Marshall韌帶與心律失常的關(guān)系研究進展

鐘毅 姚姍姍

廣西醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院,南寧市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科,南寧市 530022

【提要】 Marshall韌帶包含神經(jīng)支配、心肌連接和致心律失常病灶等作用,使其成為心房顫動導(dǎo)管消融的一個有吸引力的靶點。Marshall韌帶也是左心房折返回路的一部分,尤其是二尖瓣周圍心房撲動折返回路的關(guān)鍵峽部。實驗研究表明,Marshall韌帶作為左星狀神經(jīng)節(jié)和心室之間的交感神經(jīng)連接,參與室性心律失常的發(fā)生和維持。心內(nèi)膜或心外膜導(dǎo)管消融或Marshall靜脈酒精注射消融可作為晚期心房顫動患者肺靜脈隔離的重要輔助治療,也可幫助治療室性心律失常。

1850年,Marshall[1]首次描述了左上肺靜脈和左下肺靜脈之間的左心房韌帶皺襞,包括多個心包層,以及脂肪組織、纖維組織、血管和神經(jīng)。這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)被稱為Marshall韌帶,它是一種殘留組織,包含部分胚胎靜脈竇和左主靜脈。1972年,Scherlag等[2]提供了第一個電生理學(xué)證據(jù),表明Marshall韌帶是一個終末絕緣束,它可以被一條房內(nèi)通道激活,這條通道通過冠狀竇將右心房后下部分與左心房后下部分連接起來。Kim等[3]通過研究7個人心臟的大體解剖和顯微特征發(fā)現(xiàn),Marshall韌帶由交感神經(jīng)纖維、神經(jīng)節(jié)、血管和多個由纖維脂肪組織絕緣的心肌束組成,而一個或多個肌束直接插入左心房游離壁和冠狀竇。近年來,Marshall韌帶在心房顫動中的作用越來越受到關(guān)注,Marshall韌帶也被發(fā)現(xiàn)與房性心動過速(atrial tachycardia,AT)、室性心律失常和旁路有關(guān),而Marshall韌帶消融可作為這些心律失常的有效輔助治療方法。本文就Marshall韌帶的解剖、神經(jīng)功能和電生理特征,Marshall韌帶在房性心律失常和室性心律失常中的作用,以及Marshall韌帶消融的方法進行綜述。

1 Marshall韌帶的解剖

Marshall韌帶是胚胎靜脈竇和左(總)主靜脈的殘余,包含脂肪組織、纖維組織、血管、肌肉束、神經(jīng)纖維和神經(jīng)節(jié)[1,3-4]。在解剖學(xué)上,Marshall韌帶可分為三部分:近端、中部和遠端。近端部分源自近端冠狀竇的肌袖,中間部分斜跨并連接左側(cè)脊和左肺靜脈,遠端部分延伸至左肺靜脈外,插入左心房游離壁,左心房游離壁和冠狀竇內(nèi)有多個肌束。Marshall韌帶的一端直接連接到近端冠狀竇的肌袖,并作為下心房通道的末端,Marshall韌帶的另一端可以是盲端,也可以直接插入左心房心肌[2]。Marshall靜脈是Marshall韌帶內(nèi)的一個重要組成部分,它引流左心房的后壁和后外側(cè)壁,并向冠狀竇傾斜和向下延伸,其開口位于靠近Vieussens瓣膜的近端冠狀竇內(nèi)。

