腹部大動脈瘤（AAA）は、30mm以上または正常大動脈径を50％以上超える腹部大動脈の永久的、局所的拡張または膨隆である。 ほとんどのAAAは、大動脈の総腸骨動脈への分岐部の近位にある、大動脈の腎臓下部のセグメントを侵す。
AAAは、最も困難な心血管疾患の1つです。一般的に無症状で、ゆっくりと進行するのが自然史で、破裂すると生命を脅かす可能性があり、病院に到着した患者の死亡率は80%、緊急手術を受けた患者の死亡率は50%と推定されます。 したがって、破裂前にAAAを発見し、選択的に修復することが管理の柱となる。地域ベースの超音波スクリーニングプログラムにより、65～79歳の男性におけるAAAによる死亡率が有意に低下することが示されている。
無症候性AAAsの有病率は4％～8％であり、男性では女性の6倍である。 新規診断の年間発生率は、欧米の集団では0.4～0.7％であり、これは1000人年あたり約2.5～6.5人のAAAに相当する。 アジア人集団ではその約10分の1である。 年齢も発症率に大きく影響し、65歳を過ぎると5年ごとに40％ずつリスクが上昇する。 予測モデル研究によると、米国では100万人以上がAAAを発症していることが示唆されている。
AAAの発症と進行の根底にあるメカニズムは多因子性であると考えられ、後天的な危険因子と遺伝的背景の両方が役割を果たしている。
喫煙はAAAの最も強い関連変数として認識されており、喫煙期間は毎日吸うタバコの本数よりもさらに重要である 。 2番目に重要な危険因子は、肯定的な家族歴である。 双子研究では、遺伝的効果に起因する分散の割合は70％にも上ることが示唆されており、罹患した第一度近親者を持つことは、その人のAAA発症リスクをおよそ2倍にすることと関連している 。 遺伝率が大きく寄与しているが、AAA発症は遺伝的に複雑であり、原因となる単一遺伝子変異ではなく、感受性遺伝子が関与している可能性が高い。 遺伝子の関連は確認されており、AAA の発症機序に関する洞察を得ることができるが、遺伝子の変異を利用してリスクのある個人を特定することは、まだ臨床の場では進んでいない。
高齢、男性、白人、中心性肥満、アルコール摂取量の多さ、他の大血管動脈瘤や動脈硬化の存在も、AAAsと関連するよく定義された変数である。 高血圧は一般的に危険因子として挙げられているが、その関係は弱い。 血漿脂質レベルとAAAとの関連は、研究間で一貫した結果が得られていない。 糖尿病は、AAAsの発症と成長の両方に対して保護的であることが示されている。
AAAsの破裂に関連する因子も特定されている。 最大径は最もよく知られた予測因子であり，推定年間破裂リスクは，径50mmで1％未満，径80mm以上では30％以上と，径が大きくなるにつれて徐々に増加する。 AAA の成長速度、女性の性、喫煙は破裂のリスクと有意に関連する他の条件である。 高血圧は、大動脈壁への血行動態の影響により、さらに独立した影響を与える可能性がある。
Journal of Internal Medicineの最新号で、Langenskiöld博士と同僚は、スウェーデンでAAAのスクリーニングプログラムに参加した65歳の男性において、血清好中球とリンパ球の高値が、喫煙状況や他の潜在的危険因子とは独立して、超音波で検出されたAAAの存在と関連していたことを見出しました。 これらの知見は、AAAが全身性疾患の局所的な表現である可能性が高いという概念を拡張し、基礎となる病態生理に関する有用な洞察を与えるものである。
変性性AAAsの発症に関わる主なプロセスには、炎症、酸化ストレス、タンパク質分解、生体力学的壁ストレスが含まれる。 平滑筋細胞のアポトーシス、エラスチンの減少、コラーゲンの代償的な沈着の結果、一連の複雑で調和のとれた動的事象により、大動脈壁の構造的完全性の喪失と全層の拡張が起こる（図1）。
