主动脉瓣二瓣化畸形.pdf

1 主动脉瓣二瓣化畸形 国家心血管病中心 阜外医院 董超 主动脉瓣是心脏内的四组瓣膜之一，它位于左心室流出道末端与主动脉交界处，其作用恰如一个单向阀门，能够让血液在收缩期被从收缩状态的左心室顺畅地排入压力较低的主动脉，而在舒张期阻止已被排出的血液从压力高的主动脉倒流回已进入舒张状态的左心室，保证血液随心脏的收缩逆压力阶梯流动。主动脉瓣叶的总重量只有不到 1 克，总瓣叶面积在 1,000 mm2左右，瓣叶菲薄。瓣叶完全开放时瓣口的面积一般在 4 cm2，在不同生理状态下，每分钟无阻力地通过5-10 公升血液，而且要保证在舒张期 100-60 mm Hg 的压力下没有漏血，每分钟开关 60-100次，每天 24 小时，每年 365 天，从出生前开始直至生命结束（总共大约在 25 亿到 30 亿次）。主动脉瓣能够长久地正常工作，当然首先应该质量上没有问题。有些结缔组织疾病（如马凡氏综合征）会导致主动脉瓣叶的“质地”不良，当然也就不能长时间正常工作。其次，主动脉瓣的工作环境要好，通过它的血流应该非常平顺，没有湍流。当主动脉瓣叶不是最佳形态时，通过它的血液流场就会出现异常，而这些异常的血流会对瓣膜造成持续的伤害。图 1 正常的主动脉瓣和畸形的主动脉瓣 正常的主动脉瓣是由三个等大小的瓣叶构成，此形态被称为三瓣化。就主动脉瓣所处的环境和其功能而言，这种等大小的三瓣化是最优结构。人的心脏在胚胎发育过程中会出现少数主动脉瓣非三瓣化的异常情况，如单瓣化、二瓣化或四瓣化（图 1，图 2）。主动脉瓣结构的异常带来的结果有两个，一是主动脉瓣功能的异常，或者不能在血液流出左心室时完全开放（即瓣口狭窄），或者不能在左心室舒张时完全关闭（即瓣膜关闭不全），或者将兼而有之（狭窄合并关闭2 不全）；二是不良的血液流场。湍流和涡流使主动脉瓣受到损伤，过早出现瓣叶脱垂、钙化，或者发生感染。图 2 正常主动脉瓣叶与二瓣化主动脉瓣叶的工作状态 先天性主动脉瓣畸形中，绝大多数是主动脉瓣二瓣化（Bicuspid Aortic Valve,简称 BAV）。根据美国 2002 年一项综合了自 1955 年以后 62 篇有关先天性心脏畸形发病率的统计文章，BAV在活产婴儿的发生率为 13.6，远高于其他需要治疗的先天性心脏畸形的总和（6）。男性明显多于女性（3-4:1）。其他中等以上严重程度的先天性心脏畸形往往在婴幼儿期或儿童期就需要治疗。与此不同，多数 BAV 病人到了成人阶段才需要治疗。实际上，大多数 BAV 病人在生存期内都需要接受某种形式的治疗。尸检结果显示，到 70 岁时，只有 20%的 BAV 个体其主动脉瓣功能仍维持正常。30%的病人会发生严重合并症。病人一生中发生感染性心内膜炎的比例是 30%，Stanford A 型主动脉夹层的发生率是正常人群的 10 倍。在发达国家，大约一半的成人和四分之三的儿童重度主动脉瓣狭窄都源自 BAV。这一畸形在人群中造成的并发症、死亡和医疗负担超过了其他先天性心脏畸形的总和。