冠状动脉旁路移植术后静脉桥狭窄的研究进展

1、冠状动脉旁路移植术后静脉桥狭窄的研究进展    【关键词】 冠状动脉旁路移植术 大隐静脉 血管再狭窄 基因治疗 冠状动脉粥样硬化 【摘要】 冠状动脉旁路移植术是冠状动脉粥样硬化性心脏病的常规治疗方法之一。动脉血管作为移植血管材料有其自身优势，但对大多数患者而言，自体大隐静脉仍然是最常用的移植血管材料。新内膜形成和动脉粥样硬化导致的静脉桥再狭窄已成为一个亟待解决的问题。主要的防治方法包括药物、血管外支架、扩张液和基因治疗等，其中基因治疗为再狭窄的防治带来了新的前景。 冠状动脉粥样硬化性心脏病是严重威胁人类健康的疾病之一，除了药物及介入治疗外，冠状动脉旁路移

2、植术(coronary artery bypass graft，CABG)是治疗该病的重要手段，尤其对于那些多支病变和具有多个危险因素的患者1。大隐静脉作为第一个用于CABG术的血管供体，因其解剖位置表浅，易于游离，取材方便；且有足够的长度，能够方便地使病变冠状动脉远端的血管与主动脉或其分支连接等优点2，至今仍然被广泛使用。但术后静脉的再狭窄和闭塞严重影响了其远期通畅率，有报道术后1，5和10年的开放率分别为93、74和413 。     1 静脉桥再狭窄的机制    CABG术后的静脉血管再狭窄，是静脉通过复杂的

3、分子机制导致血管的肥厚和限制性血管再构,压力的改变导致的机械损伤被认为起了重要的作用。在大隐静脉移植至动脉循环后，血管突然承受较高的动脉压力，张力明显升高，血管过度扩张引起管壁损伤，导致内皮结构和功能的变化；从血小板和移植血管本身及平滑肌细胞或周围组织释放细胞因子(影响增生和凋亡)，将导致一些基因产物刺激血管细胞增生和迁移，使内皮生长。众多因素参与下，中膜平滑肌细胞增生并穿过血管内弹性层向内膜迁移，同时产生过量的细胞外基质，引起新内膜形成及管壁增厚，并在此基础上逐渐形成粥样斑块，与此同时，血管损伤后血管外膜中的成纤维细胞增生和其转变为肌成纤维细胞产生的外膜增厚，导致了限制性的血管再构。这些因素

4、共同作用，最终导致静脉桥血管出现晚期再狭窄甚至堵塞。 2 静脉桥再狭窄的预防 2.1 药物治疗 2.11 抗凝、抗血小板药物 在大隐静脉移植后的早期，内膜的变化使血小板容易聚集在不光滑的内膜表面，因此解释了早期抗凝和抗血小板治疗的需要。有研究显示4在术后1 d内即开始服用阿司匹林，并且使用375 mg以上剂量至少持续1年才能提高CABG术后60 d和1年的静脉桥通畅度的效果，但对于术后13年的通畅度并没有提高5。 2.12 降脂药物 降脂治疗对内皮功能有直接保护作用。有报道表明6他汀类降脂药对血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell,VSMC）的功能有着直接的作用

5、，不仅抑制VSMC的增生和分化，同时也抑制其通过基质屏障的迁移，从而影响体外培养的人大隐静脉的新生内膜的形成。有学者研究表明7 ，服用普伐他汀将血脂和低密度脂蛋白控制在平均水平的患者，5年的死亡率显著下降24，心血管事件发生率大为减少。另外，文献报导血管紧张素转换酶抑制剂、钙拮抗剂、糖皮质激素、全反式维甲酸、一氧化氮的底物赖氨酸等有一定疗效，许多新型药物亦在探索之中，但目前临床上尚缺乏有效药物。 2.2 血管外支架血管外支架的主要作用是减轻移植静脉新内膜的增生，减少管壁厚度，防止静脉桥早期粥样硬化的发生8 ，可能提高静脉桥的远期通畅率。早在 1963年Parsonnet等9就首先发表了关于移植

6、静脉外支架的研究报告，发现外支架能够成功地限制动脉化过程中静脉桥的过度扩张，并能与宿主纤维组织紧密结合。Stooker等10报道在同样的压力、温度、白细胞活性等环境下，采用聚乙二醇外支架可以显著的减少内膜细胞的丢失和中膜平滑肌细胞的损伤，防止静脉的过度扩张。Krejca等11将羊的桡静脉移植到颈动脉，再套以涤纶网状外支架，发现在电镜下可看到有完整细胞核的光滑的内膜层，显示外支撑可有效的降低内膜和中膜的厚度。Stooker等12报道在人的离体大隐静脉模型上喷涂纤维蛋白胶也能起到血管外支持作用。 2.3 扩张液大隐静脉离取后的扩张是CABG术中的一项常规操作，目前常用药物来扩张和保存大隐静脉以减少

7、血管内皮细胞损伤，提高内皮完整性。刘培生，陈鑫等 13在传统的罂粟碱林格液扩张液的基础上改进为GV扩张液，其主要的成分是三硝酸甘油和维拉帕米，结果显示GV扩张液能更好的保护血管内皮细胞 (vascular endothelia cell,VEC)的功能，明显减少单位面积死亡的数量，最大限度的保护VEC及其功能，提高静脉桥的远期通畅率。Jefrey等14尝试利用常温下基于厌氧介质中的丙酮酸作为扩张保存液，也获得了令人鼓舞的效果。这些都提示在保存液中加入某特定药物对提高移植静脉的远期通畅度有着广阔的应用前景。 2.4 基因治疗基因治疗是指将目的基因导入到载体内制成复合体，再通过载体将目的基因准确地

