儿童肺动脉高压的诊断与药物治疗现状
2017-01-12李亚平吴炳祥
李亚平,吴炳祥
儿童肺动脉高压的诊断与药物治疗现状
李亚平1,吴炳祥1
肺动脉高压(PAH)是多种临床疾病发展的最终阶段,因其高患病率及死亡率而备受关注。可能是人们对该病认识的提高或该病的患病率的增加,目前因PAH住院的儿童患者越来越多[1]。虽然儿童与成人的PAH有许多相似之处,但儿童具有特殊肺血管的生理病理改变,其发病机制、临床分类及治疗方法均与成人有所不同。目前关于PAH的诊断、分类、治疗及预后的实验研究人群几乎是成人,儿童PAH的诊断与治疗的实验资料有限,且存在一定争议。本文着重阐述目前儿童PAH的诊断与药物治疗现状。
1 定义
儿童PAH定义为年龄>3个月,平静呼吸时由右心导管检查测得肺动脉平均压(mPAP)≥25 mmHg[2]。在子宫内胎儿PAP与肺血管阻力(PVR)均处于较高水平,新生儿出生时存在生理性PAH,在出生后最初几个月内PAP逐渐下降,至出生后3个月PAP水平与成人相似。但由于出生后受多种因素影响,使其由胎儿循环状态向成人循环状态过渡时发生障碍(常见病因有:先天性心脏病、先天性横膈膜疝、肺支气管发育不良、新生儿呼吸窘迫综合症及胎粪吸入综合症等),使PAP未降至正常水平。即使PAP降至成人水平,但其体循环压力也明显低于成人,且在同一mPAP水平下,不同的PVR的先天性心脏病患儿的预后也有很大差异。所以仅根据mPAP来定义儿童PAH是不准确的,在2011年Panama肺血管研讨会上指出即使mPAP<25 mmHg,若肺血管阻力指数(PVRI)≥3 wood单位或跨肺压>6 mmHg亦可诊断为儿童PAH。许多儿科临床医生在诊断儿童PAH时也把PVR与体循环阻力之比考虑进去[3,4]。
2 分类
2015ESC将肺高血压分为五类,其中第一大类PAH包括特发性PAH、遗传性PAH以及儿童常见的先天性心脏病相关性PAH,也包括新生儿持续性PAH。但考虑到儿童特殊的心肺血管发育特点,儿童PAH的发病机制与成人有所不同,一些学者提出以下儿童PAH分类方法:①特发性PAH;②先天性心脏病相关PAH;③结蹄组织病相关PAH;④慢性肝病相关PAH;⑤HIV感染相关PAH;⑥药物性PAH;⑦遗传性出血性毛细血管扩张相关PAH;⑧甲状腺疾病相关PAH;⑨肺静脉闭塞症或肺毛细血管瘤;⑩其它[5]。其中儿童特发性PAH约占儿童PAH患者35%~60%,预后差,死亡率高,该类疾病常见症状为劳累性呼吸困难和晕厥。而儿童先天性心脏病相关PAH占其24%~52%,其诊断与治疗与其它类型的PAH有所不同,除手术前后的靶向药物治疗外,诊断还主要涉及心导管检查和急性肺血管扩张试验(AVT)。所以掌握儿童PAH的临床症状和各项检查手段的特点对于诊断很重要。在中国,没有全国或多中心有关儿童PAH的注册研究。以上分类是否适用于临床仍需进一步实验研究证实。多个医疗中心也在寻求更优的分类方法。
3 诊断
PAH在早期阶段很难被发现,通常从初发症状到明确诊断长达1~2年。虽然在不同年龄人群发病症状多样,但最终的结果都是组织乏氧和心输出量减少[6]。新生儿通常出现的症状是发绀、呼吸急促、心动过速和/或者发育迟缓。随着年龄的增长,逐渐表现出活动后呼吸困难、疲劳、胸痛、生长发育迟缓和/或右心功能不全等。由于症状特异性低,儿童PAH在诊断之前经常被误诊为哮喘、癫痫或迷走神经性晕厥等。所以儿童PAH的最初诊断必须是由专业且经验丰富的医疗中心根据患者病史、体格检查及相关检查综合评估。常用的检查手段有超声心动图、右心导管检查、心脏磁共振和生物标志物等。
鉴于心导管检查存在一定风险,多普勒超声心动图是诊断和随访最好的无创性检查方法。在不合并肺动脉瓣狭窄和右室流出道梗阻时,通过三尖瓣反流速度估测出的右心室收缩压作为PAP[6]。且通过测定体循环压力来计算出PAP与体循环压力比值。虽超声心动图与磁共振检查相比人为主观性较大,准确性较低,但由于操作简单方便,超声仍是临床初步筛查和随访时的重要检查手段。
