崔金帅1，晁文晗1，高秉仁2，柳德斌2

1. 兰州大学第二医院（兰州 730030）

2. 兰州大学第二医院 心外一科（兰州 730030）

通信作者：柳德斌

关键词：全根置换术；保留瓣膜的主动脉根部置换术；个性化的主动脉根部外部支持

引用本文：崔金帅, 晁文晗, 高秉仁, 柳德斌. 主动脉根部疾病手术选择的研究进展. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(5): 504-508. doi: 10.7507/1007-4848.201808013

摘要

一直以来复合带瓣血管的全根置换术（TRR）成为了大多数主动脉根部疾病的治疗标准。但随着技术的进步，人们对主动脉根部解剖及血流动力学的了解加深，保留瓣膜的主动脉根部置换术（VSRR）和个性化的主动脉根部外部支持（PEARS）应运而生。根据不同的主动脉根部疾病选择合适的术式尤为重要。评估这三种手术方式时，必须以夹层的治疗与预防为主并且要平衡患者的短期获益和长期风险。本文就主动脉相关疾病及手术的选择问题上加以概述。

正文

主动脉根部疾病中以 Standford A 型夹层最为凶险，升主动脉瘤最为常见，全根置换术（TRR）成为解决此类问题的大多数选择。当 TRR 给我们带来希望的同时也带来了一些出血或者血栓的不良并发症，以及长期服药、妊娠等问题严重影响着人们的生活[1]。然而像一些单纯主动脉根部瘤、马方综合征（MFS）、Loeys-Dietz 综合征（LDS）等有着良好瓣膜结构的患者来说选择保留瓣膜的主动脉根部置换术（VSRR）或者个性化的主动脉根部外部支持（PEARS）成为最近的研究热点。越来越多的人倾向于根据病情的实际情况来选择“合适”的手术方式，而非以往的“标准”术式[2]。

1 主动脉根部解剖及血流动力学变化

主动脉根部指的是窦管交界与主动脉瓣环之间的范围，这包括主动脉瓣环、主动脉窦和窦管结合部。主动脉瓣环上附着有 3 个半月形的瓣膜，成为主动脉瓣，按位置可分为左半月瓣、右半月瓣和后半月瓣。而半月瓣与主动脉壁之间的袋状间隙又被称为主动脉窦，根据瓣膜的位置又将主动脉窦分为左窦、右窦和后窦。左右冠状动脉开口就分别位于左窦和右窦内，瓣膜游离缘以上。

主动脉瓣瓣叶的开放和关闭受解剖结构和血流动力学变化的影响，心室收缩主动脉瓣开放时，主动脉窦内血液形成小涡流，这不仅有利于防止瓣膜贴壁（减轻组织疲劳和优化瓣叶力学），还可以保障冠状动脉的血流供应[3]。四维主动脉根部动力学研究[4]表明：在心动周期中，主动脉根部容积平均增加 33.7%±2.7%，在射血前增加 36.7%±3.3%。基部的扩张从等容收缩期就开始，最后延续到窦管交界处。在射血的前 1/3 期间，主动脉根部达到最大扩张，然后直到舒张中期减到最小，在舒张末期期间，主动脉根部体积重新扩张 11.3%±2.4%。因此，这足以说明主动脉根部血流动力学及弹性变化的复杂性，显然，对于移植血管来说是没有足够的顺应性来模仿天然动脉组织的弹性力学特征[5]。

2 复合带瓣血管 TRR 的临床应用

TRR 一般包括生物瓣带瓣血管置换术（Bio-Bentall）和机械瓣带瓣血管置换术（Bentall）。1968 年 Bentall 等[6]首次描述了在具有瓣环扩张的升主动脉瘤的情况下行完全置换主动脉瓣和升主动脉的技术，并且同时移植左右冠状动脉。经过几十年的发展和改进，Bentall 手术因其标准化程度较高也易于被掌握的优点已经成为大多数主动脉根部疾病的常规处理方式之一。根部组织累及广泛的 Standford A 型夹层、合并严重的结缔组织疾病（MFS、LDS 等），几乎任何主动脉根部疾病 Bentall 手术都可适应[7]。而对于一般状态良好的高龄患者来说，遵循国际指南 Bio-Bentall 手术也是很好的选择[8]。

