血管狭窄形成过程中血管塑形的作用**
作者：尹航 黄峻 冷静 姚荣芬 彭韬 李晶阁 姚玉宇
单位：尹航 黄峻 南京医科大学第一附属医院心脏科?邮政编码：210029；冷静 姚荣芬 彭韬 李晶阁 姚玉宇 南京医科大学病理学教研室
关键词：再狭窄 血管塑形 增殖
江苏医药990404 摘要 建立小型猪髂动脉内膜损伤后血管狭窄模型，结合计算机图像分析系统统计内膜及管腔变化过程。结果术后6天内，内弹力膜(IEL)下面积无明显变化，无血管狭窄形成；至第12天管腔狭窄形成，其中内膜增生占73.53%，IEL下面积减少占26.47%；至第30天，管腔狭窄加重，此时内膜增生占23.08%，IEL下面积减少占76.92%。由此可见，血管狭窄的形成是由内膜增生和血管塑形共同作用的结果，在不同阶段二者的作用程度不同。
Vessel Remodeling in the Pathogenesis of Arterial Narrowness After Injury
, 百拇医药
Yin Hang et al
Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University
Abstract We established iliac arterial narrowing models in minipigs, then observed changes of intima and lumen by color image analysis system. The result showed that there was no magnificant change in the area encircled by intimal elastic lamina (IEL area) and no narrowness. The arterial narrowness was formed from 12th day after injury, intimal hyperlasia and loss of IEL area contributed to 73.53% and 26.47% to the narrowness respectively. The narrowness deepened on the 30th day, intimal hyperlaisa and loss of IEL area contributed to 23.08% and 76.92% respectively. Therefore we concluded that both of intimal hyperlasia and loss of IEL area are the key factors in the pathogenesis of arterial narrowness after injury, but they take a different role in different stages.
, 百拇医药
Key words Vessel remodeling Restenosis Proliferation
血管成形术后再狭窄是困扰冠心病介入治疗的难题，已有观点认为血管内膜损伤后平滑肌细胞(smooth muscle cells，SMCs)的增殖是再狭窄形成的关键环节。但这一学说并不能全面解释狭窄的形成，其作用已引起争论[1]。有研究认为血管塑形参与了狭窄的形成[2，3]，但尚未深入研究其机制。本实验通过建立小型猪髂动脉内膜损伤后狭窄模型，研究血管塑形的作用。
材料和方法
一、实验动物模型制备
选择小型猪髂动脉制备内膜损伤后SMCs增殖的模型。小型猪12只，雄8只，雌4只，体重25.3±1.1kg。制备过程：先后以氯氨酮肌注诱导和戊巴比妥静注维持麻醉。分离出右侧股动脉，在动脉壁上用眼科剪剪一切口，送入3.5mm球囊导管，至腹主动脉下段，将压力泵加压至4～6大气压后，缓慢地将导管回拉至切口处，减压后重复此过程2次，术中实行肝素化；撤出导管后行血管吻合术，术后应用抗生素。
, 百拇医药
二、取材及标本制备
术后给予动物均衡饮食，取材时间设定为：1天(2只)、3天(2只)、6天(2只)、12天(3只)以及30天(3只)。具体操作如下：放血处死动物，立即分离出手术模型血管，并留取非手术一侧的髂动脉用以对照，所取血管立即置于中性福尔马林中固定3天；髂动脉分7段取材，充分脱水后，石蜡包埋，并制备石蜡切片；切片均作HE染色。
三、病理学分析和统计学处理
光镜下病理学观察血管损伤后管壁形态学变化：用彩色图像分析系统(NYD-1型)统计以下指标：①管腔面积(mm2)；②IEL内面积(mm2)，即由IEL所包围的面积，它包括血管管腔面积和增生内膜面积之和；③管腔狭窄指数，即增生内膜面积与IEL面积之比；④增生内膜厚度(μm)。
统计学处理：统计结果以均数±标准差来表示，组间对比采用总体均数的假设检验(t检验)，多重对比采用方差分析，P值<0.05为差异具有显著性。
, http://www.100md.com
结果
一、主要病理学变化
损伤后3天，内膜即开始轻度增厚，中膜SMCs越过内弹力板向内膜迁移，1周后内膜进一步增厚，胶原形成增多，2周后增生内膜使管腔出现不同程度的狭窄。
二、图像分析
