第四节 动脉粥样硬化

一、动脉粥样硬化的形成
近年来,动脉粥样硬化的研究进展迅猛。先前认为只是一种局部的节段性病变,但现在逐步发现它属于全身弥漫性病变。之前,临床的焦点集中于冠状动脉疾病。但目前临床医师,特别是心血管专家及部分学科专家所关注的动脉粥样硬化已延伸到其他动脉,包括外周动脉和脑血管动脉床。
先前认为动脉粥样硬化是一个必然和残酷的退行性病变累积过程,但我们现在所认识到的完全相反,动脉粥样硬化的进程是多样化的。越来越多的临床和实验证据表明粥样硬化斑块的进展以多种不同方式进行,无论从结构还是生物学观点,动脉粥样硬化都表现为一种动力学进程。斑块发展的同时也在退化,而且改变其性质特征,这些变化可能会对临床表现产生影响。
同样,动脉硬化病理学的概念也处于不断的修正中。在20世纪早期,倾向于认为动脉粥样硬化是胆固醇沉积病变。直到20世纪后期,才认识到血管细胞、血细胞(包括白细胞和血小板)和脂蛋白间的相互作用的重要性。目前的研究进一步扩展了这些新的认识,认为传统危险因素以外的个体全身代谢状态也可在触发动脉硬化中发挥作用。
我们认识到,动脉粥样硬化是细胞和危险因素(如高LDL)相互作用的过程。这种观点和过去认为动脉粥样硬化是胆固醇在动脉壁被动蓄积的概念不一致。动脉粥样硬化形成过程中有相互作用的细胞种类已不仅仅包括动脉血管中的内皮细胞和血管平滑肌细胞。实际上,单核-吞噬细胞在动脉粥样硬化形成过程中也发挥了重要的作用。正常的内皮组织能够阻止血管壁和白细胞接触时间过长,包括血中单核细胞和在动脉粥样硬化病变处蓄积的组织巨噬细胞的前体。在内皮表面表达的特殊白细胞黏附分子,有可能调节血单核细胞向早期粥样病变形成部位的聚集。
黏附分子在以下过程中被认为是很重要的,包括选择蛋白超家族成员,例如P-选择蛋白。白细胞在动脉循环中与内皮细胞表面表达选择蛋白的部位结合,在这个过程中调节滚动或趋于静止的白细胞。白细胞更持久的黏附取决于另外一种白细胞黏附分子在易于形成损伤的内皮表面的表达。这种黏附分子属于IgG超家族,包括血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)。P-选择蛋白和血管细胞黏附分子在人动脉粥样硬化斑块和动物实验中覆盖新生动脉粥样硬化斑块的内皮组织中,表达都是增强的。毫无疑问,其他白细胞黏附分子也参与了捕获血液中白细胞的过程,来自遗传学改变的小鼠模型获得的大量证据支持在损伤形成过程中P-选择蛋白和VCAM-1发挥了重要作用。
白细胞黏附在内皮表面,必须受到化学诱导物的刺激才能穿透内膜。细胞存在许多这样的信号,在这些信号中MCP-1发挥着独特的作用。遗传学改变的小鼠实验再次证明MCP-1参与了粥样硬化病变的形成。其他趋化因子,如细胞表面相关分子fractalkine也可能参与这一过程。
除单核-吞噬细胞外,在人动脉粥样硬化斑块形成过程中,T淋巴细胞也发挥了重要的调控作用。黏附分子,如细胞内黏附分子(ICAM-1),在动脉粥样硬化中被覆盖于病变上的内皮细胞过量表达,和VCAM-1一同参与T淋巴细胞的黏附。此外,由T细胞激活物干扰素诱导的3个一组的趋化因子,也可能促进对黏附T细胞的化学吸引,使其进入动脉内膜。长期被认为是动脉外膜中白细胞的一种肥大细胞,也停留在动脉粥样硬化损伤的内膜上。虽然在数量上巨噬细胞更多,肥大细胞仍被认为在损伤形成或并发的过程中有特殊的功能。
