肺动脉高压

作者:Mark T. Gladwin, MD, University of Maryland School of Medicine;
Andrea R. Levine, MD, University of Maryland School of Medicine;Bradley A. Maron, MD, University of Maryland School of Medicine
已审核/已修订 9月 2024
看法 进行患者培训

肺动脉高压是指肺循环压力升高。可因很多原因继发;一些病例为特发性。肺血管可能出现狭窄、破裂、减少收缩和/或阻塞。严重的肺动脉高压会导致右心室负荷过重和衰竭。症状为乏力、劳力性呼吸困难,偶有胸部不适和晕厥。发现肺动脉压力升高可诊断(超声心动图可提示诊断,右心导管检查可确诊)。治疗使用肺血管舒张剂和利尿剂。在某些晚期病例,可进行肺移植。如没有可治疗的原发病因,则预后一般不佳。

肺动脉高压有三种不同的血流动力学特征(另见表 肺动脉高压的血流动力学特征):

  • 毛细血管前肺动脉高压

  • 毛细血管后肺动脉高压

  • 合并毛细血管前和毛细血管后肺动脉高压

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肺动脉高压的病因

许多疾病和药物会引起肺动脉高压。引起肺动脉高压最常见的原因包括:

肺动脉高压的其他几个原因包括 睡眠呼吸暂停结缔组织疾病和复发性肺栓塞

根据病理生理学和临床特征的不同通常将肺动脉高压分为五类(见表肺高压分类)。第一类肺动脉高压(PAH)主要累及肺小动脉。

少数肺动脉高压(PAH)病例是偶发的,无明确原发病因,被称为特发性肺动脉高压。

PAH 的遗传形式(常染色体显性遗传,外显率不完全)已被确定;已发现以下基因的突变:

  • 激活素样激酶 1 型受体(ALK-1)

  • 骨形态发生蛋白受体2型(BMPR2)

  • 凹陷蛋白 1 (CAV1)

  • 内皮糖蛋白 (ENG)

  • 生长分化因子 2 (GDF2)

  • 钾通道亚家族 K 成员 3 (KCNK3)

  • 母亲对抗四肢瘫同系物 9 (SMAD9)

  • T-box 转录因子 4 (TBX4)

突变 BMPR2 (编码骨形态发生蛋白受体 2 型的基因)是 75% 的遗传性肺动脉高压病例的病因(1)。其他突变不太常见,发生在大约 1% 的病例中。

约20%的遗传性肺动脉高压患者致病基因不明。

真核翻译起始因子 2 α 激酶 4 基因突变(EIF2AK4) 与肺静脉闭塞性疾病有关,这是 PAH 组 1' 的一种形式 (见表 肺动脉高压的分类) (2, 3)。

某些药物和毒素是肺动脉高压的危险因素。与 PAH 肯定相关的药物包括芬氟拉明、右芬氟拉明(在美国已停产)、阿米诺雷克斯(在美国已停产)、毒菜籽油、苯氟雷克斯(在美国尚未上市)、苯丙胺、甲基苯丙胺和达沙替尼。同样,其他蛋白激酶抑制剂也与药物引起的肺动脉高压有关(4)。孕妇服用选择性 5-羟色胺再摄取抑制剂有发生以下疾病的风险 新生儿持续性肺动脉高压。可能与 PAH 相关的其他药物和物质包括 安非他明类似药物, 可卡因、苯丙醇胺(已在美国停产)、圣约翰草、干扰素-α、干扰素-β、烷化剂、博舒替尼(仅可能与肺动脉高压有关)、直接作用于丙型肝炎病毒的抗病毒药物、来氟米特、靛玉红(用于一些中药制剂)和色氨酸(5)。

遗传性溶血性贫血的患者,如镰状细胞病,有发展为肺动脉高压(占经右心导管检查确诊病例的10%)的高危风险 (6, 7)。其发病机制与血管内溶血及游离血红蛋白释放到血浆,消耗一氧化氮,生成活性氧,并激活凝血系统有关。镰状细胞疾病引起肺动脉高压的其他危险因素包括铁过载,肝功能障碍,血栓性病症,和慢性肾脏疾病

