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    心臟瓣膜術(shù)后血管內(nèi)溶血的研究進(jìn)展

    2017-01-17 19:31:25王瑾綜述敖虎山審校
    中國(guó)循環(huán)雜志 2017年7期
    關(guān)鍵詞:主動(dòng)脈瓣剪應(yīng)力瓣膜

    王瑾綜述,敖虎山審校

    綜述

    心臟瓣膜術(shù)后血管內(nèi)溶血的研究進(jìn)展

    王瑾綜述,敖虎山審校

    血管內(nèi)溶血是心臟瓣膜術(shù)后并發(fā)癥之一。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展,嚴(yán)重瓣膜相關(guān)血管內(nèi)溶血發(fā)生率顯著降低,但亞臨床溶血仍普遍存在。該并發(fā)癥主要發(fā)生機(jī)制為瓣膜術(shù)后局部結(jié)構(gòu)改變,導(dǎo)致非生理性血流形成,剪應(yīng)力增高,引發(fā)紅細(xì)胞破碎、血管性血友病因子減少,血小板功能異常。溶血的發(fā)生及嚴(yán)重程度受人工瓣膜、手術(shù)操作和原發(fā)病等多方面因素影響。早期主要原因?yàn)榘昴ぴO(shè)計(jì)缺陷和質(zhì)量問(wèn)題,現(xiàn)階段以手術(shù)操作并發(fā)癥所致為主。患者同時(shí)具有瓣膜功能異常和血管內(nèi)溶血相關(guān)臨床表現(xiàn),治療以糾正原發(fā)病為主,結(jié)合患者情況個(gè)體化用藥,嚴(yán)重者考慮再次手術(shù)。近年來(lái),介入下瓣膜置換術(shù)和瓣周漏修補(bǔ)術(shù)在世界范圍內(nèi)逐漸開(kāi)展,相關(guān)研究及證據(jù)資料有限,值得進(jìn)一步關(guān)注。

    綜述;心臟瓣膜疾??;心臟瓣膜假體植入;貧血,溶血性

    血管內(nèi)溶血是人工心臟瓣膜術(shù)后少見(jiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥之一。1954年Rose等[1]第一次報(bào)道,患者因嚴(yán)重主動(dòng)脈關(guān)閉不全,行人工機(jī)械瓣置入術(shù)后發(fā)生溶血。之后,隨著心臟瓣膜手術(shù)的廣泛普及,溶血相關(guān)報(bào)道不斷出現(xiàn),針對(duì)其發(fā)生機(jī)制、影響因素、臨床表現(xiàn)、治療及預(yù)防方面的研究也在不斷取得進(jìn)步。

    1 流行病學(xué)

    瓣膜術(shù)后血管內(nèi)溶血發(fā)生率因瓣膜、手術(shù)類型不同而各不相同。

    1.1瓣膜類型

    上世紀(jì)50~60年代,球籠型瓣膜廣泛應(yīng)用,溶血發(fā)生率在6%~15%之間。到上世紀(jì)70年代,第二代碟型瓣膜和第三代雙葉瓣膜相繼問(wèn)世,中心血流和有效瓣口面積顯著增加,血流形態(tài)更趨近于平流,溶血發(fā)生率下降至<1%[2]。近二十余年,第二、三代瓣膜設(shè)計(jì)不斷精進(jìn),世界范圍內(nèi)僅有約70余篇瓣膜相關(guān)溶血的個(gè)案報(bào)道,涉及病例百余例。

    1.2手術(shù)類型

    心臟瓣膜手術(shù)主要包括二尖瓣、三尖瓣和主動(dòng)脈瓣成形術(shù)或置換術(shù)。Saito等[3]回顧2 727例人工瓣膜置換術(shù)患者,總?cè)苎l(fā)生率為0.5%, 各手術(shù)類型溶血發(fā)生率分別為:主動(dòng)脈瓣置換術(shù)0.2%,二尖瓣置換術(shù)0.8%,雙瓣置換術(shù)0.3%。王巍等[4]回顧近年來(lái)中國(guó)患者二尖瓣成形術(shù)后溶血發(fā)生率約為0.3%。盡管如此,亞臨床溶血,即未出現(xiàn)失代償癥狀、無(wú)需輸血治療的溶血發(fā)生率仍然較高[5]。Mecozzi等[6]統(tǒng)計(jì),第三代雙葉機(jī)械瓣膜CarboMedics和SorinBicarbon的亞臨床溶血概率約為26%。

    部分嚴(yán)重溶血患者,需接受二次手術(shù)治療。二尖瓣成形術(shù)后接受二次手術(shù)患者中,19%存在有癥狀的血管內(nèi)溶血[7]。Hwang等[8]回顧1 202例接受二尖瓣置換術(shù)的患者,因嚴(yán)重瓣周漏接受二次手術(shù)的患者中56%存在溶血性貧血。