趋化因子(chemotactic factor)可能参与了肥大细胞向动脉内膜的聚集。当出现在动脉内膜中,这些不同种类的白细胞就发生不同的激活反应,这些反应可能使动脉粥样硬化形成。例如,在动脉粥样硬化斑块中单核细胞发育为巨噬细胞,过表达一系列的清道夫受体,这些受体能够捕获蓄积在动脉粥样硬化内膜中修饰过的脂蛋白。因其浓度不随细胞蓄积胆固醇而减少,所以清道夫受体允许泡沫细胞形成,这些泡沫细胞是粥样硬化斑块的标志。动脉粥样硬化内膜中的巨噬细胞增生,并成为促进动脉粥样硬化发展的调节因子的丰富来源,这些因子包括活性氧族和致炎细胞因子。
巨噬细胞活化的主要标志之一是巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF),它能够增强清道夫受体的表达,促进巨噬细胞复制和产生促炎性细胞因子。对突变体小鼠的实验已经证实了M-CSF在动脉粥样硬化病变形成中的重要作用。
T细胞在动脉粥样斑块形成过程中也出现慢性激活的标志物。γ-干扰素是T细胞的一种强力激活物,集中在斑块中。γ-干扰素的活动指示剂,如Ⅱ型主要组织相容性抗原的诱导,提供了干扰素在动脉粥样硬化斑块中生物学活性的证据。最近的研究表明,白介素-18在动脉粥样硬化中的表达可能参与γ-干扰素在斑块中的形成,放大了在损伤形成中的适应性免疫反应。
一旦募集到内皮,白细胞即持续刺激并扩大正在进行的炎症反应,导致其募集规模被扩大。“专职”巨噬细胞的功能包括产生由内在血管壁细胞合成的促炎介质、保持和扩大局部的炎症反应。
白细胞的募集及其在动脉内膜中的激活为动脉粥样硬化的进展提供了一个平台。由各种不同类型的细胞产生的促炎症反应因子,导致能够刺激平滑肌细胞从中膜移向内膜的一些因子开始工作。人类正常内膜含有平滑肌细胞,由局部活化的白细胞产生的生长因子为平滑肌细胞的增殖提供了一个旁分泌刺激。活化的平滑肌细胞能够产生生长因子,这些生长因子使细胞自身或邻近细胞增殖,是细胞增殖的一种自分泌途径。
其他存在于动脉粥样斑块中的调节因子,如TGF-β,能够增加包括间质胶原在内的细胞外基质大分子的产生。这种成熟的动脉粥样硬化病变被认为兼有纤维性和脂肪性病变的特征,最后形成的动脉粥样斑块在纤维性细胞外基质中发展成一个中央脂核。特别是,结缔组织覆盖在脂核的外层形成一个纤维帽结构,在损伤形成的阶段中将脂核从动脉内腔分离出来。
动脉粥样斑块发展的另一个特征是钙化,也参与严密的生物学调节。斑块中某些钙结合蛋白的表达可多价螯合羟磷灰石。这种沉积不是固定不变的,会发生再吸收和沉积。骨代谢表明,活化的巨噬细胞在斑块中有破骨细胞的功能。事实上,缺乏巨噬细胞激活剂M-CSF的小鼠表现出钙化沉积物的蓄积增加。这些观点支持在斑块中钙化生长的动态特性。
综上所述,在动脉粥样硬化斑块的进展中,平滑肌细胞的迁移和增殖、细胞外基质的堆积和钙化导致了由载满脂质的巨噬细胞(泡沫细胞)为主的脂肪纹向可产生动脉狭窄和其他并发症的纤维钙化斑块的转变。尽管损伤进展可能在青年期即已出现,但常持续几十年。要指出的是,在长期的损伤进程中,动脉粥样硬化斑块一般不产生任何症状。尽管传统认为动脉粥样硬化是中老年疾病,但疾病的损伤很早就出现。这种认识强调了早期积极减少危险因素的重要性,最好是调整生活方式,而不是在疾病形成阶段靠药物干预。