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病因学参考

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肺动脉高压的病理生理

肺动脉高压的病理生理学机制包括

  • 肺血管阻力增加

  • 肺静脉压力增高

  • 先天性心脏病引起的肺静脉流量增加

肺血管阻力增加

肺血管阻力增加是由于

  • 病理性血管收缩

  • 肺血管床闭塞

肺动脉高压以可逆性血管收缩、血管内皮和平滑肌增生肥大、慢性炎症,最终导致血管壁重塑为特征。血管收缩的部分原因是血栓素和内皮素-1(两者均为血管收缩剂)活性增强,前列环素和一氧化氮(二者均为血管舒张剂)活性降低。

血管阻塞使肺血管压力增加,进一步损伤内皮。损伤激活了内膜表面的凝血过程,可能加重肺动脉高压。

血小板功能异常,纤溶酶原激活物抑制剂1,纤维蛋白肽A增加和组织纤溶酶原激活物活性降低引起凝血异常和血栓形成也是可能的原因。 血小板被激活后,可通过分泌促进成纤维细胞和平滑肌细胞增殖的物质,如血小板源性生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)和转化生长因子beta(TGF -beta)发挥重要作用。内皮表面的局部凝血不应与慢性血栓栓塞性肺动脉高压相混淆,后者是由机化的肺动脉栓子引起的肺动脉高压。

中的突变 BMPR2 基因占遗传性 PAH 的大多数病例,也发生在特发性 PAH 中。异常的 BMPR2 信号会扰乱 TGF-β/BMP 平衡,有利于肺动脉平滑肌和内皮细胞的促增殖和抗凋亡反应。因此,BMPR2 信号转导已成为越来越多研究肺动脉高压药物的靶点 (1)。

肺静脉压力增高

肺静脉压力增高 通常是由于各种原因导致左室压力升高所致。肺静脉压力增高可造成肺泡 - 毛细血管壁损伤和肺水肿。肺静脉压力持续增高,最终可导致不可逆的肺泡 - 毛细血管膜增厚,肺弥散功能下降。

肺静脉高压最常见的原因是保留射血分数的 左心衰竭 (HFpEF),通常见于有高血压和代谢综合征的老年妇女。对于患有左侧心脏病相关肺动脉高压的患者,肺血管阻力升高([PVR] 定义为跨肺梯度除以心输出量)与更糟糕的结果相关。

大多数肺动脉高压患者最终导致右心室肥厚、扩张和 右心室功能衰竭。右心衰竭可使劳力时的心输出量受限。

肺血流量增加

肺静脉血流量增加 由于先天性心脏病可引起肺动脉高压。这可能发生在诸如 房间隔缺损, 室间隔缺损, 和 动脉导管未闭的条件下,大概是通过特征性肺血管病变的发展。然而,肺血流量增加的真正效果尚不明确,增加的血流量可能仅在伴随肺血管阻力或第二刺激时才会导致血管阻塞。

病理生理学参考文献

  1. 1.Cuthbertson I, Morrell NW, Caruso PBMPR2 Mutation and Metabolic Reprogramming in Pulmonary Arterial Hypertension. Circ Res 2023;132(1):109-126.doi:10.1161/CIRCRESAHA.122.321554

肺动脉高压的症状和体征

几乎所有病例都出现进行性劳力性呼吸困难和乏力。伴随呼吸困难出现不典型的胸部不适和劳力性头晕或晕厥常提示病情严重。这些症状主要由于右心衰,心输出量不足导致。

晚期病人的右心衰体征可包括右室膨隆,第二心音广泛分裂(S2),肺动脉瓣第二心音亢进P2) of S2),肺动脉喷射性喀喇音,右室第三心音 (S3),三尖瓣反流杂音和颈静脉扩张,可能伴v波。此外,肝淤血和外周水肿也是常见的晚期表现。

