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前交通动脉瘤形成的危险因素研究进展

2021-01-10彭炫卢熊伟施鸿金龙江

山东医药 2021年30期
关键词:变异直径血流

彭炫,卢熊伟,施鸿金,龙江

昆明医科大学第一附属医院神经外一科,昆明650032

颅内动脉瘤破裂是自发性蛛网膜下腔出血最常见原因,致残致死率高,相关文献报道,其破裂率约为3.6%~6%,给社会、家庭带来巨大负担。前交通动脉瘤(Anterior communicating aneurysm,ACoA)是最常见的颅内动脉瘤之一,也是前循环最常见的动脉瘤。据统计,ACoA 占颅内动脉瘤的30%~35%[1]。ACoA 一旦破裂出血,往往起病急骤,常造成严重的神经功能障碍,甚至导致患者死亡。对ACoA 形成的危险因素进行分析,并针对相关危险因素作出预防措施,有助于改善ACoA 患者的预后。前交通动脉复合体(Anterior communicating antery complex,ACoAC)由双侧大脑前动脉(Anterior cerebral artery,ACA)的A1 段、A2 段,前交通动脉、Heubner 回返动脉(Heubner recurrent artery,HRA)和其穿支组成,解剖结构十分复杂。充分认识ACoAC 复杂解剖结构对深入了解ACoA 的发生发展非常重要。ACoA 发病的危险因素有其特有危险因素,也有与颅内动脉瘤共有的危险因素等。现将国内外ACoA 形成的危险因素相关研究进展综述如下

1 ACoA 形成的特有危险因素

ACoA 形成的特有危险因素与其起源之处的ACoAC 特征性解剖特点有关,不管是正常发育还是异常发育的ACoAC,不同个体之间的血管几何参数与动脉瘤的发生均密切相关。多数研究认为,ACoAC 的解剖结构可导致人体血流动力学变化,进一步导致血管形态学演变和血管壁的直接损伤,贯穿动脉瘤的发生、发展,因此血流动力学因素在关于动脉瘤形成的诸多理论中一直处于主导地位。ACoA 形成的特有危险因素主要有ACoAC 几何参数与解剖变异两个方面。

1.1 ACoAC 的几何参数 ACoAC 的解剖学特性与动脉瘤的形成有着特殊关系。目前多数研究认为,血管直径、夹角等几何参数是通过影响局部血流动力学而影响动脉瘤的发生。FLORES 等[2]通过分析52 例研究组(ACoA 患者)及104 例对照组(其中包括A 组54 例后循环动脉瘤患者、B 组50 例无颅内动脉瘤健康人)的全脑血管数字减影(Digital Subtraction Angiography,DSA)检查结果,发现研究组患者大脑前动脉A1 段平均直径大于对照A组(2.54 mm vs 1.84 mm,P<0.001),而A2 段直径小于对照A 组(1.33 mm vs 1.62 mm,P<0.001);相较于B 组,研究组A1 段平均直径也较大(2.54 mm vs 1.98 mm,P=0.01),A2 直径较小(1.33 mm vs 1.67 mm,P=0.01)[2]。前交通动脉的血管直径大小可能影响ACoA 的发生、发展[3]。大脑前动脉A1、A2 段及前交通动脉的血管直径均可能与ACoA 的发生有关。

