主動脈弓分支血管變異的研究進展

王飛

正常主動脈弓上緣自右向左分別發(fā)出無名動脈、左頸總動脈、左鎖骨下動脈[1]。主動脈弓上分支變異是比較常見的現(xiàn)象，1893年Arthur Thomson等[2]基于尸檢結(jié)果，首次對主動脈弓上分支變異進行了報道，顯示變異發(fā)生率高達20%。后續(xù)的小樣本研究陸續(xù)得出了相似的結(jié)果[3]。1957年1000例尸檢研究顯示正常主動脈弓型比例僅為64.9%[4]。隨著影像學(xué)的發(fā)展，計算機斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）、數(shù)字減影血管造影技術(shù)（digital subtraction angiography，DSA）等血管評估手段逐漸應(yīng)用于研究當(dāng)中，越來越多大樣本研究結(jié)果提示主動脈弓上血管變異的高發(fā)，正常主動脈弓型僅占65.9%～86.7%[5-7]。

隨著醫(yī)學(xué)的不斷進步，越來越多的病變可通過外科手術(shù)或血管內(nèi)治療的方式得以解決。特別是血管內(nèi)治療，由于其手術(shù)創(chuàng)傷方面的優(yōu)勢獲得廣泛的認同。在手術(shù)過程中，血管變異無疑會增加操作的難度，并且增加術(shù)中及圍手術(shù)期并發(fā)癥的風(fēng)險，因此對主動脈弓上血管變異進行研究意義重大，本文將近年來關(guān)于主動脈弓上分支血管變異的研究綜述如下。

1 主動脈弓分支血管類型

最常見的主動脈弓上分支血管類型被稱之為“正常主動脈弓”（類型1），自右向左分別發(fā)出無名動脈、左頸總動脈、左鎖骨下動脈。既往研究中由于存在樣本量不足的情況，罕見的變異類型不可能在研究中全部被發(fā)現(xiàn)。如G.Vu?urevi?等[8]觀察到8種變異類型，其中包括一些亞型的存在，Alper Karacan[9]及國人[10]的研究中觀察到7種不同的類型。總結(jié)既往研究結(jié)果，最常見的變異類型為牛型弓、椎動脈起自主動脈弓和右鎖骨下動脈迷行[11]。

牛型弓（類型2）為最為常見的變異類型，主動脈弓上發(fā)出2支血管，右側(cè)血管自主動脈弓上發(fā)出后分為無名動脈與左側(cè)頸總動脈；左側(cè)為左鎖骨下動脈。雖然被稱之為“牛型弓”，但這樣的命名是不準確的，因為在牛的主動脈弓上無名動脈是獨自發(fā)出[11]。此種類型的變異根據(jù)無名動脈與左頸總動脈的位置關(guān)系又可分為2種亞型。a型：主動脈弓上相同位置同時發(fā)出無名動脈與左頸總動脈；b型：左側(cè)頸總動脈與無名動脈共干，即弓上右側(cè)血管在發(fā)出一段距離后分成無名動脈與左側(cè)頸總動脈[11]。既往大量尸檢及影像學(xué)研究結(jié)果顯示，牛型弓的發(fā)生率在10.0%～27.1%[2-4，7，9，12]。

椎動脈直接起自主動脈弓（類型3）：主動脈弓上發(fā)出4支血管，自右向左分別為無名動脈、左側(cè)頸總動脈、左側(cè)椎動脈、左側(cè)鎖骨下動脈。根據(jù)椎動脈發(fā)出的位置又可分成不同亞型。a型：最常見的類型，主動脈弓上左側(cè)椎動脈起點位于左側(cè)頸總動脈與左側(cè)鎖骨下動脈之間；b型：左側(cè)椎動脈起自左側(cè)鎖骨下動脈背根部[13]。人群中此類型變異的發(fā)生率為2.5%～6.0%[2，4，7，9，12]。

右鎖骨下動脈迷行（類型4）：主動脈弓上血管自右向左分別為右側(cè)頸總動脈、左側(cè)頸總動脈、左側(cè)鎖骨下動脈、右側(cè)鎖骨下動脈。右鎖骨下動脈獨自從主動脈弓最左側(cè)降主動脈上部發(fā)出，向右上方經(jīng)過氣管、食管走行至右側(cè)肺尖的位置。根據(jù)右鎖骨下動脈走行與氣管、食管的位置關(guān)系可分為3種亞型。a型：右鎖骨下動脈位于食管與氣管后方；b型：右鎖骨下動脈位于食管與氣管之間[14]；c型：右鎖骨下動脈位于食管與氣管前方。在普通人群中，迷行的右鎖骨下動脈發(fā)生率為0.2%～13.3%[7，9，12]。

