心筋梗塞における血管新生と線維化

インテグリンは、細胞間の接着とシグナル伝達に関与する分子のグループです。 それらは、18の異なるαおよびβサブユニットで構成されるヘテロ二量体受容体のスーパーファミリーを構成します。 それらを組み合わせることで、さまざまな生理学的および病態生理学的機能を持つ 24 の異なる受容体サブタイプを生成することができます [Takada et al, 2007]。 αvβ3受容体は、成熟した内皮細胞に低レベルで見られるインテグリンですが、活発に成長する血管の内皮細胞では著しくアップレギュレートされています。 以前はビトロネクチン受容体として知られていましたが、その後、フィブリノゲン、フィブロネクチン、ラミニン、トロンボスポンジン、フォン ヴィレブランド因子、特定のコラーゲン サブタイプなど、他の多くのリガンドに結合することが判明しました。 これらの特徴は、αvβ5 インテグリン受容体にも見られ、両方の受容体がこれらのリガンドに存在するアルギニン-グリシン-アスパラギン酸 (RGD) モチーフを認識します。

1.1.2 心血管疾患におけるαvβ3およびαvβ5インテグリンの役割

αvβ3 および αvβ5 受容体の発現は、多くの疾患状態でアップレギュレートされており、これは、腫瘍の成長および転移に関連する血管新生において特によく特徴付けられています [Friedlander et al, 1995;ブルックスら、1994]。 しかし、心筋梗塞、アテローム性動脈硬化症、再狭窄、大動脈弁狭窄症、動脈瘤疾患などの心血管疾患において、このインテグリン経路には多くの潜在的な役割があり、これらは比較的未調査です。

1.1.2.1 心筋梗塞

心筋梗塞後、強い炎症反応が起こり、血管新生と線維化が続きます。 この治癒と修復の時期に、効率的な心筋治癒を調整するために、インテグリンの調節が顕著になります。 αvβ3 および αvβ5 インテグリン受容体の場合、これは、リガンド結合特性を考慮すると、血管新生と線維症の両方を反映しています [van den Borne et al, 2008;樋口ら、2008]。 これは、梗塞および梗塞周辺領域における初期および遅延の左心室リモデリングの中心にあります。 初期段階では、血管の完全性と組織灌流を回復する血管新生が支配的であり、αvβ3 および αvβ5 受容体がアップレギュレートされ、新しく形成された血管内の活性化された内皮細胞で発現されます [Higuchi et al, 2008]。 その後の心筋の治癒とリモデリングに伴い、線維芽細胞の活性化と筋線維芽細胞への分化にはαvβ3とαvβ5受容体の相互作用が必要であり、線維症の発症の中心となる[van den Borne et al, 2008]。 不適応な線維性反応と有害な左心室リモデリングは、心筋梗塞後の心不全の発症の根底にある可能性があります。 これらのプロセスと経路は、大動脈弁狭窄症に伴う左心室肥大などの他の病態における心筋線維症の発症にも関与している可能性がある [Dweck et al, 2011]。

1.1.2.2 アテローム性動脈硬化症と再狭窄

アテローム性動脈硬化症の発症は、動脈壁における酸化脂質、炎症性細胞浸潤、および平滑筋細胞移動の複雑な相互作用によるものです。 ひとたび確立されると、アテローム性動脈硬化性プラークが進行し、破裂して、急性心筋梗塞および脳卒中の臨床症状を引き起こす可能性があります。 プラーク破裂に関連する特徴には、薄い線維性キャップ、脂質が豊富なプール、およびプラーク内出血が含まれます。 実際、プラークの破裂は特にプラークの血管新生と血管内皮増殖因子の発現に関連しており[Hiyama et al, 2010]、血管新生によって不安定性が誘発される可能性があることを示唆しています。 したがって、αvβ3およびαvβ5受容体のアップレギュレーションは、プラーク脆弱性の新規マーカーであり、[Maile et al、2010]の潜在的な治療標的である可能性があります。

