Potts分流術治療頑固性肺動脈高壓:歷史與展望

劉鑫裴，苗 齊，劉劍州

中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院心外科， 北京 100730

Potts分流術起源于1945年，在體外循環技術尚未廣泛應用時用于先天性肺動脈狹窄患兒頑固性缺氧的姑息治療。該術式通過創造肺-體分流，增加肺循環血流量，改善全身氧供，減輕體循環心室負荷，適用于各種原因導致的終末期肺動脈高壓及右心衰竭的姑息治療。自21世紀初Potts分流術首次用于肺動脈高壓治療以來，越來越多的研究表明，與傳統肺移植或心肺聯合移植相比，Potts分流術具有手術簡單、早期存活率相當，遠期預后更好和醫療花費更少的特點。而基于Potts分流的基本原理，近年來對手術入路和手術細節的改良創新有望使Potts分流術更加安全可控。本文以Potts分流術的發展歷史為線索，闡述該術式的優勢、尚未解決的問題及未來發展方向。

1 Potts分流術的歷史

1.1 起源

1945年，Blalock和Taussig為改善先天性肺動脈狹窄患兒的頑固性缺氧癥狀發明了左鎖骨下動脈-肺動脈分流術(Blalock-Taussig分流術)。在體外循環技術成熟之前，Willis J. Potts和同事 Sidney Smith對Blalock-Taussig分流術進行改進，發明了首款主動脈側壁阻斷鉗，并借助側壁阻斷技術完成了首例降主動脈-肺動脈吻合術，即Potts-Smith分流術[1]。傳統的Potts分流術為肺動脈狹窄、肺少血患兒建立了左向右分流，保證了肺動脈供血和全身供氧。

1.2 發展

肺動脈高壓是先天性心臟及大血管發育畸形、肺血管病變、肺栓塞或特發性疾病導致的一系列以肺動脈壓力升高為特點的疾病。隨著肺動脈壓力進行性升高，右心室無法耐受過高的后負荷，進而出現進行性加重的右心衰竭、低氧，最終導致患者死亡。以特發性肺動脈高壓為例，如不加以干預，患者確診后中位生存期不足3年[2]。21世紀以來，包括鳥苷酸環化酶受體激活劑、內皮素受體拮抗劑、磷酸二酯酶- 5抑制劑以及前列腺素類似物的肺動脈高壓靶向藥物治療取得了突破性進展，但即使當前最優的三聯藥物療法治療頑固性肺動脈高壓其預后仍不理想，3年總生存率約為55%。而當藥物治療無法控制病情進展并逐漸出現右心衰竭時，必須采取手術干預措施。傳統手術方式為肺移植或心肺聯合移植，而移植手術本身面臨著術后免疫排斥、移植肺功能衰竭等風險，加之器官供體短缺、配型困難導致的等待期病情進展、死亡[3]，使得越來越多的醫生認識到必須探索除肺移植外的其他手術方式。

1.2.1 初期肺移植替代術式：房間隔打孔術

首先出現的有望替代肺移植的術式是房間隔打孔術，該操作借助于介入下球囊擴張技術，通常簡便易行。1983年，Rich和Lam[4]嘗試應用房間隔打孔術作為終末期肺動脈高壓患者右心衰竭的姑息治療。血流動力學上，房間隔打孔術期望通過心房水平的右向左分流緩解過高的右心室后負荷并改善左心室功能，其有效性依賴于終末期肺動脈高壓患者常合并的三尖瓣反流；局限性在于較高的手術死亡率(術后1個月死亡率高達15%)和遠期中樞神經系統及冠狀動脈缺氧。此外，約10%的患者可能發生自發性愈合而需二次手術。2009年，第四次世界肺動脈高壓會議報告了2008年全年223例接受房間隔打孔術的成年終末期肺動脈高壓患者的預后情況，手術早期死亡率為5%，術后平均生存期近5年。至此，房間隔打孔術逐漸成為終末期肺動脈高壓患者為等待肺移植手術而接受的“橋梁”術式。

1.2.2 新的肺移植替代術式：Potts分流術

1999年，Cantor等[5]發現終末期肺動脈高壓患者的預期生存期不足5年，而成人艾森曼格綜合征的中位生存期可長達53年，基于此，Blanc等[6]于2004年為2例大動脈轉位矯治術后的肺動脈高壓患兒(4歲和14歲)實施了Potts分流術，此為Potts分流術治療肺動脈高壓的首次嘗試。2例患兒手術過程順利，術后右心衰竭明顯緩解，美國紐約心臟病協會(New York Heart Disease Assocation，NYHA)心功能分級為2級。2012年，法國Baruteau等[1]報道一項多中心研究，用Potts 分流術替代肺移植治療兒童難治性肺動脈高壓，并在2014年發表的補充研究[7]中指出，Potts分流術術后存活率高達84.2%，術后2～5 年的中期隨訪結果顯示患兒癥狀持續改善。自Baruteau發表Potts分流術治療兒童終末期肺動脈高壓的首個多中心中遠期預后研究結果以來，歐美發表多篇病例報告，支持Potts分流術作為肺移植的替代術式治療兒童終末期肺動脈高壓。2021年，Lancaster等[8]報道了美國第一個較大樣本的單中心臨床研究，比較Potts分流術與肺移植治療兒童難治性肺動脈高壓的中期預后。該研究中，23例術前右心室壓力高于體循環壓力的患兒接受了Potts分流術(其中3例經未閉合的動脈導管植入支架)，31例接受了肺移植。經過1.8年的中位隨訪時間，Potts分流術組患者的術后存活率與肺移植組無顯著差異。目前發表的應用Potts分流術治療肺動脈高壓的案例以兒童為主，結果均支持Potts分流術作為肺移植的替代療法。2019年更新的兒科肺動脈高壓診斷和治療共識聲明中，也將Potts分流術列為兒童特發性肺動脈高壓肺移植術前需考慮的姑息療法[9]。