其他類型，包括左右頸動脈共干、雙頭臂干、右側(cè)椎動脈起自主動脈弓、甲狀腺最下動脈起自主動脈弓、右位主動脈弓等。其他類型變異總發(fā)生率＜1%，屬于罕見類型，多見于個案報道中[15]。主動脈弓上血管排列情況見表1。

2 不同人群主動脈弓血管變異

主動脈弓上血管的變異受到環(huán)境、種族和遺傳等因素影響，不同地域、人種間主動脈弓上分支變異發(fā)生率不同[19]。1933-2016年此類研究的Meta分析結(jié)果顯示，印度人群變異發(fā)生率最低，而約旦人群變異發(fā)生率最高[15]。美國黑人變異發(fā)生率為48.3%，美國白人為33.1%，印度為23%，葡萄牙為18%，英國為17.6%，希臘為17%，日本為16.7%，韓國為16%，亞洲為11.06%，波蘭為2.6%[2-3，5，21-26]。同時變異類型分布也不盡相同，牛型弓的發(fā)生率在黑人中高達41.4%～45.6%，白種人為13%，日本人群僅為0.9%[21，26-27]。椎動脈起源異常也存在類似情況，2005年基于尸檢的研究結(jié)果顯示左側(cè)椎動脈起自于主動脈弓的發(fā)生率為7.41%，而在澳大利亞南部人群樣本中這個比例高達13.95%[28]。普通人群研究中發(fā)現(xiàn)右鎖骨下迷行的發(fā)生率有性別差別，女性的發(fā)生率要顯著高于男性，牛型弓在女性中發(fā)生率也高于男性，但人群中總的變異發(fā)生率無明顯性別差異[19，29，32-33]。

3 主動脈弓分支血管變異發(fā)生的胚胎學(xué)機制

目前認為，主動脈弓上血管變異與胚胎發(fā)育過程密切相關(guān)。胚胎發(fā)育前4周，動脈干發(fā)出6對對稱的咽弓動脈，這6對原始血管弓連接背側(cè)和腹側(cè)主動脈及主動脈囊。胚胎發(fā)育過程中，原始血管網(wǎng)絡(luò)中不同位置將發(fā)生融合、退化及中斷，于第8周時逐漸形成主動脈弓及弓上分支血管的最終形態(tài)[34-35]。發(fā)育過程的各種異常會引發(fā)不同類型的血管變異：①正常情況下，主動脈囊形成分叉后發(fā)出左右兩支；如果無分叉形成，左頸總動脈則直接連接至主動脈囊，從而導(dǎo)致左頸總動脈與無名動脈以共同的起點發(fā)出，形成“牛型弓”[36]。第3咽弓動脈的近端部分常與主動脈囊左角相延續(xù)或融合，如果融合位置位于主動脈囊右角，也會形成“牛型弓”[33]。②血管中斷、退化發(fā)生的位置位于右頸總動脈與右鎖骨下動脈之間，即形成了右鎖骨下動脈迷行[14]。③退化發(fā)生在左側(cè)動脈導(dǎo)管與左鎖骨下動脈或降主動脈之間，形成右位主動脈弓[34]。④退化發(fā)生于左頸總動脈與左鎖骨下動脈之間，形成右位主動脈弓合并迷走左鎖骨下動脈[34]。⑤異常的左側(cè)椎動脈起源是由于左側(cè)第6或第8頸節(jié)間動脈持續(xù)存在，若左側(cè)椎動脈起源于第6頸節(jié)間動脈，最終的椎動脈將起自主動脈弓上左頸總動脈與左側(cè)鎖骨下動脈之間的位置；如果起源于第8頸節(jié)間動脈，左側(cè)椎動脈將自主動脈弓上左鎖骨下動脈的背根部發(fā)出[13]。

