支架植入治療惡性氣道狹窄的研究進展

王勇，朱海東，郭金和

·綜述General review·

支架植入治療惡性氣道狹窄的研究進展

王勇，朱海東，郭金和

惡性氣道狹窄嚴重影響患者晚期的生活質(zhì)量。氣管支架植入是緩解惡性氣道狹窄安全、快速而有效的方法，廣泛應用于臨床，但無法直接延長患者生命。并發(fā)癥發(fā)生率因狹窄部位、類型和支架的不同差異較大。本文就氣管支架治療惡性氣道狹窄的臨床應用現(xiàn)狀及研究進展作一綜述。

氣管；惡性腫瘤；狹窄；支架

【Abstract】Malignant airway obstruction seriously affects life quality of the patients in their later stage. Tracheal stent implantation is a safe and effective means to quickly relieve the clinical symptoms such as dyspnea，hemoptysis，therefore，this technique has been widely employed in the clinical practice although this treatment can not directly prolong patient's survival time.The occurrence of procedure-related complications is related to the stenotic site，the obstruction type and the stent used.This paper aims to make a comprehensive review on the current clinical situation and research progress in respect of tracheal stent implantation for malignant airway obstruction.（J Intervent Radiol，2015，24：172-176）

【Key words】trachea；malignant tumor；stenosis；stent

Bond［1］于1891年在外科手術中將1支T形管植入氣管治療氣管狹窄獲得了成功，成為氣管支架最早臨床應用。1960年，現(xiàn)代管狀支架的先驅(qū)Montgomery［2］設計了硅酮T型管支架，經(jīng)氣管切開植入治療聲門下狹窄。之后直到1990年氣管支架才取得突破性進展，Dumon［3］成功地制造出第一個通過硬質(zhì)鏡植入的氣管內(nèi)支架。隨著血管、食管及膽管等支架技術的延伸拓展，同時得益于材料學的發(fā)展和制作工藝的進步，相繼出現(xiàn)了具有不同形態(tài)、滿足不同功能的氣管支架，本文就支架治療惡性氣道狹窄的應用現(xiàn)狀及研究進展作一綜述。

1　支架的分類

氣管支架的分類標準較多，按制作的材料分為非金屬支架、金屬支架和混合型支架，非金屬支架又可分為塑料、硅酮或硅膠；金屬支架可分為不銹鋼支架和合金支架（鉭、鈷和鎳鈦合金等），目前以鎳鈦合金支架應用較多。按擴張方式分為自動膨脹式、球囊擴張式和溫度控制式支架等；按是否覆膜可分為（全、半或部分）覆膜、裸支架；按支架的形態(tài)可分為筒形、“L”形及“Y”形。目前國內(nèi)外使用較多的氣管支架主要有4種，分別為Dumon、Gianturco、Wallstent、Ultraflex支架，國內(nèi)使用較多的鎳鈦合金自膨式支架和Wallstent支架構(gòu)型相似。單純的支架治療只能緩解癥狀，不能控制病變進展，從而出現(xiàn)了特殊設計具有局部治療作用可降解藥物緩釋支架、放射性支架等。

2　氣管支架的研究進展

2.1非金屬支架

2.1.1Dumon支架Dumon支架由硅酮或硅膠制成，其內(nèi)壁表面光滑，外壁每隔一定距離有釘狀突起，借此增加摩擦系數(shù)，便于固定在狹窄段支氣管；具有價格便宜、容易重新定位、移出或更換的特點。自20世紀80年代至今，在西方發(fā)達國家，特別是在歐洲已被廣泛接受，應用于成人和兒童的氣管、主支氣管以及葉支氣管的各種器質(zhì)性狹窄，成為評價其他各種新型支架優(yōu)劣的“金標準”。Wood等［4］回顧性分析了自1992至2001年間植入209枚支架的143例（96例惡性氣道狹窄）患者資料：77%患者狹窄率大于75%；硅酮支架使用率為87%；94%患者支架置入后呼吸系統(tǒng)癥狀明顯緩解；總的并發(fā)癥發(fā)生率42%，包括分泌物滯留27%，肉芽組織形成9%，支架移位5%，氣管穿孔1%。Dumon-Y支架也是治療累及氣管下端、隆突區(qū)及主支氣管近端的狹窄及瘺常用的支架，Dutau等［5］報道了86例患者應用Dumon-Y支架，其中64例中央氣道狹窄（9例同時伴有氣管食管瘺），21例單純氣管食管瘺，1例隆突區(qū)壞死，平均置放時間133 d，4例患者因腫瘤進展而更換支架，1例患者發(fā)生劇烈咳嗽1周內(nèi)自愈，余患者呼吸系統(tǒng)癥狀均得到緩解，無支架植入相關死亡，患者平均生存期181 d。但此款支架管壁較厚，貼壁性差，管腔小，對氣流影響較大，不宜用于不規(guī)則或表面凹凸不平的氣道狹窄；同時該型支架植入后破壞了纖毛黏液排送功能，分泌物滯留和黏液栓形成的概率增加。此外，Dumon支架必須在全麻下經(jīng)硬質(zhì)鏡植入，以致其臨床應用受限［6］。

