椎動脈發育不良的臨床現狀研究

張倩，郭陽

1 椎動脈的生理解剖

椎動脈起源于鎖骨下動脈，分流出小腦后下動脈后匯合成基底動脈，最后分出左右大腦后動脈，常分為4個節段：橫突前段V1：由椎動脈起始處至頸6橫突孔。橫突段V2：位于頸6至頸2橫突孔之間。枕下段V3：為頸2橫突孔至椎動脈穿硬膜處。顱內段V4：由椎動脈穿硬膜及蛛網膜進入蛛網膜下腔，直至與對側椎動脈匯合成基底動脈。椎動脈主要供應后循環的血運，包括腦干（中腦、腦橋和延髓）、小腦、枕葉、丘腦和顳枕交界區。

2 椎動脈發育不良的研究背景

先天性椎動脈發育不良，是一種不常見的后循環胚胎發育變異，在尸檢和血管造影中發生率為2%～6%[2-4]。椎動脈發育不良被猜想為X染色體遺傳異常[5]。然而50%的人口存在左側椎動脈優勢，而雙側椎動脈相同者僅占人群的25%。由于這一現象普遍存在，椎動脈發育不良早期被認為是一種正常的變異。現在而言，源于臨床研究與病例報告的有力證據提示尤其在與其他腦血管危險因素并存時，椎動脈發育不良有可能與后循環缺血的發生有關（表1），甚至常發生在青年人中[1，6]。到目前為止，研究得知椎動脈發育不良的發生率在9.5%[7]～44.4%[8]，這一結果與椎動脈發育不良的定義、檢測方法以及研究對象選取差異有關（表1～2），其中椎動脈發育不良的檢測方法包括尸檢研究、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）、對比增強磁共振血管造影（contrast-enhanced MR angiography，CE-MRA）、計算機斷層掃描血管造影（computer tomography angiography，CTA）、數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）和彩色多普勒超聲（color Doppler ultrasonography，CDU）等。此外，椎動脈發育不良還被認為與偏頭痛[4]、前庭神經元炎（vestibular neuronitis，UN）[9]、椎動脈夾層（vertebral artery dissection，VAD）[10]、眩暈和聽神經紊亂[11-12]及基底動脈發育不良（basilar artery hypoplasia，BAH）[13]等相關（表3）。

表1 椎動脈發育不良與后循環腦梗死的關系

表2 椎動脈發育不良的發生率及相關定義及檢測方法和研究成果對比

表3 椎動脈發育不良與其他疾病相關匯總

3 椎動脈發育不良與后循環腦梗死

大量臨床試驗表明，椎動脈發育不良與后循環梗死相關，眾多學者通過不同定義及測量手段研究其特點（表1）。綜上所述，椎動脈發育不良是后循環腦梗死的獨立危險因素[3，8，14]。并且，右側椎動脈發育不良較左側常見，可能是由于優勢半球需要更優越的血液供應，而這種理論尚且無大樣本數據支持。研究表明，大動脈粥樣硬化成為后循環腦梗死主要的低分子肝素治療急性卒中試驗（Trial of Org 10 172 in Acute Stroke Treatment，TOAST）分型[3，16]。發育不良的椎動脈側血流減少，流速降低并且對側椎動脈出現代償，這可能是由于低灌注所造成的缺血性事件的發生基礎[3，15-16]。既往研究所發現的腦部受累區域和椎動脈發育不良側的位置相關性仍存在爭議。數據表明，年齡和性別等其他相關因素差異并無顯著性[17]。同時，輕微的椎動脈發育不良應視為一種正常的變異[8]。

