大约3%的成年人有未破裂的颅内动脉瘤,在高危人群中这一患病率可增加到10%。动脉瘤不是先天性的,而是终生发展的。新的证据表明,遗传、解剖、炎症和可改变的风险因素在动脉瘤的形成、生长和破裂中相互作用。全基因组关联研究发现了17个基因座的遗传风险变异。此外,Willis环变异易于形成动脉瘤并在家族内聚集。这些变异,加上可改变的风险因素,如高血压和吸烟,导致血管和动脉瘤壁的血液动力学应激和炎症反应,但是,在高危人群中,动脉瘤也可以在没有高血压或吸烟的情况下形成。这些研究进展为识别可能患有动脉瘤或动脉瘤破裂风险增加的患者的个体化概念,以及为不需要立即预防性修复的患者的药物治疗提供了知识基础。


介绍
颅内囊状动脉瘤是浆果样扩张,通常在颅内动脉的主要分支附近形成。由于神经影像的广泛使用,发现颅内动脉瘤的人数正在增加。大多数动脉瘤没有症状,但一些动脉瘤破裂并导致动脉瘤性蛛网膜下腔出血。这种类型的中风主要影响成年人(中位年龄52岁),导致三分之一的患者死亡,并导致许多幸存者出现长期损伤。

在过去的十年中,关于未破裂颅内动脉瘤的流行病学和发病机制的大量新证据已经产生。流行病学、遗传学、放射学和血管生物学研究提出了颅内动脉瘤和动脉瘤性蛛网膜下腔出血的风险因素和生物标志物。这些研究的综合知识对于识别具有高破裂风险的颅内动脉瘤和开发并发症风险低于当前干预措施的治疗方法至关重要。此外,这些见解是实现个性化治疗的第一步。

在未破裂颅内动脉瘤系列的第一篇论文中,我们旨在提供一个关于流行病学和发病机制的新证据的综合概述,包括来自遗传学的证据,并解释这些知识如何转化为颅内动脉瘤形成、生长和破裂的新概念。这些概念为开发预防动脉瘤破裂的新治疗策略提供了基础。

流行病学

对来自21个国家的94912例1450个未破裂颅内动脉瘤患者的数据进行的荟萃分析估计,在平均年龄为50岁的成年人群中,未破裂颅内动脉瘤的总患病率为3%。然而,这一患病率可能被低估了,因为一项横断面研究显示, 来自挪威的一项基于人群的研究使用先进的影像技术(具有更高的灵敏度来检测小的颅内动脉瘤)在1862名成年人(年龄40-84岁)中收集数据,发现如果仅包括≥3 mm的颅内动脉瘤,总患病率为3.8%。然而,如果还包括≥2 mm的颅内动脉瘤(6.6%)或≥1mm的颅内动脉瘤(7.4%),患病率会更高。 以 80 岁或以上人群为参考(患病率 3·0%,95%CI 1·1–8·1),30岁以下人群中颅内动脉瘤患病率非常低(患病率 [PR] 0·01,95% CI 0·00–0·12),但 30-39 岁人群中颅内动脉瘤患病率相似(0·4,0·1–1·6), 40–49岁(0·4、0·1–1·3)、50–59岁(0·4、0·1–1·3)、60–69岁(1·0、0·3–3·3)和70–79岁(0·6、0·2–2·1)。 儿童中几乎没有颅内动脉瘤,随访成像期间又有颅内动脉瘤形成,这表明颅内动脉瘤不是先天性的,而是在生命的第三、四十年间发生的,尤其是在有风险因素的人群中。

在一项包括461名颅内动脉瘤患者一级亲属(无动脉瘤性蛛网膜下腔出血家族史)的前瞻性队列研究中,5%的参与者在筛查中发现颅内动脉瘤,因此患病率高于一般人群。一项嵌套病例对照研究对1997名接受颅内血管磁共振血管造影的女性进行了研究,调查了吸烟和高血压与未破裂颅内动脉瘤之间的关系。在405名有吸烟史的女性中,患病率为19%,而非吸烟女性为1.9%。

