《MedComm》：Neointimal Hyperplasia and Restenosis: Epidemiology, Pathophysiology, Animal Models, Clinical Features, Diagnosis, and Management
支架内再狭窄（in-stent restenosis, ISR）仍是血管介入术后主要并发症，新生内膜增生作为核心病理过程可对术后结局产生不利影响。累积证据表明，新生内膜增生由血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell, VSMC）表型转换、内皮功能障碍、炎症反应及多种程序性细胞死亡形式共同驱动。尽管已取得重大进展，其潜在致病机制仍未完全阐明。本综述从流行病学、病理生理学、临床前动物模型、临床表现、诊断方法及治疗策略等多维度系统阐述新生内膜增生，并特别关注新近发现的程序性细胞死亡形式（包括铁死亡（ferroptosis）与铜死亡（cuproptosis））与新生内膜增生之间的关联。此外，本文回顾了常用临床前动物模型，以及秋水仙碱（colchicine）和血管抑素-2（vasostatin-2）等潜在治疗策略及其作用机制。本文探讨了有创影像学与无创影像学在评估新生内膜增生中的诊断价值，并着重分析各自优势与局限性。进一步地，本文系统总结了当前基于支架的策略、药物疗法及替代干预措施用于ISR治疗，并对其局限性与改进方向进行批判性考量。通过整合机制证据与现有治疗选择，本综述旨在为ISR的临床管理提供全面理论框架。
1 引言
新生内膜增生是动脉损伤和血管介入术后再狭窄的常见病理标志，可显著损害术后结局。血管平滑肌细胞（VSMC）主要位于中膜，在维持血管张力、弹性及全身血压中发挥重要作用。累积证据表明，新生内膜增生由以VSMC表型转换为核心的复杂调控网络驱动，各病理通路间的广泛交互进一步促进新生内膜形成与进展。
当前限制新生内膜增生的临床策略主要集中于抑制VSMC增殖与迁移、保护内皮功能以及调节局部血管免疫微环境。尽管这些策略可取得满意的短期疗效，但长期结局仍受晚期支架内再狭窄（ISR）、新生动脉粥样硬化及术后血栓形成等并发症限制。这些局限性凸显了寻找额外治疗靶点并开发更有效干预措施的必要性。
本综述从流行病学、病理生理学、动物模型、临床表现、诊断方法及治疗等多维度系统总结新生内膜增生的既定与新兴机制及相应治疗策略，重点将致病机制与从血管损伤至再狭窄全过程中的临床管理相联系。此外，本综述探讨程序性细胞死亡与新生内膜增生的关系，旨在为血管介入术后再狭窄的防治提供新视角。
2 流行病学
严格而言，由于新生内膜增生是血管损伤后发生的病理反应，一般人群中缺乏基于人群的新生内膜增生患病率估算。新生内膜病变可大致分为两种情况：血管介入术后支架相关新生内膜增生，以及动脉粥样硬化病变内的新生内膜组织形成。在支架广泛应用前，单纯球囊血管成形术后与新生内膜增生相关的再狭窄发生率为32%–55%。裸金属支架（BMS）的引入将该比例降至约17%–41%，而药物洗脱支架（DES）进一步将发生率降至10%以下。
支架内再狭窄（ISR）是新生内膜增生过度的重要临床后果，据报道约20%–27%的经皮冠状动脉介入治疗（PCI）患者发生ISR，主要见于70岁以上男性。糖尿病、血脂异常和高血压等合并症进一步增加ISR风险。
种族分层分析显示，接受DES植入的黑人患者支架内血栓形成发生率显著高于白人患者（5.6%对1.1%，p=0.002）。相比之下，亚裔与白种人亚组分析表明，在校正糖尿病、血管解剖及病变特征等潜在混杂因素后，种族并非ISR的独立预测因子，两组间ISR风险无统计学显著差异。总体而言，当前证据提示ISR中明显的种族或民族差异更可能归因于糖尿病和小血管病变等基线危险因素分布的差异，而非种族对VSMC增殖或新生内膜增生的直接影响。
3 病理生理学
