原创潘文志周达新中山医院上海心脏中心心脏瓣膜手术

原创 潘文志 周达新 中山医院上海心脏中心

心脏瓣膜病是一类常见的心脏疾病，随着人口老年化，其逐渐成为继高血压、冠心病之后第三常见的心脏疾病。心脏瓣膜病的特点是症状明显（胸闷气促）、体征典型（听诊可闻及杂音）、诊断容易（心脏超声即可以确诊）。严重的心脏瓣膜病可明显影响患者的寿命，预后较差。葛均波院士曾论断“心脏瓣膜疾病是人类长寿征途上的需要跨越一道坎”（）。由于是解剖形态学的改变，故心脏瓣膜病一般情况下药物治疗无法根治，需要采用机械物理方式才能彻底治疗。既往，外科开胸手术是瓣膜病的标准治疗手段。但近年来，随着医学技术的发展，心脏瓣膜病也可以通过介入（或称经导管、经皮、经血管）方式进行有效治疗。本文对心脏瓣膜介入治疗的技术原理、历史沿革和当前认识作简要而系统的介绍。

一、技术分类及原理

总体而言，心脏瓣膜的手术治疗可分为采用传统的胸骨正中切口手术（1.0时代），微创外科（小切口）瓣膜手术（2.0时代），经导管瓣膜介入治疗（3.0时代）。其中，微创外科瓣膜手术采用小切口、非胸骨全部劈开方式以减小手术创伤，通过电视胸腔镜和外科手术机器人辅助进行手术。微创外科瓣膜手术虽然伤口小，但术中心脏仍要停跳、仍需要体外循环辅助。研究显示，其虽然能降低手术创伤，但并不能降低手术风险。

心脏瓣膜介入治疗的基本原理是采用导管介入方式，将治疗器械压缩到一个很细的导管（直径4-10mm），然后穿刺外周血管（通常是股动脉或股静脉）或者心前区，插入导管，并将器械输送到所要治疗瓣膜的位置，在超声或者X线透视指导下，对瓣膜进行修复或者更换，从而达到治疗目的。心脏瓣膜介入治疗伤口较微创外科手术进一步缩小，且是在心脏跳动情况下进行手术二尖瓣狭窄最早出现的症状，无需心脏停跳及体外循环，避免这两者引发的不良反应，故手术安全性明显提高。

目前心脏瓣膜介入治疗按照原理可以分为三类：①球囊扩张术，采用一个可膨胀的球囊，通过导管输送到狭窄的瓣膜进行扩张，撕开瓣叶在交界处的粘连而不损伤瓣叶，因此可以治疗狭窄却不导致瓣膜反流。代表技术为经皮二尖瓣球囊扩张及经皮肺动脉瓣球囊扩张；②经导管瓣膜置换术。其原理是将一个三叶的生物瓣缝合在一大金属支架上构成了介入瓣膜，然后将该介入瓣膜压缩到输送导管，将之放置在病变的瓣膜处，套在病变的瓣膜里，从而实现对原先病变的瓣膜的功能替代；③经导管瓣膜修复术，是基于外科手术的基本术式的原理，采用特殊的可压缩器械，经导管输送到病变的瓣膜位置，对瓣膜进行形态结构修复，主要包括瓣叶修复，瓣环环缩及人工腱索植入等技术。

二、经皮球囊扩张成形术

经皮二尖瓣球囊扩张（PBMV）：

历史沿革：

1902年Cutler与Levine首先经左心室心尖部插入特制弯刀切开二尖瓣交界处治疗二尖瓣狭窄。1925年Souttar经左心耳途径用手指分离扩大二尖瓣瓣口。1954～1960年Beck、Glenn、Logan、Turner、Tubbs等先后研制二尖瓣机械扩张器，经左心耳或经心尖插入瓣膜区，在左心房内手指的指引下扩大瓣口，提高治疗效果。以上的术式均在心脏跳动、未打开的情况下，根据手指触摸手感进行二尖瓣交界处的分离，故也称之为二尖瓣闭式分离。1976年日本医生Inoue（井上宽治）等设计出由两层乳胶夹一层尼龙网而成的、具有自身定位能力的二尖瓣球囊导管，称为Inoue球囊导管，将球囊导管沿股静脉、右心房并经房间隔穿刺送至狭窄的二尖瓣口，然后充盈球囊使狭窄的二尖瓣口扩张成形（图1）， 并于1984年进行首次临床报道，之后该器械成为PBMV的全世界标准器械，延用至今。