二、动脉粥样硬化的多样性
(一)动脉粥样硬化损伤的不均一性
很多医师之前都认为动脉粥样硬化集中在冠状动脉,现在我们认识到动脉粥样硬化已不仅仅限于冠状床,动脉粥样硬化是许多卒中患者的发病根源。尽管外周动脉疾病引起的肢体致残多于生命危险,但运动能力的受限和不能愈合的溃疡会带来巨大的负担,这表明无论是从医学还是从经济学角度来看,动脉粥样硬化有其重要性。除此之外,涉及肾动脉的动脉粥样硬化在许多病例中均引起终末期肾疾病和难治性高血压。
从病理生理的角度来看,分布在动脉树不同分支的动脉粥样硬化,有很多的共同点。尽管在不同的动脉树上引起动脉粥样硬化的基本细胞和分子过程看起来好像相似,但某些并发症却是不同的。例如,对引起总主动脉血流阻断的狭窄和血栓来说,累及动脉粥样硬化性腹主动脉的扩张和动脉瘤形成更常见一些。除此之外,动脉特别是主动脉干的近段,是粥样硬化栓子的主要来源,这些栓子可引起脑梗死或肾梗死。引起灌流的颅外血管动脉粥样硬化可发展成动脉狭窄。然而,伴有动脉粥样物质栓塞形成的颈动脉斑块溃疡,常可引起短暂脑缺血发作或单侧眼失明。
动脉粥样硬化表现中的某些区域变异也许决定于胚胎因素。动脉分支上不同区域内皮细胞表现出相当的异质性,有不同的标志物。发育生物学家早已认识到,在不同动脉树上的平滑肌细胞有不同的胚胎起源。例如,在位于升主动脉和其他上肢动脉的平滑肌细胞起源于神经嵴细胞,而不是间充质细胞。下肢平滑肌细胞起源于不同的胚层,一些上肢动脉平滑肌细胞起源于神经嵴。动脉生成的发育生物学、平滑肌细胞和内皮细胞谱系的确定构成了当代血管生物学的前沿。例如,最近研究发现损伤性疾病或移植动脉的内皮细胞和平滑肌细胞来源于出生后的骨髓细胞。这样的认识不仅引起了科学家的兴趣,同时在再生医学上也有治疗意义。
(二)动脉粥样硬化:是局部还是弥漫的病变?
以往的理解是动脉粥样硬化是一个节段性的过程。大多数传统的诊断设备和治疗模式的建立目的是识别狭窄,通过血运重建使血流恢复正常。
目前,逐渐认识到动脉粥样硬化的弥漫特性。病理组织学检查和血管造影的比较表明,动脉造影低估了冠状动脉粥样硬化。最近,血管超声的应用已经更新了对冠状动脉粥样硬化弥漫特性的理解。动脉狭窄常引起局部缺血,从而引起临床医师的注意。各种非侵入性的方法能发现局部缺血,血管造影术很容易确定产生局部缺血的狭窄病灶。然而,血管内超声横切面图像显示,血管造影正常的动脉节段完全可能检出动脉粥样硬化病变。
动脉粥样硬化生成中动脉重塑的过程可以解释这种矛盾。在生成的过程中,动脉粥样硬化斑块会向外或向腔旁生长。因此,斑块会慢慢地扩大而不产生狭窄。Clarkson和他的同事用非人灵长类动物的形态测量学进行的研究,使人们注意到动脉粥样硬化形成过程中,动脉为保护管腔而代偿性扩大。经常被引用的Glagov及其同事的研究,建立了此过程与人动脉粥样硬化相关的证据。我们现在认识到在整个动脉粥样硬化斑块形成过程中,发生管腔侵蚀的时间较晚。
