血管内放射抑制猪冠状动脉球囊损伤后新生内膜形成及血管重塑
作者：何昆仑 盖鲁粤 黄大显 王所亭
单位：100853 北京市，中国人民解放军总医院 心内科
关键词：血管内放射；血管成形术；新生内膜；血管重塑
中国循环杂志99zk13 z摘要
目的：观察血管内放射治疗再狭窄的有效性及相关问题，并进一步应用于临床。
方法：小型猪12头，体重20～30 kg。实验组(n=7),在动物麻醉后，切开右股动脉，插入动脉鞘管，对冠状动脉前降支和(或)回旋支的近中段进行球囊扩张术，保留0.014″的导丝，插入4 F USCI Probing Catheter,并覆盖目标血管段，将带有192Ir线源(活性长度30 mm,直径0.5 mm,放射活度在350～419 mCi)的导丝(长280 mm,直径0.89 mm)定位在目标血管段，进行血管内放射治疗(20 Gy)。对照组(n=5),未进行治疗。术后30天处死动物，快速取心脏，用中性福尔马林对冠状动脉进行原位灌注，切片行苏木素-伊红、马宋三色和维尔霍夫-范吉狲染色，计算机图像分析系统分析形态学及组织学的变化。
, http://www.100md.com
结果：1个月后损伤处内弹力膜断裂、中膜撕裂，并有内膜增殖及管腔狭窄。放射治疗后30天明显减少了血管内膜厚度(67.3%,P<0.01)、新生内膜面积(67.6%,P<0.01)和狭窄面积百分比[对照组：(44.7±20.7)%,实验组：(16.6±11.5)%,P<0.01]。同时，实验组血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长及血管腔面积均分别比对照组明显增加(48.2%,P<0.01;78.8%,P<0.01;88.9%,P<0.01)。
结论：在球囊扩张术后即刻，应用血管内192Ir放射治疗系统，局部给予20 Gy的放射剂量预防了术后30天新生内膜形成和血管重塑。
Intracoronary Radiation Inhibits Neointimal Formation and Vascular Remodeling after Coronary Artery Balloon Injury in Swine
, 百拇医药
Department of Cardiology, The General Hospital of PLA, Beijing (100853)
He Kunlun, Gai Luyue, Huang Daxian, et al.
Abstract
Objective: We performed experiments to determine the effect of intracoronary radiation on neointimal and vascular remodeling after coronary balloon injury in swine, and hope the technique of intracoronary radiation can be applied to clinical practice.
, 百拇医药
Methods: Twelve Chinese miniswines (20 to 32 kg) were randomly divided into radiation treatment group (n=7) and control group (n=5). Immediately after balloon overstretch injury (3.5 mm clinical angioplasty balloon) to the LAD and LCX, a 4 F probing catheter was positioned across the injured site through a 7 F JL3.5 guiding catheter. And then the guide wire with 192 Ir source was advanced through the probing catheter so that radioactive source was positioned at the target segment in the treatment group. The treated vessels were assigned to receive a dose of 20 Gy. The miniswines were killed one month after initial injury. The injured segments were dissected free from the heart, and were processed for histological and morphological study. Cross-sections were stained by hematoxylin-eosin, Masson′s trichrome, and Verhoef-van Giesen. Maximal intimal thickness, neointima area, stenosis area percentage, external elastic membrane perimeter, internal elstic membrane perimeter, and lumen area were determined by computer-assisted picture analysis system.
, 百拇医药
Results: Comparing with the control group, intrcoronary radiation significantly reduced neointimal area (67.6%, p<0.01), maximal neointimal thichness (67.3%, p<0.01) and stenosis area percentage [control group: (44.7±20.7)%, treatment group: (16.6±11.5)%, p<0.01], and increased the external elastic membrane perimeter, internal elastic membrane perimeter, and lumen area (48.2%, p<0.01; 78.8%, p<0.01; 88.9%, p<0.01) 30 days after balloon injury.
Conclusions: ① We established chinese miniswine restenosis model 30 days after performing oversized balloon angioplasty to the coronary arteries in Chinese miniswine. ② Endovascular radiation is feasible and effective in reducing neointimal formation and vascular remodeling after balloon injury. ③ Radiation exposure for the operators can be avoided by using the intracoronary afterloader.