图1. PBMV 手术的操作过程

当前认识：

大量研究结果显示，PBMV即刻可产生血流动力学改善，二尖瓣瓣口面积增加，跨瓣压、左心房压及肺动脉压下降，心排血量增加，生活质量提高。由于效果确切，微创安全，欧美及我国指南都将PBMV推荐为解剖合适的风湿性二尖瓣狭窄患者首选的治疗选择（I 类指证，A类证据）。风湿性二尖瓣狭窄在西方很少见，在我国仍常见，因此我国在这方面积累了丰富经验。表1是我国2016年PBMV指南中PBMV的适应证。PBMV的主要局限性在于有一定再狭窄率，5年再狭窄率约为15%，10年再狭窄率约为25%，年轻患者（小于50岁）再狭窄率更低些。但再狭窄后仍可再行PBMV治疗，从而延缓外科手术的时机。

表1 我国2016年PBMV指南中PBMV的适应证

经皮肺动脉瓣球囊扩张（PBPV）

1982年，Kan首先报道采用球囊扩张技术治疗先天性肺动脉瓣狭窄（PS），这种技术被称为经皮球囊肺动脉瓣成形术（PBPV），其因简便、有效、安全而得到广泛应用。随着现代工业和导管技术的发展，大量关于PBPV的临床应用研究被进行，这些研究结果证实PBPV可为大部分PS患者的首选治疗手段，可替代外科开胸手术，成为各大指南首选推荐的治疗手段（I 类指征）。2020年ESC先心指南推荐的PS进行PBPV手术主要指征为（具有以下之一）：出现相关症状，峰值跨瓣压差大于64mmHg，右心室功能下降三尖瓣反流，合并右向左分流。

三、经导管主动脉瓣置换术（TAVR）

历史沿革：

1965年，Hywel Davies设计了一种降落伞样的瓣膜安装在导管上，经股动脉送至降主动脉，动物实验显示其对主动脉关闭不全狗有血流动力学益处（图2）。随后有类似几种瓣膜模型用于主动脉关闭不全动物的实验。1992年Anderson把猪的瓣膜缝合在一个不锈钢网状支架上模型进行瓣膜置入手术均获得成功，但有部分动物出现冠脉阻塞而死亡（图3）。Cribier等2001年报道了一种可以经导管置入的人工主动脉瓣支架，由球囊膨胀型不锈钢支架和牛心包制成的瓣叶组成，在体外血流动力学测试以及短期的动物实验中均显示了良好的血流动力学性能。2002年Cribier等完成了第一例人体TAVR，书写了经导管介入瓣膜置换治疗的新篇章，该系列的瓣膜即为爱德华公司球囊扩张式瓣膜Sapien（图4）。2005年12月Grube等首次使用自膨胀式的瓣膜完成TAVR术，该系列瓣膜以美敦力的CorevValve瓣膜系列为代表。类似的，目前国内临床应用的主要为自膨胀式瓣膜

图2. 最早的经导管主动脉瓣瓣膜样品

图3. Anderson 用于动物试验的TAVR瓣膜样品

图4. 爱德华公司的球囊扩张瓣膜系列

当前认识：

经过20年的发展， TAVR的器械经过数次迭代，目前性能已大大提高，具有小尺寸（输送系统由最初的26F降低为目前最低14F）、防瓣周漏、可回收、可重新定位、自动锚定等等功能，因此TAVR的安全性已大大提高。TAVR已成为了近20年来心血管介入领域最闪耀的新星。大量高质量的RCT临床研究（仅《新英格兰医学杂志》就累计发表10余篇TAVR相关的研究）证实TAVR的安全性及有效性。TAVR的适应证已从外科手术禁忌患者发展到外科手术高危患者、中危患者，目前对于高龄（65岁以上）、外科手术低危患者，指南也推荐行TAVR术（I类或II A类指征）。全球TAVR应用已超过50万例。TAVR的基本原理是狭窄的主动脉瓣，通常很坚硬且构成了一个狭窄管道，该解剖特点可以为TAVR瓣膜的金属支架提供良好的支撑固定作用。起初，TAVR只用于三叶式的主动脉瓣狭窄患者，但随着研究进展，发现对于二叶式主动脉瓣狭窄患者，TAVR人也是适用的，目前已受到指南推荐。随着器械的改进，目前部位TAVR器械带有锚定功能，因此，部分的解剖合适的主动脉瓣反流的患者也可以使用TAVR治疗。由于TAVR植入的瓣膜是生物瓣，目前研究显示其预期使用寿命为10-15年。然而，对于TAVR瓣膜达到使用寿命后出现瓣膜衰败患者，可以在原先TAVR瓣膜内再植入一个TAVR瓣膜进行治疗，缓解患者后顾之忧，但再次植入瓣膜的次数是有限的，因此对于年轻患者一般不建议植入TAVR瓣膜

