摘要
胸主动脉夹层常被视为一种急性、局限的事件,传统病理学检查也集中在撕裂段。然而,在日常实践中,大多数临床医生认识到,夹层本身很少是疾病的起点。主动脉壁的结构异常通常在破裂发生前就已存在,并且可能远远超出破裂部位。
与此同时,胸主动脉疾病的诊断格局正在迅速变化。遗传学和分子技术的进步提高了对潜在致病性变异的检出率,但其临床解读仍然充满挑战。在这种情况下,主动脉壁的组织病理学检查提供了必要的表型背景,并在识别和解读遗传性疾病中持续发挥关键作用。然而,病理学的价值在很大程度上取决于取样组织的代表性。
在这篇简短通讯中,我们讨论了为何仅依赖撕裂的主动脉组织可能不足以表征潜在的疾病过程。我们主张对组织选择采取更审慎的方法,关注宏观完整的主动脉节段,并强调标准化报告和适当生物样本库基础设施的重要性。尽管基因组医学不断进步,但仔细的主动脉病理学检查仍然是理解胸主动脉疾病(aortopathy)的基石。
引言
胸主动脉夹层,定义为最大血管的撕裂,通常被视为一个急性、边界清晰的局部事件。从外科角度看,问题似乎很明确:一段主动脉发生了衰竭,需要替换[1]。病理学检查传统上也遵循这一逻辑。撕裂段,因其易于获取且在临床中处于中心位置,最常被提交进行组织学评估[2]。
与此同时,胸主动脉夹层通常被认为是预先存在的主动脉壁病变的临床表现[3]。在许多患者中,无论最终是否被证实患有遗传性疾病,主动脉壁的结构异常在急性事件发生前就已存在[4-6]。这些异常通常是静默的、弥漫性的,只有在发生机械性衰竭时才会在临床上显现[7]。
这种胸主动脉疾病发展方式与常规组织取样方式之间的差异,出人意料地很少受到关注。虽然手术和病理学理所当然地关注于衰竭点,但我们对胸主动脉疾病的生物学理解日益强调慢性血管壁疾病,而非局灶性灾难[8]。我们常规检查的组织是否真正适合代表这种疾病,这个问题常常被忽略。
近年来,这一问题获得了额外的相关性。病理学发现不再仅用于描述性诊断,而是越来越多地用于遗传学评估、风险分层和研究基础设施。在这种情况下,取样组织的代表性至关重要。本文重新审视了在当前时代胸主动脉病理学检查的作用,并认为,尽管基因组技术飞速发展,但当组织取样和基础设施适当协调时,病理学仍然是识别和解读遗传性疾病的基石。
撕裂段及其局限性
宏观完整的胸主动脉组织显示保存完好的血管壁分层,具有薄的内膜、由规则排列的弹性板层和其间散布的平滑肌细胞组成的中膜,以及含有结缔组织和滋养血管的外膜。在这种情况下,可以评估板层排列和细胞分布而不受扭曲(图1)。
图1:宏观正常的胸主动脉。5微米横截面,H&E染色。血管壁显示出预期的分层结构,包括薄的内膜、由规则定向的板层单位组成的中膜和含有结缔组织及滋养血管的外膜。整体结构得以保存,无板层排列的中断。
从病理学角度来看,撕裂段是一个困难的基质。根据定义,它是已经历急性机械性衰竭的组织。壁内出血、板层破坏、水肿和炎症变化几乎总是存在[9]。这些特征在临床上具有相关性,但它们也主导了组织学图像(图2)。
图2:撕裂的胸主动脉代表性组织学切片。5微米横截面,H&E染色。该切片展示了急性主动脉夹层的典型特征,包括中膜板层结构的破坏、壁内出血、水肿和炎症细胞浸润。夹层面贯穿主动脉壁,导致明显的结构扭曲和正常组织方向的丧失。因此,评估预先存在的中膜异常——如弹性蛋白断裂、细胞外基质组织和血管平滑肌细胞形态——在这种情况下固有地具有挑战性。这说明了急性夹层相关变化如何主导组织学图像,并使对潜在慢性疾病过程的解读复杂化。
在这种背景下,评估主动脉壁更细微的、预先存在的异常变得具有挑战性。弹性蛋白断裂、胶原组织改变、蛋白聚糖含量变化或血管平滑肌细胞密度变化都可能存在(图3),但通常不清楚这些变化反映的是慢性疾病还是夹层本身继发的改变。手术操作和缺血性变化进一步使解读复杂化。
图3:邻近夹层面的宏观完整胸主动脉节段的代表性组织学切片。所有面板均显示从邻近但未穿过夹层面获取的5微米横截面组织学切片。(A) H&E染色显示保存完好的整体血管壁结构,可识别内膜、中膜和外膜。在中膜内,存在黏液样细胞外基质积聚区域,而急性夹层相关出血则不存在,从而可以更清晰地评估慢性中膜变化。(B) 同一区域的Movat五色染色突出了中膜结构组织和细胞外基质组成。可见弹性纤维的破坏和局灶性丢失(星号),而夹层面在空间上与感兴趣区域分离,保留了组织方向。(C) α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)免疫组化显示中膜内平滑肌细胞含量减少,与慢性中膜变性而非急性损伤相符。这些切片共同说明了,与受急性夹层相关变化主导的组织相比,邻近夹层面的宏观完整主动脉组织如何允许更可靠地评估弹性蛋白结构、平滑肌细胞完整性和基质改变。
