机械疲劳而非免疫排斥是生物瓣膜结构退化的主要驱动因素：基于二尖瓣与三尖瓣的配对比较研究

这篇研究通过配对比较4例患者同期植入的生物二尖瓣(BMV)与三尖瓣(BTV)，揭示了机械应力在结构性瓣膜退化(SVD)中的核心作用。研究发现承受更高血流动力学负荷的BMV呈现显著脂质沉积、出血及撕裂，但免疫细胞浸润程度却低于功能完好的BTV。该成果挑战了慢性免疫排斥是SVD主因的传统认知，为优化生物瓣膜(BHV)设计提供了重要依据。

　　

引言

心脏瓣膜病(VHD)是老年心血管患者致残致死的主要原因，而生物瓣膜(BHV)置换术因无需长期抗凝成为重要治疗选择。但BHV平均寿命仅约15年，主要受限于结构性瓣膜退化(SVD)。传统观点认为慢性免疫排斥是SVD关键因素，但机械负荷与免疫反应的相对贡献始终存在争议。本研究通过配对比较承受不同血流负荷的生物二尖瓣(BMV)与三尖瓣(BTV)，为阐明SVD机制提供了独特视角。

材料与方法

研究纳入4例患者的8个BHV（4个BMV和4个BTV），均为俄罗斯NeoCor公司生产的KemCor或PeriCor猪主动脉瓣。采用多学科技术进行系统分析：多层螺旋CT(MSCT)定量钙化体积，苏木精-伊红(H&E)和油红O染色评估免疫细胞浸润与脂质沉积，环氧树脂包埋背散射电子显微镜(EM-BSEM)观察超微结构。所有瓣膜均来自同期植入且同期取出的配对样本，确保代谢与免疫环境的一致性。

结果与讨论

材料疲劳与钙化的差异性表现

所有失效BMV均存在瓣叶穿孔、撕裂及大型瓣内出血，而BTV仅显示轻微病变。MSCT显示BMV钙化体积显著高于配对的BTV（患者#1、#2、#4）。这种差异直接印证左心室更高的收缩压（100-120 mmHg vs 右心室20-25 mmHg）导致的机械应力累积。

脂质浸润与免疫反应的逆向关联

油红O染色显示BMV存在大量脂滴、脂质斑块和条纹，面积占比显著高于BTV。但令人惊讶的是，H&E和电镜分析发现BTV的免疫细胞密度反而高出30-50%，主要包含巨噬细胞、泡沫细胞和多核巨细胞。这些细胞多分布于流出面，提示较低的血流剪切力有利于细胞粘附。

超微结构揭示的病理特征

EM-BSEM观察到BMV细胞外基质(ECM)广泛降解，伴有电子致密颗粒的巨噬细胞活跃参与基质吞噬。而BTV虽显示更密集的细胞浸润，却保留了ECM完整性，其表面形成的血管翳（pannus）含有丰富的糖胺聚糖和肌成纤维细胞，可能通过转化生长因子β(TGF-β)介导的纤维化反应维持结构稳定。

结论

这项配对研究提供了令人信服的证据：承受更高机械负荷的BMV虽呈现严重结构性损伤，但免疫反应程度反而低于功能完好的BTV。这表明循环负荷导致的材料疲劳是SVD的主要驱动力，而免疫细胞浸润更可能是继发现象而非病因。该发现对BHV设计具有重要启示——增强抗机械疲劳性能可能比抑制免疫反应更能有效延长瓣膜寿命。研究同时指出，右心系统BHV更易形成血管翳，这种宿主组织反应在适度范围内可能具有保护作用。