JACC:颈动脉斑块破裂的确切部位始终确定在此处！

JACC: 颈动脉斑块破裂的确切部位始终确定在此处！

——动脉粥样硬化斑块的单点脆弱性

在本期的《米国心脏病学会杂志》（Journal of the American College of Cardiology）中，来自瑞典隆德大学的 Jiangming Sun（孙江明，音译）等人利用整合的方法对总共 163 个人类动脉粥样硬化病变进行了深入的区域绘图，以建立斑块破裂的解剖坐标，并确定沿区域血流方向相应的生化、细胞和转录变化。

瑞典隆德大学图书馆

该研究旨在探讨动脉粥样硬化斑块破裂的确切位置和潜在机制，确定针对心血管事件的治疗靶点。

研究团队对人颈动脉斑块的近端、最狭窄和远端沿纵向血流方向进行了组织学、电子显微镜、体积和空间 RNA 测序研究。全基因组关联研究用于检测动脉粥样硬化和卒中的遗传度富集和因果关系。在验证队列中，研究团队检验了顶级差异表达基因 (DEGs) 与术前和术后心血管事件之间的关联。

该研究发现，在人颈动脉粥样硬化斑块中，破裂主要发生在近端和最狭窄的区域，而不是远端区域。组织学和电镜检查显示近端和大部分狭窄区域具有斑块易损性和血栓形成的特征。遗传度富集分析显示，RNA 测序确定了区分动脉粥样硬化相关疾病的近端和最狭窄区域与远端区域的 DEGs，这些 DEGs 被认为与动脉粥样硬化相关疾病最相关。研究团队首先在人类动脉粥样硬化中，通过空间转录组学验证了与近端易破裂区域相关的通路。在 3 个最高的 DEGs 中，基质金属肽酶 9 的出现尤其是因为孟德尔随机化提示其高循环水平与动脉粥样硬化风险有因果关系。

该研究结果表明，斑块位点特异性转录特征与颈动脉粥样硬化斑块的近端易破裂区域相关。这导致了针对斑块破裂的新型治疗靶点 (如基质金属蛋白酶9) 的地理定位。

附：本研究重要细节信息

人类动脉粥样硬化的自然演变包括向易损状态和破裂的进展，这是人类独有的病理命运。动脉粥样硬化的生长和进展是受血流紊乱模式影响的空间过程。随之而来的血管组织紊乱与组织学模式和区域分布相对应，这是组织病理学斑块分类的组成部分。

易损和易破裂斑块的传统特征是大的坏死核心、薄的纤维化帽、炎症表型和斑块内出血。这些病理特征及其在组织中的独特空间分布导致了动脉粥样硬化组织的高度异质性。

在上述研究中，研究人员利用颈动脉斑块成像项目 (CPIP) 首先对来自有症状患者的 41 个颈动脉内膜切除术标本进行了系统分析，将其分为 3 个区域：近端、最狭窄的部分和远端。破裂的确切部位始终确定在近端或靠近最狭窄的区域距斑块近端中位距离为 9 mm。

对近端、最狭窄和远端部分进行的组织学和大量转录分析确定了潜在的分子和细胞改变。总体而言，这项分析的结果表明，炎症和管腔内皮损伤是斑块破裂的主要空间决定因素。

研究人员根据批量 RNA 测序数据估算了免疫细胞类型部分，并发现了组织学无法检测到的 3 个片段之间的差异。根据巨噬细胞、T 细胞和自然杀伤细胞比例的增加以及巨噬细胞活化的相应转录特征，最狭窄的节段，其次是近端区域，炎症最严重。与近端和远端区域相比，血管平滑肌细胞的比例较低，进一步证实了最狭窄段的易损性质。在 3 个节段中，通过组织学定量检测到相似的脂质和糖胺聚糖含量，提示在决定斑块破裂时，脂质积聚和脂质组织滞留的区域作用不太关键。

对有症状患者斑块的管腔表面进行扫描电子显微镜检查，发现近端、最狭窄段和远端之间的内皮完整性存在显著的区域性差异。要么最狭窄段的内皮脱落，要么内皮细胞存在连接异常。内皮表面被纤维蛋白和血小板覆盖。近端区域的内皮异常、血小板、纤维蛋白和红细胞也有描述，而远端区域的内皮似乎完整。

在基因表达水平证实了破裂斑块的近端和大多数病变节段之间的相似性，并且两个与破裂相关的区域在转录水平上与远端区域不同。

空间转录组学显示，最主要的差异表达基因——IGKC (编码免疫球蛋白 κ 常数) 和 PLN (编码受磷蛋白，一种与肌浆网 Ca2+- ATP酶相关并在平滑肌细胞收缩中发挥调节作用的蛋白质)——的表达对破裂部位不是特异性的。

相比之下，基质金属蛋白酶 (matrix metalloproteinase, MMP9) 编码 MMP-9 (一种降解细胞外基质并调节组织重塑的酶)，主要在斑块破裂区域附近表达。在这里，MMP9 与巨噬细胞和 T 细胞标记物共表达。空间转录组分析证实，与无症状患者相比，有症状患者动脉粥样硬化斑块肩部区域的 MMP9 表达较高。

接下来，研究者研究了在 27 例无症状患者和 51 例有症状患者之间，最狭窄节段内的 IGKC、PLN 和 MMP9 表达是否有差异。

症状组和无症状组患者最狭窄的斑块表达相似的 IGKC 水平。然而，与无症状患者的相应区域相比，有症状斑块的最狭窄区域表达更多的 MMP9 和更少的 PLN。虽然在有症状患者的斑块中观察到 MMP-9 水平增加并不令人惊讶，并且与之前在有症状和无症状患者的人类斑块中进行的蛋白质组学和转录组学研究的观察结果一致，但这些数据增加了空间坐标，并确定了 MMP-9 在破裂确切位置的表达。

此外，研究人员发现，最大狭窄段的高 MMP9 和低 PLN 表达水平与未来心血管事件的较大风险相关。颈动脉斑块成像项目(Carotid Plaque Imaging Project) 生物样本库参与者随访时裁定的心血管事件包括心肌梗死、不稳定型心绞痛、卒中、短暂性脑缺血发作、一过性黑朦、血管介入治疗和心血管原因死亡孟德尔随机化分析显示，较高的循环 MMP-9 水平有助于增加该人群冠状动脉粥样硬化的风险。

孙 等人的发现强调了空间分辨率对理解人类动脉粥样硬化斑块破裂机制的重要性。作者提供了动脉粥样硬化斑块的系统性组织学和转录图谱，揭示了斑块破裂的确切易损点，始终是最狭窄段的近端，并确定了破裂部位分子和细胞改变的空间定位。毫不奇怪，血管内皮的完整性在破裂部位和近端沿血流受到很大损害。大片段 RNA 测序和空间转录组学的结合确定了 MMP9 是斑块破裂的主要候选决定因子，这与它的酶功能和使用小鼠疾病模型建立的动脉粥样硬化中已确立的作用一致。最大狭窄段表达的 MMP-9 与未来心血管事件之间的临床相关性受到病变被切除这一事实的限制，因此，对未来临床结局的直接贡献不大。由于 MMP-9 基因的功能显著的序列变异，MMP-9 在其他血管部位的斑块和全身的类似空间表达的可能性需要进一步研究。

本研究的发现迈出了将空间分析纳入人类斑块病理生理学研究的第一步，以确定在一个离散的斑块部位，斑块破裂的致病机制是如何发生的。未来空间单细胞技术的实施将有助于完善人类斑块生物学，并有助于解读动脉粥样硬化和斑块破裂的机制。