血液透析患者动静脉内瘘与心血管系统并发症

任红旗 综述 刘志红 审校

·血液净化·

血液透析患者动静脉内瘘与心血管系统并发症

任红旗 综述 刘志红 审校

血管通路的选择对血液透析治疗至关重要，自体动静脉内瘘(AVF)可明显改善血液透析患者的生活质量。然而，由于终末期肾病患者心血管事件发生率高，包括左室肥大、容量负荷和内皮细胞功能紊乱等，在AVF建立后，使已经较为复杂的病理生理学变得更为复杂。AVF可引起心血管血流动力学包括体循环和肺循环的改变，导致了心脏结构、功能和肺循环的适应失调等，进而影响血液透析患者的心肺功能、生活质量和生存率。全面了解AVF对心血管系统的影响，可为AVF相关的心血管并发症的预防和治疗提供理论依据。

血液透析 动静脉内瘘 心血管并发症

近年来，血液透析患者数量迅速增加，血管通路的选择对透析治疗至关重要。血液透析患者死亡率增高，在某种程度上与血管通路相关的并发症和功能紊乱密切有关。美国肾脏病数据系统(United States Renal Data System，USRDS)统计，在2006年至2010年间，超过340 000的终末期肾病(ESRD)患者依赖有功能的血管通路进行血液透析治疗，首次透析患者中心静脉导管(CVC)使用率高达82.6%[1]。尽管在透析起始CVC具有易于插入、快速上手、立即使用等优势，但易合并导管相关感染、血管内血栓及血管狭窄等多种并发症[2]。

建立自体动静脉内瘘(AVF)为改善透析患者的生活质量迈出了重要一步。AVF是血液透析技术的一个重要发展，使得血液透析得以持续可行，目前AVF是血液透析治疗首选的血管通路[3]。相对于使用导管来说，动静脉内瘘有其独特的优势如感染率降低、干预治疗少，并且对生存率有着积极的影响等[2,4]。

然而，血液透析患者AVF的建立，使已经较为复杂的病理生理学变得更为复杂。自第一例AVF手术以来，人们已经意识到，AVF建立后血管解剖结构发生改变，可引起心血管血流动力学包括体循环和肺循环的改变，这些改变导致了心脏结构、功能和肺循环的适应失调等[5]，进而影响到血液透析患者的正常功能、生活质量和生存率。本文根据目前研究进展，针对AVF与心血管并发症的关系综述如下。

AVF建立后对心血管系统的即刻及长期影响

ESRD患者因维持内环境稳定的重要器官衰竭，在多种共存病等存在的情况下，包括糖尿病、高血压、心力衰竭和感染等，经常伴发其他重要器官的功能下降。肾脏通过影响血容量、血压和矿物质代谢等调节心血管的血流动力学，肾功能衰竭后无效调节易导致心血管事件发生，包括左室(LV)肥大、容量负荷和内皮细胞功能紊乱，因此，终末期肾病患者的心血管事件风险发生率较高[6]。

AVF建立后发生的血流动力学改变主要归因于通过动静脉吻合口返回心脏的血流增多。AVF的建立对全身性血液循环有即刻和长期的影响作用，其过程是由于心脏收缩功能增加和外周阻力降低导致心输出量(CO)增加的结果，其中血容量和舒张期舒张限制引起左室舒张末期容量增加[7]。同时，由于剪切力和血流量增加，血管内皮也会发生结构和功能的改变，产生一氧化氮和血管舒张因子。由于血流通过新建立的低阻力的并行通路，动脉和静脉的直径逐渐增加[8-9]。

对心血管系统的即刻影响 Iwashima等[10]进行了一项包括16例慢性肾衰竭患者的超声心动图研究发现，在AVF通路建立后第3、7、14天，超声心动图结果较AVF建立前发生改变。研究表明，在AVF建立的10d内至2周后： (1)CO增加15%；(2)左室舒张末期直径增加4%；(3)早期舒张充盈波的减速时间减少12%；(4)早期心房充盈的速度峰值比(E-A比)增加18% ；(5)心房收缩时，左心室流入和肺静脉流量间的差异，即左室舒张末期压的标记，在术后14d减少37%。从而，作者推断AVF建立后，引起左室舒张功能紊乱和左室灌注受限制。

