非体外循环与体外循环下冠状动脉搭桥术的研究进展

孙明月，焦 云，肖 琰，静广建，王耀岐

( 滨州医学院附属医院麻醉科，山东 滨州 256699)

冠状动脉疾病（CAD）目前在全世界的发病率居高不下。据美国心脏协会统计，CAD 是世界范围内的主要死因，且在心脏疾病中因CAD 死亡的比例大概为45.1%[1]。尽管目前经皮冠状动脉支架置入术可以使一部分CAD 患者从中获益，但是适应证仅局限于轻症的CAD 患者，而对于心血管左主干或者是两到三支冠状动脉病变的CAD 患者，目前行冠状动脉搭桥手术仍是主要的治疗手段[2]，手术治疗可以显著改善患者的心肌血运，并显示出长期的良好预后结果。

冠状动脉搭桥术（CABG）自20 世纪50 年代起开始用于治疗CAD，在最初的时间里，体外循环技术还未能应用于CABG，外科医生在跳动的心脏上进行手术操作非常具有挑战性。几十年之后，心肺转流技术（CPB）和心脏停跳技术的应用使得CABG 成为CAD 患者比较常用的治疗手段。一直到20 世纪70 年代，几乎所有的CABG 手术都是在体外循环下完成的。尽管CPB 会引起患者术后的炎症级联反应、心肌缺血再灌注损伤等一系列并发症，但由于其可以为心脏停跳技术的应用创造条件，从而提供给外科医生比较好的操作环境，使得其一直得以沿用。20 世纪90 年代中期，心脏稳定技术的进步及应用使得人们开始关注非体外循环下冠状动脉搭桥术（OPCAB）。OPCAB 可以避免由CPB 引起的一系列不良反应，这引起了术者的广泛兴趣，并使得该手术的应用迅速增加。本文综述CABG 与OPCAB 的优势及劣势，比较二者的手术效果及并发症发生情况，旨在为患者选择合适的术式治疗CAD、改善患者的短期及长期预后、减少并发症提供一定的思路。

CABG 主要是沿胸骨正中线切开胸腔，在主动脉等大血管部位插管，以便代替人体的心肺功能，在灌注停跳液使心脏停跳后，仍可以向终末器官提供动脉血流。基于CPB 技术的发展，目前可以通过精确调节使心输出量和平均动脉压接近于生理状态下的数值，保证器官的灌注。但是由于CPB 的管道中持续的动脉血流是非搏动性的，有学者认为这种非搏动性的血流可能会影响器官的灌注，在CPB 结束后会对器官造成一定的损伤。也有学者认为，使用CPB 可以精确调节灌注压、总流量和血管张力，这些是CPB 的固有优势；
迅速、准确的调节在减少围术期器官损伤，特别是减少心肌损伤方面具有较大的优势。此外，CPB 技术的应用允许快速而精确地调节血容量、温度、pH、电解质及血红蛋白的浓度，也在改善心肌损伤方面发挥了一定的作用。而施行CPB 时由于使心肺中的大部分血液被分流，可以形成“无血”手术区域，更重要的是，可在停跳的心脏上进行手术，可能是应用传统CABG的最大的理由[3-4]。

对于CABG，争议最大的可能就是CPB 的使用及由其所引发的并发症。血液与非生理性的CPB 管道接触，触发一系列补体级联反应、中性粒细胞活化和大量炎症因子及内毒素的释放，这些急性反应诱发的氧自由基、细胞因子、一氧化氮、血小板活化因子和其他促炎介质的产生和释放增加，会加重围术期器官功能障碍，并可能导致不良后果的发生[5-6]。应用CPB 时往往需要在心脏大血管（通常是升主动脉）上进行插管操作，尽管术前经过冠脉CTA 等检查可尽量避免在主动脉斑块形成的部位进行插管操作，但仍不能完全避免由于插管操作所导致的斑块破裂引起的栓塞、医源性主动脉夹层、出血等并发症。同时由于在灌注心脏停跳液的时候需要部分或全部钳夹主动脉（以便使心脏停跳液能安全且完全地输送到冠状动脉中），相关操作可能会进一步损伤主动脉并增加斑块破裂的机会。术后因插管操作和钳夹主动脉等因素导致的缺血性中风是一种比较严重的并发症[7]。