肺部听诊一般正常。

患者还可能有原发病或相关疾病的表现。

肺动脉高压的诊断

  • 常见症状:劳力性呼吸困难和疲劳

  • 初步评估:胸片、心电图和超声心动图

  • 潜在疾病的识别:肺活量测定、通气/灌注扫描或血管CT造影、胸部高分辨CT(HRCT)、肺功能、多导睡眠图、HIV检测、全血细胞计数检测、肝功能检测和自身抗体检测

  • 确认诊断并判断严重程度:肺动脉(右心)导管插入术

  • 评估病情严重性:6-分钟步行距离,N末端脑钠肽前体(BNP)或pro-BNP。

有明显劳力性呼吸困难的患者,其他方面相对健康,没有已知可引起肺动脉高压的病史或体征应疑诊肺动脉高压 (1)。

患者最初接受胸片检查肺功能检查心电图检查,以确定更常见的呼吸困难原因,随后进行经胸多普勒超声心动图检查,以评估右心室功能和肺动脉收缩压,并检测可能导致肺动脉高压的结构性左心疾病。

查血常规明确有无红细胞增多症,贫血和血小板减少症。

肺动脉高压最常见的X线表现是肺门增大、血管向外周走行时截断,侧位片可见右室增大。

心电图表现为:电轴右偏,V1导联R>S,S1Q3T3(提示右心室肥厚),IIdao'lianP波高尖(提示右心房扩大)。

临床上继发性原因不明显时,可进行其他诊断性检查。这些检查包括

  • 通气-灌注扫描或CT血管造影以发现血栓栓塞性疾病

  • HRCT可发现未进行 CT 血管造影的患者的肺间质疾病

  • 肺功能检查(包括肺量测定、肺容量和一氧化碳弥散能力 [DLCO])用于识别阻塞性或限制性肺病

  • 血清抗体检查(如抗核抗体[ANA],类风湿因子[RF],SCL-70[拓扑异构酶I],抗Ro(抗SSA),抗核糖核蛋白 [抗RNP]和抗着丝点抗体)可发现自身免疫性疾病。

  • 多导睡眠图检查以识别阻塞性睡眠呼吸暂停

CT血管造影或通气/灌(VQ)注扫描可提示慢性血栓栓塞性肺动脉高压,并且血管造影可明确诊断。CT血管造影有助于发现近端血管内血栓和血管腔纤维化改变。 根据临床实际情况选用其他检查如HIV检测,肝功能检查和多导睡眠描记。

如初步评估提示肺动脉高压,必须进一步行肺动脉导管术检测:

  • 右心房压力

  • 右心室压力

  • 肺动脉压

  • 肺动脉楔压

  • 心输出量

  • 左心室舒张压

应测量右侧血氧饱和度以排除左向右分流 房间隔缺损。 发现平均肺动脉压为 > 20 毫米汞柱、肺动脉楔压 ≤ 15 毫米汞柱且肺血管阻力 > 2 Woods 单位可确诊为患有潜在 PAH 的患者。

急性扩张肺血管的药物,如吸入一氧化氮、静脉注射依前列醇或 腺苷,通常在特发性、遗传性或药物性 PAH 患者进行导管插入术期间给予。根据用药后右心压力降低程度选择药物。

由于其相关的高发病率和死亡率,肺活检既不需要也不推荐。

超声心动图发现右心收缩功能障碍(如三尖瓣环收缩期位移)及某些右心导管检查结果(如心输出量降低、平均肺动脉压力增高和右心房压力增高)提示严重的肺动脉高压。

检测其他反应肺动脉高压严重度的指标有助于评估患者预后及监测疗效。这些指标包括6分钟步行距离降低和N端脑利钠肽(NT-PRO-BNP)或脑利钠肽(BNP)的血浆水平升高。

一旦确诊肺动脉高压,应回顾病人的家族史以发现可能存在的基因遗传(例如家族中有看似健康的成员夭折)。家族性肺动脉高压需要遗传咨询,告知家族成员患肺动脉高压的风险(约20%),提倡以超声心动图定期筛查(2)。对特发性肺动脉高压行BMPR2基因突变检测可发现家族成员的发病风险。如果患者骨成型蛋白受体 2为阴性,SMAD9KCN3、和CAV1的基因检测可以进一步帮助识别有风险的家庭成员。