, 百拇医药
Key words Intracoronary radiation; Angioplasty; Neointima; Vascular remodeling
经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)是治疗冠心病的有效手段，但术后30%～50%的再狭窄率限制了它在临床的应用[1]。血管内放射是近年发展起来的治疗再狭窄的方法，目前国外正在进行大规模随机临床试验[2]。本研究通过小型猪冠状动脉再狭窄动物模型，观察了血管内放射对猪冠状动脉球囊损伤后新生内膜形成及血管重塑的影响，期望在动物实验基础上将这一技术应用于临床。
1 材料和方法
动物及分组 小型猪12头(购自中国农业大学)，体重20～30 kg,雌雄不限。分为对照组(n=5)和实验组(n=7)。
实验仪器及材料 Philips DIGNOST 96数字减影机；HPIAS-1000图像分析系统；指引导管(7 F JL 3.5,Cordis brite tip),球囊导管(3.5×30 mm,NIR SCIMED)。冠状动脉内铱-192(192Ir)放射治疗系统由中国原子能研究院研制：192Ir线源(放射活度在350～419 mCi)直径为0.5 mm,长度30 mm,与0.035英寸导丝(长280 cm)连接。
, 百拇医药
放射源的剂量测定 以距放射源中心2 mm处为参考点，放射治疗剂量为20戈瑞(Gy),放射治疗剂量通过理论计算(Monte Carlo方法)和实际测量(慢感光胶片)确定[2]。
血管内放射治疗后装治疗机 由天津大学研制，其原理为电机驱动放射源，以机械手代替人手，通过输源管将放射源迅速传送到治疗区域，减少操作者的放射暴露。完成治疗后自动回收放射源。
小型猪冠状动脉球囊扩张术[3～5] 术前1天开始每天给予阿司匹林325 mg直到处死动物。静脉麻醉，切开右股动脉，插入7F的动脉鞘，常规对冠状动脉左前降支和回旋支近中段行过大球囊扩张术，球囊与动脉直径之比为1.3∶1,扩张3次，每次30秒，间隔为1分钟，压力6～14个大气压，扩张前后行冠状动脉造影评价血管通畅性和损伤程度。结束时结扎右股动脉。动物饮食为标准实验室饮食，不含脂和胆固醇。
冠状动脉内放射治疗 实验组在球囊过度扩张术后即刻将4F USCI公司生产的Probing Catheter穿刺导管(作为输源管)置于扩张血管段的远端，然后将带有192Ir放射源的导丝插入4 F USCI导管内，经手动或后装治疗机推进，使放射源驻留在目标血管段，放射源远端的尖部一直在4 F USCI导管内，避免对动脉的机械性损伤。对照组接受假源(导丝的粗细及驻留时间同放射治疗动物)，其余同实验组。照射时间为10～17分钟，放射剂量为20 Gy。
, 百拇医药
冠状动脉福尔马林原位灌注 术后30天处死动物，快速取出心脏。10%缓冲福尔马林液对左冠状动脉灌注15分钟，压力为100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),福尔马林液体固定3天后，将带有少许心肌的血管切成4 mm长的血管段，常规脱水、透明、石蜡包埋、切片(4 μm厚度)，行苏木素-伊红(HE)、马宋三色(MT)和维尔霍夫-范吉狲(VVG)染色。
组织学及形态学分析[3～5] 显微镜下对HE、MT及VVG染色切片进行组织学分析。通过计算机图像分析软件测定以下指标：总管腔面积(通过内弹力膜测定，内弹力膜断裂者，以断裂处的中膜为边界)；残余血管腔面积；血管最大内膜厚度；新生内膜面积；狭窄程度[(1-残余管腔面积)/总管腔面积之比];血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长。
统计方法 所有数据均用平均数±标准差(±s)表示，采用单因素方差分析作统计学处理，以P<0.05表示具有显著性差异，P<0.01表示具有极显著性差异。
, 百拇医药
2 结果
形态学分析 同对照组比较，实验组最大内膜厚度显著减少(67.3%,P<0.01),新生内膜面积也显著减少(67.6%,P<0.01)。对照组及实验组血管最大狭窄面积百分比分别为(44.7±20.7)%和(16.6±11.5)%,两组具有极显著性差异(P<0.01),见表1。球囊扩张术后30天，实验组血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长及血管腔面积均比对照组明显增加(48.2%,P<0.01;78.8%,P<0.01;88.9%,P<0.01),见表2。
表1 血管内放射对球囊扩张术后30天形态学的影响(±s) 组别
小型猪
(头)
动脉
(支)
, http://www.100md.com
最大内膜厚度
(mm)
新生内膜面积
(mm2)
血管狭窄程度
(%)
对照组
5
7
0.49±0.18
0.68±0.34
44.7±20.7
, 百拇医药
实验组
6
6
0.16±0.10*
0.18±0.11*
16.6±11.5*
注：与对照组比较*P<0.01表2 血管内放射对球囊扩张术后血管重塑的影响(±s) 组别
小型猪
(头)
动脉
(支)
, 百拇医药
血管周长
