走进心脏瓣膜治疗的未来：了解最前沿的介入治疗

心脏瓣膜疾病：一种常见心脏疾病随着人口老龄化，心脏瓣膜疾病逐渐成为仅次于高血压和冠心病的第三大心脏疾病。其症状明显（胸闷气促），体征典型（可通过听诊听到杂音），且诊断相对容易（心脏超声即可确诊）。严重的心脏瓣膜疾病对患者的寿命有明显影响，预后较差。葛均波院士曾指出：“心脏瓣膜疾病是人类长寿之路上必须跨越的一道难关”。

由于心脏瓣膜病是一种解剖形态学上的改变，通常情况下无法通过药物治疗来根治，而需要采用机械物理方法才能完全治疗。在过去，开胸手术一直是治疗瓣膜病的标准方法。然而，随着医学技术的进步，近年来心脏瓣膜病也可以通过介入治疗（又称为经导管、经皮、经血管治疗）有效应对。本文将简要而系统地介绍心脏瓣膜介入治疗的技术原理、历史发展和当前认识。

技术分类及原理

总体而言，心脏瓣膜的手术治疗可以划分为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）和经导管瓣膜介入治疗（3.0时代）。微创外科瓣膜手术采用小切口和非胸骨全断开的方式，以减小手术创伤，同时借助电视胸腔镜和外科手术机器人辅助进行手术。尽管微创外科瓣膜手术伤口较小，但仍需要停止心脏跳动，并依赖体外循环的辅助。研究表明，尽管微创外科手术可以减少手术创伤，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。首先，将治疗器械压缩成细小的导管（直径为4-10毫米），然后通过穿刺外周血管（通常是股动脉或股静脉）或心前区，将导管插入体内，并将器械输送到需要治疗的瓣膜位置。在超声或X线透视的指导下，对瓣膜进行修复或更换，从而达到治疗的目的。心脏瓣膜介入治疗相较微创外科手术，进一步减小了手术伤口。此外，介入治疗在心脏跳动的情况下进行，无需停止心脏跳动或使用体外循环，避免了这两种情况可能引发的不良反应，因此手术的安全性显著提高。

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：这种介入治疗方法使用可膨胀的球囊，通过导管输送到狭窄的瓣膜位置进行扩张。球囊扩张术可以撕开瓣膜叶片在交界处的黏连，而不会对瓣膜叶片造成损伤。因此，这种方法可用于治疗狭窄的瓣膜，而不引起瓣膜反流。经皮二尖瓣球囊扩张和经皮肺动脉瓣球囊扩张是代表性的球囊扩张技术。

②经导管瓣膜置换术：这种介入治疗方法的原理是将一个由三叶生物瓣膜缝合在一个大型金属支架上形成的介入瓣膜，压缩至输送导管中，并将其放置在患有瓣膜病变的位置。介入瓣膜被套在受影响的瓣膜上，从而实现对原本受损瓣膜的功能替代。这种方法可以有效地修复瓣膜的功能。

③经导管瓣膜修复术：这种介入治疗方法基于传统外科手术的基本原理。通过使用特殊的可压缩器械，将其经由导管输送到受病变的瓣膜位置，对瓣膜进行形态结构修复。这种修复过程包括瓣叶修复、瓣环缩窄和人工腱索植入等技术。经导管瓣膜修复术旨在恢复瓣膜的正常形态和功能，以改善心脏瓣膜疾病患者的病情。

1、经皮球囊扩张成形术

1.1 经皮二尖瓣球囊扩张（PBMV）

心脏瓣膜介入治疗的历史沿革可以追溯到早期的实验性尝试和探索。以下是其中的一些重要里程碑：

- 1902年，Cutler与Levine首次尝试通过左心室心尖插入特制弯刀，切开二尖瓣交界处，治疗二尖瓣狭窄。

- 1925年，Souttar通过左心耳途径使用手指分离扩大二尖瓣瓣口。

- 1954至1960年，Beck、Glenn、Logan、Turner、Tubbs等医生相继研制了二尖瓣机械扩张器。这些扩张器经由左心耳或心尖插入瓣膜区域，在左心房内通过手指的指引扩大瓣口，以提高治疗效果。这些方法在心脏跳动并未开放的情况下进行，根据手指触感进行二尖瓣交界处的分离，因此也被称为二尖瓣闭式分离术。