术后内膜及管腔指标的变化见表1，术后6天以内IEL面积无明显改变，仅表现为内膜的轻度增生，管腔尚未形成明显狭窄；至12天起内膜增生达峰值平台，但IEL内面积却进一步减少，在此阶段形成明显的管腔狭窄。现将12天组和30天组中狭窄指数以0.5为界分为两组，其内膜增生情况见表2。结合表1可见，术后12天之后，增生内膜面积无组间差异，管腔面积狭窄的差异与IEL内面积明显缩小有关，因此结合术后6天之内的内膜增生情况，进一步统计分析见表3。12天组与1～6天组相比，管腔面积减少45.95%，在这一部分减少的面积中，内膜增生占73.53%，IEL面积减少占26.47%；30天组与12天组相比，管腔面积减少32.5%，其中内膜增生占23.08%，IEL面积减少占76.92%。
, 百拇医药
表1 模型组术后内膜及管腔指标的变化(
±s)
对照组
1天组
3天组
6天组
12天组
30天组
标本数(n)
13
10
, http://www.100md.com
12
10
13
13
IEL内面积(mm2)
0.86±0.13
0.8130±0.09
0.80±0.11
0.83±0.11 △
0.72±0.27
0.62±0.16△
, http://www.100md.com
管腔面积(mm2)
0.86±0.13
0.8126±0.10
0.73±0.09
0.69±0.09 △
0.40±0.24
0.27±0.15△
增生内膜面积(mm2)
0
0.00
0.07±0.03
, http://www.100md.com
0.14±0.09*△
0.32±0.07
0.35±0.08
狭窄指数
0
0.00
0.10±0.03
0.17±0.07
0.45±0.15
0.57±0.15△
增生内膜厚度(μm)
, 百拇医药
0
6.31±2.73*
36.47±12.39
108.39±52.69*△
227.46±73.44
278.76±83.37△
与3天组相比*P<0.05，与12天组相比△P<0.05表2 不同狭窄程度管腔指标的对比(±s) 狭窄指数分组
n
, http://www.100md.com
IEL面积(mm2)
P值
管腔面积(mm2)
P值
增生内膜面积(mm2)
P值
狭窄指数
P值
>0.5
14
0.52±0.10
0.17±0.05
, http://www.100md.com
0.35±0.09
0.67±0.09
<0.05
<0.05
>0.05
<0.05
≤0.5
12
0.80±0.22
0.48±0.17
0.32±0.06
0.40±0.06
, http://www.100md.com
表3 术后不同时间段管腔指标的对比(±s) 时间组
标本数
IEL面积(mm2)
P值
管腔面积(mm2)
P值
增生内膜面积(mm2)
P值
1～6天
, 百拇医药
32
0.81±0.11
0.74±0.09
0.07±0.05
<0.05
<0.05
<0.05
12天
13
0.72±0.27
0.40±0.24
0.32±0.06
, http://www.100md.com
30天
13
0.62±0.27
<0.05
0.27±0.15
<0.05
0.35±0.08
>0.05
讨论
分析本实验的结果，可以认为SMCs的增殖和血管塑形(弹性回缩)作为形成狭窄的两个关键因素在不同阶段的作用是不同的，术后早期(6天以内)SMCs增殖处于活跃阶段，血管无明显回缩；在后期(12～30天)血管出现了较明显的回缩，加重了管腔面积的减少，而此时SMCs的增殖幅度无明显差异，由于这一阶段是管腔明显狭窄的形成过程，因此在后期，血管回缩对狭窄形成的影响超过了SMCs的增殖。
, http://www.100md.com
血管重塑概念的提出为研究再狭窄开辟了一个新的领域[2～4]。现有的研究表明[5，6]，目前对血管重塑机制的认识和了解还很少，还不能完整深入地阐明其致再狭窄形成的确切机制。目前对血管重塑在再狭窄发生中的作用尚未取得共识，Gertz[7]等的研究认为血管的几何塑形不是球囊成形术后再狭窄的主要病理过程。从我们的实验结果分析可以认为：①血管塑形是血管成形术后再狭窄发生过程中的一个不可忽视的因素，但再狭窄是否发生及其程度应取决于SMCs增殖和血管塑形之间的平衡情况，即SMCs增殖伴血管回缩将不可避免地形成狭窄，而血管代偿性扩张时，即使有SMCs增生，也不一定形成狭窄；②仅以内膜增生学说解释再狭窄是不全面的，今后对抑制再狭窄的研究应在注重抑制SMCs增殖的同时，考虑到减少血管回缩的作用。
**本课题为卫生部科研基金资助项目(96-1-344)
参考文献
, 百拇医药
[1] Currier JW, et al. J Am Coll Cardiol 1995；25：516.
[2] Kakuta T, et al. Circulation 1994；89：2809.
[3] Post MJ, et al. Circulation 1994；89：2816.
[4] Schwartz RS, et al. Am J Cardiol 1998；81；(7A)：14E
[5] Mintz GS, et al. Cardiol Clin 1997；15：17.
[6] Kakuta T, et al. Arterioscle Thromb Vascu Biol 1998；18：47.