Sandhu等[8]通过用Swan-Ganz 导管观察17例ESRD患者桡动脉-头静脉AVF术后24h血液动力学改变。基线数据中，所有患者的右房压、肺动脉楔压、心搏量指数(SVI)、心率、全身血管阻力指数(SVRI)正常，肺动脉压(PAP)、平均动脉压(MAP)、心脏指数(CI)和肺血管阻力指数(PVRI)较高。在AVF建立24h后，心率、CI、PAP和PVRI无明显升高，SVRI和MAP稍有下降，右房压、肺动脉楔压和SVI无明显改变。17例受试者中10例患者随着SVRI的下降，心率和CI有升高的趋势。

AVF可通过增加前负荷、降低后负荷影响心脏的负荷。Bos等[11]研究发现10例AVF患者，压迫60s，指尖记录到的主动脉压力波表明： LV需氧量轻度增加，心脏氧供急剧明显减少。在压迫AVF的过程中，收缩压、舒张压和MAP升高，心率明显下降，尽管心搏量(SV)轻度减少，但CO明显降低，SVR升高。

颈动脉-股动脉脉博波速度测定表明，血液透析患者动脉僵硬度增加，引起BP升高以及心肌灌注不足。在一项43例患者的小型研究中研究发现，30例AVF成功的患者，颈动脉-股动脉脉博波速度测定结果表明，AVF术后患者总外周阻力力降低，SV、CO增加，术后2周收缩压和舒张压降低。尽管存在个体间差异，然而，该项研究证实了HD患者建立AVF对心血管系统具有潜在的优势[12]。

对心血管系统的长期影响 12例透析前患者在AVF手术前和术后第1、3个月前瞻性的超声心动图和神经激素研究结果表明，在AVF建立后患者体质量、BP和血红蛋白水平没有变化，CI 升高，然而SVR反而下降。在术后第1个月，经过身高矫正的左心室质量(LVM)值从基线时(63.8±5.5) g/m2，在术后1月上升至(68.9±4.9) g/m2，在第3个月上升至(72.5±8.9) g/m2，这些数值的增加大多是由于室间隔的厚度增加导致的，但左室舒张末期的直径和后壁的厚度未发生改变。左室肥大(LVH)从基线时的67%，在第1、3月时分别上升至83%和90%。左房面积和舒张早期二尖瓣瓣口的血流量增加。下腔静脉在术后第1个月时直径增加，但在术后3个月时恢复术前水平[13]。

Sandhu等[8]进一步观察发现，AVF建立后第6周，有8例患者的收缩压、MAP和PVRI明显升高。同时，所有患者的SVI升高，仅有6例患者的CI升高时心脏充盈压改变不明显，无一例患者因为AVF而引起充血性心力衰竭。因而，该作者认为AVF的建立不会导致血液透析患者心脏血流动力学参数的明显改变，也不是导致这些患者循环充血或肺水肿的重要因素。

AVF建立后心房利尿钛和脑钠肽的变化 Iwashima等[10]研究，在AVF术后第1、3、6、10和14天分别检测心房利钠肽(ANP)和脑钠肽(BNP)的水平。结果发现ANP、BNP水平逐渐增加，术后第10天达到最高峰。其中，ANP水平增加48%；BNP水平增加68%。CO的增加与ANP水平升高有关但与BNP水平并无明显关系，然而，E-A比值增加与BNP水平升高明显相关。

Ori等[13]研究发现AVF建立2周后，随着心脏收缩力、CO增加和外周阻力降低，ANP水平显著增加，肾素活性降低，醛固酮水平无改变，同时，血浆中血管紧张素Ⅱ、血管紧张素转化酶和内皮素水平也未见改变。血清中ANP水平的显著增加是心房受牵拉的结果，可能与AVF术后心输出量较高有关。由于ANP是肾素强力抑制剂，从而可以解释AVF术后，ESRD患者肾素活性降低的原因。

内瘘与临床心血管事件的关系

心力衰竭 通常情况下，远端AVF术后血流量在400～800 ml/min，近端AVF(高位AVF)术后血流量在800～1 500 ml/min，一般不会引起心力衰竭。这时患者发生心力衰竭的原因可能与自身心脏疾病有关[14]。