北美地区两个大组病人的随访结果显示，心血管事件发生率：平均44 岁的一组病人是 25%，平均 52 岁的是 40%；接受心脏外科手术比例：随访 9 年的是 22%，随访 20 年的是 27%；如果有年龄大于 30 岁、中度及以上的主动脉瓣狭窄、中度及以上的主动脉瓣关闭不全这三者中的任意两项，随诊 10 年时病人首次发生心脏事件的可能性在 65%左右。在 95%的二瓣化的主动脉瓣，其两个瓣叶的大小是不对称的，只有约 5%的病人，其两个瓣叶大小相等，即所谓“真二瓣化”。在非对称的二瓣化中，80%为左冠瓣和右冠瓣融合，形成一个大瓣，其余病人是右冠瓣与无冠瓣融合，左冠瓣与无冠瓣融合者很少。在非对称的二瓣化中，3 75%的病人大瓣内有一个“脊”（图 3）。另外，BAV 还可能合并其他心脏畸形，如主动脉缩窄、主动脉弓中断、室间隔缺损和肺动脉瓣二瓣化。图 3 二瓣化时瓣叶融合情况 BAV 的发病有家族倾向，有调查显示，当家族中患此疾病的人数大于 1 人时，此些家族的主动脉瓣疾病发生率为 24%。临床研究也表明，BAV 病人的一级亲属中，此病的发生率为 9%。故美国心脏病协会关于成人先天性心脏病的指南中建议对 BAV 病人的一级亲属进行超声心动图筛查。BAV 的临床表现变化较大，从出现心衰的患有重度主动脉瓣狭窄的新生儿到无症状的被查出有严重瓣膜病或主动脉病变的老年人，症状差异很大。但主动脉瓣疾病的基本症状应该有三个。一是活动后心慌气短，不能从事与自己年龄相当的体力活动；二是心绞痛，即活动、饱食、情绪激动、寒冷等诱发的前胸、后背、颈前部或左上肢的发作性闷痛，当诱发因素消失时，症状随即自行缓解；三是发作性、短暂的意识丧失、昏厥、黑曚。如果病人有此三种症状中的任意一种，且能够除外其他原因，无论是主动脉瓣狭窄还是关闭不全，都应该尽早接受手术。现代的超声诊断技术已经能够发现 BAV 导致的胎儿重度主动脉瓣狭窄。在胎儿期，由于其循环的特点，右心室可以承担全身的循环负荷，但孩子出生后左心负担立即加重，心脏功能就可能受到损害。在儿童，由于植入的人工瓣膜不能随孩子体格发育而生长，且此时的主动脉瓣往往没有钙化，故多数医生认为主动脉瓣球囊扩张术是首选治疗措施。球囊扩张术的手术指征有：1.出现症状；2.无症状，但跨主动脉瓣压差大于 60 mm Hg；3.无症状，压差大于 50 mm Hg 且有心4 电图 ST-T 改变或经常参加体育运动。如果球囊扩张后出现严重的主动脉瓣关闭不全，则可能需要进行换瓣手术。成年人 BAV 导致的主动脉瓣狭窄一般是由于瓣叶钙化所致，这种病变的起因是内皮细胞受损、炎症反应、脂蛋白沉积等。主动脉瓣硬化出现的年龄通常在 20 岁左右，钙化出现的年龄在40 岁左右。病变是进行性的，跨瓣压差大约每十年增加 20 mm Hg，明显快于那些三瓣化的主动脉瓣狭窄。心脏其他部位进行手术时，对于合并的 BAV，如果有轻度狭窄，就应该积极换瓣，因为这种狭窄会在比预期更短的时间内迅速加重。如果病人有吸烟、高血压或高血脂，跨瓣压差增长会更加迅速。因此，应该强烈建议那些 BAV 病人戒烟、控制血压和血脂。年龄是主动脉瓣狭窄程度进展的最重要的因素，即年龄越大，狭窄程度越重。妊娠会加快 BAV 病人主动脉狭窄的发展进程。成年 BAV 合并主动脉瓣狭窄的病人，经皮球囊扩张的严重并发症发生率通常在 10%左右，且效果一般仅维持 6-12 个月，故这种病人不应该接受这种治疗。