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药物洗脱支架的问题及对策

来源:www.ccheart.com.cn
摘要:哈尔滨医科大学附属第一医院李为民经皮冠状动脉介入术(percutaneouscoronaryintervention,PCI)开展25年来,通过冠状动脉血流重建,挽救了无数生命,但是术后冠状动脉再狭窄(RS)一直是困扰临床的一大难题。研究发现:单纯球囊扩张的术后RS率高达30%~50%,其中70%可能与血管弹性回缩有关,30%为内膜过度增殖及血......

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哈尔滨医科大学附属第一医院 李为民

经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)开展25年来,通过冠状动脉血流重建,挽救了无数生命,但是术后冠状动脉再狭窄(RS)一直是困扰临床的一大难题。研究发现:单纯球囊扩张的术后RS 率高达30%~50%,其中70%可能与血管弹性回缩有关,30%为内膜过度增殖及血管再塑型(remodeling)。为解决经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA) 术后RS,人们尝试过冠状动脉内支架术(STENT) 、定向冠状动脉内膜切除术(DCA) 、高速冠状动脉内膜旋磨术及激光冠状动脉成形术等技术,在评价手术即刻和远期效果后,冠状动脉内支架术脱颖而出。由于冠状动脉内安放支架具有成功率高,疗效明显,适应性强等优点,10多年来这一技术得到了迅速的发展。因其能降低术后即刻残余狭窄并有效限制血管弹性回缩和动脉再塑型,使得术后RS率下降至< 20%,疗效有了质的跨越,将PCI 带出进退维谷的境地。但由于支架本身作为一种异物,有致血栓形成和异物反应的可能,术后亚急性血栓形成和再狭窄仍是两大主要并发症。多中心大规模研究结果显示,再狭窄率仍达22%~32%。再狭窄的原因部分为机械因素所致,如血管夹层和弹性回缩,而生物因素如冠状动脉内血栓形成和平滑肌细胞(VSMC) 过度增生、迁移至内膜则更为重要。支架术后依然存在的内膜增殖所致RS及其处理又成为继续困扰人们的新难题。

新千年伊始,药物涂层支架(drug-eluting stent ,DES) 以其蓬勃的生命力成为对抗RS 战役中的生力军。DES 利用支架的包被物质作为载体,携带一定浓度的具有防止内膜增生作用的药物,并使其缓慢、稳定的释放,可达到预防再狭窄的目的,同时取得最佳的局部治疗效果又不引起全身的药物毒性反应。近年来,有关细胞周期特异性抑制剂对支架术后RS的研究显示了良好的前景,其中最受关注并已被证实有效的是雷帕霉素(Sirolimns ,Rapamycin) 和泰素(Paclitaxel ,Taxal)。1999年美国FDA批准将Sirolimus作为肾移植的免疫抑制剂用于临床,雷帕霉素( rapamycin ,商品名sirolimus)是Wyeth-Ayerst 发现的一种天然的具免疫抑制特性的大环内酯类抗生素,它可与细胞内受体蛋白FKBP-12 (FK bindimg protein-12)结合,抑制mTOR ,升高P27 水平,从而抑制cyclin/ CDK 复合物,最终诱导细胞周期中止在G1晚期。在血管损伤模型中,雷帕霉素能抑制鼠和人类平滑肌细胞的迁移和增殖,促进血管损伤或支架植入部位再内皮化。强生-Cordis 公司将Sirolimus 包被于Bx VelocityTM 支架上—CypherTM支架。根据不同的释放方式Sirolimus 涂层支架又分为:快速释放型和缓慢释放型。第一个在人体进行的CypherTM支架临床试验为FIM研究,结果证实了CypherTM支架的临床应用的安全性和抑制支架术后内膜过度增殖的有效性,第一次显示了支架术后RS率为0%;RAVEL 试验是在欧洲组织的随机双盲试验,对比研究CypherTM支架和裸支架的治疗效果,再次显示雷帕霉素涂层支架(CypherTM) 术后0%的RS率,向人们投来了“RS 零时代”的第一缕曙光。泰素(taxol,taxane,paclitaxel) 也称紫杉醇,是一种抗微管作用物,在动物模型中证实,剂量控制的紫杉醇能高效地抑制血管平滑肌迁移和增殖,主要抑制细胞周期的G0/G1期和G2/M期。紫杉醇干扰细胞活化、分泌、信号转导、迁移和细胞分裂,高剂量的紫杉醇会导致炎症细胞丢失、动脉中层变薄,从而增加了支架血栓的危险;但适当地调控剂量可促进血管的再内皮化和正性重塑。大量结果已显示,泰素涂层支架同样能有效降低支架内RS 的发生率。TAXUS 是将Paclitaxel 包被于Boston 公司的NIR 或express 支架上的DES,药物释放方式分为缓慢释放(SR)或中速释放(MR) 2种。

