李韶雅,李敬偉,徐運
在我國,顱內(nèi)動脈粥樣硬化較顱外動脈粥樣硬化更常見,顱內(nèi)大動脈疾病的患者有更嚴重的卒中事件,住院時間較長,并且有較高的卒中復(fù)發(fā)風險[1]。目前,缺血性卒中以其高發(fā)病率、高死亡率、高致殘率給我國帶來全球最高的疾病負擔。因此,明確顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的致病機制對于預(yù)防和治療卒中、減少卒中疾病負擔具有重要的意義,是一項刻不容緩的任務(wù)。
目前,關(guān)于癥狀性顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的可能致病機制有灌注不足、動脈-動脈栓塞、斑塊擴展至小穿支動脈的開口(分支動脈粥樣硬化疾?。┘盎旌蠙C制。實際上,血管動脈粥樣硬化性狹窄所致的低灌注性缺血性卒中只占少部分,而且單純低灌注引起的腦梗死相對少見,動脈-動脈栓塞可能是顱內(nèi)動脈粥樣硬化性卒中最常見的機制。此外,顱內(nèi)斑塊擴展至小穿支動脈的開口也是卒中常見機制,尤其是后循環(huán),而混合機制更常見于前循環(huán)。初步數(shù)據(jù)表明,卒中潛在的致病機制也是患者預(yù)后的一個重要決定因素[2]。現(xiàn)在,越來越多的學(xué)者認為,即使是血管狹窄程度<50%,也能引起嚴重的腦血管事件,我們應(yīng)該全面理解并考慮顱內(nèi)動脈粥樣硬化性卒中的發(fā)病機制。下面,本文將對癥狀性顱內(nèi)動脈粥樣硬化的致病機制進行綜述。
根據(jù)Samuels等[3]提出的方法計算血管狹窄率[狹窄率(%)=(1-狹窄段直徑/狹窄近端正常直徑)×100%],將血管狹窄程度分為正常或輕度狹窄(狹窄率<50%)、中度狹窄(狹窄率50%~69%)和重度狹窄(狹窄率≥70%)。以往多項研究表明,動脈粥樣硬化斑塊所致的血管管腔狹窄是缺血性卒中發(fā)生的重要危險因素,缺血性卒中的發(fā)生風險和復(fù)發(fā)風險隨著動脈狹窄程度的增加而增加[4-7]。中國顱內(nèi)動脈粥樣硬化研究同樣表明隨著顱內(nèi)動脈狹窄程度的增加,卒中復(fù)發(fā)風險顯著增加(P=0.0008),多發(fā)顱內(nèi)血管狹窄的患者其卒中復(fù)發(fā)的風險更高。其中,中度狹窄組的一年卒中復(fù)發(fā)率為3.82%,而重度狹窄組為5.16%,完全閉塞組為7.27%[1]。
1844年,研究人員首次發(fā)現(xiàn)斑塊破裂是導(dǎo)致急性血管事件發(fā)生的原因,由此展開了對斑塊性質(zhì)的研究。不穩(wěn)定斑塊的特征包括較大的脂核和薄纖維帽、破裂斑塊表面有血栓形成、斑塊內(nèi)出血、斑塊表面潰瘍形成、炎癥細胞浸潤、斑塊重構(gòu)等[8]。不穩(wěn)定斑塊所引起的腦梗死的機制多為動脈-動脈栓塞[9]。
Chung等[10]利用高分辨率磁共振觀察癥狀性大腦中動脈狹窄患者的血管壁情況,結(jié)果表明癥狀性大腦中動脈狹窄組的血管狹窄程度和正向重構(gòu)比較無癥狀性大腦中動脈狹窄組顯著增加;同時,癥狀性大腦中動脈狹窄組的不規(guī)則性斑塊也顯著增加,斑塊表面的不規(guī)則性可能與斑塊的破裂、斑塊表面血栓形成及潰瘍形成有關(guān)[11]。Qiao等[12]的研究同樣表明不穩(wěn)定斑塊多為正向重構(gòu),且后循環(huán)動脈較前循環(huán)動脈具有更高的斑塊負荷以及更高的正性重構(gòu)比。這就提示我們,具有正向重構(gòu)斑塊的血管局部雖然沒有顯著的管腔狹窄,但是同樣可以引起缺血性卒中事件,其導(dǎo)致缺血性腦梗死的機制與斑塊的不穩(wěn)定性相關(guān)。
斑塊內(nèi)出血也是斑塊不穩(wěn)定性的表現(xiàn),可以顯著增加缺血性卒中的發(fā)生風險,Yu等[13]的研究顯示,癥狀性基底動脈狹窄組的患者,其高分辨率磁共振上斑塊內(nèi)出血的檢出率顯著高于無癥狀組,重度狹窄組的斑塊內(nèi)出血檢出率也顯著高于中度狹窄組。
