侧支循环与缺血性脑卒中研究进展

吴竹青 群 森 吴君仓

我国脑卒中的年平均发病率逐年上升，由此给社会和家庭带来的负担是巨大的，因此对缺血性脑卒中的研究已成为神经病学研究的热点。目前对于缺血性脑卒中主要治疗手段就是使血管再通，或通过侧支循环使缺血的脑组织得到新的血流灌注。目前研究发现脑侧支循环开放和建立可有效减少梗死中心范围和脑组织缺血缺氧的真实情况，能够改善患者预后，降低卒中复发风险［1］。本文就侧支循环与缺血性脑卒中关系及临床意义进行综述。

1 侧支循环概念及代偿途径

侧支循环是指脑供血动脉出现血管狭窄甚至闭塞时，机体为了代偿性的补偿缺血部位的血供，通过其他途径或形成新的血流通路，这些新的血管通路被称为侧支循环［2］。在解剖上脑侧支循环大致分为颅内血管代偿途径、颅外向颅内血管代偿途径和颅外-颅外代偿途径。根据代偿开放的血管层次分为三级:一级侧支循环为Willis 环;二级侧支循环代偿主要包括软脑膜侧支循环、深穿支动脉和眼动脉;三级侧支循环代偿主要依靠生成血管的建立。

2 侧支循环评估方法

随着影像技术等发展，目前临床上对侧支循环评估方法大致可分为直接方法和间接方法。直接方法为数字减影血管造影(digtal subtraction angiogaphy，DSA)、CT 血管造影(CT angiography，CTA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)、经颅多普勒超声(transcranial Doppler，TCD)。直接方法是通过造影技术或者影像技术直接观察到血管解剖结构和血流情况，其中DSA 被誉为是检测和评估侧支血流的最准确的方法。间接方法为氙增强CT(Xenon-enhanced computed tomography。Xe-CT)、单光子发射CT(single-photon emission computed tomography，SPECT)、正电子发射断层成像术(positron emission tomography，PET)、CT 灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)和MR 灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)。间接方法主要是通过血流动力学来间接反映缺血区域侧支循环代偿的情况，它的局限性在于不能反映具体侧支代偿血管的来源［3］。虽然DSA 是最准确的评估方法，但因其有创、费用较高，所以临床上对侧支循环评估的方法的选择要综合考虑患者年龄、血管情况及经济情况等因素。

3 影响侧支循环的因素

侧支循环的建立个体性差异很大，与多种因素有关。包括侧支循环血管的完整性及变异性、管腔内径、脑血管狭窄程度和速度、脑血管病相关危险因素以及遗传因素等。侧支循环结构的完整性是发挥其一级和二级侧支循环代偿能力的重要前提，尤其是Willis 环。完整的Willis 环结构有利于侧支循环的建立［4］。Orosz 等［5］研究表明侧支循环的建立和代偿能力不仅取决于血管本身结构的完整性还受血管管腔直径大小和动脉血管末端压力差的影响。除此之外，长期糖尿病、高血压、高脂血症、高尿酸血症、吸烟、年龄等因素对血管内皮细胞的损害及自身血管内皮细胞增生能力的减弱也会在一定程度上影响侧支循环的建立。近期国外有动物实验发现遗传因素也影响侧支循环建立，遗传多样性不仅影响侧支循环吻合血管的建立和成熟，还影响缺血发生时血管的重塑［6］。