(mm)
血管腔周长
(mm)
血管腔面积
(mm2)
对照组
5
7
5.8±1.2
3.3±1.5
1.8±0.7
实验组
, http://www.100md.com
6
6
8.6±1.8*
5.9±1.4*
3.4±1.1*
注：与对照组比较*P<0.01
组织学分析 球囊扩张术后30天，出现明显内膜增生，主要为梭形细胞，这些细胞趋向于沿长轴纵向排列或与血管腔的轴线垂直，而不是象中层平滑肌细胞(SMC)那样沿管周排列，未见血栓形成，可见内弹力膜局部断裂。实验组放射治疗后30天内膜增生比对照组显著减轻，有些切片内膜增殖区域内弹力膜局部断裂，血管外膜、心外膜或周围心肌未见与放射有关的变化，如小血管的内皮增殖、非典型的成纤维细胞等，放射治疗后有1例可见血栓形成，其血管供应区的心肌出现梗塞。
, http://www.100md.com
3 讨论
本世纪初Wickham和William首先利用近距离放射治疗瘢痕瘤，以后放射的生长抑制作用成功地应用于其它良性增生性疾病。1964年Friedman等发现血管内放射(192Ir)能减少动脉粥样硬化和平滑肌细胞增殖。最近对再狭窄组织学的深入研究表明再狭窄主要由于细胞增殖和血管重塑所致，认为再狭窄基本上是生长紊乱。这种理解加上经皮的、小型化的和高放射活性放射源的出现，对放射预防再狭窄的作用引起了广泛研究。Wiedermann等[5]首先在小型猪再狭窄动物模型中应用192Ir放射源照射冠状动脉，结果明显抑制了新生内膜形成。1997年Teirstein等[6]报道在病人冠状动脉置入支架后，通过基于导管的冠状动脉内放射治疗能够明显降低6个月再狭窄率。随后Condado等[7]和Vein等[8]报道血管内放射治疗能明显降低PTCA病人的再狭窄率。现就本实验的结果讨论如下。
, 百拇医药
①小型猪冠状动脉再狭窄动物模型：以过大球囊扩张猪冠状动脉，30天后发现所有扩张的动脉均出现了内膜增生、内弹力膜断裂和中膜撕裂等，提示损伤后的组织学表现及血管病理过程与人类再狭窄十分相似，与Schwartz等[9]报道一致。
②血管内放射治疗再狭窄的有效性：形态学分析表明实验组分别显著降低了球囊扩张术后30天最大内膜厚度、新生内膜面积和狭窄面积百分比。提示血管内放射有效地预防了新生内膜的形成。球囊扩张术后30天发现血管内放射治疗后血管周长、血管腔周长和管腔面积均明显增加，提示放射治疗对血管重塑具有明显的抑制作用。Waksman等[3]和Mazur等[4]用同样的动物模型发现血管内放射治疗明显抑制了术后14天和30天最大内膜厚度、新生内膜面积和狭窄的百分比，同时增加了球囊扩张术后14天和30天血管周长、血管腔周长和管腔面积。
最近资料表明血管成形术后由外弹力膜收缩引起的血管重塑可能对再狭窄有重要作用[10]，对猪再狭窄动物模型的研究提示内膜增生的大小不能解释血管成形术后用形态学和造影测量的管腔面积的减少。最近临床血管内超声资料支持这一观点，血管成形术前、即刻及随访的血管内超声资料表明，外弹力膜直径的减少可以解释66%管腔面积的减少[11]。血管内放射主要是通过抑制内膜增生还是抑制血管重塑，有待进一步明确。
, 百拇医药
③血管内放射治疗再狭窄的相关问题：本实验采用20 Gy放射剂量，有效抑制了球囊扩张术后30天再狭窄的发生。目前多数研究者认为14～25 Gy能有效抑制内膜增生，剂量大于35 Gy出现放射副作用增加，剂量小于10 Gy治疗效果不满意。提示放射抑制再狭窄可能存在有效剂量范围或放射治疗窗口。本实验选择在术后即刻给予放射治疗，明显抑制了新生内膜形成和血管重塑，提示在球囊扩张术后即刻进行照射是可行和有效的。多数作者认为血管成形术后两天照射明显优于扩张术后即刻进行，即血管成形术后48小时内给予血管内照射可能在抑制再狭窄方面更有效[3～5]。我们使用非中心治疗系统，其治疗效果较满意，因此放射源的居中问题并不是很重要，尤其是使用γ放射源时。放射源在血管内是否居中将影响血管壁的照射剂量，特别是较大动脉，放射源的偏心导致一侧动脉壁剂量过高和另一侧动脉壁剂量过低，降低了治疗的有效性和增加放射的副作用[12]。如何命名放射源居中也是目前研究的热点，有报道采用螺旋式球囊改善放射源的偏心问题[2]。在术前、术中和术后，我们使用了抗凝治疗，其目的防止血栓形成，结果放射治疗后30天发现有1例出现血栓形成。但如给予窗口剂量的血管内放射治疗，是否在数年后或更长时间里发生其它与放射有关的副作用，有待进一步观察。本实验的大部分是手持长钳操作放射源，放射源的处理时间在2分钟左右，操作者身穿铅衣、配带颈部铅套和铅帽，我们曾测量整个过程的放射暴露在0.14 mSv。这提示常规的X线防护措施不能解决γ放射源的防护。在实验后期与天津大学研制成功血管内放射治疗后装治疗机，并将之应用于动物实验。该机器采用气动原理模拟人手输送放射源，避免了操作者的放射暴露。动物实验结果表明性能较好，为实施血管内放射治疗临床研究提供了有利保证。目前Nucletron[2]已经生产出血管内放射治疗后装机并开始应用于临床研究。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Dangas G, Fuster V. Management of restenosis after coronary intervention. Am Heart J, 1996,132:428—436.