最新研究[2,4-6]发现,大脑前动脉A1/A2 直径比和A2/前交通动脉的直径比都与ACoA 的形成有关。大脑前动脉分叉支符合最优化直径比可减少动脉瘤的发生,该最优化直径比符合公式r0n=r1n+r2(nr0,r1、r2分别代表大脑前动脉的A1 段直径,两侧A2 段直径),且n值越接近3,大脑前动脉发生动脉瘤的几率越小,违反最优化直径比的患者血液动力学应力显著增加,可能会破坏动脉分叉壁,从而导致动脉瘤的形成[4]。AYSEGÜL 等[5]通过分析86 例ACoA 患者及85 例正常对照组的CT血管造影(Computed tomographic angiography,CTA)检查结果,发现同侧A1/A2 血管直径比(OR:27.725;95%CI:1.715~1.715;P=0.019)和对侧颈内动脉(Internal carotid,ICA)/A1 血管直径比(OR:11.817;95%CI:2.617~53.355;P=0.001)是动脉瘤发生的重要形态学预测因素,对侧颈内动脉与大脑前动脉A1 段血管直径比值越大,同侧大脑前动脉A1 段与A2 段血管直径比值越大,可能越容易形成动脉瘤;相较于动脉血管直径本身,上述血管直径的比值更能预测ACoA 的发生发展,只是该比值具体在什么范围大小容易形成动脉瘤,最终没有得到结论。

除血管直径外,大脑前动脉分叉交角大小也影响动脉瘤的形成。Zhang 等[3]纳入665 例ACoA患者的三维脑血管造影资料研究血管交角对动脉瘤形成的影响,其中ACoA 患者160 例、非ACoA 患者66 例、健康对照组439 例,以,结果表明,ACoA组Acom/A2分叉角为128.8° ± 19.9°(64.5°~179.2°),明显大于非ACoA 组113.8° ± 14.0°(69.4°~150.0°)和无动脉瘤组105.7° ± 14.6°(53.90°~146.1°,P<0.001)。ACoA 组的A1/A2和A1/Acom 角(分别为106.2° ± 17.7°和105.7° ±16.2°)明显小于无动脉瘤对照组(分别为120.1° ± 17.8°和110.1° ± 17.5°)和非ACoA 组(分别为119.9° ± 2 0.6°和106.2° ± 2 1.8°;P<0.01)。以上研究表明,ACoA 的形成与大脑前动脉A1 段与A2 段形成夹角较小,前交通动脉与A2段形成夹角较大有关[3],但具体多大血管交角容易形成动脉瘤还需要进一步研究来证明。许多学者[5,7]证实,ACoA 的形成与大脑前动脉各分支血管间交角有关。WOJCIECH 等[8]对77 例非出血性ACoA 患者和73 例正常对照组进行了CT 血管造影和经颅彩色编码超声检查,分析其血管相关形态学参数,最终发现,大脑前动脉A1 和A2 节段交角≤100°是ACoA 形成的独立危险因素[8]。一项回顾性研究[9]表明,ACoA 的形成与两侧不对称的大脑前动脉A1 段有关,而对称的A1 段不容易向动脉瘤方向发展。

ACoA 是一种高度血管壁切应力(Wall shear stress,WSS)病变,相关几何参数对ACoA 形成的影响是通过改变血管血流动力学而起作用的[6]。最近一项研究[10]表明,载瘤动脉的血管壁切应力在7.8~12.3 dyne(拉力)/cm2之间时,对ACoA 形成具有促进作用,且每增加一个血管壁切应力单位,前交通动脉动脉瘤形成概率就增加一倍。可见,血管壁切应力在促进ACoA 形成中起主导作用。

1.2 ACoAC 的解剖变异 ACoAC 血管解剖变异非常常见,且存在多种解剖变异,涉及大脑前动脉的A1 段、A2 段及前交通动脉。上述血管解剖变异会导致脑两侧血液压力失衡,从而造成一侧脑血流量骤然变化,使前交通动脉血流量增加,血流动力学改变,从而影响动脉瘤形成。