一些组织病理学研究表明,动脉粥样硬化的产生在生命的早期即已开始。在青年动脉粥样硬化病理生物学决定因素(Pathobiology Determinants of Atherosclerosis in Youth,PDAY)的研究中,34岁或以下的美国人非心源性死亡患者的主动脉和冠状动脉检查显示,在腹主动脉背侧面均存在脂质和隆起的动脉斑块,冠状动脉包括冠状动脉前降支的近段部分也出现了这种病变。Bogalusa Heart的研究同时也表明,生活中的危险因素与尸体解剖发现的动脉粥样硬化程度有相关性。这些系统的观察与美国在朝鲜战争和越南战争中伤亡年轻人的冠状动脉粥样硬化的实际负担一致。实际上,母体高胆固醇血症与胎儿脂纹的形成有关。
这些不同的数据表明,动脉粥样硬化的性质比我们几年前认识的要更为弥漫。这个过程的开始要比以前公认的早得多。事实上,血管内超声研究表明,1/6的美国青少年有显著的冠状动脉粥样硬化。这些发现对理解动脉粥样硬化的临床表现很重要,对这种疾病的处理也有重要的意义。
(三)切应力和动脉壁保护
组织病理学研究强调了成年人中动脉粥样硬化的弥散特征,但在人和实验动物,动脉粥样硬化开始于固定的位置,在不同的物种中动脉粥样硬化往往都出现在分支点和分流部位。
为什么这些位置有形成早期动脉粥样硬化的倾向?几十年的生物力学分析表明,动脉硬化倾向于发生在血流紊乱的区域,尤其是在低切应力的部位。内皮细胞能感受切应力,例如,在体内层切应力部位和体外培养的单层细胞,内皮细胞排列的长轴方向与血流方向一致。在分支点和动脉树的分叉处,井然有序的内皮单分子层发生变化,细胞呈现多边形和不规则的形状,低切应力的地方内皮细胞更新速度加快,渗透性增加,脂蛋白在内膜内皮下停留的时间延长。最近更多的数据形成了不同的假设来解释动脉粥样硬化的发生。应用现代分子生物学技术,转录谱提供了在单一实验中许多基因表达的“快照”。体外分层切应力的不同水平影响内皮细胞的基因表达模式,这和试管中休眠的内皮细胞显著不同。感受层切应力的内皮细胞表达很多不同基因,有动脉内壁保护的功能。这些开拓性进展工作由Topper和Gimbrone完成,证实层切应力可选择性地增强保护动脉壁基因的表达。这些发现表明正常的层流会诱导动脉保护基因的表达,从而使血管有内源性抗氧化、血管扩张、抗炎的特性,如超氧化物歧化酶能分解高活性的超氧负离子( )。环加氧酶-2能产生血管扩张和抗聚集的花生四烯酸代谢物前列环素。内皮源性的一氧化氮合酶(eNOS)产生内源性血管扩张、抗血栓和抗炎的中介分子NO。NO也能通过抑制白细胞黏附到内皮细胞而发挥抗炎作用。
在血流紊乱的区域,如在分支点和分流区域,内源性动脉内壁保护基因的表达降低。事实上,Collins和Cybulsky的研究表明,诱发损伤的部位有NFkB的激活,NFkB是炎性基因表达的主要调节者。因为NO能拮抗NFkB的活性,层流的缺失至少在一定程度上很好地解释了这个部位有出现新生动脉硬化的倾向。
因此,动脉粥样硬化既是一种局灶性的也是弥漫性的疾病。首先我们从不断增加的细节出发,将其归为局灶性疾病。使血流减少的狭窄往往产生于局部,现代心脏病学和血管医学的大多数诊断、治疗都集中在这种狭窄上。然而,我们逐步认识到动脉粥样硬化的弥散分布和促进其发展的危险因素的系统本质。
(四)动脉粥样硬化血栓并发症的病理生理