表1 主動脈弓分支血管類型

胚胎發(fā)育過程中變異發(fā)生的影響因素目前尚無定論，有結(jié)果顯示多種因素可以影響變異的發(fā)生情況，如：母親營養(yǎng)狀況、精神壓力、時代背景等[28]。有假說認為化學(xué)信號傳導(dǎo)通路影響了變異的出現(xiàn)，如血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）的分泌不足，也有學(xué)者推測變異可能與22q11染色體的缺失相關(guān)[14，28]。因此變異血管變異發(fā)生的機制和影響因素尚需要進一步的研究。

4 血管變異與疾病之間的關(guān)系

雖然主動脈弓上血管的變異通常為無癥狀的，但是其仍然與一些疾病的發(fā)生有相關(guān)性。牛型弓由于弓上血管分支減少、進入分支的血流速加快，血管壁會承受更大的壓力，從而引起動脈瘤或動脈夾層的出現(xiàn)。研究結(jié)果顯示胸主動脈疾病患者牛型弓發(fā)生率增高，牛型弓人群出現(xiàn)胸主動脈癥狀的概率明顯高于正常對照組[37-39]。雖然牛型弓上血管會承受較大的壓力，但是研究結(jié)果顯示其與頸動脈粥樣硬化、頸動脈狹窄并無明顯相關(guān)性[2]。我國學(xué)者研究結(jié)果顯示，主動脈夾層患者總的血管變異發(fā)生率低于正常人群[10]。雖然沒有明確的證據(jù)支持椎動脈起源變異是腦血管病變的預(yù)測因素，但直接起自主動脈弓的椎動脈由于血流動力學(xué)的改變，容易出現(xiàn)擴張、動脈瘤、狹窄等情況[40-41]。椎動脈起自主動脈弓患者容易發(fā)展成為B型主動脈夾層[10]。右鎖骨下動脈迷行人群中，21三體綜合征及先天性心臟病的發(fā)生率明顯增高。研究結(jié)果顯示，新生兒及成人患有21三體綜合征的人群中右鎖骨下動脈迷行的發(fā)生率明顯增高，分別為7.9%～29.6%與1.6%～35.7%[14]。先天性血管異常如室間隔缺損、橫紋肌瘤、心內(nèi)膜彈力膜增生癥、單心室等也常與鎖骨下動脈迷行共發(fā)[42]。同時，如果迷行的右鎖骨下動脈走行于氣管與食管之間可能會引起明顯的壓迫癥狀，如吞咽困難、呼吸困難甚至出現(xiàn)食管瘺[14]。

5 血管變異對手術(shù)的影響

近些年來神經(jīng)介入技術(shù)飛速發(fā)展，頸動脈狹窄的患者可通過支架置入的方式實現(xiàn)血流改善，但主動脈弓上血管變異會增加操作的難度。如牛型弓的變異可能需要使用交換技術(shù)、更換特殊導(dǎo)管等方式完成手術(shù)，增加手術(shù)時間、射線暴露時間，同時增加術(shù)中并發(fā)癥的發(fā)生率[12，32，43]。椎動脈直接起自于主動脈弓時，常規(guī)血管超聲檢查或全腦血管造影過程可能誤認為椎動脈閉塞，從而影響病情判斷。同樣，在椎動脈選擇造影時此種類型的變異會增加操作難度，在反復(fù)嘗試的過程中可能引起斑塊破裂、醫(yī)源性椎動脈夾層、椎動脈破裂的情況出現(xiàn)。外科手術(shù)過程中，血管的變異同樣可能導(dǎo)致不良事件的發(fā)生風(fēng)險增高[5，10]，如主動脈弓血管修補術(shù)后滲漏導(dǎo)致的腦或肢體缺血[10]；迷行的右鎖骨下動脈通常會伴隨喉返神經(jīng)的纏繞，因此手術(shù)過程中可能會出現(xiàn)喉返神經(jīng)的損傷[44]；甲狀腺最下動脈起自主動脈弓時血管誤傷的風(fēng)險增高[20]。

總之，主動脈弓上分支血管的變異是常見的現(xiàn)象，變異的發(fā)生來自于胚胎時期原始主動脈弓血管網(wǎng)絡(luò)不同位置退化和融合的異常，具體何種機制影響了變異的發(fā)生尚不明確。雖然多數(shù)變異并沒有明顯的臨床癥狀，但變異增加了外科手術(shù)以及血管內(nèi)治療的難度和風(fēng)險。因此對主動脈弓分支變異的研究、術(shù)前血管影像學(xué)檢查對于胸部、頭頸部手術(shù)方式的制定影響重大。