血管內(nèi)皮功能檢測(cè)研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用

摘要：目前認(rèn)為，內(nèi)皮細(xì)胞功能有維持血管結(jié)構(gòu)及張力，調(diào)節(jié)血管細(xì)胞生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)抗凝及纖溶系統(tǒng)，介導(dǎo)炎癥與免疫，調(diào)節(jié)白細(xì)胞與血小板在血管內(nèi)皮粘附，調(diào)節(jié)脂質(zhì)氧化，調(diào)節(jié)血管通透等作用?，F(xiàn)諸多證據(jù)已表明內(nèi)皮功能的變化發(fā)生在動(dòng)脈粥樣硬化形態(tài)學(xué)改變發(fā)生發(fā)展之前，且參與了損傷的進(jìn)展及隨后的臨床并發(fā)癥，與心血管疾病關(guān)系密切，是急性冠脈綜合癥等嚴(yán)重后果的直接推手。當(dāng)下已逐步開始成為心血管疾病診療的新靶點(diǎn)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)這一器官功能很有臨床價(jià)值。目前已有一些檢測(cè)方法已應(yīng)用于臨床?，F(xiàn)就內(nèi)皮功能檢測(cè)方法及臨床應(yīng)用做一綜述。

關(guān)鍵詞：血管內(nèi)皮功能vascular endothelial function；動(dòng)脈粥樣硬化atherosclerosis ；血流介導(dǎo)的舒張功能flow-mediated dilation；外周動(dòng)脈張力測(cè)定Peripheral arterial tonometry

1980年Furchgott和Zawadaki[1]在兔子模型中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)去除血管內(nèi)膜的表面物質(zhì)，在注入外源性乙酰膽堿（acetylcholine ACH）時(shí)發(fā)現(xiàn)，其血管的反應(yīng)是呈收縮狀態(tài)；而當(dāng)血管組織未受損時(shí)，再注入外源性乙酰膽堿（acetylcholine ACH）時(shí)血管為舒張反應(yīng)，由此發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞在血管舒張過程中起著重要的作用?，F(xiàn)諸多證據(jù)已表明內(nèi)皮功能損傷是動(dòng)脈粥樣硬化的第一步，并且血管內(nèi)皮細(xì)胞受損還且參與了后續(xù)的一系列血管病理生理發(fā)展，冠脈粥樣硬化、急性冠脈綜合癥就是一些例子[2-3]。當(dāng)下血管內(nèi)皮功能的評(píng)價(jià)已逐步受到關(guān)注，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)這一器官功能很有臨床價(jià)值。目前已有一些檢測(cè)方法已應(yīng)用于臨床。現(xiàn)就內(nèi)皮功能檢測(cè)方法及臨床應(yīng)用做一綜述。

1 血管內(nèi)皮功能生理功能

血管內(nèi)皮是襯貼于血管內(nèi)表面的一層單層細(xì)胞組織。目前認(rèn)為血管內(nèi)皮不僅僅是血液和組織間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的屏障，它還是人體最大的內(nèi)分泌器官，其分泌的諸多物質(zhì)中有可以調(diào)節(jié)血管舒縮功能、調(diào)節(jié)血管細(xì)胞生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)抗凝及纖溶系統(tǒng)、介導(dǎo)炎癥與免疫、調(diào)節(jié)白細(xì)胞與血小板在血管內(nèi)皮粘附、調(diào)節(jié)脂質(zhì)氧化、調(diào)節(jié)血管通透等功能。在這些諸多功能中，維持血管張力最為重要。血皮細(xì)胞可以生成并釋放血管舒縮活性物質(zhì)和血管調(diào)節(jié)因子，引起血管平滑肌舒張和收縮，從而維持血管有效彈性張力。舒血管物質(zhì)中一類為前列環(huán)素（prostacyclin PGI2），另一類更為重要的是內(nèi)皮舒張因子（endothelium-derived relaxing factors EDRFS），F(xiàn)urchgott 和Zawadzki 首先描述了血管內(nèi)皮依賴性舒張血管因子，后來被證實(shí)為一氧化氮（NO）[1]。NO可使血管平滑肌內(nèi)的鳥苷酸環(huán)化酶激活，cGMP濃度升高，游離Ca2+的濃度降低，故血管舒張。EDRF/NO被認(rèn)為是引起內(nèi)皮依賴性舒張最重要的因子。乙酰膽堿、緩激肽、腺苷及血管剪切力的提高均可增加NOs活性，繼而通過EDRF/NO的增加引起血管舒張。血管內(nèi)皮細(xì)胞同時(shí)也產(chǎn)生多種縮血管物質(zhì)，即內(nèi)皮縮血管因子（endothelium-derived vasoconstrictor factors EDCFS）如內(nèi)皮素。當(dāng)內(nèi)皮功能正常時(shí)，血管活性物質(zhì)間維持相對(duì)平衡，血管舒縮功能正常。然而血管內(nèi)皮功能受損時(shí)，EDRFS尤其是NO的生物活性下降，同時(shí)EDCFS增多[4]，當(dāng)有血管剪切力或活性物質(zhì)刺激時(shí)血管舒張幅度減小甚至為呈現(xiàn)收縮反應(yīng)。