2 Waksman R, Serruys PW. Handbook of vascular brachytherapy. Published in the UK in 1998 by Martin Dunitz Ltd.
3 Waksman R, Robinson K, Crocker I, et al. Endovascular Low-dose irradiation inhibits neointima formation after coronary arter balloon injury in swine: A possible role for radiation therapy in restenosis prevention. Circulation, 1995,91:1533—1539.
, 百拇医药
4 Mazur W, Ali MN, Khan MM, et al. High dose rate intracoronary radiation for inhibition of neointimal formation in the stented and balloon induced porcine models of restenosis: angiograpic, morphometric, and histopathologic analyses. Int J Radiation Oncology Biol Phs, 1996,36:777—788.
5 Wiedermann JG, Marboe C, Amols H, et al. Intracoronary irradiation markedly reduces restenosis after balloon angioplasty in a porcine model. J Am Coll Cardiol, 1994,23:1491—1498.
, 百拇医药
6 Teirstein PS, Massullo V, Jani S, et al. Catheter-based radiotheropy to inhibit restenosis after coronary stenting. N Engl J Med, 1997,336:1697—1703.
7 Condado JA, Waksman R, Gurdiel O, et al. Long-term angiographic and clinical outcome after percutaneous transluminal coronary angioplasty and intracoronary radiation therapy in human. Circulation, 1997,96:727—732.
8 Verin V, Urban P, Popowski Y, et al. Feasibility of intracoronry irradiation to reduce restenosis after balloon angioplasty: A clinical pilot study. Circulation, 1997,95:1138—1144.
, 百拇医药
9 Schwartz RS, Murphy JG, Ewards WD, et al. Restenosis after balloon angioplasty; a practical proliferative model in porcine coronary arteries. Circulation, 1990,82:2190—2200.
10 Scott NA, Cipolla GD, Ross CE, et al. Identification of a potenial role for the adventitia in vascular lesion formation after balloon overstrech injury of porcine coronary arteries. Circulation, 1996,36:2178—2187.
11 Mintz GS. Popma JJ, Pichard AD, et al. Arteral remodelling after coronary angioplasty: a serial intravascular ultrasound study. Circulation, 1996,94:35—43.
12 Arbab ZA, Russo RJ, Jani SK, et al. A comparison of centered vs non-centered source for intracoronary radiation therapy: Observations from the SCRIPPS trial. Suppl to Circulation, 1997,96:I—219.
