Potts 分流术治疗终末期肺动脉高压的研究进展

肖家旺 王琦光 朱鲜阳

作者单位：110016 辽宁沈阳，北部战区总医院先心病内科

特发性肺动脉高压（idiopathic pulmonary arterial hypertension，IPAH）是一种进展性、致死性、少见性疾病，预后不良。在缺乏肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension，PAH）靶向药物的传统治疗时代，美国IPAH的1年、3年和5年生存率分别为68%、48%和34%［1］。早期报道显示儿童IPAH的中位生存时间仅有10个月，1年、3年和5年无移植存活率分别为89%、76%和57%［2］。近十几年来，PAH靶向药物治疗方面取得了突破性进展，但即使是最优化的靶向药物治疗，预后仍较差。2006年法国注册登记提示新发IPAH、家族性PAH及阿米雷司相关PAH患者1年生存率为89.3%［3］，其2010年发表的随访结果显示，1年、2年和3年生存率分别为89%、68%和55%［4］。而早期诊断与起始靶向药物治疗的儿童PAH患者（包括先天性心脏病相关PAH）1年、2年和3年生存率分别达到99%、96%和84%［5］。尽管靶向药物治疗改善了患者的健康质量和预期寿命，但是IPAH仍无法得到彻底治愈，IPAH患者临床恶化甚至死亡仍然不可避免，终末期IPAH的治疗仍然具有挑战性。世界卫生组织（world health organization，WHO）心功能Ⅳ级患者的生存期以月为单位进行计算，并与右心室功能的逐渐下降相关，症状恶化和猝死是最后一条共同的途径。肺移植是这些患者最后的选择，但是等待肺移植的死亡率很高，50%～70%患者的5年生存率以及长期并发症严重限制了其临床应用［6］。因此，对于药物治疗无反应的终末期IPAH患者，迫切需要寻找新的治疗方法来改善终末期临床状态，延长生存期和延迟进行肺移植时间。

1 Potts 分流对IPAH 患者血流动力学的改善

临床研究显示，伴有卵圆孔未闭的IPAH患者有较好的预后［7］。此外，与IPAH相比，艾森曼格综合征患者即使没有靶向药物治疗，临床状态更稳定，右心衰竭发生率更低，生存期更长，这些观察结果促使临床医师产生一种想法，给IPAH患者创造一个类似艾森曼格综合征的生理状态，形成心脏内/外的右向左分流，以减少逐渐衰竭的右心室负荷，可能给这类患者带来获益［8-10］。房间隔造口术（atrial septostomy，AS）已作为一种选择，在临床上应用多年。Rich与Lam率先于1983年在1例药物难治性的IPAH患者中开展球囊AS，制造了一个房间隔水平的右向左分流，从而可以减少右心室充盈压并且增加左心输出量，IPAH患者可由AS获益［11-12］。但是球囊AS的适应证严格，过高的右心房压（＞20 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）与严重的低氧血症（动脉血氧饱和度＜90%）均不适合手术，因为多数难治性PAH患者术后会进一步加重低氧血症，尤其是大脑与冠状动脉血氧饱和度降低，甚至危及生命；而且手术风险非常高，术后1 d死亡率为7%，1个月死亡率为15%。此外，近10%患者可出现自发性闭合而需要再次手术，这些因素限制了这种方法的临床推广［13-14］。

由于AS手术风险高，预后不良，临床医师在不断寻求新的分流方式。1946年Potts和他的同事在原始报道中提出了Potts分流术式，即降主动脉-左肺动脉吻合术［15］。有学者尝试应用Potts分流术来治疗儿童IPAH，在2019年更新的儿科肺动脉高压诊断和治疗共识声明中，Potts分流术，即降主动脉-左肺动脉吻合术，被认为是儿童IPAH肺移植前需要考虑的治疗方法［16］。这一分流达到了动脉导管相关艾森曼格综合征的生理学状态，可使药物难治性IPAH患者的生存期得以延长，症状得到显著而持久的改善。与AS相比，Potts分流术有一定的优越性。首先，它具有更可靠的通畅性，并可能对降低右心室后负荷有更大的影响，因为它不依赖于右心房高压；其次，该分流不会导致身体上部的持续性低氧血症，因此冠状动脉和脑循环不像AS那样受到影响［17］。