2 Marshall韌帶的神經(jīng)功能

從功能和解剖上看,Marshall韌帶既有誘發(fā)交感神經(jīng)性心律失常的機制,也有誘發(fā)副交感神經(jīng)性心律失常的機制。Doshi等[5]在正常犬心房中發(fā)現(xiàn),Marshall韌帶中的肌束被酪氨酸羥化酶陽性神經(jīng)(交感神經(jīng))包圍。然而,Ulphani等[6]的研究發(fā)現(xiàn),犬的Marshall韌帶的膽堿能神經(jīng)纖維(副交感神經(jīng))占優(yōu)勢[膽堿能神經(jīng)纖維與腎上腺素能神經(jīng)纖維的比率為(12.6±3.9) ∶1]。這兩項研究報告的結(jié)果似乎相互矛盾,其原因可能為:他們研究不同部分的Marshall韌帶,而Marshall韌帶的不同部分的膽堿能和腎上腺素能神經(jīng)支配的比率不同。起源于Marshall韌帶的膽堿能神經(jīng)支配的周圍結(jié)構(gòu)包括肺靜脈、左心耳、冠狀竇和左心房后脂肪墊。Makino等[7]對28例人類心臟進行了免疫組織化學(xué)檢查,結(jié)果表明,酪氨酸羥化酶染色的交感神經(jīng)纖維密集分布在肺靜脈-左心房連接處,而非酪氨酸羥化酶染色的副交感神經(jīng)節(jié)主要分布在冠狀竇連接處。從Marshall韌帶的遠端到近端,交感神經(jīng)纖維逐漸減少,副交感神經(jīng)節(jié)逐漸增加。這種交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)分布的梯度后來被證實。在心房起搏期間,Marshall韌帶近端和遠端的高頻刺激分別優(yōu)先誘發(fā)心房顫動和室性心律失常[8]。

3 Marshall韌帶的電生理特征

Scherlag等[2]的研究發(fā)現(xiàn),Marshall韌帶的左心房肌電位和Marshall韌帶電位,在Marshall韌帶的下部(近端)間隔10～15 ms,在左上肺靜脈(遠端)水平間隔60 ms或更長。兩個電位之間的等電位線表明Marshall韌帶與左心房肌絕緣。在竇性心律期間,左心房通過Bachmann束激活,而Marshall韌帶通過冠狀竇激活。冠狀竇中的傳導(dǎo)速度比Bachmann束中的傳導(dǎo)速度慢,因此從近端到遠端傳播的孤立Marshall韌帶電位可以記錄得到。

4 Marshall韌帶與心律失常

4.1 Marshall韌帶與房性心律失常 Scherlag等[2]的實驗研究首次報告了Marshall韌帶可作為心律失常起源。之后大量的動物實驗和臨床研究證實了Marshall韌帶與房性心律失常有密切聯(lián)系 ,其機制可歸納為以下三點 。

4.1.1 異位觸發(fā)機制 Doshi等[5]證明Marshall韌帶是正常犬心房中異丙腎上腺素敏感(腎上腺素能)局灶性AT的來源。Hwang等[9]將1.5-French導(dǎo)管通過冠狀竇推送進Marshall靜脈,成功記錄了Marshall靜脈中的雙電位,并在6名患者中,記錄到心房顫動起源于Marshall韌帶內(nèi)的肌束,而針對Marshall靜脈插入部位的成功消融終止了其中4名患者的心房顫動,表明Marshall韌帶可能是部分患者局灶性心房顫動的起源。Valderrábano等[10-11]的研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。Santangeli等[12]通過大規(guī)模臨床統(tǒng)計,在1.4%的陣發(fā)性心房顫動、2.2%的持續(xù)性心房顫動和2.8%的長程持續(xù)性心房顫動患者中發(fā)現(xiàn)了Marshall韌帶來源的觸發(fā)灶。

4.1.2 解剖聯(lián)系機制 Kim等[3]研究了7例人類心臟Marshall韌帶的解剖結(jié)構(gòu),他們發(fā)現(xiàn)Marshall韌帶有多個心肌束插入左心房游離壁和冠狀竇,這有助于形成折返的基質(zhì),可能是起源于Marshall韌帶的局灶性快速心律失常的機制。由于Marshall韌帶也由交感神經(jīng)纖維支配,這些神經(jīng)的激活可改變心肌束的有效不應(yīng)期,促進AT的起始和持續(xù)。眾所周知,左上肺靜脈是心房顫動最常見的觸發(fā)部位。從解剖學(xué)上看,Marshall韌帶的遠端靠近左上肺靜脈。Kamanu等[13]發(fā)現(xiàn)Marshall韌帶和左上肺靜脈之間存在直接聯(lián)系。Tan等[14]證明,Marshall韌帶與左上肺靜脈連接并形成一條通路,該通路有助于竇性心律和心房顫動期間左上肺靜脈和左心房之間的電偶聯(lián),這可能有助于心房顫動期間左上肺靜脈內(nèi)的快速激活。