VSMC是新生内膜增生的主要细胞贡献者。生理条件下，VSMC主要维持静息收缩表型，增殖和迁移活性有限。在血管损伤及其他病理刺激下，VSMC发生表型去分化，伴随增殖和迁移能力增强。越来越多证据表明，内皮损伤和血管免疫微环境改变是这些细胞反应的重要调节因子。除这些经典机制外，新兴的程序性细胞死亡形式日益被证实参与新生内膜增生的发展。本节总结参与新生内膜形成的主要病理通路及其相互作用，为未来治疗策略的开发提供机制基础。
3.1 VSMC表型转换
VSMC表型转换概念由Campbell等人于1970年代首次提出，后续研究确立表型重塑为新生内膜增生的核心细胞机制。静息状态下，VSMC呈现收缩表型，表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、肌球蛋白重链11（MYH11）、平滑肌蛋白22-α（SM22α）及钙调蛋白（calponin）等收缩标志物。在血管损伤、促炎细胞因子及机械应力等刺激下，VSMC发生去分化，收缩标志物显著下调，获得增强的增殖和迁移能力，促进新生内膜扩张并最终导致管腔狭窄。合成型VSMC代表主要的去分化表型，分泌大量细胞外基质成分（包括胶原和弹性蛋白）及基质金属蛋白酶（MMP），从而促进VSMC向内膜下间隙迁移并促进血管重塑。在此转变过程中，VSMC显著上调骨桥蛋白（OPN）等合成表型相关标志物。值得注意的是，VSMC表现出显著的表型可塑性，可进一步分化为巨噬细胞样、泡沫细胞样、成纤维细胞样及成骨细胞样状态，各状态对VSMC增殖、迁移及血管重塑产生不同影响。
既往研究表明，VSMC表型转换受多种因素调控，本综述将其分为四大类：转录因子、表观遗传修饰、信号通路及程序性细胞死亡。这些调控因子通过不同机制影响VSMC增殖和迁移，阐明这些机制对于识别潜在诊断生物标志物和开发靶向治疗策略具有重要意义。
3.1.1 转录因子
众多转录因子已被确定为VSMC表型转换的关键调控因子。心肌素（MYOCD）作为血清反应因子（SRF）的转录共激活因子，通过与结合CArG盒基序的SRF同源二聚体物理相互作用来调控平滑肌特异性基因表达。Shi等人报道，小鼠MYOCD缺失降低了miR-30a-5p（一种公认的自噬抑制剂）的表达，自噬活性增强增加了VSMC收缩蛋白的降解并促进表型转换。转录因子21（TCF21）是位于6q23.2位点的碱性螺旋-环-螺旋转录因子，是VSMC表型的另一重要调控因子。Wirka等人证明TCF21通过促进VSMC从收缩状态向成纤维细胞样合成表型转变而密切参与VSMC去分化。Krüppel样因子4（KLF4）是一种锌指转录因子，据报道通过涉及细胞自噬的机制抑制血管紧张素II诱导的VSMC表型转换而发挥血管保护作用。NF-κB作为一种氧化还原敏感转录因子，受细胞内氧化还原状态紧密调控，活性氧（ROS）积累是NF-κB激活的重要触发因素。功能上，激活的NF-κB通过NF-κB/mTOR/P70S6K信号级联促进VSMC去分化，为研究NF-κB抑制剂作为新生内膜增生潜在治疗药物提供了机制依据。除NF-κB外，核因子E2相关因子2（NRF2）有助于维持细胞内氧化还原稳态和VSMC表型稳定性。He等人发现，小鼠NRF2耗竭显著促进VSMC向合成表型转变，而NRF2过表达则维持收缩表型并减轻新生内膜增厚，表明NRF2作为VSMC表型转换的负调控因子。八聚体结合转录因子4（OCT4）以维持多能性和诱导多能干细胞的作用最为著名，也参与VSMC表型调控。Shin等人报道，平滑肌细胞特异性OCT4缺陷加速了小鼠模型中的表型转换并加重动脉粥样硬化病变，凸显了该干细胞相关转录因子在血管稳态中的非预期作用。Runt相关转录因子2（RUNX2）此前被确定为成骨细胞样VSMC的标志物，同时也作为促进VSMC去分化的转录调控因子。机制上，RUNX2破坏MYOCD与SRF之间的相互作用，从而抑制收缩基因表达并促进向合成表型的转变。
这些转录因子共同形成双向调控VSMC表型可塑性的复杂调控网络。单个转录因子可能稳定收缩表型或促进向合成型、成纤维细胞样或成骨状态去分化。重要的是，这些转录调控因子的活性并非静态，其结合靶基因调控区并重塑下游转录程序的能力深受表观遗传修饰的影响。
3.1.2 表观遗传修饰