    近年來(lái),經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入術(shù)(TAVI)逐漸開(kāi)展。Schneider等[9]發(fā)現(xiàn)TAVI術(shù)后患者中15%有亞臨床溶血。介入治療亦可用于瓣周漏封堵,有較高的成功率(94%),但亦見(jiàn)封堵術(shù)后嚴(yán)重溶血個(gè)案報(bào)道。目前尚無(wú)TAVI術(shù)后嚴(yán)重溶血相關(guān)大規(guī)模數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

    2 流體動(dòng)力學(xué)機(jī)制

    2.1紅細(xì)胞破碎

    剪應(yīng)力學(xué)說(shuō)為目前公認(rèn)的導(dǎo)致心臟瓣膜術(shù)后血管內(nèi)溶血的主要原因。手術(shù)操作并發(fā)癥、患者病情進(jìn)展等多種原因所致瓣膜周圍結(jié)構(gòu)改變,導(dǎo)致血液流動(dòng)偏離生理狀態(tài),形成反流、湍流、分流、再循環(huán)、漩渦等流體狀態(tài)[10]。部分非生理血流具有較高的剪應(yīng)力,當(dāng)剪應(yīng)力上升至超過(guò)細(xì)胞膜本身所能承受的最大應(yīng)力時(shí),將導(dǎo)致細(xì)胞破碎。體外實(shí)驗(yàn)證明,根據(jù)暴露時(shí)間不同,導(dǎo)致紅細(xì)胞破壞的剪應(yīng)力范圍波動(dòng)在50~450 Pa之間[11]。

    多種湍流模型模仿生理狀態(tài)計(jì)算結(jié)果顯示:當(dāng)跨瓣壓為100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),跨瓣流速為5 m/s時(shí),血流對(duì)主動(dòng)脈瓣和主動(dòng)脈壁的壁面剪應(yīng)力分別約為250 Pa和870 Pa,最大湍流應(yīng)力(maximum Reynold shear stress)為870 Pa, 位于升主動(dòng)脈頂部[12]。Zhang等[13]研究提示收縮期瓣口中心血流剪應(yīng)力約為500 Pa。因此,隨著收縮期湍流束剪應(yīng)力逐漸升高達(dá)峰,紅細(xì)胞破碎風(fēng)險(xiǎn)逐漸增高。

    2.2獲得性血管性血友病因子(von Willebrand factor, vWF)綜合征

    過(guò)高的剪應(yīng)力可能使流動(dòng)在血管內(nèi),尚未附著的高分子量血管內(nèi)血友病因子多聚物(high molecular weight vWF multimer, HMWvWF)的球形結(jié)構(gòu)被打開(kāi),經(jīng)vWF裂解蛋白酶ADAMTS-13清除,導(dǎo)致HMWvWF因子顯著減少[14]。vWF因子主要參與血小板黏附過(guò)程,其水平降低可導(dǎo)致血小板功能異常,即獲得性vWF綜合征[12]。該情況不僅發(fā)生在機(jī)械瓣膜患者中,亦見(jiàn)生物瓣膜患者個(gè)案報(bào)道[15]。

    2.3血小板功能

    Tran等[16]研究顯示,破碎紅細(xì)胞釋放游離血紅蛋白,可直接作用并激活血小板,促進(jìn)凝血。而剪應(yīng)力對(duì)血小板的作用則是多樣的,不同剪應(yīng)力水平,既可能激活,亦可能破壞血小板[17]。因此溶血患者可能存在表現(xiàn)不一的出、凝血異常。

    3 影響因素

    所有能夠影響剪應(yīng)力的因素均可能影響溶血的發(fā)生及其嚴(yán)重程度,根據(jù)影響因素來(lái)源,可分為瓣膜、手術(shù)、患者三方面。

    3.1瓣膜因素

    研究表明,單葉瓣膜的剪切應(yīng)變率(SSR)和渦度高于雙葉瓣膜,雙葉瓣膜則高于生物和自體瓣膜[18]。球籠和蝶形瓣膜溶血發(fā)生率較高,多由于瓣膜自身因素,如設(shè)計(jì)缺陷、覆膜織物脫落等。Orlovskii等[19]對(duì)153例瓣膜術(shù)后患者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),雙葉瓣膜溶血發(fā)生概率更低(Carbomedics, St. Jude Medical),尤其對(duì)于主動(dòng)脈瓣置換術(shù)效果更佳。Chou等[20]在雙葉瓣膜基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了同步化瓣膜,保證雙葉開(kāi)閉的同時(shí)進(jìn)行,以減少閉合過(guò)程中的回彈和反流,有效減少能量損失,增加瓣口面積,降低溶血發(fā)生率。