4.1.3 自主神經(jīng)機制 心房顫動的自發(fā)可能是由早期后去極化引起的觸發(fā)放電產(chǎn)生的,其中副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)都起著重要作用[15-16]。交感神經(jīng)激活增加肌漿網(wǎng)的鈣內(nèi)流和鈣釋放,導(dǎo)致更大和更長的鈣瞬變,而副交感神經(jīng)激活縮短動作電位時程。動作電位時程短和鈣瞬變時程長的組合導(dǎo)致在第3階段復(fù)極化期間細胞內(nèi)鈣濃度較高,從而驅(qū)動鈉鈣交換的正向模式。通過排出1個鈣離子來交換2個鈉離子,它產(chǎn)生了1個凈內(nèi)向電流,導(dǎo)致早期后去極化和觸發(fā)放電[16]。Lin等[8,17]發(fā)現(xiàn),異丙腎上腺素和Marshall韌帶區(qū)域的高頻電刺激均可以誘發(fā)心房顫動,且可以被艾司洛爾或阿托品阻斷,表明心房顫動的發(fā)生與Marshall韌帶內(nèi)的交感與副交感神經(jīng)均有關(guān)聯(lián)。Liu等[18]的研究結(jié)果表明,Marshall韌帶消融顯著減弱了心房顫動的誘導(dǎo)性,延長了與Marshall韌帶相鄰結(jié)構(gòu)的有效不應(yīng)期。Yu等的研究[19]證實了Marshall韌帶遠端消融對心房電重構(gòu)的影響:在一組試驗犬中,快速心房起搏縮短了心房有效不應(yīng)期,促進了心房顫動的誘導(dǎo),這些效應(yīng)隨后通過Marshall韌帶消融逆轉(zhuǎn);在另一組試驗犬中,Marshall韌帶消融延長了心房有效不應(yīng)期,抑制了心房顫動的誘導(dǎo),降低了心率變異性和血清去甲腎上腺素濃度的交感指數(shù);Marshall韌帶消融后快速心房起搏未能改變心房有效不應(yīng)期和心房顫動誘發(fā)率;消融Marshall韌帶的遠端可抑制短期快速心房起搏期間的心房電重構(gòu),這可能與心臟交感神經(jīng)活性降低有關(guān);消融Marshall韌帶的遠端可能是心房顫動消融的潛在機會,尤其是交感神經(jīng)張力高的患者。

4.2 Marshall韌帶和室性心律失常 Marshall韌帶已被視為公認的室性心律失常的起源。Lin等的研究[8]發(fā)現(xiàn),在犬的Marshall韌帶遠端進行高頻刺激和注射去甲腎上腺素,會誘發(fā)室性心律失常和加速交界性心律。由于高頻刺激和去甲腎上腺素都可以激活交感神經(jīng),Marshall韌帶中的交感神經(jīng)過度活躍可能促進室性快速心律失常的發(fā)生,尤其是在存在異常心室基質(zhì)的情況下。由于心臟交感神經(jīng)纖維主要起源于左星狀神經(jīng)節(jié)(left stellate ganglion,LSG),刺激Marshall韌帶可增加交感神經(jīng)張力并促進室性心律失常的發(fā)生,因此推斷Marshall韌帶的遠端可能充當LSG和心室之間的交感神經(jīng)連接通道。Wang等的[20]研究表明,在正常犬中,刺激Marshall韌帶的遠端可以通過增加血壓和縮短心室有效不應(yīng)期,誘發(fā)與LSG刺激相似的效應(yīng),而消融Marshall韌帶的遠端顯著減弱了心室有效不應(yīng)期;在銫誘導(dǎo)的犬長QT模型中,LSG刺激顯著增加室性心律失常的發(fā)生率,包括室性早搏、持續(xù)性室性心動過速和心室顫動;通過切除Marshall韌帶的遠端,這種影響顯著減弱。Marshall韌帶的遠端消融和LSG消融對急性心肌梗死誘發(fā)的室性心律失常具有類似的保護作用[21-22]。