右心导管检查是PAH诊断的金标准,也可评估疾病的严重程度,监测治疗效果及指导调整治疗方案。除危重患者外,PAH患者靶向治疗之前均应行右心导管检查。患儿在治疗3~6个月或者病情加重时建议复查右心导管检查[3]。在无禁忌症的情况下右心导管时均应行AVT。儿童AVT阳性指征:① 心排血量增加或不变时,mPAP下降幅度>10 mmHg,且<40 mmHg;②在心排指数降低或不变时,且PVR与体循环阻力比值减小或不变时,mPAP下降>20%。REVEAL研究显示:北美洲地区儿童PAH患者AVT阳性率达30%~50%,而英国和荷兰地区儿童PAH患者AVT阳性率与成人一样,仅10%[7-9]。不同地区、人群的差异性较大,所以儿童多长时间进行一次AVT试验目前尚存争议。大部分先天性心脏病患儿在手术修补之前无需行右心导管检查,但合并严重PAH的患儿在行手术之前行AVT,当PVRI下降到6-8WU.m2或者PVR与体循环血管阻力比值<0.3时,可考虑行外科修补手术[10-12]。
随着技术的进步,磁共振显像(MRI)越来越成为诊断和评价心血管疾患的重要手段。心脏MRI可以评估心室大小、功能、两心腔容积、肺血流量等,但对于连续、频繁的随访监测心脏超声更适合[13,14]。尽管目前MRI评价PAH还不能代替右心导管检查术,但是MRI介导的右心导管术联合技术即可明确诊断PAH又可避免传统右心导管术辐射危害,未来将有很大的发展空间。
6 min步行试验可估测儿童PAH患者的活动耐量。考虑到儿童的年龄、性别和腿长问题,目前尚没有规范化的6 min步行试验诊断标准[15]。尚无研究显示6 min步行试验与儿童PAH生存率的相关性。
已有研究发现脑钠肽(BNP)或N-末端脑钠肽前体(NT-proBNP)与儿童PAH预后呈负相关,可用于临床诊断与随访观察治疗疗效[16]。BNP>50 pg/ml或者NT-proBNP>300 pg/ml的PAH患儿的预后较差,死亡率高[17]。BNP可能成为肺支气管发育不良和先天性横膈膜疝相关的PAH的判断预后的生物标记物[18]。
4 药物治疗
伴有右心衰竭症状的儿童PAH患者建议给予洋地黄类强心药物和利尿剂,但应在临床经验丰富的医生密切观察中使用。抗凝药物不推荐用于儿童PAH患者,而特发性PAH患者例外,因为这类患者易出现高凝状态。经验推荐使用华法林时INR值应控在1.5~2.0之间。但抗凝治疗是否降低患者死亡率目前尚无研究。
目前,国际上常应用于成人PAH的药物包括钙离子拮抗剂(需AVT阳性)、内皮素受体拮抗剂、磷酸二酯酶-5抑制剂以及前列环素类似物等,但钙离子拮抗剂未被公认用于1岁以内的患儿,且在儿童PAH患者中其治疗效果也很有限。另外,儿童PAH患者的靶向药物的治疗效果的研究很少,多由临床经验和小样本的观察研究而来。治疗目标是扩张肺动脉、减轻临床症状。
4.1 磷酸二酯酶抑制剂 cGMP使血管平滑肌松弛。磷酸二酯酶(PDE)可使cGMP水解为GMP,从而降低细胞内cGMP水平使平滑肌舒张作用减弱。最常见的磷酸二酯酶-5-抑制剂,如西地那非和他达拉非。
西地那非已经公认可用12岁以上的PAH患儿。Barst等对年龄在1~17岁PAH患儿,随机,双盲,安慰剂对照,为期16周的研究发现:服用中等量和高剂量的西地那非的患儿WHO心功能分级、平均PAP和PVR均得到改善,但低剂量的西地那非治疗疗效并不明显[19]。然而试验显示长期服用高剂量的西地那非可明显增加PAH患儿的死亡率[20]。因此,目前一致认为应尽量避免使用高剂量西地那非,除非在可供选择的药物有限或密切观察的情况下。研究显示在右心室过渡伸缩的患者中发现磷酸二酯酶分泌增多,其抑制剂也可改善其伸缩,所以西地那非对右心室肥厚患者更加有益[2]。
他达拉非由于半衰期长,1/d,可增加患者依从性的特点成为最近研究的热点。针对51个患者的临床研究表明他达拉非在缓解临床症状、改善血氧及增加活动耐量方面比西地那非更好,且副作用小[21,22]。小儿用药并没有标准化的使用剂量,且他达拉非目前并未被FDA认可使用。
4.2 内皮素受体拮抗剂 内皮素-1(ET-1)是一种很强的血管收缩剂和细胞增殖的刺激物,通过与内皮素受体A、B结合发挥作用。波生坦是一种双重内皮素受体拮抗剂,是唯一被欧洲药品管理局认可应用在年龄≥2岁的PAH患儿身上内皮素受体拮抗剂。一项针对86例儿童患者,为期14周的波生坦单药治疗研究显示:波生坦能改善临床症状、增加活动耐量,2年生存率达91%[4]。也有研究显示波生坦在短期治疗内可明显改善儿童和成人PAH患者的WHO心功能分级和活动耐量,但1年之后儿童较成人更易出现治疗疗效下降甚至病情恶化的情况[23]。服药期间需要监测肝功,有2.7%的儿童(1~2岁)PAH患者和2.8%的大于12岁的PAH患者在治疗期间会出现肝转氨酶升高[24]。
