《The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine》:Case series and literature review on functional pulmonary atresia in neonates functional PA in neonates: case & review
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本文系统回顾了新生儿功能性肺动脉闭锁(FPA)这一罕见疾病的诊断与个体化治疗策略。文章通过五个详实的病例分析,阐明了该病与埃布斯坦(Ebstein)畸形等先天性心脏病的关联,并重点探讨了其与解剖性肺动脉闭锁的鉴别要点,强调了及时识别对避免不必要外科手术的临床意义,同时总结了以维持动脉导管(PDA)开放与降低肺血管阻力(PVR)为核心的管理方案。
引言
功能性肺动脉闭锁(Functional pulmonary atresia, FPA),亦称为假性肺动脉闭锁,是一种在新生儿期观察到的罕见先天性心脏病。其核心特征在于形态结构正常的肺动脉瓣在收缩期无法正常开放,尽管存在完整的室间隔,但右心室与肺动脉之间的压力失衡导致了这一功能性障碍。这种血流动力学现象常与围产期肺血管阻力(Pulmonary Vascular Resistance, PVR)升高以及埃布斯坦畸形等心脏结构功能异常相关联。值得注意的是,FPA也可能在没有明显心脏结构异常的情况下发生。随着出生后肺血管阻力的下降或右心室收缩压的升高,肺动脉瓣可能会自发开放。因此,准确区分功能性与解剖性肺动脉闭锁至关重要,具有重要的临床意义,有助于避免不必要的高风险外科干预。
病例选择
本研究病例系列纳入的患儿均于2022年7月至2023年9月期间,在首都医科大学附属北京安贞医院儿童心脏中心被诊断为FPA。所有病例在产前均通过胎儿超声心动图被怀疑患有此病,并在出生后通过新生儿经胸超声心动图确诊。本研究将FPA的主要诊断标准定义为:1)收缩期肺动脉瓣无前向血流,舒张期存在逆向(反流)血流;2)在系列随访超声心动图上观察到肺动脉瓣梗阻解除,前向血流恢复。三尖瓣反流(Tricuspid Regurgitation, TR)和右心扩大等辅助发现被视为支持性依据,但并非诊断所必需。排除标准包括严重的肺部疾病、显著的系统性合并症以及患者或家属拒绝参与研究等情况。
病例1
一名30岁经产妇因产前怀疑存在显著右心功能不全,可能导致血流动力学失代偿,遂于孕34周时入院并提前分娩。胎儿超声心动图显示右心扩大、严重TR、右心室功能受损以及肺动脉瓣在收缩期无前向血流。新生儿出生体重2.1公斤,出生时出现严重低氧血症(SpO2为13%),需立即进行心肺复苏和机械通气。动脉血气分析显示PO2为26.7 mmHg,PCO2为55.5 mmHg,乳酸高达16 mmol/L。超声心动图确诊为FPA,并立即开始使用前列腺素E1(PGE1)以维持动脉导管(PDA)开放,确保肺血流。同时,持续输注肾上腺素、多巴酚丁胺、呋塞米并进行内环境纠正。治疗第2天,超声心动图即显示肺动脉瓣前向血流恢复,右心室收缩功能逐渐改善。尽管严重TR持续存在,但未发现三尖瓣结构异常。新生儿于出生后第14天病情稳定出院,室内空气下氧饱和度达95%。
病例2
一名26岁初产妇于孕29周时进行胎儿超声心动图检查,发现右心扩大、右心室收缩功能减低及严重TR。孕34周时,一名2.6公斤的男婴因产前担忧而出生。产后超声心动图确诊为FPA伴三尖瓣发育不良。患儿入院时SpO2在80-83%之间,PDA保持开放且有前向血流进入肺动脉,因此未使用PGE1。治疗采用了无创通气(BIPAP)、镇静、多巴酚丁胺以及口服呋塞米和氨氯地平。通过支持性治疗和肺血管扩张剂(如西地那非)降低后负荷,促进肺动脉瓣开放。至第2天,肺动脉瓣收缩期前向血流恢复,尽管流速较低(42 cm/s)。患儿于第21天出院。
病例3