几十年来,血流受限的狭窄推动了临床上动脉粥样硬化的诊断和治疗。局部狭窄的患者都会有缺血的症状:冠状动脉循环的心绞痛和周围动脉疾病的间歇性跛行。通过非侵入性方法很容易诊断缺血;侵入性和非侵入性血管造影技术可定位狭窄。局部狭窄引起的缺血,可以通过经皮和手术的方式来缓解。
但是我们发现的很多病例中,急性血栓形成不会发生在动脉狭窄的部位。最好的例证来自于致命的冠状动脉血栓形成。多种临床证据表明,只有少数致命的冠状血栓狭窄超过60%。因此,许多闭塞性血栓使损伤变得更复杂,它们既不减慢血流,也不符合传统的血管造影阳性的标准。有关在非冠状动脉中血栓形成基质的资料很少,然而,在周围动脉和颈动脉中,与血栓形成机制紧密联系的炎症,是动脉粥样硬化的特征病变。在颈动脉斑块中斑块内出血相当普遍,能引起脑部缺血性疾病。
大多数致死性的心肌梗死发生在并不严重的狭窄区域,严重狭窄与阻塞性病变相比,只引起心肌梗死的例数更少。实际上,“在病变基础上”的弥漫狭窄更易发生急性心肌梗死。非严重的狭窄损伤在数量上超过了严重的狭窄,导致由较轻的狭窄损伤引起的总危险超过了数量较少的严重狭窄所引起的危险。
病变大小和狭窄度很易混淆。基于传统的有关动脉粥样硬化的造影学观点,许多人认为能引起高度狭窄的病变比引起较小梗阻的病变大得多。这种错误的观念未能考虑到向外的重塑或管腔代偿加大的重要性。大多数的动脉粥样硬化斑块在向内腔侵入之前的向外生长使得内腔免受梗阻,隐匿了病变进展,这种视觉上的隐匿直到演化、发展到下一阶段时才被血管造影术观察到。因此,低度的狭窄不等于小斑块。实际上,大的偏心性重构斑块可能引起急性冠状动脉综合征的概率比那些不表现代偿性扩大和(或)产生高度狭窄的小斑块要大得多。
多种途径调查一致表明,动脉粥样硬化斑块的自然破裂(而不是狭窄的严重程度),通常能使动脉血栓形成。斑块破裂的4种机制可能引起血栓形成或快速的斑块膨胀。斑块纤维帽的彻底破裂能引起致死性冠状动脉血栓形成。不久前,我们假定了一个关于动脉粥样硬化常见机制的病理生理模型,集中在间质性胶原的新陈代谢方面,这种细胞外基质大分子负责斑块纤维帽的大部分生物张力,并且进一步假定,炎症调控着间质胶原的新陈代谢和动脉粥样硬化斑块的稳定性。我们发现在动脉粥样斑块中表达的特定致炎细胞因子能抑制平滑肌细胞合成新胶原,这些胶原是修复和维持斑块纤维帽所必需的。值得注意的是,γ-干扰素能抑制间质胶原基因在人血管平滑肌细胞中的表达。
间质胶原的三股螺旋可抵制大多数蛋白酶的分解。我们研究了在动脉粥样硬化斑块中可降解胶原的蛋白水解酶的过量表达,进一步证明了在粥样斑块中的炎性介质能够增强溶胶原(酶)的表达,它们属于基质金属蛋白酶家族。在人动脉粥样硬化病变的细胞中,人的间质胶原酶家族中的3个成员(MMP-1、MMP-13、MMP-8)都是过量表达的。我们的研究已经证实,在人动脉粥样硬化中胶原分解实际上发生在原位置。这些发现提示了间质胶原酶MMPs以活性状态而不是以前体酶原的形式存在。而且,胶原在原位降解表明了这些胶原酶的量超过了包括MMPs的组织抑制因子(TIMPs)在内的内源性抑制物的量。研究还发现,组织因子旁路抑制剂(TFPI-2)还有一个新的功能,即作为强有力的胶原酶抑制剂。虽然在动脉粥样硬化病变中几乎未找到TIMPs的调控功能,但在正常动脉中含量丰富的TFPI-2,在动脉粥样硬化患者中却减少了。因此,蛋白酶比它的抑制因子在动脉粥样硬化斑块中更占优势。炎症细胞和蛋白酶的区域化共存和由炎症细胞产物完成其表达调节,强烈提示胶原代谢的紊乱是动脉粥样硬化斑块失去稳定性的关键机制。最近遗传学改变小鼠的实验还证明,在实验性动脉粥样硬化病变中,细胞外基质大分子的稳态调节在胶原分解代谢中具有重要意义。
