《Current Atherosclerosis Reports》:Atherosclerosis Begins in Childhood: A Life-Course Perspective on Arterial Remodeling from the Bogalusa Heart Study
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摘要
综述目的:本综述总结了Bogalusa心脏研究(BHS)中关于颈动脉内膜-中层厚度(cIMT)的研究发现,并探讨了生命历程中的心血管危险因素如何促进早期亚临床动脉粥样硬化的发生。
近期发现:BHS研究一致表明,肥胖、血脂异常和收缩压
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摘要
综述目的:本综述总结了Bogalusa心脏研究(BHS)中关于颈动脉内膜-中层厚度(cIMT)的研究发现,并探讨了生命历程中的心血管危险因素如何促进早期亚临床动脉粥样硬化的发生。
近期发现:BHS研究一致表明,肥胖、血脂异常和收缩压(SBP)与年轻成年期cIMT增加独立相关。生命历程分析显示,累积的体质指数(BMI)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)暴露可独立预测成年期cIMT,并识别出肥胖的种族特异性敏感期。代谢异常型肥胖较代谢健康型肥胖具有更高的血管风险。LDL-C和总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)比值是颈动脉壁增厚的主要脂质决定因素,其关联从儿童期至中年期逐渐增强。收缩压(SBP)在横断面模型中占主导地位,而BMI从儿童期起即表现出更一致的独立效应。心血管代谢聚集进一步放大血管风险,青春期代表关键发育窗口,儿童期代谢综合征在预测成年期cIMT方面并不优于单独使用BMI。
总结:BHS证据支持动脉粥样硬化是一种进行性疾病,始于儿童期,并通过生命历程中危险因素的累积负荷而发展。肥胖、血脂异常和血压升高各自独立地促进cIMT增加,且这些因素在个体内的聚集会放大该效应,因此生命历程中联合且持续的负荷是亚临床动脉重塑的最强决定因素。这强调了从儿童期开始针对可调控心血管危险因素实施早期、持续预防策略的重要性。
图形摘要:心血管代谢聚集:指个体内多种不良心血管代谢危险因素的累积。它并非代表单一危险因素,而是作为累积性心血管风险的综合标志物,随着不良因素共同出现并相互叠加,血管风险随之升高。
论文主体内容总结
Bogalusa心脏研究中血管评估的演变
BHS早期针对学龄儿童的血管影像研究侧重于动脉功能而非结构。研究者利用20世纪80年代的超声技术,通过测量心动周期中动脉直径的变化来评估颈动脉弹性而非管壁厚度。结果显示,动脉扩张性降低与儿童心血管危险因素及家族性风险特征相关。然而,基于弹性的方法存在局限性:该技术可检测动脉僵硬度变化,但无法直接观察动脉壁的结构改变,如内膜增厚、中膜肥大或早期斑块形成。高分辨率B型超声的引入使cIMT的直接可视化和测量成为可能,研究者得以评估结构性动脉重塑,并将早期生活危险因素与可测量的解剖学改变联系起来。现代颈动脉超声还可获取多个血管节段的测量值,包括颈总动脉(CCA)、颈动脉球部和颈内动脉(ICA),从而进行区域性血管重塑模式的详细评估。例如,颈动脉球部常表现出更高的IMT值和更大的变异性,可能反映了该部位更高的血流动力学应力及对动脉粥样硬化改变的易感性。
BHS中颈动脉内膜-中层厚度的测量与定义