2.1.2Polyflex支架Polyflex支架屬于自膨式支架，由聚酯纖維緊密編織制成，表面被覆硅酮。與Dumon支架相比，具有壁薄腔大的優(yōu)點［7］，但由于外表面光滑，動物實驗及小樣本的臨床研究均表明移位發(fā)生率較高（50%～100%）［8-9］。此后有學者對其結(jié)構(gòu)進行改良，Bolliger等［10］將27個外表面帶有釘狀突起的新型Polyflex支架植入26例惡性氣道狹窄患者，術后呼吸困難明顯改善，隨訪1～3個月，支架移位率僅為3.7%，耐受性良好，遺憾的是此款支架最終沒有上市。

2.2金屬支架

早期臨床使用的Palmaz、Strecker等金屬氣管支架均為球囊擴張式支架，但是當患者咳嗽或用力呼吸時，氣管壁對支架瞬間會產(chǎn)生較大的壓力，從而導致支架變形、塌陷和移位。目前，對Palmaz支架是否適用于氣道狹窄，治療學界意見不一［11］。改進后的新一代Palmaz支架，邊緣圓鈍，避免陷入氣道壁或肉芽組織形成，成為兒童氣道狹窄治療常選的支架之一。雖然未成年患者使用球囊擴張式支架，植入后仍可以通過后續(xù)擴張，一定程度上與氣管繼續(xù)生長相協(xié)同，但支架碎片或金屬絲可能會刺入臨近的血管，形成致命性的氣管肺動脈瘺等［12］。加之球囊擴張式氣管支架植入步驟煩瑣，故逐漸被自膨式金屬支架替代。

2.2.1Gianturco支架又稱Z型支架，始用于1980年，由數(shù)節(jié)“Z”形網(wǎng)格狀不銹鋼絲形成的單節(jié)骨架相互連接而成。該支架的優(yōu)點是支撐力強，釋放時無長度變化，金屬絲間距大，對氣流和黏液排送功能影響小，治療氣管遠端小氣道的狹窄有一定的優(yōu)勢；缺點在于硬度較大，對氣管機械性刺激強，患者不適感明顯，較短的支架不易定位，組織易向裸支架內(nèi)生長，不可回收，對氣管瘺無效。以后出現(xiàn)了改進型Gianturco全覆膜或部分覆膜支架，可以用于封堵氣管瘺，并可回收，但對分泌物的排出有一定的影響，尤其是當支架較長、直徑較小或患者咳嗽功能減弱時，痰液可能在支架內(nèi)黏附而增加氣道阻力。Stockton等［13］應用Gianturco支架治療162例惡性氣道狹窄患者，無手術操作相關的患者死亡，無支架斷裂、移位及痰液滯留等并發(fā)癥。但由于支架硬度大、有斷裂傾向，可導致致命性的大出血［14-16］。

2.2.2Wallstent支架Wallstent支架早期是用超級鈷合金制作的自膨脹式支架，現(xiàn)多用鎳鈦記憶合金絲網(wǎng)格狀編織而成，是目前國內(nèi)使用最多的氣管支架。該支架具有形狀記憶功能，體溫下恢復記憶的形狀，柔韌性較好，對管壁的剪切力小，極少引起管壁破裂穿孔，植入后允許用球囊進一步擴張支架與管腔，對分泌物排出影響較小。缺點是支架放置時長度會發(fā)生變化；組織可向支架內(nèi)生長，支撐力稍弱；隨著患者呼吸或咳嗽，支架長度不斷變化，支架兩端和氣管黏膜反復摩擦，肉芽組織增生明顯。Chan等［17］報道應用自膨式氣管支架（67%Ultraflex，33%Wallstent）治療35例患者，29例（83%）患者癥狀即刻緩解，早期并發(fā)癥率9%，晚期并發(fā)癥率高達77%，包括支架移位（12.2%）、支架斷裂（19.5%）、阻塞性肉芽組織（24.4%）。Wallstent和Ultraflex兩種支架無顯著性差異，但Wallstent支架相關的出血率（30%）和移位率（26%）明顯高于Ultraflex支架。韓新巍等［18］根據(jù)氣道復合狹窄的特殊解剖結(jié)構(gòu)與病變特點，設計氣道倒Y型一體化自膨脹式金屬內(nèi)支架，可有效解除氣道復合性狹窄，術后所有患者呼吸困難即刻緩解，未出現(xiàn)與手術有關的并發(fā)癥，操作簡單、安全，近期療效可靠，其遠期療效和相關并發(fā)癥有待進一步隨訪觀察［19-22］。

