引言
骨形态发生蛋白Ⅱ型受体(BMPR2)基因突变是遗传性肺动脉高压(PAH)常见致病因素。肺血管重构是所有类型PAH的标志性病理改变,主要累及远端肺循环,表现为一系列结构与功能异常。该病理改变以肺动脉内膜、中膜相对厚度增加为主要特征。代谢紊乱与炎症机制同样参与PAH的发病过程。值得注意的是,不同病因所致PAH具备各自特征性病理表现。围绕PAH形态学改变及其潜在发病机制开展的各项研究,极大推动了人们对这一复杂疾病的认知。
目前PAH的病理研究主要依赖肺移植标本或尸检标本,获取PAH患者早期病理组织标本仍存在较大难度。近日,四川大学华西医院报道了1例BMPR2变异相关PAH患者的肺动脉活检标本病理特征。
病例资料
47岁男性,主诉呼吸困难6年,反复咯血。既往于外院完善右心导管检查(RHC),确诊肺动脉高压(PAH),肺血管阻力(PVR)升高。予以PAH靶向药物治疗(马西腾坦10 mg 每日1次、他达拉非10 mg每日1次、司帕生坦0.4 mg晨起服用、0.2 mg下午服用,疗程3个月)后,患者呼吸困难症状改善,但咯血仍反复发作,遂转诊进一步诊治。
入院查体:颈静脉怒张、右心室抬举样搏动、肺动脉第二心音亢进。6分钟步行试验:478 m;世界卫生组织(WHO)心功能分级Ⅱ级。实验室检查:血红蛋白108 g/L;肝肾功能、类风湿免疫相关指标均正常;总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯等血脂指标均处于正常范围。室内空气下血气分析:pH 7.396,氧分压65.2 mmHg,二氧化碳分压38.7 mmHg;N末端B型利钠肽原553 ng/L。增强CT提示左侧胸腔积液、肺动脉扩张、支气管动脉迂曲(图1A、1B),未见动脉粥样硬化征象。超声心动图提示三尖瓣反流(最大流速4.6 m/s),估测肺动脉收缩压113 mmHg。
支气管动脉造影可见支气管动脉迂曲,远端造影剂显著浓染(图1C)。行支气管动脉栓塞术控制反复咯血。肺动脉造影提示主肺动脉及双侧肺动脉扩张,远端分支显影欠佳(图1D)。RHC检查结果:肺动脉压88/24(平均46)mmHg,肺动脉楔压3 mmHg,PVR 10.75伍德单位,心输出量4.0 L/min,心指数2.6 L/(min·m2),右心房压2 mmHg。经多学科会诊后,为明确潜在病理改变,实施肺动脉活检。
图1. 本例患者影像学资料
本次活检指征:患者咯血原因不明,结合CT及造影结果怀疑存在局部血管病变(如血管炎、慢性肺栓塞),现有无创检查无法确诊。术中于活检处置入支气管封堵器预防出血;在气道保护下,使用心肌活检钳于左肺下叶基底段获取3份组织标本,活检操作未发生相关不良事件。标本呈黄白色,直径0.1~0.3 cm。
组织学检查可见内膜大量泡沫细胞聚集,内膜及中膜均可见B淋巴细胞、T淋巴细胞、组织细胞浸润,血管壁存在黏液样物质沉积(图2、图3)。未见丛样病变、内膜纤维化及血栓形成。因肺动脉组织取材不完整,无法充分评估细胞增殖及血管闭塞程度。基因检测检出BMPR2基因变异;因患者父母已故,未开展家系遗传学分析。随访3个月及6个月时,患者持续接受PAH靶向药物治疗,无药物相关不良事件;呼吸困难改善(WHO心功能分级由Ⅱ级转为Ⅰ级),咯血完全缓解。
图2. 肺动脉活检标本染色显微图像
图3. 肺动脉活检标本染色及免疫组化显微图像
病例讨论
PAH的确诊通常依靠RHC、超声心动图,并排除其他病因。对于临床已确诊的PAH,侵入性肺动脉活检并非常规诊疗手段。活检存在咯血、气胸等较高风险,对于特发性/遗传性PAH,活检结果通常不会改变临床治疗方案。本病例中,活检用于排除其他鉴别诊断,具备临床合理性;同时需要明确:本次活检结果并未调整PAH整体治疗方案,但提供了宝贵的病理依据。
与脂质代谢紊乱、炎症异常相关的肺动脉病理改变报道较少,尤其在BMPR2变异相关PAH中更为罕见。炎症细胞浸润与脂质代谢异常究竟是PAH共有的早期病理特征,还是BMPR2变异相关PAH的特有表现,目前尚无定论。但尽早获取PAH患者组织标本,将有助于指导治疗并评估疗效。
组织学可见CD3+T淋巴细胞、CD20+B淋巴细胞、CD68+组织细胞浸润,提示肺血管病变并非单纯结构损伤,而是处于活动状态的炎症性病变。BMPR2功能缺陷通过与基因突变、炎症反应、内皮功能异常相互作用参与PAH发病,介导血管病理性重构。BMPR2表达不足可改变血管细胞增殖、存活、分化等生物学行为,参与肺血管重构进程。BMPR2缺失状态下肺动脉内皮细胞稳态失衡,表现为凋亡增加、修复能力受损,同时出现凋亡抵抗、高增殖活性的细胞亚群,上述改变参与肺动脉壁增厚及复杂血管重构等PAH特征性病变的形成。
Kit-Yee Chu提出受体剂量模型:肺动脉内皮维BMP9/10信号稳态需要生理水平的BMPR2表达。特发性PAH患者肺血管病灶周围巨噬细胞、单核-巨噬细胞、肥大细胞、树突状细胞、T细胞等血管周围炎症细胞浸润显著增多。据此推测炎症细胞浸润是重要致病环节:BMPR2表达不足可使肺动脉内皮转化为炎症应答平台,招募并激活巨噬细胞与T淋巴细胞。尽管 PAH患者肺动脉存在明显炎症细胞浸润及血管重构,但该病理改变与患者咯血症状是否存在关联,尚不明确。
巨噬细胞来源泡沫细胞是连接动脉粥样硬化损伤、血管损伤与慢性炎症的关键环节。Bordag等报道,特发性PAH患者移植肺标本中内膜、中膜均存在脂质蓄积,脂质稳态相关基因表达发生改变。骨形态发生蛋白(BMP)可调控巨噬细胞功能,巨噬细胞亦可反向调节BMP信号通路。BMPR2表达下调可上调粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子翻译水平,促进人和小鼠体内巨噬细胞募集,加重PAH病情。内皮CD74-巨噬细胞迁移抑制因子通路进一步促进巨噬细胞及淋巴细胞募集。动物模型显示,BMPR2突变相关脂质沉积的核心机制为脂质代谢受损,膳食脂质摄入可进一步加重该现象。
本研究优势在于获得了早期PAH的活检组织标本,该类标本十分罕见。局限性为单病例研究、未开展该变异的功能学验证、无脂质特异性染色,相关关联仅为推论。该BMPR2变异临床意义尚不明确,本病例仅提示二者存在相关性,不能证实存在直接因果关系;脂质代谢异常相关发现仅为假说,并非既定结论,解读时需谨慎。
本研究报道这一罕见BMPR2变异相关PAH活检结果:可见泡沫细胞、T/B淋巴细胞浸润及黏液样沉积,提示炎症激活与脂质代谢失调可能参与早期血管重构。仍需进一步研究阐明 BMPR2功能缺陷、免疫激活、代谢紊乱之间的分子机制,为靶向治疗提供依据。
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