左冠狀動脈解剖特征與動脈硬化及心肌梗死關(guān)系的研究進(jìn)展

肖棟，李為民

作者單位： 1 150001 哈爾濱,哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科

冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┯兄T多危險因素，但冠狀動脈（冠脈）解剖特征與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系卻少有關(guān)注，也未將其視為冠心病的獨(dú)立危險因素。研究表明[1-3]，左冠狀動脈主干（LM）近分叉、分叉處及左前降支（LAD）近分叉處的外側(cè)管壁等部位好發(fā)動脈硬化，而傳統(tǒng)危險因素并不能完全闡明其機(jī)理。多項研究提示特殊的左冠狀動脈解剖特征可引起左冠局部血流動力學(xué)及剪切力發(fā)生改變，誘發(fā)局部血管動脈斑塊的形成、進(jìn)展，甚至引發(fā)心肌梗死[1-7]。因此推測左冠脈解剖特征與動脈硬化及心肌梗死發(fā)生的局部選擇性具有某種潛在的關(guān)系。

1 左冠狀動脈解剖特征與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系

LM富含彈性組織和平滑肌，且由近及遠(yuǎn)減少，其特殊的解剖結(jié)構(gòu)使其能減緩血流的沖擊，減輕分支冠脈損傷[4]。多項研究表明，LM的直徑、長度、形態(tài)類型及分叉夾角等解剖特征與動脈硬化及心肌梗死具有相關(guān)性[1,2,5,6]。因此推測某些特殊的左冠脈解剖特征可能是促進(jìn)動脈硬化及心肌梗死發(fā)生的獨(dú)立危險因素。

1.1 左冠狀動脈直徑與動脈硬化的關(guān)系 Cademartiri等[7]通過分析62例患者的冠脈CT血管成像（CTA）后發(fā)現(xiàn)，LM末端直徑與LM動脈斑塊呈中度相關(guān)，且與LM無斑塊組相比，LM有斑塊組的LM末端直徑明顯較大（P＜0.05）。喬月等[6]通過分析199例患者的CTA發(fā)現(xiàn)，與冠狀動脈正常組相比，冠脈病變組的LM末端直徑較大。猜測與血管重構(gòu)有關(guān)，冠脈管壁產(chǎn)生的活性成分、生長因子及動力學(xué)刺激都會誘發(fā)重構(gòu)。另外，喬月等[6]還指出血管重構(gòu)貫穿于整個動脈硬化過程，當(dāng)動脈斑塊造成管腔狹窄后，血流就會受阻，這時血管重構(gòu)促使近分叉處狹窄近端血管直徑增大。然而，Ajayi等[1]對連續(xù)170個冠狀動脈造影（CAG）資料進(jìn)行回顧性研究，測得LM分支近端病變組、遠(yuǎn)端病變組的LM平均直徑分別為：（3.7±0.6）mm、（3.8±0.8）mm，分析發(fā)現(xiàn)二者之間并沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），認(rèn)為LM直徑與LM分支動脈硬化之間并不相關(guān)。另外，Komiyama等[8]通過血管內(nèi)超聲（IVUS）研究了30例接受選擇性經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）的患者后發(fā)現(xiàn)，LM分支斑塊位于冠狀動脈心外膜側(cè)管壁組的最小血管直徑要明顯大于斑塊位于兩側(cè)管壁組，同時斑塊靠心肌側(cè)管壁組最大血管直徑要明顯大于斑塊位于兩側(cè)組。更多的研究傾向于大的血管直徑與動脈硬化有關(guān)，但目前尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)左冠狀動脈直徑與心肌梗死關(guān)系的報道，今后有待進(jìn)一步研究。