(收稿:1999-04-18 修回 :1999-08-29), 百拇医药
单位：100853 北京市，中国人民解放军总医院 心内科
关键词：血管内放射；血管成形术；新生内膜；血管重塑
中国循环杂志99zk13 z摘要
目的：观察血管内放射治疗再狭窄的有效性及相关问题，并进一步应用于临床。
方法：小型猪12头，体重20～30 kg。实验组(n=7),在动物麻醉后，切开右股动脉，插入动脉鞘管，对冠状动脉前降支和(或)回旋支的近中段进行球囊扩张术，保留0.014″的导丝，插入4 F USCI Probing Catheter,并覆盖目标血管段，将带有192Ir线源(活性长度30 mm,直径0.5 mm,放射活度在350～419 mCi)的导丝(长280 mm,直径0.89 mm)定位在目标血管段，进行血管内放射治疗(20 Gy)。对照组(n=5),未进行治疗。术后30天处死动物，快速取心脏，用中性福尔马林对冠状动脉进行原位灌注，切片行苏木素-伊红、马宋三色和维尔霍夫-范吉狲染色，计算机图像分析系统分析形态学及组织学的变化。
, http://www.100md.com
结果：1个月后损伤处内弹力膜断裂、中膜撕裂，并有内膜增殖及管腔狭窄。放射治疗后30天明显减少了血管内膜厚度(67.3%,P<0.01)、新生内膜面积(67.6%,P<0.01)和狭窄面积百分比[对照组：(44.7±20.7)%,实验组：(16.6±11.5)%,P<0.01]。同时，实验组血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长及血管腔面积均分别比对照组明显增加(48.2%,P<0.01;78.8%,P<0.01;88.9%,P<0.01)。
结论：在球囊扩张术后即刻，应用血管内192Ir放射治疗系统，局部给予20 Gy的放射剂量预防了术后30天新生内膜形成和血管重塑。
Intracoronary Radiation Inhibits Neointimal Formation and Vascular Remodeling after Coronary Artery Balloon Injury in Swine
, 百拇医药
Department of Cardiology, The General Hospital of PLA, Beijing (100853)
He Kunlun, Gai Luyue, Huang Daxian, et al.
Abstract
Objective: We performed experiments to determine the effect of intracoronary radiation on neointimal and vascular remodeling after coronary balloon injury in swine, and hope the technique of intracoronary radiation can be applied to clinical practice.
, 百拇医药
Methods: Twelve Chinese miniswines (20 to 32 kg) were randomly divided into radiation treatment group (n=7) and control group (n=5). Immediately after balloon overstretch injury (3.5 mm clinical angioplasty balloon) to the LAD and LCX, a 4 F probing catheter was positioned across the injured site through a 7 F JL3.5 guiding catheter. And then the guide wire with 192 Ir source was advanced through the probing catheter so that radioactive source was positioned at the target segment in the treatment group. The treated vessels were assigned to receive a dose of 20 Gy. The miniswines were killed one month after initial injury. The injured segments were dissected free from the heart, and were processed for histological and morphological study. Cross-sections were stained by hematoxylin-eosin, Masson′s trichrome, and Verhoef-van Giesen. Maximal intimal thickness, neointima area, stenosis area percentage, external elastic membrane perimeter, internal elstic membrane perimeter, and lumen area were determined by computer-assisted picture analysis system.
, 百拇医药
Results: Comparing with the control group, intrcoronary radiation significantly reduced neointimal area (67.6%, p<0.01), maximal neointimal thichness (67.3%, p<0.01) and stenosis area percentage [control group: (44.7±20.7)%, treatment group: (16.6±11.5)%, p<0.01], and increased the external elastic membrane perimeter, internal elastic membrane perimeter, and lumen area (48.2%, p<0.01; 78.8%, p<0.01; 88.9%, p<0.01) 30 days after balloon injury.
Conclusions: ① We established chinese miniswine restenosis model 30 days after performing oversized balloon angioplasty to the coronary arteries in Chinese miniswine. ② Endovascular radiation is feasible and effective in reducing neointimal formation and vascular remodeling after balloon injury. ③ Radiation exposure for the operators can be avoided by using the intracoronary afterloader.
