Head-to-Head Comparison of Inflammation and Neovascularization in Human Carotid Plaques

Abstract

Background— Inflammation and intraplaque neovascularization are acknowledged to be 2 features of plaque vulnerability, although their temporal expression and their respective value in predicting clinical events are poorly understood. To determine their respective temporal associations, we conducted a comprehensive assessment of inflammation and intraplaque neovascularization in the carotid plaque of symptomatic and asymptomatic patients. Methods and Results— Thirty patients with severe carotid stenosis underwent 18 F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography/computed tomographic imaging. Plaque 18 F-fluorodeoxyglucose-uptake, indicative of inflammation, was measured by calculating the target:background ratio. The presence of intraplaque neovascularization during contrast-enhanced ultrasound was judged semiquantitatively; low-grade contrast enhancement (CE) suggested its absence, and high-grade CE, the presence of neovascularization. Carotid surgery was performed 1.6±1.8 days after completing both imaging modalities in all patients, and the presence of macrophages and neovessels was quantified by immunohistochemistry. We identified a significant correlation between the target:background ratio and macrophage quantification ( R =0.78; P <0.001). The number of vessels was also significantly higher in carotid plaque with high-CE ( P <0.001). Surprisingly, immunohistochemistry showed that high-CE and vessel number were neither associated with an elevated target:background ratio ( P =0.28 and P =0.60, respectively) nor macrophage infiltration ( P =0.59 and P =0.40, respectively). Finally, macrophage infiltration and target:background ratio were higher in the carotid plaque of symptomatic patients ( P =0.021 and P =0.05, respectively), whereas CE grade and the presence of neovessels were not. Conclusions— Inflammation and intraplaque neovascularization are not systematically associated in carotid plaques, suggesting a temporal separation between the 2 processes. Inflammation seems more pronounced when symptoms are present. These data highlight the challenges that face any imaging strategy designed to assess plaque vulnerability.

Morphometric characteristics of neovascularization of carotid atherosclerotic plaques

“…Особое внимание в этих исследованиях уделено связи между признаками воспаления и сосудами бляшки, и эта связь оказалась весьма неоднозначной. В ряде клинических исследований показана отчетливая связь повышенного риска развития инсульта с воспалительными изменениями и отсутствие его связи со степенью неоваскуляризации бляшки [9,10]. Некоторые авторы [11] установили слабую зависимость между воспалением и неоваскуляризацией бляшки, что противоречит данным других авторов [12].…”

“…Некоторые авторы [11] установили слабую зависимость между воспалением и неоваскуляризацией бляшки, что противоречит данным других авторов [12]. Мы не обнаружили связи между выраженностью неоваскуляризации и количеством липофагов в бляшках, что соответствует результатам наиболее крупного в настоящее время клинико-морфологического сопоставления, в котором оценена степень выраженности различных структурных компонентов в 30 бляшках каротидного синуса, включая новообразованные сосуды [9]. Отсутствие прямой связи между неоваскуляризацией и воспалением может быть обусловлено неоднородностью популяции макрофагов в бляшке, в которой сосуществуют клетки как с проатерогенными (фенотипы М1 и Мох), так и с атеропротективными (фенотипы М2 и Mhem) свойствами [13][14][15][16][17].…”

“…В то же время ранее была показана связь геморрагии с быстрым прогрессированием атеросклероза, в том числе в результате увеличения объема «липидного ядра» [20], что с учетом выявленной прямой зависимости между степенью выраженности кровоизлияний и атероматоза также нашло косвенное подтверждение в настоящем исследовании. Мы не выявили зависимости между степенью выраженности кровоизлияний и количеством новообразованных сосудов в бляшке, это согласуется с результатами исследований других авторов [9] и может указывать на то, что в патогенезе кровоизлияний первоочередную роль играет, вероятно, не количество сосудов, а повышение их проницаемости, связанное с повышением экспрессии VEGF макрофагами при воспалительной реакции в бляшках [21]. В свою очередь ослабление воспалительного ответа с изменением цитокинового профиля может привести к восстановлению равновесия между ангиогенными и ангиостатическими факторами с формированием развитой зрелой сосудистой сети, которая может принимать активное участие в репаративных процессах.…”

“…F. Demeure и соавт. [9] выявили обратную зависимость между выраженностью обызвествления и воспаления в бляшке, а также отсутствие корреляции между степенью обызвествления и количеством сосудов в бляшке, что полностью подтверждено в настоящем исследовании и согласуется с обсуждаемой в литературе гипотезой о связи выраженного обызвествления преимущественно со стабилизацией атеросклеротического процесса, а не с активным воспалением. С учетом этой гипотезы, выявленное статистически значимое увеличение количества сосудов диаметром более 40 мкм и особенно более 60 мкм, возникающее при повышении степени обызвествления, а также преимущественная локализация таких сосудов вне очагов активной макрофагальной реакции позволяют утверждать, что сосуды крупного калибра могут выступать в качестве индикаторов стабилизации атеросклеротического процесса или запуска репаративных процессов в бляшке.…”

Multitarget Vulnerable Plaque Imaging

“…The manuscript by Demeure et al in the current issue of Circulation Cardiovascular Imaging attempts to address some of these key issues 8 . The authors investigated both carotid inflammation and angiogenesis using FDG PET and contrast-enhanced ultrasound respectively, performed in patients undergoing carotid endarterectomy (11 were symptomatic and 19 asymptomatic).…”