4 各级侧支循环代偿特点及意义

一级侧支循环是最主要的代偿途径，是人类脑血管本身的血管环形通路。Willis 环通过前后交通动脉将大脑前、中、后动脉相互沟通起来，从而贯通大脑双侧半球和前后循环的血流通路。前交通动脉和后交通动脉是Willis 环发挥侧支循环代偿功能的主要侧支血管。近些年来对于前交通动脉和后交通动脉的代偿作用说法不一。有学者［4］认为颈内动脉严重狭窄患者，主要通过前交通动脉提供代偿，其次为后交通动脉。Hendrikse等［7］利用MRA 技术，对无症状性颈动脉狭窄组、症状性颈动脉狭窄组及健康对照组进行侧支代偿情况比较，发现前交通动脉开放在无症状组中存在显著优势，而后交通动脉开放的代偿作用在3 组间差异无统计学意义。然而Cassot 等［8］通过建立后交通动脉代偿供血模型，发现后交通动脉管径的大小明显影响缺血区域脑血管的灌注压，证明了后交通动脉在侧支循环中所发挥了重要作用。Hoksbergen 等［9］研究也发现前交通动脉并不能完全代偿所有部位的脑组织缺血，只有当前、后交通动脉都开放时，才可发挥Willis 环的最大代偿作用。近期Chuang等［10］研究发现完整的Willis 环结构有利于缺血性脑卒中患者神经功能的恢复，预后更好。

二级侧支循环代偿主要包括软脑膜吻合支、深穿支动脉和眼动脉代偿通路。当Willis 环代偿功能收到损害或不能满足代偿需要时，二级代偿开始发挥作用。慢性颈内动脉狭窄或闭塞患者，其颅内血管皮质支的末梢会在大小脑的表面及软脑膜内形成广泛的血管网，构成软脑膜吻合支。软脑膜吻合支是沟通大脑前动脉与大脑中动脉、大脑后动脉皮层支末梢间的重要连接通路。眼动脉是次级血流代偿中重要的侧支循环途径，眼动脉为颈内动脉的第一个分支，是沟通同侧颈外动脉的分支动脉。当颈内动脉出现严重狭窄和闭塞的情况下，由于血管内压力平衡发生破坏，导致部分颈外动脉血液逆流入颈内动脉构成新的血流通路。Muller 等［11］在早期的研究中发现，当出现眼动脉逆向颅内供血时，提示颅内脑血管灌注不足，而且眼动脉可以在脑缺血发生早期供血。近期研究［12］证实眼动脉代偿的出现标志着患者血液动力学出现了严重的损害，眼动脉的出现可以作为颈内动脉闭塞提示指标，在颈内动脉闭塞的诊断和侧支开放评估中也具有意义。

三级侧支循环代偿主要依靠生成血管的建立，由于血管内皮细胞损伤，新的内皮细胞增殖形成血管吻合支构成新的血流循环，这一过程需要数天才能完成。国外有学者通过建立大鼠大脑中动脉闭塞的动物模型，研究由新生血管建立的侧支循环，发现新生血管的生成对血流的恢复和预后改善具有重要作用［13］。短暂性脑缺血能诱导缺血区血管保护性增生，新生血管能够改善缺血区周围的组织灌流，促进缺血后神经功能的恢复，并能有效降低其发生脑缺血事件的严重性［14，15］。

5 侧支循环的临床意义

侧支循环的评估对脑卒中患者病情发生、发展、治疗及预后具有重大指导意义，侧支循环建立情况影响着患者卒中的发生及发展。Liebeskind 等［16］研究发现颅内侧支循环建立程度是症状性颅内动脉狭窄供血区域内发生脑卒中事件的独立预测因素。Chuang 等［10］通过对接受溶栓治疗的缺血性脑卒中患者的研究，结果显示Willis 环不完整的患者中症状性颅内出血(NIHSS 评分增加≥4 分)的比例比Willis 环完整者高3 倍，由此可见侧支循环是溶栓后出血转化的预测因素。在溶栓治疗前对侧支循环进行系统地评估是十分必要的。Bang 等［17］研究也证实了上述研究结果，研究通过对222 例急性缺血性卒中患者进行血管内治疗(包括动脉内溶栓和机械取栓)，发现治疗前侧支循环越好，治疗后血管再通率就越高，且血管再通后出血转化的风险也越低。通过研究发现卒中患者治疗前侧支循环程度是血管内治疗，血管再通后出血转化的较强的影响因素。另外，NASCET 研究［18］表明具有良好侧支循环的严重颈动脉狭窄患者，其围手术期或远期患者发生卒中风险较低。同时该研究还发现具有侧支代偿的患者卒中复发率也较少，且更易获得良好预后。相反，没有或较少侧支循环代偿是卒中复发的独立危险因素［19］。Han等［20］进行了多因素回归分析，显示治疗前侧支循环建立较差是脑卒中梗死体积扩大的独立预测指标。

