人体血管系统是一个复杂的网络，有些血管直径近一英寸，有些则细如单个细胞。动脉、静脉和毛细血管协同工作，将血液输送到全身，修复组织并传递信息。若将成人人体内的血管首尾相接，其长度可达数千英里，但人们通常只在出现问题时才会注意到循环系统。
耶鲁医学院(Yale School of Medicine, YSM)的血管生物学与治疗(Vascular Biology and Therapeutics, VBT)项目于2000年启动，旨在改善器官移植效果并基于临床观察开发研究项目。在过去的26年中，该项目随着服务人群的发展而不断演进，整合了56个研究实验室，围绕五个核心研究领域应对当今最紧迫的健康问题，包括慢性炎症和心脏病。
"我可能有偏见，但我认为血管系统可能是最重要的研究对象，"耶鲁医学院比较医学安东尼·N·布雷迪教授兼VBT项目主任卡洛斯·费尔南德斯-埃尔南德斯(Carlos Fernandez-Hernando)博士表示。"西方社会大多数人仍死于某种形式的心血管疾病。随着我们年龄增长，血管系统是最早开始衰退的，这会影响所有其他系统的功能。"
VBT项目最初专注于移植生物学，这不仅反映了当时的主要健康问题，也体现了创始人乔丹·波伯(Jordan Pober)医学博士的热情。波伯是耶鲁医学院转化医学拜耳教授兼免疫生物学教授，研究血液如何帮助免疫系统以及炎症和免疫反应如何影响血管健康。
移植科学至今仍具有重要意义，每位主任都拓展了项目的范围。2007年，药理学荣休阿尔弗雷德·吉利曼教授威廉·塞萨(William C. Sessa)博士接手领导工作，为项目赋予了现在的名称，并将其范围扩大到包括治疗研究。
当费尔南德斯-埃尔南德斯于2022年成为主任时，他致力于将研究扩展到炎症和代谢在心血管疾病中的作用。他招募了许多新研究人员来实现这一目标。项目当前的研究目标包括了解风险因素和疾病发作、遗传贡献、与衰老相关的脆弱性，以及开发用于研究血管系统和治疗患者的新技术。
尽管VBT项目的研究人员正在解决广泛的问题，但他们有一个共同目标：学习如何支持健康生活。该项目的独特之处在于它将基础科学研究人员和医师科学家聚集在一起，使信息能够从实验室无缝传递到临床，再返回实验室。
这是项目最初使命的关键部分，至今仍然重要。
"临床医生可以在人类患者身上观察到需要在基础科学层面进行研究才能理解并治疗的现象，"费尔南德斯-埃尔南德斯说。"然而，在许多情况下，基础科学研究的结果使我们能够理解和表征人类疾病。发现是双向的。"
过犹不及
感染、创伤和慢性疾病会使我们失去平衡。身体，主要是免疫系统，被迫重新分配资源，为愈合提供更多的能量。这可能导致疲劳或一般不适，但这是康复道路上的关键步骤。
然而，有时这个过程会停滞，人们无法好转。面对相同感染的两个人可能会有非常不同的反应。对老年人来说，骨折可能导致更快的衰退，而骨折的青少年几乎不受阻碍。身体有许多恢复生物平衡或稳态的技巧，但其能力会随时间变化。
斯特凡尼娅·利布雷罗斯(Stephania Libreros)博士研究恢复过程，观察炎症如何在损伤后发生、如何解决以及为何有时会变成慢性。解决炎症的高度协调过程是由最初的炎症反应启动的。
"从我们出生的那一刻起，甚至在胎儿时期，我们就经历炎症。新的信息，如感染或疫苗，会引发炎症波，但随后你会好转。而作为成年人，我们开始失去这种能力，"耶鲁医学院病理学助理教授利布雷罗斯说。
炎症虽然与健康不良相关，但是一种保护性反应。当免疫系统招募细胞来对抗感染或修复受损组织时，会引起炎症。如果太多细胞反应，或反应时间过长，这种保护性反应可能会变得有害并产生慢性炎症。