伴随吸烟和高血压与未破裂颅内动脉瘤患病率有更强的相关性(优势比[OR] 12 6,95% CI 4 38–36 26),他们的个体效应(仅吸烟5 8,1 22–11 70;仅高血压3 8,2 31–14 78)。颅内动脉瘤患病率与吸烟和高血压之间的强相关性随后在一项多中心病例对照研究中得到证实,该研究将113名动脉瘤患者与113名未破裂颅内动脉瘤患者进行了对照。

从临床角度来看,这一证据强调了吸烟和高血压作为动脉瘤形成的重要可变风险因素的作用(表1)。

高危人群中的患病率

一级亲属患有动脉瘤性蛛网膜下腔出血的人和患有与颅内动脉瘤相关的单基因疾病的人患未破裂颅内动脉瘤的风险增加。他们增加的风险取决于受影响的一级亲属的数量。一项对至少有两名一级亲属患病的660人的队列研究发现,在初始筛查中发现颅内动脉瘤的几率为5%(年龄在20-30岁、无高血压、从不吸烟且有两名亲属患病的人群) 高达36%(至少有三名受影响亲属的60-70岁人群)。一项对至少有两名一级亲属受影响的人群进行系列MRI筛查的放射学随访研究发现,在每5年的筛查周期中,发现新颅内动脉瘤的几率约为5%。在一项筛查研究中,包括461名参与者,他们是35岁或以上未破裂颅内动脉瘤患者(无动脉瘤性蛛网膜下腔出血家族史)的一级亲属 患有高血压、目前或曾经吸烟的患者中,未破裂颅内动脉瘤的发生率为5%,高于普通人群(3.2%)。

有未破裂颅内动脉瘤或蛛网膜下腔出血阳性家族史的人颅内动脉瘤的患病率较高,表明颅内动脉瘤的发生与遗传有关。高血压和吸烟也会增加有蛛网膜下腔出血阳性家族史的人患动脉瘤的风险。与有两个或更多一级亲属患病的人相似,约10%的常染色体显性遗传性多囊肾病患者在初次筛查时发现有颅内动脉瘤。常染色体显性遗传性多囊肾病患者发生新颅内动脉瘤的风险,与有蛛网膜下腔出血阳性家族史的患者相比,系统性研究较少。

对所有已发表的常染色体显性多囊肾病患者系列的系统性综述估计,5年内新发动脉瘤形成的风险约为3%。这些数据进一步支持颅内动脉瘤的家族聚集性不仅可由共同的环境因素解释,还可由遗传因素解释。与此概念一致,在常染色体显性多囊肾病患者中,动脉瘤可能在高血压发生之前就已形成。

流感感染患者和未经治疗的患者也面临动脉瘤性蛛网膜下出血的风险。(与艾滋病毒状态受控的人(定义为CD 4计数>200且病毒载量不可检测),表明炎症在脑动脉瘤的发生和破裂中发挥着作用。广泛的牙龈炎和严重的牙龈炎与脑动脉瘤的存在和破裂有关的发现进一步支持了炎症的作用。这些新发现强调抗炎治疗的潜力,但需要更多来自转化研究的数据来解释临床影响。

动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率

由于动脉瘤性蛛网膜下出血是脑动脉瘤发病机制的最终终点,因此了解未破裂的脑动脉瘤的患病率和动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率之间的差异非常重要,包括动脉瘤性蛛网膜下出血的决定因素和人口水平的时间趋势。

未破裂颅内动脉瘤的患病率没有地区差异。相比之下,一项对来自32个国家的基于人群的研究进行的荟萃分析,包括来自8176例蛛网膜下腔出血患者的数据,研究时间超过67746051人年,发现蛛网膜下腔出血的发病率为6.3(95% CI 4.9 – 8.1)/100000人-年,欧洲(不包括芬兰)和北美的发病率更高,为28·0日本每100000人年(25·3-31·0)。一项基于登记的芬兰研究,收集了6885起动脉瘤性蛛网膜下出血事件的数据,累计79083579人-2010-12年,报告的发病率为每100,000人年8·9这一发现表明芬兰的发病率略高于欧洲和北美其他地区。动脉瘤性蛛网膜下出血的发病率较高,而未破裂的脑动脉瘤的发病率较高,这表明日本人破裂的风险较高,芬兰人可能也是如此。对未破裂的脑动脉瘤患者的队列研究的回顾支持了这一假设,该研究发现日本和芬兰的破裂风险比其他地方更高。