内皮单层表面的侵蚀是少数冠状动脉血栓形成的一个重要原因。与年轻男性高胆固醇血症个体相比,女性、糖尿病、高甘油三酯血症和高龄人群因内皮单层表面侵蚀导致致死性血栓形成的频率更高。不同的分子和细胞机制可能是表面侵蚀形成的基础。组成内皮下基底膜的细胞外基质大分子的过度水解可能是造成内皮脱屑和表面腐蚀的因素。内皮细胞的凋亡(或称程序性死亡)也可促进表面的腐蚀。各种促炎症反应的刺激物能使内皮细胞致敏,从而引起凋亡。除此以外,在动脉粥样硬化斑块的白细胞中发现的一种髓过氧化物酶,其产物次氯酸也能促进内皮细胞的凋亡。来自濒死的内皮细胞的组织因子的局部产生,也可在表浅受侵蚀的地方促进血栓形成。
动脉粥样斑块往往富含微血管丛,斑块中新生血管的形成为白细胞提供了额外的隧道,从而促进炎症性过程。斑块中的新生血管如糖尿病患者的视网膜一样,脆而易碎。由于微血管的破裂而导致的斑块内出血可引起斑块的瞬时扩大。凝血酶和其他参与原位血液凝固介质的局部产生可促进损伤的发展。例如,血小板在微血管出血和壁内血栓的部位释放血小板源性生长因子(PDGF)和转化生长因子(TGF-β)以及PF-4,加速局部的纤维化。凝血酶能促进平滑肌细胞迁移、增殖和胶原合成。因此,血管的破裂虽不能引起闭塞性血栓,但可促进损伤的发展。
钙化性结节对内膜的侵蚀代表了一种在血栓形成中更少见的动脉粥样硬化斑块破裂的形式。伴随羟磷灰石的生长和迁移,它的活性代谢能促成动脉粥样硬化斑块中的钙堆积。动脉粥样硬化病中钙堆积的趋势促使人们开始进行临床试验,越来越多的证据支持以下说法,即冠状动脉钙化的数量与动脉粥样硬化病的负荷是相关的。此外,已有资料表明,钙积分和以后患心血管病的危险有关联。然而,我们期待更大样本和更长时间的未筛选人群的研究结果,来评估除了已制定的危险度算法以及目前正在研究的生物标记物外,钙积分是否能为预后提供信息。动脉钙化和动脉粥样硬化并发症存在关联的概念还很不稳固,但是,当前生物学的观念和初步的临床证据提示,与引起血流减慢的狭窄和局部缺血的损伤相比,冠状动脉损伤可能引起含有较少钙的血栓内容物。因此,钙化性病变与那些很少钙化的病变相比,实际上更不倾向于破裂和引起冠状动脉血栓形成。
(五)动脉粥样硬化斑块的可变性
在传统的观念中,动脉粥样硬化被认为是一个稳定的、严重的、连续进展的疾病。而序列血管造影研究提示狭窄是以不连续的形式进展的,在这个过程中强调进展中的刺激物有相对静止期。当前我们对斑块的病理学的认识,提供了一个似乎合理的机制来解释血管造影中动脉狭窄的不连续演化过程。对非心源性死亡个体的冠状动脉进行的研究,对在手术室中因缺血性心肌病而进行心脏移植的患者冠状动脉进行固定灌注,以及对食用胆固醇的非人灵长类的观察,均表明斑块破裂区域或具有非阻塞性附壁血栓的表浅侵蚀的形成经常发生。