重度主动脉瓣狭窄药物治疗的效果极为不好。美国的一组病人，重度主动脉瓣狭窄，因各种原因未能手术，随访结果，2 年的无心脏事件存活率只有 36%，6 年时为 3%。目前出现了一种新技术，经导管植入主动脉瓣。其疗效优于药物治疗，但明显劣于传统的主动脉瓣替换，且费用巨大（30 万至 40 万元人民币），仅仅适合那些身体情况极差、合并症多、手术风险太大的高龄病人。主动脉瓣关闭不全在 BAV 中的发生率不同研究的结果出入较大。一组外科手术标本中，纯粹主动脉瓣关闭不全的比例为 13%。北美的两大组报道，一定程度的主动脉瓣返流的发生率分别为47%和 21%，最终需要手术干预的比例分别为为 3%和 6%。这些病人大多是青年男性（男女比例约 10:1），瓣叶组织多，往往合并瓣叶脱垂。主动脉瓣关闭不全的原因，有可能是瓣叶自身病变，也有可能是主动脉根部扩张、主动脉瓣环扩大所致。当然，BAV 发生感染性心内膜炎，致病微生物和局部炎症可以损坏主动脉瓣，导致主动脉瓣关闭不全。成年 BAV 病人有大约一半合并主动脉扩张。主动脉病变是 BAV 的一个重要部分，它包括主动脉扩张、主动脉瘤和主动脉夹层。无论儿童还是成年病人，BAV 病人的进行性主动脉扩张较三瓣化主动脉瓣病变的病人更常见。以往的观点认为，主动脉病变的原因与主动脉瓣上方的异常血流有关，包括主动脉瓣关闭不全时显著增强的血流冲击和主动脉瓣狭窄时的高速血流导致的狭窄后扩张（图 4）。但现今的研究结果显示，主动脉壁的组织结构异常是这种病变的更主要的原因，理由如下：1.瓣膜功能正常的 BAV 病人，其主动脉根部和升主动脉的直径大于瓣膜功能正常的主动脉瓣三瓣化的人；2.二瓣化病人的升主动脉壁组织可以见到比三瓣化更多的病变；3.二5 瓣化病人主动脉壁原纤蛋白数量减少，原先蛋白降解酶数量增多；4.二瓣化病人主动脉瓣替换后仍然能够发生升主动脉扩张，三瓣化的病人则不然；5.主动脉瓣与升主动脉在胚胎发育中均来自神经嵴的细胞，这些细胞的异常当然有可能导致其分化出的器官都存在异常。如果主动脉病变与BAV 的关联的确存在，外科治疗就应该反映出这种关联。BAV 病人主动脉夹层的发生率大约 5%，而 Stanford A 型夹层病人中 BAV 的发生率是15%。BAV 病人出现夹层的平均年龄也比主动脉瓣三瓣化的病人早 10 年。另外，主动脉夹层常常发生于瓣膜功能正常的 BAV 病人，特别是当这些病人同时合并有主动脉缩窄时。部分接受了主动脉瓣替换的病人也会在非前次手术主动脉切口的部位发生主动脉夹层。图 4 升主动脉瘤 对 BAV 病人进行主动脉瓣替换手术的指征与一般主动脉瓣病变相同。但对于合并的主动脉扩张，应采取较为积极的处理。美国心脏协会现行的瓣膜病指南中建议，BAV 病人如果主动脉根部或升主动脉的直径超过 50 mm，或者年增长速度大于等于 5 mm，就应该接受升主动脉或主动脉根部修复或替换手术；如果病人因为主动脉狭窄或关闭不全接受主动脉瓣替换手术，同期进行升主动脉或主动脉根部修复或替换手术的阈值是 45 mm。加拿大的一组病人，如果首次主动脉瓣手术时升主动脉直径正常，其 15 年时主动脉瘤、主动脉夹层或猝死的免除率是 86%。