"在我看来，慢性炎症反映了身体解决程序的反复崩溃，"利布雷罗斯说。"当这些程序失效时，免疫细胞保持激活状态，炎症介质持续存在，组织暴露于持续的损伤中。这在血管系统中尤为重要，因为持续的炎症会破坏血管功能，并导致多个器官的疾病。"
她的研究小组研究血管系统，以了解它为何有时会失败，使一个人处于风险之中而不是帮助他们愈合。
她实验室的一个项目涉及追踪一类特定的免疫细胞（称为中性粒细胞）的移动。尽管中性粒细胞保护身体免受感染，但过度或失调的中性粒细胞反应会损害组织。
患有严重感染的人可能会发展为败血症，这是一种危及生命的状况，其中不平衡的免疫反应开始损害器官。许多败血症患者的中性粒细胞计数升高。随着疾病进展，这些细胞变得功能失调，并显示出运动受损等缺陷。
追踪这些变化可能有助于医生做出更准确的预后，并激励研究人员寻找治疗方法。例如，如果停滞的细胞可以被重新激活，可能有助于在免疫反应造成不可逆转的损伤之前抑制它。
利布雷罗斯实验室特别感兴趣的是了解哪些自然愈合信号可能在未从感染中恢复的患者中缺失，以及失去这些信号如何延长炎症。
"我们试图弄清楚为什么有些炎症能解决，有些不能，"利布雷罗斯说。"对我来说，这就是问题的关键。"
妊娠与血管疾病风险
十五年前，美国心脏协会正式承认子痫前期等妊娠并发症是心血管疾病的危险因素。子痫前期的明显迹象是高血压，通常在怀孕20周后开始，有时会持续到产后。其他线索包括尿液中的蛋白质，表明肾功能障碍。
子痫前期被认为源于胎盘发育异常，但研究人员仍在努力确定具体出了什么问题以及何时发生。这种情况会增加怀孕期间母婴的风险，并且仍然是全球孕产妇死亡的主要原因。患有子痫前期的母亲通常需要在怀孕期间和产后立即接受紧急护理，但研究人员最近才开始调查其长期影响。
劳伦·比沃(Lauren Biwer)博士就是这些研究人员之一。比沃是耶鲁医学院比较医学助理教授，研究女性特有的心血管疾病机制。她职业生涯的大部分时间都致力于研究血压调节，并于2023年加入VBT项目。她职业兴趣的起源是个人的；比沃的姐姐多年前在怀孕期间被诊断出患有子痫前期。
"我意识到我们对此几乎一无所知，"比沃说。"这为我打开了了解我们在怀孕期间心血管并发症方面知之甚少的大门。甚至健康怀孕如何影响晚年心血管健康。"
比沃指出，部分问题在于研究对象通常是男性。对可能怀孕的人的健康担忧导致女性在临床研究中被广泛排除。即使是小鼠研究也优先使用雄性小鼠，这是由于误解雌性小鼠的动情周期可能会使结果复杂化。研究中的性别不平衡正在改善，但该领域仍在弥补失去的时间。
"如果不解决先前的局限性，很难理解我们现在所处的位置，"比沃说。"心血管系统的许多方面因性别而异。如果你不看，你只是把那些发现留在桌上。"
她的工作聚焦于单个血管的水平。比沃实验室以"离体微血管功能"而闻名，即观察体外工作的血管。他们可以从体内取出动脉并将其放置在模拟生物条件的装置上，以研究血管如何对各种刺激做出反应。
这项工作的一个目标是了解子痫前期如何影响循环系统、免疫系统以及肾脏等器官。确定涉及的细胞和分子以及它们如何随时间变化也可能揭示有影响力的药物靶点。
比沃希望这项基础工作将为将来在女性身上安全测试潜在治疗方法铺平道路。与此同时，她也对提高公众意识产生了个人兴趣。
"人们不一定知道子痫前期与未来心血管疾病风险有关，"比沃说。"这些并发症非常常见。如果有人有这样的经历，他们应该随访心脏病专家。"
脆弱心脏带来的麻烦
本杰明·兰迪斯(Benjamin Landis)医学博士相对较新加入VBT项目。他于2025年8月从印第安纳大学转到耶鲁医学院。作为耶鲁医学院的小儿心脏病学家和医师科学家，兰迪斯研究心脏，特别是环绕心脏并沿脊柱向下延伸的主动脉。他职业生涯的大部分时间都致力于治疗受主动脉瘤影响的儿童，这是一种动脉壁可能破裂的疾病。
