脈搏波傳導(dǎo)速度在高血壓靶器官損害中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

張婧婧，尹新華

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科，哈爾濱 150001)

2017年中國(guó)心血管病報(bào)告顯示，中國(guó)心血管病總?cè)藬?shù)達(dá)2.9億，其中高血壓2.7億。研究顯示，高血壓與心血管風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，同時(shí)高血壓患者動(dòng)脈僵硬度與靶器官損害發(fā)生率及嚴(yán)重程度也呈正相關(guān)[1]。因此檢測(cè)動(dòng)脈僵硬度有助于早期發(fā)現(xiàn)及干預(yù)高血壓靶器官的血管病變。而評(píng)估血管僵硬度最有效、最常用的方法是檢測(cè)脈搏波傳導(dǎo)速度(pulse wave velocity,PWV)。

1 PWV檢測(cè)原理

PWV是評(píng)估動(dòng)脈彈性最古老的方法，約1個(gè)世紀(jì)前柳葉刀首次報(bào)告了運(yùn)用PWV測(cè)量動(dòng)脈彈性[2]。脈搏波是指心臟搏動(dòng)射血產(chǎn)生的主動(dòng)脈振動(dòng)，其在動(dòng)脈壁的傳導(dǎo)速度即為PWV， PWV(mm/s)=L/t(t為兩個(gè)波形的時(shí)間差，L為動(dòng)脈系統(tǒng)的兩個(gè)既定點(diǎn)間距離)。根據(jù)Moens-Korteweg公式：PWV2=(血管彈性模量×血管壁厚度)/(2×血管直徑×血液密度)可知，PWV由動(dòng)脈壁彈性、幾何特性(血管直徑大小和壁厚)以及血液密度來(lái)確定其在整個(gè)動(dòng)脈樹中的傳播速度。由于動(dòng)脈系統(tǒng)中的血液屬于流體，是不可壓縮的，因此能量主要沿著動(dòng)脈壁傳播[2]。動(dòng)脈硬化時(shí)動(dòng)脈系統(tǒng)的擴(kuò)張性(直徑隨壓力的變化)或順應(yīng)性(儲(chǔ)存體積的能力)降低，大動(dòng)脈彈性貯器的作用相應(yīng)減低，血管壁吸收脈搏波減少，因此PWV加快[3]。已有研究表明，盡管在各種PWV參數(shù)中頸-股動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度(catroid-femoral artery PWV，cfPWV)是非侵入性評(píng)估動(dòng)脈彈性的金標(biāo)準(zhǔn)[4]，但肱-踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度(brachical-ankle artery PWV， baPWV)因簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，已成為評(píng)估動(dòng)脈僵硬度更可行的方法[5]。

2 PWV的影響因素

2.1 年齡和血壓

多項(xiàng)研究表明，年齡和血壓是影響PWV的兩個(gè)最重要因素[4,6,7]。EDIVA研究是一項(xiàng)納入668名健康受試者并測(cè)量主動(dòng)脈PWV[(40.0±13.4歲)]的前瞻性多中心觀察性研究，在隨訪(23.3±3.3)個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，PWV隨年齡增長(zhǎng)呈線性增加[8]。同時(shí)MESA研究顯示，≥75歲的動(dòng)脈粥樣硬化患者比<75歲的動(dòng)脈粥樣硬化患者PWV更快[9]。目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為動(dòng)脈僵硬是年齡增長(zhǎng)的自然結(jié)果，但高血壓可加速此進(jìn)程。在低血壓水平下，動(dòng)脈壁彈性蛋白占優(yōu)勢(shì)，血管壁是可伸展的；而在高血壓水平下，具有更硬性質(zhì)的膠原蛋白占優(yōu)勢(shì)，血管壁變得不可伸展。另外，發(fā)生高血壓時(shí)，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活、氧化應(yīng)激等因素也會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的動(dòng)脈纖維化和細(xì)胞外基質(zhì)沉積，致使動(dòng)脈僵硬度增加。大多數(shù)研究以橫截面方式評(píng)估動(dòng)脈僵硬度，其中中國(guó)開(kāi)展了一項(xiàng)大規(guī)?？v向研究：從2008年至2014年成功隨訪了577例患者，結(jié)果認(rèn)為，和正常血壓受試者相比，高血壓患者PWV更快，基線時(shí)血壓正常但隨訪期間血壓升高的受試者其PWV較血壓始終正常者更快[10]。隨訪了4年的EVOPIU研究也顯示，血壓控制不良的高血壓組與正常血壓組及血壓控制良好的高血壓組相比，其cfPWV值相對(duì)較高，且cfPWV值隨著年齡的增長(zhǎng)而增加[11]。