如果主动脉直径为 40-44 mm，免除率降为 81%，45-49 mm 时仅为 43%。在替换主动脉瓣的同时替换主动脉，对任何一个心脏外科医生来说，无论他的经验多么丰富，技术多么精湛，都仍然会增加病人的手术风险。当然，对于有发生主动脉夹层危险的病人做择期主动脉手术，其收益是明显的，免除主动脉夹层这一严重疾病（非手术治疗，发病 2 天时的死亡率接近 50%，2 周时为 75%）的代价是略高于常规手术的死亡率。另外，如果病人主动脉瓣替换手术后发生主动脉瘤或夹层，再次手术替换主动脉根部和升主动脉的手术难度就要大很多，6 当然手术风险也相应高很多，这在急诊手术时尤为明显。阜外医院 1996 年 10 月至 2008 年 12月间为主动脉根部瘤、升主动脉瘤或/和升主动脉扩张的病人进行的择期主动脉根部或/和升主动脉替换 706 例，手术死亡 10 例（死亡率 1.4%），同期因 Stanford A 型夹层进行的急诊主动脉根部或/和升主动脉替换 246 例，手术死亡 18 例（死亡率 7.3%）。差异是巨大的。对于 BAV 病人进行主动脉瓣替换，绝大多数医生采取的方法是植入机械瓣或生物瓣（支架生物瓣或无支架生物瓣）。对于合并主动脉病变的病人，标准的方法是主动脉根部替换（Bentall 或Carbrol 手术）或主动脉瓣替换加升主动脉替换（Wheat 手术）（图 5）。手术后长期的随访结果令人满意。图 5 不同手术示意图 这里特别要说的是同种自体肺动脉瓣移植术。这种手术是将自体的肺动脉瓣及主肺动脉完整取下，移植到主动脉根部，用同种异体肺动脉替换自体肺动脉的缺失，即所谓的 Ross 手术（图5）。有关这个手术的争论非常激烈，无论是在医生还是在病人当中。如果有兴趣，你可以访问一下美国心脏协会的 Ross 手术论坛。这种手术的优势在于主动脉瓣是活的自体组织，可以生长，抗感染能力强，且不需要华法林抗凝。它的问题是部分病人手术后出现新主动脉根部的进行性扩张。另外，异体肺动脉移植物不具活性，手术会出现异体肺动脉钙化，必须多次接受肺动脉瓣手术，将一个瓣膜（主动脉瓣）的问题变成了两个瓣膜（主动脉瓣加肺动脉瓣）的问题。另外，这个手术非常复杂，仅有少数医生能够熟练掌握。目前大多数医生认为，Ross 手术适用于小儿和严重感染的病人。由于主动脉与肺动脉的胚胎来源相同，在 BAV 的病人肺动脉瓣二瓣化的发7 生率也比较高，同时肺动脉壁有类似主动脉壁的病变。BAV 病人冠状动脉变异（右冠状动脉开口位置变异、左主干短小、右冠状动脉细小）多发上述两个因素对 Ross 手术极为不利。主动脉瓣二瓣化畸形对心脏功能损害大，可以导致心脏功能损害、猝死、主动脉瘤和主动脉夹层。超声心动图检查对这种疾病诊断的敏感性和准确性都很高，且这项检查对人体没有创伤，可以反复进行，一般医院和稍加训练的超声科、心内科医生都可以进行，检查费用也便宜，所以说这种畸形的发现是不困难的。只要发现疾病的存在，就可以选择在病情需要的时候进行治疗，从而防止不可逆的心功能损害、猝死和主动脉夹层的发生。BAV 病人，如果瓣膜功能正常，同时不合并主动脉病变，定期复查超声心动图的时间不应该超过两年。如果有任何异常，则不能超过一年。外科医生在治疗这种疾病时，决不能简单地将其按照单纯主动脉瓣疾病进行处理。