисперсионный анализ ANOVA, различия между выборками считались статистически значимыми при выбранном уровне значимости p<0,05.
Результаты
В 13 (29,5%) из 44 случаев стенка ИА не накапливала КП, в 31 случае (10 разорвавшихся ИА и 21 ИА без разрыва, 70,5%) было выявлено контрастное усиление.
При микроскопии образцов стенок аневризм, накапливающих КП, обнаружено утолщение стенки аневризм (≈200—700 мкм) с умеренной клеточной инфильтрацией воспалительными клетками (17/31, 55%), тромбообразованием в пристеночных отделах (11/31, 35%), а также неоваскуляризацией с обилием vasa vasorum в стенке аневризмы (3/31, 10%). Несмотря на утолщение стенки, доля эластических волокон и клеточность в медии были снижены и частично замещены зонами мукоидного набухания.
В группе без накопления КП толщина стенки была в интервале ≈100—350 мкм, определялись фиброзные изменения. В этой группе в нескольких случаях было выявлено наличие гладкомышечных клеток (2/13, 15%).
При иммуногистохимическом исследовании клеточного инфильтрата стенок аневризм с контрастным усилением было выявлено преобладание CD68-позитивных клеток у большинства пациентов (70%) и в меньшей степени CD3-позитивных клеток (30%).
При сопоставлении результатов гистологического исследования с МР-картиной (см. таблицу) выявлено, что наиболее интенсивное накопление КП было характерно для аневризм с наличием пристеночных тромботических масс. В нашем исследовании из 11 образцов ИА с пристеночными тромботическими массами в 8 наблюдалось интенсивное накопление КП. Из 17 образцов стенки аневризмы, в которых обнаружено воспаление (CD3, CD68), 12 имели интенсивность контрастирования в пределах от 0,5 до 1,0, и 5 — контрастирование ≥1,0. Все 3 образца стенки аневризмы с неоваскуляризацией располагались в диапазоне значений ОК от 0,5 до 1,0.
Соотношение гистологических и иммунохимических изменений в стенке аневризм и степени контрастирования стенки при магнитно-резонансной томографии
| Гистологические находки | Общее количество случаев | Низкая интенсивность накопления контрастного препарата (ОК=0—0,49; 1-я группа) | Средняя интенсивность накопления контрастного препарата (ОК=0,5—0,99; 2-я группа) | Высокая интенсивность накопления контрастного препарата (ОК ³1,0; 3-я группа) | Среднее значение интенсивности сигнала (±SD) |
| Нет инфильтрации воспалительными клетками, тромбоза или неоваскуляризации | 11 | 11 | 0 | 0 | 0,43 (±0,04) |
| Тромбоз в пристеночных отделах | 11 | 0 | 3 | 8 | 1,0 (±0,2) |
| Неоваскуляризация (CD31) | 3 | 0 | 3 | 0 | 0.7 (±0,11) |
| Воспаление (CD3, CD68) | 17 | 0 | 12 | 5 | 0.85 (±0,21) |
| Наличие гладкомышечных клеток | 2 | 2 | 0 | 0 | 0,35 (±0,02) |
Распределение данных представлено на рис. 4. Группа с наличием воспалительного инфильтрата, тромбоза и неоваскуляризации статистически значимо отличалась от группы без данных гистологических находок по пороговому значению ОК =0,55, со 100% чувствительностью и специфичностью (p<0,001). При межгрупповом сравнении значения ОК аневризмы без воспалительной инфильтрации, неоваскуляризации и пристеночного тромбоза отличались от аневризм с воспалением в стенке (p<0,001) и пристеночным тромбозом (p<0,001). Кроме того, ИА с пристеночным тромбозом имели значения ОК выше, чем ИА с неоваскуляризацией (p=0,024), и не имели значимых отличий от группы аневризм с воспалением в стенке (p=0,073).
Рис. 4. Интенсивность накопления контрастного препарата в стенках аневризм при различных гистологических и иммунохимических изменениях.
Пунктиром обозначено пороговое значение интенсивности накопления контрастного препарата в стенках без морфологических изменений и при их наличии.
Из 10 аневризм с признаками ранее имевшегося разрыва 8 имели тромбоз при гистологическом исследовании, 9 — степень КУ по МРТ ³1,0.
Обсуждение
Визуализация изменений в сосудистой стенке представляет собой сложную диагностическую задачу, а сравнение рентгенологической семиотики и данных гистологического исследования стенок сосудов — это еще более затруднительный процесс, поэтому в литературе существует малое количество подобных работ [9—11]. Однако ценность выявления взаимосвязей между рентгенологическими находками и гистологическими данными очень высока, так как это позволяет разобраться в процессах, протекающих в стенках сосудов, и отследить их динамику при помощи нейровизуализации, что может повлиять на тактику ведения пациента.
В работах последних лет накапливаются сведения о том, что появление КП в стенке ИА может отражать ряд происходящих в ней патологических процессов, среди которых рассматриваются воспаление, тромбообразование, неоваскуляризация и атеросклероз [9—11].
Воспаление считается одной из потенциальных причин дегенерации артериальной стенки, что предрасполагает к ее разрыву, поэтому накопление КП стенкой аневризмы при МРТ-сканировании может рассматриваться как предиктор разрыва [7, 9, 12].
