椎动脉的前世今生

焦力群主任在他的“老眼看文献”专栏中为大家详细的介绍了椎动脉的管壁组织结构以及近期我们团队在椎动脉相关疾病的治疗中作出的一些前期工作。但是椎动脉是如何发育而来，在胚胎发育的过程中经过了怎样的“成长与蜕变”，与我们治疗策略的选择又有怎样的关系，将是今天这篇小文带给大家的一点点内容。

正如之前在胚胎血管发育过程中和大家提到的，神经系统血管的发育，是随着神经系统的快速发育“应运而生”的。我们都知道，中枢神经系统的发生起自于胚胎第3周神经管的形成，而胚胎4周时，神经管的头端即有“脑泡”结构的快速发育，这也促使了颈动脉系统的快速发育与分化。而在此时，并没有成型的椎基底动脉形成，在颈动脉背侧，仅有两条微不足道的纵向神经动脉（longitudinal neural arteries, LNAs）雏形存在，并且仅仅以血管丛的形式存在，并不能从真正意义上满足后脑脑泡的发育需要。因此，在这个阶段，出现了联系颈-椎基底动脉的三大原始血管：原始三叉动脉（primitive trigeminal artery, PTA），原始耳听动脉（primitive otic artery, POA），原始舌下动脉（primitive hypoglossal artery, PHA）。这些动脉的命名均来自于其伴行的颅神经，而且鉴于其与脊髓更为典型的“节段间供血（intersegmental）”的区别，也有文献将其统称为“节段前动脉 （presegmental arteries）”，此时，后循环的供血完全依靠颈动脉系统经过这些原始血管向后供血（图1）。

图1 胚胎4mm时，中枢神经系统血管的形成。可见背侧呈血管丛样结构的LNAs以及与腹侧颈动脉系统相联系的3大原始血管

这些原始血管在椎基底动脉系统形成之前起到了重要的“由前向后”的供血作用，但它们的“寿命“只有短短的一周左右。在胚胎5-6mm阶段，在颈内动脉远端即形成向后与LNAs吻合的血管，即后交通动脉。随后，这些节段前的原始血管们便纷纷退化萎缩，按照退化的先后顺序分别是原始耳听动脉（POA），原始舌下动脉（PHA）与原始三叉动脉（PTA），这基本上也是我们在中枢神经系统血管发育完成后，还看到可能残存的胚胎原始血管出现概率的由低到高的顺序（图2）。而它们大多数残留下来依然在行使着“由前向后”供血的任务。但由于发育上的某些缺陷，它们也是动脉扩张、动脉瘤以及动静脉瘘形成的高危部位。

图2 发育成熟的颈-椎基底动脉系统 三对可能残余的原始血管以浅灰色字体标出

随着LNAs的逐渐发育成熟，至胚胎7-12mm阶段，双侧LNAs逐渐融合，成为基底动脉，而发生在此阶段的融合障碍，则往往导致发育成熟后的“开窗”或是“重复”变异。而此时，基底动脉的血供仍然主要依靠后交通动脉自前向后的供血。（图3）

图3 胚胎9mm时中枢神经系统血管的形成。可见发育成形的基底动脉BA以及粗大的后交通动脉

如上提到的是椎基底动脉颅内段的血管发育形成的过程。细心的小伙伴一定发现了，在图1中联络前后循环的明明还有比PHA位置更低的血管们。没错，但这些血管已经属于相对于神经管-脊髓节段性发育的血管，比如第一节段间动脉（1^st intersegmental artery），由于它处在颅颈交界的衔接部位，也称之为“寰椎前节间动脉”（proatlantal intersegmental artery），亦属联系前后循环的一条非常古老的血管，也称Padget动脉（这一名称出处待会儿聊），有些寰椎前节间动脉会成为椎动脉的V3段，也有部分会发出枕动脉，在我们普通的血管造影中“出镜率”非常高。（图4）与前面介绍的三大节段前血管相比，寰椎前节间动脉要一直存在到椎动脉完全形成才会退化。

   

图4 寰椎前节间动脉 分为I型与II型

而自第一节段动脉开始，每一个神经管节段均有相应的横向伴行的节段动脉，而这些动脉之间由相应的节段间动脉沟通吻合。第7节段动脉最终形成锁骨下动脉，这些节段间动脉逐渐发育成熟并自下而上融合，第6节段间动脉即形成我们现在能够看到的椎动脉起始段。这个时间与颅内双侧LNAs融合形成BA几乎同时期，椎动脉系统的颅内颅外段自此完全沟通，血流方向改变成自下而上（图5）。

图5 椎基底动脉系统的发育过程与血流方向变化

文章的最后，必须要提到对人类胚胎发育过程中动静脉系统发育研究贡献巨大的Dorcas Hager Paget教授（图6），上述所有的发育过程以及与之相关的胚胎发育示意图均出自于这位女性之手。这是个生于贫苦人家的姑娘，但对美术及生物非常感兴趣。她自认为不具备画家应该具有的“创造力”，便开始学习医学美术，用自己的画笔如实的描画人体问题与医学操作。而她的医学研究潜能被著名的神经外科医师Walter Dandy教授发现后，在教授的鼓励与支持下，开始独立的进行医学问题的探索，并利用自己绘画的天赋，将复杂的问题以铅笔-钢笔画的形式描画出来，为后人对脑血管病的理解铺平了道路。

图6 Padget教授的肖像画以及她早期为Dandy教授手绘的肿瘤切除过程中深部动脉的止血方法。看上去比较有趣，是用两个手指夹住深部供血动脉，再用另一只手上银夹夹闭。

就是这样一位为人类胚胎发育与血管形成理论奠基的伟大女性，在我们著名的各大医学搜索引擎上却是默默无闻的。我们几乎搜不到她发表的论著，Pubmed上也仅仅只有一两篇记述她的生平的纪念文章。但在约翰霍普金斯医学院的医学美术专业依然保留着她当学生作画时的桌子，近现代几乎所有与胚胎发育相关的血管异常的文章也都会引用她的理论与画作。她在海德公园的小小的墓碑上写着：“Dorcas Hager Padget; 1906–1973; Illustrator （插画师）, Writer （作家）, Scientist（科学家）”这可能是对她一生经历最好的概括。这个因为家庭贫困需要照顾两个妹妹而不得不从大学肄业的姑娘，最终凭借自己的执着与努力，在以男性为主导的医学界中独树一帜。现在我们透过电脑屏幕，依然能从她的肖像画中感受到平静与优雅，这正是持续不懈的执着探索带来的穿越时空，透过灵魂的美与珍贵。

最后，当我在2018带着满满的敬意写完这首篇小文的时候，也诚挚的希望透过网络平台向各位万能的读者求助她的一篇文献Padget DH (1948) The development of the cranial arteries in the human embryo. Contrib Embryol 32:205–261. 愿每一个执着的读者，都能享受到探索带来的快乐。

                                                                                                             

马妍

                         2018-03-30 2am 凌晨