, 百拇医药
Key words Intracoronary radiation; Angioplasty; Neointima; Vascular remodeling
经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)是治疗冠心病的有效手段，但术后30%～50%的再狭窄率限制了它在临床的应用[1]。血管内放射是近年发展起来的治疗再狭窄的方法，目前国外正在进行大规模随机临床试验[2]。本研究通过小型猪冠状动脉再狭窄动物模型，观察了血管内放射对猪冠状动脉球囊损伤后新生内膜形成及血管重塑的影响，期望在动物实验基础上将这一技术应用于临床。
1 材料和方法
动物及分组 小型猪12头(购自中国农业大学)，体重20～30 kg,雌雄不限。分为对照组(n=5)和实验组(n=7)。
实验仪器及材料 Philips DIGNOST 96数字减影机；HPIAS-1000图像分析系统；指引导管(7 F JL 3.5,Cordis brite tip),球囊导管(3.5×30 mm,NIR SCIMED)。冠状动脉内铱-192(192Ir)放射治疗系统由中国原子能研究院研制：192Ir线源(放射活度在350～419 mCi)直径为0.5 mm,长度30 mm,与0.035英寸导丝(长280 cm)连接。
, 百拇医药
放射源的剂量测定 以距放射源中心2 mm处为参考点，放射治疗剂量为20戈瑞(Gy),放射治疗剂量通过理论计算(Monte Carlo方法)和实际测量(慢感光胶片)确定[2]。
血管内放射治疗后装治疗机 由天津大学研制，其原理为电机驱动放射源，以机械手代替人手，通过输源管将放射源迅速传送到治疗区域，减少操作者的放射暴露。完成治疗后自动回收放射源。
小型猪冠状动脉球囊扩张术[3～5] 术前1天开始每天给予阿司匹林325 mg直到处死动物。静脉麻醉，切开右股动脉，插入7F的动脉鞘，常规对冠状动脉左前降支和回旋支近中段行过大球囊扩张术，球囊与动脉直径之比为1.3∶1,扩张3次，每次30秒，间隔为1分钟，压力6～14个大气压，扩张前后行冠状动脉造影评价血管通畅性和损伤程度。结束时结扎右股动脉。动物饮食为标准实验室饮食，不含脂和胆固醇。
冠状动脉内放射治疗 实验组在球囊过度扩张术后即刻将4F USCI公司生产的Probing Catheter穿刺导管(作为输源管)置于扩张血管段的远端，然后将带有192Ir放射源的导丝插入4 F USCI导管内，经手动或后装治疗机推进，使放射源驻留在目标血管段，放射源远端的尖部一直在4 F USCI导管内，避免对动脉的机械性损伤。对照组接受假源(导丝的粗细及驻留时间同放射治疗动物)，其余同实验组。照射时间为10～17分钟，放射剂量为20 Gy。
, 百拇医药
冠状动脉福尔马林原位灌注 术后30天处死动物，快速取出心脏。10%缓冲福尔马林液对左冠状动脉灌注15分钟，压力为100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),福尔马林液体固定3天后，将带有少许心肌的血管切成4 mm长的血管段，常规脱水、透明、石蜡包埋、切片(4 μm厚度)，行苏木素-伊红(HE)、马宋三色(MT)和维尔霍夫-范吉狲(VVG)染色。
组织学及形态学分析[3～5] 显微镜下对HE、MT及VVG染色切片进行组织学分析。通过计算机图像分析软件测定以下指标：总管腔面积(通过内弹力膜测定，内弹力膜断裂者，以断裂处的中膜为边界)；残余血管腔面积；血管最大内膜厚度；新生内膜面积；狭窄程度[(1-残余管腔面积)/总管腔面积之比];血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长。
统计方法 所有数据均用平均数±标准差(±s)表示，采用单因素方差分析作统计学处理，以P<0.05表示具有显著性差异，P<0.01表示具有极显著性差异。
, 百拇医药
2 结果
形态学分析 同对照组比较，实验组最大内膜厚度显著减少(67.3%,P<0.01),新生内膜面积也显著减少(67.6%,P<0.01)。对照组及实验组血管最大狭窄面积百分比分别为(44.7±20.7)%和(16.6±11.5)%,两组具有极显著性差异(P<0.01),见表1。球囊扩张术后30天，实验组血管周长(外弹力膜周长)、血管腔周长及血管腔面积均比对照组明显增加(48.2%,P<0.01;78.8%,P<0.01;88.9%,P<0.01),见表2。
表1 血管内放射对球囊扩张术后30天形态学的影响(±s) 组别
小型猪
(头)
动脉
(支)
, http://www.100md.com
最大内膜厚度
(mm)
新生内膜面积
(mm2)
血管狭窄程度
(%)
对照组
5
7
0.49±0.18
0.68±0.34
44.7±20.7
, 百拇医药
实验组
6
6
0.16±0.10*
0.18±0.11*
16.6±11.5*
注：与对照组比较*P<0.01表2 血管内放射对球囊扩张术后血管重塑的影响(±s) 组别
小型猪
(头)
动脉
(支)
, 百拇医药
血管周长
(mm)
血管腔周长
(mm)
血管腔面积
(mm2)
对照组
5
7