2.2 高鹽飲食及其他因素

目前發(fā)現(xiàn)高鹽飲食也可能是影響PWV的重要因素。Safar等[12]認(rèn)為，高鹽飲食可增加動(dòng)脈僵硬度，并且這種效應(yīng)與血壓無(wú)關(guān)。高血壓患者的橫斷面研究也已經(jīng)表明，過(guò)量的鹽攝入會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈壁的血管平滑肌肥大、內(nèi)皮細(xì)胞損害、動(dòng)脈血管收縮功能受損影響和動(dòng)脈硬度增加[13]。除此之外，影響動(dòng)脈僵硬度的因素如糖尿病、高脂血癥、肥胖、吸煙、性別等也被認(rèn)為是影響PWV的相關(guān)因素。

3 PWV在高血壓靶器官損害中的應(yīng)用

3.1 PWV與心臟損害

PWV對(duì)心臟損害的機(jī)制可能如下。動(dòng)脈僵硬度增加，PWV向前行波速度增加，使得周邊動(dòng)脈向主動(dòng)脈的向后行波較早反射，即向后行波在心臟的收縮期而不是舒張期就返回升主動(dòng)脈，這種時(shí)間上的變化會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)脈收縮壓升高、舒張壓降低，升高的主動(dòng)脈收縮壓就會(huì)增加左心室后負(fù)荷，導(dǎo)致左心室肥厚、左心室質(zhì)量增加、順應(yīng)性降低，進(jìn)而引起左心室舒張功能降低，導(dǎo)致左房壓升高，最終引起左房室重構(gòu)。許多研究報(bào)道，在不考慮收縮壓水平的前提下，PWV和左心室質(zhì)量存在顯著相關(guān)性。Rabkin等[14]通過(guò)抗高血壓藥物治療將高血壓患者的血壓降至140/90 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)以下，以排除血壓對(duì)左心室質(zhì)量的影響，隨后發(fā)現(xiàn)左心室質(zhì)量與PWV之間存在顯著相關(guān)性。同時(shí)，F(xiàn)ramingham心臟研究也表明，無(wú)論是高血壓患者還是血壓正常者，隨著PWV增快，其左心室肥厚的患病率都會(huì)逐步增加，遠(yuǎn)期心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)增加[15]。

另外，心臟解剖結(jié)構(gòu)的改變也會(huì)導(dǎo)致左房電重構(gòu)，從而引起心房顫動(dòng)(房顫)等心律失常，最終導(dǎo)致心力衰竭。Lee等[16]報(bào)道，房顫的存在與高血壓患者的PWV增加相關(guān)，但與年齡或血壓無(wú)關(guān)。四川大學(xué)華西醫(yī)院招募了162例高血壓合并房顫患者(78例陣發(fā)性房顫，84例持續(xù)性房顫)和136例高血壓患者，分為3組(高血壓組，高血壓合并陣發(fā)性房顫組及高血壓合并持續(xù)性房顫組)并檢測(cè)baPWV，結(jié)果顯示，與高血壓組比較，高血壓合并房顫組的baPWV更高；而在兩個(gè)房顫組之間，持續(xù)性房顫組比陣發(fā)性房顫組的baPWV更高[17]。

3.2 PWV與腦損害

腦是低阻、高流的末端器官，這就使腦血管易受到血壓和血流波動(dòng)的影響，可能造成動(dòng)脈僵硬度增加，收縮壓和脈壓升高。當(dāng)腦動(dòng)脈受到剪切力的影響，且超出腦循環(huán)的調(diào)節(jié)能力時(shí)，腦動(dòng)脈就會(huì)受到損害。在一項(xiàng)縱向研究中，Laurent等[18]首次研究了血管僵硬度與致命性卒中發(fā)生的關(guān)系，在對(duì)中年原發(fā)性高血壓患者進(jìn)行平均7.9年隨訪后發(fā)現(xiàn)，PWV每升高4 cm/s，致命性卒中風(fēng)險(xiǎn)即增加72%，且在調(diào)整經(jīng)典的心血管危險(xiǎn)因素后，高PWV仍能預(yù)測(cè)卒中死亡風(fēng)險(xiǎn)。一項(xiàng)1 133例高血壓患者參與的前瞻性縱向研究證實(shí)，PWV增加的高血壓患者卒中累積發(fā)生率為3.25%(95%CI1.97～5.25)，而PWV正常的高血壓患者卒中累積發(fā)生率為0.78%(95%CI0.28～1.87)，經(jīng)多變量分析后發(fā)現(xiàn)，PWV是腦卒中的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[19]。上述研究表明，PWV與腦血管風(fēng)險(xiǎn)是相關(guān)的，PWV是一個(gè)優(yōu)秀的卒中風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。其中涉及的機(jī)制可能有：動(dòng)脈僵硬增加引起顱內(nèi)血管血液動(dòng)力學(xué)改變；動(dòng)脈僵硬度升高導(dǎo)致脈壓升高，誘導(dǎo)動(dòng)脈重塑，促進(jìn)斑塊和動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展，若此時(shí)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂或潰瘍可導(dǎo)致中風(fēng)；除此之外，動(dòng)脈僵硬度增加時(shí)，增加的主動(dòng)脈搏動(dòng)可通過(guò)變硬的大血管傳遞到腦循環(huán)，直接引起腦缺血和出血。