経皮的冠動脈インターベンション後の新生内膜過形成および再狭窄のプロセスには、血管平滑筋細胞の動員が含まれます。 このプロセスは、αvβ3 受容体と αvβ5 受容体の両方にも依存しており、再狭窄の阻害の潜在的な標的でもあります [Kokubo et al, 2007]。

1.1.3 フルシクラチド

フルシクラチドは、陽電子放出断層撮影法によって腫瘍の血管新生を検出する 18 F 放射性トレーサーとして最近開発された RGD 含有環状ペプチドです。 αIIbβ3受容体との交差反応性は最小であり(EC50 281 nM)、それぞれ11.1および0.1 nMの親和性(EC50)でαvβ3およびαvβ5受容体に対して高度に選択的です。 腫瘍の前臨床研究では、18F-フルシクラチドが神経膠芽腫に取り込まれ、これが抗血管新生チロシンキナーゼ阻害剤であるスニチニブによって抑制されることが実証されており、血管新生領域に対するフルシクラチドの特異性が確認されています。 第I相臨床試験で評価されており、安全で忍容性が高いことがわかっています.

1.1.4 目的

今日まで、αvβ3およびαvβ5インテグリン受容体を標的とする放射性トレーサーの適用を調べる多くの前臨床研究が行われてきました。 これらのトレーサーの臨床応用は、腫瘍内の血管新生を評価する方法として、腫瘍学に大きく限定されています。 ここでは、2 つの主要な心血管疾患領域における血管新生と線維症を評価するために、αvβ3 および αvβ5 受容体放射性トレーサー、18F-フルシクラチドの役割を調査したいと考えています。 具体的には、最近の心筋梗塞患者における心筋の血管新生とリモデリングを評価する予定です。 この患者グループには大動脈アテロームが共存していると予想され、これにより、アテローム性動脈硬化症におけるトレーサーの取り込みの日和見的評価が提供されます。 αvβ3およびαvβ5インテグリン受容体の発現が特定の疾患プロセスに特有のものであるかどうかを判断するために、さまざまな心血管状態を評価することが重要であると考えています。 成功すれば、これらの予備データにより、特定の疾患領域と新しい治療介入のより詳細な調査が可能になります。 現在、フルシクラチドの臨床使用は認可も承認もされておらず、ここでは大動脈弁狭窄症の病態生理を調査するための治験薬として使用されています。

1.2 当初の仮説

18F-フルシクラチドは、急性心筋梗塞と大動脈アテローム性動脈硬化症の 2 つの主要な心血管疾患領域で、ヒトの in vivo で αvβ3 および αvβ5 インテグリン受容体の発現を識別できると仮定します。 具体的には、18F-フルシクラチドは次のようになると仮定しています。

1. 回復の初期段階 (1 ～ 3 週間) に、心筋梗塞の領域内で選択的な取り込みを示します。
2. 回復の後期 (6 ～ 12 週間) に実質的な心筋梗塞を有する患者の梗塞領域と遠隔領域の両方に結合します。
3. 大動脈のアテローム硬化性プラークに取り込まれる。

6 評価

6.1 急性心筋梗塞後の血管新生と線維症

急性心筋梗塞に続いて、梗塞した心筋内の線維症の発症に関連する発現の遅延に加えて、血管新生の調節、血管の完全性および組織灌流の回復を最初に助ける αvβ3 および αvβ5 受容体の強力なアップレギュレーションがあります。 したがって、急性心筋梗塞の 2 週間後と 9 週間後に患者を評価します。 この集団では血管新生または線維症の直接的な組織学的確認を行うことはできないため、これらの所見を、慢性冠動脈閉塞からの側副冠血流が確立されている患者、および確立された安定した心筋の心臓磁気共鳴画像法と比較します。線維症。