一名30岁经产妇通过体外受精受孕,孕40周时入院。胎儿超声心动图显示埃布斯坦畸形,其特征包括严重TR、显著右心房扩大、功能性右心室发育不良以及肺动脉瓣在收缩期无前向血流。一名3.3公斤的女婴出生后入院,SpO2为75%。超声心动图确诊为FPA伴埃布斯坦畸形。关键测量指标显示功能性右心室腔面积、心房化右心室面积和固有右心房面积均异常,计算得出的Celermajer指数显著升高,表明功能性右心室容积严重受损。右心室收缩压估计值相对较低,提示右心室对抗出生后肺动脉后负荷的能力有限。治疗包括抗生素、地高辛、呋塞米、西地那非和波生坦,并开始无创通气(SIPAP)。由于PDA持续开放且血流动力学有利,系统性氧饱和度保持在75%以上,因此未使用PGE1,而选择使用肺血管扩张剂。至第8天,肺动脉瓣前向血流恢复(流速56 cm/s),严重TR持续存在,PDA大小为2.8 mm。患儿于第15天出院,计划进行门诊随访和进一步外科评估。
病例4
一名33岁经产妇于孕35周入院。胎儿超声心动图显示显著右心房扩大、严重TR及FPA特征。一名2.9公斤的男婴于孕38周出生。入院时患儿出现呼吸窘迫、唇周及四肢紫绀,初始SpO2为68%。无创通气无效后改为机械通气。超声心动图确诊为FPA伴三尖瓣腱索短小及严重TR。因PDA出现自发闭合迹象,开始使用PGE1。通过镇静和纠正酸碱紊乱,第3天超声心动图显示肺动脉瓣显著开放,前向血流速度达79 cm/s。随后停用PGE1,PDA于第6天关闭。患儿呼吸循环状况改善,于第7天拔管,第21天出院。
病例5
一名41岁经产妇于孕34周就诊。胎儿超声心动图显示严重TR及肺动脉瓣收缩期无前向血流。一名3.1公斤的男婴于孕36周出生。尽管在出生后第1天开始使用PGE1,但仍出现紫绀并需要机械通气。患儿右心房显著扩大,入院后出现恶性室上性心动过速。PDA和卵圆孔均呈现进行性闭合。尽管肺动脉瓣结构正常,但由于动脉导管和卵圆孔进行性闭合损害了肺循环和氧合,患儿于出生后第2天接受了外科手术干预。手术使用牛心包补片扩大肺动脉,部分结扎动脉导管并保留一个3 mm的节段,同时保留了部分卵圆孔。术后患儿出现全身性水肿,接受了腹膜透析以及正性肌力和利尿治疗,最终于术后第33天病情稳定出院。
讨论
FPA的确切发病机制尚未完全阐明,其发生与围产期胚胎心血管发育异常有关。促成因素包括动脉导管未闭的持续存在、三尖瓣畸形以及卵圆孔的改变,这些共同导致左心室容量负荷过重。这种过负荷促进了通过动脉导管的左向右分流,而右心室收缩压无法达到打开肺动脉瓣所需的阈值,最终导致肺动脉流出道的功能性闭合。某些胎儿状况,如双胎输血综合征(TTTS),也易导致先天性心脏异常和血流动力学改变。在TTTS中,受血儿尤其容易发生右心室流出道梗阻,包括FPA。
与FPA相关的胎儿心肌病也与右心室收缩力受损有关,导致瓣膜开放不足和随后的功能性关闭。例如,在乌尔畸形(Uhl’s anomaly)中,妊娠早期通常显示通过三尖瓣和肺动脉瓣的前向血流正常;然而,随着右心室功能恶化,可能发生进行性的功能性瓣膜关闭。这意味着瓣膜本身在结构上是完好的。
在马凡综合征等结缔组织病的新生儿中,三尖瓣和/或二尖瓣脱垂常导致右心室流出道梗阻和FPA。此外,遗传性代谢紊乱也与FPA发病机制有关。
作者所在机构的观察表明,先天性心脏病是新生儿FPA最常见的基础病因,其中埃布斯坦畸形尤其普遍。肺血管阻力增加可能进一步扰乱右心室和肺循环之间的压力梯度。新生儿肺动脉高压、胎膜早破导致的宫内感染或炎症、支气管肺发育不良和长期羊水过少等状况都可能升高肺血管阻力并促成FPA的病理生理。此外,过度的导管血流可能阻碍肺血管阻力必要的降低,进一步限制右心室的前向输出。
临床上,新生儿FPA的表现与解剖性肺动脉闭锁相似,体征包括中心性紫绀和呼吸窘迫,这是由于通过卵圆孔或房间隔缺损的右向左分流所致。一些患者表现出充血性心力衰竭的体征。听诊时,常在胸骨右缘闻及III/VI级收缩期杂音,以及提示动脉导管未闭的连续性杂音;然而,肺动脉瓣区通常听不到血流声。