另一方面，動(dòng)脈僵硬度增加是高血壓患者認(rèn)知能力下降的重要因素，且在預(yù)測(cè)認(rèn)知能力下降時(shí)，增加的動(dòng)脈僵硬度優(yōu)于血壓。Hajjar等[20]的一項(xiàng)縱向研究納入591名研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)量cfPWV評(píng)估動(dòng)脈硬度，在調(diào)整年齡、性別、種族、體質(zhì)量指數(shù)、教育水平和相應(yīng)的基線認(rèn)知表現(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行(P=0.0002)、記憶(P=0.05)和工作記憶(P=0.02)得分的急劇下降與cfPWV增加相關(guān)，在調(diào)整血壓后結(jié)果仍然如此。說(shuō)明增加的動(dòng)脈僵硬度可以預(yù)測(cè)高血壓患者認(rèn)知能力的下降，并可能優(yōu)于血壓的預(yù)測(cè)效果。因此，降低PWV有望作為預(yù)防認(rèn)知障礙和癡呆的治療目標(biāo)。

3.3 PWV與腎損害

高血壓腎損害病理基礎(chǔ)主要為腎臟小動(dòng)脈硬化，且高血壓持續(xù)5～10年即可出現(xiàn)腎臟小動(dòng)脈硬化、管壁增厚、管腔變窄，導(dǎo)致良性小動(dòng)脈性腎硬化癥[21]。腎臟微血管低阻的血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及被動(dòng)灌注會(huì)使腎臟特別容易受到全身脈動(dòng)壓力的破壞。當(dāng)動(dòng)脈僵硬度升高時(shí)，過(guò)多的脈沖能量傳遞到腎小球，此時(shí)腎小動(dòng)脈內(nèi)皮受損，功能發(fā)生改變，從而出現(xiàn)腎小球?yàn)V過(guò)率改變及尿微量蛋白增多，提示出現(xiàn)早期腎損害。日本一項(xiàng)多中心前瞻性研究對(duì)804例原發(fā)性高血壓患者進(jìn)行32個(gè)月的隨訪后發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓患者的baPWV與尿白蛋白排泄呈正相關(guān)，微量白蛋白尿發(fā)生頻率隨baPWV增加而逐漸增加；在調(diào)整其他心血管危險(xiǎn)因素后，baPWV每增加200 cm/s，微量白蛋白尿風(fēng)險(xiǎn)增加19%[22]。朱航等[23]研究發(fā)現(xiàn)，高血壓患者尿微量白蛋白/肌酐比值與baPWV增加呈正相關(guān)，即尿微量白蛋白增加與大動(dòng)脈彈性下降密切相關(guān)。另外，2017年CATOD研究提出，不同部位的動(dòng)脈僵硬度和高血壓靶器官損害之間存在特定關(guān)聯(lián)，該研究中314例原發(fā)性高血壓患者同時(shí)接受cfPWV及頸動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度(carotid pulse wave velocity,CPWV)測(cè)定，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)cfPWV增加與腎臟靶器官損害相關(guān)，而cPWV增加與左心室肥厚相關(guān)[24]。

4 小結(jié)與展望

動(dòng)脈僵硬度是強(qiáng)有力的心血管風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)因子，也是高血壓靶器官損害進(jìn)展的標(biāo)志。PWV是反映動(dòng)脈硬化的可靠指標(biāo)，PWV越快，表明動(dòng)脈的順應(yīng)性越差，僵硬度越高。因此，將PWV作為心腦血管及腎臟等器官病變的檢測(cè)指標(biāo)，可能對(duì)臨床預(yù)防及治療相關(guān)疾病有很好的指導(dǎo)意義。未來(lái)我們將進(jìn)一步針對(duì)延緩動(dòng)脈僵硬進(jìn)程是否可以減緩靶器官損害展開(kāi)研究。