应用No-touch技术分离静脉构建维持性血液透析患者自体动静脉内瘘

李凤楼 焦自钊 付海霞

276800 日照，济宁医学院附属日照市人民医院血液净化科

目前自体动静脉内瘘(autogenous arteriovenous fistula，AVF)仍是维持性血液透析(maintenance hemodialysis，MHD)患者首选的血管通路模式，但是AVF功能障碍的发生率在临床上仍居高不下，Al-Jaishi等[1]Meta分析显示，AVF术后1年通畅率仅为60%，2年通畅率则降为51%。研究发现，近AVF吻合口数厘米范围内静脉段所发生的血管狭窄及继发的血栓形成等并发症是导致AVF功能障碍的主要原因之一[2]。其始动因素除血流动力学改变、尿毒症毒素等对血管内皮细胞的损伤及对血管壁其它成分的作用外，AVF构建过程中静脉分离所造成的血管损伤亦可通过激活血管外膜成纤维细胞、启动血管外膜炎症反应及损伤静脉滋养血管等导致AVF静脉血管内膜增生与血管狭窄等病变，进而引起AVF功能障碍[3-6]。为减轻静脉分离过程中所造成的血管损伤，Souza等[7-10]在利用大隐静脉进行冠状动脉旁路手术(coronary artery bypass grafting，CABG)时，提出了静脉分离的No-touch技术(no-touch technique，NTT)，即保留静脉周围脂肪及结缔组织的不直接接触血管的静脉分离技术，其在后续临床观察中发现，应用该技术分离静脉的患者，术后移植静脉通畅率明显高于应用常规技术(conventional technique，CT)患者。近年来，NTT亦开始应用于AVF构建过程中的静脉分离，并取得了良好的AVF术后通畅率，为MHD患者AVF的构建提供了改良的手术方法[11-13]。本文将从应用NTT分离静脉可以减轻血管损伤方面，介绍应用该技术分离静脉构建AVF能够提高AVF术后通畅率的机制。

一、血管外膜及其伴随的血管周围组织在血管重构中的作用

以往认为血管外膜及其伴随的血管周围组织对血管只起着外支撑和营养作用，但越来越多的研究发现，其在血管发育、血管稳态、血管重构及血管疾病的调节中亦发挥重要作用，它们可以通过对刺激信号的感知、整合及储存等调节生物活性物质的释放，参与血管壁细胞的增殖、凋亡、迁移及表型转化，并最终影响血管的生长、发育及重构过程[14-15]。

血管外膜是血管壁与血管周围组织的界面，主要包含成纤维细胞、微血管内皮细胞、神经细胞、驻留巨噬细胞、淋巴细胞、树突状细胞及血管祖细胞等，其中成纤维细胞是其主要细胞组成部分[16]。研究发现，当发生来自血管内的损伤(血管扩张、内皮剥离、高脂血症等)或血管外的损伤(外膜损伤、剥离及滋养血管受损)时，血管外膜成纤维细胞均首先发生激活、增殖、凋亡、向肌成纤维细胞转化及产生细胞外基质等生理、病理过程，进而引起血管重构或血管组织结构的修复[17-18]。早在20世纪90年代，Shi 等[19]在猪冠状动脉球囊损伤模型的研究中发现，猪冠状动脉损伤后其血管外膜成纤维细胞即先于中膜血管平滑肌细胞激活及向肌成纤维细胞转化，并且转化的肌成纤维细胞的增殖活性亦大于中膜的血管平滑肌细胞，该研究表明在血管损伤后的修复过程中，血管外膜细胞是血管壁对损伤刺激的第一感知、反应部位。Li等[20]在大鼠颈动脉球囊损伤模型中，将转染β-半乳糖苷酶(LacZ)的同源性血管外膜成纤维细胞种植于损伤动脉外膜，种植5 d后即在损伤血管部位的新生内膜中检测到了LacZ mRNA的表达，这表明原位于动脉外膜的LacZ阳性血管外膜成纤维细胞向腔面迁移参与了新生内膜形成。因此，血管外膜的作用不仅局限于血管外膜，亦可作用于血管内膜，参与血管的内膜增生及重构过程。

