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脑血管痉挛
基本信息

英文名称 :cerebral vasospasm

作者
徐斌史;玉泉
英文缩写
CVS
概述

脑血管痉挛(cerebral vasospasm,CVS)是指自发性蛛网膜下腔出血(SAH)后出现超长时间的血管收缩,随着时间的推移脑动脉逐渐出现病理学及组织学上的改变,是SAH后常见的高危险性并发症,发生率高达20%~40%。常发生于动脉瘤出血后的邻近动脉主干上,也可扩展到较大的脑动脉。CVS可引起严重的局部脑组织缺血或迟发性缺血性脑损害,甚至导致脑梗死,是SAH致残和致死的主要原因。同时因脑的广泛缺血缺氧所引起的脑水肿可使颅内压增高。CVS通常发生于SAH后4~14天,高峰期为6~10天。但是,一旦狭窄的血管内腔能耐受痉挛极期的缺血,则在3~4周后可重新恢复原状。CVS也可继发于脑外伤。本节主要讨论SAH后的CVS。

发病机制

目前对CVS发生的确切机制尚不完全明确,总体认为在多因素共同作用的结果。红细胞在蛛网膜下腔内降解过程与临床血管痉挛的发生时限一致,提示红细胞的降解产物是致痉挛物质。目前认为血红蛋白的降解物氧化血红蛋白(oxyhemoglobin,oxyHb)在血管痉挛中起主要作用,由此引起的一系列炎性反应以及由此引发的动脉壁细胞损伤是加重CVS的重要病理生理过程。除去血管平滑肌收缩的因素外,血管壁结构破坏导致的血管腔狭窄也是引起CVS的重要原因。虽然大量文献证实炎性介质的释放是造成脑血管痉挛的重要原因,但其具体的作用机制目前仍不知晓。另外,血管紧张素、组胺、血清素、前列腺素、儿茶酚胺、血栓素A2等因素可能也与CVS相关。

目前,CVS机制的研究主要集中在以下几个方面。

1.脑血管的自动调节机制

血管张力的调节涉及血管平滑肌和内皮细胞的多个代谢通路。首先,脑内血管最重要的松弛因子是一氧化氮(NO),动物实验发现SAH发生后10分钟内脑内NO水平显著下降。另外,血管平滑肌细胞与内皮细胞调节血管的机制受到多种因子(包括代谢、激素、神经)的调控。影响平滑肌张力的代谢因素包括细胞外pH、乳酸、腺苷、ATP、氧和二氧化碳等。

2.内皮细胞调节机制

内皮细胞调节机制被认为在SAH引起的血管痉挛中起着主要作用。内皮细胞可产生内皮细胞源性松弛因子(EDRFs)和内皮细胞源性收缩因子(EDCFs)。其中内皮素-1(endothelin-1,ET-1)是在炎性介质中首先被广泛接受的缩血管物质。SAH后引起的ET-1大量释放,作用于ET-1受体可直接诱发细胞外钙内流并介导血管收缩。但针对ET-1的受体阻断剂Clazosentan经历了两次临床试验后仍被证实无法改善发生血管痉挛患者的预后。

3.平滑肌细胞机制

调节血管平滑肌收缩性的核心因子是细胞质内钙的活性。钙可激活钙调蛋白,后者激活肌球蛋白轻链酶(MLCK),引起肌球蛋白轻链的磷酸化,与肌动蛋白丝作用而产生收缩。SAH后血管平滑肌呈去极化状态,这可能是能量代谢中断后离子泵功能受损的结果。另一个解释是SAH抑制了钾通道,引起细胞膜去极化和血管收缩。活化钾通道的物质可减轻SAH引起的血管痉挛。激活其他的离子通道如钙通道,可引起平滑肌收缩而加剧血管痉挛。

4.微循环机制

SAH引起局部的血管痉挛、血管内阻力增高并影响血管的自动调节功能,使脑组织对脑灌注压的暂时性降低更为敏感,并可使痉挛血管远端的脑皮质血管扩张功能受损,影响大脑的微循环。

5.炎性反应的调节机制白介素-6(interleukin-6,IL-6)

是另一类被认为与血管痉挛具有相关性的炎性介质。已有研究发现,在发生CVS的患者中,其血清及脑脊液中的IL-6含量较未发生CVS患者明显升高,而使用IL-6的单克隆抗体阻断IL-6可以缓解血管痉挛。在自发性SAH后,IL-6作为急性反应的产物被大量释放,在促凝血的同时增加了血管紧张度,加重了CVS的发生。

6.基因活化

SAH可使应激相关基因活化并诱导应激蛋白如热休克蛋白的表达。SAH后,局部存在的血红素可诱导血红素氧合酶-1(HO-1)基因的表达。该基因的表达被认为是一种加速血红素清除的保护机制。

分型、分级与分期

Saito等(1977)将Pool&Pott对CVS的分类法加以改良分为三型:1型:广泛而弥漫的脑血管变细,范围涉及颈内动脉、大脑中动脉与大脑前动脉的近段,血管呈线状纤细;2型:广泛性或多支脑动脉细狭,呈节段性的狭窄;3型:动脉细狭只限于动脉瘤邻近的动脉分支。Auer(1984)将CVS分为三级:1级:局部血管痉挛范围不到50%;2级:局部血管痉挛,范围超过50%;3级:弥漫而广泛的痉挛。

