腹主動(dòng)脈瘤(AAA)實(shí)際上是一種因動(dòng)脈血管壁退化變性而導(dǎo)致的動(dòng)脈擴(kuò)張性疾病，而非通常意義上的“腫瘤”，然而它對(duì)人體健康的威脅卻絕不亞于任何一種惡性腫瘤。近年來，全球腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)病率正在迅速攀升。在美國，腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)病率比30年前上升了7倍，達(dá)2%~7%，每年約有15000人因此而死亡，占疾病死因的第11位;在歐洲，自然人群腹主動(dòng)脈瘤發(fā)病率為4.5%~5.9%，遠(yuǎn)超過一般惡性腫瘤的發(fā)病率;在我國，隨著人口老齡化社會(huì)趨勢的到來和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的進(jìn)步，腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)病率已經(jīng)達(dá)到2%，在過去的30年中增長了近3倍。腹主動(dòng)脈瘤一旦發(fā)生其結(jié)果是逐漸增大并最終破裂，直徑超過5cm的腹主動(dòng)脈瘤，年破裂率超過60%，在得到診斷的癥狀性腹主動(dòng)脈瘤中，2年內(nèi)自然破裂率達(dá)到50%，90%以上的破裂者發(fā)生猝死。

由于該病有很高的發(fā)病率和致死率，根據(jù)美國心臟病學(xué)會(huì)/美國心臟學(xué)會(huì)(ACC/AHA)臨床改善指南，腹主動(dòng)脈瘤體直徑在5.0-5.5cm以上應(yīng)予外科手術(shù)或血管腔內(nèi)支架修復(fù)。相比之下，直徑<5.0cm的小腹主動(dòng)脈瘤多呈緩慢擴(kuò)張的趨勢，破裂的危險(xiǎn)性小，而且早期行開腹或腔內(nèi)修復(fù)對(duì)改善生存率并無益處，對(duì)于此類患者目前推薦的處理方法是定期影像學(xué)檢查監(jiān)測瘤體直徑，一旦瘤體直徑達(dá)到5.0-5.5cm或瘤體擴(kuò)張率>5mm/6月，才會(huì)實(shí)施選擇性修復(fù)術(shù)。顯然，這種建立在“觀察等待”基礎(chǔ)上的療法是不夠的。因此，明確腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)病機(jī)制并尋找一種更為積極的方法來穩(wěn)定或延緩腹主動(dòng)脈瘤的進(jìn)展是當(dāng)前血管性疾病研究的熱點(diǎn)與焦點(diǎn)。

在腹主動(dòng)脈瘤發(fā)病機(jī)制研究中公認(rèn)的相關(guān)病理過程包括:1主動(dòng)脈壁慢性炎癥浸潤，伴隨新生血管生成和促炎因子表達(dá);2瘤體組織過量表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶;3基質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白大量減少，主要是彈力蛋白和膠原蛋白;4血管中膜平滑肌細(xì)胞凋亡，使得結(jié)締組織修復(fù)能力下降?；谘装Y與氧化應(yīng)激作用于腹主動(dòng)脈瘤上述病理變化過程的證據(jù)，靶向炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激效應(yīng)中某些分子靶點(diǎn)的藥物改善策略已被認(rèn)為是控制其進(jìn)展的潛在途徑，而且有些藥物已經(jīng)經(jīng)過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，有的已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。如大環(huán)內(nèi)酯類和四環(huán)素類抗生素主要通過抑制包括白細(xì)胞粘附分子和趨化因子在內(nèi)等炎癥介質(zhì)表達(dá)，減少組織中以巨噬細(xì)胞為主的炎癥細(xì)胞浸潤來抑制腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)展;非甾體抗炎藥可抑制前列腺素E2的增加和環(huán)氧合酶的活性增強(qiáng)，從而抑制巨噬細(xì)胞活化，阻止腹主動(dòng)脈瘤的形成發(fā)展;抗氧化劑可阻止自由基的產(chǎn)生或滅活自由基，消除自由基引起的血管壁損傷，進(jìn)而減緩腹主動(dòng)脈瘤的發(fā)展。上述藥物已經(jīng)顯示出抑制腹主動(dòng)脈瘤進(jìn)展的潛在作用，但在其發(fā)揮改善作用的同時(shí)，不可避免的帶來一定副作用，因而人們一直致力于研究開發(fā)更有效更安全的防治腹主動(dòng)脈瘤的藥物。