表观遗传修饰是可遗传但可逆的分子变化，不涉及DNA序列改变而影响基因表达。表观遗传变化影响染色质结构和可及性，因此在细胞特性和表型确立中发挥重要作用。在VSMC表型可塑性背景下，该过程的表观遗传调控可分为三大途径：DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰及非编码RNA（ncRNA）调控。其中，DNA甲基化研究最为深入，在VSMC去分化过程中具有重要作用。DNA去甲基化过程的酶之一为ten-eleven translocation 2（TET2），属于甲基胞嘧啶双加氧酶家族。研究表明，TET2表达敲低导致DNA高甲基化、诱导去分化程序及合成型VSMC表型形成。相反，TET2活性增加维持收缩基因启动子的低甲基化状态，从而促进收缩基因表型的维持。组蛋白是染色质的重要结构成分，核小体作为染色质的基本组织单位，由H2A、H2B、H3和H4各两份组成。组蛋白N端尾部发生甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等翻译后修饰，这些修饰在许多生物过程中发挥重要作用。SRF/MYOCD转录因子复合物与CArG结合元件的结合受VSMC中多种组蛋白修饰的调控。Zhong等人证明，组蛋白甲基转移酶SMYD2水平增加通过提高HDAC3水平增强SRF反式激活能力，HDAC3有助于SRF去乙酰化。端粒沉默干扰子1样蛋白（DOT1L）是一种表观遗传写入因子，催化组蛋白H3第79位赖氨酸（H3K79）甲基化。大鼠球囊损伤后颈动脉中其甲基转移酶活性显著增加。值得注意的是，DOT1L沉默降低α-SMA表达，支持DOT1L介导的表观遗传调控在平滑肌细胞表型重塑和新生内膜发展中的重要作用。
除DNA甲基化和组蛋白修饰外，ncRNA调控是另一重要研究领域。调控VSMC的ncRNA根据大小和功能可分为微小RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。miRNA是高度保守的短单链ncRNA，大小约22个核苷酸。既往研究表明，miR-24、miR-26a、miR-31、miR-96和miR-146a等miRNA参与VSMC从收缩向合成表型的调节，而miR-1、miR-133、miR-145和miR-15b/16等其他miRNA维持细胞收缩状态。除miRNA外，lncRNA在VSMC表型转换中也发挥关键作用。lncRNA是长度超过200个核苷酸且无蛋白编码能力的非编码RNA分子，与高度保守的蛋白编码mRNA相比具有独特的保守模式。许多哺乳动物lncRNA尽管全长序列同源性有限，但在其基因组位点保留共线性保守性，且参与VSMC调控的若干lncRNA表现出物种特异性表达和功能。新兴证据表明，lncRNA可双向调控VSMC表型转换。在促进增殖表型的lncRNA中，H19在损伤血管中显著上调。通过与miR-107结合，H19减轻miR-107对胰岛素样生长因子1受体（IGF1R）的抑制作用，从而激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路，促进VSMC从收缩向增殖表型转变并加速血管腔内新生内膜形成。相反，某些lncRNA抑制病理性VSMC表型转换。Liu等人发现，lncRNA CARMN在小鼠腹主动脉瘤（AAA）中显著下调。通过与SRF相互作用，CARMN增强α-SMA和SM22α等VSMC收缩标志基因的表达，从而有助于维持收缩表型。总之，ncRNA是VSMC表型可塑性的重要调节因子，靶向这些分子或其下游效应物可能为限制病理性新生内膜增生提供潜在策略。
3.1.3 信号通路
尽管与新生内膜增生相关的众多转录调控因子已被广泛研究，但其调控VSMC表型的信号网络仍未完全阐明。这些信号通路可根据促进或抑制VSMC向合成表型转变而大致分类。例如，涉及血清和糖皮质激素调节激酶1（SGK1）的胸主动脉夹层（TAD）研究提示SGK1异常上调参与病理性VSMC重塑。机制上，SGK1通过SGK1-SIRT6-MMP9调控轴促进VSMC向合成表型转变。相反，GATA-6是一种在血管组织中丰富表达的转录因子，主要通过GATA-6/CCN5信号轴抑制新生内膜增生。参与VSMC表型转换的其他信号通路及其相应机制总结于表2。