这些来自临床和实验的观察表明,大多数在原位破裂的血栓斑块都不发展为完全性阻塞,且通常不被患者或医师注意。由于各种原因,所有事件中有附壁血栓的斑块破裂可以不发展成灾难性的总血栓形成。在许多患者中,内源性的纤维蛋白溶解机制或抗凝血作用的饮食或药理学干预可能阻止血栓的扩散。在大多数情况下,像主动脉这样的大动脉有足够的血流来阻止附壁血栓向完全性闭塞进展。实际上,尽管许多动脉粥样硬化患者的主动脉检查表明了许多溃疡性损伤中有附壁血栓,由于血栓形成而造成的主动脉血流阻断却较少发生。
大多数附壁血栓不向完全性闭塞发展,并不意味着是良性过程。尽管它们发生时的临床症状不明显,但附壁血栓会引起一个局部的创伤愈合反应,这个反应有促进斑块进展的倾向。实际上,在斑块进展过程中会出现突然的演化,正像连续血管造影所表明的那样。局部附壁血栓斑块的破裂能产生愈合反应,这种反应由在小范围内释放的血小板产物诱导,如平滑肌细胞分泌的TGF-β就是胶原基因表达的强刺激物。PDGF也在血小板聚集的时候释放。它能刺激平滑肌迁移。在血栓形成的局部产生的凝血酶能刺激平滑肌细胞增殖、迁移以及胶原基因的表达。所有这些分子和细胞机制共同促进了平滑肌细胞束的迁移、增殖和局部的胶原合成。这导致含有大量炎性细胞和脂质的斑块向富含结缔组织的、纤维化程度更高的损伤状态演变,而由于炎性细胞死亡或脱落,病损处常常缺乏炎性细胞,表现为钙沉积和相对缺乏脂质蓄积。尸检获得的动脉粥样硬化研究结果显示,某些纤维化病变中有斑块破裂愈合的迹象。以上生物学的情节动态地描述了动脉粥样硬化斑块的发展史。人动脉粥样硬化斑块不均一性的说法已被广泛接受,强调了损伤的定性特征,而不仅仅是它的大小。先前的概念强调的是动脉粥样硬化斑块的结构,而目前认为斑块的生物学性质在病变发展中有更重要的作用。
(六)“稳定”与“易损”斑块
对动脉粥样硬化斑块不均一性的认识产生了以下具有两面性的观点:一种动脉粥样硬化斑块是“稳定的”,而另一种则认为是“易损的”。易损斑块(vulnerable plaque)的概念同时引起了病理学家和临床医师的极大兴趣。目前心脏病学家使用易损斑块这个名词来称谓一种特殊类型的损伤,这种损伤以薄纤维帽,大量的脂核以及过多的炎症细胞为特征。这个名词以及它的反义词即所谓的稳定斑块的使用,扩展了通过对人的尸体解剖所获得的大量检查结果。尽管将斑块分为“易损的”和“稳定的”,为我们提供了一个有用方法,但应该注意不要简单地用形态学的发现来预测临床并发症。
为了鉴别所谓易损或高危损伤斑块,研究人员经努力建立了鸽巢式斑块学说。但是,这种简单地看待动脉粥样硬化的观点将复杂疾病过分单纯化。比如,相当多的证据证明给定的动脉树不仅仅只有一个易损斑块,而是有很多。冠状动脉的血管透视、血管内超声检查以及血管造影的观察,支持急性冠脉综合征患者破裂斑块的复杂性。在同一个体中炎症可能与冠状动脉和颈动脉斑块的“不稳定性”联系在一起。如前所述,在动脉粥样硬化个体中,表现出多个溃疡性损伤,常含有数毫米的脂纹,隆起的纤维性的损伤以及再吸收和愈合的血栓。因此,仅需鉴别一个易损斑块低估了临床挑战的复杂性。关于动脉粥样硬化并发症危险性的宽泛性观点促使我们寻找更易感的患者和更广的干预目标,而不是仅仅寻找和防治易损斑块。