安立生坦是内皮素A受体拮抗剂,一项针对38例儿童PAH患者的试验研究显示:安立生坦与波生坦均可降低患者mPAP和WHO心功能分级[25]。波生坦和磷酸二酯酶抑制剂联合使用可互相影响血药浓度,所以必需在密切观察下使用。而安立生坦与磷酸二酯酶抑制剂无药物之间的相互作用,只需每日一次,肝损伤小,所以在儿科的临床应用在逐渐增加。
马西替坦是从波生坦衍生而来的双向内皮素拮抗剂。与其它内皮素受体拮抗剂相比较,关于成人的研究显示它可提高与受体结合能力,增加活动耐量,药物之间的相互作用少见,无肝脏损伤,降低死亡率与发病率[2]。但关于儿童PAH患者治疗的相关研究很少,其在儿童患者中有很大的潜在作用。
4.3 前列环素类 前列环素是一种花生四烯酸代谢物,一种强效的血管扩张剂,通过环磷酸腺苷途径活化蛋白激酶A进而致平滑肌松弛。此外前列环素能抗血栓形成,抑制细胞增殖和抗炎作用。
依前列醇,第一个被FDA(美国食物药品管理局)批准用于治疗PAH的前列环素类药物,研究显示静脉应用依前列醇可改善特发性PAH和先天性心脏病导致的PAH患者的临床症状和血流动力学。静脉应用依前列醇建议从小剂量(2 ug/kg/min)开始逐渐增加直至最佳剂量,即出现副作用(恶心、腹泻、下颌痛、骨痛或头痛)前最大剂量。儿童最佳剂量一般在40~150 ug/kg/min,通常大于成人最佳剂量。一项针对儿童的研究显示静脉应用依前列醇4年生存率达94%,10年治疗成功率(定义为未死亡,未行心肺移植,未行房间隔造口术)达37%[26]。但其两个主要缺点是半衰期短和常温下性质不稳定。注意不能突然停药,因为可能导致部分患者病情恶化甚至死亡。
曲前列环素是一种可选择性的前列环素类似物,已经被食品药品监督局批准可允许静脉内、口服、吸入及皮下等方式使用。与依前列醇相比较,它的半衰期长,室温下性质稳定及副作用少等优点。曲前列环素能明显改善血流动力学、心功能分级和6 min步行距离等指标,在磷酸二酯酶抑制剂无效或波生坦、静脉使用依前列醇无效时可考虑使用曲前列环素[27]。吸入性的曲前列环素对系统的影响更小,也可在门诊使用,所以临床应用价值更大[28]。
伊洛前列素是前列环素类似物,是吸入性制剂。但需要每天吸入6~9次,对患者配合度要求较高,这对儿童患者来说较为困难。伊洛前列素代谢毒性小,系统影响性小,更有益于急症护理[29]。
新生儿和儿童PAH的治疗通常需要联合治疗:①轻度:单用磷酸二酯酶抑制剂或内皮素受体拮抗剂;②中度:磷酸二酯酶抑制剂或内皮素受体拮抗剂或前列环素双联治疗;③重度:前列环素或/和磷酸二酯酶抑制剂或/和内皮素受体拮抗剂。
治疗新趋向:利奥西呱是可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)的激动剂。可溶性鸟苷酸环化酶是重要的信号传导酶,可被一氧化氮(NO)激活来催化三磷酸鸟苷(GTP)转化为第二信使环磷酸鸟苷(cGMP),是目前唯一已知的NO受体。利奥西呱对PAH患者的安全性和有效性的Ⅲ期临床试验正在进行,目前研究结果已经显示能够改善血流动力学和心功能分级。但目前尚无关于利奥西呱对于儿童PAH患者的研究[30]。
Selexipag是一种是一种高选择性的口服前列环素受体激动剂。一项临床试验纳入了1156例成人PAH患者,接受Selexipag治疗1.4年(中位数),结果显示该药有良好的安全性和有效性,药物不良反应少,与安慰剂相比可有效降低PAH住院率和疾病恶化风险[30]。Selexipag的不良反应包括头痛、腹泻、下颌疼痛、恶心、肌痛、肢体疼痛及潮红等。
法舒地尔是Rho-激酶抑制剂,Rho-激酶是鸟苷酸三磷酸酶效应剂,可导致平滑肌收缩。有9个研究对象的小样本研究显示静脉给法舒地尔可使肺血管阻力降低17%[30]。
已经证实PAH患者线粒体异常,导致糖酵解和有氧代谢失衡。二氯乙酸盐能够逆转PAH动物模型体内的糖酵解和有氧代谢的失衡。目前正在进行二氯乙酸盐对PAH患者的有效性和安全性的I期非盲性试验[30]。
骨形成蛋白受体2(BMPR2)的基因突变导致遗传性PAH,特发性PAH患者体内也发现该蛋白功能减弱,利用腺病毒基因导入BMPR2可改善PAH大鼠的缺氧症状。最近研究发现他可莫司可上调BMPR2[30]。
5 总结