此外,越來越多的研究認為斑塊內(nèi)炎癥細胞浸潤可能是斑塊發(fā)生發(fā)展,以及由穩(wěn)定性斑塊向不穩(wěn)定斑塊轉(zhuǎn)化的重要機制之一[14-15]。一項應(yīng)用3.0T高分辨率磁共振技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),顱內(nèi)斑塊增強與癥狀性顱內(nèi)動脈粥樣硬化患者的卒中復(fù)發(fā)具有獨立相關(guān)性,而高分辨率磁共振上顱內(nèi)斑塊的增強與斑塊內(nèi)豐富的活動性炎癥細胞、新血管的形成和纖維帽變薄有關(guān)[6,16]。
因此,我們應(yīng)該重視顱內(nèi)動脈的血管壁情況,結(jié)合血管的狹窄程度等因素綜合評估患者發(fā)生缺血性卒中的風險。
斑塊在血管中的分布不同,卒中復(fù)發(fā)的風險及梗死的類型也不盡相同。Gulli等[17]研究了后循環(huán)卒中與椎基底動脈狹窄位置的關(guān)系,結(jié)果顯示椎基底動脈顱內(nèi)段狹窄的患者發(fā)生后循環(huán)缺血性卒中的風險要高于顱外段狹窄的患者。另一項研究分析了后循環(huán)缺血性卒中或短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)患者的椎基底動脈斑塊分布情況,結(jié)果顯示血管腹側(cè)的斑塊明顯多于其他3個部位,腹側(cè)斑塊更易導(dǎo)致缺血性卒中的發(fā)生[18]。
相對于血管上部象限和背側(cè),大腦中動脈粥樣硬化斑塊(包括癥狀性和無癥狀性)多位于血管腹側(cè)和下部象限。但是,癥狀性大腦中動脈狹窄的患者較無癥狀性患者更易出現(xiàn)上部象限的斑塊,而下部象限的斑塊較少。穿支動脈梗死的患者更多地出現(xiàn)上部象限的斑塊,而腹側(cè)斑塊和下部象限斑塊較少[19]。
當腦供血動脈嚴重狹窄或閉塞時,血流可通過其他血管(側(cè)支或新形成的血管吻合)到達缺血區(qū),使缺血組織得到不同程度的灌注代償。以往,我們認為側(cè)支循環(huán)是在長期血管狹窄的情況下形成的,但越來越多的研究表明急性血管狹窄或閉塞后,血流剪切力的存在能夠促進新生血管的快速形成,不僅能提高血管內(nèi)治療的成功率,還能改善患者的預(yù)后[20]。Cuccione等[21]在動物試驗的基礎(chǔ)上證實,在缺血性卒中超急性期(甚至在入院前)側(cè)支循環(huán)的形成聯(lián)合神經(jīng)保護治療或血管內(nèi)再通治療可以更好地保護缺血半暗帶。因此,促進已有側(cè)支循環(huán)的開放和新生血管的形成已經(jīng)成為目前臨床治療急性卒中的關(guān)鍵和熱點。
Liebeskind等[22]在華法林-阿司匹林治療癥狀性顱內(nèi)動脈疾病比較研究(Warfarin-Aspirin Symptomatic Intracranial Disease Trial,WASID trial)的基礎(chǔ)上,研究了側(cè)支循環(huán)對不同程度顱內(nèi)血管狹窄的人群隨后發(fā)生缺血性卒中的影響,發(fā)現(xiàn)重度血管狹窄的人群,更多側(cè)支循環(huán)的形成可以降低癥狀血管區(qū)域隨后卒中發(fā)生的風險。對于中度血管狹窄的人群,其相關(guān)性更大。在多變量分析中,側(cè)支循環(huán)是責任血管區(qū)域隨后卒中發(fā)生的獨立預(yù)測因子。側(cè)支循環(huán)是顱內(nèi)動脈粥樣硬化性卒中發(fā)生的強有力決定因素,并且顯示出保護嚴重血管狹窄患者以及幫助識別不穩(wěn)定的輕度血管狹窄的作用。側(cè)支循環(huán)良好的癥狀性顱內(nèi)血管狹窄的患者,也將會有較好的預(yù)后,其卒中或TIA的復(fù)發(fā)風險將會降低[23]。
顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的形成可導(dǎo)致局部血管腔狹窄,引起血管狹窄部位及其下游血流動力學(xué)的改變,即所謂的血流動力學(xué)狹窄,與缺血性卒中的發(fā)生和復(fù)發(fā)顯著相關(guān)[24]。經(jīng)顱多普勒上,中度以上狹窄部位的血流頻譜表現(xiàn)為血流增速并產(chǎn)生湍流。狹窄部位遠端血流的頻譜表現(xiàn)為:①延遲的收縮期血流加速;②扁平的收縮期波形;③緩慢的舒張期減速[25]。椎動脈血流評估TIA和卒中風險試驗(Vertebrobasilar Flow Evaluation and Risk of Transient Ischemic Attack and Stroke,VERiTAS)研究發(fā)現(xiàn),校正了血管狹窄程度和狹窄部位等因素后,基底動脈狹窄遠端低血流狀態(tài)與隨后的基底動脈卒中明顯相關(guān),是再次發(fā)生卒中的有力的獨立預(yù)測因子[26]。進一步的研究表明,當血管狹窄≥80%時,狹窄遠端血流減少最為顯著,而串聯(lián)狹窄的存在對動脈遠端的血流量減少影響最大[27]。在大腦前循環(huán)血流動力學(xué)改變的研究中,一項研究通過三維體積掃描時間飛躍法磁共振血管成像(3-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography,3D TOF MRA)評估主干部位狹窄的大腦中動脈遠端分支的血流信號強度與卒中復(fù)發(fā)風險的關(guān)系,結(jié)果表明血流信號強度嚴重減少的患者,其同側(cè)一年內(nèi)卒中復(fù)發(fā)的風險明顯增高,且與分水嶺梗死相關(guān)[28]。而另一項研究通過測量狹窄部位遠端與近端血流強度的比值(signal intensity rate,SIR)評估卒中復(fù)發(fā)風險,結(jié)果表明SIR<0.9的患者卒中復(fù)發(fā)的風險是SIR≥0.9的患者的5.2倍,表明狹窄遠端低血流狀態(tài)與卒中復(fù)發(fā)顯著相關(guān),其對卒中的預(yù)測價值甚至優(yōu)于狹窄率[29]。此外,血管狹窄遠端低血流狀態(tài)所致的栓子清除障礙也是缺血性腦梗死發(fā)生的機制之一,梗死部位多位于終末端低灌注區(qū)及分水嶺區(qū)[30]。
同時,血流動力學(xué)的改變也會加重血管狹窄部位的動脈粥樣硬化病變。一項研究應(yīng)用3.0T MRI比較了12例大腦中動脈狹窄患者與12例正常人的大腦中動脈橫截面動態(tài)變化,結(jié)果顯示與血管狹窄部位遠端和近端相比,狹窄部位收縮相和舒張相的血管橫截面的動態(tài)變化的差異顯著變小;在大腦中動脈狹窄部位M1段,收縮相和舒張相的最大血流速度較狹窄部位近端和遠端顯著變大。提示血流剪切應(yīng)力可能進一步加重動脈粥樣硬化[31]。
目前,關(guān)于顱內(nèi)動脈粥樣硬化性缺血性卒中發(fā)病機制的研究還很少,人們往往過多關(guān)注低灌注機制,而忽略了其他致病機制的作用。血管重度狹窄的患者,其卒中發(fā)生的風險、梗死部位及神經(jīng)功能惡化也不盡相同[32]。分水嶺梗死更多地與血流動力學(xué)改變相關(guān),小皮質(zhì)或皮質(zhì)下梗死與皮質(zhì)交界區(qū)梗死更多地與栓塞機制相關(guān),而分水嶺梗死與神經(jīng)功能惡化顯著相關(guān)。血管狹窄程度與神經(jīng)功能惡化及病變類型無關(guān)。斑塊的特征、位置、病變血管的血流動力學(xué)改變等均與缺血性卒中的發(fā)生有關(guān),側(cè)支循環(huán)情況不僅影響卒中的發(fā)生和神經(jīng)功能損傷的程度,也與患者的預(yù)后密切相關(guān)。這就需要我們對這些致病機制進行深入的研究和有力的論證,根據(jù)不同的發(fā)病機制對患者進行個體化的治療。
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