血管老化與慢性硬膜下血腫的研究進(jìn)展

王 凱，王 歡，范小璇，楊永鋒，馬思田，趙曉平

血管老化是指隨著年齡增加，血管結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生的退行性改變[1]。在細(xì)胞學(xué)主要表現(xiàn)為血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)和血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cells，ECs)形態(tài)學(xué)改變；在組織學(xué)主要表現(xiàn)為血管內(nèi)皮和中層結(jié)構(gòu)及功能的改變，具體表現(xiàn)為膠原增加，彈性纖維減少、斷裂，血管鈣化和動(dòng)脈硬化，彈性動(dòng)脈壁增厚，血管順應(yīng)性降低，血液流速和流量異常等[2]。血管老化在人體衰老過(guò)程中具有重要作用，其發(fā)生后心腦血管疾病的發(fā)生率也明顯增加[3]，近年來(lái)，隨著老齡化的加劇，血管老化導(dǎo)致的心腦血管疾病已經(jīng)成為老年人發(fā)病和死亡的首要原因[4]。最新臨床證據(jù)指出血管老化可能在慢性硬膜下血腫(chronic subdural hematoma，CSDH)發(fā)生及復(fù)發(fā)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[5]，但目前尚未有可靠的證據(jù)證實(shí)。本研究結(jié)合血管老化的研究和CSDH的發(fā)病機(jī)制，分析血管老化與CSDH的關(guān)系，以期為防治CSDH發(fā)生及復(fù)發(fā)提供新的診療思路。

1 血管老化的發(fā)生機(jī)制

研究表明，隨著年齡的增加，機(jī)體會(huì)發(fā)生一系列變化，如炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮功能障礙、自噬減退及端粒改變等[3]，這些變化會(huì)使機(jī)體的穩(wěn)態(tài)失衡，血管損傷并難以修復(fù)，從而使血管進(jìn)入老化狀態(tài)。

1.1 炎癥反應(yīng)與血管老化 炎癥反應(yīng)參與血管老化的整個(gè)過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)，炎性細(xì)胞因子、趨化因子及黏附分子的表達(dá)在機(jī)體衰老進(jìn)程中被上調(diào)，血漿中白介素-6(IL-6)、白介素-18(IL-18)、C反應(yīng)蛋白(CRP)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性標(biāo)志物的濃度也持續(xù)升高[6]。炎性信號(hào)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)在介導(dǎo)炎癥反應(yīng)及加速血管老化的過(guò)程中具有重要作用，它可誘導(dǎo)TNF-α和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等炎性信號(hào)增加，并激活凋亡因子-3/凋亡因子-9(Caspase-3/Caspase -9)引起DNA斷裂，從而導(dǎo)致ECs凋亡[6]。此外，衰老的VSMCs自身可分泌大量的白介素-1β(IL-1β)、IL-6、白介素-8(IL-8)、MCP-1及TNF-α等促炎因子，同時(shí)，經(jīng)AngⅡ誘導(dǎo)的新增殖分化的年輕VSMCs也可分泌大量的促炎因子，這些促炎因子可導(dǎo)致VSMCs損傷，從而加速VSMCs的衰老和凋亡[7]。最后，核因子κB(NF-κB)可以通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)性基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，AngⅡ可誘導(dǎo)NF-κB的激活并促進(jìn)活性氧(ROS)的產(chǎn)生，從而激活p53、p21等目的基因調(diào)節(jié)VSMCs及ECs的凋亡和增殖，最終加速血管衰老[8]。

1.2 氧化應(yīng)激與血管老化 氧化應(yīng)激與機(jī)體慢性炎癥反應(yīng)密不可分，炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)有害的ROS含量升高[9]，ROS的產(chǎn)生與分解之間不平衡時(shí)機(jī)體內(nèi)蓄積的自由基會(huì)通過(guò)修飾或干涉細(xì)胞蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA引起細(xì)胞大分子的氧化損傷從而發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)[10]，而氧化應(yīng)激發(fā)生可通過(guò)缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2(VEGFR-2)信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)血管內(nèi)皮屏障損傷，從而加速血管老化進(jìn)程[11-14]。與此同時(shí)，ROS異常增加可促進(jìn)炎癥介質(zhì)的分泌使機(jī)體持續(xù)處于慢性炎癥狀態(tài)，這一過(guò)程導(dǎo)致了“炎癥反應(yīng)-氧化應(yīng)激”的惡性循環(huán)，進(jìn)而反復(fù)損傷血管內(nèi)皮加速血管老化進(jìn)程。

