背景:
藥物塗層支架(drug eluting stent, DES)的出現是冠脈介入史上一個里程碑,因為它減少了支架內再狹窄,然而在真實的世界中,藥物塗層支架的廣泛應有(off lable use),其再狹窄率並不是起初想象的那麼樂觀,在藥物塗層支架時代,再狹窄(restenosis)仍然是一個挑戰的難題,並且,近幾年發現藥物支架術後支架內血栓,這一致命性的併發症,已嚴重困擾著從事心血管介入醫生。在這一背景下,藥物塗層球囊(drug coated balloon, DCB)這一新裝置呼之而出,這一非常迷人的概念,目前成為冠脈介入領域一個具有誘惑力研究課題,一個新的熱點。
DCB,一種迷人的概念
DCB,這一概念,是屬於藥物局部藥物輸送裝置(local drug delivery device),藥物局部藥物輸送裝置包括DES, DCB, 造影劑攜帶藥物等幾種方法。DCB,是一種以導管為基礎的藥物輸送裝置,最初是1991年Harvey Wolinsky 提出,用來預防血管球囊擴張術後的再狹窄,最初的動物及人體研究發現動脈血管壁對藥物的攝取特異點變化性很大,且球囊攜帶的藥物很快被洗脫,因此引起了很多臨床爭議。直至近幾年,為了解決再狹窄問題,DCB又成為研究熱點,2004年德國Bruno Scheller在Ciculation雜誌上發表了他關於DCB預防再狹窄的動物研究結果,DCB能夠預防血管成形術後再狹窄,2006年他在新英格蘭醫學雜誌發表了臨床研究結果,他是用paclitaxel 塗層球囊導管治療52例支架內再狹窄患者,數據顯示,DCB治療後血管損傷點可能不需要藥物支架植入,以持續釋放藥物來預防再狹窄。
DCB種類
藥物塗層球囊sirolimus藥物塗層球囊和paclitaxel藥物塗層球囊兩種,sirolimus DCB表面平滑,通過一定壓力將藥物直接塗在球囊表面(目前未上市,技術人員現場製作,如圖1所示,塗層壓力一般為2 atm, sirolimus濃度為1%, 塗層時間為5min)。paclitaxel DCB 表面有微孔,藥物塗在微孔中(如圖2-3所示),目前在歐洲已上市(商品名為DIOR);
DCB作用原理
DCB預防和治療再狹窄作用機理類似DES,都是通過攜帶的藥物抑制內膜增生而減少再狹窄(圖4),兩者攜帶藥物方式不同,藥物作用時間不同。
再狹窄是一個慢性過程,暗示需要長期反覆給予藥物。通過局部藥物輸送保證持續藥物釋放對預防再狹窄來說是很重要的。然而,TAXUS Ⅱ 研究中, paclitaxel塗層支架緩慢的釋放與中等劑量釋放的預防內膜增生的程度是相同的。
目前動脈研究結果證明:在認定的動物模型中,在PTCA關鍵時刻損傷的動脈短暫暴露於藥物治療就可以抑制再狹窄。
DCB概念是基於非支架(Our non-stent-based), 局部paclitaxel 輸送是受驚喜觀察啟發,通過造影劑攜帶藥物使血管壁短暫暴露,對藥物充分攝取就能抑制再狹窄發生。研究發現:碘必樂造影劑(Ultravist)中加入paclitaxelthe短暫保溫培養期 (3 min)幾乎完全能抑制血管平滑肌肌細胞增生時間可達12天。Creel等報道paclitaxel加碘必樂造影劑暴露15min後,脂溶性 paclitaxel進入動脈壁的劑量是肝素20倍。儘量15 min太長不能應用到PTCA過程,但 實驗證明脂溶性藥物如paclitaxel或sirolimus能迅速被組織攝取。 如果確實能證明抗增殖藥物持續釋放對抑制再狹窄的生物進程來說是不必要的,那麼就可能設想一種介入過程中藥物供應的替代的新方法。導管球囊表面藥物的應用是一種可能選擇。抗增生藥物保留在球囊表面,直到球囊擴張。在擴張過程中,藥物被擠壓到狹窄的血管壁中,足夠的藥物溶解並滲透到血管壁。在目前研究中,經治療的冠脈在擴張後40-60min仍能測在paclitaxel在血管組織濃度。因為藥物半衰期約1小時, 持續藥物高濃度的聚集是不可能的。