    3.2手術(shù)因素

    隨著技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)階段溶血主要影響因素為手術(shù)操作,如瓣周漏、瓣葉穿孔、反流、腱索異常等。

    瓣周漏和反流均為溶血的重要原因。Kalcik和Genoni等[21,22]利用經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖(TEE)對(duì)瓣周漏患者評(píng)估,結(jié)果發(fā)現(xiàn)漏口為多發(fā)、新月型或不規(guī)則缺損患者溶血更加嚴(yán)重,但缺損面積與溶血嚴(yán)重程度無(wú)關(guān)。Garcia等[23]比較了因嚴(yán)重人工二尖瓣反流行二次手術(shù)患者中有和無(wú)溶血癥狀患者的超聲心動(dòng)圖,結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶血患者反流束以分流、碰撞、加速三種表現(xiàn)為主,而無(wú)溶血患者反流束則以自由束和緩慢減速為主。

    關(guān)于跨瓣壓力、瓣膜大小和反流程度與溶血相關(guān)性問(wèn)題,諸多研究結(jié)果各不一致[10,24]。Sugiura等[25]對(duì)有血管內(nèi)溶血癥狀的自體主動(dòng)脈瓣狹窄患者的研究顯示,對(duì)于中重度主動(dòng)脈瓣狹窄患者,跨瓣流速與溶血嚴(yán)重程度有顯著相關(guān)性。Tomino等[26]報(bào)道了1例術(shù)后血壓劇烈升高過(guò)程中出現(xiàn)溶血癥狀,TEE表現(xiàn)為輕度反流的案例,考慮過(guò)高的血流壓力和流速可能導(dǎo)致溶血,強(qiáng)調(diào)該類手術(shù)患者術(shù)后應(yīng)密切監(jiān)控血壓。

    近年來(lái),亞臨床溶血相關(guān)影響因素亦受到重視。Mecozzi等[6]研究發(fā)現(xiàn),瓣膜置換術(shù)后一年,亞臨床溶血性貧血的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素包括:二尖瓣置換術(shù)、機(jī)械瓣膜和雙瓣膜置換。Laflamme等[5]在對(duì)TAVI術(shù)后亞臨床溶血研究中,利用主動(dòng)脈瓣面積評(píng)估人工瓣膜-患者不匹配度(prosthesis-patient mismatch,PPM),結(jié)果發(fā)現(xiàn)女性、PPM高者溶血風(fēng)險(xiǎn)升高。

    3.3患者因素

    原發(fā)病進(jìn)展是術(shù)后晚期出現(xiàn)溶血癥狀的主要原因之一。Yeo等[27]研究發(fā)現(xiàn),因二尖瓣反流、溶血性貧血二次手術(shù)的患者中67%初次手術(shù)效果良好,術(shù)中TEE無(wú)異常,但在術(shù)后逐漸出現(xiàn)反流。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示,二尖瓣成形術(shù)后出現(xiàn)反流、溶血的患者中,25%為風(fēng)濕性心臟病病情進(jìn)展所致,且因此接受二次手術(shù)的患者中,81%初次修復(fù)效果良好[28]。

    4 臨床表現(xiàn)

    引發(fā)瓣膜相關(guān)溶血原因不同,診斷時(shí)間可在術(shù)后1周至數(shù)年不等,多見(jiàn)于1年內(nèi)[10]。主要臨床表現(xiàn)包括瓣膜異常導(dǎo)致的局部和全身癥狀和血管內(nèi)溶血導(dǎo)致的系統(tǒng)性變化。

    4.1瓣膜相關(guān)癥狀

    瓣膜周圍結(jié)構(gòu)異常多可導(dǎo)致心臟雜音較前明顯變化,嚴(yán)重者可出現(xiàn)心律失常、心絞痛、心力衰竭等癥狀,常可通過(guò)超聲心動(dòng)圖、介入等相關(guān)檢查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題[29]。

    4.2溶血相關(guān)癥狀

    溶血嚴(yán)重程度不同,患者可表現(xiàn)為無(wú)癥狀、蒼白、乏力、醬油尿、黃疸等。慢性反復(fù)發(fā)作者,溶血釋放的鐵元素以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式沉積于腎臟,損傷腎小管,降低腎臟灌注,可能引發(fā)不可逆的腎功能損傷[30]。游離血紅蛋白可能通過(guò)調(diào)控胰腺組織細(xì)胞因子,如細(xì)胞間黏附分子(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)和單核細(xì)胞趨化蛋白(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1),誘發(fā)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致急性胰腺炎[31]。大量膽紅素積聚于膽囊內(nèi),可形成膽色素結(jié)石[19]。因此,重度患者可能出現(xiàn)腎功能衰竭、急性胰腺炎、急性膽囊炎、多器官衰竭等危及生命情況。