1.3 內(nèi)皮功能障礙與血管老化

1.3.1 高糖狀態(tài) 高糖狀態(tài)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、脂代謝紊亂及糖基化的終末產(chǎn)物(AGEs)在血管老化發(fā)生過(guò)程中起著重要作用，AGEs受體(RAGE)系統(tǒng)參與糖尿病血管老化過(guò)程，糖尿病病人體內(nèi)AGEs增加長(zhǎng)期蓄積后與RAGE相互作用導(dǎo)致局部及全身炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，損傷ECs導(dǎo)致血管硬度增加進(jìn)而形成動(dòng)脈粥樣硬化[15]，此外高糖能降低血管保護(hù)因子一氧化氮(NO)的水平，導(dǎo)致ECs發(fā)生應(yīng)激性早衰，進(jìn)而導(dǎo)致ECs功能紊亂加速血管老化[16]。此外研究還發(fā)現(xiàn)蛋白激酶C信號(hào)通路參與高糖誘導(dǎo)的血管老化，高糖還可以通過(guò)骨形成蛋白-2(BMP-2)/Msx2-Wnt信號(hào)通路加速血管鈣化[17]。在糖尿病治療過(guò)程中外界胰島素的干預(yù)可以通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2)/破骨細(xì)胞分化因子(RANKL)途徑加速VSMCs細(xì)胞成骨分化及鈣化，從而加速血管老化[18]。

1.3.2 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)高表達(dá) 基質(zhì)金屬蛋白酶的高表達(dá)參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成，加速血管老化進(jìn)程[19]。有研究表明，當(dāng)體內(nèi)MMP-2、MMP-8及MMP-9的濃度升高時(shí)，動(dòng)脈血管壁組織的修復(fù)和重塑功能均明顯下降，管壁瘢痕形成速度將大幅度提高，從而促使動(dòng)脈粥樣硬化的形成[20]。其中MMP-9還能降解粥樣斑塊表面纖維帽中的結(jié)締組織和膠原纖維，導(dǎo)致斑塊破裂，破裂后的斑塊能釋放大量的組織因子，激活血小板和凝血系統(tǒng)，導(dǎo)致血栓再次形成并機(jī)化，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化損害的惡性循環(huán)，此外MMP-9還能誘導(dǎo)VSMCs發(fā)生凋亡，從而加速血管老化[21]。

1.4 自噬與血管老化 機(jī)體自噬功能下調(diào)將加速血管老化進(jìn)程[22]，自噬是一種細(xì)胞內(nèi)部的處理機(jī)制，有助于維持體內(nèi)平衡。基礎(chǔ)水平的自噬可以通過(guò)促進(jìn)受損蛋白和細(xì)胞器的破壞來(lái)保護(hù)組織免受氧化應(yīng)激和炎癥，相反，自噬不足會(huì)導(dǎo)致受損蛋白的積累并進(jìn)一步促進(jìn)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)壽的調(diào)節(jié)劑Atg5的過(guò)表達(dá)導(dǎo)致自噬的誘導(dǎo)和小鼠壽命的延長(zhǎng)[23]。在血管系統(tǒng)中，自噬與多種生理和病理生理過(guò)程有關(guān)，包括血管生成、內(nèi)皮中旁分泌反應(yīng)、血管壁鈣化和動(dòng)脈粥樣硬化等[24]。在自噬缺陷的Atg3敲低的ECs中內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)被激活而NO生成減少，這與氧化應(yīng)激和炎癥的增加相關(guān)[25]，而氧化應(yīng)激和炎癥的增加可以加速血管老化的進(jìn)程。