因此,paclitaxel短期的暴露能明顯阻斷早期的增生啟動因子,此因子對隨後內膜的形成起關鍵作用。重要的是. 阻斷了這種早期內膜增生能足夠防止再狹窄發生。
這種藥物只在球囊短暫擴張過程中給予,能迅速溶解並消失。內皮細胞及其祖細胞(precursor cells)能移行到損傷的血管處,這樣血管再內皮化就不受抑制,因為這些進入病變的祖細胞來自病變下游,病變遠端之前未暴露過藥物,因此這些細胞保持正常分裂功能。據我們所知,DCB是目前支架基礎的基於支架局部藥物輸送(stent-based local drug delivery)的最先進和最可能的一種替代方法。
Pclitaxel DCB在冠脈輸送途中藥量僅丟失約6%,約80%的藥量在球囊擴張過程中釋放。
這種新方法具有幾點優勢:沒必要放射治療、不用polymer或其它持續的釋放技術。這種技術能使藥物輸送到損傷動脈所有區域。
本技術潛在的臨床意義在於:預防血管成形術後再狹窄,植入或不需植入支架,並且能治療支架內再狹窄(作為血管內放射治療或支架內支架的一種替代治療)。
根據目前的概念和臨床試驗的結果,對再狹窄的有效抑制需要通過DES局部給予藥物。然而有時並不總是能夠植入支架或希望植入支架。再狹窄的抑制需要在超出支架覆蓋的血管區域、支架之間,在小的扭曲的血管和支架內再狹窄的血管。而且,若藥物供應不能從原來支架網眼附近持續獲得,支架網眼處無抗增殖藥物血管癒合反應和再內皮化就變得更為容易
正因為DCB對再狹窄的預防作用,2006年新英格蘭醫學雜誌就Bruno Scheller研究以“Treatment of In-Stent Restenosis C Back to the Future?”為題發表Editional觀點,潛在可能的治療再狹窄的方法證明研究的一些老路子對目前持續存在的問題可能會產生新的方法。
DCB臨床應用指徵:
目前DCB主要用於再狹窄病變,包括PTCA術後再狹窄,支架術後再狹窄,在藥物支架術後再狹窄、分叉病變、小血管病變中的應用目前正在研究之中。
DCB應用方法及注意事項
一個DCB在同一臺手術中不能反覆使用,最多用2次,因為藥物丟失。 術中Rapamycin一般應用較低壓力擴張即可,6-8atm, 擴張時間30sec-3min, 以讓藥物充分釋放。有時患者不能耐受,擴張時間可縮短。 Paclitaxel DCB 一般擴張時間不低於1min,第一次擴張20秒有35%藥物釋放,第二次擴張20秒有35%藥物釋放。擴張後出現夾層者,必要時支架植入。
DCB應用後抗血小板問題
DCB治療術後抗血小板問題目前無統一規定,按照德國Bad Berka心臟中心Dr. Yu的經驗,DCB術後(若未用支架),一般兩聯抗血小板治療(阿斯匹林加氯吡格雷)3個月。
DCB目前研究的課題及展望
Bruno Scheller 在2007心臟雜誌發表了題為“ Prevention of restenosis: is angioplasty the answer?” 文中寫道:依我個人觀點,“DCB有潛力提高DES有侷限性的結果,例如,在冠脈支架再狹窄患者、分叉病變、或其它支架不希望或不可能植入病變,如果用DCB,則可不需要支架治療。然而藥物塗層球囊(DCB)加柔軟的薄的金屬裸支架(BMS)是另一種具有前景的新方案。“目前有關DCB研究,如de novo 病變,分叉病變的DCB研究,小血管病變DCB研究,再DES再狹窄病變DCB研究正在進行中,期望明年有初步的結果,讓我們拭目以待!