顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布關(guān)系研究進(jìn)展☆

牛亞男陳麗萍

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化（intracranial atherosclerosis，ICAS）是卒中患者最常見的血管病變[1]，在亞洲人群中，ICAS約導(dǎo)致30%～50%的缺血性卒中[2]。斑塊分布是斑塊特征之一，被認(rèn)為是預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)卒中的重要因素[3]，了解ICAS斑塊分布有利于相關(guān)卒中患者的早期發(fā)現(xiàn)及血管內(nèi)治療。通過(guò)尸檢病理研究及成像方法發(fā)現(xiàn)，顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀可能與ICAS斑塊分布有關(guān)[4-8]。本文結(jié)合目前的研究進(jìn)展，旨在闡述幾種顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀和ICAS斑塊分布之間的聯(lián)系。

1 動(dòng)脈粥樣硬化斑塊概念

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊由細(xì)胞、結(jié)締組織、細(xì)胞外基質(zhì)和脂質(zhì)沉積物組成，常被定義為血管壁的偏心性增厚，最厚處為最薄處的1.5倍以上。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與動(dòng)脈粥樣硬化疾病密切相關(guān)，動(dòng)脈粥樣硬化疾病導(dǎo)致動(dòng)脈順應(yīng)性和彈性的喪失，可引起管腔狹窄，進(jìn)展為缺血或栓塞事件，或表現(xiàn)為斑塊的破裂，可能導(dǎo)致栓塞事件或原位動(dòng)脈血栓形成。斑塊的特征和易損性通常由斑塊分布、斑塊負(fù)荷、斑塊內(nèi)出血和強(qiáng)化、動(dòng)脈重塑等特點(diǎn)進(jìn)行描述，了解斑塊特征和易損性是發(fā)展未來(lái)血管內(nèi)治療和預(yù)測(cè)并發(fā)癥及卒中復(fù)發(fā)事件的關(guān)鍵。

2 評(píng)估方式

通常采用傳統(tǒng)的血管成像方法來(lái)識(shí)別和描繪血管及其腔內(nèi)的病變，包括數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影（computed tomographic angiography，CTA）、經(jīng)顱多普勒（transcranial Doppler，TCD）和磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）等。在血管成像方法的基礎(chǔ)上，利用圖像分析軟件對(duì)血管形狀進(jìn)行觀察及測(cè)量可以較為準(zhǔn)確地對(duì)血管形狀進(jìn)行評(píng)估。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致動(dòng)脈壁增厚的血管，在向外重塑后，可以短暫的保留管腔和血流[9-10]。顱內(nèi)動(dòng)脈血管壁成像（intracranial vessel wall imaging，IVWI）可以在血管壁變化未引起任何明顯的管腔狹窄時(shí)就檢測(cè)出血管壁變化[11]，對(duì)傳統(tǒng)血管成像方法起到出色的補(bǔ)充作用。高分辨率磁共振成像（high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）可以顯示ICAS高危斑塊的超微結(jié)構(gòu)和活性[12-13]，在描繪斑塊特征方面表現(xiàn)出獨(dú)特作用，目前已被允許直接評(píng)估ICAS斑塊[14-15]。

病理組織學(xué)研究及尸檢研究可直接可視化動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，有助于了解ICAS的真實(shí)存在，并確定其與相關(guān)危險(xiǎn)因素之間的聯(lián)系[16]。

3 顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布的關(guān)系

斑塊的形成與分布與多種危險(xiǎn)因素有關(guān)，如年齡、性別、高血壓、糖尿病等。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，斑塊易損性可能與血管形狀有關(guān)[17]。斑塊的形成和特征在不同的節(jié)段、左右支以及前后循環(huán)卒中之間存在差異[18]。FISHER[19]提出血管幾何形狀產(chǎn)生的血流特征可以預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化和斑塊破裂的位置。WOO等[20]研究發(fā)現(xiàn)斑塊的位置可能會(huì)影響缺血性腦卒中的病變模式。認(rèn)識(shí)顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布之間的聯(lián)系有助于更好地了解顱內(nèi)動(dòng)脈與動(dòng)脈粥樣硬化疾病的關(guān)系，為早期ICAS的識(shí)別及治療提供便利。