在日常实践中,这种模糊性通常被接受。撕裂的组织就是可用的组织,病理报告反映了这一现实。然而,当组织学发现后来在更广泛的诊断或研究背景下被重新审视时,问题就出现了。当病理学被用来支持或质疑疑似遗传性主动脉疾病,或帮助解读不确定的遗传学发现时,撕裂组织的局限性变得更加明显。在这种情况下,病理学不一定能回答所提出的问题,并非因为缺乏专业知识,而是因为组织本身的性质。
超越破裂部位的胸主动脉疾病
人们日益认识到,胸主动脉疾病既不是局灶性的,也不是均匀的。组织病理学异常在整个胸主动脉中都有描述,包括在手术时看起来宏观正常的节段[10]。在同一患者体内,疾病的严重程度可能在主动脉长度和圆周方向上存在显著差异。更重要的是,在主动脉壁的凸面和凹面之间未发现病理学差异,而凸面(外壁)是典型的射流冲击部位[11, 12]。
重要的是,宏观完整的组织并不等同于正常组织。相反,非撕裂的节段通常能更清晰地揭示潜在的疾病过程。弹性蛋白结构保存得更好,使得断裂模式得以识别。平滑肌细胞组织或丢失的变化更容易与急性损伤区分开来。在受破坏的组织中难以识别的基质改变可能变得明显(图3)。
这些观察具有实际意义。如果胸主动脉疾病是一种弥漫性、异质性的过程,那么仅专注于撕裂部位的取样策略必然提供不完整的图像。它们优先捕获的是疾病的终点,而非其基质。
遗传学和先进分子技术时代的病理学
全外显子组和全基因组测序的日益普及,已经改变了胸主动脉疾病的诊断工作流程。在这种情况下,人们可能倾向于视组织病理学为次于分子分析。实际上,情况往往相反。
病理学评估常常在最初就塑造了促使进行遗传学检测的临床怀疑[9]。中膜变性的模式、炎症的存在与否以及主动脉壁的整体组织都会影响是否考虑遗传性疾病的可能性[13]。即使在遗传学检测完成后,病理学仍然至关重要,特别是在识别出意义不确定的变异时。在这种情况下,组织学发现可能支持一个变异的致病作用,或者相反,提出反对证据。基于血液的分析和遗传学检测在胸主动脉疾病中提供互补信息,但循环标志物仍处于探索阶段,并不能反映局部血管壁结构。在实践中,对切除组织的组织病理学评估可能是第一次详细的表型评估,并可能导致特定患者转诊进行遗传学咨询。
这些相互作用强调,病理学并不会因基因组技术而变得过时。相反,它的角色在演变。病理学提供了解读遗传学发现的表型背景。没有这个背景,分子数据就有可能脱离生物学现实。
然而,这个角色只有在被检查的组织反映了慢性疾病过程而非急性衰竭时才能实现。因此,病理学在识别遗传性疾病方面的价值,直接与如何以及在哪里取样组织相关联。
重新思考我们送检病理学的内容
在这种背景下,可能是时候重新考虑胸主动脉手术中常规组织送检的实践了。这不是呼吁制定严格的规程,而是为了提高对取样选择后果的认识。
只要手术可行,提交宏观完整的胸主动脉节段可以更可靠地评估中膜结构和慢性病理变化。在夹层面外侧或邻近处获取的组织,通常较少受到急性破坏的影响,因此对于潜在疾病更有信息量。邻近夹层的组织可能仍然有价值,特别是用于研究血管壁衰竭的机制,但它不应成为唯一可用于评估的材料。
同样重要的是报告的清晰性。对关键特征(如弹性蛋白组织、平滑肌细胞特性和基质组成)的一致关注,有助于患者间的比较,并支持与遗传数据的整合。
超越取样:对基础设施的需求
病理学检查的价值不仅仅取决于取样。它还取决于组织、数据和专业知识是如何组织的。随着对生物样本库和转化研究的兴趣日益增长,主动脉不仅出于诊断目的被取样,也用于未来的分析。
这需要基础设施。清晰的路径,用于组织处理、储存、注释以及与临床和遗传数据的链接,是必不可少的。没有这样的结构,宝贵的生物材料就有可能被利用不足或丢失。相反,组织良好的生物样本库使病理学能够成为患者护理和研究中一个活跃的组成部分,而非医疗记录中一份静态的报告。
在这种背景下,外科医生、病理学家和遗传学家共同承担责任。在手术室做出的决定会影响后续可以研究、解读和转化的内容。认识到这种相互依赖性是迈向更整合的胸主动脉疾病诊疗和研究的一个必要步骤。
结论
胸主动脉夹层是一个戏剧性的临床事件,但它只代表了慢性且通常弥漫性疾病过程中的一个时刻。在遗传学和分子技术快速进步的时代,主动脉的病理学检查仍然是识别和解读潜在疾病机制(包括遗传异常)的基石。然而,其持续的相关性取决于审慎的组织选择和适当的基础设施。
通过更密切地关注检查哪些组织以及病理学数据如何嵌入更广泛的诊断和研究框架,临床医生可以确保病理学继续为胸主动脉疾病提供信息,而不仅仅是记录它。
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