5.8±1.2
3.3±1.5
1.8±0.7
实验组
, http://www.100md.com
6
6
8.6±1.8*
5.9±1.4*
3.4±1.1*
注：与对照组比较*P<0.01
组织学分析 球囊扩张术后30天，出现明显内膜增生，主要为梭形细胞，这些细胞趋向于沿长轴纵向排列或与血管腔的轴线垂直，而不是象中层平滑肌细胞(SMC)那样沿管周排列，未见血栓形成，可见内弹力膜局部断裂。实验组放射治疗后30天内膜增生比对照组显著减轻，有些切片内膜增殖区域内弹力膜局部断裂，血管外膜、心外膜或周围心肌未见与放射有关的变化，如小血管的内皮增殖、非典型的成纤维细胞等，放射治疗后有1例可见血栓形成，其血管供应区的心肌出现梗塞。
, http://www.100md.com
3 讨论
本世纪初Wickham和William首先利用近距离放射治疗瘢痕瘤，以后放射的生长抑制作用成功地应用于其它良性增生性疾病。1964年Friedman等发现血管内放射(192Ir)能减少动脉粥样硬化和平滑肌细胞增殖。最近对再狭窄组织学的深入研究表明再狭窄主要由于细胞增殖和血管重塑所致，认为再狭窄基本上是生长紊乱。这种理解加上经皮的、小型化的和高放射活性放射源的出现，对放射预防再狭窄的作用引起了广泛研究。Wiedermann等[5]首先在小型猪再狭窄动物模型中应用192Ir放射源照射冠状动脉，结果明显抑制了新生内膜形成。1997年Teirstein等[6]报道在病人冠状动脉置入支架后，通过基于导管的冠状动脉内放射治疗能够明显降低6个月再狭窄率。随后Condado等[7]和Vein等[8]报道血管内放射治疗能明显降低PTCA病人的再狭窄率。现就本实验的结果讨论如下。
, 百拇医药
①小型猪冠状动脉再狭窄动物模型：以过大球囊扩张猪冠状动脉，30天后发现所有扩张的动脉均出现了内膜增生、内弹力膜断裂和中膜撕裂等，提示损伤后的组织学表现及血管病理过程与人类再狭窄十分相似，与Schwartz等[9]报道一致。
②血管内放射治疗再狭窄的有效性：形态学分析表明实验组分别显著降低了球囊扩张术后30天最大内膜厚度、新生内膜面积和狭窄面积百分比。提示血管内放射有效地预防了新生内膜的形成。球囊扩张术后30天发现血管内放射治疗后血管周长、血管腔周长和管腔面积均明显增加，提示放射治疗对血管重塑具有明显的抑制作用。Waksman等[3]和Mazur等[4]用同样的动物模型发现血管内放射治疗明显抑制了术后14天和30天最大内膜厚度、新生内膜面积和狭窄的百分比，同时增加了球囊扩张术后14天和30天血管周长、血管腔周长和管腔面积。
最近资料表明血管成形术后由外弹力膜收缩引起的血管重塑可能对再狭窄有重要作用[10]，对猪再狭窄动物模型的研究提示内膜增生的大小不能解释血管成形术后用形态学和造影测量的管腔面积的减少。最近临床血管内超声资料支持这一观点，血管成形术前、即刻及随访的血管内超声资料表明，外弹力膜直径的减少可以解释66%管腔面积的减少[11]。血管内放射主要是通过抑制内膜增生还是抑制血管重塑，有待进一步明确。
, 百拇医药
③血管内放射治疗再狭窄的相关问题：本实验采用20 Gy放射剂量，有效抑制了球囊扩张术后30天再狭窄的发生。目前多数研究者认为14～25 Gy能有效抑制内膜增生，剂量大于35 Gy出现放射副作用增加，剂量小于10 Gy治疗效果不满意。提示放射抑制再狭窄可能存在有效剂量范围或放射治疗窗口。本实验选择在术后即刻给予放射治疗，明显抑制了新生内膜形成和血管重塑，提示在球囊扩张术后即刻进行照射是可行和有效的。多数作者认为血管成形术后两天照射明显优于扩张术后即刻进行，即血管成形术后48小时内给予血管内照射可能在抑制再狭窄方面更有效[3～5]。我们使用非中心治疗系统，其治疗效果较满意，因此放射源的居中问题并不是很重要，尤其是使用γ放射源时。放射源在血管内是否居中将影响血管壁的照射剂量，特别是较大动脉，放射源的偏心导致一侧动脉壁剂量过高和另一侧动脉壁剂量过低，降低了治疗的有效性和增加放射的副作用[12]。如何命名放射源居中也是目前研究的热点，有报道采用螺旋式球囊改善放射源的偏心问题[2]。在术前、术中和术后，我们使用了抗凝治疗，其目的防止血栓形成，结果放射治疗后30天发现有1例出现血栓形成。但如给予窗口剂量的血管内放射治疗，是否在数年后或更长时间里发生其它与放射有关的副作用，有待进一步观察。本实验的大部分是手持长钳操作放射源，放射源的处理时间在2分钟左右，操作者身穿铅衣、配带颈部铅套和铅帽，我们曾测量整个过程的放射暴露在0.14 mSv。这提示常规的X线防护措施不能解决γ放射源的防护。在实验后期与天津大学研制成功血管内放射治疗后装治疗机，并将之应用于动物实验。该机器采用气动原理模拟人手输送放射源，避免了操作者的放射暴露。动物实验结果表明性能较好，为实施血管内放射治疗临床研究提供了有利保证。目前Nucletron[2]已经生产出血管内放射治疗后装机并开始应用于临床研究。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Dangas G, Fuster V. Management of restenosis after coronary intervention. Am Heart J, 1996,132:428—436.