2.2.3Ultraflex支架Ultraflex支架是由鎳鈦合金絲針織樣編織而成，質(zhì)地柔軟，縱向順應性好，能適應不規(guī)則的管腔，后期擴張力強；缺點是剛釋放時支撐力較弱，一旦釋放，不能回收和再定位，而且價格昂貴，限制了其臨床應用。Ultraflex支架獨特的編織方式允許金屬絲作軸向及冠向運動，因此該支架適用于不規(guī)則、表面凸凹不平或成角的氣道狹窄。Breitenbücher等［23］對植入Ultraflex支架的60例復雜惡性氣道狹窄患者進行了回顧性的分析，發(fā)現(xiàn)支架植入術后并發(fā)癥發(fā)生率較低：黏液栓形成率8%，肉芽組織形成率5%，腫瘤腔內(nèi)生長5%，支架移位5%。

2.3混合型支架

2.3.1Dymanic支架由Freitag等［24］模擬人氣管生理解剖設計而成，呈“Y”形，結(jié)構(gòu)類似人的氣管，前部的硅膠內(nèi)有馬蹄形金屬絲加強，后部模擬氣管膜部為較薄的硅膠單獨構(gòu)成；在患者呼吸或咳嗽時，后部可向腔內(nèi)突起，使患者較為舒暢，可應用于氣管、隆突區(qū)和主支氣管的狹窄及瘺等，但受和Dumon支架同樣原因所限，未能在臨床廣泛應用。

2.3.2AERO支架一種新型的自膨式支架，融合了金屬支架和硅酮支架兩者的特性，優(yōu)點是可在纖維支氣管鏡（纖支鏡）下植入，容易重新定位、移出或更換。關于AERO支架的應用報道較少，Alveolus公司進行了一次臨床試驗并作為試驗用器械豁免申請的一部分，旨在評價安全性、有效性和并發(fā)癥發(fā)生率等，收集了美國和歐洲11個醫(yī)療中心56例患者，植入此款混合型支架后，88%患者狹窄程度緩解50%以上，7 d、30 d隨訪呼吸困難明顯好轉(zhuǎn)，3例患者見肉芽組織形成，與支架相關的并發(fā)癥明顯減低，AERO支架于2007年1月獲美國FDA批準上市［25］。

2.4可降解藥物緩釋支架

由于傳統(tǒng)使用的金屬與非金屬支架植入后會引發(fā)損傷部位的免疫反應，而且隨著時間的推移支架材料逐漸老化，在體液中被腐蝕釋放出的成分，對機體產(chǎn)生不良影響。可降解藥物緩釋支架能夠在一定時間內(nèi)保持支架的支撐性能，同時持續(xù)釋放藥物，以抑制內(nèi)膜增生或腫瘤生長，達到預防良、惡性再狹窄的目的。諸多學者對生物可降解藥物緩釋支架做了大量研究，但尚處于動物實驗階段。Zhu等［26］將絲裂霉素涂層的生物可降解支架和硅酮支架植入兔氣管對比研究發(fā)現(xiàn)，前者可顯著降低支架術后的再狹窄，明顯優(yōu)于硅酮支架組，但支架的設計和藥物劑量還有待進一步研究優(yōu)化。Chao等［27］用聚己酸內(nèi)酯材料制成生物可降解支架，涂以抗腫瘤藥物順鉑，體外測試表明可降解支架機械強度與自膨式鎳鈦合金Ultraflex支架相當，藥物釋放濃度穩(wěn)定，持續(xù)時間大于4周；植入新西蘭白兔體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)兔氣管鉑藥物濃度持續(xù)達5周以上，而且血藥濃度極低，病理檢查氣管纖毛上皮完整，有望成為一種理想的支架，但支架植入方式、組織的相容性、體內(nèi)擴張性以及機械強度等問題有待進一步解決。

