BAV瓣膜功能障礙與主動脈病變關聯的研究進展

任星星 杜國慶

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院超聲醫學科，黑龍江 哈爾濱 150086)

二葉式主動脈瓣(bicuspid aortic valve，BAV)畸形是一種遺傳異質性疾病[1]，是成人最常見的先天性心臟病，發病率為1%～2%，男女比約為3∶1。BAV不僅對瓣膜造成不同程度損害，而且由它引發的主動脈病變(如破裂和夾層)也同樣會對患者健康，甚至生命造成嚴重威脅。為了減少這些并發癥帶來的傷害，改進BAV患者的手術風險評估，更好地了解BAV瓣膜功能障礙和主動脈病變之間的關系，現對二者的聯系做一綜述。

1 BAV瓣膜功能障礙與主動脈病變

1.1 BAV瓣膜功能障礙

1.1.1 主動脈瓣狹窄

鈣化性主動脈瓣狹窄(aortic stenosis，AS)是BAV最常見的瓣膜病變[2]，瓣膜幾何形狀和瓣葉基質的異常，使得瓣葉容易遭受較高的機械應力，鈣化發生較早[3]。嵴線鈣化和瓣葉鈣化過多與手術并發癥和中期死亡率的風險有關[4]。有癥狀的中-重度BAV-AS患者應積極采取外科主動脈瓣置換術(surgical aortic valve replacement，SAVR)，這一觀點早已達成共識。但對于無癥狀重度BAV-AS患者，應該選擇藥物保守治療還是早期手術干預治療，目前存在較大爭議。一方面，重度AS存在較高猝死風險，建議早期手術；另一方面，早期積極手術可能出現手術及人工瓣膜置換相關并發癥和死亡，建議保守治療。因此，如何選擇最佳治療策略，是值得學者研究的臨床問題。最近，一項大型臨床前瞻性隨機對照研究顯示：在無癥狀AS患者中，早期SAVR與保守治療相比顯著降低了手術死亡或隨訪期間因心血管死亡的風險[5]。經導管主動脈瓣置換術(transcatheter aortic valve replacement，TAVR)是一種治療重度AS的新型介入手段。中危和高危BAV患者行TAVR的預后與SAVR相似[6]。最新研究表明，TAVR治療低風險BAV患者也獲得了良好的早期效果，裝置成功率高，死亡率或致殘率低[7]。

1.1.2 主動脈瓣關閉不全

主動脈瓣關閉不全是BAV畸形的另一個常見瓣膜并發癥。Braverman等[8]認為BAV患者發生主動脈瓣關閉不全的原因為瓣葉纖維化，瓣葉對合緣攣縮，主動脈根部擴張，以及繼發于感染性心內膜炎。在患者病程早期，瓣膜關閉不全引起的主動脈瓣反流(aortic regurgitation，AR)比狹窄更常見[9]。一旦AR形成，影響其進展的主要因素是慢性容量負荷過重引起的左心室擴張。因此，手術干預將是大多數BAV-AR的最終治療策略[10]。

1.2 BAV主動脈病變

1.2.1 主動脈擴張

主動脈擴張是BAV畸形嚴重的并發癥之一[11]。主動脈擴張通常開始于BAV患者病程早期，30歲以下患者中發病率為56%，在80歲以上的患者呈進行性發展，發病率為88%。20%～30%的BAV畸形患者在隨訪的9～25年里會出現主動脈瘤樣擴張[12]。而Michelena等[13]對8個獨立臨床試驗的研究表明：有84%的BAV畸形患者將發展為主動脈瘤，其中主動脈瘤的發生風險可為正常人群的80倍。相對三葉式主動脈瓣(tricuspid aortic valve，TAV)，BAV患兒出生時主動脈直徑就已較大，隨著年齡的增長，主動脈直徑增長幅度也較大，并逐漸發展為主動脈根部瘤和管狀升主動脈瘤，如果未合并主動脈本身病變，發生主動脈弓部動脈瘤非常少見[14-15]。因此，在BAV患者形成動脈瘤的進程中，年齡起著很重要的作用，也是BAV預后不良的獨立危險因素[16]。

