肺高血压与肺动脉弹性

卢蓉（综述） 尚小珂 范学朋 周乐红（审校）

肺高血压与肺动脉弹性

卢蓉（综述） 尚小珂 范学朋 周乐红（审校）

肺动脉高压；右心衰；肺动脉弹性

1 肺高血压

肺高血压（pulmonary hypertension，PH）是由多种病因引起肺血管床受累而肺循环阻力进行性增加，最终导致右心衰竭的一类病理生理综合征[1]。其病因复杂，早期诊断困难，治疗棘手，病死率高，已逐渐成为心血管疾病防治的重要任务。根据2015年欧洲心脏病学会肺高血压诊断和治疗指南[2]，肺高压的诊断标准为静息状态下经右心导管测定的肺动脉平均压≥25 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。其临床分类可分为：①肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension，PAH）；②左心疾病所致的肺高血压；③胸部疾病和（或）低氧所致的肺高血压；④慢性血栓栓塞性肺高血压（chronicthromboembolic pulmonary hypertension）；⑤原因不明和（或）多种机制所致的肺高血压。

肺血管压力持续升高的原因包括肺血管重构、血管收缩和原位血栓形成。临床特点是肺血管阻力持续升高，组织学表现为明显的血管增生、纤维化、重构和血管梗阻。肺动脉高压的发生发展是一个复杂、多因素的病理生理过程，现在多用“多次打击学说”解释。由于患者的遗传易感性，加上各种内源性和外源性的刺激，导致动脉壁的各个解剖水平的血管效应物复杂的相互作用，使血管收缩、栓塞、炎症反应，导致血管壁重构，造成肺血管损伤，刺激血管平滑肌增殖，肺小动脉管壁增厚、血管内膜增厚，引起毛细血管腔狭窄[3]，最终导致肺血管结构和（或）功能的改变。

2 肺动脉高压与右心衰竭

肺动脉高压持续性进展将导致右心衰竭。右心室功能障碍的发生机制为：PAH时右心室暴露在升高的压力负荷之下，其形态和功能发生显著改变。正常右心室顺应性好，能适应较大的容量负荷，但是在应对增加的射血阻力方面的收缩储备能力却是有限的[4]。肺血管阻力轻微增加即能显著降低每搏量[5]。早期心肌肥厚是对后负荷增加的适应性代偿反应，试图使升高的室壁压力正常；随后发生代偿性扩张，通过增加前负荷维持每搏量。最终室壁应力增加，心肌氧耗量增加，收缩功能受损。由于肥厚和扩张，右心室进行性球形变化（失去同步收缩功能），横截面积增大，室间隔扑动，心室间相互依赖作用变得非常明显，引起左室舒张功能障碍[6]。其他可能的机制还包括：①右心室心肌缺血；②肌纤维蛋白基因表达改变，重启胎心基因表达；③心肌肾素-血管紧张素系统激活，微血管床内皮功能受损；④右心室过度扩张，引起三尖瓣瓣环扩张和瓣叶闭合功能障碍，导致功能性三尖瓣返流，使右心室容量负荷进行性增加；⑤心肌细胞坏死、凋亡导致心肌细胞丢失和间质纤维化；⑥心房和心室收缩不同步。然而，对PAH时右心室肥厚，最后导致右心衰竭的机制仍然知之甚少，尤其是右心室与肺血管之间的相互作用（RV-PA coupling，右心室肺动脉耦联）。

右心功能是PH患者预后最重要的决定因素。尽管在过去十几年中对PH发病机制的了解和治疗有显著进步，但是PH伴有右心功能障碍患者的预后仍然很差，右心衰竭是其共同的死因和结局。近几年因为肺血管扩张药物的应用，明显提高了肺动脉高压患者的生存率[7]，如前列腺素、内皮素受体拮抗剂、磷酸二酯酶5A（PDE5A）抑制剂等。未经治疗的肺动脉高压患者平均生存年限为2.8年，1年、3年、5年生存率分别为68%、48%和34%[8]。右心功能是肺动脉高压患者治疗效果的关键因素，而70%肺动脉高压患者的临床终点均为右心衰竭[8]。不幸的是，确定哪些患者、什么时候进展为右心衰竭仍有一定困难。