此外，越來越多的與椎動脈發育不良的相關病例相繼被報道。Feng[22]報道了一例關于短暫Wallenberg綜合征伴隨同側椎動脈發育不良且合并主動脈瓣疾病的病例，這基于血流動力學的不穩定。僅在活動后出現癥狀可能與小腦后下動脈區短暫缺血有關，這可能與同側椎動脈發育不良伴主動脈瓣舒張不全相關，該病例反映出了椎動脈發育不良與后循環缺血的關系。Mei[23]發現了1例雙延髓內側病變伴左側椎動脈發育不良的病例，而磁共振血管造影提示近端基底動脈狹窄、動脈粥樣硬化改變和椎動脈分出小腦后下動脈后出現閉塞。Michael[24]報道了1例關于小型摩托車事故伴雙側椎動脈發育不良造成小腦梗死的病例，這可能與后顱窩血流動力學改變有關并增加了后循環梗死的發生率。Kim[1]分享了1例關于血管內支架成形術中發現遠側椎動脈發育不良導致多發栓子脫落并造成復發性腦缺血發作的病例，提示浮栓與伴隨椎動脈發育不良的遠端狹窄的形成是引發短暫性腦缺血發作的主要因素。

目前，越來越多的研究證實椎動脈發育不良是后循環腦卒中的誘發因素。Sato等[25]通過超聲在高碳酸血癥、血液碳酸水平正常時，以及低碳酸血癥時檢測椎動脈血流發現椎動脈中二氧化碳反應性降低，甚至于在非發育不良側的椎動脈代償后仍降低的現象。研究發現，腦干和丘腦梗死灶常在椎動脈發育不良的對側，而小腦后下動脈區域梗死灶（小腦和枕葉）發生在椎動脈發育不良的同側，這一現象可以被“血流重建理論”解釋，或心源性來源可以被“栓子釋放通路”解釋，或者是兩者同時存在，或原因不明[17]。當椎動脈發育不良存在時對側椎動脈代償相應血流，這種代償能力耗竭時導致卒中的發生[3，6-7，17，20]。除此之外，心源性栓塞或動脈-動脈栓塞更易于發生在發育不良的椎動脈側[1，3，12，15，17，19-20]。并且，發育不良的椎動脈更容易發生閉塞和遠端動脈粥樣硬化的形成[1，23]。

直至目前，椎動脈發育不良在定義上存在很多爭議，Xian等[26]認為椎動脈發育不良常與斑塊和狹窄共存，椎動脈發育不良的患者伴動脈粥樣硬化時更易在高分辨磁共振中發現基底動脈硬化，這是由于高分辨磁共振更關注血管壁的形態特點，而包括MRA、CTA、CDU在內的傳統檢測手段僅關注血管內流速。Satoru Takeuchi[27]認為雙側解剖掃描磁共振可以更客觀地從椎動脈完全發育不良與閉塞中分辨出椎動脈發育不良。

4 椎動脈發育不良與基底動脈形態異常

由于椎動脈發育不良或基底動脈先天變異所造成的血流改變，椎動脈發育不良常常與基底動脈形態異常共存。Hong[17]發現由于椎動脈管徑差異所造成流速的不對稱，形成一個使血液再分布的應力影響著椎基底動脈系統的形態，可能造成基底動脈的迂曲、延長和擴張等。JIANN[12]報道了一個關于發作性眩暈與椎基底動脈發育不良的病例，以MRA為檢測手段將椎動脈、基底動脈直徑分別小于2.0 mm和3.0 mm定義為椎動脈及基底動脈發育不良，該病例的發生可能是由于椎基底動脈短暫的腦血管舒縮和血流動力學減少所致。Gu等[21]研究了基底動脈發育不良的影像學特點并發現基底動脈發育不良常常并存單側或雙側的胎兒型后循環動脈環（fetal type posterior circle of Willis，FTP）和V4段的椎動脈發育不良。通過螺旋CTA的研究發現在椎動脈發育不良患者中基底動脈迂曲的發生率顯著增高。同時，基底動脈常常彎曲向椎動脈發育不良側，這可能是由于血流動力學應力的改變所致[28]。還有學者提出雙側椎動脈直徑的差異是中、重度基底動脈迂曲的獨立危險因素，并且可能與發育不良的椎動脈一起造成相應區域的梗死[29]。研究發現，兩側椎動脈直徑差異越大，并且椎動脈迂曲程度越大，后循環腦缺血事件的發生率越高[30]。

