综述：动脉钙化作为中风、痴呆和认知能力下降风险的影像学生物标志物

《Progress in Cardiovascular Diseases》：Arterial calcification as an imaging biomarker of the risk of stroke, dementia, and cognitive decline

动脉钙化作为系统性血管损伤的生物标志物，可预测缺血性卒中、认知衰退及痴呆。冠状动脉钙化（CAC）与主动脉、颈动脉钙化共同反映全身动脉硬化程度，其评分独立于传统风险因素，显著增加卒中及认知障碍风险。影像学检测多血管钙化负担，为精准预防心血管及脑血管事件提供新策略。

　　

Mahima Tyagi | Akruti P. Prabhakar | Dinesh K. Kalra

美国肯塔基州路易斯维尔市路易斯维尔大学心脏病学系

摘要

动脉粥样硬化性心血管疾病仍然是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因。其主要临床后果（心肌梗死、中风、血管性痴呆和认知能力下降）都源于共同的血管病变基础。早期识别亚临床动脉粥样硬化对于预防这些相互关联的心血管和神经系统疾病至关重要。

通过非对比增强CT（CT）测量的冠状动脉钙化（CAC）是一个经过充分验证且可重复的指标，用于评估整体动脉粥样硬化负担。虽然该指标主要应用于心脏研究，但它也能反映全身血管的损伤情况。多项前瞻性队列研究（包括罗德特丹研究和阿格斯-雷克雅未克研究）表明，较高的CAC评分可独立预测缺血性中风、痴呆和认知能力加速下降。即使调整了共同的危险因素，CAC评分≥100 Agatston单位的个体发生缺血性中风和认知能力下降的风险也是CAC评分=0个单位的个体的大约三倍。冠状动脉以外的钙化（包括主动脉以及颅内和颅外动脉的钙化）与脑小血管疾病、白质高信号和皮质萎缩有关，这突显了动脉粥样硬化的系统性特征。检测冠状动脉和冠状动脉以外的钙化有助于通过降低血脂、控制血压和血糖以及改变生活方式来实现更早的针对性干预。因此，将动脉钙化成像技术整合到临床风险评估中，可能有助于更好地预防心血管和神经血管事件。

动脉钙化成像为评估全身动脉粥样硬化提供了一种实用且可扩展的方法。其预测价值不仅限于冠状动脉疾病，还涵盖了中风、痴呆和认知能力下降等病症，揭示了心血管疾病与血管性认知障碍之间的共同病理机制。

引言

痴呆症表现为认知功能的进行性下降，严重影响日常生活活动，是全球最紧迫的健康问题之一。目前全球有超过5500万人患有痴呆症，预计到2050年这一数字将增至1.53亿，每年造成的全球医疗费用超过1.3万亿美元。**仅在美国，2020年就有约580万人患有痴呆症，预计到2060年这一数字将增加到1390万（占人口的3.3%）。**尽管阿尔茨海默病（AD）是痴呆症的主要原因，但神经病理学研究显示，混合性AD和血管性脑损伤占痴呆症病例的20-30%，表明神经退行性和血管性机制之间存在密切关联。**血管性痴呆是第二常见的痴呆类型，由多种心血管（CV）和脑血管疾病引起，如大动脉粥样硬化、心源性栓塞性中风和脑小血管疾病（SVD，例如小动脉硬化和脑淀粉样血管病），从而导致广泛的认知障碍。**神经认知综合征的关键临床和影像学特征总结在表1中。

心血管疾病（CVD）仍然是全球主要的发病率和死亡率原因，其神经系统的表现（中风和痴呆）代表了日益严重的血管性脑损伤负担。中风是动脉粥样硬化的重大临床后果，是全球第二大死亡原因，也是导致死亡和残疾的第三大原因，每年在美国影响近80万人。**动脉粥样硬化、中风和痴呆之间的关联反映了由动脉血栓形成、内皮功能障碍和血管老化共同驱动的血管病变过程。**尽管在CVD预防方面取得了进展，但患者的预期寿命有所延长，同时CVD和脑血管疾病的共病率也在增加。**美国心脏协会（AHA）/美国中风协会（ASA）估计，高达40%的痴呆症病例是可以预防的，糖尿病、高血压和吸烟等危险因素共同导致了80岁以下人群中约22-44%的痴呆症病例。