1.2 左冠狀動脈長度與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系 目前，國內(nèi)外關(guān)于LM長度與動脈硬化及心肌梗死關(guān)系的研究結(jié)論尚不統(tǒng)一。Gazetopoulos等[5]研究表明短LM更易出現(xiàn)分支動脈硬化病變，且病變出現(xiàn)更早進(jìn)展更快，也更易發(fā)生急性心肌梗死（AMI）。喬月[6]研究也發(fā)現(xiàn)短LM促進(jìn)動脈硬化的發(fā)生。目前針對這種結(jié)論主要有兩種解釋：一種是短LM患者下游分支血流量、血流速度較大，剪切力較低，而較低的剪切力會促使動脈硬化發(fā)生[9]；一種是根據(jù)泊肅葉定律：Δp=8ηL×Q/(r4×π)(△p為管子兩端壓強(qiáng)差，Q為流量、r為半徑，L為長度，η為粘滯系數(shù))，即當(dāng)LM越短，LM兩端壓力改變就越少，LM末端的壓力就較大，血流速度較大，在離心力作用下分支內(nèi)側(cè)壁壓力降低，而外側(cè)壁升高，高速血流沖擊外側(cè)壁使內(nèi)皮受損，進(jìn)而觸發(fā)動脈斑塊形成的損傷機(jī)制[6]。Dong等[10]回顧性分析了1825例CAG資料后發(fā)現(xiàn),相較于有冠脈病變但未閉塞的患者和正常人，左冠狀動脈急性心肌梗死（AMI-LC）患者有著更短的LM[（11.6±2.1）mm，（14.3±1.9）mm，（15.8±5.9）mm，P＜0.001]，且經(jīng)Logistic分析發(fā)現(xiàn)LM長度是AMI-LC發(fā)生的獨(dú)立危險因素，他認(rèn)為短LM患者冠狀動脈內(nèi)壓力和血液速度梯度下降較慢，從而導(dǎo)致LAD及回旋支（LCX）的中段和遠(yuǎn)段的剪切力相對較高，進(jìn)而觸發(fā)斑塊破裂。

然而，Ajayi等[1]研究指出一個更長的LM可能會使其終末分支（LAD和LCX）有一個更近端的動脈粥樣硬化病變，他根據(jù)泊肅葉定律來解釋這一現(xiàn)象，但其認(rèn)為較長的LM會使分支前的血流壓力就下降更多，分支處壓力就更低，而分支處的低壓與低剪切力有關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致分支動脈硬化病變的發(fā)生。另外還提出短LM會有相反的效果，會導(dǎo)致LM分支處壓力下降減少，血流量增大，進(jìn)而使LM分支的剪切力較高，而這可能對動脈斑塊的產(chǎn)生起保護(hù)作用。但是，Cademartiri等[7]研究發(fā)現(xiàn)LM長度與左冠狀動脈斑塊形成并不相關(guān)。

1.3 左冠狀動脈形態(tài)類型與動脈硬化的關(guān)系 由于起源及走形不同，LM?？沙尸F(xiàn)不同的形態(tài)類型。Zeina等[11]利用CTA及3D成像技術(shù)將正常人的LM分為四型：Ⅰ型為雙凹面形（管腔兩端大，中間小），占54.3%；Ⅱ型為錐形（管腔逐漸變?。?，占21.4%；Ⅲ型為組合形（管腔先變小，后不變），占14.3%；Ⅳ型為漏斗形（管腔逐漸變大），占10%。而喬月等[6]研究LM形態(tài)與動脈硬化關(guān)系時發(fā)現(xiàn)：與冠狀動脈正常組相比，狹窄組Ⅰ型LM比例明顯減少，而Ⅱ型、Ⅲ型比例增加，提示Ⅰ型可能是延緩動脈硬化的因素；輕度狹窄組與正常組相比，Ⅱ型比例明顯增加，提示Ⅱ型可能是促進(jìn)動脈硬化的因素，推斷其機(jī)理是由于Ⅱ型管腔面積逐漸減小，血液流速加快，更不易保持層流，更易誘發(fā)動脈硬化形成。另外，中重度狹窄組與正常組、輕度狹窄組相比，Ⅳ型明顯增加，Ⅰ型比例減少，Ⅲ型略增加，而Ⅳ型在輕度狹窄組較少，由此推測Ⅳ型并非促動脈硬化的因素，而是由于中重度病變導(dǎo)致血流動力學(xué)改變，進(jìn)而促使血管重構(gòu)，使LM末端血管擴(kuò)張，且隨狹窄加重血管重構(gòu)程度加深，血管直徑越發(fā)增大；同時由于LM的平滑肌和彈性組織向遠(yuǎn)端逐漸減少，使得LM遠(yuǎn)端比近端擴(kuò)張更重，進(jìn)而使其他類型向Ⅳ型轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致Ⅳ型明顯增加。但上述推測仍需更多研究去證實(shí)。