[7] Gertz SD. Circulation 1994；90：3001.
(1998年10月10日收稿 同年11月17日修回), http://www.100md.com
单位：尹航 黄峻 南京医科大学第一附属医院心脏科?邮政编码：210029；冷静 姚荣芬 彭韬 李晶阁 姚玉宇 南京医科大学病理学教研室
关键词：再狭窄 血管塑形 增殖
江苏医药990404 摘要 建立小型猪髂动脉内膜损伤后血管狭窄模型，结合计算机图像分析系统统计内膜及管腔变化过程。结果术后6天内，内弹力膜(IEL)下面积无明显变化，无血管狭窄形成；至第12天管腔狭窄形成，其中内膜增生占73.53%，IEL下面积减少占26.47%；至第30天，管腔狭窄加重，此时内膜增生占23.08%，IEL下面积减少占76.92%。由此可见，血管狭窄的形成是由内膜增生和血管塑形共同作用的结果，在不同阶段二者的作用程度不同。
Vessel Remodeling in the Pathogenesis of Arterial Narrowness After Injury
, 百拇医药
Yin Hang et al
Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University
Abstract We established iliac arterial narrowing models in minipigs, then observed changes of intima and lumen by color image analysis system. The result showed that there was no magnificant change in the area encircled by intimal elastic lamina (IEL area) and no narrowness. The arterial narrowness was formed from 12th day after injury, intimal hyperlasia and loss of IEL area contributed to 73.53% and 26.47% to the narrowness respectively. The narrowness deepened on the 30th day, intimal hyperlaisa and loss of IEL area contributed to 23.08% and 76.92% respectively. Therefore we concluded that both of intimal hyperlasia and loss of IEL area are the key factors in the pathogenesis of arterial narrowness after injury, but they take a different role in different stages.
, 百拇医药
Key words Vessel remodeling Restenosis Proliferation
血管成形术后再狭窄是困扰冠心病介入治疗的难题，已有观点认为血管内膜损伤后平滑肌细胞(smooth muscle cells，SMCs)的增殖是再狭窄形成的关键环节。但这一学说并不能全面解释狭窄的形成，其作用已引起争论[1]。有研究认为血管塑形参与了狭窄的形成[2，3]，但尚未深入研究其机制。本实验通过建立小型猪髂动脉内膜损伤后狭窄模型，研究血管塑形的作用。
材料和方法
一、实验动物模型制备
选择小型猪髂动脉制备内膜损伤后SMCs增殖的模型。小型猪12只，雄8只，雌4只，体重25.3±1.1kg。制备过程：先后以氯氨酮肌注诱导和戊巴比妥静注维持麻醉。分离出右侧股动脉，在动脉壁上用眼科剪剪一切口，送入3.5mm球囊导管，至腹主动脉下段，将压力泵加压至4～6大气压后，缓慢地将导管回拉至切口处，减压后重复此过程2次，术中实行肝素化；撤出导管后行血管吻合术，术后应用抗生素。
, 百拇医药
二、取材及标本制备
术后给予动物均衡饮食，取材时间设定为：1天(2只)、3天(2只)、6天(2只)、12天(3只)以及30天(3只)。具体操作如下：放血处死动物，立即分离出手术模型血管，并留取非手术一侧的髂动脉用以对照，所取血管立即置于中性福尔马林中固定3天；髂动脉分7段取材，充分脱水后，石蜡包埋，并制备石蜡切片；切片均作HE染色。
三、病理学分析和统计学处理
光镜下病理学观察血管损伤后管壁形态学变化：用彩色图像分析系统(NYD-1型)统计以下指标：①管腔面积(mm2)；②IEL内面积(mm2)，即由IEL所包围的面积，它包括血管管腔面积和增生内膜面积之和；③管腔狭窄指数，即增生内膜面积与IEL面积之比；④增生内膜厚度(μm)。
统计学处理：统计结果以均数±标准差来表示，组间对比采用总体均数的假设检验(t检验)，多重对比采用方差分析，P值<0.05为差异具有显著性。
, http://www.100md.com
结果
一、主要病理学变化
损伤后3天，内膜即开始轻度增厚，中膜SMCs越过内弹力板向内膜迁移，1周后内膜进一步增厚，胶原形成增多，2周后增生内膜使管腔出现不同程度的狭窄。
二、图像分析