然而，对于 Bio-Bentall 和 Bentall 术式的研究对比发现：两者 1 年、5 年生存率方面和瓣膜相关并发症、健康相关的生活质量评分没有显著差异[9]；而紧急手术和冠状动脉粥样硬化性心脏病会对短期结果产生重大影响，并且冠状动脉疾病、高龄、退行性病因、血栓、出血等是患者长期存活的独立危险因素[10]。动物实验表明[11]：老年人主动脉组织明显强于 6～9 个月龄猪主动脉组织，人的主动脉根部和窦部组织基本都有相似的硬度，而猪的主动脉根部和窦部硬度不均，从生物机械力学的角度来看猪的主动脉瓣膜和老年人之间是存在差异的。所以在瓣膜类型上还是要根据患者本身条件（年龄、是否合并基础心脏疾病等）以及医疗条件（患者较高的依从性、规律复查抗凝指标等）做出合适的选择。

3 VSRR 的临床应用

因为 Bentall 手术后患者存在终生口服抗凝药物的问题，并且出血或者血栓的风险将伴随一生，Bio-Bentall 手术后瓣膜退化的问题也不可避免，对于一些年轻患者（特别是有生育需求的女性），生活质量将受到严重的影响[1]。VSRR 手术的出现很好地解决了这个问题，20 世纪 90 年代相继出现了主动脉根部再植术（David 手术）[12]和主动脉根部重塑术（Yacoub 手术）[13]。VSRR 手术发展到今天已经从 DavidⅠ型演变到了 DavidⅤ型手术，实际上 DavidⅣ型和Ⅴ型手术都是从最初的根部再植（DavidⅠ）技术发展而来的，而 DavidⅢ型手术是从最初的主动脉根部重塑（Yacoub 手术）技术改进发展而来的[14]。虽然 VSRR 手术比 TRR 手术更为复杂，技术要求更高，但是更具个性化的 VSRR 手术还是给现代心脏外科的发展提供了更多的选择机会。VSRR 具有更低的术后并发症发生率及死亡率，尤其在生活质量上具有优越性。超过 10 年的随访过程当中，大多数的患者主动脉瓣的功能保持了良好的稳定性[15-16]。无论基础病理学如何，瓣膜保留不仅有良好的生存率以及瓣膜耐久性，相对于 Bentall 手术或 Bio-Bentall 手术可以降低心室肥厚的发生率，防止心室重塑[17]。

3.1 VSRR 手术在 A 型主动脉夹层中的应用

Standford A 型主动脉夹层是最凶险的临床急症之一，尤其在正常组织被水肿和血肿严重破坏的 A 型主动脉夹层中，VSRR 手术操作极其具有挑战性。根部再植术可将主动脉根部的主动脉瓣环水平全部套在人工血管当中，因此可能避免主动脉瓣环远期扩张，而早期的根部重塑技术用于 A 型主动脉夹层时有非常高的失败率。但随着根部重塑技术的进步改良也慢慢被人们所接受[18]：对于涉及主动脉根部的 A 型主动脉夹层不仅耐久性出色，还因其保持了良好的主动脉窦部解剖结构而术后血流动力学相对稳定，具有良好的术后早期表现。

大量研究[19-20]表明：当 A 型主动脉夹层患者的内膜撕裂延伸到 Valsalva 的非冠状窦，是不会影响主动脉瓣环或瓣叶，其中 A 型主动脉夹层中累及非冠状窦也是最常见的类型，其次是右侧和左侧。因此，若 A 型主动脉夹层患者主动脉瓣环正常且冠状动脉口没有移位时，部分主动脉根部重塑对大多数患者来说已经足够，部分主动脉根部重塑的早期和中期结果是有利的，不仅恢复了瓣膜的功能还能保持瓣膜的耐久性[21]。根据本中心的手术经验来说夹层所涉及的内膜都要彻底清除，并且要特别注意根部重建过程中瓣叶的形态，远期瓣叶脱垂引起来的主动脉瓣反流也时有发生。