1.2.2 主動脈夾層

主動脈夾層是BAV畸形最嚴重的并發癥[17]。由于急性主動脈夾層通常發生在主動脈擴張和動脈瘤形成之前，死亡率為25%。為避免主動脈夾層的發生，預防性主動脈置換術是很有必要的。與TAV相比，BAV患者發生主動脈夾層的年齡更小，概率更高，是TAV患者的5～10倍[18]。Larson等[19]在上萬例尸體解剖中發現Stanford A型夾層合并BAV的比例是非夾層死亡患者合并BAV的10倍，表明BAV具有更高的主動脈夾層風險。但國際多中心數據顯示，由于影像學診斷夾層的局限性，BAV發生夾層的實際患病率可能并沒有以前研究預測的那么高，但BAV患者仍較普通人群具有更高的風險[20]。

1.2.3 主動脈縮窄

BAV合并主動脈縮窄(coarctation of aorta，CoA)與升主動脈擴張和A型主動脈夾層破裂的高風險相關。目前歐洲心臟病學會指南建議：BAV合并CoA手術指征是主動脈直徑≥5.0 cm，而非≥5.5 cm[21]。Duijnhouwer等[22]研究表明，BAV合并升主動脈病變與有無CoA并無直接關聯。因此，僅根據CoA來決定是否行升主動脈手術是不合理的。但值得注意的是BAV伴CoA患病率為22%～36%，發病年齡較小，所以建議篩查年齡要提前[23]。

2 BAV瓣膜功能障礙與主動脈病變的關聯

BAV瓣膜功能障礙與主動脈病變之間的關聯主要體現在以下兩個方面：(1)BAV-AS與BAV-AR引發的主動脈病變有差異，主要包括：①與BAV-AS相比，BAV-AR伴發的動脈瘤生長速度更快[24]，發生主動脈夾層的風險增加10倍[25]；②BAV-AS與升主動脈的不對稱擴張密切相關，與升主動脈及主動脈根部聯合擴張關系不大，而BAV-AR與主動脈根部擴張以及升主動脈與主動脈根部聯合擴張密切相關，提示BAV-AR與更廣泛的主動脈擴張相關[26]；③主動脈竇管結合處消失是BAV-AS疾病快速進展的獨立預測因素[27]。(2)BAV-AS與BAV-AR形成的主動脈壁剪切力(wall shear stress，WSS)有差異，其反映了主動脈瓣功能障礙背景下血流流動的空間特征，可對主動脈壁組織產生長期影響[28]。與BAV-AS相比，BAV-AR表現出主動脈近端內側彈性纖維的明顯破壞，導致WSS普遍升高，這與臨床觀察結果一致，BAV-AR患者，尤以主動脈竇擴張為主的患者，升主動脈擴張更快，AVR后發生主動脈不良事件的風險也更高。由于主動脈瓣面積減小和血流速度升高，BAV-AS卻表現出局部WSS明顯增加并伴隨血流偏心率升高。升主動脈WSS升高區域與細胞外基質調節異常和彈性纖維變性相對應，提示瓣膜介導血流動力學參與主動脈病變的發生和發展[29]。

3 BAV瓣膜障礙與主動脈病變的診治

3.1 影像學評估

經胸超聲心動圖是無創診斷BAV的首選檢查手段，診斷準確性為93%，敏感性為78%[30]，由于受患者透聲條件的影響，且病變瓣膜多有嚴重的鈣化或纖維化，失去特征形態，易把回聲偏亮的嵴線誤認為是關閉線而出現假陰性的診斷。經食管超聲心動圖由于其分辨力高是診斷BAV最可靠的手段，其可清楚地顯示瓣葉的大小、數目、厚度和啟閉狀態，分辨瓣周結構，但因其受限于一個平面，瓣膜毗鄰關系不能很好地描繪。三維超聲心動圖顯示主動脈瓣立體形態，從左室面或主動脈面顯示主動脈瓣裝置全貌，觀察冠狀動脈開口位置，提高診斷準確率。超聲除了對瓣葉數目和形態進行診斷，同時需評估主動脈根部、左室流出道和其他瓣膜功能是否受影響。主動脈根部以及升主動脈在心包內的部分(包括主動脈瓣環、主動脈瓣瓣葉、主動脈竇、竇管交界、主動脈弓及降主動脈)內徑和形態也要進一步評估。隨著TAVR手術的迅速發展，單純超聲檢查已不能完全滿足手術要求，CT血管成像可確定主動脈瓣環平面，還可對瓣葉鈣化的程度進行定量測量。新興的4D血流心血管磁共振序列在評估升主動脈異常血流方面發揮了關鍵作用，顯示了BAV患者主動脈內的血流是不對稱的，包括渦流的形成。BAV多模態影像診斷方法的整合可提供一個形態學、病理生理學、風險分層和治療指導的綜合評估。