术后内膜及管腔指标的变化见表1，术后6天以内IEL面积无明显改变，仅表现为内膜的轻度增生，管腔尚未形成明显狭窄；至12天起内膜增生达峰值平台，但IEL内面积却进一步减少，在此阶段形成明显的管腔狭窄。现将12天组和30天组中狭窄指数以0.5为界分为两组，其内膜增生情况见表2。结合表1可见，术后12天之后，增生内膜面积无组间差异，管腔面积狭窄的差异与IEL内面积明显缩小有关，因此结合术后6天之内的内膜增生情况，进一步统计分析见表3。12天组与1～6天组相比，管腔面积减少45.95%，在这一部分减少的面积中，内膜增生占73.53%，IEL面积减少占26.47%；30天组与12天组相比，管腔面积减少32.5%，其中内膜增生占23.08%，IEL面积减少占76.92%。
, 百拇医药
表1 模型组术后内膜及管腔指标的变化(
±s)对照组
1天组
3天组
6天组
12天组
30天组
标本数(n)
13
10
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12
10
13
13
IEL内面积(mm2)
0.86±0.13
0.8130±0.09
0.80±0.11
0.83±0.11 △
0.72±0.27
0.62±0.16△
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管腔面积(mm2)
0.86±0.13
0.8126±0.10
0.73±0.09
0.69±0.09 △
0.40±0.24
0.27±0.15△
增生内膜面积(mm2)
0
0.00
0.07±0.03
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0.14±0.09*△
0.32±0.07
0.35±0.08
狭窄指数
0
0.00
0.10±0.03
0.17±0.07
0.45±0.15
0.57±0.15△
增生内膜厚度(μm)
, 百拇医药
0
6.31±2.73*
36.47±12.39
108.39±52.69*△
227.46±73.44
278.76±83.37△
与3天组相比*P<0.05，与12天组相比△P<0.05表2 不同狭窄程度管腔指标的对比(
±s) 狭窄指数分组n
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IEL面积(mm2)
P值
管腔面积(mm2)
P值
增生内膜面积(mm2)
P值
狭窄指数
P值
>0.5
14
0.52±0.10
0.17±0.05
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0.35±0.09
0.67±0.09
<0.05
<0.05
>0.05
<0.05
≤0.5
12
0.80±0.22
0.48±0.17
0.32±0.06
0.40±0.06
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表3 术后不同时间段管腔指标的对比(
±s) 时间组标本数
IEL面积(mm2)
P值
管腔面积(mm2)
P值
增生内膜面积(mm2)
P值
1～6天
, 百拇医药
32
0.81±0.11
0.74±0.09
0.07±0.05
<0.05
<0.05
<0.05
12天
13
0.72±0.27
0.40±0.24
0.32±0.06
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30天
13
0.62±0.27
<0.05
0.27±0.15
<0.05
0.35±0.08
>0.05
讨论
分析本实验的结果，可以认为SMCs的增殖和血管塑形(弹性回缩)作为形成狭窄的两个关键因素在不同阶段的作用是不同的，术后早期(6天以内)SMCs增殖处于活跃阶段，血管无明显回缩；在后期(12～30天)血管出现了较明显的回缩，加重了管腔面积的减少，而此时SMCs的增殖幅度无明显差异，由于这一阶段是管腔明显狭窄的形成过程，因此在后期，血管回缩对狭窄形成的影响超过了SMCs的增殖。
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血管重塑概念的提出为研究再狭窄开辟了一个新的领域[2～4]。现有的研究表明[5，6]，目前对血管重塑机制的认识和了解还很少，还不能完整深入地阐明其致再狭窄形成的确切机制。目前对血管重塑在再狭窄发生中的作用尚未取得共识，Gertz[7]等的研究认为血管的几何塑形不是球囊成形术后再狭窄的主要病理过程。从我们的实验结果分析可以认为：①血管塑形是血管成形术后再狭窄发生过程中的一个不可忽视的因素，但再狭窄是否发生及其程度应取决于SMCs增殖和血管塑形之间的平衡情况，即SMCs增殖伴血管回缩将不可避免地形成狭窄，而血管代偿性扩张时，即使有SMCs增生，也不一定形成狭窄；②仅以内膜增生学说解释再狭窄是不全面的，今后对抑制再狭窄的研究应在注重抑制SMCs增殖的同时，考虑到减少血管回缩的作用。
**本课题为卫生部科研基金资助项目(96-1-344)
参考文献
, 百拇医药
[1] Currier JW, et al. J Am Coll Cardiol 1995；25：516.
[2] Kakuta T, et al. Circulation 1994；89：2809.
[3] Post MJ, et al. Circulation 1994；89：2816.
[4] Schwartz RS, et al. Am J Cardiol 1998；81；(7A)：14E
[5] Mintz GS, et al. Cardiol Clin 1997；15：17.
[6] Kakuta T, et al. Arterioscle Thromb Vascu Biol 1998；18：47.
[7] Gertz SD. Circulation 1994；90：3001.
(1998年10月10日收稿 同年11月17日修回), http://www.100md.com