二葉主動脈瓣(BAV)是常見的先天性心臟病,會增加患者主動脈擴(kuò)張和主動脈夾層的風(fēng)險,其中主動脈擴(kuò)張會進(jìn)一步增加患者發(fā)生主動脈夾層的風(fēng)險。近期在Journal of the American College of Cardiology期刊上刊登了一則名為《Mechanisms of Aortic Dilation in Patients With Bicuspid Aortic Valve : JACC State-of-the-Art Review》的文章,該文章闡述了二葉主動脈瓣患者主動脈擴(kuò)張的生理病理機(jī)制,這一機(jī)制有助于指導(dǎo)臨床醫(yī)生和患者采取預(yù)防措施,以降低不良事件發(fā)生的風(fēng)險,并優(yōu)化所需的終身影像監(jiān)測頻率。
重點(diǎn)
■ 遺傳學(xué)和血流動力學(xué)的改變被認(rèn)為是導(dǎo)致二葉主動脈瓣患者主動脈擴(kuò)張的重要原因。
■ 有證據(jù)支持主動脈根部擴(kuò)張的遺傳基礎(chǔ),而升主動脈(AscAo)擴(kuò)張與血液動力學(xué)的改變有關(guān)。
■ 為了減緩二葉主動脈瓣患者主動脈病變的進(jìn)程,需要進(jìn)行前瞻性研究,來評估生物標(biāo)志物和潛在干預(yù)措施對其的預(yù)測價值。
主動脈擴(kuò)張機(jī)制
關(guān)于二葉主動脈瓣引起主動脈擴(kuò)張的原因已提出不同假設(shè):
① 遺傳學(xué)假設(shè)認(rèn)為,與BAV相關(guān)的遺傳因素導(dǎo)致主動脈壁成分的內(nèi)在改變,從而導(dǎo)致主動脈擴(kuò)張;
② 血流動力學(xué)假設(shè)認(rèn)為,BAV中的主動脈擴(kuò)張是由與BAV相關(guān)的血流動力學(xué)改變引起的主動脈壁成分改變的結(jié)果。
以上假設(shè)并不相互排斥,目前的證據(jù)表明,這兩種機(jī)制在BAV主動脈病變的發(fā)生中都起作用。見中心插圖。
1、遺傳學(xué)因素
BAV主動脈擴(kuò)張具有遺傳性,盡管大多數(shù)BAV病例是散發(fā)的,但早期研究發(fā)現(xiàn)了家族聚集性及其在單卵雙胞胎中的存在,從而支持了潛在的遺傳異常。BAV呈常染色體顯性遺傳模式且表現(xiàn)為不完全外顯,其遺傳率估計在47%到89%之間。此外,在一級親屬(FDRs)中BAV的患病率約為6%,男性較女性更常見,且與BAV形態(tài)類型無關(guān)。這一較高的男性患病率表明,X染色體上基因的缺失可能會導(dǎo)致BAV的形成。然而,這些基因到目前為止還沒有被鑒定出來。在遺傳綜合征中,BAV的最高外顯率發(fā)生在Turner綜合征的女性中,該綜合征是由一條X染色體部分或完全缺失引起的。高達(dá)30%的Turner綜合征患者患有BAV,與散發(fā)性BAV病例相比,相關(guān)縮窄、主動脈瘤和急性主動脈夾層的患病率更高。
與普通人群相比,即使使用三尖瓣主動脈瓣(TAV),一級親屬中的主動脈擴(kuò)張發(fā)生率也更高,約為10%,其中主動脈根部表型占3%,升主動脈表型占7%?;谶@些證據(jù),建議BAV患者的一級親屬進(jìn)行超聲心電圖篩查,以檢測BAV以及潛在的瓣膜和瓣膜外并發(fā)癥。
2、血流動力學(xué)因素
BAV會在主動脈根部和升主動脈中產(chǎn)生血流障礙,這種血流障礙可能持續(xù)存在于主動脈弓中。升主動脈BAV引起的血流異常包括在沒有主動脈瓣狹窄的情況下血流速度增加,以偏心射流為主,持續(xù)的右旋流,收縮期反流大,湍流能和粘性能損失增加。這些異常的血流特征可能導(dǎo)致BAV患者的壁面剪切應(yīng)力(WSS)增加,這與主動脈壁彈性纖維變薄、變性以及胞外基質(zhì)調(diào)控紊亂有關(guān)。不同的瓣膜形態(tài)可能會導(dǎo)致不同的流動模式。與右至左冠狀動脈尖端(RL)的BAV相比,右至非冠狀動脈尖端(RN)的BAV的流動異常更為嚴(yán)重。