2004年Blanc等［18］第1次提出治疗PAH的新手术方法，并将其应用于2例儿童大动脉转位术后重度PAH（肺动脉压高于主动脉压）患者，来降低右心室后负荷，术后患者临床状态迅速提高到纽约心脏病协会（New York Heart Association，NYHA）心功能分级Ⅱ级，随访期间无晕厥发作。自2004年以来，许多文献报道外科Potts分流术作为儿童难治性IPAH（主要是肺动脉压力高于主动脉压力）的替代治疗方案，改善了右心室功能和整体功能状态。2019年Hansmann等［1］对2例儿童IPAH患者成功进行了外科Potts分流术，术后2年，患者的身体发育正常，NYHA心功能分级维持在Ⅱ级。2012年Baruteau等［19］回顾性分析8例行外科Potts分流术的儿童IPAH患者的长期结果。所有患者术前肺动脉压均高于主动脉压、且NYHA心功能分级为Ⅳ级，术后仍长期接受药物治疗。2例在术后11 d和13 d因急性PAH危象而死亡。1例术后3 d出现暂时性截瘫。末次随访时，NYHA心功能分级Ⅰ级4例，Ⅱ级2例。2013年Petersen等［20］成功对1例新近修复的室间隔缺损并有重度PAH的患儿进行Potts分流术。术后继续给予枸橼酸西地那非、依前列醇、波生坦等药物治疗。术后13个月患者临床症状明显改善，N末端B型脑钠肽前体（N-terminal probrain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平由461 pmol/L降至10 pmol/L。2015年Baruteau等［21］回顾性分析24例药物难治性PAH患者行Potts分流术（19例外科手术和5例经导管介入手术）的短期和长期结果，患者年龄2.3～9.7岁，中位体重22 kg，外科组6例（25%）发生严重的术后并发症，3例早期死亡，出现术后短暂性截瘫、医源性乳糜胸、严重气管狭窄和上肢动脉血氧饱和度显著降低各1例。随访期间，所有幸存者心功能状况都显著改善，晕厥和右心衰竭症状消失，患儿生长曲线正常。尽管25%患者早期有并发症，但长期效果明显良好。因此，Potts分流术可作为儿童药物难治性IPAH患者一种新的替代方法，以延长患者生存期，提高运动能力。

与儿童患者不同，成人中左肺动脉与降主动脉之间的前后距离较远，直接进行两者的连接非常困难。因此，有学者对成人Potts分流术进行改良。2013年Latus等［22］报道了第1例伴有复杂、重度舒张心功能不全和严重PAH的20岁患者，在等待心肺移植的同时，成功进行AS与改良型Potts分流（左肺动脉与降主动脉间植入13 mm人工血管）联合手术，术后测量肺动脉压125/75 mmHg，主动脉压105/55 mmHg，出院时脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）水平从340 pg/ml降至135 pg/ml，NYHA心功能分级从Ⅳ级降至Ⅲ级，3个月后患者心功能改善为Ⅱ级，6 分钟步行试验距离（6 minutes walk distance，6MWD）从75 m增加至375 m。2015年Keogh等［23］报道了1例18岁唐氏综合征的Potts分流术，4个月时进行完全性房室隔缺损修复术，术后长期存在PAH，且进行性加重，心导管测量肺动脉压114/52 mmHg，主动脉压110/60 mmHg，1年前因晕厥反复入院10次以上。改良的Potts分流术是在左肺动脉与降主动脉间植入10 mm长的涤纶人工血管，使主动脉与肺动脉压力获得平衡。患者术后11 d出院，3年随访期间应用波生坦和阿司匹林治疗无再住院或晕厥，NYHA心功能分级维持在Ⅰ级。患者手术耐受性良好，心功能得到改善，达到预防晕厥与减少再住院的目标，且术后3年人工血管仍保持通畅。虽然肺动脉阻力术后并没有降低，但随着时间推移，右心室已经恢复到正常的大小和功能。

2 Potts 分流术的改良和进展

Potts分流术后患者当肺动脉压力低于主动脉压时，可能会出现左向右的分流，导致左心容量负荷增加，加重左侧房室瓣反流，加重肺血管病变。因此，有学者提出将单向活瓣技术用于Potts分流术，可防止从左向右分流，这已经在动物模型中进行实验。Bui等［24］首次报道了在动物模型中进行单向活瓣型Potts分流术。该研究是在14只猪中进行，通过肺内注射Erciplex胶水成功建立急性PAH模型，并应用聚四氟乙烯补片制作的单向活瓣进行Potts吻合术。研究结果显示，在PAH急性期，当肺动脉压力升高时，单向活瓣开放，在动脉水平形成从右向左的分流，肺循环血液流向降主动脉，右心室后负荷减轻；当肺动脉压力恢复至等于或低于主动脉压时，单向活瓣关闭，阻止了右向左分流。基于这一研究，2019年Rosenzweig等［25］率先在临床上报道单向活瓣型Potts分流术治疗5例（女4例，12～22岁，4例IPAH，1例大动脉转位修复术后）终末期PAH青少年与成人患者的早期经验，这种新型的单向（右向左）分流器将一个12 mm长的单向活动的瓣膜缝合至人工管道形成，既可优化右向左分流设计，又可避免双向分流的潜在并发症。所有患者肺动脉压力均高于主动脉压力，右心室功能差，WHO心功能分级Ⅳ级，均接受PAH三联靶向药物治疗，包括磷酸二酯酶5抑制药、内皮素受体拮抗药和连续静脉或皮下注射前列环素。术后均存活，随访3～33（6±11）个月，均免于肺移植治疗。单向活瓣技术可能为青少年和成人IPAH患者的肺移植提供一种替代方案，但需要更长期的随访，以确定单向活瓣对这些患者右心室的最终影响，并确定能否为IPAH的治疗提供更好的选择。