3.2 内皮细胞功能障碍
内皮细胞构成血管内层，分泌一氧化氮（NO）和PGI2等血管活性介质以维持血管稳态。累积证据表明，这些稳态和保护功能被血管损伤、内皮剥脱或持续性内皮功能障碍所破坏，引发级联病理事件，最终促进新生内膜增生。因此，内皮功能障碍被认为是ISR和静脉移植物疾病的关键起始事件。多种病理过程导致内皮功能障碍，其中内皮-间质转化（EndoMT）、氧化应激和NO信号失调发挥特别重要作用。阐明这些机制可能有助于开发针对内皮的新生内膜增生治疗策略。
3.2.1 内皮-间质转化
与VSMC表型转换类似，内皮细胞在紊乱剪切应力和支架诱导的机械损伤等病理刺激下可发生EndoMT，产生具有肌成纤维细胞样特征的细胞。在此转分化过程中，内皮细胞逐渐获得间充质特性，包括增强的迁移、增殖和细胞外基质分泌能力，以及α-SMA、波形蛋白和纤连蛋白等间充质标志物表达增加。
机制上，累积证据确定转化生长因子-β（TGF-β）是血管损伤后EndoMT的主要驱动因子。TGF-β与其受体结合，诱导下游Smad2和Smad3磷酸化，从而激活促进内皮表型重塑的转录程序。除Smad2/3信号外，EndoMT还受与TGF-β通路相互作用的转录因子和细胞外调节因子调控。例如，转录因子Snail1与TGF-β/Smad2信号轴协同促进EndoMT，而细胞外基质蛋白tenascin-X（TN-X）降低TGF-β生物利用度并抑制该过程。除经典TGF-β/Smad通路外，Notch、MAPK和Wnt等多条信号级联也被证实参与EndoMT。EndoMT的主要调控因子及其作用机制总结于表3。
3.2.2 一氧化氮
NO是内皮细胞产生的主要血管保护介质，主要由内皮型一氧化氮合酶（eNOS）以L-精氨酸为底物合成，四氢生物蝶呤（BH4）作为必需辅因子。内皮来源NO的生理效应与其抗炎、抗血栓特性及抑制VSMC增殖相关。同时，氧化应激或支架植入机械损伤等任何病理因素均能严重影响内皮NO生成，导致VSMC增殖和迁移增加及炎性细胞因子分泌，进一步促进氧化损伤。这些相互关联的病理改变共同导致严重内皮功能障碍。
3.2.3 活性氧
氧化应激是导致内皮功能障碍发生和进展的重要上游病理因素。正常情况下，内皮细胞通过线粒体、NADPH氧化酶（NOX）和黄嘌呤氧化酶（XO）三种机制产生极低水平的ROS。细胞内抗氧化防御系统控制ROS水平以维持正常内皮功能。然而，当病理因素存在时，氧化与抗氧化分子之间的平衡被打破，导致血管内氧化应激的发展。一方面，过量ROS降低eNOS活性，导致血管保护剂NO产生减少。另一方面，升高的ROS激活线粒体氧化损伤通路和NLRP3炎症小体，分别诱导内皮细胞凋亡和焦亡，最终导致内皮剥脱和血管损伤。
总之，内皮功能障碍既是新生内膜增生的起始因素也是主要驱动因素。具体而言，它通过破坏血管稳态、释放促激活信号和重塑局部微环境促进新生内膜形成。因此，旨在保护内皮细胞功能的治疗策略，包括抑制EndoMT、增强NO信号和维持ROS稳态，对新生内膜增生的预防和治疗具有相当大的潜力。
3.3 免疫细胞群升高诱导的炎症反应
在病理性新生内膜增生进展过程中，VSMC表型转换和内皮功能障碍是主要贡献因素。同时，通过免疫细胞参与建立的炎症微环境也发挥重要调节作用。在血管损伤早期，中性粒细胞是第一个被招募至病变部位的免疫细胞。通过释放ROS和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs），中性粒细胞直接加剧内皮氧化损伤并损害内皮屏障完整性。随着血管损伤进展，循环单核细胞被招募至内膜下间隙，分化为M1和M2巨噬细胞，持续调节VSMC表型转换和增殖活性。
3.4 程序性细胞死亡
程序性细胞死亡是由遗传程序紧密调控的有序自主过程。近年来，累积证据表明不同形式的程序性细胞死亡与新生内膜增生之间存在双向而非单向的相互作用。因此，本节系统总结与新生内膜增生相关的主要程序性细胞死亡机制，为开发血管损伤相关疾病的靶向治疗提供理论基础。
3.4.1 凋亡