1.5 端粒與血管老化 端粒通過(guò)細(xì)胞衰老參與血管老化過(guò)程，細(xì)胞衰老主要表現(xiàn)為端粒酶活性下降和端粒功能異常。隨著年齡的增長(zhǎng)，端粒的縮短、損傷，端粒酶的活性下降會(huì)導(dǎo)致VSMCs和ECs衰老及功能障礙進(jìn)而形成血管老化[26]，當(dāng)機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)時(shí)，端粒會(huì)因損傷而縮短加速細(xì)胞衰老和血管老化[27]。

2 CSDH的發(fā)生機(jī)制

CSDH常發(fā)生于顱腦外傷3周以后，表現(xiàn)為蛛網(wǎng)膜與硬腦膜之間發(fā)生血液集聚形成慢性占位性病變。既往認(rèn)為外傷是CSDH形成的主要原因，但近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)約50%病人否認(rèn)外傷史，臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)高齡、長(zhǎng)期口服抗凝藥物、心腦血管基礎(chǔ)病變及慢性炎癥反應(yīng)是CSDH發(fā)生及復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)因素[28-29]。既往研究認(rèn)為CSDH發(fā)病與橋靜脈牽拉斷裂出血、血管通透性增高和局部纖溶亢進(jìn)有關(guān)，最新研究發(fā)現(xiàn)，高齡導(dǎo)致的慢性炎性衰老、血管老化及血管基礎(chǔ)性病變可能是CSDH發(fā)生及復(fù)發(fā)的重要機(jī)制[29-30]。老年人血管順應(yīng)性降低，其彈性變差，脆性增加，腦血流量減少和氧代謝障礙容易造成血管的損傷，這是局部炎癥反應(yīng)、不成熟血管形成及血管通透性增高的基礎(chǔ)[31]；外傷等原因?qū)е掠材は虑痪植垦壕奂?，VEGF和炎性細(xì)胞因子大量分泌聚集，導(dǎo)致血腫壁上不成熟血管大量增生、ECs受損、血管通透性增高，從而導(dǎo)致血腫壁周?chē)軡B漏，血腫逐漸增大[32]。

3 血管老化與CSDH

血管老化的發(fā)生會(huì)使腦血管的順應(yīng)性降低，繼而導(dǎo)致氧代謝紊亂及局部腦血流量(rCBF)異常等。這些病理性的改變?nèi)菀自斐裳軗p傷，而老化的血管損傷后修復(fù)能力極差，緩慢的修復(fù)過(guò)程使局部形成慢性低度炎癥反應(yīng)。此外，因血管老化導(dǎo)致ECs損傷，從而使修復(fù)的血管通透性增加或形成不成熟血管。而目前研究認(rèn)為CSDH形成機(jī)制也與局部炎癥反應(yīng)、血腫外膜新生不成熟血管形成關(guān)系密切[31]。

3.1 炎癥反應(yīng)與CSDH 炎癥反應(yīng)在CSDH形成整個(gè)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，多項(xiàng)研究認(rèn)為，CSDH是一種局部炎癥反應(yīng)疾病，IL-6、IL-8、白介素-10(IL-10)及TNF-α等炎性因子廣泛存在于CSDH的血腫液和血腫壁上[33]，而血管老化的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的IL-6、IL-8及TNF-α等炎性因子[7]。

3.1.1 IL-6與CSDH 研究表明，CSDH病人血腫腔內(nèi)IL-6含量明顯增高。IL-6是淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞分泌的炎性細(xì)胞因子，它能夠誘導(dǎo)白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞黏附聚集在硬膜下間隙，引起炎癥反應(yīng)和包膜炎性增生，從而加速血腫形成[34]。此外，IL-6可以擴(kuò)大血管內(nèi)皮間隙，增加血管通透性，導(dǎo)致血腫壁周?chē)軡B漏增加，導(dǎo)致血腫進(jìn)一步增大[35]。