侧支循环建立情况不仅影响着患者卒中发生及发展过程，而且对临床治疗方式选择也起到一定的指导意义。临床医师通过对侧支循环的评估，可对患者制定出个体化治疗方案。侧支循环建立情况影响着急性缺血性卒中患者恢复血管再通的最佳时间。在侧支循环代偿良好的情况下，急性缺血性卒中症状发生后347 min 溶栓，患者临床预后良好的概率为50%，而在侧支循环代偿不佳的患者，卒中发生后172 min 溶栓，其临床预后良好的概率为20%［21］，此研究为临床上急性缺血性卒中患者行动脉溶栓治疗决策提供新的理论依据。国外学者［22］通过对61 例血管内溶栓治疗患者进行研究，通过CTA 对有软脑膜侧支循环建立患者进行评分，发现具有较好的侧支循环的患者接受动脉内治疗的时间窗可适当延长且治疗后的患者具有较好的功能结局。另外，对于卒中患者，可根据侧支循环的代偿程度，选择不同的治疗方案，如代偿良好且无症状者可选择药物治疗，而代偿差的则建议选择介入支架治疗［23］。对于支架植入术的主要纳入标准和手术指征，临床传统是根据脑血管狭窄程度。目前研究［24］发现在急性缺血性脑卒中患者恢复期及慢性脑血管狭窄过程中，脑血管狭窄程度并非是影响脑卒中发生的惟一影响因素。临床上，对侧支循环和血管狭窄程度联合评估是支架植入手术更为合理的评判指征。对于慢性进展脑供血不足伴侧支循环建立不足的患者，行颅内外搭桥手术对于改善缺血部位血流量是有益的。对于无症状性脑血管狭窄患者，应根据其年龄、脑卒中相关危险因素、血管狭窄程度、侧支循环代偿能力、脑血管储备能力综合评估其发生卒中事件的概率。对于侧支循环代偿功能完善，脑灌注、脑血管储备正常者，可暂不处理狭窄血管，宜采取内科保守治疗［25］。

侧支循环建立情况对于卒中患者预后评估具有重要意义。当基底动脉闭塞时，有效的侧支循环为挽救缺血半暗带及动脉溶栓争取了治疗时间，从而改善患者预后［26］。在颅内大血管近端闭塞引起的急性缺血性脑卒中，开放良好的软脑膜侧支可以增加脑组织的存活时间，此时无论静脉内还是动脉内再灌注疗法，有效侧支循环的建立能改善患者预后［27］。侧支循环的建立一方面可以通过侧支血流补偿缺血区域细胞缺血缺氧情况，增加血管的再通比例［17］。另一方面侧支循环的建立还可以明显改善脑微循环的功能，脑缺血时首先出现的是脑微循环的障碍，微循环结构和功能是否完整关系整个脑血供的建立，而好的侧支循环的建立可明显改善微循环的血供从而保护微循环机构和功能，患者可以得到较好的功能结局［28］。

6 展望

综上所述，侧支循环对缺血性脑卒中的发生、发展，治疗及预后评估具有重要的意义。有效侧支循环的建立可以使卒中患者得到较好的预后。临床上对侧支循环建立情况的准确评估有助于个体化治疗方案的制定和对患者预后的准确评估。所以，促进侧支循环建立和建立侧支循环有效评估体系已经成为神经病学研究热点之一，有待更进一步的研究。

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