腦動靜脈畸形血管形態(tài)構筑及相關生物學研究.pdf

1、第一部分腦動靜脈畸形的微觀形態(tài)及空間構筑學研究 目的： 通過對腦動靜脈畸形(Brainarteriovenousmalformation,BAVM)的微觀形態(tài)及空間構筑學進行系統(tǒng)研究，了解其相關臨床癥狀發(fā)生的結構學基礎；并探討處理對策。 方法： 1.應用常規(guī)HE病理染色及Masson's和彈性纖維特殊形態(tài)學染色、透射電鏡及原子力顯微鏡(Atomicforcemicroscope,AFM)，觀察30例BAV

2、M血管的病理組織學及微觀形態(tài)學改變；分析其DSA影像學資料，了解其構筑特點。對10例直徑在2cm以上、切除相對完整的標本進行大體解剖觀察。 2.選擇畸形血管團大小合適(直徑＞3cm)的5例BAVM患者在獲取術前DSA影像學資料后行血管內(nèi)栓塞治療，栓塞后手術切除畸形血管團，其中3例行切除標本的3D計算機輔助掃描技術成像，2例標本行體外灌注鑄型，鑄型標本行掃描電鏡觀察。 3.因正常腦組織難以獲取，故選取15例原發(fā)性癲癇病人的

3、手術標本為正常對照；取1例尸頭灌注后相對應部位血管作鑄型對照。 結果： 1.影像學資料及腦血管鑄型結果表明BAVM血管空間結構雖極其復雜，但AVM畸形血管團是由一個或幾個相對獨立的畸形單元所組成，“供血單元”是其基本組成單位；多支動脈供血的畸形血管團各供血單元之間存在細小的血管溝通。 2.HE及Masson's染色結果顯示畸形血管的管腔大小不一，管壁厚薄不均，血管壁各層排列紊亂，膠原纖維斷裂，平滑肌纖維不完整；

4、 3.畸形團內(nèi)供血動脈端至引流靜脈端全血管的HE和彈性纖維染色結果表明：畸形血管團是由相對正常的動脈、過渡區(qū)血管和較為異常的靜脈所組成。 4.透射電鏡掃描在栓塞與未栓塞的病巢血管壁均顯示膠原纖維蛋白束排列紊亂，內(nèi)皮細胞間緊密連接欠完整，BAVM存在反復出血表現(xiàn)；掃描電鏡見畸形團內(nèi)血管迂曲纏繞，血管粗細不均，變化突兀；掃描電鏡及AFM觀察均見血管內(nèi)皮表面形態(tài)不規(guī)則，高低不平，存在“火山口樣”和“彈坑樣”改變；正常腦血管走行具

5、有一定的規(guī)律性，粗細變化平緩?；窝軆?nèi)皮表面平均粗糙度為67.562±2.982，均方根粗糙度為74.679±4.751；與對照組血管內(nèi)皮表面平均粗糙度18.898±2.418，均方根粗糙度23.188±2.268相比差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.001，P＜0.001)。 5.大體解剖及病理組織學觀察結果：10例解剖標本中共發(fā)現(xiàn)3例腦AVM畸形血管團內(nèi)有動脈瘤樣變，瘤內(nèi)有血栓形成，有的已發(fā)生機化，瘤頂部血管壁較薄弱。

6、6.病理組織學及影像學觀察結果表明：正丁基-2-氰基丙烯酸酯(N-butyl-2-cyanoacrylate，NBCA)可以引起周邊腦組織炎癥反應，在畸形團內(nèi)可以達到較好地彌散，但是這種彌散是非全部填充式的，被血液分割開，所彌散的最小血管直徑在600μm左右。 7.30例BAVM中有8例在手術中即看到畸形團附近有含鐵血黃素沉積，其中5例以癲癇為首發(fā)癥狀，其他3例以出血為首發(fā)癥狀，3例中有2例伴有癲癇發(fā)作，另外以癲癇為首發(fā)癥狀的2

7、例病例中有1例在行病理切片時發(fā)現(xiàn)含鐵血黃素沉積。 結論： 1.BAVM是一種血管結構非常復雜的疾病，其基本組成單位為“供血單元”，各“供血單元”之間存在細小的血管溝通。 2.與海綿狀血管瘤一樣，BAVM也存在反復、少量的非癥狀性出血。3.BAVM畸形血管團是由相對正常的動脈樣血管、短暫的過渡區(qū)血管以及較為異常的靜脈樣血管所組成的、以“靜脈畸形”為主的血管畸形。 4.內(nèi)皮細胞與血管壁結構發(fā)育缺陷與破壞，及血

8、流湍流沖擊造成畸形團內(nèi)存在許多潛在的薄弱點，以及微小動脈瘤的存在，可能是BAVM存在反復出血的原因，出血后局部腦組織中含鐵血黃素沉積可能是導致癲癇發(fā)生的主要誘因。 5.NBCA可引起局部腦組織炎癥反應，其在畸形血管內(nèi)可以達到影像學上較好地彌散，彌散方式不是全部填充式，而是部分填充。 6.BAVM理想治療應是徹底消除所有供血動脈所屬的“供血單元”，部分治療能否消除其出血風險因素仍需進一步研究。 第二部分腦動靜脈畸形