3.2 VSRR 手术在 MFS 中的应用

MFS 是较为少见的显性遗传性结缔组织疾病，其中以累及主动脉的病变最为严重。其主动脉瓣是否需要保留的问题是存在争议的，20 年前就有许多外科医生认为 VSRR 手术不应该用于 MFS 患者，因为 MFS 患者的主动脉瓣、主动脉壁等组织免疫荧光检查中显示碎裂的纤维蛋白原[22]。早期的研究支持 Bentall 手术长期生存率以及避免再次手术率都优于 VSRR 手术，但近几年的研究对比发现 Bentall 手术和 VSRR 手术两者均具有良好的晚期存活率，并且 VSRR 术后血栓栓塞和出血事件明显会减少（P=0.03）[23-24]，这可能和现代医学的进步更能早期发现 MFS 有关。伴有主动脉瓣环扩张的 MFS 患者 Yacoub 技术虽然比 David 技术功能上优越，但是耐久性相对要差一些，最终主动脉瓣的是否保留和技术的选择还是要由瓣膜的质量来决定[25]。

VSRR 手术后的 MFS 患者虽然有着不错的生存率，但是远期并发主动脉夹层是不能忽略的问题，不合适的移植物替代升主动脉可能会导致主动脉弓和近端降主动脉的压力增加，VSRR 术后导致整个主动脉的峰值速度增加已经得到初步证实[26]。预防性主动脉根部手术即使可以降低整体不良事件的发生率，也不能保证预防进一步主动脉夹层的发生[27]。这表明整个主动脉都受 MFS 的影响，并且应该意识到所有的手术都是对这种疾病的“姑息性”治疗。术后积极使用包括 β 受体阻滞剂、氯沙坦等抗高血压药物治疗对于进一步的主动脉灾难性疾病有重要的预防作用[28]。值得提出的是：外科治疗带来巨大益处的同时，强调多学科的治疗随访对于改善 MFS 患者的预期寿命是非常必要的。

3.3 VSRR 手术在主动脉二叶瓣畸形（BAV）中的应用

BAV 也是一种遗传性疾病，即使是在主动脉瓣表型正常的 BAV 患者的一级亲属当中也普遍存在主动脉根部扩张（32%）[29]。BAV 和 MFS 主动脉病变具有共同的组织病理学发现，包括动脉内侧壁变性、基质金属蛋白酶活性增加和主动脉壁中纤维蛋白-1 降低，有发生升主动脉瘤的风险[30]。对于瓣叶良好的 BAV 患者 VSRR 手术是可行的，因为二叶和三叶主动脉瓣患者的避免再次手术率差异无统计学意义（P=0.31），而且 VSRR 手术也可有效避免瓣膜置换相关的不良并发症，但接受瓣叶修复的患者会因为修复后瓣叶的脱垂和严重的主动脉反流使再次手术率显著增高（P<0.001）[31-32]。Bavaria 等[33]却有不一样的观点：即使在主动脉反流严重（P<0.05）且瓣膜需要修复的 BAV 患者中，VSRR David Ⅴ 技术也提供了二叶和三叶主动脉瓣患者优异的中期结果，显然，在近几年的实际临床工作中良好的瓣膜修复技巧会大大减少术后瓣叶脱垂和反流的发生。

3.4 VSRR 手术在 LDS 中的应用

早在 20 世纪初期，LDS 被证实是由转化生长因子-β（TGF-β）受体（TGFBR1 和 TGFBR2）基因突变导致的遗传性结缔组织疾病[34]。最近发现 LDS 与 TGF-β 受体，TGFB2 和 TGFB3 以及 TGF-β 途径的细胞内下游效应物 SMAD2 和 SMAD3 具有密切的联系，这清楚地表明 LDS 是具有广泛表型的遗传疾病[35]。根据其表型的严重程度可分为两种类型，Ⅰ型患者临床表现明显且Ⅰ型患者比Ⅱ型患者具有进展更快的广泛侵略性主动脉疾病，所以常常于儿童或青少年时期就需要进行主动脉手术治疗[36]。

考虑到年轻患者 Bentall 术后长期抗凝的血栓和出血的风险，现 VSRR 手术方式已成为首选。Patel 等[37]报道了 52 例采用 VSRR 手术后良好的中期结果，10 年生存率为 88%，而 Yamauchi 等[38]报道的 LDS 患者 VSRR David Ⅴ 术后的 5 年生存率为 100%。但因术后主动脉瓣反流或动脉瘤复发等原因需要再次手术的发生率却很高，尤其是存在严重 LDS 亚型的患者[39]。和 MFS 类似，对于 LDS 这种具有侵袭性表现的心血管类疾病而言，长期的随访和复查至关重要。

