《Journal of Clinical Neuroscience》：Vascular wall structural heterogeneity and hemorrhagic complications during endovascular therapy for brain arteriovenous malformations
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摘要背景在脑动静脉畸形的治疗过程中，血管内治疗所引发的出血并发症仍属于严重的不良事件。尽管血管内治疗引起的血流动力学变化被认为是主要原因，但血管壁自身结构的作用尚未被完全理解。本研究分析了经过血管内治疗后再行手术切除的脑动静脉畸形标本中的血管结构特征，并探讨了这些特征与出血并发症
摘要
背景
在脑动静脉畸形的治疗过程中，血管内治疗所引发的出血并发症仍属于严重的不良事件。尽管血管内治疗引起的血流动力学变化被认为是主要原因，但血管壁自身结构的作用尚未被完全理解。本研究分析了经过血管内治疗后再行手术切除的脑动静脉畸形标本中的血管结构特征，并探讨了这些特征与出血并发症之间的关联。
方法
本研究回顾性纳入了51名在接受血管内治疗后再进行手术切除的患者。通过数字化苏木精-伊红切片，提取血管层面的定量组织形态学特征。经过主成分分析后，采用无监督聚类方法识别出不同的结构表型。随后比较了出现出血并发症与未出现该并发症的患者在表型分布及形态学指标上的差异。同时运用线性混合效应模型分析血管层面的差异，并通过进一步的探索性分析来评估临床因素可能产生的影响。
结果
研究共识别出5种血管表型（A至E型）。其中B型表型的纹理变异性和结构异质性更高，在出血并发症患者中更为常见（经FDR校正后的p值=0.027）。与结构更为均匀的C型相比，B型的壁厚与半径比值更低，壁厚变异系数更高，最小壁厚也更小（所有p值均小于0.001）。在患者层面，出血并发症组的壁厚变异性更大（p值=0.033，Cohen’s d值为0.667），而两组间的香农熵值没有差异。探索性分析显示，B型表型的比例与年龄或治疗目的无显著关联，在那些通过根治性栓塞治疗的患者中这一比例依然较高。虽然经过年龄和治疗目的调整后这种关联有所减弱，但其趋势并未改变。
结论
脑动静脉畸形病灶内部存在显著的微血管结构异质性。出血并发症患者中这类结构异质性表型更为多见，这表明除了血流动力学因素外，血管壁自身的结构特征也可能与出血风险相关。未来需要进一步的研究来验证这些发现，并明确其背后的生物学机制。
引言
脑动静脉畸形是一种先天性的高流量脑血管异常，其特征为异常的动静脉分流，由此引发的血流动力学改变可能导致严重的并发症[1]。血管内治疗是脑动静脉畸形多模式治疗方案中的重要组成部分[2]。然而，血管内治疗相关的出血并发症仍然属于严重的不良事件，可能带来严重的神经功能损害甚至死亡风险[3]。因此，深入了解这类出血并发症的发病机制对于优化治疗方案具有重要的临床意义。
先前的研究表明，血管内治疗相关的出血并发症是由多种因素共同导致的[4]。有些并发症与操作过程直接相关，而另一些则可能与栓塞过程中突然出现的血流动力学变化有关。正常灌注压突破理论认为，长期的低灌注会损害周围脑组织的自调节能力，而栓塞后灌注压的恢复则可能引发过度灌注相关的出血[5]。不过，这些机制主要着眼于血流动力学的变化，对于脑动静脉畸形病灶内血管壁本身的结构特性则关注较少。血管在血流突然变化时发生破裂，本质上反映了血管壁的结构不稳定和机械性能缺陷。因此，血管壁的微观结构特征也可能影响其出血风险。
以往针对脑动静脉畸形的病理学研究大多集中在自发出血病例或手术切除的标本上，这些研究报道了诸如平滑肌结构紊乱、胶原蛋白沉积异常等结构异常[6]。但在血管内治疗的背景下，血管壁结构特征与出血并发症之间的关联尚未得到系统性的量化分析。随着数字病理学和计算分析技术的发展，从组织切片中高效提取定量特征并识别结构模式已成为可能[7]。本研究旨在利用手术切除的标本，分析血管层面的结构特征及其与血管内治疗相关出血并发症之间的关联，从而探索这类并发症可能的组织病理学基础。
章节节选
研究人群
这项单中心回顾性研究纳入了2011年1月至2024年12月期间，在我院接受动脉内血管内治疗后再行手术切除的脑动静脉畸形患者。该研究已获得机构审查委员会的批准（批准编号为2025-KY-028–01）。
纳入标准包括：（1）通过数字减影血管造影确诊为脑动静脉畸形，并接受了动脉内血管内治疗；（2）无创伤性脑损伤、颅内肿瘤、神经系统或精神疾病、自身免疫性疾病等病史
基线特征及组织病理学样本概述
本研究共纳入51名在血管内治疗后再行手术切除且拥有完整HE染色切片的脑动静脉畸形患者，其中出血并发症组有19人，非出血并发症组有32人。所有出血并发症病例均被认为与血流动力学变化有关。
出血并发症组患者的年龄明显大于非出血并发症组患者（p值=0.048）。非出血并发症组患者从最后一次栓塞到手术切除的时间间隔更长（p值小于0.001）。在根治性栓塞治疗的比例方面，
主要研究发现
从组织病理学的角度，本研究探讨了脑动静脉畸形患者中血管内治疗相关出血并发症的可能结构基础。通过对血管层面病理特征的无监督聚类分析，从手术切除的标本中识别出了5种不同的血管表型，这些表型反映了脑动静脉畸形病灶内的微观结构特征。在患者层面，B型表型的纹理复杂度及结构异质性更高，在出血并发症组中更为常见。这类表型的壁厚与半径比值更低，
结论
本研究发现了脑动静脉畸形病灶内部的微血管结构异质性。B型表型的纹理变异性和壁厚不规则性更为明显，这类表型在血管内治疗相关出血并发症患者中更为多见。这些发现表明，除了血流动力学变化之外，血管壁自身的结构特征也可能与出血风险相关。本研究提供了初步的组织病理学证据，支持血管结构因素在血管内治疗相关出血并发症中的作用。
资金支持
作者贡献说明
Ni Zeng：文章撰写——审阅与编辑、文章撰写——初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法设计、研究实施、正式数据分析、数据整理、概念构思。Jianbin Zhu：文章撰写——审阅与编辑、文章撰写——初稿撰写、研究结果验证、研究指导、软件应用、方法设计、数据整理、概念构思。YinXiao Ma：文章撰写——审阅与编辑、研究结果验证、软件应用、方法设计、研究实施、数据整理。Zhibo Wen：文章撰写——审阅与编辑、研究结果验证、研究指导、项目统筹
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
Ni Zeng|Jianbin Zhu|YinXiao Ma|Zhibo Wen
中国广东省广州市海珠区工业中路253号南方医科大学珠江医院放射科，邮编510282