2 血管內(nèi)皮功能異常的評(píng)價(jià)方法

2.1血清學(xué)指標(biāo)測(cè)定 為測(cè)定血管內(nèi)皮功能最直接方法。但由于其監(jiān)測(cè)的方法復(fù)雜、價(jià)格昂貴，因此，目前限制了臨床應(yīng)用，現(xiàn)僅用于臨床研究[5]。

2.2血管活性物質(zhì)激發(fā)試驗(yàn) Ludmer[6]在1986年首先用冠狀動(dòng)脈造影的方法通過注射乙酰膽堿測(cè)定注射前后冠狀動(dòng)脈直徑變化，來判斷冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能。冠狀動(dòng)脈內(nèi)注射血管內(nèi)皮依賴性血管擴(kuò)張劑一直被視為內(nèi)皮功能檢測(cè)的\"金標(biāo)準(zhǔn)\"。其機(jī)制是：乙酰膽堿既促進(jìn)內(nèi)皮一氧化氮的釋放從而舒張血管，同時(shí)又通過直接作用于血管平滑肌使血管收縮。當(dāng)局部血管內(nèi)皮功能正常時(shí)，乙酰膽堿可刺激NO分泌，使局部血管呈舒張狀態(tài)。當(dāng)局部血管內(nèi)皮功能減退時(shí)，乙酰膽堿不能促使NO分泌增加，而乙酰膽堿本身的縮血管作用可使局部血管收縮[7]。在冠脈造影的直接監(jiān)測(cè)下乙酰膽堿注射前后血管直徑的變化就能被觀察到，以此來評(píng)定冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)皮功能。但由于該技術(shù)操作有創(chuàng)、不宜重復(fù)檢測(cè)，不適合疾病的早期診斷，臨床運(yùn)用受限。

由于以上檢測(cè)方法有創(chuàng)、可重復(fù)性差目前臨床少有運(yùn)用，由此又發(fā)展了一些無創(chuàng)的檢測(cè)方法，如指尖熱檢測(cè)、指尖脈搏容積測(cè)定、激光多普勒血流測(cè)定。但這些方法有的操作復(fù)雜、有的預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)價(jià)值尚不確定而未能廣泛運(yùn)用臨床。目前外周動(dòng)脈張力測(cè)定、肱動(dòng)脈血流介導(dǎo)的血管舒張功能兩種檢測(cè)由于其操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、無創(chuàng)、可重復(fù)操作等特點(diǎn)目前已經(jīng)進(jìn)入臨床，以下將對(duì)其作進(jìn)一步介紹。

2.3超聲檢測(cè)肱動(dòng)脈血流介導(dǎo)的舒張功能（flow-mediated dilation FMD） Anderson和Mark等[8]于1989年首先報(bào)道了體內(nèi)應(yīng)用高頻率超聲檢測(cè)肱動(dòng)脈血流介導(dǎo)的舒張功能（FMD）。1995年Anderson[9]等應(yīng)用心導(dǎo)管介入造影法和肱動(dòng)脈FMD法證實(shí)冠狀內(nèi)皮功能與肱動(dòng)脈內(nèi)皮功能存在明顯的相關(guān)性。肱動(dòng)脈異常舒張對(duì)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮障礙的陽性預(yù)測(cè)值為95%，因此肱動(dòng)脈血管介導(dǎo)的血管擴(kuò)張程度不僅可以用來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)外周血管內(nèi)皮功能，還可以反映冠狀動(dòng)脈的內(nèi)皮功能。肱動(dòng)脈血管內(nèi)皮與心血管事件關(guān)系密切[10]?，F(xiàn)有一種專門用于血管內(nèi)皮功能檢測(cè)的超聲檢測(cè)儀器。其具有一個(gè)特殊的高頻線陣探頭，呈H型，可以同時(shí)顯示兩個(gè)動(dòng)脈橫斷面和一個(gè)縱斷面的灰階段超聲圖像，儀器通過其內(nèi)置的軟件自動(dòng)計(jì)算出肱動(dòng)脈內(nèi)徑的變化率。該儀器具體檢測(cè)如下。