2 Waksman R, Serruys PW. Handbook of vascular brachytherapy. Published in the UK in 1998 by Martin Dunitz Ltd.
3 Waksman R, Robinson K, Crocker I, et al. Endovascular Low-dose irradiation inhibits neointima formation after coronary arter balloon injury in swine: A possible role for radiation therapy in restenosis prevention. Circulation, 1995,91:1533—1539.
, 百拇医药
4 Mazur W, Ali MN, Khan MM, et al. High dose rate intracoronary radiation for inhibition of neointimal formation in the stented and balloon induced porcine models of restenosis: angiograpic, morphometric, and histopathologic analyses. Int J Radiation Oncology Biol Phs, 1996,36:777—788.
5 Wiedermann JG, Marboe C, Amols H, et al. Intracoronary irradiation markedly reduces restenosis after balloon angioplasty in a porcine model. J Am Coll Cardiol, 1994,23:1491—1498.
, 百拇医药
6 Teirstein PS, Massullo V, Jani S, et al. Catheter-based radiotheropy to inhibit restenosis after coronary stenting. N Engl J Med, 1997,336:1697—1703.
7 Condado JA, Waksman R, Gurdiel O, et al. Long-term angiographic and clinical outcome after percutaneous transluminal coronary angioplasty and intracoronary radiation therapy in human. Circulation, 1997,96:727—732.
8 Verin V, Urban P, Popowski Y, et al. Feasibility of intracoronry irradiation to reduce restenosis after balloon angioplasty: A clinical pilot study. Circulation, 1997,95:1138—1144.
, 百拇医药
9 Schwartz RS, Murphy JG, Ewards WD, et al. Restenosis after balloon angioplasty; a practical proliferative model in porcine coronary arteries. Circulation, 1990,82:2190—2200.
10 Scott NA, Cipolla GD, Ross CE, et al. Identification of a potenial role for the adventitia in vascular lesion formation after balloon overstrech injury of porcine coronary arteries. Circulation, 1996,36:2178—2187.
11 Mintz GS. Popma JJ, Pichard AD, et al. Arteral remodelling after coronary angioplasty: a serial intravascular ultrasound study. Circulation, 1996,94:35—43.
12 Arbab ZA, Russo RJ, Jani SK, et al. A comparison of centered vs non-centered source for intracoronary radiation therapy: Observations from the SCRIPPS trial. Suppl to Circulation, 1997,96:I—219.
(收稿:1999-04-18 修回 :1999-08-29), 百拇医药