尽管如此，目前仍缺乏有效的生物标志物来同时评估亚临床动脉粥样硬化和神经认知风险。

动脉钙化作为全身动脉粥样硬化的标志物，是一种机制上可解释且基于实验证据的成像指标，可用于评估驱动CV和脑血管疾病的累积血管损伤。最初用于评估冠心病风险的冠状动脉钙化（CAC）和冠状动脉以外的钙化指标已被证明与中风、痴呆和认知能力下降有强烈关联，反映了血管损伤对多个器官系统的广泛影响。**钙化负担的增加与脑小血管疾病、白质高信号和微血管功能障碍有关，建立了全身动脉粥样硬化重塑与结构性脑损伤之间的直接联系。**除了风险预测外，动脉钙化为连接血管和神经退行性疾病的机制提供了新的框架，使其成为评估全球血管健康、大脑老化和血管性认知障碍的潜在生物标志物。**本综述汇总了当前关于冠状动脉和冠状动脉以外的钙化与中风、痴呆和认知能力下降之间关系的证据，强调了其在精准预防框架中的潜在作用。

部分内容摘录

动脉粥样硬化与痴呆的病理生理学关联

动脉粥样硬化通过促进全身和脑微血管的退化，损害神经血管稳态并加速神经退行性变，从而导致痴呆。**慢性脑灌注不足、微血管损伤、血脑屏障（BBB）破坏和神经炎症激活是全身血管疾病与神经认知障碍之间的关键机制联系。

冠状动脉钙化与中风、痴呆和认知能力下降的风险

由于动脉粥样硬化是一种全身性疾病，冠状动脉、颈动脉、脑动脉和主动脉的钙化反映了广泛的血管损伤，并与中风和认知能力下降相关。**在所有成像生物标志物中，CAC评分是评估亚临床动脉粥样硬化负担和未来心血管风险最可靠的定量指标。

颈动脉钙化与中风、痴呆和认知能力下降的风险

颈动脉粥样硬化涉及颅内和颅外血管，反映了全身性的血管损伤，是决定脑血管和神经认知结局的重要因素。**颈动脉钙化是评估动脉粥样硬化负担、内皮功能障碍和血管老化的重要影像学指标。**2018年的荟萃分析显示，严重的颈动脉粥样硬化与认知能力下降的风险增加1.6倍。

主动脉钙化

主动脉钙化（AoC）包括主动脉弓（AAC）、胸主动脉（TAC）和腹主动脉（AbAC）段，是全身动脉粥样硬化和血管老化的有力标志物，反映了广泛的动脉硬化和微血管损伤。**主动脉硬化会增加中心动脉的僵硬度和脉压，从而加剧血流动力学应激，促进脑小血管疾病和神经退行性变。

对比血管成像：颈动脉超声

颈动脉超声通过检测早期、可能可逆的动脉变化来补充CT成像，这些变化先于斑块矿化。**与反映晚期动脉粥样硬化的CT钙化评分不同，超声可以量化颈动脉的IMT（cIMT）、管壁间直径（IAD）、动脉僵硬度/可扩张性以及斑块负荷和形态，从而提供关于亚临床重塑和早期动脉粥样硬化形成的信息。

cIMT和IAD都能反映累积的血管风险，并有助于预测相关疾病。

临床应用和成本效益

定量评估冠状动脉、主动脉或颈动脉的钙化是一种简单、可重复且低成本的（<100美元）方法，可用于评估全身动脉粥样硬化负担。**单次基线扫描（尤其是冠状动脉或冠状动脉以外的钙化）可长期预测中风、痴呆和认知能力下降的风险，而短期内的多次扫描则效果有限。**重要的是，主动脉和冠状动脉的钙化通常可以在常规检查中偶然发现。

局限性和知识空白

尽管动脉钙化与脑血管结局之间存在强烈关联，但仍存在一些局限性。许多研究依赖于行政代码或非标准化的认知测试，可能导致认知障碍的漏诊或误分类。**钙化量化的异质性（如使用二进制与连续测量方法以及CT协议的不同）可能影响不同研究之间的可比性。此外，生存偏差也可能影响结果解读。

转化医学意义和未来方向

将动脉钙化作为血管和大脑老化的系统生物标志物进行快速识别具有广泛的临床意义，不仅限于心血管风险预测。随着非对比增强CT在心脏、胸部或肺部筛查中的广泛应用，每年有数百万人偶然发现冠状动脉、颈动脉或主动脉钙化，但缺乏标准化的随访或风险管理指南。这些发现应被视为早期预警信号。

结论

冠状动脉、脑动脉和主动脉的钙化是全身动脉粥样硬化负担和脑血管风险的量化成像标志物。**在大型多民族队列研究中，较高的钙化负担始终独立于传统危险因素，预示着缺血性中风、认知能力下降和痴呆的风险。**这些发现表明，血管钙化是连接全身动脉粥样硬化和脑微血管病变的生物学基础。

CRediT作者贡献声明

Mahima Tyagi：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、正式分析、数据整理、概念构思。 Akruti P. Prabhakar：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、正式分析、数据整理、概念构思。 Dinesh K. Kalra：撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、项目监督、资源协调、正式分析、概念构思。

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