BHS研究中cIMT采用多种互补方法进行量化。多数研究使用高分辨率超声,在仰卧位下采用标准化成像方案测量特定节段的IMT,包括CCA、颈动脉球部和ICA。cIMT测量主要取自各颈动脉节段远壁,并通过重复测量取平均值以提高精度。其中,颈动脉球部始终显示最高的绝对IMT值,其分布偏向更高值,这与该部位位于分叉处、血流分离和低振荡剪切应力促进早期动脉重塑的解剖特点一致。多种互补方法被用于定义cIMT结局:常见方法为计算左右颈动脉节段最大IMT值的均值;许多分析还使用复合cIMT指标,通常定义为双侧节段最大IMT值的均值,作为反映整体动脉壁增厚的全球性亚临床动脉粥样硬化负荷指数。此外,部分研究使用基于百分位数的高cIMT阈值(最常用≥90百分位)来识别相对于年龄、性别和种族特定分布的晚期亚临床动脉粥样硬化个体。少数研究关注cIMT的纵向变化,并将其作为暴露因素来探讨亚临床动脉改变与后续健康结局的关系。
组织学证据与生命历程模型
BHS的尸检研究提供了动脉粥样硬化始于儿童期并贯穿生命全程的首批且最强有力的证据。这些在儿童、青少年和年轻成人中开展的研究表明,脂质条纹和纤维斑块等动脉粥样硬化病变几乎存在于所有个体中。冠状动脉受累从儿童期的约50%增加到年轻成年期的约85%,纤维斑块随年龄显著增加。死亡前测量的传统心血管危险因素(BMI升高、血压升高和不良脂质谱)与主动脉和冠状动脉病变的存在及严重程度密切相关,且随危险因素聚集而增加,具有≥3个危险因素的个体冠状动脉病变范围较无危险因素者高8至12倍。
生命历程心血管危险因素与颈动脉内膜-中层厚度
肥胖:肥胖是BHS中cIMT最一致且最具影响力的决定因素之一。一项对518名无症状年轻成人(平均年龄约32岁)的横断面分析显示,BMI和腰围均与cIMT呈显著正相关,在颈总动脉和颈动脉球部节段相关性最强。在多变量模型中,BMI仍是颈内动脉IMT的独立预测因子,约占其方差的5%。生命历程分析纳入从儿童期、青春期至年轻成年期的重复BMI测量,结果显示,累积BMI每增加一个标准差,白人参与者的成年期cIMT显著增加(β=25.5 μm;95% CI:14.0–37.1 μm),黑人参与者亦显著增加(β=37.5 μm;95% CI:18.3–56.8 μm)。贝叶斯相关生命历程模型显示,白人参与者中年轻成年期BMI对成年期cIMT贡献最大,而黑人参与者中儿童期BMI是主要贡献者。
肥胖的代谢背景:BHS中肥胖的血管影响进一步受代谢表型调节。被归类为代谢健康型肥胖(MHO)的儿童与正常体重同龄人相比,成年期cIMT未显著增加,而代谢异常型肥胖儿童表现出显著更高的成年期cIMT(P=0.003)。BHS证据表明,肥胖既作为上游驱动因素,其血管效应通过血脂异常、血压升高、胰岛素抵抗和脂联素降低等异常实现,又不仅是被动标志物,因为累积和儿童期BMI在校正同期危险因素后仍独立预测成年期cIMT。
血脂:血脂异常,特别是LDL-C升高,与BHS中cIMT增加持续相关。横断面分析确定LDL-C和HDL-C是年轻成年期早期颈动脉壁增厚的主要脂质决定因素:LDL-C与CCA和颈动脉球部IMT独立相关,HDL-C呈独立负相关,甘油三酯在双变量分析中相关但未成为独立预测因子。总胆固醇/HDL-C比值在多项BHS分析中持续预测各颈动脉节段的cIMT。纵向分析显示,儿童期LDL-C预测成年期高cIMT的几率增加,成年期LDL-C独立预测,累积LDL-C负荷关联最强。生命历程脂质轨迹分析显示,从儿童期至成年期各年龄的脂质水平均与后期cIMT相关,非HDL-C和LDL-C关联最强且最一致,效应量随年龄增长而增强。i3C联合分析显示,≥9岁时测量的危险因素与成年期cIMT的关联显著更强,支持青春期作为预测后期亚临床动脉粥样硬化的更有效窗口。在短期进展分析中,脂质指标未独立预测cIMT进展,表明脂质与累积cIMT负荷的关联强于短期动脉变化。