在南美洲,动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率低于其他大陆(每100000患者年为4.8%[95%CI 4.1 – 5.6])。由于南美洲没有关于动脉瘤破裂患病率或风险的可靠数据,因此不确定这种较低的发生率是否是由较低的患病率或较低的破裂风险来解释的。这些发病率差异的一个潜在解释可能是紫外线(紫外线)辐射(即阳光照射)的区域差异。阳光紫外线辐射暴露与动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率之间可能存在负相关。例如,智利的紫外线暴露量高,动脉瘤性蛛网膜下出血发生率低,而日本的紫外线暴露量低,动脉瘤性蛛网膜下出血发生率高。这种关联可能可以用紫外线辐射的拉曼效应来解释。紫外线辐射暴露诱导维生素D合成,维生素D浓度低与动脉瘤性蛛网膜下出血有关。从临床角度来看,未破裂的脑动脉瘤患者预防性补充维生素D的风险效益比仍然不确定。

尽管未破裂的脑动脉瘤的患病率没有变化,但随着时间的推移,动脉瘤性蜘蛛膜下出血的发生率在统计学上显着下降。动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率估计为6·1(95%CI 4·9-7·5)每100000人年,这意味着过去三十年来动脉瘤性蜘蛛膜下出血的发病率下降了40%。这种下降与收缩压和舒压以及这些人群吸烟率的下降同时发生。然而,在日本,自1977年以来,发病率每年增加1.6%(95%CI 0.8 – 2.3),2010年估计为每100000人年28.0(95%CI 25.3 – 31.0)。与全球人口(19.3%)相比,这种增加可能与吸烟率(26.1%)更高有关。

目前尚不清楚全球未破裂的脑动脉瘤看似稳定的患病率与动脉瘤性蜘蛛膜下出血发生率下降之间的差异是否主要由神经影像学的技术改进来解释,因为患病率的下降可以通过更好地检测小型未破裂的脑动脉瘤来补偿。预防性临床干预不太可能是瘤性蛛网膜下出血发病率下降的主要原因,因为要达到这种降低需要采取大量干预措施。为了将蛛网膜下出血发生率降低10%,至少1500万个未破裂的动脉瘤必须接受预防性治疗(假设成人人群中未破裂的脑动脉瘤患病率为3%,全球有1.65亿个未破裂的脑动脉瘤)。然而,例如,在美国,十年内只有约12000名医疗保险患者接受了预防性动脉瘤治疗。

目前动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率凸显了未破裂的脑动脉瘤患者血压监测和戒烟的重要性。目前尚不清楚控制这些可改变的风险因素是否也可以长期降低脑动脉瘤的患病率。

性别

据报道,流行病学证据中存在明显的性别差异。总体而言,与男性相比,女性未破裂的脑动脉瘤患病率更高(PR 1·6; 95%CI 1·0-2·5%),破裂风险较高(危险比[HR] 1.4; 95%CI 1.0 – 1.9),动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率较高(风险比1·27; 95%CI 0·98-1·7)。年龄在这些性别差异中发挥着重要作用。女性和男性在生命第五个十年之前,未破裂的脑动脉瘤的患病率和动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率相似,此后女性的患病率更高,随着年龄的增长,差异越来越大。年龄和性别在动脉瘤的发展和破裂中如何相互作用尚不清楚。性激素或其他因素,例如怀孕次数或更年期开始时的年龄,是一个潜在的解释。尽管性激素结合球蛋白升高和睾酮浓度降低的遗传易感性与动脉瘤性蛛网膜下出血有关,但这些因素与动脉瘤性蛛网膜下出血的发生之间的良好关系尚未确定。