动脉粥样硬化,不论是实验还是在人体,直到最近才发现其易变性。实际上,脂质的降低和其他方法都能改变斑块的特征,在疾病的临床治疗上非常重要。临床前的研究显示依靠饮食降低脂质或用他汀类药物治疗能改变与人类易感性相关联的斑块特征。同样地,在兔中产生的实验性斑块,其稳定性特征可被ACE抑制剂改善。对易感动脉粥样硬化老鼠的大量研究已表明,对炎症信号通路的干预或对TGF-β的控制,抗生素以及促纤维化的细胞因子的使用,能改变斑块易于破裂和引起血栓的特征。除了斑块中可能决定其生物机械整体性的胶原物质的结构改变外,其他如降低脂质的干预能减少组织因子的表达,由此降低了动脉粥样硬化斑块血栓形成的可能性。
除上述提到的大量动物实验外,临床研究已开始表明动脉粥样硬化潜在的可变性。血管内超声监测到,输入载脂蛋白A-1 Milano能引起动脉粥样硬化斑块体积的适度减小。系列超声研究显示,用强力的他汀类药物使脂质降低的疗法,可阻止动脉粥样硬化斑块的蓄积。磁共振成像和组织学上的联系表明了在人群中动脉粥样斑块可变性的证据。这些临床前和临床的观察,为我们控制动脉粥样硬化斑块的性质提供了可能基础,控制的方式将有利于患者的预后。这种疾病比过去人们所能想象的更具可变性。
三、动脉粥样硬化:全身性疾病
动脉粥样硬化常常被认为是由胆固醇蓄积引起的局部性疾病,这种观点现在已经被修正。我们日益理解涵盖患者整个代谢状态的各种因子的全身特性,而不仅仅是血清胆固醇水平。随着人群危险因素谱的改变,我们的注意力也同样扩展到除血胆固醇过多之外的、血脂障碍相关的代谢综合征及糖尿病。由于LDL胆固醇的升高和吸烟在美国已不再成为危险因素,我们对动脉粥样硬化形成的传统看法必须扩展,应认识到肥胖症和胰岛素抵抗的日益增长的作用。
动脉粥样硬化不仅局限于冠状动脉,还应该包含整个动脉树以及所有的动脉床。我们必须努力填补知识上的缺陷,包括人动脉粥样硬化在区域上的差异,以及和不同的危险因素联系在一起的生物学和临床表现的差异。
动脉粥样硬化病理生理学在最近几十年经历了革命性的过程。我们有理由相信今后的研究数据将会进一步扩展我们对这个过程的理解,在未来会改变我们对这个疾病的认识。我们应该对当前药理学治疗的干预感到满意,他汀类药物和ACE抑制剂的使用改变了现代医学界,并给患者带来了显著的益处,冠心病患者和脑血管患者的减少都归功于这类治疗。基础科学的进展和应用带来了治疗上的进步,通过随机临床试验为心血管医学提供了令人羡慕的、无可比拟的循证医学数据库。
近期心血管领域的划时代的研究已经聚焦于死亡和急性冠状动脉综合征,并将其作为主要的“负性冠状动脉事件”,这些终点事件使研究的定性、定量相对容易。然而,不能对外周动脉性疾病引起的间歇性跛行所导致的生活质量降低视而不见,更不能忽略脑血管疾病导致的交流能力丧失和生活不能自理。除了非冠状动脉粥样硬化对人类的负担,外周动脉和脑血管疾病也是社会的沉重疾病负担。我们必须像过去探索冠状动脉疾病那样积极地寻求这些问题的答案,由于我们社会的老年人数量越来越多,这个目标更显重要。今天所能使用的有效方法为我们提供乐观面对这个问题的基础,在不远的将来不可避免地出现人口的老龄化,为使动脉粥样硬化导致的患病率和死亡率进一步得到遏制,我们需要运用基础科学来改变这些疾病的生物学特征。
(郑 华 原 标)