    溶血最直觀的表現(xiàn)為血涂片見(jiàn)破碎紅細(xì)胞。此外,紅細(xì)胞內(nèi)乳酸脫氫酶(LDH)含量相當(dāng)于正常人血清的100倍,其水平與紅細(xì)胞存活有良好相關(guān)性,而變化趨勢(shì)可以反應(yīng)溶血嚴(yán)重程度,是血管內(nèi)溶血簡(jiǎn)單、有效而敏感篩查試驗(yàn)。紅細(xì)胞破碎釋放血紅蛋白,與血漿珠蛋白結(jié)合,通過(guò)網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞清除。因此,患者珠蛋白水平下降,游離血紅蛋白水平升高[24]。因珠蛋白參與調(diào)節(jié)膽固醇向肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,所以患者血清高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和總膽固醇水平亦與溶血嚴(yán)重程度成負(fù)相關(guān)[32]。同時(shí),因溶血刺激紅細(xì)胞生成,網(wǎng)織紅細(xì)胞增多,鐵和葉酸水平下降。

    Maraj等[24]根據(jù)上述指標(biāo)對(duì)瓣膜相關(guān)溶血進(jìn)行了嚴(yán)重程度分級(jí):(1)輕度:含鐵血黃素尿或珠蛋白缺失,破碎紅細(xì)胞<1%,網(wǎng)織紅細(xì)胞<5%,LDH<500 U/L;(2)中度:含鐵血黃素尿或珠蛋白缺失,破碎紅細(xì)胞>1%,網(wǎng)織紅細(xì)胞>5%,LDH>500 U/L,無(wú)血紅蛋白尿;(3)重度:含鐵血黃素尿或珠蛋白缺失,破碎紅細(xì)胞>1%,網(wǎng)織紅細(xì)胞>5%,LDH>500 U/L,有血紅蛋白尿。

    5 治療與預(yù)防

    瓣膜相關(guān)溶血應(yīng)根據(jù)患者病情嚴(yán)重程度個(gè)體化治療。輕度、代償性溶血觀察或藥物治療即可。β受體阻滯劑的負(fù)性肌力和負(fù)性變時(shí)作用可以減緩血流速度,降低剪應(yīng)力,緩解癥狀[33]。Golbasi等[34]研究發(fā)現(xiàn),己酮可可堿(活腦靈)可通過(guò)增加紅細(xì)胞可塑性,有效改善60%患者瓣膜相關(guān)溶血癥狀。鐵劑、葉酸、促紅細(xì)胞生成素均可促紅細(xì)胞生成。如溶血較嚴(yán)重、需反復(fù)輸血或?qū)е录毙阅I衰竭、心力衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥者及心內(nèi)膜炎所致瓣周漏患者,需二次手術(shù)治療,但二次手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)約高于初次手術(shù)10%[35]。近年來(lái),對(duì)于瓣周漏所致溶血,經(jīng)導(dǎo)管瓣周漏封堵逐漸興起,但相關(guān)經(jīng)驗(yàn)有限,且尚無(wú)遠(yuǎn)期有效證據(jù)。

    預(yù)防方面,術(shù)中TEE 評(píng)估瓣膜修復(fù)情況可盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,減少術(shù)后并發(fā)癥、二次手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。Ishibashi等[36]提出,將自體心包膜覆蓋在人工成形環(huán)上,避免反流束與機(jī)械瓣直接接觸,可以減少溶血的發(fā)生。

    6 小結(jié)

    瓣膜相關(guān)血管內(nèi)溶血發(fā)生率逐年降低,但亞臨床溶血仍普遍存在。主要發(fā)生機(jī)制為手術(shù)操作引起局部結(jié)構(gòu)改變,非生理血流形成,剪應(yīng)力增高,引發(fā)紅細(xì)胞破碎、vWF因子減少,血小板功能異常?;颊咄瑫r(shí)具有瓣膜功能異常和血管內(nèi)溶血相關(guān)臨床表現(xiàn),治療應(yīng)結(jié)合患者情況,個(gè)體化用藥,必要時(shí)再次手術(shù)。近年來(lái),經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置換術(shù)和瓣周漏修補(bǔ)術(shù)在世界范圍內(nèi)逐漸開(kāi)展,相關(guān)研究及證據(jù)資料有限,有待進(jìn)一步關(guān)注。

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    2017-01-08)

    (編輯:常文靜)

    100730 北京市,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 麻醉科

    王瑾 住院醫(yī)師 博士 主要從事臨床麻醉研究 Email:wangjin05@163.com 通訊作者:敖虎山 Email:aohushan@sina.com

    R54

    A

    1000-3614(2017)07-0711-03

    10.3969/j.issn.1000-3614.2017.07.024

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