虽然儿童PAH与成人PAH有许多相似之处,但因儿童特有的特点和其特殊的肺血管特点,在诊断与药物治疗方面与成人不尽相同。其筛查、诊断、治疗及随访须是专业、经验丰富的医疗团队进行。对于儿童PAH人群来说,目前仍需大量研究来优化筛查、诊断及治疗,不同的病理生理变化给予个体化治疗方案都需要进一步研究。
[1]Maxwell BG,Nies MK,Ajuba-Iwuji CC,et al. Trends in Hospitalization for Pediatric Pulmonary Hypertension[J]. Pediatrics,2015,136(2):241-50.
[2]Latus H,Delhaas T,Schranz D,et al. Treatment of pulmonary arterial hypertension in children[J]. Nat Rev Cardiol, 2015,12(4):244-54.
[3]Abman SH,Hansmann G,Archer SL,et al. Pediatric Pulmonary Hypertension: Guidelines From the American Heart Association and American Thoracic Society[J]. Circulation, 2015,132(21):2037-99.
[4]Rosenzweig EB,Ivy DD,Widlitz A,et al. Effects of long-term bosentan in children with pulmonary arterial hypertension[J]. J Am Coll Cardiol, 2005,46(4):697-704.
[5]Berger RM,Beghetti M,Humpl T,et al. Clinical features of paediatric pulmonary hypertension: a registry study[J]. Lancet,2012,379(9815):537-46.
[6]Brown LM,Chen H,Halpern S,et al. Delay in recognition of pulmonary arterial hypertension: factors identified from the REVEAL Registry[J].Chest,2011,140(1):19-26.
[7]Moledina S,Hislop AA,Foster H,et al. Childhood idiopathic pulmonary arterial hypertension: a national cohort study[J]. Heart,2010,96(17):1401-6.
[8]Haworth SG,Hislop AA. Treatment and survival in children with pulmonary arterial hypertension: the UK Pulmonary Hypertension Service for Children 2001-2006[J]. Heart,2009,95(4):312-7.
[9]van Loon RL,Roofthooft MT,Hillege HL,et al. Pediatric pulmonary hypertension in the Netherlands: epidemiology and characterization during the period 1991 to 2005. Circulation, 2011,124(16):1755-64.
[10]Vogel JH,McNamara DG,Blount SG. Role of hypoxia in determining pulmonary vascular resistance in infants with ventricular septal defects[J]. Am J Cardiol,1967,20(3):346-9.
[11]Weidman WH,Blount SG,DuShane JW,et al. Clinical course in ventricular septal defect[J]. Circulation, 1977,56(1 Suppl):I56-69.