4.3 Marshall韌帶和旁路 冠狀竇的肌肉組織不僅在右心房和左心房之間,而且在左心房和左心室之間提供了一個電通道。當Marshall靜脈直接插入冠狀竇時,心室沖動可通過從Marshall靜脈-冠狀竇連接處延伸至Marshall韌帶,再延伸至左心房的旁路傳導(dǎo)至左心房。Hwang等[23]報告了4例難治性房室折返性心動過速患者的治療,在房室環(huán)的消融治療并未成功,而通過將Marshall韌帶或Marshall韌帶附近的左心房游離壁作為靶點,成功消融了旁路。這表明,Marshall韌帶應(yīng)被視為左心房游離壁旁路之前消融未成功的患者的潛在靶點。

5 Marshall韌帶消融

Marshall韌帶消融方法包括:心內(nèi)膜消融、心外膜消融、外科消融/切除、酒精注射消融。Hwang等[23]通過Marshall靜脈插入標測導(dǎo)管作為解剖標記,以指導(dǎo)消融并確認消融成功。在他們的研究中,90%的病例,使用射頻能量(30 W,55 ℃)就可以從心內(nèi)膜放電消除Marshall韌帶區(qū)域的電位。但由于Marshall靜脈的解剖差異 ,導(dǎo)管進入Marshall靜脈的成功率不一,且Marshall靜脈和冠狀竇內(nèi)射頻消存在損傷冠狀動脈回旋支的風險。在外科心房顫動消融過程中,Marshall韌帶可以很容易切除或消融。然而,目前仍不清楚額外的手術(shù)消融或Marshall韌帶切除作為標準手術(shù)消融的一部分是否有必要。Marshall靜脈酒精注射消融是目前研究較多的消融方案。

5.1 Marshall靜脈酒精注射消融與心房顫動 2008年5月,Valderrábano等[11]首次對一名持續(xù)性心房顫動的患者進行了Marshall靜脈酒精注射消融治療,證明了心外膜的Marshall靜脈經(jīng)過心肌傳輸進入左心房內(nèi)[10]和可能導(dǎo)致左下肺靜脈隔離的輔助消融的作用[24],確定了該術(shù)的可行性和安全性。Dave等[21]對54例肺靜脈前庭隔離術(shù)后復(fù)發(fā)的心房顫動和不典型心房撲動患者進行電生理標測,發(fā)現(xiàn)了Marshall靜脈電位,但是Marshall靜脈與肺靜脈傳導(dǎo)的恢復(fù)關(guān)系不大;然而Marshall靜脈酒精注射消融在部分患者中可以實現(xiàn)肺靜脈的再次阻斷,其成功率取決于 Marshall靜脈的解剖形態(tài)與肺靜脈傳導(dǎo)恢復(fù)的特點,同時Marshall靜脈酒精注射消融終止了2例Marshall靜脈-左下肺靜脈相關(guān)的AT。在Chugh等[25]的研究中,13例患者存在Marshall韌帶介導(dǎo)的AT;18例有Marshall韌帶-肺靜脈連接的心房顫動導(dǎo)管消融或消融術(shù)后AT的患者中,12例通過左側(cè)嵴部或交叉處射頻消融,3例通過二尖瓣環(huán)射頻消融,3例通過Marshall靜脈酒精注射消融消除了Marshall韌帶-肺靜脈連接;31例難治性二尖瓣峽部傳導(dǎo)患者被轉(zhuǎn)為進行酒精注射消融,從而使左側(cè)肺靜脈和左心耳完全隔離,減緩或終止二尖瓣周圍折返;表明Marshall韌帶參與了心房顫動和AT的啟動和維持。Dave等[21]的研究表明, Marshall靜脈也可能在肺靜脈前庭隔離后的心房顫動復(fù)發(fā)中發(fā)揮作用,因為Marshall靜脈介導(dǎo)的肺靜脈再連接已在一些患者中得到證實;而Marshall靜脈酒精注射消融可分別消除23/32和13/30患者的左下肺靜脈和左上肺靜脈再連接,表明Marshall靜脈酒精注射消融在治療復(fù)發(fā)性心房顫動中的有效性。

