范立 ,班乐 ,周敏 ,张稷 ,卫栋 ,杨航 ,刘东 ,陈静瑜 (.南京医科大学附属无锡市人民医院肺移植中心,江苏 无锡 24023;2.江苏省人体器官移植重点实验室,江苏 无锡 24023)
肺移植是终末期肺病的有效治疗手段[1-2]。特发性肺动脉高压(idiopathic pulmonary arterial hypertension,IPAH)是肺移植重要的适应证,在肺动脉高压的分类中属于动脉性肺动脉高压[3-5],与肺纤维化、慢性阻塞性肺病等肺部疾病不同,IPAH作为肺血管病,在肺移植术前的评估及维护上具有一定的特殊性。南京医科大学附属无锡市人民医院是国内最大的肺移植中心,已经完成数十例IPAH的肺移植治疗,本文总结了IPAH患者肺移植术前评估及维护策略,力求为IPAH患者完成充分的肺移植术前准备,以提高IPAH患者的肺移植成功率及长期存活率。
1.1 常规评估方案:为IPAH患者行肺移植评估,常规的评估方案不可缺少,这一点与其他肺部疾病相同,包括心电图、超声心动图、肺功能、胸部CT、6分钟步行试验(six-minute walk text,6MWT)、血气分析、血常规、肝肾功能、心衰指标、感染指标、肿瘤标志物、甲状腺功能、群体反应性抗体(panel reactive antibody,PRA)、人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)等,综合评估患者的肺移植适应证、禁忌证。目前对于IPAH,肺移植的适应证非常明确:① 经最佳内科治疗,美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级Ⅲ或Ⅳ级;② 6 MWT距离<350米或进行性下降;③ 静脉应用依前列醇或类似药物治疗无效;④ 心指数<2 L /(min·m2);⑤ 右心房压力>15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。然而对于IPAH,肺移植术前需要全面了解患者的左心功能和右心功能,以上常规评估方案远远不够,需要特殊的评估方法论述如下。
1.2 超声心动图:常规二维超声心动图无法满足IPAH患者心功能的评估需要,因为普通超声心动图对于左心系统具有较好的评测能力,但对于右心系统的评价效果欠佳,而IPAH需要更好的右心系统评价。
实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography,RT3DE)能够提供更多参数,对IPAH患者右心功能的评价具有独特的优势。普通超声心动图的测量准确性十分依赖于操作者的经验,而RT3DE的准确性不会受限于操作者的经验,同时可以排除心肌不规则运动的影响。Yao等[6]应用RT3DE评价左心功能、右心功能,同时完成6MWT以及右心导管(right heart catheterization,RHC),结果显示,与正常对照组相比,IPAH患者组右心室容量增加、左心室容量减少(均P<0.001),IPAH患者组右心室射血分数(right ventricular ejection fraction,RVEF)显著低于正常对照组,然而左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)无显著差异,同时RVEF与RHC测得的肺血管阻力(pulmonary vascular resistance,PVR)呈负相关。
应变和应变率超声心动图也能为IPAH患者的右心功能评估提供有价值的参数,Filusch等[7]的研究显示,IPAH患者右心室收缩的应变和应变率与N末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)显著相关(r=0.73和r=0.62,均P<0.001),应变的下降与RHC测得的mPAP相关(r=0.61,P=0.01)、与PVR相关(r=0.84,P<0.001),应变率的下降亦与mPAP相关(r=0.55,P=0.04),与PVR相关(r=0.67,P < 0.001)。
另有研究显示,右心室与左心室舒张末内径的比值与RHC测得的PVR、N末端脑利钠肽原(NT-proBNP)呈正相关(均P<0.001),与心输出量、混合静脉血氧饱和度呈负相关(均P<0.001),且该比值为IPAH预后不良的独立预测因子(P < 0.01)[8]。