5 椎動脈發育不良與其他疾病及狀態

椎動脈發育不良與其他疾病或狀態也可能存在關聯。在一項有關動脈夾層的椎動脈發育不良病例中報道，受累的椎動脈區域常常位于V1～V2和V3～V4之間的移形區域中，這是由于該區域組織疏松，存在應力及更薄的動脈壁所致[17]。除此之外，椎動脈發育不良也與其他疾病相關，例如：先兆性偏頭痛、前庭神經元炎等（表3）。

6 總結

總而言之，椎動脈發育不良不僅僅是一個后循環生理變異，同時嚴重影響著相關供血區血流動力學并且在其他危險因素共存時可能成為后循環缺血性事件的誘因。在椎動脈發育不良對后循環缺血性事件的影響研究中，至今沒有推出椎動脈發育不良的定義及相關機制的共識。除此之外，研究椎動脈時檢測方法的不一致也無疑增加了研究的難度，傳統的檢測方法可能無法區分椎動脈發育不良與椎動脈發育狹窄及動脈粥樣硬化。目前的研究很少關注基底動脈形態異常在椎動脈發育不良導致后循環腦梗死中所起到的作用，仍需要大樣本研究及更大的說服力。

除此之外，椎動脈發育不良可能與先兆型偏頭痛、前庭神經元病以及其他疾病狀態相關，其發病機制暫不清楚。

1 Hyung SK，Choon WH，Dal SK，et al.Spontaneous thrombolysis of multiple thrombi at distal region of hypoplastic vertebral artery after stent-assisted angioplasty on vertebral artery origin stenosis：angiographic follow-up[J].J Cerebrovasc Endovasc Neurosurg，2014，16：281-286.

2 Chuang YM，Chan L，Wu HM，et al.Review：The clinical relevance of vertebral artery hypoplasia[J].Acta Neurol Taiwan，2012，21：1-7.

3 Chuang YM，Huang YC，Hu HH，et al.Toward a further elucidation：role of vertebral artery hypoplasia in acute ischemic stroke[J].Eur Neurol，2006，55：193-197.

4 Chuang YM，Liu CY，Lin CP.Toward a further elucidation：role of vertebral artery hypoplasia in migraine with aura[J].Eur Neurol，2008，59：148-151.

5 Demarin V，Skaric JT，Lovrencic HA，et al.Vertebral artery hypoplasia-sex-specific frequencies in 36 parent-offspring pairs[J].Coll Antropol，2001，25：501-509.

6 Katsanos AH，Kosmidou M，Kyritsis AP，et al.Review：Is vertebral artery hypoplasia a predisposing factor for posteriorcirculation cerebral ischemic events?[J].Eur Neurol，2013，70：78-83.

7 Chen YY，Chao AC，Hsu HY，et al.Vertebral artery hypoplasia is associated with a decrease in net vertebral flow volume[J].Ultrasound Med Biol，2010，36：38-43.

8 Cynthia P，Lee P，Ashleah L，et al.Vertebral artery hypoplasia：Prerevalence and reliability of identifying and grading its severity on magnetic resonance imaging scans[J].J Manipulative Physiol Ther，2010，33：207-211.

9 Jiann JC，Hsin FC，Dem LC，et al.Which vestibulopathy is vertebral artery hypoplasia related with in vestibular migraine?[J].Acta Neurol Taiwan，2015，24：1-10.

10 Zhou M，Zheng H，Gong S，et al.Vertebral artery hypoplasia and vertebral artery dissection：a hospitalbased cohort study[J].Neurology，2015，84：818-824.