然而,药物洗脱支架并不是十全十美的,它仍然存在一定的问题,具体有以下几方面:

一、再狭窄问题:研究表明,DES虽然明显降低支架内再狭窄率(ISR),但仍未完全消除再狭窄。Cypher支架研究中,SIRIUS研究显示,8个月ISR为3.2%(对照组36.3%),E-SIRIUS研究显示,8个月ISR为3.9 %(对照组41.7 %);TAXUS支架研究中,TaxusⅡ研究显示,中等释放组的Taxus 支架6个月ISR为4.7 % (对照组为20.2 %),TaxusⅡ研究显示,缓慢释放组的Taxus 支架6个月ISR为2. 3 %(对照组为17. 9 %),TaxusⅣ研究显示,Taxus支架9 个月ISR为5.5 % (对照组为24.4 %)。DES发生ISR的可能原因包括支架释放过程中球囊引起的损伤,支架未充分覆盖病变,支架药物洗脱过快等。

二、价格问题:DES的价格明显高于裸支架,特别是Cypher高出裸支架价格一倍,如果患者为多支血管病变,需要置入几个支架时,DES的使用则明显受限。

三、药效期问题:在目前临床使用的DES中,经美国FDA批准的Cypher支架药效期仅4个月,TAXUS药效期仅6个月,加之运输耽搁,到达医院时仅有几个月的有效期,明显影响医院备货和临床使用。

四、术后用药问题:目前应用的DES对内皮修复有一定的抑制作用,故常需要加强抗血小板治疗以防止血栓形成。对于置入Cypher支架的患者阿司匹林与氯吡格雷连用至少3个月,而对于置入TAXUS支架的患者上述药物连用至少6个月,这就需要患者有良好的依从性,同时昂贵的药物价格也使一些患者望而却步。另外,如果患者同时伴有出血性疾患或对上述药物有过敏反应时,DES应用必然受到限制。

五、血栓形成问题:DES置入后由于抑制了炎症反应和细胞增殖,血管内皮化延迟,完全地血管内皮化修复至少需要2年时间,这样金属就可能较长时间地暴露于血流,易于引发急性或亚急性血栓。荟萃分析SIRIUS,E-SIRIUS,C-SIRIUS, RAVEL,TAXUS-Ⅱ、Ⅳ研究,总的血栓发生率(急性、亚急性和慢性)为0.6%左右,与普通支架组无差异。2005ACC学会公布的REALITY实验8个月结果中TAXUS为1.8%,Cypher为0.4%。

六、支架贴壁不全:RAVEL,SIRIUS,TAXUS-Ⅱ研究均发现存在不同比例的支架贴壁不全(incomplete apposition),可能与DES过度抑制新生内膜有关。目前尚未发现支架贴壁不全会引起任何不良反应和临床后果,长期应用后能否导致血栓、动脉瘤、支架移位等并发症还需进一步观察。

