Optische Kohärenztomographie-basierte Evaluation kalzifizierter Plaques und deren Einfluss auf die inflammatorische Aktivität im akuten Koronarsyndrom

Abstract

Hintergrund: Die koronare Herzerkrankung (KHK) und deren verheerendste Manifestation, das akute Koronarsyndrom (ACS) tragen einen großen Teil zur weltweiten Mortalität und Morbidität bei. Die optische Kohärenztomographie (OCT) ermöglicht eine hochauflösende Darstellung intravaskulärer Plaquestrukturen im ACS in vivo. Die OP-TICO-ACS Studie ist eine OCT-basierte Beobachtungsstudie, in der Zusammenhänge zwischen bildmorphologischen Plaquestrukturen, klinischen Patientencharakteristika und lokalen Entzündungsmechanismen im ACS untersucht wurden. Die vorliegende Arbeit untersucht diese Zusammenhänge mit besonderem Fokus auf kleine, fleckige Kalzifizierungen (spotty calcium deposit – SCD), die ein Merkmal vulnerabler Plaques sind. Methoden: Im Rahmen der Herzkatheteruntersuchung erfolgte bei 155 ACS-Patient:innen eine intrakoronare Bilderfassung der ACS-auslösenden Läsion (culprit lesion – CL) mittels OCT. Simultan wurde lokales Blut aus der unmittelbaren Plaqueumgebung (LOK) und der systemischen Blutzirkulation (SYS) entnommen. Nach Probengewinn erfolgte die Immuncharakterisierung der Proben mittels Durchflusszytometrie und Zytokinanalyse. Alle CLs wurden auf das Vorkommen vordefinierter Plaquestrukturen untersucht (insbesondere ACS-auslösende Pathophysiologie, Lipid- und Kalkanteile). Die Studienkohorte wurde in Patient:innen mit - und ohne SCD unterteilt (SCD+ und SCD-). SCD waren definiert als Kalzifizierungen mit einer maximalen Länge von 4 mm und einem maximalen Querschnittswinkel von 90°, während alle anderen Kalzifizierungen als Makrokalzifizierungen definiert wurden. Ergebnisse: In der Patientenkohorte hatten 78,1 % aller Patient:innen eine oder mehrere Kalzifizierungen an der CL. 45,2% aller Patient:innen hatten mindestens eine SCD an der CL. SCD+ Läsionen waren assoziiert mit anderen Hochrisikostrukturen, wie z.B. Fibroatheromata mit dünner Kappe (86,6 vs. 72,8%; p<0,05). Es zeigte sich außerdem ein größerer Myokardschaden während des ACS (CK max 1485,1 vs. 1273,2 U/l; p<0,05) in SCD+ Patient:innen im Vergleich zu SCD- Patient:innen. Die Immuncharakterisierung ergab vor allem eine Anreicherung von Interleukin (IL)-8 (2,04 vs. 1,37; p<0,05), Tumor Nekrose Faktor (TNF)-α (1,17 vs. 1,06; p<0,05) und Neutrophilen (0,96 vs. 0,91; p<0,05) an SCD+ Läsionen. In SCD+ Patient:innen zeigte sich zudem nach 12 Monaten Nachbeobachtung ein erhöhtes Vorkommen uner-wünschter, kardialer Ereignisse (16,4% vs. 5,3%; p<0,05) im Vergleich zu SCD- Patient:innen. Schlussfolgerung: Im Rahmen der OPTICO-ACS Studie konnten spezifische, in-flammatorische Vorgänge an der CL mit klar abzugrenzenden Plaquestrukturen assoziiert werden. In der vorliegenden Sub-Analyse zeigte sich vor allem eine vermehrte Anreicherung von Zellen und Zytokinen der angeborenen Immunantwort in SCD+ Patienti:nnen, sowie eine schlechtere kardiovaskuläre Gesamtprognose.

Background: Coronary heart disease (CAD) and its most detrimental manifestation, acute coronary syndrome (ACS) contribute largely to mortality and morbidity worldwide. Optical coherence tomography (OCT) allows for detailed, intracoronary assessment of plaque structures in vivo and has a superior resolution compared to conventional imaging modalities. Within the observational OPTICO-ACS study the relationship between morphological plaque features in patients with ACS, clinical characteristics and local inflammatory mechanisms were investigated via a translational approach. Within the present sub-analysis these mechanisms were compared between patients with – and without spotty calcium deposits (SCD), which represent a high risk plaque feature at ACS-causing culprit lesions (CLs). Methods: During angiography, 155 patients underwent intracoronary imaging via OCT. Simultaneously, local blood (LOC) directly from the culprit lesion (CL) as well as systemic blood (SYS) from the periphery were collected. After blood collection, samples were immediately analyzed by fluorescence assorted cell sorting and cytokine bead array technique. CLs were also analyzed via OCT for pre-defined plaque structures (especially ACS-causing pathophysiology, lipid- and calcium content). SCD were defined as within 4mm length and within a maximum angle of 90°. All other calcifications were defined as macrocalcifications. The study cohort was divided into patients with- and without SCD (SCD+ and SCD-). Inflammatory cells and cytokines were compared between the two groups. Results: Within the present cohort, 78.1% of all patients had at least one calcification at the CL. 45.2% of all CL contained one or more SCD. SCD+ CLs were associated with other highrisk plaque features, as for example thin cap fibroatheroma (86.6 vs. 72.8%; p<0.05). Moreover, SCD+ patients had a larger myocardial injury during ACS (peak creatinkinase 1485.1 U/l vs. 1273.2 U/l vs.; p<0.05) Furthermore, CLs containing SCD were characterized by increased levels of interleukin (IL)-8 (2.04 vs. 1.37; p<0.05), tumor necrosis factor (TNF)-α (1.17 vs. 1.06; p<0.05) and neutrophils (0.96 vs. 0.91; p<0.05) as opposed to SCD- lesions. Further, rates of major adverse cardiac events within 12 months of follow-up were increased in SCD+ patients as compared to SCD- patients (16.4 vs. 5.3%; p<0.05). Conclusion:. Within the OPTICO-ACS study, multiple distinct inflammatory mechanisms were associated with specific plaque structures. Within the present sub-analysis, SCD were associated with a pro-inflammatory milieu at SCD+ CL, dominated by cells and cytokines of the innate immune system. Further, SCD+ patients had a worse cardiovascular prognosis.