- 1976年，日本医生Inoue（井上宽治）等设计了Inoue球囊导管，它由两层乳胶夹一层尼龙网制成，并具有自身定位能力。该球囊导管沿着股静脉、右心房并穿过房间隔送至狭窄的二尖瓣口。然后通过充盈球囊，使狭窄的二尖瓣口扩张成形。该方法于1984年首次进行临床报道，之后成为全球标准的二尖瓣膜球囊扩张术（PBMV）器械，并延用至今。

这些里程碑标志着心脏瓣膜介入治疗领域的重要进展，为患者提供了更安全和有效的治疗选择。

图1. PBMV 手术的操作过程

目前的研究结果表明，PBMV能够立即改善血流动力学，增加二尖瓣瓣口面积，降低跨瓣压、左心房压力和肺动脉压力，提高心脏排血量，并提升患者的生活质量。由于其确切的疗效和微创的安全性，欧美以及中国的指南将PBMV作为解剖上适合的风湿性二尖瓣狭窄患者的首选治疗方法（I类指证，A类证据）。虽然在西方国家风湿性二尖瓣狭窄相对较少见，但在中国仍然较为常见，因此我国在这方面积累了丰富的临床经验。

表1 我国2016年PBMV指南中PBMV的适应证

（表1）是我国2016年PBMV指南中PBMV的适应症。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。

1.2 经皮肺动脉瓣球囊扩张（PBPV）

在1982年，Kan首次报道了经皮球囊肺动脉瓣成形术（PBPV）作为治疗先天性肺动脉瓣狭窄（PS）的方法。这种技术简便、有效且安全，因此得到了广泛的应用。随着现代工业和导管技术的发展，对PBPV的临床应用进行了大量研究。这些研究结果证实，PBPV可作为大多数PS患者的首选治疗方法，可以替代传统的开胸手术，并被各大指南推荐为治疗手段（I类指征）。根据2020年欧洲心脏病学会（ESC）先心病指南的推荐，进行PBPV手术的主要指征包括以下情况之一：出现相关症状、峰值跨瓣压差大于64mmHg、右心室功能下降伴有三尖瓣反流，以及合并有右向左分流。

2、经导管主动脉瓣置换术（TAVR）

历史沿革：在1965年，Hywel Davies设计了一种降落伞状的瓣膜，安装在导管上，通过股动脉输送至降主动脉。动物实验显示，这种瓣膜在狗主动脉关闭不全的情况下具有血流动力学上的益处。这标志着对经导管瓣膜置入的初步探索，为后来的经导管瓣膜治疗奠定了基础。（图2）。

图2. 最早的经导管主动脉瓣瓣膜样品

随后的研究中，出现了几种类似的瓣膜模型，用于动物实验中的主动脉关闭不全。在1992年，Anderson等将猪的瓣膜缝合在一个不锈钢网状支架上，成功进行了瓣膜置入手术。然而，部分动物在手术过程中出现了冠脉阻塞导致死亡的情况。这些实验为经导管瓣膜治疗提供了进一步的启示，也强调了在手术中需要注意冠脉的保护。（图3）。

图3. Anderson 用于动物试验的TAVR瓣膜样品

在2001年，Cribier等人报道了一种可经导管置入的人工主动脉瓣支架。该支架由球囊膨胀型不锈钢支架和牛心包制成的瓣叶组成。通过体外血流动力学测试和短期的动物实验，该支架显示出良好的血流动力学性能。