凋亡是研究最充分的程序性细胞死亡形式，通过消除异常或多余细胞维持组织稳态的基本过程。凋亡有两条主要途径，即内源性（线粒体依赖）途径和外源性（死亡受体依赖）途径，均以胱天蛋白酶级联激活导致细胞降解而告终。线粒体诱导的内源性凋亡途径由ROS、机械应力和DNA损伤等多种信号触发，这些刺激导致线粒体通透化，最终释放细胞色素c至细胞质。细胞色素c与Apaf-1蛋白相互作用形成凋亡体，导致caspase-9激活，进而激活caspase-3和caspase-7，导致凋亡。外源性凋亡途径由细胞外死亡配体触发。TNF-α和FasL等炎症介质与细胞膜上的TNFR1和Fas等死亡受体结合，诱导受体寡聚化、衔接蛋白FADD招募及死亡诱导信号复合物（DISC）形成，激活起始caspase-8。激活的caspase-8通过两条途径调控下游信号：可直接裂解并激活执行caspase-3/7快速诱导凋亡，或裂解Bid为活性片段，参与线粒体凋亡途径并放大凋亡信号。
生理条件下，凋亡选择性消除过多的合成型VSMC，减少“促重塑细胞”群体，间接有利于剩余VSMC收缩表型的维持或恢复。病理条件下，多种分子通路抑制VSMC中线粒体或死亡受体介导的凋亡，从而促进新生内膜增生。既往研究表明，促进VSMC表型转换的血小板衍生生长因子家族成员PDGF-BB上调葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）。G6PD与线粒体电压依赖性阴离子通道1（VDAC1）结合，竞争性干扰Bax与VDAC1的相互作用，从而显著抑制VSMC凋亡。此外，Nrf2敲除小鼠的血管损伤模型表明，Nrf2/Keap1系统可通过抑制氧化应激调节VSMC凋亡，从而减少新生内膜增生。
值得注意的是，除在VSMC表型转换中的作用外，凋亡与内皮功能障碍密切相关。累积证据表明，线粒体功能障碍上调PCSK9表达，进而降低SIRT4表达。作为线粒体保护蛋白，SIRT4限制氧化应激和NF-κB通路激活；因此，SIRT4缺失加剧这两个过程。该信号级联最终促进局部血管炎症和内皮损伤。此外，内皮细胞凋亡导致内皮表面抗凝分子大量丢失，使血管壁转向促凝表型。
3.4.2 自噬
自噬是重要的稳态通路，在特定条件下也可导致程序性细胞死亡。它介导溶酶体依赖的受损细胞成分降解和循环。哺乳动物细胞中，自噬主要分为三种亚型：巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。生理条件下，自噬有效清除受损或有害的细胞内成分以维持正常细胞功能。病理条件下，外源刺激可能诱导过度自噬并随后导致细胞损伤。
累积证据表明，自噬对新生内膜增生进展具有双向、情境依赖的效应。一方面，适度自噬维持VSMC收缩表型并抑制异常血管增殖。另一方面，既往研究表明PDGF-BB可通过mTOR通路上调Beclin-1介导的自噬。此外，血管损伤降低心肌素表达，导致miR-30a下调，解除其对Beclin-1的抑制作用，从而诱导异常自噬激活。过度自噬进一步降低α-SMA、SM22α和钙调蛋白等收缩标志物表达，同时增加合成标志物，从而增强VSMC增殖和迁移。
3.4.3 焦亡
焦亡是近年来日益受到关注的一种促炎性程序性细胞死亡形式。与相对免疫静默的细胞死亡不同，焦亡以细胞膜破裂和IL-1β、IL-18等炎症介质大量释放为特征，从而引发强效炎症反应。焦亡主要通过经典和非经典两条信号级联调控。经典焦亡途径由NLRP3炎症小体的组装和激活启动。激活后，炎症小体刺激caspase-1自裂解和激活，随后蛋白水解裂解gasdermin-D（GSDMD）（焦亡执行者之一）。GSDMD蛋白N端转位至质膜并形成膜孔，允许促炎细胞因子分泌。相比之下，非经典焦亡途径主要在细菌感染和血管内毒素血症背景下研究，涉及人caspase-4/5或鼠caspase-11，在不参与经典炎症小体组装的情况下裂解GSDMD并诱导焦亡。值得注意的是，可诱导焦亡的效应物之一是gasdermin E（GSDME）。其机制涉及caspase-3激活，随后将GSDME裂解为GSDME-N孔，在无炎症小体或caspase-4/5/11参与的情况下诱导焦亡。然而，关于GSDME相关焦亡在新生内膜增生中的证据仍然有限，需要进一步研究阐明其在VSMC表型转换中的潜在作用。