至于血管外膜伴随的血管周围组织则与血管外膜密切接触，主要包括脂肪细胞、滋养血管、淋巴管、血管周围神经和具有间充质干细胞样特性的基质细胞等，其功能与血管外膜一致，它们可通过微血管、神经和移行细胞相互连接，调节血管的生理、稳态及结构重塑[16]。其中血管周围脂肪组织(perivascular adipose tissue，PVAT)在血管生理学及血管重构中的作用近年来已得到进一步阐明。Lynch等[21]研究发现，PVAT能够产生一种含244个氨基酸的长肽激素-脂联素，其除具有调节脂肪酸氧化代谢的功能外，还具有介导血管舒张及调节血管重构的功能。进一步研究脂联素的作用机制发现，血管内皮细胞及血管平滑肌细胞膜上均含有脂联素受体，其受脂联素作用后能够通过激活上述细胞膜上的钙敏感钾通道，上调内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的活性并促进一氧化氮(NO)的合成，进而通过NO调节血管舒张及血管重构[22]。而对于血管周围组织中的其它组分，如血管滋养血管及血管周围神经等，均从血管周围组织经血管外膜进入血管壁，对血管起营养作用并调节血管的舒缩功能。研究发现，在血管外膜损伤导致血管内膜增生的病理过程中，滋养血管损伤引起的血管壁缺氧是重要的中间病理过程，其可进一步引起血管壁局部的氧化应激反应及炎症反应，并介导早期的血管内膜增生[23-24]。同时对于血管周围组织中具有间充质干细胞样特性的基质细胞，近年来有研究发现其在血管发育、成熟及血管稳态、血管重构中亦具有重要作用，在多种纤维化疾病、中枢神经系统疾病(如糖尿病视网膜病变和神经退行性疾病)的发病中往往伴随着基质细胞的损伤或功能障碍[16]。

目前血管损伤后血管狭窄的病理过程已基本明确，被认为是血管内膜增生和血管重构共同作用的结果。20世纪 90年代早期普遍认为，由血管肌层细胞增殖、迁移引起的内膜增生是导致血管狭窄的关键因素。近年来，血管外膜及其伴随的血管周围组织在参与内膜增生和血管狭窄中的作用日益受到关注。研究发现，在血管损伤及损伤性炎症介质等作用下，血管外膜成纤维细胞即被激活，在产生胶原纤维和其他细胞外基质形成新外膜的同时，其亦可通过增殖、迁移及向肌成纤维细胞转化等参与血管内膜增生，进而影响血管狭窄的进程[25-26]。如邱志兵等[27]在将猪大隐静脉移植于颈动脉的研究中发现，术后7天移植静脉即开始出现血管外膜增厚、外膜细胞密度增大、新生内膜形成及血管腔面积减少等变化，且Masson三色染色发现增厚的血管外膜和新生内膜中胶原蛋白含量均增多，以上结果说明，血管外膜的增厚、纤维化及胶原蛋白的重排对内膜增生和血管重构起着重要作用，参与并促进了移植血管狭窄的发生过程。

二、应用No-touch技术分离静脉的血管保护作用

虽然左内乳动脉是CABG的首选血管，但是临床上需行CABG的患者往往具有多支冠状动脉病变，此时，除左内乳动脉外的其它血管亦成为必要的替代选择。目前，临床上最常用的替代血管为大隐静脉，但是应用大隐静脉的CABG，其近期及远期移植血管通畅率远小于应用左内乳动脉的CABG。研究发现，应用左内乳动脉的CABG，术后10年的移植血管通畅率为90%～95%，而应用CT分离大隐静脉的CABG，其术后10年的移植血管通畅率仅为50%，并且其术后移植血管通畅率短期内下降尤为明显，术后第1个月就有多达15%的移植静脉发生闭塞，术后第1年则另有15%～30%的移植静脉发生闭塞[28-29]。对于应用CT分离大隐静脉的CABG，其移植血管通畅率低的原因，考虑主要有以下几个方面：(1)血流动力学改变。术后升高的动脉性血压及血流切变力可导致广泛的静脉血管内皮细胞损伤，进而引起血栓形成、血管内膜增生等病理性改变。(2)静脉外膜及其周围组织的损伤，除可导致血管痉挛等功能性改变外，亦可激活静脉外膜成纤维细胞，进而引起血管外膜增厚、内膜增生及血管狭窄等病理性改变。(3)静脉滋养血管损伤。因静脉血氧含量低，所以滋养血管在静脉管壁供氧中起主要作用，研究发现，静脉滋养血管损伤可导致的管壁缺氧，更易形成类似动脉管壁的滋养血管闭塞后所发生的内膜增生和血管硬化病变[30-31]。

