一项关于脑积水脑室分流患者脑室端导管被组织物阻塞的多中心回顾性研究
Ref：
研究背景
脑积水是由于正常的脑脊液循环受损导致脑脊液积聚而导致脑室异常增大的一种疾病。在美国，估计脑积水的发病率是每人中就有1人。目前治疗脑积水的方法有脉络丛烧灼术（CPC）、内镜下第三脑室造瘘术（ETV）或脑室分流术，而后者是最常见的治疗手段。脑室分流系统通常由远端导管、瓣膜和脑室导管组成。然而，这些分流器在安置后一年内的故障率约为30%，15年后上升到85%。据估计，年美国每年因分流术失败而住院的费用超过10亿美元。
分流失败的原因多种多样，包括近端或远端导管阻塞、瓣膜老化、感染、远端导管移位、分流断开、过度引流或其他问题的组合。其中，近端脑室导管阻塞是儿童年龄组脑室分流术失败的主要原因。脑室导管失效的一个主要原因是组织阻塞了这些孔，限制了其脑脊液的引流。先前的研究试图确定临床危险因素和细胞机制，以帮助预测和预防脑室导管阻塞。年龄、参与手术的外科医生数量、脑积水的病因以及在分流术前进行过手术等因素已被证实与植入术后并发症的发生率相关。
尽管先前的研究已经确定了与导管孔阻塞有关的细胞类型，但这些细胞导致导管孔阻塞的机制尚不完全清楚，因此研究人员之间存在争论。通过近端导管孔的流量分布、过度引流引起的组织剪切和抽吸也被认为在近端梗阻中起作用。我们假设临床观察可以可靠地预测导管（VC）阻塞的程度和阻塞组织聚集体的组成。为了验证这一假设并阐明分流术失败的机制，我们建立了一个多中心分流术生物库来研究失败的分流术。利用这一资源，我们的目标是建立在以往研究的基础上，建立临床数据、生物反应和分流结果之间的联系。长期目标是对分流梗阻进行建模、预测和设计解决方案。
研究方法
从5个中心收集了例具有相关临床资料的脑室导管（VCs）。大体分析后，根据组织阻塞程度对VCs上的每个孔进行分类。采用免疫荧光标记、组织学和免疫组织化学方法对54个样本进行分析。
研究结果
在分析的个脑室导管（VCs）中，61.5%的VCs至少有一个孔（n=）有组织聚集体堵塞，但绝大多数孔（70%）没有组织聚集体。闭塞性VCs患者首次手术的平均年龄（3.25岁）低于非闭塞性VCs患者（5.29岁，p0.02）。平均植入时间闭塞的VCs，33.22个月大于非闭塞的VCs，23.8个月（p=0.02）。脊髓脊膜膨出患者VC闭塞的可能性较大（p=0.）。与未闭塞的VCs相比，闭塞的VCs有更多的巨噬细胞和星形胶质细胞（p0.01）。小胶质细胞仅占VC阻塞组织聚集体的2-6%。组织学分析显示脉络丛闭塞24%，血管化胶质组织闭塞24%，淋巴细胞炎29%，异物巨细胞反应5%，无室管膜细胞。
图1：显示每种阻塞类型的脑室导管（VCs）中单个孔的代表性图像。第一排
显示brightfield图像。第二行显示细胞核的CyQuant荧光（绿色）标记。第三行显示免疫荧光标记的体绘制。在G柱中，VC表面附着一薄层细胞。“O”型孔类别下的两组图像显示了两种类型的闭塞孔。第一个O柱显示组织填充在洞底部的VC管腔中。第二个O柱显示组织从孔中伸出(星号）N列中的绿色区域是由于VC管腔槽中的人工制品造成的。左上比例尺：um
图2：脑室导管（VC）组的组织分布。在生长的VCs中，88%的空穴为空，11%的空穴为生长。在有闭塞的VCs中，34%的孔闭塞，10%的孔无闭塞生长，55%的孔为空。B条形图显示VC在临床障碍与非障碍性修订的广泛聚类中的分类。在术中确定为阻塞的VCs中，23%被指定为“空VCs”，13%被指定为“生长VCs”，64%被指定为“阻塞VCs”。在因梗阻以外的原因被替换的VCs中，32%被指定为“空VCs”，14%被指定为“生长VCs”，54%被指定为“闭塞VCs”
图3：首次手术时三种脑室导管（VC）阻塞类型的患者年龄分布。B再次手术前患者脑室腔放置VC的时间长度分布。水平线表示算术平均值，误差线表示高于平均值的一个标准差。组间差异采用Kruskal-Wallis检验和Dunn多重比较检验进行评估，*P0.05
图4：每个脑室导管（VC）阻塞类别中的细胞总数（CyQuant阳性细胞核）。B每个VC梗阻级别每个孔平均CD68阳性细胞数。在这两个图中，每个数据点都表示一个已解释的VC。使用Kruskal–Wallis检验和Dunn多重比较检验评估组间差异，P0.05（*）、P0.01（**）和P0.（***）
图5：每根导管孔总体积的阻塞百分比。每个数据点代表一根移植导管的值。组间差异采用Kruskal–Wallis检验和Dunn多重比较检验进行评估，P0.（***），
P0.（****）