焦亡与VSMC表型转换之间已建立恶性循环。焦亡刺激导致受损细胞产生促炎细胞因子，这些细胞因子通过与VSMC特异性受体相互作用，经NF-κB通路激活诱导α-SMA等收缩特异性标志基因抑制。因此，已发生表型转换的VSMC持续上调NLRP3、caspase-1和GSDMD等焦亡相关基因。此外，细胞内ROS水平升高被认为是VSMC焦亡刺激的合适条件。传统上，焦亡被认为是一种仅限于直接受损细胞的细胞自主死亡类型。最新发现表明，焦亡细胞来源的细胞外囊泡膜上含有完全组装和激活的GSDMD孔。这些囊泡与邻近细胞融合后，孔被转移至邻近细胞，导致其焦亡并对血管造成额外损伤。这一发现扩展了焦亡可能促进以病理性新生内膜增生为特征的血管疾病的机制框架。
3.4.4 坏死性凋亡
坏死性凋亡是一种不依赖caspase活性的炎症性程序性细胞死亡形式，主要由RIPK1/RIPK3/MLKL信号轴调控。与可引发强烈局部血管炎症的焦亡不同，坏死性凋亡因缺乏caspase-1活性，不直接促进关键促炎细胞因子IL-1β和IL-18的成熟。相反，其促炎效应主要通过细胞裂解过程中损伤相关分子模式的释放介导，进一步放大局部炎症。因此，坏死性凋亡可能作为与焦亡协同作用的补充炎症通路。
血管支架植入后，内皮细胞和VSMC均易发生RIPK3依赖性坏死性凋亡。内皮细胞坏死性凋亡损害血管屏障完整性，促进单核细胞和脂质的内膜下浸润。相比之下，VSMC坏死性凋亡激活NF-κB介导的炎症信号，促进VSMC从收缩向合成状态表型转换，增强其增殖、迁移和细胞外基质产生能力。多个动脉损伤动物模型证明，RIPK3基因缺失或Nec-1药理学抑制坏死性凋亡可有效抑制VSMC坏死性凋亡，并显著减轻动脉损伤后病理性新生内膜增厚。
3.4.5 铁死亡
2012年，Dixon等人正式将铁死亡定义为一种由铁过载和脂质过氧化驱动的新型程序性细胞死亡形式，其标志是细胞内脂质ROS过度积累，导致氧化损伤并最终导致细胞死亡。胱氨酸/谷氨酸反向转运体（System Xc?）-谷胱甘肽（GSH）-谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）轴是调控铁死亡的核心抗氧化通路。该通路有效抑制脂质过氧化，对预防铁死亡至关重要。当GSH耗竭或GPX4活性受抑制时，细胞内脂质过氧化物逐渐积累，最终触发铁死亡。此外，FSP1-CoQ10通路、GCH1-BH4通路和二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）通路三条替代通路也参与铁死亡调控。小鼠颈动脉结扎实验证明，铁死亡异常激活导致病理性内膜增生进展。机制上，铁死亡中氧化应激和ROS的存在刺激VSMC去分化，导致VSMC增殖和迁移增加。铁死亡的主要酶抑制剂是GPX4，其在谷胱甘肽存在下将膜中脂质氢过氧化物还原为脂质醇。然而，GPX4不减少胞质ROS，而脂质氢过氧化物导致线粒体功能障碍和ROS产生，导致氧化还原应激。ROS和脂质氢过氧化物产生的亚致死氧化应激破坏线粒体稳态并诱导VSMC去分化。已知GPX4过表达可减少脂质过氧化物驱动的ROS扩增，从而阻碍VSMC去分化过程。巨噬细胞是血管损伤微环境中的重要免疫细胞。许多研究表明，巨噬细胞铁死亡现象可能通过增加TNF-α和IL-6等炎性细胞因子的产生，在新生内膜增生的病理发展中发挥重要作用。尽管动物和细胞研究为铁死亡在血管损伤后病理性内膜增生中的作用提供了证据，但仍存在若干问题。首先，许多研究使用Fer-1和RSL3等可能具有脱靶效应的小分子。此外，相对较少的体内研究使用GPX4和SLC7A11等血管特异性核心分子的条件性敲除或过表达，限制了铁死亡与新生内膜增生之间直接因果关系的建立。
3.4.6 铜死亡
