引言
高血压是全球最常见的慢性疾病之一,是心血管疾病和过早死亡的主要可改变危险因素。尽管抗高血压治疗取得了进展,但全球血压控制率仍然很低。持续升高的血压会导致靶器官损伤,增加心血管事件、肾功能衰竭和认知能力下降的风险。重要的是,血压水平本身并不能完全解释高血压患者靶器官受累的异质性。一些患者在血压相当或控制良好的情况下仍会出现心脏重构、动脉硬化或舒张功能障碍。这一观察结果表明,除了机械压力负荷外,交感神经过度活跃、自主神经调节受损、内皮功能障碍和适应性血管重塑等机制也促进了高血压早期器官损伤的发生。早期识别亚临床心脏和血管损伤高风险个体仍然是高血压管理中的一个主要未满足的需求。
在这些机制中,颈动脉体因其在高血压中的作用而受到越来越多的关注。颈动脉体是位于颈动脉分叉处的化学感受器,通过其对氧气、二氧化碳和pH值变化的敏感性,成为交感神经张力的关键调节器。越来越多的证据表明,持续的颈动脉体过度活跃可能通过持续的交感神经激活、压力反射敏感性受损以及下游血管和心脏重构,参与神经源性高血压的发病机制。因此,颈动脉体的结构性增大可能代表了慢性自主神经调节失调的解剖学相关物。然而,颈动脉体大小是否与高血压介导的器官损伤的早期心脏和血管表现相关,特别是与动脉硬化和亚临床心脏重构的标志物相关,仍然没有得到充分的表征。阐明此类病理生理学标志物可能会改善超越常规血压测量的风险分层。
材料与方法
研究设计与人群
本研究为一项探索性观察分析,结合回顾性可用的影像学数据与研究评估时进行的标准化心血管表型分析。考虑纳入2023年1月至2024年4月期间到心脏病门诊就诊的已确诊或新诊断的全身性高血压成年患者。
颈动脉CT血管成像并非专门为本研究进行,而是在此前六个月内因与研究无关的临床适应症(如头晕、头痛或疑似肿块病变评估)而获取的。从医院记录中检索临床和CTA影像数据。重要的是,符合条件的患者随后作为其心血管检查的一部分,接受了标准化的脉搏波传导速度和全面超声心动图评估,从而可以统一评估心脏和血管参数。
总共筛查了972名有可用颈动脉CTA的患者。其中,128名个体确诊为高血压,且颈动脉分叉或颈动脉体区域无结构性病变。预先设定了排除标准以尽量减少已知影响交感神经活性、动脉硬度或心脏结构的混杂条件,包括:既往脑血管意外或短暂性脑缺血发作、既往手术或经皮颈动脉介入治疗、已知冠状动脉疾病、心力衰竭、心房颤动、中度至重度心脏瓣膜病、慢性阻塞性肺疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征或影像质量不佳。应用这些标准后,49名患者构成了最终的研究人群。
颈动脉体测量
使用320层扫描仪进行颈动脉CTA检查。颈动脉体被识别为位于颈动脉分叉处内下侧的一个小的、卵圆形的软组织结构。所有测量均使用Horos™软件进行。
为确保方法学一致性,所有参与者均测量右侧颈动脉体。根据既往文献,颈动脉体直径<2.49 mm被视为正常范围内,而直径≥2.5 mm被归类为增大。测量由两名对所有临床、超声心动图和血流动力学数据不知情的独立观察者从动脉期轴位图像获取。
超声心动图评估
经胸超声心动图使用配备3.5-MHz换能器的超声系统进行。所有检查均在呼气末左侧卧位进行,图像采集连续三个心动周期。使用QLAB软件进行离线分析。
根据当前建议获得标准超声心动图测量值。此外,使用二维斑点追踪超声心动图评估左心房变形。从应变曲线推导出反映左心房储库功能和泵功能的峰值心房纵向应变和峰值心房收缩期应变,以QRS波起点为参考点。左心房导管应变计算为PALS和PACS之间的差值。
脉搏波与血流动力学分析
使用经过验证的示波法设备评估外周和中心血流动力学参数,该设备整合了特定的算法。测量在标准化静息条件下进行。
使用脉搏波传导速度和增强指数评估动脉硬度。AIx计算为增强压力与脉压的比值,并使用以下公式归一化至心率75次/分钟:AIx@75 = AIx − 0.39 × (75 − 心率)。
还记录了额外的血流动力学参数,包括每搏输出量、心输出量和总血管阻力。这些测量用于提供与交感神经过度活跃相关的血管负荷、动脉硬度和亚临床心血管重构的综合评估。
统计分析
使用SPSS软件进行统计分析。使用Shapiro–Wilk检验评估连续变量的分布。正态分布变量以均值±标准差表示,非正态分布变量以中位数(四分位距)表示。组间比较酌情使用独立样本t检验或Mann–Whitney U检验。分类变量使用卡方检验进行比较。