宋翔等[2]根據(jù)LM走行狀態(tài)將110例CTA檢查者分為LM曲折組（42例）和LM非曲折組（68例），研究LM走形狀態(tài)與左冠脈動脈硬化斑塊發(fā)生的相關(guān)性后發(fā)現(xiàn)，LM曲折組比非曲折組更容易發(fā)生左冠狀動脈硬化斑塊，且LM及前降支有著更高的斑塊形成率，推測走行曲折的LM是LM和前降支斑塊形成的危險因素。認(rèn)為其機(jī)制是走形折曲的LM引起左冠脈血流狀態(tài)及血流動力學(xué)改變，如非層流狀態(tài)（湍流、渦流等）和剪切力的下降，這些會促進(jìn)動脈硬化的發(fā)生。

1.4 LM分叉角度與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系 LM分叉角度與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系已經(jīng)引起了很多人的關(guān)注。多項研究證實(shí)更大的LM分叉角度可使LM分叉處產(chǎn)生更大的湍流及更低的剪切力，進(jìn)而誘發(fā)分叉處斑塊形成；而更窄的分叉夾角可能使分叉處更容易形成層流且不太容易形成斑塊[12-14]。LM分叉角度會引起血流狀態(tài)改變，進(jìn)而引起血流動力學(xué)及剪切力改變，在斑塊的形成、進(jìn)展、破裂等進(jìn)程中起關(guān)鍵作用，促使動脈硬化或心肌梗死發(fā)生[15-17]。Juan等[18]通過分析313例患者的CCTA及CAG后發(fā)現(xiàn),冠脈重度病變組（LAD和/或LCX病變≥50%）、輕度病變組（存在斑塊且病變＜50%）及正常組的LAD/LCX夾角有明顯差異（87.34°、81.16°、75.53°，P＜0.001），且重度病變組的LAD/LCX夾角明顯大于正常組。Cui等[19]對106例疑診冠心病患者的CCTA和CAG進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),無論是在心臟的收縮期還是舒張期,左冠狀動脈非鈣化組均比鈣化組的LAD/LCX夾角要寬[（79.5±26.6）°，（69.8±19.2）°，P=0.034；（84.3±25.7）°，（74.8±20.1）°，P=0.037]，且證實(shí)LAD/LCX夾角是冠脈嚴(yán)重狹窄的獨(dú)立危險因素,可以通過LAD/LCX夾角（≥78°）來預(yù)測左冠狀動脈的嚴(yán)重狹窄病變，從而提高CCTA的診斷性能。他認(rèn)為其機(jī)制與血流動力學(xué)有關(guān)，較大的LAD/LCX夾角能產(chǎn)生更大的湍流及血流動力學(xué)影響，進(jìn)而誘發(fā)動脈硬化病變。Ajayi[1]，喬月等[6]也分別通過不同研究方法證實(shí)LAD/LCX夾角越大，左冠狀動脈就越容易形成動脈硬化，認(rèn)為當(dāng)LAD/LCX夾角較大時，分叉處血流動力學(xué)發(fā)生改變，容易形成低剪切力，進(jìn)而促發(fā)動脈硬化；另外，分叉角度較大時血流不再是單純的層流，而是變成湍流、渦流等，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，最終促使動脈硬化形成[6,13]。

Dong等[10]分析了1825例患者的CAG資料后發(fā)現(xiàn)，AMILC患者與有冠心病但冠脈無完全閉塞的患者和正常人相比，有著更大的LM/LAD夾角[（127±27）°，（115±29）°，（119±32）°，P＜0.001]，并通過Logistic分析證實(shí)較大的LM/LAD夾角是AMI-LC發(fā)生的獨(dú)立危險因素。之后吳渝千等[12]研究指出LM、LAD、LCX之間的夾角與左冠狀動脈粥樣硬化有關(guān)，且隨著LM/LAD夾角增大，LAD/LCX夾角就會減小，按此理論，當(dāng)LM/LAD夾角較大時LAD/LCX夾角則相對較小，即Dong的研究間接說明較小的LM分叉夾角（即LAD/LCX夾角）發(fā)生AMI-LC的危險性更大。另外 Kawasaki等[20]指出，較大的LM與LAD夾角會使下游分支側(cè)壁的剪切力增大，進(jìn)而促發(fā)動脈硬化斑塊破裂。綜上可推測，當(dāng)LAD/LCX夾角較小時，即LM/LAD夾角較大，外側(cè)壁的剪切力較高，而高剪切力會誘導(dǎo)動脈斑塊破裂而引發(fā)AMI。此外，多項研究顯示[1-3,21,22]，左冠脈動脈硬化多分布在LM近分叉、分叉處等區(qū)域，Souli等[22]認(rèn)為其原因是，相比分叉遠(yuǎn)端區(qū)域，左冠脈分叉處擁有較低的空間壁剪切力和壁面剪切力梯度值，進(jìn)而會誘發(fā)動脈硬化。由此可見，LM分叉角度與動脈硬化及心肌梗死密切相關(guān)。