2.3.1測(cè)量前準(zhǔn)備 測(cè)量應(yīng)在黑暗、安靜、溫度為23℃～26℃的室內(nèi)進(jìn)行，清晨、空腹12h最佳。如果測(cè)量一定要在下午進(jìn)行，受試者應(yīng)該只吃易消化食物，并應(yīng)至少進(jìn)食后4h進(jìn)行測(cè)量。受試者不應(yīng)攝取咖啡因、高脂肪食品、維生素C等影響FMD的物質(zhì)，并且吸煙患者應(yīng)禁煙6h以上。另外，所有血管活性藥物應(yīng)至少停用4～5個(gè)半衰期。如果對(duì)象是絕經(jīng)期婦女，月經(jīng)周期應(yīng)予記錄[11]。受試者在進(jìn)行測(cè)量前至少仰臥休息10min。檢查者應(yīng)確認(rèn)受試者無低血壓或心動(dòng)過緩。

2.3.2 FMD測(cè)量 請(qǐng)患者仰臥在檢查床上，將被測(cè)手臂放在手臺(tái)上，安裝驅(qū)血用袖帶，其位置可放在距離探較遠(yuǎn)的前臂，使用H型超聲探頭探查到上臂肱動(dòng)脈的圖像，其圖像可呈現(xiàn)出肱動(dòng)脈橫切及縱切的圖像。之后可獲取其基準(zhǔn)靜止圖像。然后使驅(qū)血帶充氣，使得上肢動(dòng)脈形成缺血狀態(tài)。這樣上臂動(dòng)脈血流被阻斷5min，然后袖帶快速放氣。上肢動(dòng)脈重新充血，誘導(dǎo)肱動(dòng)脈產(chǎn)生一個(gè)高血流量，其高血流量對(duì)肱動(dòng)脈形成剪切力會(huì)導(dǎo)致肱動(dòng)脈擴(kuò)張，此即為血流介導(dǎo)的血管舒張。在驅(qū)血袖帶充氣加壓至加壓結(jié)束過程中肱動(dòng)脈缺血，反應(yīng)性充血，血管擴(kuò)張的全過程都會(huì)被儀器記錄下來，其記錄時(shí)間最大限定為袖帶放氣后2min。FMD=（反應(yīng)后管腔內(nèi)徑-管腔基礎(chǔ)內(nèi)徑）/管腔基礎(chǔ)內(nèi)徑×100%。正常值為>5%。

2.4外周動(dòng)脈張力測(cè)定（Peripheral arterial tonometry PAT） 外周動(dòng)脈張力測(cè)定（PAT）是通過測(cè)量阻斷肱動(dòng)脈血流前后指尖的搏動(dòng)振幅來評(píng)價(jià)內(nèi)皮功能的分析方法。2004年美國(guó)Mayo診所Bonetti[12]等人開展一項(xiàng)驗(yàn)證研究，對(duì)94名受試者分別進(jìn)行血管造影法檢查和Endo-PAT測(cè)試。對(duì)這兩項(xiàng)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈在注入ACH后血流變化與Endo-PAT指數(shù)存在明顯相關(guān)性，也就是說冠狀動(dòng)脈血流在注入ACH后減少的患者，同時(shí)Endo-PAT指數(shù)是降低的。Endo-PAT指數(shù)1.67作為臨界值診斷冠脈內(nèi)皮功能的敏感性為82%，特異性為77%。