与RHC相比,超声心动图作为一项无创检查,应用更加灵活,不仅可作为一种静态评估手段,还可以动态监测IPAH患者的心功能变化,超声心动图与6MWT、心肺运动试验(cardiopulmonary exercise testing,CPET)联合,可快速、简便、有效地评估IPAH患者的病情变化和预后,其中右心室面积变化率(right ventricular fractional area change,RVFAC)、O2脉冲峰值是有重要意义的参数[9]。此外,右心声学造影对IPAH的鉴别诊断有一定的价值,可作为肺移植术前评估项目。
1.3 右心导管:RHC最初被用于急性心肌梗死的治疗[10],如今已经有更广泛的应用,包括肺水肿的鉴别诊断、肺动脉高压的评估、左向右心内分流的诊断、 血流动力学监测等。RHC没有绝对禁忌证,但在重度肺动脉高压、高龄患者中应用必须谨慎。RHC是肺动脉高压诊断的金标准。无创检查方法,例如超声心动图、CPET等,只能粗略估计肺动脉收缩压(systolic pulmonary artery pressure,sPAP)、心输出量(cardiac output,CO)和PVR,只有RHC可以获得准确数据,尽管不同检查方法的参数之间有相关性[11]。Fick法和热稀释法是最常用的利用RHC间接测量CO的方法,Fick法被认为是测量CO 的金标准[12]。
RHC是诊断和治疗IPAH必不可少的一项检查,具有重要的鉴别诊断价值,同时可以指导治疗、评估预后,虽然是有创检查,且有一定的风险,但可以准确测量平均肺动脉压(mean pulmonary arterial pressure, mPAP)和肺毛细血管楔压(pulmonary capillary wedge pressure,PCWP),并进一步计算PVR,对于伴有肺动脉高压和右向左分流的先天性心脏病,可作为是否可行介入封堵或手术修补心内畸形的重要依据,对于IPAH,可用于鉴别IPAH与左心疾病相关性肺动脉高压,IPAH患者在静息状态下经RHC测量的mPAP≥25 mmHg,且 PCWP ≤ 15 mmHg[3]。
利用RHC,同时可以完成急性血管扩张试验和肺动脉造影,前者用于评价患者对血管扩张药物的反应,决定该患者是否可用钙通道阻滞剂(calcium channel blocker,CCB)治疗,后者用于检测患者是否存在肺栓塞、肺血管畸形、肺动静脉瘘,鉴别IPAH与慢性血栓栓塞性肺动脉高压(chronic thromboembolic pulmonary hypertension,CTEPH)。虽然RHC为诊断IPAH的重要检查,但也有患者初次行RHC诊断为左心疾病相关性肺动脉高压,再次行RHC才确诊为IPAH的报道[13]。
1.4 磁共振:有关磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)应用于IPAH的文献报道较少,心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMR)的优势在于能够准确测量心室容量、心室壁厚度和心室质量,能够综合评估心脏形态学和心脏功能[14-16],这些数据与患者年龄、性别、体表面积(body surface area,BSA)相关[17-21],CMR 必须校正这3方面的因素,方可应用于评估疾病严重程度以及患者的预后。van Wolferen等[17]的研究显示,校正了BSA之后,右心室容量的增加、每搏输出量的降低、左心室容量的减少能够预测IPAH患者的病死率。另有研究显示,右心室收缩末容量(right ventricular end-systolic volume,RVESV)是IPAH患者病死率的预测指标(P=0.004),其预测价值高于右心室舒张末容量(right ventricular end-diastolic volume,RVEDV),且独立于心功能分级、平均右心房压、心指数、混合静脉血氧饱和度[22]。此结论与Yamada等[23]的研究结果并不一致,后者认为右心室舒张末容量指数(right ventricular end-diastolic volume index,RVEDVI) 对 IPAH 患者因右心衰竭住院的发生率和病死率有预测价值。除了评估疾病预后,CMR还可获取动态图像,检测心房、心室、肺动脉、肺静脉的血流,有报道利用三维MRI检测IPAH患者肺动脉的血流动力学异常[24]。