1.2.3 Potts分流術的改良：導管分流法

傳統的Potts 分流術為直接吻合，適合左肺動脈和降主動脈解剖距離緊貼的幼兒患者，其優點是手術操作簡單。導管法則適于左肺動脈和降主動脈間有一定距離的兒童或成人患者，通常采用人工血管進行吻合。而目前的觀點認為，鑒于Potts分流術后患兒可能仍需接受肺移植，導管法為二期肺移植手術提供了方便，相比之下，直接吻合的Potts分流術則可能為二期肺移植手術帶來困難[10]。

2 Potts分流術的今天：方興未艾但仍不成熟

2.1 優勢

Potts分流術用于肺動脈高壓治療至今，取得了相當可觀的療效。相較于傳統肺移植手術，Potts分流術方式簡單，無須等待供體，術后早期存活率不劣于肺移植，術后無免疫排斥、感染、移植器官功能衰竭等高危并發癥，且能獲得中遠期心肺功能的持續改善，可作為首選手術方式。另外，從衛生經濟學的角度，術前三聯靶向藥物治療的患者在Potts分流術后均減停了靜脈前列腺素類似物，患者的藥物負荷亦可得到改善[7]。

2.2 亟待解決的技術難題

因Potts分流術開展時間尚短，病例數尚少，許多與該術式相關的細節問題仍需解決。

首先，Potts 分流術為姑息性手術，手術的目的是在不影響中樞神經系統氧供的前提下降低右心后負荷，緩解危及生命的右心衰竭。達到這一目的的關鍵之一是分流位置，Potts分流為肺動脈(通常為左肺動脈)至降主動脈的分流，將分流選在此處可保證術后中樞神經系統及上肢供血為氧合血，而腹腔臟器和下肢為混合血。解剖學上的個體差異使得具體的分流位置需結合多模態影像學評估進行個體化設計。其中不僅應考慮手術入路、顯露和操作的便捷性，還應盡量避免循環恢復后的扭曲、彎折，保證分流有效。

此外，Potts分流術能否獲得理想預后還依賴于合理的分流量，若分流量過大，肺循環總血流量過低、體循環總血流量過高，將導致右心前負荷加重、整體氧合不足，以致出現術中或術后早期死亡；分流量過小則右心后負荷緩解不明顯，右心衰竭持續進展，將導致中遠期死亡。而影響術后實際分流量的主要因素為：(1)患者術前心功能及體-肺循環阻力，目前針對這方面最可靠的輔助檢查方式是右心導管；(2)手術設計分流的大小，這一變量是由手術團隊決定的，需結合患者肺動脈阻力(與體循環阻力的關系)、右心衰竭的嚴重程度、降主動脈直徑等因素綜合考量。迄今為止，由于有限的樣本量和倫理問題，尚無研究討論如何根據以上因素設計Potts分流術的管徑，而是根據外科醫生的經驗進行選擇。理論上，在解救致命性右心衰竭所需的分流量(下限)和導致肺少血低氧、體循環負荷過重的分流量(上限)之間存在一個區間，手術設計的分流管徑使得最終分流量落在該區間內時可以達到手術目的。術前肺動脈阻力越大、右心衰竭越重的患者，這一區間越窄，而對某些嚴重的終末期肺動脈高壓患者，這一區間甚至可能不存在。

第三，Potts分流術后早期達到預期目的的患者，隨著右心衰竭的緩解、肺血管阻力的下降，存在分流逆轉的風險，分流逆轉將導致血流動力學惡化，雖然因分流持續存在，該變化最終可能達到平衡，但這樣的平衡并非最理想的結果。需開展更多的循證醫學研究，以解決上述問題。

