基于影像学及代谢组学评估冠心病进展的多模态研究

Coronary artery disease (CAD), which is known as a silent and progressive chronic disease, has become a major health global problem. Our previous studies showed that the progression of atherosclerosis plaque detected by coronary CT angiography (CCTA) was an independent factor for predicting major adverse cardiovascular events (MACE). However, there is no individual scheme to evaluate the progression of CAD. Therefore, we hypothesis that the progression of CAD can be reflected objectively by multi-motality imaging and metabonomics technology. The aim of this study is to identified the changes of signs of imaging and plasma bio-markers of CAD progression in porcine model, with reference to histopathology correlation. In addition, we also involve CAD patients selected by CCTA and follow-up theirs changes of risk factors, symptoms and the occurrence of MACE. And we aim to establish an individualized evaluation system for CAD progression and MACE prediction by using non-invasive imaging and metabonomics. Meanwhile, we investigated whether repeated non-invasive imaging examination could reduce MACE compared with once examination. This study will be carry out to confirm imaging features and metabonomics bio-markers to investigate CAD progression, thus offer imaging and metabolite evaluation methods for risk stratification, therapeutic strategy, timing of clinical intervention, and individual assessment in CAD patients, and then control the progression of CAD and reduce the occurrence of MACE.

冠心病（CAD）做为一种隐匿进展的慢性进行性疾病，已成为全球性卫生健康问题。申请人前期研究发现冠状动脉CT血管造影（CCTA）能够评估冠状动脉斑块进展，并证实其是主要不良心血管事件（MACE）的独立危险因素。但目前尚无完善地评估CAD进展的个体化方案。因此，我们提出CAD进展能客观体现在多模态影像学及代谢组学中的假说。本研究拟通过构建CAD动物实验模型，并对其心血管高危因素干预后行多次影像学检查及代谢组学检测，最终与组织病理学进行对照，探索与CAD进展相关的影像学征象及小分子代谢产物。此外，通过CCTA入选CAD患者，利用多次无创影像学检查、代谢组学检测并结合患者高危因素和症状建立个体化评估疾病进展及预后体系。同时长期随访患者，探讨重复无创影像学检查是否能够较单次检查降低MACE发生。本课题的实施将为CAD进展提供多模态、个体化评估方案，并对控制疾病进展、降低MACE提供新的临床诊疗思路。

近20年来，我国冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病，CAD）等心血管病成为我国城乡居民的主要疾病死因。影像学及代谢组学可评估CAD进展并预测其心血管事件的发生，但是具体不良预后风险因子还不是很明确。本项目主要研究内容为以下三个方面：1.探索与CAD进展与事件发生相关的影像学征象及代谢产物，阐述代谢产物甘油三酯葡萄糖指数（TyG 指数）与斑块负荷及斑块易损特征的相关性；2.明确重复无创影像学检查是否能够较单次检查降低主要心血管不良事件（MACE）发生；3.探究冠状动脉周围脂肪衰减指数（FAI）与高危斑块及狭窄程度的相关性，并研究FAI及无创血流储备分数在对急慢性冠状动脉综合征的诊断的价值，此外，血管周围脂肪也与颈动脉血管事件相关。. 本研究主要结果和关键数据：（1）通过基础试验证实靶向代谢组学分析在各实验组之间不具有统计学意义，可能原因为各组实验动物较少有关；（2）通过患者研究证实基于CT的斑块定量分析及其与心肌缺血损伤的明显相关，同时证实代谢产物TyG指数与斑块负荷及斑块易损特征明确相关，且TyG 指数是CT高危斑块的独立危险因素（OR=2.324，p<0.001）；（3）证明了重复无创影像学检查能够较单次检查降低心血管事件的发生，三支血管斑块进展（HR=2.37，p=0.026）及严重的近端斑块进展（HR=3.65，p=0.003）是MACE的强预测因子；（4）证实了冠状动脉周围脂肪衰减指数（FAI）与高危斑块及狭窄程度相关，FAI诊断CT高危斑块的最佳阈值为-86.5HU；同时证实FAI及无创血流储备分数在对急慢性冠状动脉综合征具有诊断价值，联合FAI、FFRCT及ΔFFRCT的AUC值为0.899，诊断效能最高；（5）明确了血管周围脂肪也与颈动脉血管事件相关（OR=1.96，p<0.001）；（6）检测了HR-MRI诊断年轻人颈动脉夹层的效能，证实了HR-MRI诊断年轻人颈动脉夹层的效能[AUC=0.94]高于CTA[AUC=0.87]。. 本研究为利用多次无创影像学检查、代谢组学检测并结合患者高危因素和症状诊断血管病变及评估疾病进展及预警患者预后，并对控制疾病进展、降低MACE提供新的临床参考依据。