编者按:在2020年国际卒中大会(ISC 2020)上,“探索亚临床脑血管疾病成像生物标志物的知识空白”论坛邀请了五位专家,他们对亚临床脑血管疾病成像生物标志物的最新研究分别进行了讲解和答疑。《国际循环》筛选其中的精彩部分,以飨读者。
Dr Susanne van Veluw –脑微出血和表面铁沉积症的发病机制:MRI表现及病理改变
Dr Veluw是论坛最后一位讲者,她结合最近的研究进一步讨论脑血管病变,并重点谈脑微出血和表面铁沉积症潜在的发生机制。
脑淀粉样血管病变(CAA)是一种与年龄有关的脑小血管病变,是老年人中引起颅内出血的首要原因。从病理学上说,CAA最初是淀粉样蛋白β小体在脑膜小血管壁的累积,随着病情进展,会逐渐沉积到大脑皮质,引起缺血性和出血性病变,而出血性生物标记物显示的微出血和表面铁沉积为诊断此类病变设置了标准。
微出血和表面铁沉积在临床上是两种独立又互相关联的病变,MRI影像上最大的区别是两者非重叠性的分布,典型的脑淀粉样血管病变引起的微出血大多在皮质区,微出血常常引起微梗死,如果数量太多,可导致认识障碍;而最新的研究显示表面铁沉积症是颅内出血(ICH)的一个重要危险因素,弥漫性的铁沉积包裹在大脑表面,提示为脑出血的慢性阶段,但是对这两种病变潜在的组织病理学和病理生理学机制、以及其与CAA形成的关系并不是很清楚。
离体MRI和组织病理分析是非常强大的工具,为了填补上述的知识空白,他们的研究对比了活体大脑和离体大脑的MRI检查,并与组织病理结果结合起来进行了分析。脑标本为生前诊断为CAA或CAA的患者死后捐献的大脑,是选择性较强的一个群组。脑标本先进行整体MRI扫描,然后切割成厚片,分别在额叶、颞叶、顶叶和枕叶取样,用不同的生物标志物染色,包括淀粉样蛋白β,并对重度CAA的枕叶标本脑膜和皮质中的淀粉样蛋白β进行了测量;另外,如果有的大脑区域病变数量较多,也会多取一些样品,进行7T MRI扫描。发现微出血的征象之后,会进行一系列的病理组织学染色和切片,并且对单个的病变以及为该病变供血的血管进行有针对性的分析。
微出血与CAA到底有什么关系呢?Dr Veluw团队的研究显示脑微出血与更严重的全脑皮质CAA(n=12, P=0.17)有关。进一步分析单个微出血灶的血管病理时发现,超急性期大脑表面的微出血来自皮质小动脉,血管周围会见到大量的红细胞以及血液成分分解后的物质;血管本身也表现异常,出现管腔增大、管壁变厚,但并没有象预期的那样在发生微出血的血管周围发现大量的淀粉样蛋白β,相比之下,与病灶相邻的血管周围反而有更多的淀粉样蛋白β。此外,处在微出血灶中心的血管的管壁平滑肌有萎缩现象,而周围没有微出血的血管管壁平滑肌的数量正常,大概是因为在微出血发生之前已出现血管重构。另外,在同一组织切片上,有一些管壁增厚、变形、但没有破裂迹象的血管,其周围的淀粉样蛋白β几乎全部消失;另有一些血管管壁内以及血管外发现了纤维蛋白原,可能是血脑屏障渗漏的表现。由此考虑,严重的CAA患者在发生微出血之前存在免疫介导的淀粉样蛋白β转移。
Dr Veluw团队最新的研究(n=14)发现表面铁沉积与不严重的全脑皮质CAA有关。他们对比了患者生前、和死后脑标本的MRI图像,发现与微出血相关的严重全脑皮质CAA相比,有大量表面铁沉积的标本组,全脑皮质CAA的严重程度其实是下降了,尽管这些脑标本中也有少量的微出血灶。与大量微出血组相比,因为表面铁沉积组患者/脑标本的出血面积太大,很难确定到底是哪个血管引起的出血;但是,脑皮质表面铁沉积的分布和严重程度在MRI图像上很清晰,在铁沉积严重的区域,不仅仅是皮质的外表面层,皮质的第三层以及血管周围也会出现铁沉积,虽然,全脑皮质CAA的严重程度下降,但这组标本的柔脑膜CAA明显加重,说明大脑表面铁沉积是柔脑膜动脉出血引起。进一步分析65例脑标本也证实了上述发现,说明表面铁沉积与柔脑膜CAA有关,尤其是在中、重度的表面铁沉积的标本。另外,他们在严重柔脑膜CAA标本的铁沉积区还发现了血管撕裂和断裂等血管解体的征象、继发性组织损伤、以及微梗死,但没有发现微出血。
上述组织病理学发现说明,脑微出血与严重的全脑皮质CAA有关,潜在的机制可能与皮质小动脉微出血前淀粉样蛋白β转移有关;表面铁沉积症患者倾向于在未来发生ICH,可能是由于严重的柔脑膜CAA引起,而继发性组织损伤在柔脑膜CAA发生过程中也可能起到了一定作用。