【摘要】 目的 探讨腹主动脉瘤的发病机理及治疗进展。方法 复习近几年有关腹主动脉瘤的发病机理及治疗的文献,进行综述。结果 腹主动脉瘤的形成是遗传、解剖、环境、生物化学等多因素相互影响和共同作用的结果。腹主动脉中层细胞外基质的代谢失衡在腹主动脉瘤的形成中起主要作用,而基质金属蛋白酶的活性增加和弹性蛋白与胶原蛋白的基因表达失衡可能是主要原因。腹主动脉瘤的治疗包括外科和内科治疗,内科治疗还处于探索和研究阶段。结论 腹主动脉瘤的形成是多因素共同作用的结果,内科治疗是外科治疗的重要补充。
腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm ,AAA) 是血管外科的常见真性血管瘤,男女发病比例为4 ∶1~7 ∶1 ,一旦发生其结果是逐渐增大并最终破裂,预后极其凶险。AAA的病因和发病机理是多基因、多因素相互作用的结果,一般认为与吸烟、高血压及动脉粥样硬化有关,目前认为该病是由解剖缺陷、环境和遗传因素以及病毒和细菌感染等因素共同作用的结果[1 ] 。随着医疗技术的发展及对动物模型的研究,治疗方法除传统的开腹手术行AAA 切除、人造血管移植外,还有血管腔内覆膜支架修复术; 此外,专家学者也对内科治疗做了较多研究。
1 AAA的发病机理
1. 1 遗传因素
早在1977 年Clifton[2 ]就报道同一家族中的3 例AAA患者,从而提出了AAA 有遗传特征的可能性。随后Tilson等[3 ]又调查了大量的AAA 患者的家族性资料,有11 %~21 %的1 个或多个一级亲属患有AAA ,其第1 级亲属的AAA发病风险增加11. 6 倍,分析后认为最常见的是伴性遗传或常染色体支配伴X染色体变异。Powell 等[4 ]采用更精确的血清遗传标记物的研究方法对性染色体及常染色体都做了开创性研究,发现X染色体及16 号染色体长臂上多位点的基因变异与AAA 的形成有密切关系,其中的结合珠蛋白A1 等位基因的表达明显增加,加速了结合珠蛋白的合成,结合珠蛋白可以通过弹性蛋白酶使弹性蛋白的降解增快,而在腹主动脉的中层弹性蛋白的含量较多; 在研究中他们还发现16 号染色体上的胆固醇酯转移蛋白基因在AAA 患者中也表现出较强的基因多态性,提示与AAA 的发病有关。近期又有学者[5 ,6 ] 研究发现,位于19 号染色体的q13. 3 基因可导致脑动脉瘤和AAA 易感性,该基因位于铁蛋白的轻链上,其mRNA 上的3个核苷酸置换引起3 个密码子的改变,这一位点的基因虽不足以致病,但能使患脑动脉瘤和AAA 的易感性增加。
1. 2 解剖学因素
腹主动脉在解剖上具有以下特点: 主动脉自左心室发出后至腹主动脉分叉部,其管径由大逐渐变小,决定了腹主动脉的压力负荷较大,同时由上到下血管壁的胶原纤维的含量逐渐增加,弹性蛋白含量逐渐减少,导致腹主动脉的顺应性降低; 此外,血流脉冲波在腹主动脉分叉部被反射并放大。上述这些因血管内组成物含量和血管管径而导致的解剖学上的缺陷以及血管壁本身所承受血流动力学的特殊性决定了肾动脉下腹主动脉是动脉瘤的好发部位。随着瘤体的形成和进一步扩张,腹主动脉内的血流由层流变为湍流,易在瘤体内形成血栓,研究表明血管内血栓和AAA 的发展和破裂有直接的关系[7 ,8 ] 。临床资料[9 ] 发现AAA 破裂多发生在血栓覆盖处的动脉壁,从结构上研究发现血栓覆盖处的动脉壁比较薄,壁内包含少量的弹性蛋白纤维,同时血管平滑肌也减少, 血栓可能是通过影响血管壁细胞外基质(ext racellular mat rix ,ECM) 的降解而起作用的。
1. 3 组织学的改变
主动脉对抗血流对血管壁压力的主要结构是血管壁的弹性蛋白和胶原蛋白,二者和蛋白多糖、糖蛋白交织在一起构成了主动脉的ECM。正常腹主动脉壁的中膜是由呈同心层状排列的弹性蛋白交织构成,各层间又夹有胶原蛋白和平滑肌细胞。外膜主要由胶原蛋白构成。弹性蛋白具有较好的伸展性,能伸展达自身长度的1 倍。胶原蛋白主要由Ⅰ型与Ⅲ型胶原蛋白以3 ∶1 的比例组成,其中Ⅲ型胶原蛋白在维持血管张力中占主要作用。胶原蛋白的伸展性不及弹性蛋白的1 % ,但其对抗张力的强度却比弹性蛋白大20 倍。而构成ECM的这些成分又依靠平滑肌细胞和成纤维细胞的合成和分解达到一个动态平衡。经过对AAA 壁的标本研究[10 ]发现,瘤壁的内、外膜增厚,中膜变薄,瘤壁弹性蛋白的百分含量由同龄腹主动脉的15 %~33 %下降至5 %~8 % ,但由于瘤壁内、外膜的增厚,整个瘤壁的总弹性蛋白含量并未减少反而增加。研究[11 ]还发现瘤壁中的平滑肌细胞明显减少,而炎性细胞浸润明显,呈慢性炎症改变。炎性细胞可诱导产生基质金属蛋白酶(MMPs) ,该酶能选择性降解动脉壁的ECM ,且随着炎性细胞的浸润,MMPs 的生成也增加。MMPs 是一大家族酶系,其中的MMP22 及MMP29 被认为在AAA 的形成中占主要地位[12 ] 。MMPs 的活性增强使弹性蛋白降解,其降解产物可趋化炎性细胞浸润,进而又导致MMPs 的生成增加,加重弹性蛋白的降解[13 ] ,最终使动脉逐渐扩张而形成动脉瘤。MMPs 的抑制剂是金属蛋白酶组织抑制剂( TIMP) ,其作用不言而喻。用基因敲除TIMP21 的小鼠和具有野生型TIMP21的小鼠做AAA 模型的对照研究,发现TIMP21 可抑制AAA 的发展及扩张,两者间差异有统计学意义[14 ] 。