FPA的一个标志性特征是收缩期肺动脉瓣无前向血流。虽然肺动脉瓣反流有助于区分FPA和解剖性肺动脉闭锁,但并非总能观察到。因此,在本研究中,功能性肺动脉闭锁的诊断基于超声心动图发现:结构正常的肺动脉瓣和主肺动脉无前向血流,同时多普勒证据显示间歇性或收缩期肺动脉瓣反流且瓣膜形态正常。我们通过确认无瓣膜融合、存在中央瓣膜口(尽管收缩期不开放)以及肺动脉尺寸足够,排除了解剖性肺动脉闭锁。
检测肺动脉瓣反流具有诊断价值,尽管胎儿心动过速可能限制时间分辨率。因此,胎儿超声心动图检查中的慢动作回放可能增强对瓣膜活动的可视化。
区分FPA与解剖性肺动脉闭锁对于优化临床管理和避免不必要的外科干预至关重要。在FPA中,肺动脉和瓣膜在结构上是正常的。相比之下,解剖性闭锁通常伴有完整的室间隔,可分为膜性和肌性两种类型。
FPA的药物治疗包括使用前列腺素E1(PGE1)以维持导管开放和肺灌注。治疗决策基于超声心动图发现和临床参数(包括氧饱和度、血气分析和血流动力学失代偿体征)的组合。对于合并新生儿持续性肺动脉高压(PPHN)的患儿,可考虑使用一氧化氮吸入(iNO)作为肺血管扩张剂以降低肺血管阻力。然而,在某些情况下,PGE1可能矛盾地加重症状。肺血管阻力升高可能导致导管逆向血流,增加肺动脉压力并阻碍肺动脉瓣开放。在这种情况下,必须特别注意循环分流(Circular Shunt)的风险,这是一种血流动力学有害的环路。当肺动脉瓣反流与广泛开放的动脉导管和严重三尖瓣反流共存时,最有可能发生循环分流。及时识别并中断这种分流对于防止血流动力学崩溃至关重要。
在这种情况下,FPA解除后,持续的导管开放可能变得有害,长期使用PGE1可能导致呼吸暂停和动脉导管持续未闭等不良反应。有报道称,在孤立性FPA病例中,即使停用PGE1,后期仍需手术闭合PDA,这强调了症状解除后及时闭合导管的重要性。
在某些病例中,特别是在持续的左右分流导致容量负荷过重或肺适应不良的情况下,可考虑在FPA生理解除后进行PDA的治疗性闭合。然而,本系列中的患者均未需要药物或手术闭合PDA,因为在肺动脉瓣功能恢复后观察到了自发闭合。未来研究应评估在FPA已解除但存在持续血流动力学损害的新生儿中进行治疗性导管闭合的时机和标准。
治疗与肺血管阻力升高相关的FPA的基石在于降低后负荷。治疗策略包括肺血管扩张剂(如一氧化氮、伊洛前列素、西地那非)和正性肌力药物(如多巴胺、多巴酚丁胺)。持续监测肺血管阻力和右心室压力至关重要。涵盖血流动力学支持、通气优化和纠正代谢性酸中毒的综合管理至关重要。酸中毒会加剧肺血管阻力并损害右心室功能;因此,碳酸氢盐疗法可有效改善右心室功能。
在患有FPA和复杂先天性心脏病的新生儿中,明确诊断后可能需要手术干预。严重的三尖瓣反流常与不良预后相关,并且通常由潜在的三尖瓣异常引起。手术修复断裂的腱索或进行三尖瓣瓣环成形术可能成功重建肺动脉前向血流。对于室间隔完整的解剖性闭锁,作者所在中心采用的手术方法包括扩大右心室流出道和肺动脉,同时维持一个3 mm的PDA和部分房间隔缺损。使用PGE1控制导管血流已取得良好的临床结果。
本病例系列突显了FPA在产前咨询和产后治疗方法上的差异性,反映了当前管理方案缺乏共识。产前,关于分娩时机和方式的决策主要基于不断变化的超声心动图结果和对胎儿失代偿的担忧,缺乏统一的预测算法。产后,使用肺血管扩张剂(如西地那非、波生坦)还是前列腺素E1(PGE1)以维持导管开放,是根据导管状态、氧合情况和超声心动图血流模式进行个体化选择的。虽然这种量身定制的方法取得了成功,但它强调了未来研究需要制定基于证据的、分阶段的管理指南。
结论
早期准确诊断FPA对于避免不必要的高风险外科干预至关重要。然而,目前产前和产后仍缺乏标准化、一致的管理策略。实施个体化的、以血流动力学为指导的方法——针对特定的超声心动图和临床特征进行调整——可以促进肺动脉瓣开放并恢复有效的前向肺血流,从而改善临床预后。
根据我们的经验,大多数表现出FPA超声心动图和临床特征的新生儿,包括结构正常的肺动脉瓣无前向血流但存在肺动脉瓣反流,在出生后48-72小时内对药物治疗反应良好。因此,除非患者表现出严重低氧血症或心血管不稳定的迹象,否则建议在进行有创操作前,先进行2-3天的保守观察窗口期,密切监测氧合、超声心动图参数和血流动力学。