胸主动脉腔内隔绝术后脊髓缺血的病因及防治研究进展*

文 鑫 综述 龚昆梅 李玥锦 审校

(昆明理工大学附属医院 云南省第一人民医院普外一科,昆明 650000)

自1994年Dake等[1]应用腔内支架成功治疗胸降主动脉瘤以来,胸主动脉腔内隔绝术(thoracic endovascular aortic repair,TEVAR)彻底改变胸主动脉疾病的治疗方式,现TEVAR主要用于治疗胸主动脉瘤、胸主动脉夹层和胸主动脉损伤、胸主动脉壁内血肿、穿透性溃疡等[2,3]。与开放修复相比,TEVAR不仅降低围手术期并发症发生率和病死率,而且远期疗效相似[4],因此成为首选治疗方式。然而,无论开放修复还是TEVAR,术后都可能发生脊髓缺血(spinal cord ischemia,SCI)。Scali等[5]报道TEVAR术后SCI发生率为3.7%(422/11 473)。SCI使患者出现短暂性或永久性截瘫,甚至死亡,影响患者生活质量和长期生存率,是TEVAR术后严重并发症[6]。本文对TEVAR术后SCI的发病机制及防治研究进展进行综述。

1 脊髓的血供

了解脊髓血供对防治SCI很重要[7]。脊髓有2个血供理论[8]:①基于解剖学,脊髓血供由1条脊髓前动脉和2条脊髓后动脉组成;②基于机体动态需求,脊髓由侧支网络供血。脊髓前、后动脉均起源于椎动脉,向下走行接收不同节段动脉供血:颈段脊髓的节段动脉主要源于左锁骨下动脉发出的椎动脉、颈深动脉、颈升动脉等。胸椎或上腰椎段脊髓的节段动脉主要源于肋间动脉和腰动脉,此处节段动脉有一条重要的神经根髓前动脉称Adamkiewicz动脉(AKA),多位于T8～L2之间[9,10]。此段脊髓极易缺血,所以认为AKA是供应脊髓必不可少的分支血管。但Schurink等[11]的研究显示脊髓血供并不完全依赖AKA,因为它被支架覆盖后也未必发生SCI。下腰椎和骶骨区的节段动脉主要源于髂内动脉等。

目前更多证据表明复杂的侧支网络对SCI发生发展很重要[12]。侧支网络不仅由脊髓前动脉(即棘内网络)和背部邻近肌肉的供应血管(即棘旁网络)之间相互连接形成[13],而且还包括椎间网络与相邻肌肉多级连接。倘若部分脊髓血供受损,广泛的侧支网络会代偿供血。

2 TEVAR术后SCI的发生机制

2.1 TEVAR术中覆盖节段动脉时,机体代偿供血不足

欧洲腔内主动脉修复并发症登记处数据[14]显示,同时封闭≥2个供应脊髓的独立血管区域与SCI关系密切。当支架覆盖节段动脉时,机体的代偿机制包括:①侧支网络重塑,如棘内网络血管直径增加,棘旁网络血流方向改变;②逆转脊髓前动脉血流方向,非闭塞节段动脉向缺血脊髓供血[15]。一旦代偿不足,可出现SCI。

2.2 主动脉内移动性动脉粥样硬化斑块脱落栓塞血管

主动脉内存在动脉粥样硬化斑块,术中操纵导丝或释放支架会刺激斑块脱落,堵塞节段动脉或远端分支血管,从而阻断血流灌注,导致SCI发生[16]。

3 TEVAR术后SCI的影响因素

患者自身因素:①高龄(>70岁)[17];②围手术期低血压(平均动脉压<70 mm Hg)[18];③肾功能不全(血肌酐>132 μmol/L)[19];④慢性阻塞性肺疾病[17];⑤高血压[17];⑥高血糖[20]。

手术相关因素:①主动脉覆盖长度>200 mm[21]。Feezor等[22]的研究显示,胸主动脉支架覆盖每增加20 mm,术后SCI的风险增加30%(95%CI:1.1～1.5,P=0.0006)。②患胸腹主动脉瘤,或既往腹主动脉瘤手术史[23]。③覆盖左锁骨下动脉[23]。④覆盖髂内动脉[23]。⑤术中使用支架≥3个[21]。⑥手术时间>300 min[24]。⑦急诊手术[23]。⑧术中失血≥1200 ml[23]。

4 脊髓功能的监测

脊髓功能电生理监测主要有躯体感觉诱发电位(somatosensory evoked potential,SEP)和运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)[25,26]。袁芬等[26]报道开放胸腹主动脉置换术204例,其中SEP、MEP监测69例,未监测135例,发生术后脊髓损伤10例,其中监测组4例,未监测组6例,2组术后脊髓损伤发生率差异无统计学意义(P=0.736)。术中近端胸主动脉阻断期间、肋间动脉阻断期间、术毕SEP、MEP阳性者均未发生术后脊髓损伤,监测组4例术后脊髓损伤患者术中SEP、MEP均为阴性。因此认为开放手术中采用SEP、MEP能发现术中SCI,但不能降低术后SCI的发生率。而且SEP和MEP的应用并未普及,可能原因如下[27]:①无法区分轻、重度SCI;②全麻时容易受挥发性麻醉剂影响;③术中下肢动脉通路会影响监测。