3　支架的選擇

惡性腫瘤，如支氣管肺癌、食管癌、甲狀腺癌、侵襲性胸腺瘤、縱隔惡性腫瘤及轉(zhuǎn)移性腫瘤引起的氣管壁侵犯和外壓性狹窄，是氣管內(nèi)支架植入的首選適應證。惡性氣道狹窄病因復雜，治療前應充分認識病變的解剖部位、類型、性質(zhì)及程度，選取合適材質(zhì)、形狀、直徑、長度的支架。個體化的應用對于提高支架植入的治療效果及并發(fā)癥的預防有重要意義。在支架植入前可先行激光、高頻電刀或機械挖除切割等減瘤術，以利于腫瘤的遠期控制。病變距聲門較近的高位氣管狹窄，宜選刺激性小的硅膠支架，避免聲嘶和難以忍受的異物感。對于腔外壓迫引起的氣道狹窄，支架僅起到重塑氣管通道的作用，此種情況宜選擇裸金屬支架；管內(nèi)型及管壁型惡性氣道狹窄宜選擇覆膜支架，避免裸支架的植入后腫瘤沿金屬網(wǎng)眼的腔內(nèi)生長引起再狹窄；對于氣管胸膜瘺或伴有氣管食管瘺的惡性氣道狹窄患者，則必須選擇覆膜支架，以封堵瘺口［28-29］。一般認為，采用覆膜支架會影響呼吸道的纖毛活動和黏液清除功能，從而導致氣道的分泌物堵塞，同時覆膜支架移位發(fā)生率高于裸支架，但目前采用的覆膜支架在制作時支架兩端采用裸露段的方法，大大降低了支架移位和黏液滯留的發(fā)生率。支架直徑通常為相鄰正常段管徑的110%～120%，選擇過小容易發(fā)生移位，過大會導致局部壓力增大，管壁缺血壞死和繼發(fā)肉芽組織增生，引起再狹窄。急癥支架植入已成為解除危重惡性氣道狹窄患者頻臨窒息的高危狀態(tài)的一項有效措施，迅速改善通氣，獲得繼續(xù)治療的機會［30-31］。當然，并不是所有患者置放支架都可以改善癥狀，例如長時間肺塌陷患者（大于2周），由于支架植入后管腔通暢、感染擴散反而導致病情加重［32］。

4　常見并發(fā)癥及預防

隨著材料學的發(fā)展，雖然支架的組織相容性得到很大提高，但支架植入后仍會引起一系列的并發(fā)癥，發(fā)生率的高低與支架類型和狹窄的部位以及類型有關，常見并發(fā)癥有：①咳嗽、胸痛。與支架對氣管黏膜的刺激、對管腔擴張、對病變組織的損傷以及影響排痰有關，多可通過止痛、祛痰等對癥治療緩解。②支架移位、斷裂及咯出。非金屬支架與氣管壁摩擦力較小以及支架大小、位置不當常導致移位，建議術前應用CT及其多平面重建對狹窄段管徑進行準確測量，正確評估，選擇大小合適的支架［33-34］。在支架植入早期，支架尚未完全膨脹，應適當止咳，預防支架移位。惡性氣道狹窄由于患者預期壽命短，很少發(fā)生斷裂［35］。支架植入遠期咯出常提示經(jīng)治療后腫瘤瘤體縮小，若不伴有出血、呼吸困難和感染，通常不需要特殊處理。③管腔再狹窄。主要系腫瘤腔內(nèi)生長、過度生長及肉芽組織形成［36］所致，再狹窄率達5%～45%［23，37-38］。④感染。有研究發(fā)現(xiàn)，支架植入治療惡性氣道狹窄術后下呼吸道感染發(fā)生率高達32%，風險比3.76（95%CI，1.57～8.99；P=0.003）［39］；支架植入后3～4周支架上菌落形成率高達78%［40］，感染會進一步促進肉芽組織的形成，堵塞氣道加重感染，形成惡性循環(huán)［41］。⑤氣道大出血。這是氣道支架術后最嚴重的并發(fā)癥，雖然發(fā)生率不高，但極易導致窒息死亡；其原因很可能與支氣管壁穿孔損傷周圍大血管或支架金屬絲對氣道周圍大血管的侵蝕破壞有關［14，42］。

氣管支架成形術提高了惡性氣道狹窄患者生活質(zhì)量，但支架相關的并發(fā)癥嚴重影響其遠期療效，患者的生存期并未得到明顯延長［43-44］，目前尚缺乏理想的支架。今后將通過支架構(gòu)型的改進，并與近距離放射治療相結(jié)合研制放射性支架，減少并發(fā)癥，以提高遠期療效。這種方法已經(jīng)在膽管、食管取得了令人振奮的研究成果，動物實驗均表明安全可行［45-46］，臨床療效肯定［47-49］，若借鑒到氣管將是一個很有前景的治療惡性氣道狹窄的有效手段。

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Tracheal stent implantation for the treatment of malignant airway obstruction：recent progress inresearch

WANG Yong，ZHU Hai-dong，GUO Jin-he.Department of Interventional Radiology&Vascular Surgery，Affiliated Zhongda Hospital，Southeast University，Nanjing，Jiangsu Province 210009，China

GUO Jin-he，E-mail：jinheguo@sina.com

R734

A

1008-794X（2015）-02-0172-05

2014-04-17）

（本文編輯：俞瑞綱）

10.3969/j.issn.1008-794X.2015.02.021

國家自然科學基金資助項目（81471762）；財政部、工業(yè)和信息化部成果轉(zhuǎn)化項目（財［2012］258號）

210009南京東南大學附屬中大醫(yī)院介入與血管外科

郭金和E-mail：jinheguo@sina.com