使用Pearson或Spearman相关系数评估连续变量之间的关联。进行多元线性回归分析以确定颈动脉体大小的独立预测因素,并调整临床相关协变量。使用受试者工作特征曲线分析和约登指数计算来确定与颈动脉体增大显著相关的变量的最佳截断值。p值≤0.05被认为具有统计学意义。
结果
基线特征
研究人群包括49名高血压患者(平均年龄54.9±10.9岁;36.7%为男性)。根据颈动脉体大小将患者分为两组:第1组(颈动脉体<2.5 mm,n=22)和第2组(颈动脉体≥2.5 mm,n=27)。
基线人口统计学和临床特征,包括年龄、体表面积、性别分布、吸烟状况、糖尿病患病率、冠状动脉疾病和抗高血压药物使用情况,两组间相似。
断层扫描结果
第1组平均颈动脉体直径为1.91±0.29 mm,第2组为3.14±0.43 mm。颈动脉体衰减值、颈内动脉衰减以及颈动脉体与颈内动脉衰减比值在组间无显著差异。
常规超声心动图参数
主动脉瓣环直径、升主动脉直径、室间隔厚度、左心室后壁厚度和左心室舒张末期内径在组间具有可比性。
第2组的左心房直径显著大于第1组(36.62±4.10 mm vs. 32.45±3.43 mm)。左心房面积和左心房容积在第2组数值上更高,但这些差异未达到统计学显著性。
二尖瓣流入参数,包括E/A比和E/e′比,在两组间相似。
左心房应变参数
第2组的左心房整体峰值心房纵向应变低于第1组(23.88±7.70% vs. 30.84±11.40%)。
第2组的左心房整体峰值心房收缩期应变和导管应变也较低(11.18±4.23% vs. 14.10±4.96%;以及12.69±5.32% vs. 16.73±7.52%)。
第2组的左心房僵硬指数高于第1组(0.39±0.23 vs. 0.29±0.25)。
外周和中心血压
外周收缩压、平均动脉压和脉压在组间无显著差异。第2组的舒张压高于第1组(89.74±12.33 mmHg vs. 81.63±14.83 mmHg)。
中心收缩压、中心舒张压、中心平均动脉压或脉压放大在组间未观察到显著差异。
血流动力学和动脉硬度参数
每搏输出量和心输出量在第2组数值上较低,但组间无显著差异。第2组的心指数显著低于第1组(2.34±0.54 vs. 2.79±0.55 L/min/m²)。
第2组的总血管阻力较高(1.56±0.49 vs. 1.22±0.18 s·mmHg/mL)。心率在组间相似。
归一化至心率75次/分钟的增强指数在第2组更高(31.11±7.91% vs. 24.36±11.77%)。脉搏波传导速度、反射幅度和增强压在组间无显著差异。
相关与回归分析
在单变量分析中,颈动脉体大小与左心房直径、室间隔厚度、点尿微量白蛋白与肌酐比值、二尖瓣A波速度、二尖瓣e′波速度、脉压、每搏输出量、心输出量、心指数、总血管阻力和AIx@75显著相关。
在多元线性回归分析中,左心房直径、总血管阻力、点尿微量白蛋白与肌酐比值和心输出量仍然与颈动脉体大小独立相关。最终模型解释了颈动脉体大小42.9%的方差。
ROC曲线分析确定了两个颈动脉体增大(≥2.5 mm)的显著预测因子:LA直径≥34.5 mm和TVR≥1.35 s×mmHg/ml。
讨论
据我们所知,尚无先前研究同时探讨高血压介导的早期器官损伤背景下颈动脉体大小、左心房应变参数和血流动力学指标之间的关系。通过将基于CT的颈动脉体测量与标准化的超声心动图应变分析以及动脉硬度和血管阻力的示波法评估相结合,本研究全面评估了高血压患者颈动脉体形态与亚临床心血管改变之间的潜在关联。
高血压介导的器官损伤通常与长期或严重的血压升高相关;然而,越来越多的证据表明,即使在血压相对适度或控制良好的情况下,也可能发生早期心脏和血管改变。这种变异性表明,除了绝对血压值之外的因素,如自主神经失衡和外周血管张力,可能促成亚临床器官受累。在当前队列中,外周收缩压和中心血压参数在组间具有可比性,而舒张压和总血管阻力在颈动脉体增大患者中更高。我们的多变量分析中发现颈动脉体大小与总血管阻力之间的独立关联表明,颈动脉体驱动的交感神经驱动可能主要在表现为明显临床高血压之前影响外周阻力。
虽然脉搏波传导速度被认为是评估中心动脉硬度的金标准,但增强指数能更好地估计全身(外周)动脉负荷。大量研究表明,增强指数是心血管结局的独立预测因子。类似地,有研究发现增强指数即使在血压正常者中也与左心室肥厚相关。