研究表明[9,10]，右心功能状态是评估肺动脉高压患者功能状态、活动耐量和生存率的主要决定因素。而右心室功能状态很大程度上取决于右心室的后负荷。

右心室后负荷及血管反应性目前多用肺血管阻力评估，常用计算方法：肺血管阻力（PVR）=MPAP－PCWP/CO。这种方法可能是不准确的，因为肺血管血流动力学可能因近端血管急性或者慢性血管顺应性、压力和发射波发生改变而改变，右心室后负荷也将发生改变，而这些指标在测量肺血管阻力时并没有考虑在内，而肺血管后负荷1/3～1/2取决于血液流动的波动性[9]。另一个预测心衰的指标为心率（HR）[11]。心衰患者为增加心输出量代偿性心率增快，而PVR=MPAP－PCWP/CO，CO=SV×HR，不能准确反映不同血流动力学状态下不同水平的每博量。

3 右心室后负荷另一个指标：肺动脉弹性

1983年Sunagawa及其同事提出有效动脉弹性（effective arterial elastance，Ea）的概念，并指出有效动脉弹性可以准确反映心室后负荷。有效肺动脉弹性=右心室收缩末压/右心室每博输出量，弥补了肺血管阻力的不足。有效肺动脉弹性可以准确评估右心室后负荷，包括阻力、顺应性和肺循环分支的反射波作用。已有研究[12,13]表明，Ea较肺血管阻力反映右心室后负荷更好。

动脉弹性是指动脉容积随压力变化的比值，主要反映动脉舒张功能的状态。动脉弹性功能研究近年来受到重视。动脉弹性功能不仅是收缩压、舒张压和脉压水平的决定因素，而且相当程度上反映了血管内皮功能状况[14]。动脉弹性降低，心室后负荷增加，长期发展可发生心肌损伤和心室重构[15]。众多的心血管疾病伴有动脉功能弹性的改变，这可能是由于致病因素损伤血管壁结构而导致的功能改变[16]。因此，动脉弹性功能减退已经成为心血管危险的重要标志之一[17]。几乎所有已知的心血管危险因素均可导致动脉弹性下降[18]。

动脉弹性功能检测是近年发展起来的一项新技术。有研究结果显示，动脉弹性减退是多种心血管危险因素对血管壁早期损害的综合表现，是早期血管病变的特异性和敏感性标志，也是一种心血管疾病的高危因素[19]，甚至可作为治疗心血管疾病的新靶点[20]。

有效动脉弹性（effective arterial elastance，Ea）是Sunagawa等[21]首次提出，被定义为一种恒定的动脉参数，包含血管负荷的主要元素，如血管阻力、总的血管顺应性、特性阻抗和血管收缩与舒张的时间间隔等。这个参数根据压力容积环近似于收缩末压与每搏量的比值（Pes/SV）。

有效动脉弹性最初源于一个Windkessel三元素模型的假设[22]，由具有近端肺动脉特征的阻抗力Z0、末梢肺动脉阻力Rp和肺动脉顺应性Ca构成来模拟动脉床。1987年Kass等[23]将假设应用于离体动物心脏。1990年在动物模型中证实假设的准确性并证明其可以作为一种有效的指标预测功能变量[24]。1992年，Kelly等[25]为了证明简单的心室收缩末压与每搏量之间的比值（即有效动脉弹性）是否可以作为一种评估脉管系统的有效手段，对10例入选者进行对照研究（正常对照组6例、高血压患者4例），最后认为Ea提供了一种简便、有效的方法评估心血管负荷，在评估心室后负荷时，Ea较血管阻力更好。

近期有研究表明，肺动脉高压患者的肺动脉弹性同样重要。Muthurangu等[26]应用MRI联合右心导管测量了17例不同肺动脉高压患者的肺动脉弹性。另一个对104例PH患者研究显示，肺动脉弹性性是评估患者预后的强有力指标[27]。

1992年，Fourie等[28]将有效动脉弹性的概念应用于右心系统，在全麻下对11例Landrasnarge White pigs（20～30 kg）进行动物实验，通过注射玻璃微球诱导其肺血管发生病变，使其肺动脉压力＞35 mm Hg，然后比较肺动脉高压的右心室与正常右心室心室血管耦联参数之间的差异性。结果显示，右室心肌效率达到最大时，Ea约为1 mm Hg/ml（其对应的平均肺动脉压力为15～20 mm Hg）。右心室作为一个流量泵，可以通过增加其储备增加每搏功。从理论上，右心室在每博功开始减少前，其后负荷将增加1倍。在此研究中，当评估肺动脉压在20～30 mm Hg时心室产生最大的每搏功，当超过这个值时，心室的功能将发生改变。该研究结果显示，右心室的输出量与右心室后负荷直接相关，Ea增加，每搏功减少。因此，当右心室后负荷增加（例如急性肺高血压），Ea将提高到一个点，心室动脉耦合将先到达最佳，也就是说，Ea（有效肺动脉弹性）等于Ees（右心室收缩末弹性）。当Ea逐渐增加到大于EES时，每搏出量减少，也就意味着右心室泵功能开始衰竭，而Ees和Ea两个数值可以同时在右心室压力容积环上获得。

