脑积水的发病机制与手术治疗进展

韦树德

（广西医科大学附属武鸣医院神经外科，广西南宁 530199）

脑积水是脑脊液生成或循环吸收过程发生障碍，导致脑脊液量过多，压力增高，扩大了正常脑脊液所占有的空间，常伴有颅内压升高及系列症状，会导致脑实质变薄，严重损伤患者的神经系统。目前外科手术仍是治疗脑积水的重要方法，可调压分流管、内镜、神经导航及腹穿置管系统等新技术逐步渗透到临床应用中，均有利于增强脑积水的手术疗效，降低相关并发症发生风险，并可提升脑积水患者的生存期，从而改善疾病预后[1]。但不同的治疗方式均有相应的禁忌证、适应证，并具备各自的优点与不足，本文通过对脑积水不同手术治疗方式进行探讨，为提高脑积水的临床疗效提供新的思路，现综述如下。

1 脑积水的发病机制

脑积水具有复杂的发病机制，目前临床对于脑积水的主要机制是否由多种因素共同作用而引起等尚未明确。

1.1 炎症反应 炎症反应在脑积水的发生中具有关键作用，尤其在出血后更为显著。机体炎症反应可影响脉络丛上皮细胞脑脊液的分泌，引起室管膜纤毛发育及功能障碍等介导脑积水的发生[2]。壳多糖酶3样蛋白1（CHI3L1）是从小胶质细胞与星型胶质细胞中衍生而来的蛋白质，神经炎症反应与其释放可能有着一定的联系性[3]。此外，脑内小胶质细胞属于脑内常驻免疫细胞，小胶质细胞被激活后主要分成2种相反作用的类型，炎症微环境改变可能参与了脑积水的发病与进展过程。

1.2 纤维化 纤维化在脑积水发病中也发挥着重要作用，转化生长因子β（TGF-β）可作为脑积水发生后的一种纤维化指标。有临床研究提出，通过阻滞TGF-β/Smad2/3信号通路可明显抑制蛛网膜下腔细胞外基质沉积，有助于阻滞蛛网膜下腔纤维化，减轻脑室扩大，有效改善患者脑积水程度[4]。脑室内出血后脑积水可能和脑室系统纤维化存在关系，转化生长因子-β1（TGF-β1）属于TGF-β亚型，多产生于脑组织损伤，同时其可聚积至脑脊液循环通路，大麻素受体2（CB2R）能够对TGF-β1信号通路起抑制作用，可明显抑制TGF-β1引起的侧脑室扩张，缓解脑室系统纤维化，进一步阻滞脑室出血后脑积水发展。

1.3 水通道蛋白4与水通道蛋白1 脑积水与脑室扩大可引起大脑总含水量的增加。水分子通过水通道蛋白在神经细胞膜上流动，在脑脊液的产生和循环中起到重要作用。水通道蛋白4、水通道蛋白1均和脑积水有着密切联系，其在中枢神经系统中有着广泛表达。水通道蛋白1可促进脑脊液的形成，水通道蛋白1在脉络丛上皮细胞顶侧大量表达，当抑制水通道蛋白1时，可有效降低患者机体脑脊液的分泌，抑制脑积水发展[5]。水通道蛋白4是大脑内最丰富的水通道蛋白，其主要存在于室管膜细胞、基底细胞及星形神经胶质细胞足突的表面。水通道蛋白4可作为功能蛋白调节类淋巴系统功能，激活水通道蛋白4可激发脑脊液跨实质吸收，将其表达下调后脑积水程度加剧。因此水通道蛋白可作为临床诊治脑积水的重要靶点。

1.4 基因表达 先天性脑积水的发生主要与遗传因素有关，脑积水患者亲属的发病风险明显超过普通人群，现阶段已发现部分基因缺陷或突变和脑积水的发生存在相关性，此外室管膜上皮细胞的纤毛能够激发脑脊液流动，而基因缺陷将引起纤毛功能异常，并导致先天性脑积水[6]。其次，在敲除（基因敲除是用含有一定已知序列的DNA片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，整合至受体细胞基因组中并得到表达的一种外源DNA导入技术）水通道蛋白4等基因后，虽然导致先天性脑积水的情况较少，但脑室扩张程度还是存在明显差异。