发病机制

在过去的十年里,研究获得了有关影响脑动脉瘤形成、生长和破裂的遗传、解剖、炎症和可改变风险因素的新数据。动脉瘤发展步骤的时间进程仍然不完全了解,未知的风险因素可能发挥了作用。有关动脉瘤年龄特定患病率的数据和人类脑动脉瘤出生日期的数据表明,它们不是先天性疾病,而是在一生中发展的。一项对46个破裂和未破裂的动脉瘤样本以及10个尸体脑动脉进行的横断面病例对照ðC出生日期研究表明,动脉瘤的分子成分(即1型胶原蛋白)主要是在分析前5年内形成的。
基因
一项基于登记的斯堪的纳维亚研究,包括79644对双胞胎,跟踪超过601万人年,估计动脉瘤性蛛网膜下出血的遗传性(即动脉瘤性蛛网膜下出血的风险归因于遗传变异的程度)为40%。少数动脉瘤是单基因的,由单一基因的罕见突变引起,具有很强的效应大小。这些单基因形式包括与脑动脉瘤相关的遗传性结缔组织疾病(表2)和家族性形式,其中多个家庭成员通常受到影响。全exome测序研究在这些家族中发现了ADAMTS 15、RNF 213、THS 1、ANGPTL 6、LOXL 2、ARHGEF 17、PCNT、NFX 1、ALCAM、CBY 2、PPIL 4和ANK 3中罕见的遗传变异。
PDGFRB的罕见变体在动脉壁的壁细胞中高度表达,与英国生物银行团队的脑动脉瘤有关。PDGFRB的体细胞突变经常在患有纺锤状脑动脉瘤的人中发现,在较小程度上,在患有囊性动脉瘤的人中发现。然而,大多数动脉瘤是多基因的,并受到许多效应大小较小的高频遗传风险变体的影响,这些变体共同决定了总的遗传风险。具有大样本量的全基因组关联研究(GWAS)(比较病例和对照个体之间的基因频率)对于识别这些变异至关重要。包括2000多名患者在内的七个GWAS共同识别了19个脑动脉瘤风险位点(附录第2-3页).最大的GWAS共有10754名患者和306882名对照个体,证实了这19个位点中的17个位点的相关性,其中54个位点约占动脉瘤遗传率的一半,高于大多数多基因性状。
通过探索已确定的遗传风险变体的致病作用,可能会更好地了解该疾病的潜在生物学。大多数已确定的变体都是非编码的,可能通过调节区(启动子和增强子)和数量性状基因座(与基因表达水平变异相关的基因座)的表达影响基因调节。最大的GWAS揭示了相关基因座内调节区域的富集和数量性状基因座的表达分析在11个基因座中确定了潜在的致病基因,其中包括FGD 6和SOX 17,这些基因参与血管内皮细胞信号传递(附录2-3)。将细胞类型特定基因调节与GWAS数据联系起来的综合分析正在出现,并提供进一步的信息对细胞类型特异性疾病机制的见解。总而言之,这些结果为未破裂的脑动脉瘤和动脉瘤性蛛网膜下出血的潜在致病机制提供了有价值的见解,尽管没有立即临床应用。
孟德尔随机化是一种利用遗传变异来评估因果关系的流行病学方法,支持高血压和吸烟是动脉瘤的病因的观察,包括吸烟的性别特异性影响。 该方法还表明其他因素会增加动脉瘤的风险,例如咖啡摄入、特定肠道微生物组成分、失眠、抑郁症、偏头痛和炎症性细胞因子,例如肿瘤坏死因子-a、血管内皮生长因子、CCL 3、IL-6、IL-9、IL-10和C反应蛋白浓度。由于孟德尔随机化具有方法学局限性,因此在没有额外证据支持因果关系的情况下应谨慎解释这些结果。尽管如此,关于炎症细胞因子的研究结果以及PDGFRB的参与支持了炎症和炎症之间的流行病学联系。孟德尔随机化研究结合多组学分析确定了几种免疫炎症潜在的治疗靶点。
图1:脑内动脉瘤的形成