[12]Neutze JM,Ishikawa T,Clarkson PM,et al. Assessment and followup of patients with ventricular septal defect and elevated pulmonary vascular resistance[J]. Am J Cardiol, 1989,63(5):327-31.
[13]Geva T,Sandweiss BM,Gauvreau K,et al. Factors associated with impaired clinical status in long-term survivors of tetralogy of Fallot repair evaluated by magnetic resonance imaging[J]. J Am Coll Cardiol, 2004,43(6):1068-74.
[14]Sarikouch S,Koerperich H,Dubowy KO,et al. Impact of gender and age on cardiovascular function late after repair of tetralogy of Fallot:percentiles based on cardiac magnetic resonance[J]. Circ Cardiovasc Imaging, 2011,4(6):703-11.
[15]Lammers AE,Hislop AA,Flynn Y,et al. The 6-minute walk test:normal values for children of 4-11 years of age[J]. Arch Dis Child,2008,93(6):464-8.
[16]Nagaya N,Nishikimi T,Okano Y,et al. Plasma brain natriuretic peptide levels increase in proportion to the extent of right ventricular dysfunction in pulmonary hypertension[J]. J Am Coll Cardiol,1998,31(1):202-8.
[17]Abman SH,Raj U. Towards improving the care of children with pulmonary hypertension: The rationale for developing a Pediatric Pulmonary Hypertension Network[J]. Prog Pediatr Cardiol,2009,27(1-2):3-6.
[18]Steurer MA,Moon-Grady AJ,Fineman JR,et al. B-type natriuretic peptide: prognostic marker in congenital diaphragmatic hernia[J].Pediatr Res, 2014,76(6):549-54.
[19]Barst RJ,Ivy D,Dingemanse J,et al. Pharmacokinetics, safety, and efficacy of bosentan in pediatric patients with pulmonary arterial hypertension[J]. Clin Pharmacol Ther, 2003,73(4):372-82.
[20]Barst RJ,Beghetti M,Pulido T,et al. STARTS-2: long-term survival with oral sildenafil monotherapy in treatment-naive pediatric pulmonary arterial hypertension[J]. Circulation,2014,129(19):1914-23.
[21]Sabri MR,Beheshtian E. Comparison of the therapeutic and side effects of tadalafil and sildenafil in children and adolescents with pulmonary arterial hypertension[J]. Pediatr Cardiol,2014,35(4):699-704.
[22]Takatsuki S,Calderbank M,Ivy DD. Initial experience with tadalafil in pediatric pulmonary arterial hypertension[J]. Pediatr Cardiol,2012,33(5):683-8.
[23]van Loon RL,Hoendermis ES,Duffels MG,et al. Long-term effect of bosentan in adults versus children with pulmonary arterial hypertension associated with systemic-to-pulmonary shunt: does the beneficial effect persist[J]. Am Heart J, 2007,154(4):776-82.
[24]Beghetti M,Hoeper MM,Kiely DG,et al. Safety experience with bosentan in 146 children 2-11 years old with pulmonary arterial hypertension: results from the European Postmarketing Surveillance program[J]. Pediatr Res,2008,64(2):200-4.
[25]Takatsuki S,Rosenzweig EB,Zuckerman W,et al. Clinical safety,pharmacokinetics, and efficacy of ambrisentan therapy in children with pulmonary arterial hypertension[J]. Pediatr Pulmonol,2013,48(1):27-34.
[26]Yung D,Widlitz AC,Rosenzweig EB,et al. Outcomes in children with idiopathic pulmonary arterial hypertension[J]. Circulation,2004,110(6):660-5.
[27]Levy M,Celermajer DS,Bourges-Petit E,et al. Add-on therapy with subcutaneous treprostinil for refractory pediatric pulmonary hypertension[J]. J Pediatr, 2011,158(4):584-8.
[28]Krishnan U,Takatsuki S,Ivy DD,et al. Effectiveness and safety of inhaled treprostinil for the treatment of pulmonary arterial hypertension in children[J]. Am J Cardiol, 2012,110(11):1704-9.
[29]Vorhies EE,Ivy DD. Drug treatment of pulmonary hypertension in children[J]. Paediatr Drugs, 2014,16(1):43-65.
[30]McLaughlin VV,Shah SJ,Souza R,et al. Management of pulmonary arterial hypertension[J]. J Am Coll Cardiol, 2015,65(18):1976-97.
R543.2
A
1674-4055(2017)11-1401-03
1150081 哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第二医院心内科
10.3969/j.issn.1674-4055.2017.11.34
杨新颖,姚雪莉