3.2 內、外科治療

3.2.1 藥物治療

2020年ACC/AHA指南[6]Ⅱa類推薦BAV伴發主動脈擴張者，可使用β受體阻滯劑來減緩主動脈擴張速度；對于TAVR并發癥，Ⅱb類推薦使用腎素-血管緊張素系統阻滯劑，它能明顯降低患者一年死亡率，尤其對射血分數正常的患者效果更明顯，但不提倡使用他汀類藥物來減緩BAV退行性進程。

3.2.2 外科治療

BAV手術指征目前存在較大爭議，因其需考慮眾多因素，包括患者是否有癥狀，AS或主動脈瓣關閉不全的嚴重程度，升主動脈或主動脈竇的擴張程度，其爭議焦點在于何時處理擴張的升主動脈或主動脈竇。

對無癥狀或無瓣膜手術指征的BAV患者單純行主動脈或主動脈竇擴張手術時，目的是為了防止升主動脈破裂和主動脈夾層。Wojnarski等[31]通過影像學檢查對1 181例BAV患者進行了長期隨訪，發現A型夾層的發生率為5.3%，在對影響發病率因素的研究中發現，對于升主動脈直徑>5.0 cm或主動脈瓣竇橫截面積/高度>10 cm2/m的患者，早期預防性升主動脈置換術應予以考慮。同時，合并主動脈根部或主動脈竇擴張的BAV患者會不同程度累及瓣膜。最新指南[6]建議：(1)對于無癥狀BAV患者，如果主動脈根部或升主動脈直徑≥5.5 cm，則采取主動脈根部成形或置換術、升主動脈置換術；(2)對于無癥狀BAV患者伴有危險因素(CoA、全身性高血壓、主動脈夾層家族史或主動脈快速生長)且主動脈根部或升主動脈直徑≥5.0 cm時，應行主動脈根部(竇)成形或置換術、升主動脈置換術。

有主動脈瓣手術指征(AS或主動脈瓣關閉不全)的BAV患者升主動脈或主動脈竇擴張時，是否行升主動脈修復術？Svensson等[32]將升主動脈直徑>4.5 cm或橫截面積與高度之比為8～10的合并瓣膜嚴重病變的BAV患者分為兩組(試驗組與對照組)，試驗組行主動脈瓣置換及升主動脈修復，對照組單純行主動脈瓣置換，發現兩組在手術風險方面無任何差異，而同期行升主動脈修復的患者晚期生存率更高。指南[6]也推薦因BAV-AS或BAV-AR行瓣膜手術時，若主動脈根部或升主動脈直徑>4.5 cm，可考慮同期行升主動脈置換。

若主動脈瓣膜有明顯器質性病變，且主動脈竇擴張伴或不伴有升主動脈擴張時，Bentall手術常作為首選手術治療方式[33]。如果主動脈擴張只局限于升主動脈，Bentall手術則由于主動脈瓣環小、冠狀動脈開口與瓣環距離較近等因素操作起來相對困難，臨床醫生多選擇主動脈瓣置換同期行升主動脈置換或成形。

3.2.3 介入治療

TAVR已成為重癥AS治療的一個重要手段，但AHA/ACC指南[34]卻將BAV-AS列為TAVR的相對禁忌證，主要原因是：(1)BAV瓣膜形態不對稱以及嚴重鈣化可能會阻礙瓣膜定位與擴張；(2)BAV相關主動脈病變可能增加主動脈夾層或破裂的風險。但隨著介入技術發展，研究證明TAVR可用于中-重度BAV-AS患者。因此，指南也建議：在評估BAV伴嚴重AS患者手術風險后，TAVR可作為SAVR的替代選擇[6]。但以下解剖不適合TAVR[35]：(1)瓣環過大；(2)瓣葉、嵴線或左室流出道鈣化嚴重；(3)嵴線數目>1。此外，主動脈根部或升主動脈瘤樣擴張會使TAVR放置困難。當TAVR由于解剖學原因不可行時，可選擇外科手術或藥物治療。對于BAV伴輕度AR患者，如果出現主動脈根部擴張>4.0 cm，可通過TAVR處理根部降低AR復發率；但如果出現主動脈瓣環處擴張，應直接行SAVR[36]。對于BAV伴嚴重AR患者，指南推薦直接行SAVR。

4 小結與展望

由于BAV畸形的異質性與復雜性，對BAV不良心血管事件的個體危險分層仍不夠充分，明確BAV瓣膜功能障礙與主動脈病變之間的關聯，不僅能更充分地評估BAV危險分層，而且對合理制定個性化治療策略具有重要的臨床意義。