腦動(dòng)靜脈畸形血管形態(tài)構(gòu)筑及相關(guān)生物學(xué)研究.pdf

1、第一部分腦動(dòng)靜脈畸形的微觀形態(tài)及空間構(gòu)筑學(xué)研究 目的： 通過(guò)對(duì)腦動(dòng)靜脈畸形(Brainarteriovenousmalformation,BAVM)的微觀形態(tài)及空間構(gòu)筑學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)研究，了解其相關(guān)臨床癥狀發(fā)生的結(jié)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)；并探討處理對(duì)策。 方法： 1.應(yīng)用常規(guī)HE病理染色及Masson's和彈性纖維特殊形態(tài)學(xué)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(xué)及微觀形態(tài)學(xué)改變；分析其DSA影像學(xué)資料，了解其構(gòu)筑特點(diǎn)。對(duì)10例直徑在2cm以上、切除相對(duì)完整的標(biāo)本進(jìn)行大體解剖觀察。 2.選擇畸形血管團(tuán)大小合適(直徑＞3cm)的5例BAVM患者在獲取術(shù)前DSA影像學(xué)資料后行血管內(nèi)栓塞治療，栓塞后手術(shù)切除畸形血管團(tuán)，其中3例行切除標(biāo)本的3D計(jì)算機(jī)輔助掃描技術(shù)成像，2例標(biāo)本行體外灌注鑄型，鑄型標(biāo)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(shù)標(biāo)本為正常對(duì)照；取1例尸頭灌注后相對(duì)應(yīng)部位血管作鑄型對(duì)照。 結(jié)果： 1.影像學(xué)資料及腦血管鑄型結(jié)果表明BAVM血管空間結(jié)構(gòu)雖極其復(fù)雜，但AVM畸形血管團(tuán)是由一個(gè)或幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的畸形單元所組成，“供血單元”是其基本組成單位；多支動(dòng)脈供血的畸形血管團(tuán)各供血單元之間存在細(xì)小的血管溝通。 2.HE及Masson's染色結(jié)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(tuán)內(nèi)供血?jiǎng)用}端至引流靜脈端全血管的HE和彈性纖維染色結(jié)果表明：畸形血管團(tuán)是由相對(duì)正常的動(dòng)脈、過(guò)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(xì)胞間緊密連接欠完整，BAVM存在反復(fù)出血表現(xiàn)；掃描電鏡見(jiàn)畸形團(tuán)內(nèi)血管迂曲纏繞，血管粗細(xì)不均，變化突兀；掃描電鏡及AFM觀察均見(jiàn)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(xì)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(duì)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(jì)學(xué)意義(P＜0.001，P＜0.001)。 5.大體解剖及病理組織學(xué)觀察結(jié)果：10例解剖標(biāo)本中共發(fā)現(xiàn)3例腦AVM畸形血管團(tuán)內(nèi)有動(dòng)脈瘤樣變，瘤內(nèi)有血栓形成，有的已發(fā)生機(jī)化，瘤頂部血管壁較薄弱。

6、6.病理組織學(xué)及影像學(xué)觀察結(jié)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(yīng)，在畸形團(tuán)內(nèi)可以達(dá)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(kāi)，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(shù)中即看到畸形團(tuán)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(shí)發(fā)現(xiàn)含鐵血黃素沉積。 結(jié)論： 1.BAVM是一種血管結(jié)構(gòu)非常復(fù)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(xì)小的血管溝通。 2.與海綿狀血管瘤一樣，BAVM也存在反復(fù)、少量的非癥狀性出血。3.BAVM畸形血管團(tuán)是由相對(duì)正常的動(dòng)脈樣血管、短暫的過(guò)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(xì)胞與血管壁結(jié)構(gòu)發(fā)育缺陷與破壞，及血

8、流湍流沖擊造成畸形團(tuán)內(nèi)存在許多潛在的薄弱點(diǎn)，以及微小動(dòng)脈瘤的存在，可能是BAVM存在反復(fù)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(dǎo)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(yīng)，其在畸形血管內(nèi)可以達(dá)到影像學(xué)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(yīng)是徹底消除所有供血?jiǎng)用}所屬的“供血單元”，部分治療能否消除其出血風(fēng)險(xiǎn)因素仍需進(jìn)一步研究。 第二部分腦動(dòng)靜脈畸形