2007年，日本學(xué)者率先在《NAT MED》報(bào)道，大鼠呼吸2%的氫氣能夠顯著改善腦缺血再灌注損傷，經(jīng)過體外試驗(yàn)證明，氫氣在溶液中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子，而后兩者是導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷的最主要介質(zhì)，目前體內(nèi)尚未找到內(nèi)源性特異性清除途徑。因此認(rèn)為，氫氣改善腦缺血再灌注的基礎(chǔ)是選擇性抗氧化作用。于是，氫氣的改善效應(yīng)迅速引起廣泛關(guān)注，并掀起了研究氫氣改善疾病的熱潮。隨后研究發(fā)現(xiàn)，氫氣對(duì)炎癥性疾病也具有改善作用，其作用機(jī)制是下調(diào)炎癥介質(zhì)表達(dá)，抑制炎癥細(xì)胞浸潤活化，從而減輕炎癥損傷，改善預(yù)后。鑒于炎癥和氧化應(yīng)激是腹主動(dòng)脈瘤形成的重要啟動(dòng)和促進(jìn)因素以及氫氣的抗炎、抗氧化作用，我們猜測氫氣具有防治腹主動(dòng)脈瘤的潛在功能。而且與傳統(tǒng)藥物相比，氫氣應(yīng)用于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域有非常鮮明的優(yōu)勢:首先，氫氣還原性弱，只與活性強(qiáng)和毒性強(qiáng)的自由基反應(yīng)，而對(duì)其它具有重要生物學(xué)功能、毒性和活性較低的自由基影響不大，此即氫氣的選擇性抗氧化作用。其次，氫氣是一種小分子，可以非常容易地?cái)U(kuò)散到其它藥物難以到達(dá)的器官、細(xì)胞和細(xì)胞器，甚至在血運(yùn)重建前到達(dá)組織損傷部位，發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。再次，人和動(dòng)物胃腸道內(nèi)正常菌群每天都在產(chǎn)生氫氣，可以被機(jī)體吸收代謝，而通過呼吸或飲用或注射攝取的外源性氫氣，其組織相容性好，安全，副作用少，即使過量，也能通過呼吸排出體外，沒有殘留。最后，氫氣資源豐富、制備方便、價(jià)格低廉、無毒環(huán)保。氫氣的這些優(yōu)點(diǎn)為氫氣的科學(xué)研究和臨床應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，故本研究我們選用腹主動(dòng)脈瘤模型動(dòng)物研究了氫氣對(duì)腹主動(dòng)脈瘤的保護(hù)作用及可能的機(jī)制。

中國專利公開號(hào)CN101347451A公開了一種含氫注射液。該發(fā)明已被證明可用于改善心、腦、腎等組織器官缺血再灌注損傷(中國專利公開號(hào)CN101347451A)和高脂血癥疾病(中國專利公開號(hào)CN102210701A)。但是關(guān)于氫氣飽和生理鹽水在制備防治腹主動(dòng)脈瘤藥物中的應(yīng)用目前還未見相關(guān)報(bào)道。

通過觀察AAA大鼠主動(dòng)脈的直徑、血管壁厚度、張開角，闡述氫氣飽和生理鹽水對(duì)瘤壁組織改建、主動(dòng)脈殘余應(yīng)力的影響，探究其對(duì)動(dòng)脈瘤形成的抑制作用，進(jìn)一步就炎癥、氧化應(yīng)激通路，探討氫氣作用于AAA的機(jī)制，為預(yù)防及臨床改善AAA提供新的策略。