虽然外科Potts分流术已被用来治疗药物难治性儿童严重PAH，但是终末期PAH患者本身心功能状态极差，开胸手术的风险极高，很难承受外科手术的打击。因此，需要一种新型的基于心导管技术的Potts分流术，目前仅有少数相关报道。基于主动脉与肺动脉建立连接的方法，经导管介入方法主要分为三类：射频打孔技术、穿刺针技术与动脉导管支架置入法。

2010年Sabi等［26］提出射频打孔技术，实验在10只小猪中进行，通过从主动脉到肺动脉的射频打孔形成主动脉向肺动脉分流，然后置入支架保持血流畅通，总共置入5枚冠状动脉裸支架和6枚覆膜支架，4只猪术后即刻处死，6只猪于4～5周后重新评价支架的通畅性与分流量。研究证实经导管射频打孔与支架置入术建立主动脉至肺动脉分流术可行，使用合适的覆膜支架和有效抗凝治疗对保持分流通畅非常重要。基于上述动物模型的研究，2017年Malekzadeh Milani等［27］报道8例儿童PAH患者成功进行经导管Potts分流术，平均年龄11.1（5.9～17.9）岁，平均体重38.8（17.5～79）kg，所有患者NYHA心功能分级为Ⅲ～Ⅳ级，均接受三组药物治疗（前列环素类似物、磷酸二酯酶5抑制药与内皮素受体拮抗药），其中6例为IPAH，双平面X线下同时行主动脉及肺动脉造影，从主动脉一侧向左肺动脉行射频打孔术，快速交换导丝后推送鞘管（5例经主动脉侧，3例经肺动脉侧），在主动脉及肺动脉之间放置一枚覆膜支架。其中3例术前临床状态与超声心动图评估右心室功能较差的患者死亡，2例死于Potts分流术后急性左心室功能障碍，1例死于呼吸衰竭；其余5例有明显改善，停用静脉前列环素药物。结果显示经导管Potts分流术治疗儿童终末期PAH在技术上可行，能改善患者预后。2017年Boudjemline等［28］同样采用射频打孔技术进行血管穿刺，置入覆膜支架，连接降主动脉与左肺动脉，6例药物难治性PAH患者［平均年龄（11.0±4.2）岁］均成功进行手术。在术后几天内，所有患者主动脉压和肺动脉压几乎完全平衡，右心室收缩力改善。2例既往存在严重双心室功能障碍和心包积液的患者，由于左心室前负荷突然减少，分流术后立即出现急性低心排血量状态，导致心搏骤停死亡。1例支架移位栓塞髂动脉，成功取出支架后重新在目标位置放置第2枚支架。平均随访（10.0±2.6）个月，4例患者存活。该研究表明，儿童经导管Potts分流术可以改善血流动力学。术前评估左心室功能和前负荷储备，对选择患者非常重要。

借鉴房间隔穿刺技术原理，2013年Esch等［29］报道了一种通过X线引导下经主动脉逆行应用穿刺针进入左肺动脉的方法来建立经导管Potts分流术，并分享病例及其短期结果。在7例候选患者中，4例施行了手术，均为成人严重PAH，3例成功，1例因术中血胸死亡。1例术后5 d因呼吸机相关肺炎并发多器官功能障碍而死亡，与手术无关。另外2例分别随访10个月和4个月，没有发现晚期并发症，临床症状明显改善。

少数PAH患者可能合并细小动脉导管未闭，有学者尝试于动脉导管中置入支架来实现经导管Potts分流。2013年Boudjemline等［30］报道在28例IPAH患者的心导管检查中，发现4例残余动脉导管，其中1例肺动脉收缩压低于主动脉收缩压，未行支架置入术；1例术中发生血管迷走性反射，需要心脏复苏；其余2例未见并发症。3例患者均于术后1 d出院，右心室功能明显改善。平均随访（14±9）个月，患者运动能力均改善和动脉导管内支架良好。因此，作者提出对所有PAH患者均应进行详细的心导管检查，对于肺动脉压高于主动脉压的患者，应考虑采用经导管Potts分流术的治疗方法。2015年Baruteau等［21］报道了5例药物难治性PAH患者进行动脉导管支架置入术实现Potts分流术，获得良好疗效。

尽管IPAH特异性药物选择和有效的治疗方法得到了改善，但终末期IPAH患者的临床预后仍不理想，尤其是那些充分药物治疗后仍无效的重度IPAH（NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级，有晕厥病史或者有难治性的右心衰竭），预期寿命有限。通过对肺动脉压力高于主动脉压力的IPAH患者进行Potts分流术，即左肺动脉与降主动脉吻合术，可以明显改善患者的预后，虽然手术死亡率很高，但是晚期结果令人鼓舞，所有手术幸存者的心功能状态都有所改善，而且没有晚期死亡。至于Potts分流术后哪些患者会受益，哪些会恶化，以及最佳手术时间、最佳年龄、血流动力学参数等尚不明确，需要开展更多的随机对照研究来进一步明确此类手术的安全性与有效性。