2008年，Morimont等[29]在全麻下对6只纯Pietran pigs（16～28 kg）进行动物实验，A 组向上腔静脉注射自体血凝块（0.3 g/kg），B组注射内毒素，制造肺血栓栓塞及内毒素休克模型。在基线水平及注射30分钟后分别记录相关数据，评估Ea是否可以作为一种简便的手段评估血栓栓塞性肺动脉高压及内毒素诱导的肺动脉高压的肺血管负荷。近些年来已经提出血管负荷异常在右心衰竭机制中的重要作用[30-32]，其中已有数种方法可用于评估肺血管负荷，但是需要一个可以完整评估肺血管压力和血流波形图，这些方法操作复杂且难以用于临床实践。该研究发现，Ea在肺循环中扮演重要角色，可以评估肺动脉高压患者右心室后负荷，应纳入临床予以应用。

2011年，Amin等[13]提出在右心室衰竭时右心室负荷在评估预测方面占有重要作用，而肺动脉弹性可以反映右心室负荷，因此该研究对42例心衰患者行右心导管检查测量肺动脉弹性，结果显示，对于不同原因导致右心功能不全的患者，评估右心室负荷是十分有必要的，而肺动脉弹性可以更早且精准地评估患者的右心室负荷。

4 小结

肺动脉高压主要产生远端肺血管病变、栓塞，造成肺血管阻力增加，因此绝大多数研究关注肺血管阻力和压力的改变，而关于肺动脉弹性的研究甚少，甚至在国内，关于有效肺动脉弹性的研究几乎为一片空白。而右心衰竭是肺高压患者预后的一个重要决定因素，右心室后负荷可以评估患者右心功能状态，而右心室后负荷很大程度上也取决于肺动脉弹性的改变，因此，肺动脉弹性应作为评估肺动脉高压患者病情变化及药物治疗效果的一个指标而应用于临床，应得到更多学者重视。

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中国医师协会报刊工作会议在京召开（一）

中国医师协会2016年报刊工作会议于2016年11月25～26日在北京举行，国家卫生计生委宣传司巡视员王华宁、国家新闻出版广电总局规划发展司副司长李建臣、国家新闻出版广电总局报刊司原巡视员张泽青、中国医师协会副会长齐学进、国家卫生计生委宣传司综合处处长刘宏韬、中华医学会杂志社社长姜永茂，中国医师协会系列报刊代表出席了会议。

中国医师协会副会长齐学进受张雁灵会长的委托，在大会开始时致欢迎辞。他说，协会的出版工作经过10余年的发展，现主办或合作出版国家级医学专业期刊36种、报纸1种。各报刊在中国医师协会规范化管理和指导下，学术质量、影响力及核心竞争力都取得较大进步，已经形成有一定影响力的中国系列期刊集群。他接着指出，本次工作会的一个主题就是研究形势，调整思路，认清来自出版和医学两个方面的挑战和机遇。随着数字化出版的发展和国家对卫生健康事业前所未有的高度关注，作为医学出版工作者，要深入研究新形势下的医学出版规律和特点，深入准确把握阅读走向和需求变化特点，在做好传统出版的同时，潜心研究对策，主动推进由传统出版向数字出版的战略转移，抢占新的历史时期医学出版的制高点。他表示，希望协会编辑部组织专家认真研究，形成科学而可行的发展规划，主动推进协会的转型升级，率先实现传统与数字出版的融合出版，协会对此将给予全力支持。

Pulmonary hypertension and pulmonary elasticity

Pulmonary hypertension；Right heart failure；Pulmonary artery elasticity

430022 湖北省武汉市，武汉市第一医院ICU（卢蓉、范学朋）；武汉协和医院心外科（尚小珂）；湖北医药学院附属人民医院ICU（周乐红）

10.3969/j.issn.1672－5301.2016.12.004

R544.1+6

A

1672-5301（2016）12-1068-04

2016-08-08）