8、转移至靶组织的细胞内，并使其有效表达，从而达到防治或减轻疾病的目的。目前，在CABG术后静脉移植物再狭窄的预防上，基因治疗面临的主要问题是如何选择适当的基因载体和具有治疗价值的基因。 2.41 载体系统 基因治疗中的载体系统包括病毒载体系统和非病毒载体系统，前者主要包括腺病毒、反转录病毒等, 后者包括脂质体、阳离子多聚体等,目前再狭窄基因治疗研究中约有85采用病毒为载体。 2.42 治疗基因 静脉桥再狭窄和闭塞的过程包括了在促进细胞增生的同时抑制细胞的凋亡这两个方面，所以，能够阻止VSMC的生长迁移或促进其凋亡的转基因产物，在预防静脉桥再狭窄中有着潜在的治疗作用15 。（1）一氧化氮合酶 许多

9、研究表明CABG术后血管桥再狭窄的发生与一氧化氮(NO)的功能异常相关16 。NO是体内重要的生物信使分子和效应分子，具有舒张血管，抑制 VSMC增殖、迁移，抑制血小板聚集、黏附等功能,一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)是NO合成的关键酶，Gaudino 等17研究发现,内皮型一氧化氮合酶（eNOS）在人内乳动脉、桡动脉、大隐静脉血管壁分布,大隐静脉中层无eNOS表达,推测可能是远期效果差的重要原因，因而通过提高NOS的活性重建NO功能，在预防移植血管再狭窄有着十分重要的意义。陶登顺等18应用eNOS转染人大隐静脉血管环，结果证实,移植静脉中膜和内膜可检测到大量

10、eNOS mRNA和蛋白的表达，而对照组未见明显表达；术后2周发现转染组静脉内膜和中膜厚度分别减少336和116，血管内膜增生明显受到抑制。 Cynthia等19应用腺病毒介导的eNOS基因对犬大隐静脉桥内皮细胞转染，发现同样可明显抑制新生内膜增生，并能预防和延缓冠状动脉粥样硬化。（2）p53抑癌基因 p53基因是一种重要的抑癌基因。现已知，p53是细胞生长中重要的负生长调节因子，它与细胞周期的控制、DNA修复和合成、细胞分化、基因组的可塑性以及细胞凋亡有关，因而被认为是广泛意义上细胞分裂与分化过程中的调控基因。利用p53基因的这种调控细胞凋亡的作用，在某些以细胞增生为主要病理特征的心血管疾病

11、,如CABG术后移植血管再狭窄等,导入p53基因有可能达到预防和治疗的目的。迟立群等20 通过建立兔颈外静脉颈总动脉移植模型，转染p53，术后4周发现VSMC增殖率降低6l，凋亡率增加25，提示在移植静脉VSMC中超表达p53蛋白，可抑制移植静脉内膜、中膜，尤其是内膜的增生，具有防治移植静脉远期再狭窄的作用。SJ George等21通过对游离的大隐静脉VSMC的研究表明，野生p53基因的过表达可以显著的促进大隐静脉VSMC凋亡，同时明显抑制VSMC的迁移，从而减少内膜厚度，在手术2周后，内膜的增厚和新生内膜细胞的数量分别减少了89和73。（3）基质金属蛋白酶(matrix metallopro

12、teinases，MMPs)MMPs是一类锌依赖的金属内肽酶的总称，是降解细胞外基质最重要的蛋白水解酶类。 MMP蛋白的表达、产生和调节作用，可以破坏平滑肌细胞基底膜和细胞外基质，允许细胞迁移，形成泡沫细胞和粥样斑块，从而引起晚期静脉的狭窄。MMP蛋白存在多种抑制物，其中以组织金属蛋白酶抑制物（tissue inhibitors of matrix metalloproteinases，TIMPs)最为有效。TIMP和MMP/TIMP比例调节着这个激活途径而影响细胞外基质的产生和降解。 Mark P等22通过对大隐静脉和乳内动脉中MMP1、2、9水平的比较，表明在大隐静脉中MMP酶原的合成和分

13、化增加，MMP水平和活性有着显著的提高，而MMP抑制物可以减低VSMC的迁移和新生内膜的形成。Johnson JL等23研究了大隐静脉在术前和术后的VSMC表型和MMP活性，发现MMP1的表达有着明显的增加，达两倍之多，而TIMP2的表达明显降低。说明手术损伤诱发VSMC向合成型转化，并促进MMP活性，从而引起基质的降解，VSMC的迁移和随后的内膜增厚，最终引起静脉桥的狭窄。Joffs C等人24选取了需要行心肺转流（cardiopulmonary bypass，CPB）的CABG患者，对在CPB的开始、终止和CPB后的30、60 min及24 h期间MMP水平的变化进行研究，发现CPB亦可使某些MMP的释放和合成增加，从而影响术后早期的组织结构的变化。综上所述，目前针对移植静脉的再狭窄过程中的分子学机制和病理发展过程，各个研究者都采取了不同的方法来预防静脉桥的再狭窄的发生。相对于药物和外支架，基因治疗在防治移植静脉再狭窄的策略上显示出其特有的优势和广阔的前景。在冠状动脉旁路移植术中，大隐静脉从离取后到植入前约有3060 min的体外时间，这个独特的时间窗虽然很短，但仍然为在体外对大隐静脉进行基因修复提供了充足的时间，这就为基因治疗提供了可能的空间。如何利用这个空间，选