接着，在2002年，Cribier等人成功进行了第一例人体经导管主动脉瓣置换术（Transcatheter Aortic Valve Replacement，TAVR），开启了经导管介入瓣膜置换治疗的新篇章。该系列瓣膜即为爱德华公司所开发的球囊扩张式瓣膜，被称为Sapien瓣膜。

这一重要突破标志着经导管介入瓣膜置换治疗的开始，为无法耐受传统开胸手术的严重主动脉瓣狭窄患者提供了一种新的治疗选择。经导管主动脉瓣置换术逐渐发展成为一种成熟、有效且安全的技术，广泛应用于临床实践中。（图4）。

图4. 爱德华公司的球囊扩张瓣膜系列

在2005年12月，Grube等人首次使用自膨胀式的瓣膜完成了经导管主动脉瓣置换术（TAVR）。这一系列瓣膜以美敦力（Medtronic）的CoreValve瓣膜为代表。自膨胀式瓣膜在经导管主动脉瓣置换术中发挥了重要作用。

类似地，目前国内临床应用的主要是自膨胀式瓣膜。这些瓣膜具有自身膨胀能力，可以适应不同的主动脉瓣解剖结构和直径，实现准确的植入和良好的密封性。自膨胀式瓣膜技术的发展为经导管主动脉瓣置换术的成功实施提供了关键支持，并取得了显著的临床成果。（图5）。

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图5.自膨胀式瓣膜

经过20年的发展，经导管主动脉瓣置换术（TAVR）的器械经历了多次改进和迭代，目前性能已大大提高。新一代的TAVR器械具有小尺寸（输送系统直径从最初的26F减小至目前的最低14F）、防瓣周漏、可回收、可重新定位、自动锚定等功能，从而大大提高了TAVR的安全性。

TAVR已经成为心血管介入领域最引人注目的新技术之一。大量高质量的随机对照试验（RCT）临床研究（仅《新英格兰医学杂志》就发表了10余篇与TAVR相关的研究）证实了TAVR的安全性和有效性。TAVR的适应症范围已经从外科手术禁忌的患者扩展到外科手术高危患者和中危患者。目前的指南甚至推荐对于65岁以上、外科手术低危患者也考虑进行TAVR术（I类或II A类指征）。全球范围内的TAVR应用已超过50万例。

TAVR的基本原理是在狭窄的主动脉瓣位置植入瓣膜，主动脉瓣通常由坚硬的组织构成，形成了一个狭窄的通道。这种解剖特点为TAVR的金属支架提供了良好的支撑和固定作用。

最初，TAVR只适用于三叶式主动脉瓣狭窄的患者。然而，随着研究的进展，发现对于二叶式主动脉瓣狭窄的患者，TAVR同样适用，并已得到指南的推荐。随着器械的改进，现代的TAVR器械具有锚定功能，这使得部分合适的主动脉瓣反流患者也可以接受TAVR治疗。

TAVR植入的瓣膜是生物瓣膜，研究显示其预期使用寿命为10-15年。然而，当TAVR瓣膜达到使用寿命并出现瓣膜衰败时，可以在原有的TAVR瓣膜内再植入一个TAVR瓣膜进行治疗，从而减轻患者的后顾之忧。但是，再次植入瓣膜的次数是有限的，因此一般不建议在年轻患者中植入TAVR瓣膜。

3、经导管缘对缘修复（TEER）

TEER（Transcatheter Edge-to-Edge Repair）技术是一种基于外科二尖瓣缘对缘修复术的经导管介入技术。它使用二尖瓣夹合装置，该装置是一个可压缩且具有机械传动的夹子。通过经股静脉或心尖途径植入，利用超声和X线引导，夹住二尖瓣反流区的前后瓣叶，使它们接合在一起。这样，在心脏收缩期时，瓣叶之间的间隙减少或消失，而在舒张期时，瓣口变为双孔或多孔，从而减少或消除二尖瓣反流。