CVS分为两期,SAH后1~3天为急性期,随后是慢性痉挛期,可持续10~14天后才逐渐消退。脑血管急性痉挛期死亡率高,以颅内压增高、脑血流量降低和脑灌注压降低为特征。SAH后早期发生的脑血管收缩在动物模型上十分明显,在人类较少发生。但是颅内压增高、脑血流量降低和脑灌注压降低提示微循环已受影响。一些研究者认为该期对药物治疗较为敏感。而慢性CVS是造成神经功能损害和致死的主要原因,并且对药物治疗反应较差。现在还不清楚急性CVS是否加速或加重迟发的CVS。病理学研究表明,发生痉挛的血管内皮细胞肿胀,部分脱落,内膜增生,中层平滑肌细胞变性、坏死,外膜有大量的粒细胞和巨噬细胞浸润等炎性改变是慢性CVS的主要特点。

诊断
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预防和治疗

目前对CVS尚无特效疗法。以前临床中最常用的治疗方法是高血压(hypertensive)、高血容量(hypervolemic)和血液稀释(hemodilution)的3H疗法。但3H疗法对重度CVS的患者常无效,而部分患者则可能无法耐受该疗法。很多学者针对CVS的发病机制中不同的环节,提出了很多新的防治方法及途径。可用的药物有钙离子通道拮抗剂、内皮素受体拮抗剂及其合成抑制剂、促进一氧化氮(NO)合成的药物、罂粟碱、(diphenyleniodonium,DPI)、血管紧张素转化酶抑制剂、钾离子通道活化剂、氧自由基清除剂及过氧化抑制剂、血小板活化因子(PAF)受体拮抗剂等。有些已被临床应用,有些则已被动物实验证明有效,但尚未进入临床应用阶段。以下简要介绍一些在临床应用中已有一定经验的疗法。

1.3N取代3H疗法

3H疗法,也称为高血动力学疗法。其目的在于提高脑灌注压,提高收缩压,增加心排出量和增加血管内容量并降低血黏度,以使血管痉挛引起的脑缺血损害减至最低程度。但近年来,3H疗法受到极大质疑,目前循证医学Ⅰ级证据证实3H不仅效果不肯定且有害,如引发肺水肿、心功能不全等,因此目前更加主张在SAH后使用3N疗法取代3H疗法,即维持中心静脉压在1.06~1.33kPa(8~10mmHg)或肺动脉楔压在1.6~1.86kPa(12~14mmHg),维持正常血压,维持血细胞比容在30%左右。另外,SAH患者的血钠水平也应注意,对低钠的患者,可输注3%的盐水,使血钠高于140mmol/L,减轻脑水肿。

2.钙拮抗剂

1982年,Auer首先报道临床应用尼莫地平可减轻CVS。现在应用钙拮抗剂治疗SAH后的CVS已成为在临床中应用最广泛的防治方法。平滑肌细胞内Ca2+浓度升高是CVS发生的主要原因,钙拮抗剂可阻止Ca2+内流,避免细胞内Ca2+浓度过高。尼莫地平(nimodipine)是二氢吡啶类药物,目前临床运用较多的钙离子拮抗剂,是目前国内外指南推荐、具有Ⅰ级循证医学证据的药物。一般应在SAH后3天内尽早使用,按0.5~1mg/(kg•h)静脉缓慢点滴,2~3小时内如血压未降低,可增至1~2mg/(kg•h)。采用微泵控制静脉输液速度使点滴维持24小时,通常本药50ml(10mg)经三通阀与5%~10%葡萄糖溶液250~500ml同时输注。由于尼莫地平易被聚氯乙烯(PVC)吸收,因此应采用聚乙烯(PE)输液管。静脉用药7~14天,病情平稳,改口服(剂量60mg,3次/日)7天。尽管钙拮抗剂现已被广泛应用于临床,并取得了较显著的疗效,但仍有25%~40%的病例无效。

3.蛋白磷酸化酶抑制剂

可抑制平滑肌收缩最终阶段的肌球蛋白磷酸化,从而扩张血管。盐酸法舒地尔(fasudil)属异喹啉磺胺衍生物,具有缓解痉挛血管的作用,1995年起已在日本正式进入临床应用并取得了较好的效果。一般以盐酸法舒地尔30mg稀释于100ml生理盐水,1日3次(每8小时),用30分钟静脉滴注,连续用2周。但目前,该药物缺乏高级别循证医学证据支持。