PAUL 等[11]对426 例脑血管疾病患者的CT 血管造影资料进行回顾性研究分析发现,232 例(54.5%)的患者存在ACoAC 解剖变异,其中,大脑前动脉A1 段变异180 例(42.3%),A2 段变异65例(15.3%),前交通动脉变异32 例(7.5%),ACoAC 解剖变异的主要变异类型为血管缺失或发育不全。随访研究后发现,426 例患者中最终动脉瘤发生率10.7%(46 例),其中,ACoA 最多见(15例,3.5%)。但进一步研究结果表明,颅内动脉瘤的发生和解剖变异之间似乎没有明确的关联。但很多其他研究的结论相反。ATUL 等对62 例ACoA 患者进行ACoA 夹闭显微手术的细节进行回顾性研究,有22 例(35.48%)患者存在ACoAC 变异,这些变异可能导致患者局部血管内的血流动力学改变,可能为动脉瘤的形成、发展提供力学基础[12]。ZHANG 等[13]对504 例ACoA 动脉瘤患者和201 例其他部位动脉瘤患者的血管三维形态参数进行的大样本研究分析中,发现动脉瘤患者中大脑前动脉A1 段缺失和发育不良较为常见,大脑前动脉A1 段发育不良是唯一与ACoA 的发生独立相关的参数。以上研究结果差异的原因可能与研究样本量大小、研究方法及选取样本的本身差异有关。

FRANCISCO 等[14]报道1 例非常罕见的ACoAC变异案例,其中两支前交通动脉合并三支大脑前动脉均发生变异,表明ACoAC 的解剖变异可促进ACoA 的发生发展。ALI 等[15]通过分析55 例ACoA患者的二维数字减影血管造影和三维旋转血管造影图像后发现,有7 例患者(19.4%)存在三重A2节段变异,此变异表现为大脑前动脉出现3 支A2节段,作者后续综合了大规模关于三重A2 节段变异在普通人群发病率的非侵入性研究,结果表明,三重A2 节段变异在普通人群患病率约为1.8%,与普通人群相比,ACoA 患者更容易出现三重A2节段变变异。

2 ACoA 与颅内动脉瘤形成的共有危险因素

ACoA 与颅内动脉瘤形成的共有危险因素既容易导致ACoA 的形成,也影响大脑中动脉瘤、后循环动脉瘤等其他颅内动脉瘤的发生,涉及遗传、相关血管病变、个人生活习性、性别、饮食等多个方面。

2.1 遗传因素 越来越多的遗传风险基因被发现与颅内动脉瘤的发生有关。据报道,7%~20%的颅内动脉瘤患者具有阳性家族史[16]。ACoA 的形成可 能与遗传解剖形态相关[17]。血管生成素样-6 基因(Angiopoietin-Like 6,ANGPTL6)变异与家族性颅内动脉瘤有一定的因果关系[18,19]。多项研究[20-23]对有颅内动脉瘤病史的代表性家系进行全外显子组测序,发现基因Rho 鸟嘌呤核苷酸交换因子(17 Rho guanine nucleotide exchange factor,ARHGEF17)、分泌型铜依赖胺氧化酶(Lysyl oxidase-like-2,LOXL2)、核转录因子X 盒结合1(Nuclear T ran-scription Factor X-box Binding 1,NFX1)及中心粒周蛋白(Pericentrin,PCNT)、环指蛋白213(Ring finger protein 213,RNF213)和凝血酶反应蛋白1 型结构域包含蛋白1(Thrombospondin type1domain containing protein1,THSD1)的序列变异可能与家族性颅内动脉瘤的发病有关。

最近,一项有关全基因组关联的国内外大样本数据研究[24]显示,有17 个风险基因位点与颅内动脉瘤发生相关,其中包括11 个新发现危险位点被认为是颅内动脉瘤发生的风险基因。但直至目前,遗传学因素在动脉瘤发生发展过程中的作用机制仍不明了,仍需大量大规模多中心分子遗传学病例对照研究,以进一步探讨遗传因素对颅内动脉瘤发生的影响。对有家族性颅内动脉瘤的高风险人群应进行ACoA 相关影像学筛查。