局限性和展望
盡管近期的四維(4D)血流心臟磁共振成像(CMR)縱向研究顯示,BAV患者的血液動力學(xué)改變與未來的升主動脈生長相關(guān)。然而,由于是單中心研究、患者數(shù)量有限以及技術(shù)限制,需要進(jìn)行前瞻性多中心研究來評估血液動力學(xué)參數(shù)對BAV主動脈病變的預(yù)測價值。
目前對主動脈大小和生長的臨床評估局限于標(biāo)準(zhǔn)化分析平面,而最大規(guī)模和生長通常發(fā)生在其他位置,因此很可能被遺漏。此外,主動脈直徑以外的不同形態(tài)參數(shù),如左室流出角度和主動脈扭曲度,也可能在BAV主動脈病變中起到作用。因此,全面的三維(3D)主動脈評估有助于確定不良事件的預(yù)測因素。
盡管在BAV的遺傳學(xué)研究方面做了大量工作,但已鑒定出的基因只能解釋少部分家族性和散發(fā)性的BAV和主動脈病變的病例。通過對BAV患者和親屬進(jìn)行大規(guī)模隊列分析,以及對BAV形態(tài)和擴(kuò)張表型的標(biāo)準(zhǔn)化分類,可能有助于確定導(dǎo)致BAV及相關(guān)并發(fā)癥的基因。
了解血流動力學(xué)和遺傳學(xué)在BAV主動脈病變的病理生理學(xué)中的作用,可能會對臨床實踐產(chǎn)生影響,因為它可以強(qiáng)化風(fēng)險分層,并開發(fā)基于血流動力學(xué)或遺傳風(fēng)險的新預(yù)防和治療策略。
結(jié)論
關(guān)于BAV主動脈病變是有遺傳基礎(chǔ)還是血流動力學(xué)改變的問題,一直都存在著廣泛的爭議,目前的證據(jù)表明這兩個因素都對主動脈擴(kuò)張產(chǎn)生影響。潛在的遺傳因素能解釋少部分BAV病例以及相關(guān)的主動脈病變,尤其是主動脈根部擴(kuò)張,這種擴(kuò)張形式屬于較為嚴(yán)重的BAV主動脈病變,主要與遺傳變異相關(guān)。另一方面,升主動脈的擴(kuò)張一直與血液動力學(xué)的改變有關(guān),顯示與組織學(xué)上的主動脈壁破裂和主動脈生長速率部分相關(guān)。在未來的前瞻性多中心研究中,有必要對主動脈形態(tài)和血液動力學(xué)進(jìn)行全面的三維評估,以證實這些發(fā)現(xiàn),這可能會大大改善BAV患者的臨床管理。
安智因推出的遺傳性心血管病檢測項目(見下圖),適用于臨床確診或疑似遺傳性心血管病患者,以及具有相關(guān)心血管病家族史、心臟性或不明原因猝死家族史的個體。基因診斷不僅有助于遺傳性心血管疾病的早期診斷和鑒別,還對預(yù)后危險分層、治療策略制定、遺傳篩查以及選擇性生育等有重要的指導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn)
Rodríguez-Palomares JF, Dux-Santoy L, Guala A, et.al. Mechanisms of Aortic Dilation in Patients With Bicuspid Aortic Valve: JACC State-of-the-Art Review. J Am Coll Cardiol, 2023 Aug 1; 82(5): 448-464.
往期回顧
新發(fā)現(xiàn)—NOTCH通路調(diào)控因子MIB1與二葉主動脈瓣發(fā)育息息相關(guān)
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