1.5 铁代谢 铁离子源于红细胞裂解，其会沉积到脑室壁，广泛分布在脑中，并会随着脑脊液的循环扩散至蛛网膜下腔。铁离子在少突胶质细胞中具有较强浓度，在出血后脑积水中，脑组织中铁蛋白水平和脑脊液中铁离子浓度均有所增长，且铁离子可对Wnt信号通路进行激活，促使蛛网膜下腔纤维化调节，导致脑积水的发生[7]。在脑室内注射血红蛋白会导致脂质运载蛋白（LCN2）上调，而LCN2是一种参与铁代谢的蛋白质，上调后引起脑室扩张。去铁胺能够对Wntl/Wnt3a信号通路予以阻滞，继而改善脑室内出血后的慢性脑积水。

1.6 凝血酶 凝血酶是在脑出血后即刻在脑室内产生，脑出血后早期的颅脑损伤有凝血酶的参与。凝血酶会导致脑室扩张和脑室管膜纤毛的严重损伤，形成脑积水，乙酰唑胺用于凝血酶诱导的脑积水，可明显抑制脑积水的进展。

2 脑积水的手术治疗

2.1 分流手术 分流手术主要涉及脑室穿刺外引流、腰大池 - 腹腔分流、脑室腹腔（VP）分流术、脑室 - 心房分流等术式。陈楠等[8]提出，在选取分流手术时机方面，主要取决于能否给予早期诊断，患者可否接受和耐受手术等因素，其基于脑室大小分析、患者状态伴随时间的变化等各个因素决策。此外，对于预后不良的严重创伤性颅脑损伤患者，是否可予以分流手术还需慎重考量，这是由于手术与麻醉作用可能导致患者病情加剧。若预后良好的患者，状况不断好转，才可能考虑采取分流手术，客观上延迟分流时机。

2.1.1 腰大池 - 腹腔分流 腰大池 - 腹腔分流术最大的优点就是微创，该术式不经颅脑穿刺放置分流管，对颅脑神经的损伤非常小，其皮下分流管长度较短，对患者身体的创伤也是大大降低，且该术式相对简单，手术的时间与麻醉的时间大大缩短，同时可预防脑室置管致脑出血，降低过度引流风险。李剑等[9]在研究中发现，腰大池 - 腹腔分流术后短期效果和脑室 - 腹腔分流术没有明显差异，但感染与堵管的发生风险低于脑室 - 腹腔分流术组，但具体的应用价值还待深入分析。在强化腰大池 - 腹腔分流术疗效、控制并发症方面，袁轶恺等[10]认为必须做好有效的术前评估，通过CT与MRI等术前影像学检测，及时发现和排查椎管狭窄、小脑扁桃体下疝等对腰大池置管造成影响的相关疾病。另外，在手术开展之前，可借助腰椎穿刺术对颅内压进行评估，实施脑脊液生化检查等，作压颈压腹测试，观察蛛网膜下腔的情况，将30～40 mL的脑脊液进行释放，预估分流作用[11]。另一方面，通过抗生素应用、无菌操作等避免感染的发生，尽可能将手术时间安排至当天的第一台，预防和其他手术交叉感染。

2.1.2 脑室 - 腹腔分流术 脑室 - 腹腔分流术具有操作方便、适应证广、疗效确切等优势，因此在临床中的应用较为广泛，是治疗脑积水的首选手术方式。刘畅等[12]经临床研究后发现，脑室 - 腹腔分流术组在手术后7 d的日常生活能力（ADL）评分、格拉斯哥预后（GCS）评分均高于腰大池 - 腹腔分流术组；与腰大池 - 腹腔分流术组比较，脑室 - 腹腔分流术组的肿瘤坏死因子 -α （TNF-α）、白介素 -6 （IL-6）水平、改良Rankin量表（mRS）评分降低，白介素 -10 （IL-10）水平升高；此外，脑室 - 腹腔分流术组术后7 d的CD4+、CD3+百分比、CD4+/CD8+比值也高于腰大池 - 腹腔分流术组患者，CD8+百分比低于腰大池腹腔分流术组，提示对创伤性脑损伤脑积水患者予以脑室 - 腹腔分流术治疗，有确切的临床疗效，同时可改善T淋巴细胞水平，降低炎症因子指标。