2.2 相关血管病变危险因素

2.2.1 主动脉缩窄 主动脉缩是一种先天性动脉血管畸形,其合并颅内动脉瘤在临床上较少见,目前还没有大宗病例报道研究主动脉缩窄与颅内动脉瘤形成的关系。目前主动脉狭窄合并颅内动脉瘤的确切的病理生理学机制尚不清楚,相关研究表明遗传跟高血压是两个关键因素[25-26]。Rachel 等[27]对13 例主动脉缩窄患者和13 例正常对照组患者进行了经颅多普勒超声检查和光刺激反应,与对照组相比,主动脉缩窄患者颅内血管僵硬度增加,脉压增宽,对二氧化碳的血管反应性减弱,以及对视觉刺激的血管扩张反应减弱,并认为这可能是其并发颅内动脉瘤的潜在病因。早期治疗主动脉缩窄可以减少儿童颅内动脉瘤的形成[28]。PANKAJ 等[29]通过相差磁共振(pc-MR)体积流量(VFR)测量颅内动脉瘤患者的脑血管血流动力学,证明了主动脉缩窄患者脑内血流速度明显高于正常人,并可能通过增加血管壁剪切力(WSS)导致颅内动脉瘤的发生。

2.2.2 颈内动脉发育异常 颈内动脉发育异常是一种罕见的先天性畸形,人群发病率<0.01%[30]。颈内动脉发育异常包括发育不全、发育不良及缺失,可能通过改变了血流动力学而导致ACoA 的发生,加强对颈内动脉发育不全的认识,对监测和检测ACoA 的发生有重要意义[31]。单侧颈内动脉畸形与ACoA 发生密切相关,并建议对无症状患者定期筛查动脉瘤[32]。

2.2.3 烟雾病及颈内动脉慢性闭塞 烟雾病是一种发病机制不明的进行性颈内动脉狭窄性并继发颅底异常血管网的脑血管病,其与颅内动脉瘤联系紧密。SUNGHAN 等[33]报道了1 302 例烟雾病患者中,合并颅内动脉瘤44 例,占比约为3.3%,其中5 例为ACoA 。1 例颈内动脉闭塞案例并综合大量文献研究[34]认为,颈内动脉闭塞与颅内动脉瘤有关,并且动脉瘤出现在对侧的概率(25%)>同侧(6%)。其可能发病机制为颈内动脉闭塞患的前交通动脉的血流速度和WSS 明显高于正常人。

2.2.4 其他 颅神经脊畸形、血管肌纤维发育不良等都可能与颅内动脉瘤发生有关[35,36]。高血压、吸烟、酗酒、女性、高龄、高脂血症是颅内动脉瘤形成的高危因素[37-39]。其中,高血压增加颅内动脉瘤发生风险的可能机制是血压的升高会加重AcoA 的代偿调节负担,破坏血流平衡,从而增加了血管壁的机械应力和血流剪切力,同时,长期的高血压容易导致动脉粥样硬化、血管条件变差,导致血管壁结构的适应性重塑,如血管的瘤样凸起,从而形成动脉瘤。而吸烟、饮酒则可能破坏血管壁,促就炎性损伤,进而导致动脉瘤的形成。

创伤、感染、饮食也是颅内动脉瘤形成的可能风险因素。骨密度降低、低血钙和维生素D 缺乏亦能增加颅内动脉瘤患病几率[40]。

综上所述,ACoA 形成的特有危险因素有ACoAC 几何参数及解剖变异,ACoA 与颅内动脉瘤形成的共有危险因素主要有遗传因素、临床疾病因素及其他危险因素。ACoA 形成的危险因素非常多样和复杂。ACoA 形成的确切发病机制还未完全明了,ACoA 的形成可能是多种危险因素综合作用的结果。对相关危险因素进行筛查和干预,对于存在一个或者多个ACoA 形成的相关危险因素,特别是多个危险因素的人群定期行头颅CTA或全脑DSA 检查十分重要,可能提前预防ACoA 的发生发展。

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