В нашем исследовании, как и в ряде других, выявлена взаимосвязь между контрастированием стенки при МРТ и воспалительными изменениями в ней, обнаруживаемыми при гистологическом и иммуногистохимическом исследовании в виде увеличения количества CD3+ и CD68+-клеток [11, 13]. По мнению D. Sawyer и соавт., а также других авторов, миграция CD3-позитивных T-лимфоцитов в стенку аневризмы свидетельствует о наличии воспалительного процесса, приводящего к дегенеративным изменениям [14, 15], а увеличение количества CD68+-клеток является признаком миграции макрофагов и развития локального иммунного ответа в очаге повреждения [16]. Результаты работ N. Larsen и соавт. также свидетельствуют о том, что контрастирование стенки аневризмы коррелирует с воспалительными изменениями в ее структуре [11, 17]. Таким образом, подтверждается гипотеза о том, что изменения стенки аневризмы на МРТ являются инструментом для определения риска разрыва у пациентов с неразорвавшимися ИА и могут быть использованы в принятии решения о тактике ведения пациента.
Образование тромбов часто выявляется гистологически на внутренней поверхности стенки ИА, особенно в случаях с крупными аневризмами [18]. Тромбоз может развиваться как в разорвавшихся, так и в неразорвавшихся аневризмах [18]. В неразорвавшейся аневризме потеря интактного эндотелиального слоя может снизить локальную фибринолитическую функцию, при которой адгезия и активация тромбоцитов, а также воспаление и лейкоцитарная активация подавляются [19]. Наличие пристеночного тромбоза сегодня рассматривается в качестве биомаркера нестабильности и разрыва аневризмы [20]. Содержащиеся в тромбе компоненты крови, такие как нейтрофилы, могут высвобождать не только цитокины и протеазы, приводящие к гибели клеток эндотелия и хроническому протеолизу стенки аневризмы, но также и пероксидазы, что приводит к усилению воспаления и развитию окислительного стресса в зоне аневризматического выпячивания [21—23]. По мнению некоторых исследователей, из-за выраженного воспаления и застойного кровотока в крупных аневризмах КП с большей вероятностью проникают в неорганизованный тромб и прилежащие внутренние слои стенки аневризмы [11]. T. Sato и соавт. связывали накопление КП с тромбообразованием в пристеночных отделах аневризмы [20].
Как показало наше исследование, в некоторых аневризмах (3/31) отмечается увеличение CD31, что может быть признаком неоваскуляризации. В норме vasa vasorum отсутствуют в стенках интракраниальных артерий при рождении, но развиваются в более зрелом возрасте и особенно при патологических состояниях сосудов [24]. Считается, что по vasa vasorum в стенку аневризмы могут попадать провоспалительные элементы. Кроме того, неоваскуляризация характеризуется развитием незрелых и потому хрупких, склонных к разрыву микрососудов, что сопряжено с высоким риском микрокровоизлияний и повышением вероятности попадания компонентов крови внутрь стенки ИА. Индуцированное на этом фоне воспаление еще больше увеличивает накопление КП в проекции стенки аневризмы [11].
Заключение
В аневризмах, стенка которых накапливала контрастный препарат, были обнаружены увеличение CD3+, CD68+, CD31+-клеток и пристеночные тромботические массы. Выявленные патоморфологические и иммуногистохимические изменения коррелируют со степенью интенсивности накопления контрастного препарата при МР-исследовании, что позволяет рассматривать признак контрастного усиления (особенно выраженного) как новый дополнительный маркер разорвавшейся аневризмы и прогностический маркер разрыва неразорвавшейся ИА.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Семин К.С., Демяшкин Г.А., Захарова Н.Е., Элиава Ш.Ш., Баталов А.И., Пронин И.Н.
Сбор и обработка материала — Семин К.С., Коновалов Ан.Н., Калаева Д.Б.
Статистический анализ данных — Семин К.С., Калаева Д.Б.
Написание текста — Семин К.С., Демяшкин Г.А., Коновалов Ан.Н.
Редактирование — Семин К.С., Демяшкин Г.А., Захарова Н.Е., Хейреддин А.С., Калаева Д.Б., Баталов А.И., Пронин И.Н.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Комментарий
Работа посвящена интересному направлению — поиску магнитно-резонансно томографических (МРТ) предикторов разрыва интракраниальных аневризм (ИА). Авторы попытались провести корреляцию морфологических изменений в куполе аневризмы с данными, полученными при МРТ-исследовании стенки ИА. Подобные исследования, проводившиеся за рубежом, показали, что накопление контраста в стенке ИА отражает воспалительные изменения в ней, и потому МРТ сосудистой стенки может дать дополнительные сведения о степени ее стабильности.
При изучении фрагментов стенок ИА, полученных в ходе хирургического вмешательства, авторы использовали рутинное гистологическое и иммуногистохимическое исследования к маркерам воспаления, макрофагальной реакции и эндотелиальной активности. Полученные данные свидетельствуют о том, что как при гистологическом, так и при иммуногистохимическом исследовании существуют определенные различия в стенках ИА, которые соотносятся со степенью накопления в них контрастного препарата при МРТ.
Однако результаты исследования, представленные в виде одной сводной таблицы, не дают четкого представления о корреляции морфологической картины и данных МРТ и требуют уточнения. Для этого, прежде всего, необходимо разделение аневризм на группы разорвавшихся и неразорвавшихся и, соответственно, раздельное представление в этих группах гистологических и иммуногистохимических данных с последующим поиском взаимосвязи между ними. Интересно было бы включить в иммуногистохимическое исследование маркеры, более точно отражающие процессы, происходящие в стенках аневризм, — металлопротеиназы; фактор роста эндотелия.
Л.В. Шишкина, О.Б. Белоусова (Москва)