诊断参考

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肺动脉高压的治疗

  • 避免可能使病情加重的情形(如吸烟、高海拔、妊娠、使用拟交感神经药物)

  • 特发性和家族性肺动脉高压:静脉使用依前列醇,吸入,口服,皮下,或静脉注射前列环素类似物;口服内皮素受体拮抗剂,口服磷酸二酯酶5抑制剂,和/或鸟苷酸环化酶激动剂

  • 继发性肺动脉高压:治疗原发疾病

  • 肺移植

  • 辅助治疗:吸氧、利尿剂和(或)抗凝剂

第一类肺动脉高压

肺动脉高压(PAH)的治疗正在迅速发展。药物针对与 PAH 发展有关的 5 种异常途径:

  • 内皮素通路

  • 一氧化氮通路

  • 前列环素途径

  • 激活素受体信号通路

  • 炎症途径

内皮素途径 波生坦、安立生坦和马西替坦是口服内皮素受体拮抗剂 (ERA) 的靶向药物。

一氧化氮途径 西地那非、他达拉非和伐地那非是口服磷酸二酯酶 5 (PDE5) 抑制剂。利奥西呱是一种可溶性鸟苷酸环化酶刺激剂,也通过一氧化氮通路发挥作用。

静脉注射依前列醇(一种前列环素类似物)以前列环素通路为靶点,它可以改善患者机体功能并延长生存期,即使在插管期间对血管扩张剂无反应的患者中也是如此1)。缺点是需要中心静脉置管持续给药以及频繁发生明显的副作用(包括面部潮红、腹泻和中心静脉导管相关的菌血症)。目前可用的前列环素类似物包括吸入制剂、口服剂、皮下或静脉注射制剂(依洛前列素和曲前列环素)。Selexipag是一种口服可利用的生物活性小分子,可激活前列腺素I2受体,降低死亡率和发病率(2)。

激活素受体信号通路 最近有研究表明该病与肺动脉高压有关,而激活信号抑制剂索他西普 (sotatercept) 正是针对该病的。该通路失调的特征是血清和肺部激活素 A、激活素 B、卵泡抑素、卵泡抑素样 3 水平升高,而肺动脉高压时抑制素-α 水平降低(3)。这些蛋白质是转化生长因子β(TGF-β)超家族的成员,与肺血管重塑有关,有助于预测肺动脉高压的死亡率。

BMPR2 是遗传性 PAH 和特发性 PAH 患者中最常见的基因突变。这 BMPR2该基因编码BMP蛋白,该蛋白也是TGF-β超家族的成员。索特西普 有助于恢复在与 BMP 信号相关的 PAH 患者中失调的抗增殖和促增殖信号通路之间的平衡。当添加到肺动脉高压的背景治疗中时,索特西普以剂量依赖性方式降低肺血管阻力。这种变化是由平均肺动脉压的降低驱动的,而不是肺动脉楔压或心输出量的降低。这一发现在所有背景治疗(包括前列环素输注治疗)亚组中是一致的(4)。在一项 3 期试验中 索他西普 或将安慰剂添加到标准护理背景治疗中,接受治疗的患者 索他西普 在24周的6分钟步行测试中表现出显着改善。患者随机分配至 索他西普 还表现出肺血管阻力、NT-proBNP 水平、生活质量、死亡风险和世界卫生组织 (WHO) 功能分级的显著改善(5)。

炎症通路 塞拉替尼是一种小分子激酶抑制剂,可治疗肺动脉平滑肌细胞肥大和增殖以及 PAH 中发生的血管周围炎症。色拉替尼 是衍生生长因子受体α和β、集落刺激因子1受体和肥大细胞/干细胞生长因子受体套件的有效抑制剂(6)。在第二阶段试验中,当 色拉替尼 对 PAH 功能 II 级或 III 级患者进行治疗(见表格) 肺动脉高压患者的功能状态),肺血管阻力显着降低(7)。