【方法】

1.選取健康雄性SD大鼠，行氯化鈣孵育腎下腹主動(dòng)脈制成AAA模型，隨機(jī)分為2組:實(shí)驗(yàn)組腹腔內(nèi)注射氫氣飽和生理鹽水5ml/kg·d，對(duì)照組注射生理鹽水。

2.28天后觀察兩組大鼠主動(dòng)脈直徑變化的情況，通過計(jì)算機(jī)圖像分析軟件測量主動(dòng)脈管壁的厚度變化以及測量主動(dòng)脈張開角以此評(píng)估大鼠主動(dòng)脈的殘余應(yīng)力。

3.對(duì)標(biāo)本進(jìn)行HE染色和彈力纖維特殊染色觀察主動(dòng)脈的結(jié)構(gòu)變化，損傷程度以及彈力纖維的破壞和降解情況。

4.免疫組化觀察動(dòng)脈瘤組織rCKLF-1、MMP-2、MMP-9的蛋白表達(dá)。

5.Real-timePCR測定rCKLF-1、MMP-2、MMP-9的基因表達(dá)。

6.ELISA試劑盒檢測標(biāo)本IL-1β、TNF-α濃度。

7.分光光度法檢測標(biāo)本MDA、SOD含量。

【結(jié)果】1.腹主動(dòng)脈直徑擴(kuò)張50%以上即可診斷AAA，本研究兩組均達(dá)到該診斷標(biāo)準(zhǔn)，成瘤率為100%。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的擴(kuò)張率分別為65%和128%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組主動(dòng)脈的直徑、血管壁厚度明顯減小，主動(dòng)脈張開角明顯增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

3.實(shí)驗(yàn)組動(dòng)脈壁彈力纖維未見明顯受損，僅有少量炎癥細(xì)胞浸潤及rCKLF-1、MMP-2、MMP-9弱陽性表達(dá)。對(duì)照組動(dòng)脈壁彈力纖維嚴(yán)重受損，可見明顯炎癥細(xì)胞浸潤，rCKLF-1、MMP-2、MMP-9強(qiáng)陽性表達(dá)。

4.rCklf1mRNA在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組AAA組織中的相對(duì)含量分別為2.24±0.87和4.63±1.05 (P<0.01)。MMP-2 mRNA相對(duì)含量分別為2.34±0.85和11.64±2.51(P<0.01)。MMP-9 mRNA相對(duì)含量分別為2.87±0.55和6.66±0.89 (P<0.01)。

5.IL-1β在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組AAA組織中的濃度分別為86.23±7.80pg/ml和139.37±6.64pg/ml (P<0.01)，TNF-α的濃度分別為89.50±13.33 pg/ml和354.68±39.66pg/ml (P<0.01)。

6.MDA在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組AAA組織中的濃度分別為1.52±0.38 U/mg和4.81±0.22U/mg (P<0.01)，SOD的濃度分別為84.03±3.50 U/ml和66.11±10.61U/ml(P<0.01)。

【結(jié)論】

1.氫氣飽和生理鹽水能夠通過增大主動(dòng)脈的殘余應(yīng)力、減輕管壁的組織重建程度，來維持主動(dòng)脈更好的力學(xué)特性，減少主動(dòng)脈的擴(kuò)張，抑制AAA的形成。

2.氫氣抑制AAA形成的機(jī)制包括以下幾點(diǎn):(1)減少血管壁蛋白水解酶的表達(dá)，抑制中膜彈力纖維的降解;(2)改善炎性細(xì)胞浸潤，減少趨化因子、炎性介質(zhì)釋放，減輕炎癥損傷;(3)減輕組織過氧化，增強(qiáng)抗氧化酶活性，減輕氧化應(yīng)激損傷。