3.5 VSRR 手术在老年性主动脉根部瘤中的应用

在老年主动脉根部瘤患者中，VSRR David Ⅴ 技术虽然比 Bio-Bentall 手术更具有挑战性，但是其术后住院时间更短（6 dvs. 8 d，P=0.038）和术后血流动力学更稳定（主动脉跨瓣压差 6 mm Hgvs. 11.4 mm Hg，P=0.001），并且避免了潜在的与抗凝相关的并发症[40]。VSRR David Ⅴ 对比 Bio-Bentall 7 年生存率（82.4%vs. 83.0%，P=0.53），7 年避免再次手术率（97.4%vs. 95.8%，P=0.48），7 年无中重度主动脉瓣关闭不全（98.1%vs. 100.0%，P=0.47）在各组之间相似，所以 VSRR 手术是老年主动脉根部瘤患者 Bio-Bentall 手术的有效替代方案[41]。

主动脉瓣环的扩张（<25～28 mm）是主动脉根部瘤术后远期失败的危险因素，所以在保证良好窦部生理环境的同时进一步加强瓣环的稳定性成为最近研究的热点，主动脉瓣环加固成形与主动脉根部重塑的结合取得了不错的临床效果，尤其是在治疗老年性主动脉根部瘤方面[42]。即使是在术前主动脉瓣环直径更大的患者当中，重塑加主动脉瓣环成形技术也提供了良好的生存率和避免再次手术率，中期效果与单纯 David 技术有非常好的可比性[43]。

3.6 VSRR 手术在其他心血管疾病中的应用

在技术条件允许的情况下，主动脉瓣良好的弓缩窄升主动脉瘤患者实施主动脉旁路移植术加 VSRR 手术的成功，为以后伴有缩窄的主动脉根部瘤患者提供了新方向[44]。大动脉转位手术（ASO）后约 5%～22% 的几率并发主动脉瓣关闭不全导致的反流和进行性主动脉根部扩张，并且可能随着时间的推移而增加。Yoneyama 等[45]报道了 1 例 ASO 术后成功实施了瓣膜保留手术的患者，但因其随访时间很短，这项技术的长期耐久性尚不清楚。所以在复杂心血管疾病方面 VSRR 应该还处于技术初期阶段，虽然有着成功的案例，但是总体来说尚不成熟。

4 PEARS 的临床应用

升主动脉纵向应力增加是 A 型主动脉夹层发生中的危险因素之一，结合 3D 技术开发的 PEARS 手术在预防主动脉夹层和扩张方面已经初见成效。在减少主动脉纵向应力方面 PEARS 效果显著，在随访对比研究中发现不仅可以减少主动脉根部纵向应力，还可以保持主动脉弹性[46]，并在生物力学实验中被证实可以降低主动脉纵向应力高达 52%[47]。

在我们所了解到的遗传性疾病当中，MFS、LDS 等大都具有并发主动脉根部瘤和主动脉夹层的危险，与 TRR 和 VSRR 这些治疗性手术不同的是 PEARS 旨在预防主动脉根部扩张，就其性质而言，这可能不适用于主动脉夹层患者。早期由于包裹体脱位导致的主动脉壁受到侵蚀导致冠状动脉疾病和瓣膜周围渗漏而再次手术，显示出涤纶包裹物需要安全的锚固和良好的贴合，才能避免 PEARS 以外的动脉血管病变[48]。近些年工艺和技术的进步，PEARS 使用的材料和主动脉根部贴合紧密并且融合在一起，不会发生扩张和迁移也没有任何炎症或内侧坏死的迹象，并且已经在动物实验中得到了证实[49]。30 例使用 PEARS 的 MFS 患者接近 10 年随访发现，没有死亡或脑血管、主动脉瓣或瓣膜相关不良事件，也没有发现主动脉夹层，明显优于 TRR 和 VSRR 的效果[50]，并且在婴幼儿复杂大血管疾病大动脉转位术后防止主动脉根部扩张有着出色的发挥[51]。

5 总结

不可否认 TRR 技术还正在被大多数人所接受，并且给我们带来了巨大的福祉，VSRR 技术也正在逐渐成熟，慢慢地被人们所熟知，PEARS 更是展现出了良好的前景。优势技术的整合和改良会使未来主动脉根部疾病手术选择更加人性化。