铜死亡是最近发现的一种由细胞内游离铜过载触发的程序性细胞死亡形式，主要靶向线粒体代谢，由铜与脂酰化三羧酸（TCA）循环蛋白结合启动。铜稳态破坏导致细胞内游离铜过度积累。铁氧还蛋白1（FDX1）作为铜死亡的关键介质，将Cu2+还原为活性Cu+，选择性结合二氢硫辛酰胺S-乙酰转移酶（DLAT）和二氢硫辛酰胺S-琥珀酰转移酶（DLST）等脂酰化TCA酶。持续铜结合改变蛋白质构象，诱导蛋白质寡聚化和不可逆聚集，破坏TCA循环并损害细胞能量代谢。同时，过量铜促进铁硫（Fe-S）簇蛋白丢失，损害线粒体呼吸链组装并增加ROS产生。这些综合线粒体缺陷最终导致代谢崩溃并最终引发铜死亡。
铜死亡作为一种铜介导的细胞死亡通路，可能通过多种途径参与病理性内膜增生。支架置入和球囊损伤引起的机械应力可改变血管组织中的铜代谢。铜转运蛋白ATOX1在血管损伤后增加，药物证据表明铜失衡参与新生内膜增生，因此损伤的血管环境可能导致VSMC铜失衡。过量铜导致线粒体代谢损伤和过量ROS形成，刺激VSMC从收缩向合成表型转变，增加增殖和迁移。动物研究表明，铜螯合剂可减少损伤引起的新生内膜增生。然而，针对FDX1和脂酰化DLAT等核心铜死亡介质的体内功能研究仍然有限，铜死亡调控新生内膜增生的精确机制需要进一步研究。
总之，VSMC表型转换并非单一机制作用，而是多种调控因素综合作用的结果。尽管对信号通路调控VSMC表型转换的认识不断深入，但这些通路在生理环境中的相互作用及其调控模式尚未完全理解。阐明VSMC表型转换的调控机制可为如何阻断异常生长和迁移机制以预防新生内膜增生提供见解。
4 动物模型
新生内膜增生仍是心血管健康领域的重大挑战。深入了解其潜在病理机制可为临床诊断和治疗干预提供新见解。本节总结常用的新生内膜增生动物模型并讨论相关分子调控机制，为未来研究提供参考。
4.1 啮齿动物模型
啮齿动物模型（包括小鼠和大鼠）是研究血管损伤后新生内膜增生最常用的实验动物。啮齿动物具有维护成本低、实验周期短和手术方法明确等优点。小鼠具有通过敲除、过表达和条件性方法进行先进遗传操作的能力，可用于机制验证。相比之下，大鼠因血管较大，适合涉及局部给药和载体转染的介入研究。
4.1.1 股动脉导丝损伤模型
尽管新动物模型不断出现，小鼠股动脉导丝损伤仍是研究血管损伤后新生内膜形成过程和ISR机制最常用的模型之一。既往导丝损伤主要在股动脉进行，但近期许多研究关注颈动脉导丝损伤以研究再狭窄。使用颈动脉的优势包括血管易于暴露以及更好地模拟临床血管损伤。模型构建时，动物麻醉后分离单侧股动脉，通过股动脉远段穿刺将钝头金属导丝逆行插入血管腔。对血管内表面施加的摩擦力通过磨除内皮层造成机械损伤。该操作对血管壁造成机械损伤，导致内皮完整性破坏，进一步导致VSMC从收缩向合成模式表型转换并向管腔增殖迁移，从而形成新生内膜。尽管方法学记录完善，但该方法在构建较小管腔血管模型方面效率较低。
4.1.2 颈动脉结扎模型
颈动脉结扎模型不同于直接机械损伤导致内皮损伤的模型，其通过颈动脉血流减少和剪切应力降低导致内皮功能障碍。该模型通过异氟烷吸入麻醉实现（4%诱导麻醉，1.5%–2%维持）。行颈前切口，钝性分离胸骨舌骨肌之间的左颈总动脉。操作需极其小心以避免损伤迷走神经和过度牵拉血管造成内皮意外损伤。使用无菌8-0丝线在颈动脉分叉上方结扎。确认血流完全阻塞后逐层关闭切口。术后4周获取组织样本。C57BL/6J小鼠被认为是使用颈动脉结扎方法进行临床前研究的主要品系。该品系的特点是在血流动力学改变作用下形成新生内膜病变，因此结果可预测。此外，C57BL/6J小鼠在颈动脉结扎后表现出良好的手术耐受性和稳定的术后存活率，便于后续机制和干预研究。
4.1.3 颈动脉球囊损伤模型
颈动脉球囊损伤是研究ISR的另一广泛使用的动物模型，主要通过驱动VSMC从收缩向合成状态表型转换来促进新生内膜增生。模型建立时，大鼠麻醉后暴露左颈总动脉。在颈外动脉做小切口，通过该切口将可充气球囊导管逆行推进至颈总动脉。低压充气后缓慢回撤导管，重复数次以实现完全内皮剥脱。导管移除后结扎近端颈外动脉，逐层关闭切口。术后14–21天通常采集组织样本。
4.2 兔模型
尽管小鼠模型具有成本低、遗传背景可操作和实验周期短等优势，兔模型因更接近人类ISR的病理特征而被广泛使用。其中，新西兰白兔是最常用的品系。与啮齿动物相比，兔具有更大的动脉管腔，允许血管内支架植入以模拟临床冠状动脉支架术引起的机械血管损伤。目前常用两种主要模型：兔颈动脉支架植入模型和兔髂动脉球囊内皮损伤模型。然而，其在分子机制研究中的广泛应用受限于较高的实验成本、较长的饲养和实验周期以及转基因品系可用性有限。