心脏结构异常和马凡综合征等某些遗传疾病会削弱主动脉，而主动脉的关键功能是向身体其余部分供应富氧血液。薄弱的主动脉更容易撕裂，而撕裂可能导致灾难性的失血和死亡。
诊断主动脉瘤可能很棘手。这种通常无症状的疾病可能不会引起任何担忧，直到它造成紧急情况。通过他的工作，兰迪斯希望改进主动脉瘤的诊断过程，并开发一个根据患者个人风险对其进行分类的系统。
"主动脉瘤是一种终身的疾病，"兰迪斯说，他是儿科学（心脏病学）副教授。"我的目标是使用精准医学方法进行个性化护理，根据个人风险量身定制治疗，这是我们照顾这些患者时的一个真正差距。"
他的许多患者在儿童时期就被诊断出来，这意味着他们将面临多年的疾病管理，而治疗选择相对有限。对于严重病例，外科医生可以移除并替换主动脉的薄弱部分。如果威胁不太紧急，降低血压的药物可以帮助减轻动脉壁的压力。
治疗可以帮助防止进一步削弱并避免撕裂，但发生这种情况的风险因病例而异。寻找患者DNA中的模式可以帮助研究人员通过将基因或基因变异与疾病严重程度相匹配来评估个人风险。这些信息，结合通过心脏成像对主动脉进行全面的物理评估，可以帮助填补兰迪斯在与儿童和家庭合作时观察到的患者护理差距。
"能够在一个已经对理解血管疾病的成人病理学有如此多关注和进展的地方工作，这真的很令人兴奋，"他说。"我想利用血管生物学与治疗项目中的机会，开发最先进的患者样本基因分析技术，并推进知识，使我们在临床方面也能做得更好。"
血管不仅是被动管道
将氧气输送到全身是血管系统的基本职责之一。我们每次呼吸都将空气吸入肺部，空气通过气道末端富含毛细血管的小囊扩散到血液中。这些称为肺泡的小囊具有特定的结构，可以最大限度地增加吸收氧气和排出二氧化碳的表面积。
肺部和全身的血管都由细长的内皮细胞排列。内皮细胞膜对允许通过的物质很挑剔。例如，它可以在疾病或受伤期间允许免疫细胞通过血液，细胞的结构可以根据位置而不同。在大脑中，内皮细胞紧密编织在一起，为这种特别敏感的组织提供额外保护。
特伦·尼瑟默(Terren Niethamer)博士是耶鲁医学院比较医学助理教授，于2025年10月加入VBT项目，研究内皮细胞如何与其他细胞合作保持肺部良好运作。
"在肺部，血管形成这种美丽的三维结构以促进气体交换。这真的很棒，"尼瑟默说。
尼瑟默是一位发育生物学家。她在攻读博士学位期间研究头部和面部发育时对血管产生了兴趣。在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院完成博士后研究后，尼瑟默接受了美国国家癌症研究所成立实验室的提议。
作为一名试用期员工，她在2025年初被解雇。
现在，在VBT项目中，尼瑟默重新投入她的工作。她当前的项目之一涉及试图了解感染后肺部内皮细胞会发生什么。在最近的一项研究中，尼瑟默和同事发现，流感病毒感染后，一些内皮细胞会发生转化。它们激活一组不同的基因，永远不会恢复正常。研究人员不确定这种反应是有利还是有害。
"我有兴趣研究这些基因表达变化如何转化为功能变化，以及这对整个组织的影响，"尼瑟默说。
这种细胞反应不仅限于流感。其他肺部损伤可以以相同方式触发内皮细胞。尼瑟默认为这也可能发生在其他组织中。
"与VBT项目中研究肝脏或骨髓的人合作，看看他们是否看到相同的模式，这将非常有趣，"尼瑟默说。"该项目的一个主要优势是，我们有研究全身血管系统的人，以了解它如何在全谱系中促进健康和疾病。"
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