9、病巢周圍毛細(xì)血管的組織形態(tài)學(xué)與體視學(xué)測(cè)量 目的： 通過(guò)對(duì)BAVM畸形血管團(tuán)周圍毛細(xì)血管的組織形態(tài)學(xué)觀察及體視學(xué)測(cè)量，了解其病理組織形態(tài)學(xué)變化規(guī)律，推測(cè)其在BAVM病理生理過(guò)程中的臨床意義。 方法： 從所取30例BAVM切除標(biāo)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(biāo)本，行常規(guī)HE染色及透射電鏡觀察。每例標(biāo)本隨機(jī)選取5片石蠟切片行免疫組織化學(xué)染色，標(biāo)記毛細(xì)血管內(nèi)皮相對(duì)特異性表達(dá)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(yīng)用該軟件進(jìn)行描記與初步統(tǒng)計(jì)處理。測(cè)量分析毛細(xì)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(shù)標(biāo)本為正常對(duì)照。 結(jié)果： 1.HE染色結(jié)果表明BAVM畸形血管團(tuán)周圍毛細(xì)血管顯著擴(kuò)張，管周間隙增寬，紅細(xì)胞有時(shí)外滲到血管周間隙內(nèi)，周邊腦組織水腫，腦實(shí)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(jiàn)畸形血管團(tuán)周邊的毛細(xì)血管管壁結(jié)構(gòu)受到一定

11、程度的破壞：可見(jiàn)管壁水腫、內(nèi)皮細(xì)胞有空泡現(xiàn)象，細(xì)胞間緊密連接喪失；部分毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞胞質(zhì)丟失，管壁變薄，只剩余細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為一種慢性病理改變的過(guò)程；有的毛細(xì)血管血液成分外滲，腦組織腫脹，神經(jīng)髓鞘結(jié)構(gòu)消失。 結(jié)論： 1.BAVM血管團(tuán)周圍腦組織存在一定程度的組織水腫，腦實(shí)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(tuán)周圍毛細(xì)血管顯著擴(kuò)張，其直徑為對(duì)照組腦組織內(nèi)毛細(xì)血管直徑的5倍左右，并且毛細(xì)

12、血管數(shù)密度顯著高于對(duì)照組。 第三部分腦動(dòng)靜脈畸形相關(guān)血管生物學(xué)研究 目的： 探討轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)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(dá)，為進(jìn)一步理解BAVM的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，并為探索新的治療方法提供分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 方法： 1.應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)30例BAVM畸形團(tuán)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(dá)。 2.應(yīng)用半定量RT-PCR方法檢測(cè)20例BAVM畸形團(tuán)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(duì)表達(dá)情況。 結(jié)果： 1.免疫組織化學(xué)結(jié)果表明MMP-9在血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞中均見(jiàn)表達(dá)，主要表達(dá)在胞漿中，在正常對(duì)照組僅見(jiàn)微量表達(dá)或不表達(dá)，而在BAVM血管組織中可見(jiàn)高表達(dá)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(U=10.500，P＜0.001)；在mRNA水平MMP-9在BAVM組織中的相對(duì)表達(dá)量與正常對(duì)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(dá)和mRNA水平相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組相比均無(wú)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(dá)低于對(duì)照組，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(duì)表達(dá)出現(xiàn)相反的變化，在蛋白水平表達(dá)顯著性降低(U=256.000，P=0.032)，而在mRNA水平，其在BAVM中的表達(dá)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(duì)表達(dá)顯著性高于對(duì)照組(t'=69.204，P＜0.001)，其mRNA相對(duì)表達(dá)量為0.589±0.034；ALK-1在畸形血管組織與正常對(duì)照中的相對(duì)表達(dá)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(duì)表達(dá)量與正常對(duì)照相比，相

17、對(duì)表達(dá)量升高，差異具有顯著性(t'=149.560，P＜0.001)。 結(jié)論： 1.TGF-β1在蛋白水平的低濃度表達(dá)反饋性誘導(dǎo)其在mRNA水平的高表達(dá)，同時(shí)也說(shuō)明了BAVM疾病的形成具有復(fù)雜的發(fā)生機(jī)制，TGF-β1及其Ⅰ型受體ALK-1與ALK-5在該信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的失平衡狀態(tài)對(duì)BAVM新生血管的發(fā)生以及動(dòng)靜脈瘺(Arterivenousfistula，AVF)的形成具有重要作用。 2.MMP-9在BAVM中的