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初始指南 治疗方法 建议在导管室进行血管活性测试。如果患者有血管反应性,则应使用钙通道阻滞剂进行治疗。无血管反应性的患者应根据其功能等级进行治疗(见表 肺动脉高压患者的功能状态)。世界卫生组织功能分级为 IV 级且存在胸痛或晕厥等高危症状的患者应开始接受静脉或皮下前列环素加安立生坦 (ERA) 和他达拉非 (PDE5) 的联合治疗(8)。世界卫生组织(WHO)功能分级为 IV 且无高危特征的患者应开始接受安立生坦和他达拉非或马西替坦 (ERA) 和他达拉非的联合治疗。(910)。

除极少数例外, 联合治疗 对于患有 1 组和 4 组肺动脉高压的患者来说通常是首选,并且得到越来越多证据的支持。例如,在一项随机试验中,比较了口服 10 毫克安立生坦和口服 40 毫克他达拉非的单一疗法与每日一次服用这两种药物的联合疗法的疗效,联合疗法显着降低了 NT-proBNP 水平,增加了 6 分钟步行距离和满意临床反应的百分比(11)。联合治疗的不良临床结局(死亡、住院、疾病进展或长期预后不良)少于单一治疗。本例支持通过联合疗法作为PAH的初始治疗来靶向多种途径。然而,磷酸二酯酶5抑制剂不能与riociguat(一种可溶性鸟苷环化酶兴奋剂)联合使用,因为这两种药物都会增加环鸟苷单磷酸(cGMP)水平,并且联合使用会导致危险的低血压。有猝死高风险的严重右心衰患者可能受益于早期静脉或皮下含前列环素类似物联合治疗方案(通常与PDE5抑制剂和ERA联合治疗)。

SERAPHIN 研究表明,使用马西替坦可显著降低发病率和死亡率,马西替坦可单独使用或作为 PAH 的背景治疗(主要是磷酸二酯酶 5 抑制剂)(12)。在PATENT-1试验中,在接受内皮素受体拮抗剂或前列环素类似物(以及作为单一疗法)的患者中,利奥西呱作为序贯联合疗法,能够增加6分钟步行距离,降低肺血管阻力,改善功能分级 (13)。FREEDOM-EV 研究发现,在使用 ERA 或 PDE5 抑制剂的基线单药治疗中添加口服曲前列环素在减少临床恶化、减少 NT-proBNP、改善功能等级和改善 6 分钟步行距离方面比安慰剂更有效(14)。

赛乐西帕与PDE 5抑制剂、ERA或两者联合使用时,赛乐西帕(一种前列腺环素通路激动剂)的发病率和死亡率低于安慰剂(1516)。然而,研究表明,与马西替坦他达拉非的初始双联疗法相比,马西替坦、他达拉非和司来帕格的初始三联疗法并不能改善肺血管阻力或血流动力学(9)。在某些临床情况下,特发性、遗传性、药物或毒素诱导或系统性风湿病相关PAH的患者,建议接受ERA/PDE5双口服抑制剂治疗的患者添加赛乐西帕(17)。

选定的子组 有时会被区别对待。前列环素类似物、内皮素受体拮抗剂和鸟苷酸环化酶激动剂主要用于特发性PAH;然而,由于结缔组织病、HIV或门脉性肺动脉高压,PAH患者应谨慎使用这些药物(注意药物代谢和药物相互作用)。PAH患者由于肺静脉阻塞性疾病可能导致灾难性肺水肿(18),应避免使用血管扩张剂。

肺移植 提供了治愈的唯一希望,但排斥反应(闭塞性细支气管炎综合征)和感染发病率高。5年生存率为50% (19)。肺移植适用于纽约心脏协会心功能分级Ⅳ级(定义为轻微活动时有呼吸困难而不能下床),所有药物治疗无效的复杂先天性心脏病患者,但符合其他肺移植健康标准的病人。

治疗心力衰竭的辅助疗法(包括利尿剂)对许多患者来说是必要的。除非有禁忌症,否则大多数患者应接受华法林治疗。

第二类到第五类肺动脉高压

主要治疗为控制原发病。有左心疾病的患者需行手术治疗血管病变。非多中心试验证明使用PAH特异性疗法对继发于左心疾病的PAH治疗有效。因此,不推荐2级患者使用这些药物。吸入的前列环素类似物曲前列环素已被证明可以提高运动能力。