AAA形成の特徴として激しい炎症反応が挙げられる。 好中球とマクロファージの浸潤は一貫した病理学的所見であり、AAAにおける継続的な炎症の重要な要素である。 これらの細胞は、サイトカインやケモカインの産生や細胞破片の除去に極めて重要な役割を担っている。 マクロファージはまた、平滑筋細胞の機能に直接影響を与えることができる。 BおよびTリンパ球は動脈瘤組織に比較的多く存在し、その枯渇は動物モデルにおいて動脈瘤を減少させることが示されている。 しかし、異なるリンパ球のサブタイプが相反する役割を持ち、炎症促進型と抗炎症型の表現型のアンバランスが疾患の進行を決定する可能性があるため、さらに複雑な層が存在する … 一方、制御性T細胞は、インターロイキン-10やトランスフォーミング増殖因子-βなどの安定化効果を持つ抗炎症性サイトカインを分泌して、病気を予防している。 疫学的研究において、総白血球数の増加は、超音波による無症候性AAA の発見およびAAA の入院と関連しており、AAA 患者では高感度CRP およびその他の炎症バイオマーカーのレベルが増加していることが示されている。
マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）は、構造的に関連した亜鉛依存性のエンドペプチダーゼのスーパーファミリーで、細胞外マトリックスのあらゆる成分を分解することができ、その結果、血管のリモデリングに貢献する。 これらの酵素は、生理的な条件下では血管壁に存在するが、AAA組織では著しく過剰発現している。 MMPとその阻害剤の活性の不均衡は、構造タンパク質の分解を促進し、動脈瘤組織におけるエラスチン、コラーゲン、グリコサミノグリカンの減少の原因である。
浸潤したマクロファージや好中球などの免疫細胞は、ミエロペルオキシダーゼやニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸酸化酵素の活性によって大量の活性酸素や次亜塩素酸を生成し、酸化ストレスを与えて細胞や組織に障害を与えることがある。 平滑筋細胞も、脈動性ストレス、腫瘍壊死因子、アンジオテンシンなどの刺激に応答して、活性酸素の生成に寄与することがある。 その他の活性酸素の発生源は、誘導性一酸化窒素合成酵素、シクロオキシゲナーゼ、キサンチンオキシダーゼおよびミトコンドリア代謝です。 抗酸化システムの調節障害は、局所的および全身的な活性酸素のレベルを増加させる。 カタラーゼ、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、グルタチオン還元酵素などの活性酸素除去酵素の発現は、動物モデルのAAA組織、AAA患者の血清および循環多形核細胞で低下していることは、注目に値する。 活性酸素の生成と除去のアンバランスから生じる過剰な活性酸素の病理学的影響には、炎症性遺伝子の誘導、アポトーシス、MMPの発現と活性化の増大が含まれる .
レニン-アンジオテンシン系とAAA形成の因果関係も証明されており、アンジオテンシンIIは上記のような多くの細胞メカニズムを促進することができる。
過去数十年の間に、AAAsの病理生物学の理解には大きな進歩があった。 しかし、特異的な、メカニズムに基づいた治療戦略がないことは、我々の知識がいかに完全ではなく、多くの実験と臨床研究がなされなければならないかを物語っている。 前臨床での豊富な成功と臨床での失敗との間のトランスレーショナルギャップは、利用可能な動物モデルがヒトのプロセスを部分的にしか代表できないこと、そして未確認の重要な因子をさらに発見する必要があることを示唆している …。 これらの疑問に答え、満たされていない臨床ニーズに応えるには、実験およびヒトの環境における疫学、遺伝学、ゲノム、分子生物学および生物工学の研究からの情報を統合するために、分野を超えた協力が必要です。 これらの変数の異質性、相互作用、利用可能なデータの拡大を考慮すると、人工知能はこの分野の将来の進歩に貢献する候補である。 この点で、生命科学とコンピュータサイエンスのコミュニティ間の相互交流が促進される必要がある。 分子、細胞、画像のシグネチャーを含む多変量解析アルゴリズムの開発は、AAA発症・成長リスクの高い患者群の特定、AAA破裂・解離の予測、そして最終的には患者ごとの臨床的意思決定の指針として有用であろう。