血压:SBP是BHS横断面分析中cIMT最一致的血液动力学决定因素,常超过脂质变量的解释力。SBP是CCA IMT最强的独立预测因子,也是颈动脉球部IMT的主要贡献者。DBP关联较弱且不一致,提示脉动血流动力学负荷比稳态压力对早期动脉壁增厚更为重要。生命历程分析显示,成年期SBP独立预测高cIMT,而儿童期SBP在多变量校正后未保持独立预测作用,与儿童期BMI和LDL-C形成对比。累积儿童期SBP和DBP与成年期cIMT在未校正分析中相关,但校正成年期血压水平后减弱。在心血管代谢聚集背景下,血压成分与复合cIMT的独立关联最强,但i3C分析显示儿童期BMI是更一致的成年期cIMT上游决定因素。在短期进展分析中,SBP独立预测男性ICA和复合cIMT进展。
代谢综合征与危险因素聚集
年轻成人的代谢综合征与心血管代谢聚集:在507名非糖尿病年轻成人(平均年龄约32岁)的主要BHS代谢综合征分析中,NCEP和WHO标准下代谢综合征患病率均约为13%。符合代谢综合征标准的参与者CCA和ICA IMT及复合cIMT显著更高。复合cIMT随代谢综合征组分数目增加而逐步升高,支持心血管代谢负荷与早期动脉壁增厚之间的分级剂量-反应关系。纳入腰围、SBP、LDL-C、胰岛素和吸烟五项不良因素的分析显示,平均cIMT随危险因素数目逐步增加,携带三个及以上不良因素的个体IMT值最高。
生命历程与儿童期聚集:i3C联盟分析显示,从青春期(约11–18岁)开始评估的儿童期代谢综合征与成年期高cIMT风险增加约2至4倍相关。当从代谢综合征定义中移除BMI时,与成年期高cIMT的关联减弱,表明BMI在很大程度上驱动了儿童期心血管代谢聚集相关的血管风险。儿童期综合风险评分分析显示,累积心血管代谢负荷从约9岁起预测成年期高cIMT,关联随青春期推进而增强。BHS与Young Finns联合分析首次证明,儿童期代谢综合征预测成年期高cIMT、成年期代谢综合征和2型糖尿病,但作为筛查工具并不优于单独使用BMI。
家族风险作为修饰因素:年轻成人中,父母冠状动脉疾病(CAD)史增强了代谢综合征与cIMT之间的关联,在ICA等特定血管节段效应更为显著。ICA位于分叉处,经历血流分离和低振荡剪切应力等血流动力学条件,易发生早期动脉粥样硬化形成,对遗传易感性和累积心血管代谢暴露均敏感。
代谢健康状态与肥胖-cIMT关系:基于表型的分析显示,代谢健康状态显著改变儿童期肥胖的血管影响。代谢异常型肥胖儿童(BMI升高伴心血管代谢异常)表现出最高的成年期cIMT值,而代谢健康型超重儿童(BMI升高但无心血管代谢异常)与代谢健康型正常体重同龄人在成年期cIMT方面无显著差异。肥胖内的心血管代谢异常聚集,而非单纯的多余脂肪,是早期亚临床动脉粥样硬化的主要驱动因素。
局限性
BHS cIMT文献存在若干局限性:研究早期阶段未在青春期获取cIMT测量值;纵向cIMT进展分析仅限于年轻成年期相对较短的随访间隔;参与者年龄导致临床心血管事件发生率低,限制了对cIMT作为心肌梗死或卒中硬终点预测因子的评估;各研究间cIMT定义和测量方案存在差异;饮食质量、体力活动和心理社会压力等未测量因素的残余混杂无法排除;队列来自路易斯安那州单一农村社区,可能限制对其他种族、民族或地理人群的推广性。
结论
BHS提供了超过五十年的有力证据,表明动脉粥样硬化是一个根植于儿童期危险因素暴露的终身过程,可在临床疾病出现前通过cIMT进行测量。肥胖、血脂异常和SBP各自独立促进颈动脉壁增厚,这些因素在个体内的聚集放大其影响,因此生命历程中联合且持续的负荷是亚临床动脉重塑的最强决定因素。