经皮近红外光谱技术2011年首次运用于TEVAR术中监测脊髓血供[28]。von Aspern等[29]的动物实验证实,棘旁肌肉氧合状态能反映脊髓组织氧合。经皮近红外光谱技术能反复显示棘旁肌肉组织氧合,因此成为无创、实时监测脊髓血供的新工具,但尚需要临床验证。

5 SCI的预防

5.1 维持脊髓灌注压

脊髓灌注压即平均动脉压(mean arterial blood pressure,MAP)与脑脊液压之差。维持脊髓灌注压≥80 mm Hg可以预防SCI发生[13],MAP<70 mm Hg是SCI的重要预测因子[12]。Xue等[18]观察到TEVAR后SCI组低血压发生率显著升高(27.3% vs.2.7%,P=0.004),logistic回归分析显示术后低血压与SCI的发展相关(OR=8.379,95%CI:1.83～38.30,P=0.006)。因此,控制围手术期MAP很重要。目前建议围手术期维持MAP>90 mm Hg[30]。脑脊液引流(cerebrospinal fluid drainage,CSFD)能有效保护脊髓,建议控制脑脊液压≤10 mm Hg[2,12,31]。TEVAR术前是否常规预防性CSFD存在争议,但对高风险患者,如覆盖主动脉≥15 cm、需支架覆盖部分或全部T8～L1节段、既往腹主动脉手术史、全身低血压等[31],国内外指南[31,32]都指出术前预防性CSFD的必要性。

但Wong等[33]的系统评价显示,TEVAR术前常规预防性CSFD的术后SCI发生率为3.2%(95%CI:1.7%～5.1%),无预防性CSFD为3.47%(95%CI:1.98%～5.37%),表明常规预防性CSFD的作用难以确定。同时,CSFD还可能导致一些严重并发症,如颅内出血、蛛网膜下腔出血、脑脊液漏、脊髓性头痛、导管脱位或闭塞等[2]。因此,对于无高风险患者,则需要评估风险和效益来确定是否术前预防性CSFD。

5.2 全身低温

全身低体温(<35 ℃)能降低神经组织需氧量,达到保护神经的作用[34]。尽管开放手术早已采用术中局部或全身低温来减少SCI发生,但是未应用于腔内治疗。低温可能对支架变形、移位和内漏产生影响。Robich等[35]研究不同温度下GORE TAG胸主动脉覆膜支架(34 mm×15 cm)的膨胀径向力和展开直径,结果表明:①与37 ℃和35 ℃相比,30 ℃和25 ℃时支架产生的膨胀径向力分别明显减小(6±0.2)%和(46±14.9)%(P<0.001);②与37 ℃相比,25 ℃和20 ℃时支架平均直径减小11%(31.167±0.603 mm)和17%(29.053±0.603 mm)(P<0.001)。同时,微创手术中实现全身低温需要侵入性血管内冷却系统[13]。总之,全身低温目前未应用于TEVAR,未来还需更多临床证据。

5.3 神经保护药物

常用的神经保护药物有甘露醇、糖皮质激素、纳洛酮和罂粟碱。甘露醇能减轻神经水肿和清除自由基,降低SCI风险。甲泼尼龙具有抗炎、改善脊髓灌注和防止神经元变性等作用。Pasqualucci等[36]对47例TEVAR硬膜外注射大剂量(160～200 mg)甲泼尼龙联合CSFD和控制血压,术后5 d内均未出现SCI,证明此方案的临床可行性。SCI患者脑脊液中兴奋性氨基酸水平升高会导致细胞损伤和死亡。Kunihara等[37]的研究表明,与没有应用纳洛酮组(11例)相比,开放手术中静滴纳洛酮组[16例,1 μg/(kg·h)]脑脊液中谷氨酸(P=0.0161)和天冬氨酸(P<0.0001)水平显著降低,天冬氨酸最高水平也显著降低[比基线增加(8.3±75.5)% vs.(119.7±120.6)%,P=0.0077]。鞘内注射罂粟碱可诱导血管舒张,增加脊髓灌注,保护髓鞘完整性。Lima等[38]的研究显示鞘内注射罂粟碱能降低开放修复术后SCI发生率[截瘫3.6%(9/250)vs.7.5%(6/80),P=0.01]。但鞘内注射罂粟碱能否在腔内治疗中发挥作用还需验证。由于以上药物缺乏大量临床试验证实,所以药物能否预防SCI未达成一致,目前建议高风险患者使用神经保护药物预防。

5.4 维持血红蛋白水平

低血红蛋白会降低机体携氧能力,使脊髓供氧不足,从而加重脊髓功能障碍。血红蛋白<100 g/L会增加SCI发生风险[39]。Xue等[18]观察到TEVAR术后SCI组血红蛋白基线水平较低(113.0 vs.128.5 g/L,P=0.023),并且基线血红蛋白高于正常值是保护因素(OR=0.969,95%CI:0.942～0.998,P=0.037)。因此,应通过术前营养支持、输血和防止过度出血等手段,维持血红蛋白≥100 g/L。

