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综述:小血管,大问题:深入探究肺动脉高压中的肺微循环及评估方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月28日 来源:eBioMedicine 9.7
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这篇综述系统阐述了肺微循环功能障碍在肺动脉高压(PH)病理生理中的核心地位,重点评述了当前及新兴的评估技术,包括高级影像学(CT/MRI)、计算机建模和侵入性血流动力学检测(如运动右心导管检查、波形分析和血管反应性测试)。文章强调通过肺血流储备(PFR)和微血管阻力指数等创新方法实现精准功能表征,为早期诊断、个体化分层和治疗监测提供新思路。
电子显微镜研究揭示,健康人肺血管远端逐渐失去肌性结构:平滑肌细胞(SMC)从环状中层转变为部分螺旋排列,<100μm的血管基本无肌层。不同PH亚型存在特征性组织学改变:先天性心脏病(CHD)和特发性PH以微动脉病变为主,而2型(左心疾病相关)和4型(慢性血栓栓塞性PH/CTEPH)则累及微静脉。CTEPH特有的偏心性斑片状纤维化与1型PH的同心层状纤维化形成鲜明对比,且仅后者出现丛状病变和血管扩张。
传统认为肺微循环是被动的血流通道,动物实验颠覆了这一认知:1980年代研究发现微动脉是代谢需求下可招募血管表面积的主要来源。猫模型伺服显微穿刺证实,血流增加时总肺血管阻力(PVR)降低源于微血管招募而非动静脉阻力变化。犬类模型则证明微血管纤维化会显著增加PVR和压力-流量曲线斜率,这与计算机模型结果一致——<170μm的栓塞对PVR影响远超同等体积的大栓塞。
同步辐射血管成像可解析80μm级血管,但140米级光束要求限制临床应用。
甲襞毛细血管镜发现1型PH患者存在不规则扩张环,4型PH可见微血栓,但主观性强。
气体交换功能中一氧化碳弥散量(DLCO)<60%预示硬皮病患者易进展为CTD-PH,但特异性不足。
超极化129Xe MRI通过红细胞振荡图谱量化微血管顺应性,显示PH患者低频振荡优势,术后改善区域与预后相关。
4D血流MRI结合深度学习,区分2型PH亚型特异性达55%。
Burrowes团队通过0.68mm分辨率MDCT构建包含37.5万动脉段的患者特异性模型,结合Windkessel模型发现:PH早期微血管僵硬度增加即导致血流异质性,但平均肺动脉压(mPAP)>20mmHg仅在晚期出现。Clark模型整合波形分析显示,1型PH呈高频阻抗右移,而CTEPH表现为近端波反射阻尼——这与组织学特征高度吻合。
运动右心导管揭示mPAP/心输出量(CO)斜率陡增反映微血管招募能力丧失,对CTEPH手术筛选有价值。
波形分析中储备-超额压力指标在1型PH呈特征性"双峰"形态,对应微血管顺应性下降。
血管反应性测试发现CTEPH患者吸入NO后mPAP降低>10%者预后更佳。
肺血流储备(PFR)借鉴冠脉技术,灵长类模型显示微血管阻塞早期即可检出PFR降低,儿童PH研究证实其可预测血管反应性。
当前挑战在于将计算机建模与新型血流动力学指标标准化。超极化MRI虽能早于DLCO发现异常,但气体成本和屏气要求限制推广。未来方向是整合CT解剖数据、血流动力学参数和数学模型,构建个体化微循环功能图谱,为靶向干预提供精确导航。正如研究者指出:"理解小血管的奥秘,可能是攻克肺动脉高压的关键钥匙。"
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