3.1 大腦中動(dòng)脈血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布的關(guān)系 近年來(lái)，關(guān)于大腦中動(dòng)脈血管形狀與ICAS斑塊分布相關(guān)性的研究相繼展開。KIM等[4]發(fā)現(xiàn)直形或U形大腦中動(dòng)脈與上部斑塊更密切相關(guān)，而倒U形和S形大腦中動(dòng)脈與下部斑塊更密切相關(guān)（圖1，為作者單位供圖，本文圖片均是），但該研究樣本量有限，仍需進(jìn)一步證實(shí)。在此之后，KIM等[21]的一項(xiàng)研究顯示大腦中動(dòng)脈主干彎曲度高、近端直徑小可能與大腦中動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)。YU等[5]發(fā)現(xiàn)，斑塊在相同方向的M1曲線中比在不同方向的M1曲線中更常見，如在向上的M1曲線中更容易觀察到上壁斑塊，在向下的M1曲線中更容易觀察到下壁斑塊。該研究還發(fā)現(xiàn)癥狀性斑塊最常分布在上壁，無(wú)癥狀性斑塊最常分布在下壁，而背側(cè)壁是最不常見的斑塊分布區(qū)域（圖2）。以上研究提示大腦中動(dòng)脈的幾何構(gòu)型、血管直徑和彎曲度、M1段曲線方向與ICAS斑塊分布密切相關(guān)。

3.2 椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布的關(guān)系 多項(xiàng)研究探索了椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)血管形狀與ICAS斑塊分布的潛在聯(lián)系。CORNHILL等[22]的一項(xiàng)尸檢研究發(fā)現(xiàn)基底動(dòng)脈中動(dòng)脈粥樣硬化更多地分布于腹側(cè)和基底動(dòng)脈近端。SVINDLAND等[23]的一項(xiàng)病理組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化最常見于分叉的外壁和動(dòng)脈彎曲處的內(nèi)彎。RAVENSBERGEN等[6,24]認(rèn)為較大的匯合角是動(dòng)脈粥樣硬化的幾何危險(xiǎn)因素，并且發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化可能更容易發(fā)生在椎基底動(dòng)脈交界處的頂點(diǎn)和基底動(dòng)脈的側(cè)壁。ZHOU等[25]的研究發(fā)現(xiàn)基底動(dòng)脈血管彎曲度與基底動(dòng)脈斑塊有關(guān)，基底動(dòng)脈斑塊更有可能位于彎曲血管內(nèi)弧，而不是外?。▓D 3）。這在DENG等[26]的研究中也得到驗(yàn)證。此外，HONG等[27]發(fā)現(xiàn)椎動(dòng)脈的直徑差異為中重度基底動(dòng)脈彎曲度的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。因此，椎動(dòng)脈的直徑差異可能會(huì)通過(guò)影響基底動(dòng)脈彎曲度，引起斑塊的形成與分布變化。KIM等[28]研究顯示基底動(dòng)脈-中角和基底動(dòng)脈-椎動(dòng)脈角與基底動(dòng)脈斑塊分布相關(guān)，更大的基底動(dòng)脈-中角可能會(huì)增強(qiáng)在中腦橋水平基底動(dòng)脈側(cè)壁斑塊的形成，更大的基底動(dòng)脈-椎動(dòng)脈角可能會(huì)增強(qiáng)在下腦橋水平基底動(dòng)脈后壁斑塊的形成（圖4）。YU等[7]發(fā)現(xiàn)椎基底動(dòng)脈幾何構(gòu)型和基底動(dòng)脈斑塊位置相關(guān)，音叉型或優(yōu)勢(shì)-λ型椎基底動(dòng)脈，基底動(dòng)脈斑塊均勻分布于血管壁；發(fā)育不良-λ型椎基底動(dòng)脈，斑塊更多地位于背側(cè)壁；Walking型椎基底動(dòng)脈，斑塊更多地位于橫側(cè)壁和背側(cè)壁（圖5A～D）。然而，該研究認(rèn)為椎動(dòng)脈的直徑差異、基底動(dòng)脈的彎曲側(cè)與斑塊分布無(wú)關(guān)，這一結(jié)論可能與一些研究不一致。ZHENG等[29]在對(duì)椎基底動(dòng)脈幾何構(gòu)型的分類中特別地加入了無(wú)匯合構(gòu)型（圖5E），發(fā)現(xiàn)無(wú)匯合型和多彎椎動(dòng)脈（≥3個(gè)彎曲）與基底動(dòng)脈斑塊的存在有關(guān)（圖6）。綜上所述，椎基底動(dòng)脈幾何構(gòu)型、椎動(dòng)脈直徑差異和彎曲數(shù)量、基底動(dòng)脈彎曲度和彎曲方向、基底動(dòng)脈-中角和基底動(dòng)脈-椎動(dòng)脈角與ICAS斑塊分布存在聯(lián)系。