最新的研究專注于探討Marshall靜脈酒精注射消融治療的遠期復(fù)發(fā)率與安全性。Liu等[26]通過對32例接受肺靜脈隔離+基質(zhì)改良+Marshall靜脈酒精注射消融的心房顫動患者進行為期3.9年的隨訪發(fā)現(xiàn),這些患者的心房顫動復(fù)發(fā)率顯著低于接受肺靜脈隔離或肺靜脈隔離聯(lián)合基質(zhì)改良的患者; Marshall靜脈酒精注射消融是降低心房顫動和其他房性心律失常復(fù)發(fā)的獨立預(yù)測指標,且手術(shù)并發(fā)癥的風險并未較傳統(tǒng)方法高。然而,Okishige等[27]對比了Marshall靜脈酒精注射消融聯(lián)合冷凍球囊消融或射頻消融對于陣發(fā)性心房顫動的治療效果,通過對132例患者為期1年的隨訪,發(fā)現(xiàn)Marshall靜脈酒精注射消融并沒有顯著減少房性心律失常的復(fù)發(fā),且射頻消融聯(lián)合Marshall靜脈酒精注射的復(fù)發(fā)率顯著高于單純接受冷凍球囊消融的患者。Valderrábano等[28-29]將首次接受消融治療的持續(xù)性心房顫動患者隨機分為標準導(dǎo)管消融組(對照組)和導(dǎo)管消融聯(lián)合Marshall靜脈酒精注射消融組(Marshall靜脈治療組),在1年的隨訪中,Marshall靜脈治療組單次手術(shù)后無心房顫動/AT的患者比例為51.6%(80/155),而CA組為38%(60/158)(OR為0.57,95%CI為0.37～0.90);Marshall靜脈治療組患者的心房顫動負荷、多次手術(shù)后無心房顫動比例、成功實現(xiàn)二尖瓣周圍阻滯比例,以及心房顫動或AT復(fù)發(fā)率等指標均顯著優(yōu)于對照組。Lai等[30]的研究發(fā)現(xiàn),與僅行傳統(tǒng)“2C3L”射頻消融治療相比,行Marshall靜脈酒精注射消融,然后行“2C3L”射頻消融治療的持續(xù)性心房顫動患者的二尖瓣峽部阻滯率更高,患者左肺靜脈竇消融時間更短,二尖瓣峽部消融時間更短,需要心臟復(fù)律的更少,隨訪期間,無心房顫動/房性心動過速患者占比更少,復(fù)發(fā)率更低。一項包括804例心房顫動患者,旨在評估輔助酒精注射Marshall靜脈(Marshall靜脈酒精注射)在心房顫動消融中的有效性和安全性的薈萃分析結(jié)果表明[31], Marshall靜脈酒精注射消融策略比安全性相似的常規(guī)導(dǎo)管消融更有效。

在經(jīng)驗豐富的臨床研究中心,Marshall靜脈插管和酒精注射的總成功率可達到89%[32]。酒精注射可損傷局部左心房組織,包括副交感神經(jīng)去神經(jīng)[10-11,33],可提高心房顫動消融的成功率,安全性較好。