(A)从一名因后交通动脉瘤破裂而出现蛛网膜下出血的患者获得的图形表示(左)和MR血管造影(右)。在动脉瘤性蛛网膜下出血时,前交通动脉复合体显示右侧优势A1动脉(白色箭头)和左侧发育不全A1* 动脉(白色箭头)。(B)图形表示(左上)、传统(数字减影)血管造影图像(右上)和组织学绘图(底部)。由于不对称且异常流动,从右A1动脉到前交通动脉的过渡处容易发生动脉瘤。在最初的动脉瘤性蛛网膜下出血和破裂的后交通动脉瘤的治疗期间,血管造影上没有可见的动脉瘤(白色箭头)。该图描绘了血管壁及其三层的组织学组成。与颅外动脉相比,外膜由细胞外质和成纤维细胞组成,脑动脉的外膜稀疏。此外,脑动脉不包含外部弹性层,这使得它们与稀疏的外膜一起容易形成动脉瘤。中膜主要由血管Smooth细胞组成,它们位于细胞外矩阵网络中。内膜由内部弹性层、底膜和内皮细胞的内部单细胞层组成。(C)持续异常的血流动力学和持续的风险因素暴露(例如高血压和吸烟)导致内皮细胞和成纤维细胞中释放CCL 2。CCL 2导致巨噬细胞渗透血管壁,从而产生降解内部弹性层和细胞外矩阵的蛋白酶。这种降解反过来又导致动脉瘤形成。(D)图形表示(左上)、MR血管造影图像(右上)和组织学绘图(底部)。前交通动脉中突出显示动脉瘤形成的早期阶段(白色箭头)。组织学图描绘了内部弹性层和细胞外矩阵的分解。


Lancet-neu 未破裂颅内动脉瘤的流行病学、发病机制和新概念

解剖变异

在一项队列研究中,对因动脉瘤性蛛网膜下出血家族史而接受动脉瘤系列筛查的人群进行了队列研究,将26名在随访期间发生动脉瘤的人与78名没有动脉瘤发展的对照组(年龄、性别和随访期相匹配)进行了比较。

威利斯环动脉发育不良(后交通动脉和大脑前或后动脉的第一段),初始成像研究中的尖锐分叉角是随后在同一位置形成动脉瘤的风险因素。基于人群的横断面研究-对挪威1667名接受血管成像的人进行的样本还发现,威尔斯圈动脉发育不良的人患动脉瘤的风险较高。在一项对接受筛查的家庭的研究中对于动脉瘤,威利斯圈的解剖变异(A1不对称,后交通动脉不完整,或胎儿型后循环(胚胎大脑后))在该患者的一级亲属中发现的比例高于一级亲属另一名没有特定解剖变异的指标患者的学位亲属。威利斯圈变异的家族聚集性容易动脉瘤的发展表明这些解剖变异是遗传的。许多其他解剖变异,例如分叉处的开孔(开窗?)、血管弯曲、血管渐缩或单个大脑前动脉,都与动脉瘤的存在有关。然而,一项系统性审查发现,无法将解剖学确定为动脉瘤形成的风险因素的证据太少。

脑动脉分叉处的解剖学变异导致不对称从而异常的流动条件,增加血液动力学压力,并最终导致动脉瘤形成。由于威利斯圈的一些(但不是全部)容易形成动脉瘤的变异在女性中比男性更普遍,这些解剖学因素可能导致动脉瘤发病率的性别差异。

细胞和分子机制

颅内动脉瘤形成的最强可改变的危险因素是高血压和吸烟。高血压加重血液动力学压力,吸烟损害血管壁、血管平滑肌细胞和内皮。最终,增加的血液动力学应激导致内皮功能障碍和内皮细胞损失。这一过程导致脂质积聚和管腔血栓形成,进而诱发炎症。遗传学研究进一步支持了内皮细胞在动脉瘤形成中的核心作用。首先,与内皮细胞相关的基因在GWAS中与脑动脉瘤相关的基因座中过度代表。其次,表观遗传学研究表明,富含脑动脉瘤风险基因座的基因组调节区域在内皮细胞中尤其活跃。