3.1.2 IL-8與CSDH IL-8是重要的炎性因子，研究證實(shí)，IL-8不僅能促進(jìn)神經(jīng)組織炎癥反應(yīng)，還可以提高纖溶活性并加速不成熟血管的生長(zhǎng)[36]。Kurokawa等[37]發(fā)現(xiàn)硬膜下積液中含有大量的IL-8，它能刺激積液周?chē)纬梢粚影ぃ@層包膜在IL-8的作用下產(chǎn)生局部炎癥反應(yīng)，形成大量新生不成熟毛細(xì)血管，在炎性因子的刺激下，新生不成熟毛細(xì)血管滲出增加，進(jìn)而導(dǎo)致CSDH形成。

3.1.3 TNF-α與CSDH TNF-α來(lái)源于大腦神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及外周循環(huán)中的單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞，CSDH病人腦脊液及血液中TNF-α水平都會(huì)增高。TNF-α是機(jī)體炎性反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能誘導(dǎo)IL-6、IL-8等細(xì)胞因子的生成，增加細(xì)胞黏附因子的表達(dá)及吞噬細(xì)胞的活性，促進(jìn)中性粒細(xì)胞活化及脫顆粒，使炎癥反應(yīng)呈級(jí)聯(lián)放大模式，最終形成全身炎癥反應(yīng)[38]。此外，TNF-α可促使血腫外膜形成，導(dǎo)致ECs間隙擴(kuò)大及血管通透性增加，進(jìn)而使硬膜下血腫形成并擴(kuò)大。

3.2 血腫外膜新生不成熟血管形成與CSDH 血腫外膜新生不成熟血管形成在CSDH形成過(guò)程中具有重要作用，新生不成熟血管形成受多種生長(zhǎng)因子刺激和調(diào)控。MMPs、VEGF及AngⅡ在血管新生過(guò)程中起著重要作用[39]。此外，機(jī)體高糖及氧化應(yīng)激狀態(tài)也影響著血管的新生及重建。而血管老化過(guò)程中MMPs、VEGF及AngⅡ水平同樣會(huì)發(fā)生變化[6，9]，最新研究還發(fā)現(xiàn)，機(jī)體高糖狀態(tài)及氧化應(yīng)激反應(yīng)是細(xì)胞衰老和血管老化的重要原因[17-18]。

3.2.1 MMPs與CSDH MMPs是一組在降解細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)過(guò)程中起主要作用的蛋白水解酶家族。MMP-2、MMP-9是來(lái)源于MMPs家族的一組蛋白水解酶，有研究表明 MMP-2、MMP-9大量存在于結(jié)構(gòu)功能不全的血管中，在血管新生過(guò)程中起著重要作用[39]，而目前國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為血腫外膜上新生血管的形成及再出血可能在CSDH 的形成及擴(kuò)大過(guò)程中起著重要作用。此外，MMP-9被認(rèn)為在細(xì)胞外基質(zhì)降解和重塑過(guò)程中起著十分重要的作用，它還可以導(dǎo)致ECs的損傷以及中斷細(xì)胞-基質(zhì)作用，降解緊密連接蛋白從而使血管壁弱化，增加血管通透性[40]。

3.2.2 AngⅡ、VEGF與CSDH VEGF和AngⅡ是特異性?xún)?nèi)皮生長(zhǎng)因子其中兩個(gè)家族，在血管的形成、生長(zhǎng)和成熟的過(guò)程中起著重要作用[41]。VEGF能夠激活血腫外膜上的Ras/絲裂原細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(MEK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(AKT)信號(hào)傳導(dǎo)通路參與血管生成同時(shí)增加血管通透性[42-43]，在VEGF高表達(dá)情況下機(jī)體形成的新生血管多不成熟，因而容易引起反復(fù)出血，使CSDH進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，AngⅡ能增加ECs對(duì)VEGF的敏感性，從而促進(jìn)血腫外膜上新生不成熟血管形成[44-45]。