在治疗原发病的基础上加用氧疗可使有肺部疾病伴低氧血症的患者获益。没有确凿的证据支持在COPD(慢性阻塞性肺病)患者中使用肺血管扩张剂。吸入曲前列环素已被证明可以提高继发于间质性肺病的肺动脉高压患者的运动能力 (20)。由于临床试验中不良事件的增加,继发于间质性肺病的肺动脉高压通常禁用利奥西呱和 ERA (21, 22)。

继发于慢性血栓栓塞性疾病的严重肺动脉高压患者的一线治疗包括肺血栓动脉内膜切除术在内的外科干预。在体外循环过程中,沿着肺血管切开有组织的内皮化血栓,其过程比急性外科栓塞切除术更为复杂。该手术治愈了相当比例的肺动脉高压患者并恢复了心肺功能;大容量中心的手术死亡率< 5%(23)。球囊肺血管成形术是另一种介入选择。该程序应仅在专家中心为不适合肺动脉内膜切除术的有症状患者进行。利奥西呱可改善非手术候选患者或其风险与收益比率过高患者的运动能力和肺血管阻力(13)。Macitentan 还显示出对不能手术的慢性血栓栓塞性肺动脉高压患者的肺血管阻力、6 分钟步行试验和 NTproBNP 水平的改善(24)。Macitentan 在与包括 riociguat 在内的其他 PAH 疗法联合使用时也证明了安全性(25)。

合并肺动脉高压的镰状细胞病患者 可使用羟基脲,铁螯合剂和氧疗。对于有症状的肺血管阻力升高且经右心导管检查证实肺动脉楔压正常(类似于PAH的病理生理学)的患者,可以考虑使用选择性肺血管扩张剂治疗(使用依前列醇或内皮素受体拮抗剂)。西地那非可增加镰状细胞病患者疼痛危象的发生率,因此仅用于患者出现限制性血管闭塞危象和使用羟基脲治疗或输血治疗时。

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肺动脉高压的预后

接受治疗的患者无需移植的五年生存率约为 50%(1)。然而,一些患者登记处显示死亡率较低(例如,REVEAL 登记处显示 1 至 3 年死亡率为 10% 至 30%)[2]),大概是因为目前可用的治疗方法更优。 提示预后较差的指标包括

  • 对血管扩张剂没有反应

  • 低氧血症

  • 整个机体功能下降

  • 低于6分钟的步行距离

  • 血浆NT-pro-BNP或BNP水平升高

  • 右心收缩功能障碍的超声心动图指标(例如,三尖瓣环平面收缩期偏移 < 1.6 cm,右心室扩张,室间隔变平,室间隔反常运动,心包积液)

  • 右心导管检查显示心输出量低、平均肺动脉压高和/或右心房压力高

系统性硬化症、镰状细胞病或HIV感染合并肺动脉高压(PAH)的患者较没有PAH的患者预后更差。

预后参考

  1. 1.Hendriks PM, Staal DP, van de Groep LD, et al: The evolution of survival of pulmonary arterial hypertension over 15 years. Pulm Circ 12(4):e12137, 2022.doi:10.1002/pul2.12137

  2. 2.McGoon MD, Miller DP: REVEAL: a contemporary US pulmonary arterial hypertension registry. Eur Respir Rev 21(123):8–18, 2012.doi:10.1183/09059180.00008211

关键点

  • 肺动脉高压可分为五类

  • 难以用其他心肺疾病解释的呼吸困难患者需怀疑肺动脉高压。

  • 开始评估胸片,肺功能检查,心电图和经胸多普勒超声心动图。

  • 右心导管术可确诊

  • 第1组患者予血管扩张剂联合治疗,如治疗无效,考虑肺移植。

  • 考虑用吸入曲前列素治疗第 3 组。

  • 除非患者不适合手术,否则用肺血栓动脉内膜切除术治疗第 4 组。

  • 第2、3、5组患者主要通过治疗基础疾病、对症治疗,有时采用其他措施。

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