4.他汀类药物

他汀类药物在治疗SAH后迟发型脑血管痉挛中的应用成为了一项研究热点,Singha等进行的一项回顾性分析显示他汀类药物使用者容易出现脑血管痉挛,而这种血管痉挛的发生与SAH后突然停用他汀类药物相关,间接提示他汀类药物能预防脑血管痉挛。Tseng等报道给予SAH患者每日口服普伐他汀40mg可以显著缩短受损的自体调节过程,而且两侧大脑中动脉有强烈的充血反应比值(hyperemic response ratios,THRRs),提示他汀类药物可能通过增强自体调节能力预防脑血管痉挛并保护神经元。多项临床试验及Meta分析均提示使用他汀类药物可以有效预防脑血管痉挛,但其具体机制仍有待进一步研究。

5.纤溶药物的应用

动物实验表明,在SAH后48小时内清除蛛网膜下腔的血块可防止血管痉挛的发生。因此,有不少研究者采用纤溶药物试图快速溶解蛛网膜下腔或脑内及脑室内的血块,以防止血管痉挛的发生。常用的纤溶药物有尿激酶(UK)和组织型纤溶酶原激活物(tPA),其中似乎以tPA效果更好(无大规模临床试验比较)。给药途径可采用鞘内注射或将导管埋入蛛网膜下腔进行持续灌注,必要时行脑室穿刺。在动脉瘤破裂后行急诊手术夹闭的患者可选用此方法防治血管痉挛。在术中动脉瘤夹闭后,将一根导管置于基底池或桥前池作灌注用,另一根导管置于侧裂池周围或脑表面作引流用。将60 000IU的尿激酶溶解于500ml林格液,以21ml/h的速度作持续灌注,连续灌注5~7天。tPA在术后24小时后,通过腰穿留置蛛网膜下腔的导管,先放出10ml脑脊液,再注入10ml tPA溶液(含tPA 50 000~200 000IU),夹管3~4小时后再做持续脑脊液引流,每天3~4次,持续3~7天。也有用0mmaya储液囊内注射tPA者。研究表明,鞘内注射小剂量的tPA(0.25~1.0mg即15万~60万IU/d,分3~4次)可安全而有效的清除蛛网膜下腔的积血,能显著减少CVS的发生率。由于是在动脉瘤夹闭后应用,所以不增加动脉瘤再次出血的几率。但目前剂量尚无统一标准,而且,作为纤溶药物,理论上具有潜在的危险性,还缺乏大样本临床资料证实其安全性,因此尚未在临床推广。

6.血管内治疗

对其他方法治疗不能取得满意疗效的病例,应用血管内治疗可取得较好疗效。

(1)罂粟碱:

有直接的扩血管作用,较早用于临床CVS的治疗。通过非特异性Ca2+外移而抑制磷酸二酯酶活性,增加cAMP含量而缓解血管痉挛。对弥漫性或有明显成角的血管痉挛,应用罂粟碱进行局部脑动脉内灌注可能取得较满意疗效。局部脑动脉内应用罂粟碱是通过超选择微导管进行的。一般以300mg罂粟碱溶于100ml生理盐水中,持续灌注30~60分钟,具体的滴注速度应根据颅内压、脑灌注压、血压和心率的变化加以调整。如果前循环动脉发生痉挛,导管远端一般放置在眼动脉起始点以上,即在颈内动脉床突上段。如果后循环动脉发生痉挛,导管远端应尽可能在小脑后下动脉起点以上,同时要注意观察在灌注过程中是否出现脑干功能抑制引起的临床症状,如呼吸暂停等。应用罂粟碱需注意:①本药作用程度和持续时间很难预测,个体差异大;②并非所有的SAH后痉挛血管均对罂粟碱敏感,随着发病时间的延迟和病情严重性增加,血管的顺应性和对罂粟碱的敏感性均降低,因此本药应用越早越好。

(2)经皮血管内成形术(PTA):

治疗大的、近段脑动脉痉挛,可采用经皮血管内成形术,以机械性地扩张狭窄动脉。PTA只能用于动脉瘤夹闭后发生的血管痉挛。PTA的指征是:神经系统症状加重,经内科或药物治疗无效或血管造影显示有血管痉挛,经CT或MRI检查未见脑梗死,或当采用神经介入治疗时发生CVS。经PTA治疗数小时后,有60%~70%的患者可获显著改善,经血管造影证实管腔恢复正常,脑血流量增加,临床症状改善,无血管痉挛再发现象。但目前对PTA的疗效各家报道不一,可能与球囊大小、作用时间长短、球囊内压力大小的选择不同有关。本疗法尚需进一步积累经验。

7.脑脊液置换

采用生理盐水置换脑脊液也是近年临床防治SAH后CVS常用的方法之一。在放出血性脑脊液后,可减少蛛网膜下腔的积血,减少氧合血红蛋白对脑动脉的刺激,因此可较好地防治CVS。经临床观察证实,该方法对SAH后CVS确有较好疗效。该方法比鞘内应用扩血管药物或纤溶药物更为安全。

8.其他研究性治疗

由于CVS机制复杂,现已很难想象只用一种药物就能治愈血管痉挛。采用扩血管药物(如脑室内注射硝普钠可使内皮细胞合成NO增加)、抗氧化剂、抗炎剂、血栓素A2(TXA2)合成酶抑制剂等治疗CVS正在进行临床试验性研究。

来源
实用外科学(全2册),第4版,978-7-117-23988-2
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