在本研究中,脉搏波传导速度值在组间相似,而AIx@75和总血管阻力在颈动脉体较大的患者中更高,这表明在外周血管改变可能在可测量的中心动脉硬度变化之前被检测到。从临床角度来看,这些发现表明,颈动脉体形态可能有助于完善那些外周和中心血压值相似的高血压患者的风险分层。颈动脉体增大、左心房力学受损和血管负荷升高之间的关联表明,颈动脉体评估可以识别尽管血压控制但存在早期高血压介导的器官损伤风险的个体。
先前已有描述外周和中心血管变化的时间分离,这可能反映了大型弹性动脉结构重构之前的早期功能性改变。在这种情况下,颈动脉体相关的交感神经激活可能有助于增加外周血管张力,而不会立即影响主动脉硬度。然而,本研究无法直接验证这一机制,因为循环儿茶酚胺和化学敏感性测试不可用;CTA图像是从临床指征的扫描中回顾性检索的,此类生物标志物并非常规获取。因此,颈动脉体形态与交感神经激活之间的关联仍然是推论的,应谨慎解释。
舒张功能障碍是高血压心脏病的最早表现之一,通常先于收缩功能受损。左心房负荷增加和顺应性降低是心室舒张功能受损的代偿性反应。二维斑点追踪超声心动图能够在明显的腔室扩大之前灵敏地检测这些早期功能变化。在本研究中,颈动脉体≥2.5 mm组的左心房直径更大,而左心房面积和容积在组间无显著差异。值得注意的是,左心房储库、导管和收缩应变参数在颈动脉体增大组 consistently 降低,并伴有更高的左心房僵硬指数,表明心房力学受损。这些发现表明,颈动脉体形态可能是比传统容积测量更敏感的亚临床心脏应激指标。这些发现与先前的报告一致,即高血压患者的左心房应变参数随时间推移进行性恶化,先于明显的容积扩大。先前的研究还表明,左心房僵硬指数与血管和肾脏损伤的标志物相关,包括脉搏波传导速度、左心室肥厚和微量白蛋白尿。在这方面,观察到的颈动脉体增大与左心房力学受损之间的关联支持了颈动脉体形态与高血压早期心脏重构之间存在潜在联系。
微量白蛋白尿是早期高血压肾脏受累和全身内皮功能障碍的公认标志物。在当前队列中,点尿微量白蛋白和微量白蛋白与肌酐比值在颈动脉体增大患者中数值上更高,尽管组间差异未达到统计学显著性。重要的是,单变量和多变量分析均显示颈动脉体大小与尿微量白蛋白排泄之间存在独立关联,表明颈动脉体增大可能与亚临床肾脏微血管应激有关。
从治疗角度来看,越来越多的证据表明,调节交感神经过度活跃可能对选定的高血压患者有益。实验和临床研究表明,颈动脉体去神经支配或调节可以降低交感神经张力并改善难治性高血压的血压控制。我们对颈动脉体增大患者左心房应变受损和总血管阻力增加的发现为探索颈动脉体调节作为减轻早期高血压介导的器官损伤的策略提供了进一步的理论依据。因此,针对化学感受器活性的药物和介入策略可能代表了个性化治疗的未来途径,尽管其在更广泛的高血压人群中的作用仍有待确定。
总体而言,目前的发现表明,颈动脉体增大可能不仅仅是一种解剖学变异,它反映了高血压中外周血流动力学改变和早期心脏功能变化的集合。虽然不能推断因果关系,但这些观察结果为进一步研究颈动脉体形态作为神经血管适应不良和早期亚临床器官损伤标志物的作用提供了理论依据。未来的研究应纳入直接的交感神经生物标志物,包括儿茶酚胺、化学敏感性测试和前瞻性纵向评估,并结合不同年龄组的心室-动脉耦合评估,以确定颈动脉体增大是反映了适应不良的神经源性激活还是与年龄相关的生理适应。
局限性
本研究存在若干局限性。首先,尽管脉搏波传导速度和超声心动图评估是使用标准化方案进行的,但颈动脉CT血管成像是因临床适应症而非研究目的获取的,引入了潜在的选择偏倚。其次,缺乏颈动脉体功能测量,如化学敏感性测试或交感神经活性的直接评估,限制了生理学解释。此外,未测量循环儿茶酚胺水平。由于回顾性设计以及血浆儿茶酚胺在标准临床实践中并非常规评估项目,这些数据不可用。缺乏交感神经激活的生化标志物限制了将颈动脉体增大与交感神经张力增高直接联系起来的能力,需要对研究结果进行谨慎的、假设生成性的解释。第三,未进行动态血压监测,无法评估昼夜血压模式和自主神经变异性。最后,相对较小的样本量和单中心设计限制了统计功效和普适性。因此,结果应被视为探索性的。
结论
在这项探索性分析中,与颈动脉体较小的患者相比,颈动脉体增大(≥2.5 mm)的高血压患者表现出左心房应变参数受损、总血管阻力更高、AIx@75升高以及心指数更低,尽管外周收缩压和中心血压值相似。回归分析中还观察到颈动脉体大小与尿微量白蛋白排泄之间的关联。
这些发现表明,颈动脉体增大可能与高血压早期功能性心血管和肾脏改变相关,可能反映了外周血管负荷和心房力学的差异。需要进行更大规模的前瞻性研究,纳入功能性自主神经评估和纵向随访,以阐明颈动脉体形态在高血压介导的器官损伤中的临床相关性和机制作用。