2.4.1 PAT的測(cè)量 具體操作如下：患者平臥，將EndoPAT生物傳感器（PAT探頭）嵌套于雙手食指前端，其中一側(cè)檢測(cè)內(nèi)皮功能，另一側(cè)作為對(duì)照監(jiān)測(cè)全身性血管變化。將標(biāo)準(zhǔn)袖帶束于肱動(dòng)脈上2cm處，此時(shí)暫不充血，首先采集6min的基線張力數(shù)據(jù)，隨后袖帶充氣阻斷肱動(dòng)脈血流5min并采集數(shù)據(jù)，最后將袖帶快速放氣，利用血流對(duì)管壁的剪切力引起內(nèi)皮依賴性血管舒張，同時(shí)采集這一過程中增加的張力信號(hào)（表現(xiàn)為PAT信號(hào)幅度增強(qiáng)）。最終由電腦Endo-PAT軟件對(duì)阻斷前后信號(hào)幅度比值進(jìn)行計(jì)算，在根據(jù)另一側(cè)對(duì)照數(shù)據(jù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，得出內(nèi)皮功能評(píng)估指數(shù)（RHI）。RHI<1.67提示內(nèi)皮功能障礙，其數(shù)值越高，提示內(nèi)皮功能越好。

2.4.2局限性 兩種設(shè)備有其各自的局限性。如FMD易受到活動(dòng)、攝取咖啡因等物質(zhì)、情緒波動(dòng)及體溫變化的影響。而PAT會(huì)受到自主神經(jīng)的影響，另外他們很難完全消除外界對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的影響。但他們?nèi)允桥R床上最廣為接受的檢測(cè)方法。

動(dòng)脈粥樣硬化最早期改變就是血管內(nèi)皮功能障礙，內(nèi)皮功能障礙如能被早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)其病理過程是可逆轉(zhuǎn)的。現(xiàn)在內(nèi)皮功能不僅與心血管疾病息息相關(guān)，大量研究還證明男性勃起功能障礙、股骨頭壞死、妊娠高血壓綜合癥的發(fā)生等都與內(nèi)皮功能障礙有關(guān)。相信將來血管內(nèi)皮功能檢測(cè)將在血管疾病及其他疾病方面的隨訪、療效評(píng)估方面發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]Furchgott RF， Zawdaski JV. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine[J]. Nature，1980，288（5789）：373-376.

[2]Suwaidi JA，Hamasaki S，Higano ST，et a.Long-term follow-up of patients with mild coronary artery disease and endothelial dysfunction[J].circulation，2000，101：948-954.

[3]Schachinger V，Britten MB，Zeiher AM.Prognostic impact of coronary vasodilator dysfunction on adverse long-term outcome of coronary heart disease[J]. Circulation，2000，101：1899-1906.

[4]Lerman A，Burnett Jc Jr.Intact and altered endothelium in regulation of vasomotion[J].Circulation，1992，86：III-12-III-19.

[5]Tamler R， Bar-chama N.Assessment of endothelial function in the patient with erectile dysfunction ：an opportunity for the urologist[J].IJIR，2008，20（4）：370-377.

[6]Ludmer PL，Selwyn AP，Shook TL，et al.Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atherosclerotic conary arteries[J].N Engl J Med，1986，315：1046-1051.

[7]Horio Y，Yasue H，Rokutanda M，et al.Effects of intracoronary injection of acetylcholine on coronary arterial diameter[J].Am J Cardiol，1986，57：984-989.

[8]Anderson EA，Mark AL，F(xiàn)low-mediated and reflex changes in large peripheral artery tone in humans[J].Circulation，1989，79（1）：93-100.

[9]Anderson TJ，Uehata A，Gerhard MD，et al.Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations[J].J Am Coll Cardiol，1995，26（5）：1235-1241.

[10]Gokce N，Keaney JF Jr，Hunter LM et al.Risk stratification for postoperative cardiovascular events via noninvasise assessment of endothelial function：a prospective study[J].Circulation，2002， 105：1567-1572.

[11]Vehata A，Lieberman EH，Gerhard MD，et al：Noninvasive assessment of endothelium-dependent flow-mediated dilation of the brachial artery[J].Vasc Med，1997，2：87-92.

[12]Boetti PO，Pumper GM，Higano ST，et al.Noninvasive identification of patients with early coronary atherosclerosis by assessment fo digital reactive hyperemia[J].JACC，2004，44：2137-2141

編輯/哈濤