2 血流動力學(xué)與動脈硬化及心肌梗死的關(guān)系

Papafaklis等[23]提出：血流動力學(xué)對動脈硬化早期和發(fā)展過程中冠脈偏心斑塊的形成有重要影響。血流動力學(xué)在冠狀動脈解剖特征與動脈硬化及心肌梗死關(guān)系中常常被提及，其中剪切力的作用至關(guān)重要。Komiyama等[8]指出，剪切力是冠狀動脈斑塊易損性和斑塊破裂的重要決定因素，且剪切力集中與斑塊破裂部位有關(guān)，此外，剪切力在血管彎曲外側(cè)壁較高，而在內(nèi)側(cè)壁較低。

另外許多研究證實(shí)，反常血流可導(dǎo)致血流動力學(xué)及剪切力改變，對動脈硬化的形成及進(jìn)展產(chǎn)生重要影響[22,24]。剪切力主要通過兩種不同的機(jī)制參與動脈硬化斑塊的破裂過程：低剪切力促進(jìn)動脈斑塊形成，并使穩(wěn)定斑塊向薄纖維帽過渡，最終使斑塊向易損方向發(fā)展[25-27]；而高剪切力則促使動脈斑塊慢慢形成裂縫，變得不穩(wěn)定，并漸漸往斑塊破裂方向發(fā)展[3,13,28]。Dong等[10]研究發(fā)現(xiàn)LM/LAD夾角較大是AMI-LC患者的獨(dú)立危險因素，而Kawasaki等[20]研究稱較大的LM/LAD夾角會使下游分支側(cè)壁的剪切力增大，進(jìn)而促發(fā)動脈硬化斑塊破裂，這也間接驗證了上述機(jī)理。然而Ajayi等卻認(rèn)為短LM會導(dǎo)致LM分支的剪切力較高，而這可能會對動脈斑塊的產(chǎn)生起保護(hù)作用[1]。另外，Gijsen等[29]討論了剪切力與冠狀動脈斑塊組成和斑塊破裂位置之間的關(guān)系后指出，高剪切力斑塊區(qū)域是唯一隨時間推移斑塊會逐漸變軟的區(qū)域，較軟，有易損傾向，且與破裂的位置有關(guān)；而遠(yuǎn)端區(qū)域剪切力較低，更硬，有穩(wěn)定的表型。另有研究指出病變首先會出現(xiàn)在低剪切力區(qū)域，因為低剪切力會引起異常的生化反應(yīng)，如粘附分子的表達(dá)、細(xì)胞連接減弱、單核細(xì)胞沉積、脂質(zhì)和巨噬細(xì)胞通透性增加及平滑肌細(xì)胞增殖，另外低剪切力還可以顯著加強(qiáng)脂質(zhì)合成，并降低血管對它的清除能力[13,14,30]。

另外，Chaichana等[31]運(yùn)用三維管腔LCA模型研究左冠狀動脈斑塊與冠脈側(cè)支壁剪切力（WSS）和壁壓力梯度（WPSG）變化的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，動脈斑塊的存在會使側(cè)支WSS降低和WPSG增加，另外WSS和WPSG的變化恰恰能提示冠狀動脈分支可能有斑塊的形成。該研究說明動脈斑塊形成與血流動力學(xué)改變之間是互為因果的關(guān)系，而前面已提到左冠脈解剖特征會引起血流動力學(xué)改變，同時血流動力學(xué)改變會導(dǎo)致動脈硬化或心肌梗死的發(fā)生，這說明左冠脈解剖特征、血流動力學(xué)、動脈硬化三者間具有密不可分的因果關(guān)系。

3 展望

左冠狀動脈解剖特征與動脈硬化及心肌梗死之間密切相關(guān)，今后應(yīng)更加重視左冠脈解剖特征，通過分析患者特殊的左冠脈特征來預(yù)測急性冠脈事件的發(fā)生，從而盡早予以積極預(yù)防。另外目前尚無關(guān)于左冠脈解剖特征與急性心肌梗死患者預(yù)后的報道，今后可在這方面進(jìn)行深入的研究，進(jìn)而發(fā)掘左冠狀動脈特征在急性心肌梗死預(yù)后方面的預(yù)測價值，從而使臨床獲益。