6.1.1 試験スケジュール

急性心筋梗塞後 14±7 日目および 63±7 日目に、30 人の患者が採血、陽電子放出、および 18F-フルシクラチドによるコンピューター断層撮影スキャンを受けます。 18F-フルシクラチドの注射後、患者は血行動態パラメータの観察を含む標準的な臨床アプローチを使用して監視され、これは出発までの研究訪問を通じて継続されます。 彼らはまた、ガドリニウム灌流の評価を伴う心臓磁気共鳴画像法を受け、14±7日目と心筋梗塞後6〜12か月の間に再び後期強化を行います。 梗塞関連動脈が経皮的冠動脈インターベンションで血行再建された、またはされていない 2 つの等しいサイズの一致した患者集団 (グループあたり n = 15) を具体的に募集します。 さらに、主要な心外膜血管の慢性的 (> 6 か月) の閉塞を伴う、年齢と性別が一致した 10 人の患者を 1 回、同様に評価します。

血液サンプルは、全血球数や尿素および電解質などの標準的な臨床生化学的および血液学的プロファイルを使用して評価されます。 さらに、心虚血、線維症、血管新生のマーカーが評価されます。 追加の血清、血漿、DNA は、将来の潜在的な分析のために摂氏 -80 度で保存されます。

6.1.2 試験の解釈

血管が完全に確立されることを考えると、慢性閉塞患者の側副動脈および梗塞心筋は、αvβ3およびαvβ5受容体を発現せず、ネガティブコントロールとして機能します。 また、急性心筋梗塞を起こし、血管再生を行わずに完全な冠動脈閉塞を起こした患者は、14 日目と 63 日目の両方で 18F-フルシクラチドをより集中的に摂取すると予想されます。 完全な血行再建術を受けた患者は、血管新生と線維化が中程度である可能性が高いため、両方の時点で 18F-フルシクラチドの摂取量が少ないと予想されます。 組織学のコンパレーターはありませんが、心臓の磁気共鳴画像法により、心筋梗塞の程度 (14 日目) と線維化 (6 ～ 12 か月)、左心室機能、心筋灌流の程度、および存在に関するデータが得られます。微小血管閉塞の。 また、梗塞グループ全体 (n = 30) を評価して、18F-フルシクラチドの取り込みの程度が、左心室機能および梗塞後のリモデリングの磁気共鳴測定と相関するかどうかを判断します。

我々は、「陽電子放射断層撮影法を用いた大動脈狭窄症における生体内血管新生と線維症の同定」(R&D 2012/R/CAR/23, REC 12/SS/0204)。 これらは、健康な心筋のコンパレータとしてネガティブ コントロールとして機能します。 これは、大動脈弁狭窄症の患者における放射性トレーサー 18F-フルシクラチドの使用を含む同様の研究です。 これらの患者は、1回のCT-PETスキャンとMRIスキャンを受け、後半のガドリニウム増強を評価し、この現在の研究でデータを使用することに同意します.

6.2 大動脈アテローム硬化症における血管新生

急性心筋梗塞の患者は、付随する大動脈アテローム性動脈硬化症の有病率が高くなります。 Dr Dweck's Fellowship では、この関連性を利用して、大動脈および冠動脈アテローム性動脈硬化症における 18F-フッ化ナトリウムの取り込みの二次分析を行うことができました [Dweck et al, 2012b]。 これにより、アテローム性動脈硬化症と石灰化の役割についての理解を深める非常に革新的な発見が生まれました。

6.2.1 試験スケジュール

上記の患者から得られたデータセットを使用して、胸部大動脈内での 18F-フルシクラチドの取り込みを調査します。 アテローム性動脈硬化症は、研究スキャン時に胸部から得られたコンピュータ断層撮影および磁気共鳴画像を使用して識別されます。 追加の画像取得は必要ありません。 これにより、最近の一過性脳虚血発作や頸動脈疾患に起因する脳卒中の患者など、急性炎症性アテローム硬化性プラークに焦点を当てたその後の専用研究に情報を提供するためのパイロット データが提供されます。