有研究指出，并行体外循环下心脏不停跳技术可作为传统CABG 与OPCAB 之间过渡的“桥梁”，通过CPB 技术减轻术中心脏的负荷，并抽吸一部分血液改善术野，从而降低在完全跳动的心脏上进行手术操作的难度，这种手术方式在一定程度上保留了生理性的血液灌注特点，可能对于改善终末器官的血液灌注等预后相关指标有益[8]，但是目前对于此种术式的研究报道仍较少。

OPCAB 避免了CPB 的应用，很大程度上避免了使用该技术所带来的并发症的发生，如炎症级联反应及在大血管上进行直接插管操作所造成的术后缺血性中风等。避免这些并发症可能是施行OPCAB 的最大优势。使用CPB 技术进行手术，管路的使用及需要专门的体外循环技术人员的参与无疑会增加医疗费用，血液的稀释可能会增加术中、术后输血的概率，增加输血相关的并发症；
CPB 技术对患者的生理状态产生强烈的干扰，可能会增加ICU 的滞留时间及术后拔管时间；
针对上述不良结果，从短期内的随访结果来看，OPCAB 都显示出良好的优势[9-10]。但是由于该术式需要在跳动的心脏上识别需要血运重建的部位，并且在吻合血管的过程中要注意避免造成血管破裂，上述操作过程对外科医生技术的要求较高[11]。多支冠状动脉病变施行OPCAB 时，术中往往需要搬动心脏进行血管的吻合操作，这一操作会使循环发生剧烈波动，对长时间缺血缺氧的心肌造成不可逆的损伤，甚至可引发心搏骤停等严重后果。在某些情况下，OPCAB 术中可能需要部分钳夹主动脉以提供较好的手术视野。研究表明，部分钳夹主动脉这一操作并不能完全避免动脉粥样硬化斑块脱落导致栓塞的风险，并且对于有显著病变的主动脉来说，可能还会增加发生医源性主动脉夹层的风险[12]。

近年来，因CAD 需要进行冠状动脉搭桥手术患者的数量仍在持续增加。对于实施搭桥术的两种主要的术式和由不同的术式获得的短期、长期的手术效果以及不同的术式所造成的并发症的发生，许多学者进行了大量的实验验证，但是得出的结论不尽相同。通过施行手术以改善心肌血运及降低缺血心肌继续恶化的风险，这是进行手术的主要关注指标，但同时不同的手术方式所带来的不良反应及预后也值得思考。

3.1 心肌血运恢复情况

术后评估心肌血运的恢复情况可以较好地判断手术效果，但是心肌血运的情况往往受移植血管数量等的影响而显示出很大的差异性。

2003 年发表的SMART 试验（参与试验的200 名患者被随机分配到CABG 组或OPCAB 组）结果显示，接受手术治疗后的血运重建情况未在两组间显示出明显差异，且两组患者的移植血管的数量相当（该试验没有排除病情较重的患者）[13]。同期的Octopus[14]研究仅纳入了一到两支血管病变的约280 名患者进行为期5 年的随访，该试验仅在一小部分患者中进行了血管造影，得出的结论是在两组间并未发现移植物通畅率存在差异，但在一年内的随访中，OPCAB 的花费较低，所以该试验得出，在低风险的患者中，OPCAB可能是CABG 的安全替代方案。同样的，在2006 年Al-Ruzzeh 等[15]的研究也证明了两种手术方式在心肌血运重建结果方面未能显示出差异，但是该试验排除了左心室射血分数（LVEF）较低的患者。2010 年发表的MASS Ⅲ试验[16]纳入约300 名复杂CAD 患者（通常是三支血管病变），但是排除LVEF ≤40% 的患者，经分析结果表明，OPCAB 组进行移植血管的数量少于CABG 组，在为期5 年的随访过程中，在死亡率、卒中等结果方面未发现明显差异。

发表于2010 年的PROMISS[17]试验对两组患者术后进行了血管造影以检测血管的通畅性，并进行了为期1 年的随访发现，尽管两者的移植血管的数量相当，但OPCAB 组在手术5 周后显示移植血管的通畅率较低。研究者分析认为两组在手术过程中执行不一样的抗凝策略是造成该结果的原因，并且在校正两组间的肝素剂量后得出两组在移植血管通畅率方面没有显著的差异，但是仍有许多学者对该试验结果产生质疑。DOORS 试验[18]针对两组移植血管通畅率结果不同可能归因于术中和术后抗凝因素进行研究，在试验中要求OPCAB 组使用肝素和术后使用阿司匹林、氯吡格雷的抗凝剂量与CABG 组相等，得出的试验结果为OPCAB 组的移植血管通畅率仍低于CABG 组（86%VS 79%），与PROMISS 试验将结果差异归因为抗凝策略不同相反，据此试验分析造成这种结果的可能原因是手术技术的不同，而不是由抗凝剂量所造成的。