总之，动物模型是研究新生内膜增生不可或缺的工具。表4总结了不同临床前动物模型中靶向新生内膜增生的主要治疗策略及相关机制，可为新生内膜增生治疗靶点的未来转化研究提供参考。
5 临床表现
一项针对中国接受冠状动脉介入治疗患者的研究表明，PCI是缺血性心脏病最常用的介入手术之一。PCI的广泛采用始于1970年代末血管成形术技术的进步。然而，如上所述，PCI期间的内皮损伤诱导局部炎症反应和VSMC过度增殖，从而促进新生内膜增生（ISR的主要前体）。尽管DES等进展显著降低了再狭窄发生率，但并未消除再狭窄，ISR仍是PCI的主要局限。因此，降低PCI术后再狭窄风险仍是重大临床挑战。此外，新生内膜增生导致静脉移植物失败和新生动脉粥样硬化，进一步使心血管疾病管理复杂化。
5.1 支架内再狭窄（ISR）
ISR指冠状动脉在支架植入部位或邻近部位进行性再狭窄。该病理过程可能在支架术后数天内开始并持续数月甚至数年，损害PCI的长期临床获益。血管造影上，ISR通常定义为支架内或支架边缘5mm内管腔直径减少>50%。
ISR的发病机制是多因素的。借助血管内成像，其潜在机制大致可分为机械因素和生物学因素。机械原因包括支架扩张不全和支架断裂。在无机械异常的情况下，新生内膜形成是ISR的主要驱动因素。非机械性ISR也与复杂或长时间PCI相关，炎症介质和ROS是重要的生物学触发因素。尽管DES释放抗增殖药物以抑制细胞增殖并减少ISR，但DES相关再狭窄仍会发生，最常见于植入后6–9个月内。该现象与DES所用金属合金和聚合物的炎症和超敏反应相关。
5.2 新生动脉粥样硬化
动脉粥样硬化是动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的主要病理基础，PCI是其重要介入治疗方法。既往研究动脉粥样硬化与新生内膜增生关系时，多将新生内膜增生视为治疗动脉粥样硬化病变的介入并发症。然而，更多近期证据表明这两种病理过程之间存在相互关系。Nakazawa等人报道，不同类型植入血管支架内持续存在泡沫样巨噬细胞，这一发现与新生动脉粥样硬化的发展密切相关。支架术后新生动脉粥样硬化的早期病理研究同样证明新生内膜内大量泡沫样巨噬细胞积累，其形成似乎独立于既有动脉粥样硬化病变的组织结构。VSMC表型转换伴随多种炎症介质的产生，促进局部炎症。同时，新生内膜促进巨噬细胞浸润，从而促进新生动脉粥样硬化的发展和进展。
5.3 静脉移植物失败
冠状动脉旁路移植术（CABG）仍是复杂多支血管冠状动脉疾病患者的重要治疗选择。大隐静脉移植物（SVG）常用作CABG的桥血管，但移植物失败仍然频繁。约8%–25%的SVG在术后第一年内闭塞，仅50%–60%在10年时保持通畅。新生内膜增生是CABG术后静脉移植物失败的主要病理因素。
静脉新生内膜增生为后续SVG动脉粥样硬化提供病理基础。与天然冠状动脉的动脉粥样硬化相比，SVG动脉粥样硬化进展更快。该过程始于移植物壁内泡沫细胞积累，随后逐渐形成坏死核心。这些变化通常在术后5年内发生，此后坏死核心可能进展为动脉粥样硬化斑块。随后的斑块破裂和血栓形成是移植物闭塞的主要原因。
6 诊断
新生内膜增生是ISR的标志性病理特征。临床影像学上，当直径狭窄超过50%并伴有缺血症状或缺血的客观证据，或超过70%而无缺血表现时，ISR被认为具有临床意义。因此，影像学在评估新生内膜增生中发挥核心作用。本节总结用于其评估的主要影像学方式。
6.1 冠状动脉造影
冠状动脉造影（CAG）是诊断ISR的传统有创方式。冠状动脉内注射造影剂后，可通过定量冠状动脉造影（QCA）目测评估和定量评估管腔狭窄。然而，CAG仅描绘管腔轮廓，不能直接显示血管壁，因此无法直接量化新生内膜增生。此外，作为有创操作，其具有操作风险并可能造成额外内皮损伤，限制其重复评估的适用性。
6.2 血管内超声
血管内超声（IVUS）是一种有创冠状动脉内成像方式，可提供血管实时横截面可视化。