2.1 基础治疗:IPAH是一种持续进展、高病死率的疾病[25-26],等待肺移植的病死率也相当高,合理的术前维护能够降低等待肺移植患者的病死率。在IPAH患者的肺移植术前维护策略中,基础治疗具有重要地位,包括基础监护和基础药物治疗。基础监护包括生命体征监测、出入量统计、症状体征观察等,对于有腹腔积液的患者应每日测量腹围,应用超声心动图动态测量肺动脉压力,利用胆红素等化验指标动态监测患者肝淤血的情况,同时监测患者的营养状态。基础药物治疗包括利尿、强心、扩血管、心肌保护等,对于长期应用利尿剂、产生利尿剂抵抗的患者,可选择配合多巴胺、多巴酚丁胺、米力农、新活素、左西孟旦等强心药物,加强利尿效果,同时兼有扩血管作用,使用中需要注意血压、心率的变化,关注患者对药物的反应和耐受情况,同时注意将血钾控制在安全范围内。
2.2 靶向药物治疗:经RHC诊断为IPAH的患者,若急性血管扩张试验阳性,可使用CCB治疗,若为阴性,则提示CCB治疗效果差,此时只能寻求靶向药物治疗。IPAH的靶向治疗药物根据作用机制可分为3类:① 内皮素受体拮抗剂,包括安立生坦、波生坦等;② 磷酸二酯酶抑制剂,例如西地那非、他达拉非等;③ 前列环素类似物,主要是曲前列尼尔、伊洛前列素等[3]。临床指南推荐内皮素受体拮抗剂、磷酸二酯酶抑制剂用于轻、中度肺动脉高压,而前列环素类似物用于心功能Ⅲ至Ⅳ级的中、重度肺动脉高压[3]。前列环素类似物中,伊洛前列素为吸入制剂,给药频次多,肺动脉血流动力学不稳定,而曲前列尼尔具有舒张肺血管和抗血小板聚集的作用,可以皮下或静脉连续输注,血流动力学相对稳定。
2.3 体外膜肺氧合与体外肺支持:IPAH的死亡风险在于右心衰进展导致的全心衰竭,以及继发于心律失常的心脏骤停[27]。IPAH患者在等待肺移植过程中,若病情急速加重,有等待肺移植死亡风险,可应用体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)或体外肺支持(extracorporeal lung support,ECLS)作为过渡治疗。
ECMO作为终末期IPAH患者肺移植术前的过渡治疗,已有越来越多的证据表明,随着ECMO技术的成熟,长时间的ECMO支持也是可行的,有报道1例9岁的IPAH患者维持了长达6周的ECMO治疗,并在撤除ECMO的2周后成功接受了双肺移植手术[28]。
ECLS也被推荐应用于重症IPAH患者的肺移植术前过渡[29]。ECLS应用Novalung与肺循环并行,在肺动脉和左心房之间转流,如此创建一个低阻力通路,降低右心室的压力,这项技术在多伦多大学开展,将IPAH患者的等待肺移植病死率从22%降低至0%[30]。ECLS的应用不仅有利于右心室功能的恢复,也有利于肝肾功能的恢复,作为肺移植术前的过渡治疗,能够提高肺移植的成功率[30]。
IPAH患者的最佳治疗方案包括:① 优化内科治疗;② 优化肺移植评估时机;③ 优化肺移植手术时机[27]。一般来说,与其他肺部疾病患者相比,IPAH患者有更高的肺移植手术风险,但有更高的长期存活率[27]。同时,IPAH患者有更高的等待肺移植病死率,肺移植器官分配评分(lung allocation score,LAS)的引入能够更合理地分配肺移植供体,但并非对IPAH患者有利[27]。房间隔造口术曾经被用于IPAH的治疗,短时间内能降低右心压力,但长期右向左分流、低氧灌注,可导致双心室衰竭、死亡[27]。目前,肺移植技术日趋成熟,已经成为终末期IPAH的最佳治疗手段。然而,IPAH患者肺移植时机的选择依然是个难题,对于IPAH患者,首先应给予充分的内科治疗,包括强心、利尿等基础治疗和靶向治疗,综合应用前文所述肺移植术前评估方法,包括RT3DE、CPET、6MWT、CMR、RHC等,评估患者经内科治疗后的病情变化,若无改善,则应选择肺移植治疗。
终末期IPAH患者应当选择肺移植作为治疗方法,肺移植治疗IPAH的成功因素中,手术操作至关重要,但完善的术前准备对于手术的成功也十分重要,应当建立统一规范的受体评估和维护方法,全面评估患者的左心功能、右心功能,改善患者术前的状态,包括营养状态、心功能状态、心理状态等,选择合适的手术时机,必要时采用ECMO、ECLS等有创过渡治疗手段,降低等待肺移植病死率,提高肺移植成功率以及患者的远期生存率。