3.3 Willis環(huán)血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布的關(guān)系Willis環(huán)是腦內(nèi)重要的側(cè)支循環(huán)系統(tǒng)，在大多數(shù)人的大腦中存在Willis環(huán)的解剖變異。PASCALAU等[30]發(fā)現(xiàn)不同的解剖變異對(duì)血流動(dòng)力學(xué)平衡的影響不同。發(fā)育不全型、不對(duì)稱型、非典型起源型解剖變異的存在與分叉幾何形狀不平衡有關(guān)；發(fā)育不全型解剖變異的動(dòng)脈表現(xiàn)出更高的血流阻力和更不平衡的分叉幾何形狀。之前的研究[31]提示動(dòng)脈粥樣硬化常定位于分叉幾何形狀最不平衡的部位。因此，Willis環(huán)的一些解剖變異可能通過(guò)不平衡的分叉幾何形狀與ICAS形成產(chǎn)生聯(lián)系[30-33]，從而影響ICAS斑塊分布。LI等[8]發(fā)現(xiàn)Willis環(huán)的完整性可能會(huì)影響大腦中動(dòng)脈的斑塊分布。與有完整Willis環(huán)前部的患者相比，有不完整Willis環(huán)前部患者的大腦中動(dòng)脈斑塊更多的位于下壁，更少的位于腹壁；有不完整Willis環(huán)后部患者的大腦中動(dòng)脈下壁斑塊少于有完整Willis環(huán)后部的患者。目前關(guān)于Willis環(huán)血管形狀與ICAS斑塊分布關(guān)系的研究較少，其聯(lián)系需要進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)。

總之，顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀可能與ICAS斑塊分布存在潛在聯(lián)系。在前循環(huán)中，目前研究主要集中于大腦中動(dòng)脈，其幾何構(gòu)型、血管直徑和彎曲度、M1段曲線方向可能會(huì)影響大腦中動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布。在后循環(huán)中，目前研究主要集中于椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)，其幾何構(gòu)型、椎動(dòng)脈直徑差異和彎曲數(shù)量、基底動(dòng)脈彎曲度和彎曲方向、基底動(dòng)脈-中角和基底動(dòng)脈-椎動(dòng)脈角與基底動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布密切相關(guān)。此外，Willis環(huán)的解剖變異及完整性也與ICAS斑塊分布有關(guān)。以上血管幾何因素與ICAS斑塊分布相關(guān)性的發(fā)現(xiàn)提示，血管形狀對(duì)于ICAS疾病具有重要意義，有必要在今后的臨床工作中引起重視。

4 顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成與分布的機(jī)制

現(xiàn)有文獻(xiàn)提示，低壁剪切應(yīng)力（wall shear stress，WSS）和復(fù)雜血流模式可能是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的一個(gè)重要原因[34-36]。關(guān)于顱外頸動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化的研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊優(yōu)先位于血管連接處和分叉等顯示出復(fù)雜血流流動(dòng)模式和低WSS的特定區(qū)域[37-38]。SAHO等[39]關(guān)于頸動(dòng)脈分叉角的研究表明，血管的幾何形狀與WSS存在明顯聯(lián)系。血管的幾何形狀對(duì)流場(chǎng)（flow field）也有很大的影響[40]。彎曲血管內(nèi)血流的離心作用偏向外壁，減少了內(nèi)壁WSS，從而導(dǎo)致彎曲動(dòng)脈的內(nèi)壁內(nèi)膜增厚或動(dòng)脈粥樣硬化形成。因此，顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀可能通過(guò)改變局部血流動(dòng)力學(xué)[41]，從而影響了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成與分布。

大腦中動(dòng)脈、椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)和Willis環(huán)血管形狀與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布之間存在潛在的聯(lián)系，這可能與顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀改變了局部血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)。在臨床上尋找與斑塊分布相關(guān)的血管幾何因素，可能會(huì)為卒中患者的早期發(fā)現(xiàn)及精確干預(yù)提供新的思路。值得注意的是，研究可能會(huì)得出不同的結(jié)果，這可能與研究對(duì)象及評(píng)估方式的選擇不一致有關(guān)。同時(shí)，已開展的一些研究的樣本量較小，其結(jié)論的可靠性需要進(jìn)一步大樣本量的研究來(lái)證實(shí)。另外，目前關(guān)于顱內(nèi)動(dòng)脈血管形狀和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布關(guān)系的研究主要集中于大腦中動(dòng)脈和椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)，很少涉及其他顱內(nèi)動(dòng)脈，未來(lái)需要更多的研究來(lái)補(bǔ)充。