持续的血流动力学应激导致血管壁机械拉伸以及成纤维细胞和内皮细胞中CCL 2的表达。渗透血管壁的巨噬细胞产生蛋白酶,从而破坏内部弹性层和细胞外矩阵,特别是动脉分叉处的胶原蛋白。脑动脉的内层对于维持脑血管壁的弹性和结构完整性至关重要,因为脑动脉中不存在外部弹性层。除了蛋白酶外,渗透到血管壁的巨噬细胞产生细胞因子,例如IL-1和TNF-a,这些细胞因子会增加血管壁的炎症并诱导细胞(例如血管光滑细胞)的细胞死亡。与此同时,其他血管光滑细胞可以经历表型转换为合成细胞外矩阵的成纤维细胞样类型或降解细胞外矩阵的巨噬细胞样类型。渗透性巨噬细胞还产生生长因子,刺激外膜成纤维细胞和血管光滑细胞合成胶原蛋白。在出现的动脉瘤部位,不同的过程,例如胶原蛋白合成和降解、炎症以及细胞死亡或耗尽,并行进行并且可以相互加强。新形成的动脉瘤壁主要含有1型胶原蛋白,而健康的血管壁由能够保证结构完整性和自动调节的不同层组成。动脉瘤壁中1型胶原蛋白的优势可以被视为尝试纤维化血管壁修复,以抵抗异常血流条件,以响应内部弹性层的损失。随着时间的推移,特别是在存在吸烟和高血压等风险因素的情况下,动脉瘤可能会生长或破裂(图1和2)。

增长不是线性的,而是一个随机过程,稳定时期与不稳定时期交替(可能很短),这可能会导致放射学上可检测到的生长或破裂。然而,即使在放射学上稳定的动脉瘤中,细胞外矩阵和胶原转化也在持续重塑,从而导致动脉瘤的不稳定,特别是在吸烟或高血压的人中。当动脉瘤形成时,导致动脉瘤形成的分子过程继续存在,可以分为合成细胞外矩阵的恢复过程和降解细胞外矩阵的破坏过程。如果这些过程平衡,动脉瘤可以保持放射学稳定。然而,当破坏性过程占主导地位时,通常是由于高血压、吸烟或感染等因素,动脉瘤壁就会变得不稳定并可能生长或破裂。

图2:动脉瘤形成的进展

血管造影显示了图1中描述的同一患者的动脉瘤,并且是在评估治疗以防止未来破裂时获得的。

(A)图形表示(顶部)和组织学绘图(底部)。动脉瘤壁主要由1型胶原组成,但动脉瘤壁内许多分子和细胞过程并行进行:炎性细胞的渗透和激活、细胞死亡和坏死死亡、血管Smooth细胞的转化、成纤维细胞的激活、血栓形成和脂质积聚。(B)图形表示(左上)、血管造影图像(右上)和组织学绘图(底部)。在血管造影中可以看到生长的、不规则的动脉瘤。组织学图像描绘了普遍的破坏过程-即炎性细胞和细胞外矩阵降解效应渗透动脉瘤壁。(C)巨噬细胞中NF-kB的上调导致Cox 2和前列腺素E2(PGE 2)的产生。PGE 2导致其他巨噬细胞中的NF-kB激活,从而上调CCL 2,从而招募更多的巨噬细胞。巨噬细胞还会释放肿瘤坏死因子-a,导致肌细胞死亡。IL-1由巨噬细胞表达,导致巨噬细胞和光滑肌细胞被激活,产生蛋白酶,导致胶原蛋白降解。巨噬细胞还释放出转化生长因子-β和PDGF-B,从而激活成纤维细胞和光滑肌细胞合成胶原蛋白。(D)当恢复性(即细胞外矩阵合成)过程和破坏性(即细胞外矩阵降解)过程平衡时,动脉瘤保持稳定。如果破坏性过程盛行,动脉瘤就会生长、变得不稳定,并最终可能破裂。

预防动脉瘤形成和破裂

对于预防动脉瘤形成和降低已知动脉瘤患者的动脉瘤生长和破裂风险的策略的需求仍然没有得到满足。然而,病因见解为过去十年为识别风险增加的人的动脉瘤、识别破裂风险增加的动脉瘤以及降低动脉瘤生长和破裂风险的策略开辟了新的途径。