七、过敏反应:2003 年10 月,美国FDA 发出关于DES不良反应的警告,内容主要涉及支架植入术后亚急性(1个月内) 血栓和过敏反应(疼痛、皮疹、呼吸不正常、发热及血压异常等) 。虽然血栓发生率不足0.11 %(290例Vs 30万例) ,较之普通支架并无明显增高;与支架使用相关的死亡病例数仅为60 余例(30万例中) ;过敏反应病例也仅为50 余例。但此警告足以说明美国FDA 管理的严肃性,并提醒人们继续关注DES应用的安全性。

八、问题的另一面:对于血管直径>3.5mm,置入4.0mm的裸支架,非血管近端,非弯曲部位的病变和不累及分支血管的病变,金属裸支架仍有良好的临床疗效,其ISR<20%。

同样,药物洗脱支架之间也存在着差异,近年来关于药物洗脱支架间的比较研究有以下几个:Cypher 支架与Taxus 支架的安全性及有效性比较研究。研究纳入欧洲、拉丁美洲、亚洲90 个心脏中心1353名患者(计1911个病变部位),自身冠脉均不超过2 个新生病变,直径≥2. 25 mm 且≤3. 0 mm,结论:1、8个月血管造影组间病变内两端再狭窄率无明显差别;2、血管造影参数均倾向Cypher 支架有更强的抑制内膜增生作用;3、组间病变内再狭窄率无明显区别;4、Taxus 支架治疗组30天内支架内血栓发生率较高。Cypher 支架与Taxus 支架对冠脉血运重建的随机对照研究(SIRTAX 研究)设计通过随机对照试验来比较Cypher 支架与Taxus 支架对冠脉血运重建的安全性及有效性,其结论认为Cypher 支架相对于Taxus 支架:1、主要的严重心脏事件减少;2、靶病灶的血运重建率降低;3、支架内和支架两端晚期管腔丢失减少;4、更低的血管造影再狭窄。众所周知,糖尿病患者心血管疾病发生率增加,而且较之非糖尿病患者,糖尿病人群接受PCI 手术后再狭窄与血栓发生率亦更高。Cypher 支架和Taxus 支架在预防冠心病合并糖尿病患者再狭窄的比较研究中显示均可降低再狭窄发生率。但是目前仍无这两种支架在合并糖尿病的高危患者中的有效性的比较研究。ISAR-DIABETES 研究是一个随机非劣性试验,其目的在于了解Taxus 支架在糖尿病患者再狭窄的预防方面是否与Cypher 支架同样有效,结论为:1、结合既往使用裸金属支架经验,糖尿病患者应用药物洗脱支架可显著降低再狭窄发生;2、本研究不支持Taxus 支架与Cypher 支架的非劣性。反之,它表明Cypher 支架在预防糖尿病这一高危人群的再狭窄方面更为有效。REALITY实验研究,其研究结果一级终点无统计学差异,二者减少再狭窄率同样有效,Cypher 支架抑制新生内膜增生作用更强,TAXUS支架急性和亚急性血栓发生率明显增高。以上4个研究总体印象是Cypher 支架在影像学上所表现出的优越性明显,如定量冠脉血管造影(QCA) 参数,支架内及节段内后期管腔丢失,特别是针对糖尿病患者;两种DES 对冠心病主要临床事件(包括死亡、心肌梗死) 及血运重建率的差别不显著。

然而,DES 最长的临床观察期至今仅仅3年左右,更长的时间是否仍然有效,复杂病变、RS 病变和复杂的临床情况是否都有效等问题,有待更深入的研究和探讨。DES改善了冠状动脉介入治疗的预后,但同时也带来了许多新问题。比如迟发性血栓和延迟性再狭窄对于DES的长期疗效有无影响?DES术后ISR如何处理?安装DES及金属裸支架术后ISR病变与原发易损斑块触发冠状动脉的机制和几率有何异同?以上问题都需要作进一步的研究。