3.2 再次手术的几率

再次手术不仅使患者需再次暴露于手术的风险下，而且给患者家庭带来沉重的经济及心理负担。

2012 年发表的CORONARY[19]试验结果似乎比较有说服力，该试验是一项多中心国际高质量的RCT，纳入的约4700 多名患者被随机分配到OPCAB 组与CABG 组中，并且招募的多为风险相对较高的患者（例如年龄大于70 岁且伴有血管疾病等），在手术结束后的30 天针对死亡、卒中、心肌梗死、肾衰等需要透析等结局为主要指标进行比较，结果显示在两组内上述结果未见明显差异（9.8% VS 10.3%，P=0.59）。但在短期内OPCAB 组因重建血运不佳而需要再次手术的概率大于CABG 组（0.7% VS 0.2%，P=0.01），随访5 年后的结果显示两者需再次手术的概率无显著差异（OPCAB 组2.3% VS CABG 组2.8%，P=0.29）[20-21]。

2013 年发表的GOPCABE[22]试验同样纳入75 岁以上的约2500 多名患者，并随机分配到两个组中，结果显示两组在30 天或1 年内的死亡率没有显著差异（30 天时 7.8% VS 8.2%，P=0.74 ；
1 年时13.1%VS 14.0%，P=0.48）。该试验与CORONARY 试验得到相似的结果，即在30 天内OPCAB 组需再次手术进行血运重建的几率比CABG 组高（1.3% VS 0.4%，P=0.04）。

这两项大型研究试验似乎比之前的研究结果更能让人信服，与早期类似规模的研究相比较，这两项研究得出的结论是，OPCAB 并不能降低长期死亡率，并且增加了需要再次手术的几率，从这些方面来说，并不能得出OPCAB 优于CABG 的结论。

3.3 缺血性卒中

缺血性卒中是心脏术后较为严重的并发症，它严重影响患者的生活质量，长时间来人们一直致力于寻找导致缺血性卒中的病因并积极预防，以便降低缺血性卒中的发生率。需接受冠状动脉搭桥的患者年龄普遍较大，且多合并有多种疾病，OPCAB 因可以避免在主动脉等大血管部位直接进行插管等操作，可以避免斑块脱落形成栓塞。同时能避免CPB 引起的神经炎症等有关的神经功能障碍，当然这只是推测性的，尚未在大型随机对照试验中被证实。

多项研究（例如PROMISS、CORONARY 试验等）得出了与上述推测不符的结果，即在为期1 年的随访时间内，未发现OPCAB 组与CABG 组患者的神经认知方面存在差异。同样的，Octopus 试验在为期5 年的术后随访中也未显示出两组之间存在差异。

3.4 其他方面

不可否认的是，在有些方面OPCAB 确实优于CABG，例如OPCAB 在多项研究中显示出可显著缩短呼吸机使用时间、缩短ICU 滞留时间、减少围术期出血量等。

随着外科技术的进步，人们似乎越来越倾向于使用OPCAB 术式治疗CAD 患者，以期避免由于CPB所带来的各种不利影响。多项大型随机对照研究的结果表明，在有些方面OPCAB 优于CABG，但是从长期的结果来看，在心绞痛、心肌梗死、卒中的发生率方面二者并未显示出显著的差异[23]。而在手术后短期内血运重建的结果及是否需要再次手术方面，CABG似乎更优于OPCAB。目前来说，国内外学者尚未对两种术式中的哪种术式能使患者获得更好的临床效果达成共识。目前随着CPB 技术的发展，术中产生的大量的炎性因子被清除、心肌保护液的应用及多种心肌保护方法的应用降低了心肌细胞的缺血再灌注损伤，准确而精细调节转机过程中的灌注压、流量等、外科手术技术的不断提高都大大减少了体外循环的时间。对于围手术期风险较低的患者、高龄或者主动脉有显著斑块不适宜行CPB 的患者而言，OPCAB 可能是其比较安全的代替手术方式，可以显著降低其医疗费用，避免由CPB 所带来的不利影响。在未来的研究中，仍需要精确识别不同的患者能借助OPCAB 与CABG 获得的最大临床效果，并把相关并发症的发生率降到最低。