图6：从脑室导管（VC）取出脉络丛组织塞的代表性切片。截面a到e来自内腔的塞子，而d到f来自与塞子相连的椎弓根。T淋巴细胞群（CD3染色；放大倍数，×；比例尺，μm）（b）活化巨噬细胞和小胶质细胞群（HLA-DR染色；放大倍数，×；比例尺，μm）（c）纤维化（胶原染色（粉红色）；放大倍数，×；比例尺，μm）（d）活化小胶质细胞和巨噬细胞（Iba-1染色；放大倍数，×；比例尺，50μm）（e）增殖性炎症细胞（Ki67染色；放大倍数，×；比例尺，μm）（f）脉络丛上皮细胞骨架（CK染色；放大倍数，×40；比例尺，μm）
图7：在每个VC阻塞类别中形成阻塞VCs的组织的每种细胞类型的百分比组成
研究结论
在这项研究中，我们描述了阻塞脑室导管的组织聚集物，并试图将阻塞程度与临床参数联系起来。我们的数据显示，大多数导管都有阻塞性组织聚集物。此外，外科医生对导管失效的临床评估与观察到的阻塞程度之间存在差异。我们的数据表明，通过导管孔的流速与其他因素共同作用，并不独立影响阻塞程度。重要的是，我们证明了不同程度的炎症反应与阻塞导管有关，其中星形胶质细胞和巨噬细胞，而不是小胶质细胞，是最丰富的贡献者。未来的研究应该分析过度引流或导管放置不当引起的组织接触以及异物对星形胶质细胞和巨噬细胞介导的脑室导管反应。脑室导管阻塞可能是多因素导致的结果，因此任何可以有效缓解导管阻塞的策略都应加以采用。
讨论
这项研究建立在先前发表的工作基础上，通过量化和多中心生物库扩大了研究范围。从我们的生物库个样本中，我们开发并应用了一个客观的，易于复制的图像分类方案。使用VC梗阻程度作为离散化测量，我们能够使患者的VCs正常化并进行比较。与以往的研究不同，我们的工作依赖于定量技术来分析阻碍血管内皮细胞的组织聚集物，并将血管内皮细胞阻塞的程度与患者的临床参数联系起来。
VC阻塞的临床测定并不总是转化为组织聚集物阻塞（图2B）。尽管临床医生根据术中评估将41.2%的移植VCs的疑似失败原因记录为“近端梗阻”，但我们在大多数VCs上观察到梗阻组织聚集（61.5%，n=）。同样地，临床上被认为是由于“近端梗阻以外的原因”而失败的VCs常常含有阻塞性组织聚集体。这种不一致的一种解释可能是，在术中分流询问时，如果VCs没有流经VC，有时会被手术记录为阻塞。如果VC随着时间的推移而改变位置，没有最佳的定位，或者如果阻塞导管的组织在外置过程中脱落，可能会发生暂时性的血流停止。相反，患者可能有一个组织聚集体阻塞的导管，而不影响血流。
VC梗阻类型在脑积水病因、脊髓脊膜膨出方面存在显著差异（卡方检验p=0.）。与其他病因相比，脊髓脊膜膨出患者“VCs伴闭塞”的比例更高。我们的数据与观察结果一致，即脊髓脊膜膨出患者的抗虹吸装置失效率最高。也有人认为，脊髓脊膜膨出患者在手术过程中暴露于乳胶中容易对乳胶过敏。这种致敏可能导致全身炎症反应，这可能是脊髓脊膜膨出患者中VCs闭塞比例较高的部分原因。也许他们的中枢神经系统和脑脊液系统的早期暴露使他们对异物（如风湿病）产生更强的免疫反应。脊髓脊膜膨出患者术后第一年内脑脊液含量异常也可能起作用。分流结合蛋白已被证明在某些个体中触发免疫反应。
脑室外引流（EVD）被纳入我们的分析中，以进一步了解导管在短期内与较长时间内的反应是如何变化的。此外，由于血液暴露的潜在差异是我们感兴趣的。阻塞EVDs的组织聚集体中的细胞类型与阻塞VCs的组织聚集体中的细胞类型没有区别，表明阻塞的早期机制是相似的。在未来的工作中，我们将通过直接比较EVD和VCs，深入研究短期和长期细胞反应之间的差异。
在例VCs中的41例，外科医生使用腔内电灼术（Bugbee单极电灼术）以防止出血和释放粘连组织。我们的分析显示，41个VCs中有36个被归类为“有闭塞的VCs”，这表明腔内电灼并没有破坏所有VC孔中的组织聚集体。此外，电灼术不能解释临床上确定的VC阻塞和VCs上存在的组织聚集体之间的差异。在例“VCs伴闭塞”患者中，有90例观察到梗阻组织卡在离脑室VC插入点最近的孔中（数据未显示）。这支持这样的假设，即靠近插入点的一些VC孔可能位于脑室间隙之外，靠近脑室壁和脑实质，增加了阻塞的风险。例“有阻塞的VCs”中有35例仅在靠近VC近端的孔中有阻塞。在脑室减压过程中，次优的VC定位或VC移位可使尖端与透明隔接触，并使近端孔与CP接触。这可能会使孔更靠近VC尖端，有更高的阻塞风险。我们的组织病理学分析表明阻塞的VCs表现出不同程度的炎症反应，证实了先前的发现。我们试图用最近发表的Barres组的小胶质细胞特异性标记来区分巨噬细胞和小胶质细胞。侵袭组织中TMEM阳性/CD68阳性细胞（小胶质细胞）的数量（占总细胞的1-6%）远远少于TMEM阴性/CD68阳性细胞（单核细胞/巨噬细胞系的细胞，占总细胞的22-27%），表明小胶质细胞的作用比先前认为的小。这与最近一篇关于神经炎症反应中细胞对大脑电极的反应的报道是一致的。据报道，巨噬细胞和星形胶质细胞可引起反应性星形胶质细胞增生和损伤部位的胶质细胞增生。在未来的工作中，我们计划密切
推荐文章
热点文章