TEER技术是基于外科缘对缘修复的医学原理发展而来。该术式最早由意大利外科医生Otavio Alfieri于20世纪90年代首创。TEER技术通过经导管的介入手段，避免了传统外科手术的切口，为适合的患者提供了一种更便捷和低创伤的治疗选择。

1991年，Otavio Alfieri在为一名患有房间隔缺损的患者进行外科修复手术时的意外发现对二尖瓣的观察。在手术中，他打开心脏后发现该患者的二尖瓣是双孔型的。令他惊讶的是，这样的二尖瓣在功能上也表现正常，并且在随访期间，该患者仍能够长期健康地存活。

这个病例启发了他对于二尖瓣反流患者的处理方式。他开始尝试在手术中将一些病变的二尖瓣瓣叶与对侧瓣叶进行缝合，形成双孔二尖瓣。经过随访研究，他发现这些患者的瓣膜功能也能够长期保持正常。

这一发现对于二尖瓣反流的治疗开辟了新的途径，并为后来的TEER技术的发展奠定了基础。Otavio Alfieri的贡献推动了二尖瓣修复技术的创新，为改善患者的心脏功能和生活质量提供了新的选择。

外科二尖瓣缘对缘修复技术原理

受外科缘对缘二尖瓣修复术的启发，研究人员开始开发各种TEER器械。在1999年，Morales首次使用一种无需体外循环的二尖瓣缘对缘修复装置。随后，在2002年，Alfieri报道了一种通过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。

接着，经静脉穿房间隔实施的二尖瓣缘对缘缝合装置Mobius（由Edwards Lifesciences公司位于加利福尼亚州尔湾市研发）在动物试验中被证明是安全有效的。该装置通过经静脉途径将器械引入房间隔，实现二尖瓣缘对缘的缝合。这一发现为TEER技术的进一步发展打下了基础。

这些实验结果证明了TEER技术的可行性和潜力，为后续的临床应用提供了重要依据。不断的研究和改进使得TEER技术逐渐成熟，并在临床实践中得到广泛应用，为二尖瓣反流患者提供了一种非侵入性的治疗选择。

以上提到的各种TEER装置由于设计上或技术上的缺陷未能广泛应用于临床实践。然而，随后雅培公司推出了MitraClip系统，这标志着TEER技术的真正进入临床应用阶段。

MitraClip系统采用经股静脉-房间隔的路径进行植入，输送系统的直径为24F。这个系统通过经导管的介入方式，将装置输送到心脏内，通过夹住二尖瓣反流区的前后瓣叶来实现修复。MitraClip系统的设计和技术上的改进克服了之前装置的一些缺陷，使得TEER技术能够在临床实践中得到广泛应用。

MitraClip系统的问世为二尖瓣反流患者提供了一种有效的治疗选择，可以改善心功能和生活质量。它被广泛用于那些不适合传统外科手术或存在高手术风险的患者。随着技术的不断发展和改进，TEER技术在临床中的应用范围也在不断扩大，并且取得了显著的临床效果。

（图6）。

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图6.经股静脉-房间隔路径

2003年，成功使用MitraClip系统进行动物实验的报道标志着TEER技术的发展。同年，第一例经导管二尖瓣修复手术的成功人体手术也取得了突破。

目前的认识是，相对于TAVR技术，TEER技术的发展进程相对缓慢且具有挑战性，这主要是由于器械的研发和手术操作的复杂性。然而，随着器械的不断改进和临床经验的积累，TEER技术已经从开发研究阶段转变为广泛应用于临床实践，全球范围内已经超过15万例的应用。

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症（II A类指征），证明了其在特定患者群体中的有效性。

TEER技术是基于外科缘对缘修复技术的原理，然而，TEER可能会导致瓣口面积减少。虽然这种瓣口面积减少通常不会导致心脏功能异常，但对于某些术前瓣口面积较小的患者来说，TEER可能不适合。对于反流面积较大的患者，使用多个夹子进行广泛夹合可能会导致瓣口狭窄。此外，对于交界区病变，由于该区域瓣叶较短且腱索较多，进行TEER手术的难度较大。