5.2 Marshall靜脈酒精注射消融與二尖瓣峽部相關(guān)的心律失常 由于二尖瓣峽部心房肌較厚,可形成袋裝結(jié)構(gòu) ,且與冠狀動脈回旋支、左下肺靜脈肌袖等周圍解剖結(jié)構(gòu)密切,傳統(tǒng)射頻消融手段往往比較難實現(xiàn)二尖瓣峽部阻斷。而Marshall靜脈行走于左肺靜脈前方,連接左心房嵴部與冠狀竇,與二尖瓣峽部的位置高度對應(yīng),因此消融Marshall靜脈有助于實現(xiàn)二尖瓣峽部的阻斷。在一項關(guān)于輔助性Marshall靜脈酒精注射治療Marshall靜脈觸發(fā)和/或難治性二尖瓣心房撲動患者的非陣發(fā)性心房顫動的長期療效和安全性的研究中,與單獨接受肺靜脈隔離或接受基質(zhì)改良的患者相比,接受肺靜脈隔離和基質(zhì)改良聯(lián)合Marshall靜脈酒精注射的患者心房顫動復(fù)發(fā)風險較低,手術(shù)終止率較高,Marshall靜脈酒精注射是無心房顫動和房性心律失常復(fù)發(fā)的獨立預(yù)測因子[26]。酒精注射也被證明有助于在二尖瓣峽部線消融期間實現(xiàn)雙向阻滯[34]。在Báez Escudero等人的研究中[34],29例已經(jīng)進行過心房顫動消融治療的患者中,5例行Marshall靜脈酒精注射治療后二尖瓣周圍心房撲動終止;21例接受首次Marshall靜脈注射酒精的患者中,5例僅通過注射酒精而無需射頻消融即可實現(xiàn)二尖瓣峽部線雙向阻滯。在Kawaguchi等[35]的研究中,93%(78/84)的患者在二尖瓣峽部處聯(lián)合酒精注射和射頻消融可致雙向傳導(dǎo)阻滯,表明Marshall靜脈酒精注射治療二尖瓣峽部依賴性心動過速的有效性;在31名成功向Marshall靜脈內(nèi)輸注酒精的患者中,19名患者成功地消融了左心房心肌與CS肌肉組織之間的連接。

5.3 Marshall靜脈酒精注射消融與心房顫動消融術(shù)后的AT 除介導(dǎo)心房顫動的發(fā)生外,Marshall韌帶更常見于作為心房顫動消融術(shù)后AT折返環(huán)或微折返環(huán)的一部分。Chik等[22]描述了240名患者中的5例涉及Marshall韌帶區(qū)域的心動過速,這些患者接受了癥狀性心房顫動的單環(huán)肺靜脈隔離術(shù)。這些心動過速的共同特征包括Marshall韌帶區(qū)域附近有一個廣泛的心內(nèi)膜突破區(qū),存在收縮期前電位或舒張中期電位,以及一個遠離心內(nèi)膜突破部位的成功消融部位,以消除收縮期前電位或舒張中期電位。Hayashi等[36]報告,在肺靜脈隔離或瓣膜手術(shù)后的二尖瓣周圍AT中,與Marshall韌帶相關(guān)的折返占11%,需要雙向阻斷Marshall束左心房或冠狀竇-Marshall連接,以消除這些二尖瓣周圍AT。Kitamura等[37]對50例 Marshall束相關(guān)AT的病人行Marshall靜脈酒精注射,28例直接實現(xiàn)了AT終止,20例聯(lián)合射頻消融后終止,經(jīng)過平均5.8個月的隨訪,80%的患者未出現(xiàn)復(fù)發(fā)的房性心律失常。

6 小 結(jié)

綜上所述,Marshall韌帶不僅可以成為房性心律失常的致心律失常源,還可以成為左心房大折返中的一個關(guān)鍵因素,尤其是先前進行過導(dǎo)管或外科心房顫動消融的患者的二尖瓣環(huán)周圍心動過速。Marshall韌帶還充當LSG和心室之間的交感神經(jīng)通道,參與室性心律失常的發(fā)生和維持。心內(nèi)膜或心外膜導(dǎo)管消融或Marshall靜脈酒精注射消融可作為晚期心房顫動患者肺靜脈隔離的重要輔助治療,也可幫助緩解室性心律失常。