3 Potts分流術的展望

3.1 有望用于治療各種原因導致的難治性肺動脈高壓合并右心衰竭

近年來Potts分流術在終末期肺動脈高壓手術治療領域熱度不減，所報道的病例以兒童特發性肺動脈高壓為主。關于患者年齡和病因是否影響Potts分流術的預后，目前尚缺乏足夠證據。既往個案報道[11]顯示，先天性心臟病肺動脈高壓患者行Potts分流術術后一般情況均得到改善，心功能好轉。本中心亦有1例18歲患者，因室間隔缺損修補術后并發肺動脈高壓、右心衰竭行Potts分流術，術后右心衰竭緩解，NYHA 心功能分級達2級，3個月后復查6 min步行距離達550 m。綜上，我們有理由相信時機合適的Potts分流術有望用于治療各種原因導致的難治性肺動脈高壓合并右心衰竭。至今仍有觀點認為年齡是Potts分流術的相對禁忌證，原因之一是成人左肺動脈和降主動脈間存在一定距離，需要人工血管吻合，吻合口的位置和人工血管的擺放將影響復跳后的血流動力學，增加影響預后的不確定因素。此外，肺動脈壓力較高患者術后遠期肺動脈壓力將可能低于體循環壓力，出現左向右分流，不利于右心功能的持續改善，這種效應理論上對成人的影響更為明顯。事實上，就已發表的少數成人病例及本中心的診療經驗來看，全面評估術前心肺功能，合理設計分流通道，并采取單向帶瓣管道的術式可能將成人行Potts分流術的風險控制在可接受的范圍內，這一觀點尚待更多證據的支持。

3.2 介入Potts分流術：實現活瓣分流、可控分流

3.2.1 介入Potts分流術

關于介入Potts分流術的探索始于21世紀初。2010年，Sabi等[12]以豬為動物模型嘗試不利用殘余的動脈導管，而是經降主動脈-肺動脈射頻打孔后植入冠狀動脈支架建立分流。2013年，Esch等[13]在X線引導下用細針穿刺法為4例成人終末期肺動脈高壓患者行介入Potts分流術，其中1例死于術中大出血，1例死于術后血流動力學并發癥。 2014年，Baruteau等[14]嘗試以自然分流為基礎開展介入Potts分流術，即在兒童尚未完全閉合的動脈導管中植入裸金屬支架建立Potts分流。2017年，Boudjemline等[15]在雙平面X線引導下為8例兒童肺動脈高壓患者行主、肺動脈同時造影，自主動脈側向左肺動脈射頻打孔后快速通過導絲、鞘管，植入覆膜支架的介入Potts分流術。術后早期3例死亡，5例存活患兒術后癥狀明顯改善。目前介入Potts分流術存在術中急性血胸、心包填塞、左心室功能衰竭等風險。為減少X線介導穿刺出血的風險，2016年，Ratnayaka等[16]以豬為動物模型使用實時核磁引導細針穿刺進行了上腔靜脈-肺動脈分流手術。未來，成熟的核磁介導技術有望提供優于X線的手術條件，以避開重要組織結構，降低危險并發癥的發生風險。

3.2.2 活瓣分流與可控分流

Potts分流術成功的關鍵在于分流大小的設計，Bareteau等[14]于2014年就曾對分流支架的直徑進行了討論，認為在目前證據不足的情況下，設計分流管直徑需考慮3個因素：(1)使主-肺動脈壓力相等；(2)保證肺動脈一定血流量；(3)避免下肢過度缺氧。另外，隨著術后血流動力學的變化，Potts分流術后發生雙向分流甚至逆向分流是阻礙患者右心衰竭持續改善的另一個重要問題。2011年，Bui等[17]在大動物模型中應用聚四氟乙烯補片制作單向活瓣的方法完成了有效的左肺動脈-降主動脈活瓣分流手術。Baruteau于2014年、Lancaster于2020分別嘗試了導管活瓣分流的方法[7- 8]，術后活瓣導管通暢，成功避免了術后肺動脈高壓緩解后的左向右分流。2019年，Rosenzweig將商品化的牛頸靜脈帶瓣管道縫入人工血管做成帶瓣血管，治療了5例青少年和成人(12～20歲)終末期肺動脈高壓，術后患者均存活，且免于肺移植[18]。2020年，印度Garekar等[19]報告了1例用翻轉法手工縫制的單葉瓣單向人工血管建立的Potts分流術，術后結果滿意。隨著多種技術在Potts分流中的應用，可進一步實現活瓣分流、可控分流，使Potts分流術的結局有望變得更加安全可控。

4 小結

Potts分流術歷久彌新，21世紀以來，其作為終末期肺動脈高壓的新興姑息治療術式取得了較為滿意的效果，如早期死亡率不劣于肺移植和心肺聯合移植，遠期心力衰竭癥狀改善明顯且無須大量免疫排斥藥物的支持，亦可一定程度上解決供體器官短缺的問題。但目前Potts分流術開展經驗尚少，存在實際分流量無法預期、中遠期分流逆轉等問題，為解決這些問題，活瓣分流、介入分流等新技術正逐漸向臨床轉化。而雜交手術可通過管徑可變的支架設備、結合術中造影實現可控分流，相關研究的開展有望為Potts分流術的安全性提供證據支持，促進其適應證進一步擴展，在成人或體-肺壓力相等的特發性肺動脈高壓、先天性心臟病相關肺動脈高壓合并右心衰竭的患者中廣泛開展，從而使更多患者受益。

作者貢獻：劉鑫裴負責查閱文獻、撰寫論文；苗齊負責選題設計、修訂、審核論文；劉劍州負責修訂論文。

利益沖突：無