11 Mitonski J，Kusmierczyk K，Mielczarek M，et al.Anatomical anomalies of the vertebral and carotid arteries in patients with vertigo and hearing disorders[J].Otolaryngol Pol，2013，67：77-81.

12 Jiannjy C，Dem LC.A case report of intracranial vertebral-basilar artery hypoplasia presenting with episodic dizziness[J].Ghana Medical Journal，2010，44：123-125.

13 Chaturvedi S，Lukovits T，Chen W，et al.Ischemia in the territory of a hypoplastic vertebrobasilar system[J].Neurology，1999，52：980-983.

14 Hu XY，Li ZX，Liu HQ，et al.Relationship between vertebral artery hypoplasia and posterior circulation stroke in Chinese patients[J].Neuroradiology，2013，55：291-295.

15 Kolja MT，Alena BB，Wieland HS，et al.Vertebral artery hypoplasia frequency and effect on cerebellar blood flow characteristics[J].Stroke，2014，45：1363-1368.

16 Nicola G，Massimo G，Angelo C，et al.Pure midbrain ischemia and hypoplastic vertebrobasilar circulation[J].Neurol Sci，2014，35：259-263.

17 Andrea SS，Eva B，Susanne B，et al.Possible morphological pathomechanisms of ischemic stroke in the posterior circulation of patients with vertebral artery hypoplasia[J].J Neuroimaging，2015，25：408-414.

18 Jeng JS，Ping KY.Evaluation of vertebral artery hypoplasia and asymmetry by color-coded duplex ultrasonography[J].Ultrasound Med Biol，2004，30：605-609.

19 Murat A，Bumin D，Aylin Y，et al.An evaluation of internal carotid artery and cerebral blood flow volume using color duplex sonography in patients with vertebral artery hypoplasia[J].Euro J Radiol，2005，53：450-453.

20 Ju HM，Yong SL.Transcranial Doppler ultrasonographic evaluation of vertebral artery hypoplasia and aplasia[J].J Neurol Sci，2007，260：183-187.

21 Gu H，Qian X，Wang S，et al.Imaging characteristics of basilar artery hypoplasia[J].Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2014，94：3085-3087.

22 Liu FD，Zhao R，Wang S，et al.Repeated transient wallenberg's syndrome：probable association with ipsilateral vertebral artery hypoplasiaand aortic valve disease[J].J Stroke Cerebrovasc Dis，2015，24：205-207.

23 Mei L，Sharon T，Elliyyn K，et al.Acute bilateral medial medullary infarct with hypoplastic vertebral artery[J].Clin Neurol Neurosurgery，2012，114：1365-1367.

24 Michael A.Posterior fossa ischemia and bilateral vertebral artery hypoplasia[J].J Manipulative Physiol Ther，1999，22：245-249.

25 Sato K，Yoneya M，Otsuki A，et al.Anatomical vertebral artery hypoplasia and insufficiency impairs dynamic blood flow regulation[J].Clin Physiol Funct Imaging，2015，35：485-489.

26 Zhu XJ，Wang W，Du B，et al.Wall imaging for unilateral intracranial vertebral artery hypoplasia with three-dimensional high-isotropic resolution magnetic resonance images[J].Chin Med J (Engl)，2015，128：1601-1606.

27 Satoru T，Kojiro W，Kimihiro N，et al.Differentiation between vertebral artery hypoplasia and occlusion[J].Intern Med，2012，51：345.

28 王學廷，董致成，王濤，等.椎動脈優勢與基底動脈走行形態變化關系研究[J].人民軍醫，2015，58：555-557.

29 王曉平，李曉佳，羅永杰.椎動脈優勢與基底動脈彎曲的關系及其對腦梗死發生率的影響[J].四川醫學，2014，5:304-307.

30 凌天金，文雯，郭海志.椎動脈優勢與基底動脈彎曲的關系及其對腦梗死發生的影響[J].疑難病雜志，2013，12:664-666.