四、经导管缘对缘修复（TEER）

历史沿革：

TEER技术是一项基于外科二尖瓣缘对缘修复术的经导管介入技术，其采用二尖瓣夹合装置（一个可压缩、机械传动的夹子），经股静脉或心尖途径植入，在超声及X线引导下夹住二尖瓣反流区的前、后瓣叶并使之接合，使心脏收缩期时瓣叶之间间歇减少或消失，而舒张期时瓣口变成双孔或多孔，从而达到减少或消除二尖瓣反流的效果。TEER是基于外科缘对缘修复的医学原理，该术式由20世纪90年代由意大利外科医生Otavio Alfieri首创。1991年，他为一名患者实施房间隔缺损外科修复手术术中打开心脏后发现该患者二尖瓣是双孔型的，他发现这样的二尖瓣在功能上也正常，且经过随访，该患者仍可长期健康的存活。受此病例启发，他对一些二尖瓣反流患者手术时，把一些病变的二尖瓣瓣叶和对侧的二尖瓣叶缝合在一起，形成双孔二尖瓣，经过随访研究发现瓣膜功能也可长期保持正常。在外科缘对缘二尖瓣修复术的启发下，人们开始开发各种各样的TEER器械。Morales在1999年首先运用一种无需体外循环的二尖瓣缘对缘修复装置。2002年Alfieri接着报道了一种经穿刺主动脉实施的二尖瓣缘对缘缝合装置的动物实验结果。 经静脉穿房间隔实施的二尖瓣缘对缘缝合装置Mobius（Edwards Lifesciences，Irvine，California）随后在动物试验中被证明安全有效。以上各种装置由于设计上或技术上的缺陷最终未能广泛运用于临床，直到雅培公司MitraClip系统的出现，TEER装置才真正走向临床。该装置采用经股静脉-房间隔的路径，输送系统为24F（图6）。2003年人们报道了成功使用MitraClip系统的动物实验。同年，世界上第一例使用MitraClip系统行经导管二尖瓣修复术的人体手术亦取得成功。2018年，我团队发明的世界首个经心尖TEER器械ValveClamp成功应用于临床。

当前认识：

TEER技术的发展要比TAVR缓慢而崎岖，原因在于无论是器械的研发还是手术操作都更复杂。随着器械的改进以及临床经验积累，TEER已从开发研究变成临床广泛应用，目前全世界应用已超过15万例。欧美指南已将TEER列为外科手术高危、解剖合适的二尖瓣反流患者的适应证（II A类指征）。TEER是基于外科缘对缘修复技术，或多或少的会导致瓣口面积减少，虽然这种瓣口面积减少通常不导致心脏功能的异常，但对某些术前瓣口面积不大患者显然是不合适的。对于反流面积很大患者，也不可能使用多个夹子将二尖瓣广泛夹合，因为这样也会导致瓣口狭窄。对于交界区病变，该区域瓣叶较短，腱索较多，行TEER术难度较大。因此，相对于TAVR技术，目前的TEER技术对患者瓣膜的解剖条件要求更严格：从解剖学上将，绝大部分的主动脉瓣狭窄患者都能做TAVR；而对于TEERT手术，只有部分患者适合手术。其解剖要求主要为：返流束不能在交界区，瓣叶长度不能过短（短于6mm），术前瓣口面积不能太小（大于3.5cm2），反流区不能太宽泛（大于20mm）。虽然缺乏足够多的长期随访数据二尖瓣狭窄最早出现的症状，然而，相对于TAVR手术，TEER手术具有更高的安全性，在解剖合适人群短中期效果时肯定。因此，对于解剖合适的外科手术高危者，不失为一种较好的治疗手段。

总结及展望

心脏瓣膜病是一种常见的心脏疾病，明显的影响着人类社会的健康。人类疾病治疗技术的发展存在着普遍规律，通常都经历了从无可为到有可为、从大创伤到小创伤甚至无创伤的过程。同样，心脏瓣膜病先后经历了最早的无法治疗、传统的胸骨正中切口手术（1.0时代）以及微创（小切口）手术（2.0时代），目前已经迎来了介入治疗时代（3.0时代）。本文对主要几个技术发展的历史沿革进行梳理，我们可以发现每个成功应用于临床的技术和器械，都是建立在前人大量探索研究基础上的，都是“站在巨人肩膀上”才获得成功。目前PBMV、PBPV、TAVR及TEER（MitraClip）技术已在全世界广泛应用，得到普遍认可，而其他十余种心脏介入治疗技术也在发展中，涵盖了的三尖瓣、肺动脉瓣病变。虽然目前心脏瓣膜治疗已进入3.0时代，但不是所有患者都适合行介入治疗，前文提及的心脏瓣膜治疗的3种手术方式在目前的临床实践中仍然并存。对于不同人群，适合的手术方式不尽相同。在未来的一段时间内，3种手术方式将既共存互补，又相互竞争。然而，毫无疑问的是，心脏瓣膜介入治疗将是未来心脏瓣膜治疗最重要的发展方向。