为减轻血管外膜及血管外周组织的损伤，Souza等[7-10]在利用大隐静脉进行CABG时，创新性提出了静脉分离的NTT，该技术是在静脉周围组织的缓冲层中，在不直接触血管的情况下分离静脉，应用该技术分离静脉可以同时保留静脉周围的脂肪及结缔组织，并减轻分离过程中对静脉及其滋养血管的损伤，其后续研究结果显示，术后18个月、8.5年及16年的移植静脉通畅率分别为95%、90%及83%，显著高于CT的89%、76%及64%。参考国内外文献，分析NTT在CABG能够提高移植静脉通畅率的原因有如下几个方面：(1)应用NTT分离静脉能够减轻移植静脉外膜损伤，降低外膜成纤维细胞的激活、增殖、向肌成纤维细胞转化和向血管内膜迁移，进而减轻移植血管内膜及血管外膜的增生及纤维化[17-18]。(2)应用NTT分离静脉能够减轻移植静脉外膜损伤后的非特异性炎症反应，从而减轻炎症细胞的激活及向血管内、中膜浸润，进而减轻因炎性介质介导的血管外膜成纤维细胞与血管平滑肌细胞的激活、增殖、转化和向血管内膜迁移[32-33]。(3)还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶是血管组织主要的氧化酶，是血管组织活性氧(reactive oxygen speices，ROS)的主要来源[34]。研究发现，血管外膜成纤维细胞的NADPH 氧化酶可通过旁分泌方式在血管平滑肌细胞增殖及内膜增生中发挥作用[35-36]。应用NTT分离静脉能够通过减轻移植静脉外膜损伤降低血管外膜成纤维细胞的激活及NADPH 氧化酶的分泌，进而减轻ROS的释放。(4)NTT保留的静脉周围组织具有外支撑作用，可以对移植血管中增高的血管压力及切变力产生缓冲作用，从而减轻移植静脉血管内皮细胞的物理性损伤，进而减少内皮源性和组织源性血管活性因子的产生，降低血栓形成和增生性反应发生的几率[37]。(5)应用NTT分离静脉完全不触及血管本身，有助于更好地保护血管内皮的完整性和eNOS的活性，进而减轻血管痉挛；同时保留的PVAT产生的脂肪细胞源性血管舒张因子-脂联素等，亦能够减轻血管痉挛，并进一步调节血管的重构过程[38-40]。(6)应用NTT分离静脉能够减轻移植静脉滋养血管的损伤，从而可减轻移植静脉管壁的缺氧损伤，进而减轻因血管壁缺氧引起的血管增生性及硬化性狭窄等病变[30-31]。

三、No-touch技术分离静脉在MHD患者自体动静脉内瘘构建中的应用

当AVF建立后，内瘘血管即开始了血管重构的过程，血流动力学改变引起的机械刺激通过信号转导系统转化为各种生物化学信号的同时，开启了包括NO及其它各种生物活性介质在内的分子途径，引起AVF静脉扩张；血管扩张的同时，包括成纤维细胞及肌成纤维细胞等的细胞迁移开始增加，内膜增生加剧；内皮祖细胞亦同步激活，修复受损内皮，抑制内膜增生。血管重构即在血管扩张、内膜增生和内皮修复三者的互相影响和彼此牵制中逐步完成。血管扩张程度和内膜增生程度的平衡决定了内瘘是否狭窄，而细胞迁移、成纤维细胞及肌成纤维细胞的活化程度与内皮祖细胞的修复水平决定了内膜的增生程度。临床实践发现，MHD患者AVF的静脉狭窄及继发的血栓形成等并发症主要发生在近吻合口数厘米处的静脉段，究其原因，主要为近吻合口处血管的血流动力学改变更加明显，其在尿毒症毒素等合并因素的作用下可引起内皮细胞损伤及功能障碍，破坏血管内膜的完整性和连续性，从而诱发多种血管活性物质生成的增加并激活凝血系统，进而激活血小板并致成纤维细胞及肌成纤维细胞增殖、细胞外基质沉积，引起血管内膜增生及血栓形成[2，41-42]。AVF的构建手术过程中，近吻合口数厘米处的静脉段亦即是需要手术分离的血管，在应用CT分离静脉血管时，由于对静脉外膜、静脉滋养血管及静脉外周组织的损伤，可使静脉外膜成纤维细胞、炎性细胞激活及静脉管壁细胞缺氧，进而一定程度地影响AVF的血管内膜增生及血管狭窄等并发症的发生。为减少上述AVF血管狭窄等并发症的发生率，Souza等[7-10]提出的NTT为MHD患者AVF的构建提供了新的手术方法。比较应用大隐静脉的CABG与通常的应用头静脉的AVF，二者均需要与动脉吻合并受相似的动脉性血流动力学改变的影响，因此像应用NTT分离大隐静脉进行CABG一样，应用NTT分离静脉构建AVF，亦可能通过其血管的保护作用提高AVF的通畅率。近年来，Horer等[11]首先将NTT应用于桡动脉-头静脉内瘘的构建，其一期术后、二期术后1个月的通畅率分别为84%及97%，6个月的通畅率分别为64%及83%，取得了良好的近期术后通畅率；特别是对于因静脉血管直径<2.0 mm，应用CT不适合进行AVF的患者，应用NTT构建AVF，其一期术后、二期术后1年的通畅率分别达到了58%及75%，亦取得了良好的内瘘功能。我们近期亦将NTT应用于AVF的构建，与CT比较，发现该技术能够降低AVF血管狭窄等并发症的发生率，并延长血管内瘘使用时间[12-13]。

四、小结

综上所述，应用NTT分离的大隐静脉用于CABG，由于其对血管(特别是血管外膜)的保护作用，能够减轻移植静脉内膜增生及血管狭窄，进而提高移植静脉近期及长期通畅率；且应用该技术分离静脉构建MHD患者AVF初步临床实践亦显示，该技术能够提高AVF的通畅率，因此在MHD患者AVF构建中可能具有广阔的应用前景，值得继续进行临床及基础研究，以便为AVF的构建探讨更佳的手术方法。