因此，与TAVR技术相比，目前的TEER技术对于患者瓣膜的解剖条件要求更为严格。大部分主动脉瓣狭窄患者适合进行TAVR手术，而TEER手术仅适用于部分患者。TEER手术的解剖要求主要包括：返流束不能在交界区、瓣叶长度不能过短（短于6mm）、术前瓣口面积不能过小（大于3.5cm2）以及反流区不能过于广泛（大于20mm）。尽管缺乏足够的长期随访数据，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是肯定。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

心脏瓣膜病作为一种常见的心脏疾病，对人类社会的健康产生着明显的影响。随着人类疾病治疗技术的不断发展，我们可以观察到一个普遍的规律，即从无可为到有可为，再到大创伤、小创伤甚至无创伤的过程。同样地，心脏瓣膜病也经历了类似的发展历程。

起初，心脏瓣膜病被认为是无法治疗的疾病，人们束手无策。然而，随着医学的进步，传统的胸骨正中切口手术（1.0时代）成为心脏瓣膜病的标准治疗手段，尽管治疗效果显著，但手术过程中存在一定的创伤。

随后，微创外科手术（2.0时代）的出现为心脏瓣膜病的治疗带来了新的选择。通过采用小切口、非胸骨全部劈开的方式，结合胸腔镜和外科手术机器人的辅助，减小了手术创伤。然而，尽管微创外科手术具有较小的伤口，手术过程仍然需要心脏停跳和体外循环的支持，手术风险仍然存在。

现如今，随着介入治疗时代的到来（3.0时代），心脏瓣膜病的治疗方式又迎来了新的突破。通过介入方式，采用导管将治疗器械送达到病变的位置，进行瓣膜修复或置换，避免了大创伤和体外循环的需求。这种介入治疗具有较小的伤口和较高的安全性，为心脏瓣膜病的患者带来了新的希望。

随着时间的推移，我们可以看到心脏瓣膜病治疗的发展历程，从无可为到有可为，再到传统手术和微创外科，最终走向了介入治疗时代。这一进步的过程推动了心脏瓣膜病治疗的不断改进，使更多的患者能受益。

文章梳理了主要心脏瓣膜介入治疗技术的历史发展，强调了每个技术都是在前人研究基础上不断发展而来。这些成功的技术和器械离不开前人的探索和研究成果，是在巨人的肩膀上取得的。

目前，PBMV、PBPV、TAVR和TEER（MitraClip）等技术已在全球范围内得到广泛应用，并得到了普遍认可。此外，还有其他十余种心脏瓣膜介入治疗技术正在不断发展，涵盖了三尖瓣和肺动脉瓣的疾病。

尽管心脏瓣膜治疗已经进入了3.0时代，但并不是所有患者都适合进行介入治疗。前文提到的三种手术方式仍然在临床实践中并存，并且适用于不同的患者群体。在未来的一段时间内，这三种手术方式将继续共存互补，并相互竞争。

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的重要发展方向。随着技术的不断进步和创新，心脏瓣膜介入治疗将提供更多的选择和机会，为心脏瓣膜病患者带来更好的治疗效果和生活质量。

参考文献及延伸阅读

1. 葛均波院士：瓣膜病是人类长寿必须跨越的一道坎. https://m.thepaper.cn/baijiahao_14488924.

2. 潘文志，周达新，葛均波. 心脏瓣膜治疗的3.0时代. https://news.medlive.cn/heart/info-progress/show-137309_129.html 

3. 葛均波，周达新，潘文志.《经导管瓣膜治疗术》. 上海科技出版社。2013年第一版，2019第二版。

4. 潘文志，朱达. 二尖瓣缘对缘修复的前世今生和未来展望https://www.365heart.com/show/125854.shtml 。

本文作者：潘文志、周达新、葛均波

来源：中山医院上海心脏中心