但值得注意的是，脑室 - 腹腔分流术的失败率较高，有文献报道提出，影响手术失败的因素较多，尤其是发生分流管感染，将进一步促使颅内感染，易产生不良预后[13]。其次，分流装置阻塞也是多发因素，现阶段尚无较好的解决方式，但在多数情况下，可利用针对性方式进行控制，严格把握脑室 - 腹腔分流术的适应证，改进标准化操作流程，保持严密观测，及时解决并发症的发生。此外，要求注重引流装置的选取，尽可能选有抗老化、抗虹吸可调压式引流设备，并根据不同患者的实际情况，选用个体化方式治疗[14]。

2.1.3 脑室 - 心房分流术 近几年，脑室 - 心房分流术的治疗方式和材料得到一定程度的优化，脑室 - 心房分流术可作为治疗难治性脑积水的辅助补救方式。在一项临床研究中，对脑室 - 心房分流术进行改良，以防止再次行脑室穿刺术，避免患者引发医源性颅脑损伤，减少麻醉和手术时间，并且能省去了常规术式中的部分环节，但该研究的样本数较少，有关脑室 - 心房分流术改良的辅助补救效果还待深入分析，且目前脑室 - 心房分流术在临床中的应用较少[15]。

2.2 神经内镜手术

近年来，神经内镜技术、影像技术得到快速发展，伴随显微解剖研究逐步深入，神经内镜手术进一步在临床中普及。当前神经内镜手术在治疗脑积水中已日趋成熟，临床效果与传统单纯分流手术比较更为显著。

2.2.1 三脑室底造瘘术 三脑室底造瘘术是改善梗阻性脑积水的首选途径，即选取脚间池和三脑室底部之间进行造瘘，促进梗阻的脑脊液经瘘口进至蛛网膜下腔实现循环吸收[16]。三脑室底造瘘术通常适用于梗阻区域于蛛网膜颗粒之前的脑脊液梗阻，有助于对脑脊液通路进行重塑，与生理性脑脊液循环较为相符，可防止出现脑脊液过度引流，且不用置入分流装置，避免分流术失败再次置管，并可预防低龄患者由于生长发育需重复换管的痛苦。娄四龙等[17]选取了后颅窝肿瘤并发重度梗阻性脑积水者作为研究对象，其认为在后颅窝肿瘤显微切除术前同期三脑室底造瘘术中具备的优势在于其创伤小，在开颅显微手术前同期进行可以明显减少住院和手术时间，且三脑室底造瘘术不会置入引流管与分流管等，可降低颅内感染的发生概率。在某项研究中发现，有3例病患在三脑室底造瘘术后的脑积水没有显著缓解，术后脑脊液电影示造瘘口的脑脊液流动不佳，后予以脑室－腹腔分流，分析原因可能在于，术中出血致蛛网膜下腔粘连或是手术前慢性脑积水，引起脑脊液吸收异常[18]。

2.2.2 内镜下透明隔造瘘术 内镜下透明隔造瘘术是指经内镜于透明隔部位造瘘，对梗阻脑脊液进行引流，多用于单侧室间孔梗阻诱发的一侧侧脑室扩大的不对称性脑积水，若患者的临床表现轻微或是脑室轻度扩大，则可行随访干预，如果症状加剧，脑室扩大显著，中线移位，则需要尽快行手术治疗。内镜下透明隔造瘘术的优势表现为出血少、创伤小、术后反应轻，并且经内镜能彻底切除室间孔小肿瘤[19-20]。

3 小结与展望

目前脑积水的发病原因、作用机制等尚未完全明确，伴随患者年龄、临床特征等不同，在脑积水的临床治疗上应有所针对性，必须通过完全客观的评估后制定可行性较高的个体化治疗。虽然分流手术、造瘘手术等取得不同程度的进展，但仍然没有较为理想的手段可以有效缩短引流时间，并可降低感染与其他并发症的发生风险，如何严格把握不同的手术方式的禁忌证、适应证，发挥其特点和优势是研究学者所面临的重要挑战。今后还需对脑积水手术指征、手术时机及手术方式的选择进行深入分析和探讨。