GWAS数据能够计算动脉瘤性蜘蛛膜下出血的风险,可以帮助制定有针对性的筛查计划。多基因风险评分汇总风险基因,以估计个人的总体潜在遗传易感性。一项研究利用1161名动脉瘤患者和407392名健康对照者的基因型数据,开发了对动脉瘤性蛛网膜下出血具有预测价值的多基因风险评分,但除了年龄、性别、高血压、和吸烟。破裂和未破裂动脉瘤患者之间的多基因风险评分比较显示没有差异,遗传相关性分析破裂或未破裂动脉瘤患者的基因型数据之间表明,他们97%的基因型相同。这两项分析都表明,遗传因素在破裂风险中只发挥了很小的作用。尽管多基因风险评分在预测动脉瘤性蛛网膜下出血风险方面并没有增加额外价值,但未来的改进–例如纳入更大的、特定性别的GWAS厕所的发现–可以使预测更加可靠。

脑动脉瘤壁的胶原转化增加和炎症是破裂的生物学标志。横断面病例对照研究包括107名患有脑动脉瘤的参与者和41名对照者(无脑动脉瘤的患者)研究1型胶原蛋白的分解产物是否可以作为动脉瘤存在和不稳定性的分子标志物。静脉浓度高的参与者患有动脉瘤的几率是静脉浓度低的参与者的五倍胶原蛋白分解产物的静脉浓度。此外,静脉浓度高的患者患不稳定动脉瘤的几率是静脉浓度低的患者的九倍。胶原蛋白分解产物很容易从静脉血中回收,并且可以作为确定和验证临界值后的存在的生物标志物。

MRI上动脉瘤壁的加达增强可能反映了动脉瘤壁炎症或慢流现象,并与动脉瘤生长和破裂有关。然而,动脉瘤壁增强的临床用途似乎受到限制,因为与可用的破裂预测值相比,其预测价值较低。关于脑动脉瘤壁增强的预测价值的前瞻性研究正在进行中。

对预防动脉瘤形成和破裂的有前途的药物的见解可能来自孟德尔随机化分析,该分析调查编码药物靶蛋白的基因内部或附近的遗传变异;这种方法可以作为研究干扰该目标影响的工具。美国食品和药物管理局批准的所有药物中约有三分之二的开发得到了遗传证据的支持,表明相关变体的识别可能会促进新的、有效的治疗方法。最大的GWAS中的目标富集分析确定抗癫痫药物和性激素是降低动脉瘤发展或破裂风险的潜在目标。将性激素确定为潜在目标似乎既直观又具有临床意义,因为动脉瘤的流行绝经后妇女未破裂的脑动脉瘤和动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率增加。由于这些GWAS仅显示出关联,因此它们不允许就这些目标的扰动是否会增加或减少疾病风险得出结论。在女性中,孟德尔随机化分析表明,性激素结合球蛋白血清浓度增加和血清生物有效睾酮浓度降低与动脉瘤性蛛网膜下出血风险增加有关,这表明鲁莽。因为,在这项分析中,只有一种与睾酮浓度相关的遗传变异可用,关于血清雌激素在动脉瘤性蛛网膜下出血风险中的作用的结果尚不确定。对抗癫痫药物的孟德尔随机分析表明,CNNM2位于10(q24·33)位点内,这可能解释了动脉瘤与抗癫痫靶点之间观察到的关联。在人体中,服用抗癫痫药物苯妥英、丙戊酸或巴比平与血液和动脉组织中CNNM2浓度较低有关,因此可能会降低脑动脉瘤形成和破裂的风险。