3.2.3 高糖狀態(tài)與CSDH 機(jī)體高糖狀態(tài)能夠加速血管老化促使CSDH形成，機(jī)體高糖狀態(tài)可以通過(guò)p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)[46]、Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK/STAT)[47]、NF-κB[48]等細(xì)胞信號(hào)通路誘導(dǎo)ECs損傷，使血管通透性改變、腦血流障礙和VSMCs增殖紊亂，導(dǎo)致微血管循環(huán)障礙及血管再生紊亂等血管基礎(chǔ)病變，從而加速血管老化促使CSDH形成[49]。此外，機(jī)體高糖狀態(tài)還能增加VEGF的表達(dá)，當(dāng)ECs損傷后VEGF能加速側(cè)支循環(huán)的建立，但同樣受高糖影響，新生血管通透性改變導(dǎo)致血腫膜上的新生血管滲出增加[50]。

3.2.4 氧化應(yīng)激與CSDH 機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)與CSDH形成并無(wú)直接關(guān)系，但氧化應(yīng)激狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能異常，氧化應(yīng)激產(chǎn)生的ROS能使ECs和VSMCs發(fā)生改變，進(jìn)而影響血管壁細(xì)胞的生長(zhǎng)和凋亡，當(dāng)血管壁細(xì)胞損傷時(shí)血管通透性會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而影響CSDH的形成。此外，氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)造成細(xì)胞DNA的損傷[11]、誘導(dǎo)炎性因子表達(dá)引起炎癥反應(yīng)[12]，雖然炎癥可以幫助組織修復(fù)，但機(jī)體持續(xù)炎癥反應(yīng)可能導(dǎo)致CSDH外炎性包膜的形成，血腫包膜在炎性因子的刺激下形成不成熟毛細(xì)血管再次導(dǎo)致滲出增加，加速血腫擴(kuò)大，形成惡性循環(huán)。

4 小 結(jié)

血管老化的本質(zhì)為ECs和平滑肌細(xì)胞在機(jī)體炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激及線(xiàn)粒體功能障礙等一系列病理變化過(guò)程中反復(fù)損傷導(dǎo)致血管結(jié)構(gòu)及功能改變，即血管基礎(chǔ)性病變，具體表現(xiàn)為局部炎性改變、血管內(nèi)皮受損、不成熟血管增生及血管通透性增加等。而研究證實(shí)局部炎性反應(yīng)、血腫外膜新生不成熟血管形成及血管通透性改變也是CSDH形成的基礎(chǔ)。因此，血管老化與CSDH發(fā)生和復(fù)發(fā)可能存在密切關(guān)系，其機(jī)制可能為：在血管老化進(jìn)程中，IL-6、IL-8及TNF-α等炎性因子會(huì)被大量分泌釋放，使機(jī)體局部或全身處于炎癥狀態(tài)。外傷、腦萎縮等原因使橋靜脈牽拉、破裂導(dǎo)致硬膜下腔局部血液或積液聚集時(shí)，炎性細(xì)胞因子將大量分泌聚集，刺激血腫周?chē)纬梢粚影?，血腫包膜在炎性因子刺激下形成不成熟血管，這些不成熟血管在炎性狀態(tài)下大量增生、ECs受損、血管通透性增高，導(dǎo)致血管滲漏，使硬膜下血腫逐漸增大[32]。

基于以上理論研究，緩解機(jī)體炎癥狀態(tài)、抑制不成熟血管生成、改善血管基礎(chǔ)性病變及抑制血管老化可能成為防治CSDH的重要手段。目前，地塞米松等糖皮質(zhì)激素在臨床的應(yīng)用一定程度上抑制了CSDH病人的機(jī)體炎癥反應(yīng)，阿托伐他汀鈣片在抑制不成熟血管生成、改善血管基礎(chǔ)性病變方面也取得了一定療效，此外，中藥組方培元化瘀方也證實(shí)能抑制血腫外膜中VEGF表達(dá)，減少血腫外膜新生不成熟血管生成[51]。但抑制血管老化方面的研究目前仍有所欠缺，該理論應(yīng)用于臨床可能成為防治CSDH發(fā)生及復(fù)發(fā)提供新的診療思路。