9、病巢周圍毛細血管的組織形態(tài)學與體視學測量 目的： 通過對BAVM畸形血管團周圍毛細血管的組織形態(tài)學觀察及體視學測量，了解其病理組織形態(tài)學變化規(guī)律，推測其在BAVM病理生理過程中的臨床意義。 方法： 從所取30例BAVM切除標本中選擇病灶周圍有足夠腦組織(含病灶周圍5～10mm腦組織)的10例標本，行常規(guī)HE染色及透射電鏡觀察。每例標本隨機選取5片石蠟切片行免疫組織化學染色，標記毛細血管內(nèi)皮相對特異性表達的

10、Ⅷ因子。以北航CMIAS圖像分析系統(tǒng)獲取BMP格式圖像，并應用該軟件進行描記與初步統(tǒng)計處理。測量分析毛細血管直徑、圓度、數(shù)密度、體積密度和面積密度。取10例原發(fā)性癲癇病人的手術標本為正常對照。 結果： 1.HE染色結果表明BAVM畸形血管團周圍毛細血管顯著擴張，管周間隙增寬，紅細胞有時外滲到血管周間隙內(nèi)，周邊腦組織水腫，腦實質(zhì)中神經(jīng)元固縮，表現(xiàn)為慢性缺血、缺氧性改變；透射電鏡觀察見畸形血管團周邊的毛細血管管壁結構受到一定

11、程度的破壞：可見管壁水腫、內(nèi)皮細胞有空泡現(xiàn)象，細胞間緊密連接喪失；部分毛細血管內(nèi)皮細胞胞質(zhì)丟失，管壁變薄，只剩余細胞核結構，表現(xiàn)為一種慢性病理改變的過程；有的毛細血管血液成分外滲，腦組織腫脹，神經(jīng)髓鞘結構消失。 結論： 1.BAVM血管團周圍腦組織存在一定程度的組織水腫，腦實質(zhì)中神經(jīng)元受損，表現(xiàn)為一種慢性缺血、缺氧性改變。 2.畸形血管團周圍毛細血管顯著擴張，其直徑為對照組腦組織內(nèi)毛細血管直徑的5倍左右，并且毛細

12、血管數(shù)密度顯著高于對照組。 第三部分腦動靜脈畸形相關血管生物學研究 目的： 探討轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforminggrowthfactorβ1，TGFβ-1)及其Ⅰ型受體Activin受體樣激酶-1,5(activinlikekinase1,5；ALK-1,5)、以及基質(zhì)金屬蛋白酶-2,9(matrixmetalloproteinase2，9；MMP-2,9)、緊密連接蛋白Occludin和水通道蛋白4(

13、aquaporin4，AQP-4)在BAVM血管組織中的表達，為進一步理解BAVM的發(fā)生、發(fā)展機制，并為探索新的治療方法提供分子生物學實驗依據(jù)。 方法： 1.應用免疫組織化學方法檢測30例BAVM畸形團組織以及25例原發(fā)性癲癇病人腦組織中TGFβ-1、MMP-2,9與Occludin在蛋白水平的表達。 2.應用半定量RT-PCR方法檢測20例BAVM畸形團組織以及15例原發(fā)性癲癇病人腦組織中TGFβ-1及其Ⅰ型受

14、體ALK-1，5以及MMP-2,9和AQP-4在mRNA水平的相對表達情況。 結果： 1.免疫組織化學結果表明MMP-9在血管內(nèi)皮細胞及平滑肌細胞中均見表達，主要表達在胞漿中，在正常對照組僅見微量表達或不表達，而在BAVM血管組織中可見高表達，差異具有統(tǒng)計學意義(U=10.500，P＜0.001)；在mRNA水平MMP-9在BAVM組織中的相對表達量與正常對照組相比亦顯著性升高(t'=223.277,P＜0.001)。

15、 2.MMP-2在蛋白水平表達和mRNA水平相對表達量與對照組相比均無顯著性差異(P=0.667,P=0.172)；BAVM血管組織中Occludin在蛋白水平的表達低于對照組，其差異具有統(tǒng)計學意義(U=105.000，P＜0.001)。 3.BAVM組織中TGFβ-1在蛋白水平及mRNA水平的相對表達出現(xiàn)相反的變化，在蛋白水平表達顯著性降低(U=256.000，P=0.032)，而在mRNA水平，其在BAVM中的表達顯著

16、性升高(t=16.015，P＜0.001)。 4.ALK-5在mRNA水平于BAVM中的相對表達顯著性高于對照組(t'=69.204，P＜0.001)，其mRNA相對表達量為0.589±0.034；ALK-1在畸形血管組織與正常對照中的相對表達量分別為0.174±0.036、0.761±0.035，二者差異具有顯著性(t'=74.488,P＜0.001)。 5.畸形血管組織中AQP-4mRNA相對表達量與正常對照相比，相

17、對表達量升高，差異具有顯著性(t'=149.560，P＜0.001)。 結論： 1.TGF-β1在蛋白水平的低濃度表達反饋性誘導其在mRNA水平的高表達，同時也說明了BAVM疾病的形成具有復雜的發(fā)生機制，TGF-β1及其Ⅰ型受體ALK-1與ALK-5在該信號轉(zhuǎn)導通路中的失平衡狀態(tài)對BAVM新生血管的發(fā)生以及動靜脈瘺(Arterivenousfistula，AVF)的形成具有重要作用。 2.MMP-9在BAVM中的