针对DES所存在的问题,人们一直在积极研究对策,首先是对支架材料进行改进,西罗莫司类似物(甲基雷帕霉素、everolimus、biolimus)、他汀、曲匹他汀、甲氨喋呤、松胞菌素D等洗脱药物的研究正在进行中。为改善支架的血液相容性及组织相容性,提高PTCA 的疗效,1988 年Stack 等率先研制了生物可降解支架(biodegradable stents ,BDS)。用于制作BDS的材料有许多,如聚羟基乙酸( PGLA) 、聚乳酸(PLA) 、多聚乳酸(PLLA) 等。为了减少急性血栓形成和再狭窄的发生,此类支架可负载抗血栓形成或抗增殖药物,与生物降解性物质一起在局部释放。迄今为止,生物可降解支架尚在研究中。生物可降解雷帕霉素涂层支架是我国自主研究的一个重要成果,如山东吉威公司生产的EXCEL支架,该支架已经进入临床使用阶段。英国的研究人员2004年报道了首例以镁合金为基础的生物可降解支架,它能慢慢分解释放到血管壁以及血流中,成为体内正常的、有抗栓塞、抗心律失常以及抗增生作用的元素-镁。其他支架包括以下几种:

磷酸胆碱涂层支架( PC-Coated stent) :磷酸胆碱是细胞膜的主要组成部分。磷酸胆碱涂层支架是作为生物仿制品(biomimicry) 被应用的。对植入PC-coated 支架的病人的临床资料进行分析后,研究人员认为PC-coated 支架植入成功率高,在中短期随访中心脏事件的发生率低。并提出磷酸胆碱涂层可能不具有致血栓形成的作用。

硅化物涂层支架(SiC-coated stent) :Monnink 等在体外循环的研究中发现,硅化物涂层钽支架表面血小板GP Ⅲa 受体的数量明显低于肝素涂层钽支架组及无涂层支架组,且该组支架表面血小板、白细胞的粘附性比其他对照组低。Ozbek等认为硅化物涂层支架是通过抑制纤维蛋白原活性来减少血栓形成的。他们对44 名病人植入该支架,6个月后再狭窄率为21%。因此认为,在冠状动脉中植入硅化物涂层支架是可行的。

炭涂层支架(Carbostent) :Carbostent 是一种新型不锈钢管状支架,表面涂有一层特殊的炭, 研究表明在高危患者中,carbostent 对于预防再狭窄的发生有潜在的益处。

自体血管移植覆盖支架:血管内支架植入术后再狭窄与急性血栓形成有着复杂的关系。自体静脉移植覆盖支架由传统支架上覆盖移植的静脉构成,可减少血栓形成和局部组织反应。这些支架的疗效还需要在高危患者中做进一步的验证。

值得强调的是无论DES 抑或普通支架,其术后RS 均与技术操作密切相关,严谨规范的操作在降低RS 中起着重要作用。

DES 术后的死亡主要为支架内血栓形成所致,其又与支架大小的选择和置放技术不当相关,这就要求改良手术操作技术:采用完全覆盖病变的长支架,如病变过长可采用重叠支架置入充分覆盖病变;采用直径小、长度短的球囊低压预扩张;要求支架充分释放和贴壁;球囊预扩张的部位要有药物支架覆盖,有条件时建议在血管内超声指导下释放支架。

最后,在置入DES后要求严格执行术前术后用药规范,比如术前充分使用抗血小板药物,至少于术前6h使用负荷量氯吡格雷;术后至少使用氯吡格雷3个月,最好1年;强效降脂安全有益,长期应用他汀类调脂药物可以降低再狭窄;最新,IMPRESS试验研究显示,口服免疫抑制剂强的松可降低再狭窄。

10 年来,冠心病介入治疗(PCI) 取得了令人欣喜的进步,新技术、新器械及新产品不断开发应用,国际上众多大宗临床随机对照研究又为临床应用提供坚实的循证医学依据, 随着研究深入,我们期待更多种类的DES和更加先进的医疗技术问世,在现有DES良好的治疗效果基础上更进一步,最终完全攻克冠心病。

作者: 2007-7-10
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