导致心力衰竭的AVF相关的危险因素较多。较常见的是高流量的AVF可显著引起CO、BP和心率的不利改变，相对于远端AVF，近端AVF血流量极有可能很高，当每分钟AVF血流量<0.95 L/min时， CO平均为(5.74±0.71) L/min，但当血流量>2 L/min时，平均CO高达(9.24±0.71) L/min，易导致心力衰竭；此外，当AVF血流量>2 L/min时，心肺再循环明显升高[15]。

Wijnen等[16]研究表明，血流量、CO与CI间呈强正相关，与SVR呈负相关，长期稳定的血液透析患者的平均血流量/CO比值是14%～20%，但是当比值>30%时，与高输出量心力衰竭密切相关。

外科手术研究表明，通过手术减少高血流量AVF患者的血流量可以使心力衰竭症状缓解。Vaes等[17]研究进一步发现，31例血液透析患者，平均血流量接近3 000 ml/min，进行了血流量减少手术。术中，钳夹AVF 15s，收缩压从基线时(111±6) mmHg增加至(123±6) mmHg，舒张压从基线时(57±4) mmHg增加至(63±5) mmHg。与由于手部缺血需要手术的患者相比，这些患者AVF血流量平均在1 000 ml/min左右，术中，同样钳夹AVF 15s，收缩压、舒张压仅有轻度增加，分别增加(6±3) mmHg和(2±2) mmHg。此外，钳夹AVF后，两组患者的心率平均降低3次/min。研究说明高血流量AVF患者心脏贮备功能明显减低。

心肌缺血和瓣膜疾病 患有冠状动脉疾病的患者，AVF建立后，交感神经兴奋性升高和心肌收缩力增强，引起心内膜氧供和氧需要量增加之间平衡被打破，进而引起心内膜下心肌缺血。此外，AVF可潜在性的从同侧胸廓内动脉旁路盗血，引起心肌缺血，导致主动脉狭窄失代偿[18]。

肺动脉高压 肺动脉高压(PH)在ESRD患者中普遍存在，发生率约在40%～50%，但通常并不认为是心血管事件发生和死亡的主要病因[19]。PH定义是，肺动脉压平静状态下超过25 mmHg、运动时超过30 mmHg。PH的发病机制以及如何合理处理已经广为研究。

ESRD患者的PH大多是由于肺血流量增加引起的，当高血流量AVF建立后肺动脉压升高，引起PH。由于激素水平和代谢紊乱，使得肺动脉血管收缩，此外，贫血、液体超负荷和AVF引起的血流动力学改变等可能也是导致肺动脉压力升高的因素。Abedini等[20]分析了180例血液透析、腹膜透析和肾脏移植患者的人口统计学、临床资料和超声心动图结果，并且建立多元线性回归模型以分析引起PH相关的因素，结果发现血液透析、腹膜透析和肾移植患者PH的发生率分别为31.6%、8.3%和5%(P<0.001)，多因素分析发现HD、年龄、吸烟、心脏收缩功能障碍和舒张功能障碍均与肺动脉收缩压有关。血管通路为AVF合并PH的HD患者，一氧化氮生成减少、一氧化氮抑制剂生成增多、内皮功能障碍以及炎症性细胞因子如IL-1β、TNF-α、IL-6等，水平升高[21]。AVF闭合后，上述情况明显改善，说明AVF是PH的致病因素之一。此外，不完全压迫AVF，PH和CO明显降低；PH在腹膜透析患者中不常见，直接或间接证实血液透析患者AVF引起肺血流量增多的理论。

肾脏移植后PH消失，说明ESRD自身也可能是PH加重的因素之一。引外，全身高血压控制不理想也易引起PH(图1)。

图1 肺动脉高压发病机制

PH的治疗包括使用抗凝剂、利尿剂、吸氧、血管扩张剂和抑制增殖的药物，然而这些措施对PH治疗效果尚未在ESRD患者中进一步证实。降低高血流量AVF，是治疗PH方法之一。肾脏移植可能逆转PH。此外，条件允许的PH患者，腹膜透析不失为一种有效的替代治疗方法[19]。