5.5 分期TEVAR手术

“脊髓缺血预处理”的理念即覆盖部分节段动脉后脊髓短暂缺血,一段时间后未闭的节段动脉促进侧支网络代偿。分期TEVAR手术一期植入胸主动脉支架覆盖近端封闭区至最近端内脏分支血管水平以上,间隔2～3个月后二期再行支架远端密封[13],主要针对支架覆盖范围>30 cm的主动脉疾病,尤其是胸腹主动脉瘤。O’Callaghan等[40]的回顾性队列研究显示,胸腹主动脉瘤腔内同期修复和分期修复SCI发生率分别为37.5%(12/32)和11.1%(3/27)(P=0.03)。这可能与脊髓短暂缺血后侧支网络代偿和手术时间短、手术创伤减少有关。

5.6 微创脊髓节段动脉栓塞(minimally invasive segmental artery coil embolization,MISACE)

基于“脊髓缺血预处理”理论,2015年Etz等[41]首次对2例胸主动脉瘤患者先栓塞部分节段动脉,分别于4、8周后行开放手术和TEVAR,术后均未发生SCI。但此技术很难用于更多患者,尤其是主动脉解剖扭曲或动脉瘤囊内存在血栓者。栓塞多少支节段动脉才形成有效侧支循环,以及MISACE和TEVAR的间隔时间尚未明确。

5.7 暂时性动脉瘤囊灌注(temporary aneurysm sac perfusion,TASP)

根据“脊髓缺血预处理”的理念,Lioupis等[42]报道对1例胸腹主动脉瘤植入带有截瘫预防分支(paraplegia prevention branches,PPBs)的腹主动脉四分支支架,PPBs位于肾下动脉瘤中间部分,从而人工形成Ⅰb型内漏暂时灌注动脉瘤囊,动脉瘤囊内血流再通过未闭的肋间动脉或腰动脉维持脊髓灌注,3周后先前存在的侧支网络扩张或新的侧支血管形成后再闭塞PPBs。Kasprzak等[43]报道83例分支EVAR(branched endovascular aortic repair,bEVAR),其中40例同时行TASP,TASP通过bEVAR术中保留至少一个腹主动脉侧分支暂时灌注动脉瘤囊实现,侧分支为腹腔干20例、肾动脉9例、肠系膜下动脉或肝动脉2例、主髂动脉远端9例,再次侧分支建立与初次支架植入的中位时间间隔48 d(1～370 d),结果显示联合TASP组SCI发生率显著降低[5%(2/40)vs.21%(9/43),P=0.03]。但TASP可能增加动脉瘤破裂和术后内漏风险,并且尚不明确再灌注的最佳水平以及PPBs闭塞前的理想时间间隔。

5.8 重建左锁骨下动脉

TEVAR大部分需要覆盖左锁骨下动脉(left subclavian artery,LSA)。LSA覆盖后是否重建存在不同的观点[44]。美国血管外科学会(Society for Vascular Surgery,SVS)指南[45]建议覆盖LSA者术中或术前重建LSA,特别是有主动脉覆盖长度≥15 cm、右锁骨下动脉缺如或狭窄、左胸廓内动脉冠状动脉旁路移植后、肾下腹主动脉修复术史、单侧髂内动脉闭塞等高风险者。然而,Chen等[46]的meta分析显示,重建LSA的术后SCI显著降低(OR=0.62,95%CI:0.41～0.92,P=0.02),然而截瘫的差异无显著性(OR=0.91,95%CI:0.55～1.51,P=0.71)。同时重建LSA术后可能引起并发症,包括臂丛神经损伤、迷走神经损伤、颈部血肿、LSA夹层和脑卒中等。因此,要根据患者情况采取不同治疗策略,对于高风险患者建议重建LSA。

6 SCI的治疗

对于SCI,目前采用以维持脊髓灌注压为主的综合治疗。术后出现SCI表现时,主要治疗策略是MAP升高(MAP>90 mm Hg)和CSFD(脑脊液压≤10 mm Hg)[47],同时注意脑脊液引流量<20 ml/h、200 ml/d,引流时间≤3 d[38]。短期大剂量糖皮质激素冲击、高压氧治疗、肝素抗凝、神经营养治疗、中医治疗、功能锻炼等方法尽管在一定程度上可以促进脊髓功能恢复[48],但目前缺乏大量临床证据证明其有效性。

7 小结

SCI是TEVAR术后严重并发症,需要早期预防,应关注术前识别高危患者、制定手术方案、监测脊髓功能和围手术期管理。一旦发生SCI,主要通过提高脊髓灌注压和多方面综合治疗。现有的防治策略能有效减少SCI发生、发展,但部分手段缺乏临床验证。希望随着SCI发病机制的深入研究和腔内技术的不断进步,SCI的防治策略能够完善并达成共识。