可修改风险因素的管理

对于有动脉瘤形成或破裂风险的患者来说,血压控制和监测以及戒烟是可行的干预措施。然而,除了人群水平上风险因素与动脉瘤性蛛网膜下出血发生率之间的联系之外,队列研究几乎没有证据,对照研究也没有证据。一项前瞻性观察性研究包括1866名患有小于7 mm的未破裂脑动脉瘤和缺血性脑血管疾病的患者,观察了4412人年,随访期间破裂风险的风险比为16.7(95%CI 2.1 – 132.1)对于患有不受控制的高血压的参与者,未患高血压的参与者为3.5(0.3 – 38.5)。英国的一项关联研究进一步支持血压治疗的保护作用。在这项病例对照研究中,比较了4879名患有动脉瘤性蛛网膜下出血的患者和43911名匹配的对照个体(即没有动脉瘤性蛛网膜下出血的患者)之间的205种处方药物。发现目前使用赖诺普利可降低动脉瘤性蛛网膜下出血的发生率(OR 0·63; 95%CI 0·44-0·90)和RST(0·82; 0·65-1·04)与不使用这些药物相比,在调整其他风险因素后,包括高血压。由于这是一个假设-研究发现,其他抗高血压药物与动脉瘤性蛛网膜下出血发生率没有相关,在得出临床结论之前,应进一步探讨这些相关性。关于戒烟效果的唯一有力证据来自芬兰的一项队列研究,该研究涉及87名参与者,其中有111个未破裂动脉瘤。经过近22年的中位数随访时间后,34名在随访期间继续吸烟的参与者中,有14人(41%)出现动脉瘤性破裂,而在随访期间戒烟的11名参与者中,有0人(0%)出现动脉瘤性破裂。

由于动脉瘤壁的炎症与生长或破裂有关,因此人们对抗肿瘤药物作为保护剂很感兴趣。一项对来自队列研究的1691名受试者进行的巢式病例对照研究发现,每周服用阿司匹林3-7次的受试者破裂风险低于从未服用阿司匹林的受试者(调整后OR 0.27; 95%CI 0.11 – 0.67)。在一项针对脑缺血事件和伴随未破裂的脑动脉瘤患者的中国队列研究中,阿司匹林的使用与动脉瘤生长(HR 0·29; 95%CI 0·11-0·77)和破裂(0·11; 0·01-0·86)的风险降低。

根据观察到治疗高血压和使用阿司匹林可以降低脑动脉瘤生长和破裂的风险,研究人员实施了SEARCH T-U试验(NCT 03063541).110这项正在进行的试验正在调查阿司匹林是否每天100毫克加强化血压管理(目标收缩压<120毫米汞)与不使用阿司匹林但进行标准血压管理的干预相比,使用血压测量设备可以降低生长和破裂的风险(目标收缩压<140 mm Hg),无血压测量装置。

他汀类药物不仅可以降低胆固醇浓度,还可以通过胆固醇途径发挥血管保护作用。一项研究阿托伐他汀与不使用阿托伐他汀相比的效果的开放标签随机试验。随机分组后36个月内,对照组147例未破裂颅内动脉瘤中有28例(19%)发生动脉瘤生长,对照组17例(10%)未破裂颅内动脉瘤发生动脉瘤生长。他汀类药物组107例未破裂颅内动脉瘤的发生率为16%(对数秩p= 0.359)。任何一组均未发生动脉瘤破裂。一项关联研究发现,目前使用辛伐他汀与动脉瘤性蛛网膜下腔出血的发生率降低相关(OR 0·78,95% CI 0·*-0·96),但其他他汀类药物或降脂药物未发现此类关联。因此,他汀类药物是否降低动脉瘤生长和破裂的风险仍不清楚。表3列出了正在进行的他汀类药物和其他干预措施的临床试验。

结论和今后的方向

在过去的十年里,从流行病学、遗传学、放射学和分子生物学研究中获得的综合知识使人们对未破裂的脑动脉瘤的发展和动脉瘤性蜘蛛膜下出血的发生有了显着的了解,尽管仍存在不确定性。这一证据使得能够确定新的治疗目标来稳定未破裂的脑动脉瘤。新的遗传方法提供了额外的治疗目标。同样,关于脑内动脉瘤形成、生长和破裂的新证据已经确定了未破裂动脉瘤及其不稳定性的新生物标志物。参与脑动脉瘤破裂的强遗传因素尚未确定。

这些不同研究方法和由此产生的证据的综合应用将进一步促进对普通人群和动脉瘤风险增加的人群的筛查。此外,这一证据最终可能会指导临床决策,以选择应接受预防性治疗的未破裂动脉瘤以及在接受或不接受药物治疗的情况下可以安全随访的动脉瘤。未来的研究应侧重于识别动脉瘤形成风险增加的个体,区分不稳定和稳定动脉瘤,并为不需要立即预防性修复的人建立有效的风险因素疗法。(附录第4-6页)