脑动脉瘤是血管壁上的异常膨出，可能多年不被察觉。一旦破裂，便会引发严重且往往致命的中风。每50名美国人中约有1人患有脑动脉瘤，但医生仍难以预测哪些动脉瘤最为危险。
加州大学旧金山分校等机构的研究人员通过对22万个神经血管细胞的分析，揭示了大脑中的某些细胞如何导致动脉瘤壁变薄并最终破裂。
这项研究成果于6月10日发表在《Nature Neuroscience》杂志上，有助于解释为什么有些动脉瘤会破裂而有些则不会，并有望为预测和预防中风提供新方法。
共同通讯作者、加州大学旧金山分校的助理教授Ethan Winkler表示：“我们在揭开动脉瘤形成之谜方面取得了重大进展。我们确定了参与其中的各种因素，并观察到哪些因素在疾病的不同阶段发挥作用。”
动脉瘤可通过手术及其他微创手术进行修复，但治疗方案的选择主要取决于动脉瘤的大小、位置以及患者的具体风险因素。对于直径小于7毫米的动脉瘤，通常会采取观察的方式，但这种方法并不能可靠预测哪些动脉瘤会破裂。
研究人员利用单细胞测序和空间转录组学技术，对227,663个神经血管细胞（包括52,946个动脉瘤细胞）开展分析，它们来自14例成人脑动脉瘤和11例对照血管。
他们鉴定出19种转录上不同的细胞群体，包括6种脑血管细胞细胞群、9种免疫细胞群和4种邻近的胶质-神经元细胞群。他们还绘制了这些细胞在血管壁内的分布结构图。
人类脑动脉瘤的空间转录组图谱（图片来自原文）
健康的动脉由三层组成：一层薄薄的内膜，中间一层厚厚的平滑肌，让动脉能够随着每次心跳扩张和收缩，以及外层提供结构支撑的成纤维细胞。
在动脉瘤组织中，这些结构已变得混乱。许多平滑肌细胞消失，取而代之的是形成瘢痕的成纤维细胞，研究团队称之为“活化的成纤维细胞”。这些细胞使动脉壁变硬，导致其在血液流过时难以弯曲。同时，它们表达的基因与动脉瘤的遗传风险相关。
研究人员重点关注了一种特化的巨噬细胞，它们聚集在动脉壁的成纤维细胞附近。令人惊讶的是，他们发现这些巨噬细胞表达一种通常与骨组织相关的基因。
后续的实验表明，这两种细胞类型之间存在一种破坏性的反馈回路。活化的成纤维细胞会释放一种信号，触发巨噬细胞产生一些酶来破坏血管的结构支撑。在该信号被阻断后，巨噬细胞产生这些酶的可能性就会降低。
总的来说，这项研究描述了一个血管壁逐渐被削弱的过程。首先，血管壁失去支撑性的平滑肌细胞，随后僵硬的瘢痕组织逐渐堆积，并激活炎症性免疫细胞。
这些发现有助于解释一个临床悖论：通常被认为风险较低的小型动脉瘤仍有可能发生破裂。Winkler指出，在他早期治疗的动脉瘤破裂病例中，超过一半发生在直径小于7毫米（通常的手术阈值）的动脉瘤中。
“由于我们不了解其背后的生物学机制，因此只能依靠解剖学来判断，” 他说。
深入了解动脉瘤的形成机制，将为更早期进行干预创造机会——无论是阻断成纤维细胞发出的信号，还是抑制对这些信号的免疫反应。
“也许有一天，我们能够稳定动脉瘤，防止其破裂，” Winkler谈到。“那将是一种非常有效的治疗方法，也是我们梦寐以求的。”