内瘘与中心静脉导管对心血管事件影响

Ravani等[22]进行一项荟萃分析，分析了内瘘和中心静脉导管对血液透析患者心血管事件和全因死亡风险的影响。其中，对心血管事件影响，共入选了7项研究(232 236例)，结果发现中心静脉导管对心血管事件的影响明显高于AVF(RR 1.38,95%CI1.24～1.54)。进一步分析了19项对列研究(411 068例)，比较两者对全因死亡的影响，结果发现中心静脉导管与AVF相比，全因死亡风险明显增加(RR 1.53，95%CI 1.41～1.67)[22]。

Banerjee等[23]研究同样发现，与AVF相比中心静脉导管明显增加血液透析患者全因死亡风险，并且认为其原因主要是中心静脉导管导致血液透析患者体内炎性标记物CRP和IL-6明显升高，而体内炎症状态增加了全因死亡风险。

基于心血管考虑的内瘘注意事项及干预措施

血液透析患者早期心血管死亡率的风险很高，尤其老年、合并有心力衰竭、糖尿病、PH和上臂高位AVF的高危患者，须充分考虑AVF术后心功能相关的不良反应，术前应仔细评估这些患者的心功能[24]。通常合并有右心功能衰竭的患者，AVF可能造成肺动脉压增加；然而，左心功能衰竭患者，由于AVF术后外周阻力降低，发生心衰的风险反而有所降低。合并有重度主动脉狭窄的患者，在AVF建立前应考虑瓣膜修复或置换[14]。

AVF术后需要定期监测心功能。根据NKF-K/DOQI指南，应每周检查评估动脉瘤是否形成；对于AVF血流量明显超过2 L/min的患者需每月进行更为详细的AVF血流量的检查[25]。若出现高血流量的症状和表现时，应考虑采取措施降低血流量。多数情况下，缩窄或绑扎能有效降低血流量，对于顽固的难治性病例，必要时可行结扎术。Chemla等[26]对AVF血流量高达(3 135±692) ml/mim的患者进行内瘘缩窄手术，术后发现在AVF血流量减少的同时心输出量随之降低。

此外，有学者提出“米勒方法”以减少AVF血流量，即通过在接近动静脉吻合口处放置球囊，通过扩张球囊从而使血流量减少[27]。然而，这种手术在某些情况下却可以致命，在严重心力衰竭患者(NYHA 4级)，AVF闭合后由于外周血管阻力突然降低，易致患者死亡[27-28]。

如果血管通路缩窄手术达不到预期效果，则需考虑结扎AVF。由于可能存在SVR骤增及其他心脏不良反应，在高流量AVF结扎术后应密切监测患者的临床表现，以免意外发生。

小结：AVF可对体循环和肺循环的血流动力学产生显著影响，改变心脏结构、功能和肺循环的适应性等，进而影响到血液透析患者的生活质量和远期预后。AVF术前应予充分评估，术后定期监测心功能和血流量，减少与AVF相关的不良反应及严重后果。

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(本文编辑 书 实)

Arteriovenous fistulas and cardiovascular complication in hemodialysis patients

REN Hongqi,LIU Zhihong

National Clinical Research Center of Kidney Diseases,Jinling Hospital,Nanjing University School of Medicine,Nanjing 210016,China

The choice of vascular access is crucial to hemodialysis (HD) patients. A series of pathological and physiological changes occurred in patients with end stage renal disease, including cardiovascular such as left ventricular hypertrophy, volume overload, and endothelial dysfunction. The introduction of autologous arteriovenous fistula (AVF) significantly improves the quality of life in HD patients. However, creation of AVF for HD imparts another degree of complexity to this already complex physiology. Aside from making obvious alterations in the vascular anatomy, AVF cause changes in cardiovascular hemodynamics, including the systemic and pulmonary circulations. Therefore, it is necessary to fully understand the effects of AVF on the cardiovascular system, and provide theoretical basis for the prevention and treatment of AVF related cardiovascular complications.

hemodialysis arteriovenous fistulas cardiovascular complication

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.06.013

国家科技支撑计划课题(2015BAI12B05)，第一批国家临床重点专科项目(2014ZDZK001)

南京军区南京总医院肾脏科 国家肾脏疾病临床医学研究中心 全军肾脏病研究所(南京，210016)

2016-06-11