第一章 总论
第一节 国际血管外科的世纪回眸与展望
外科学是科学和艺术的结合。血管外科是其中最年轻的学科之一。尽管在20世纪中叶以后才获得生气蓬勃的发展,但在20世纪后期,发展最快,并为生命科学写下了光辉篇章。
一、回顾
在20纪前,人们对血管疾病几乎束手无策,特别是在外科手术中,由于出血、凝血、感染等种种原因,血管被视为禁区。直到1902年Carrel发明了三点式的血管吻合技术,为血管的重建开创了先河,为此,他于1906年获得了诺贝尔医学奖。同时,他还进行了有关脏器移植的有关研究,并首次使用自体大隐静脉进行移植,并获得成功。1920年,Matas首次施行了假性动脉瘤的经腔内缝补术,并于1940年报道了620例的个人经验,由此他享有血管外科之父的美称。1927年,Moniz首次进行动脉造影,所做的是经颈动脉穿刺的颅内动脉造影(此法至20世纪60年代,在北京协和医院还在沿用)。1929年,Dos Santos直接经腰部穿刺主动脉造影成功(此法至1981年笔者在美国旧金山加州大学的Mofitt医院时尚看到它备受美国血管外科先驱和大师Jack Wylie教授所推崇和由他本人进行操作)。1933年,Murray发现了肝素的抗凝功能,为多种血管外科的手术重建和心脏手术打下了不可缺少的基础。1953年,Seldinger创用经股动脉穿刺、经导丝向主动脉进行插管和进行动脉造影的技术,现已构成了血管腔内外科的基础,被后人称为Seldinger技术。
在20世纪50年代以前,由于缺乏合适的血管代用品,血管外科仍然发展缓慢。在20世纪50年代,人工血管的诞生是血管外科发展的第一个重要的里程碑。1951年,Dubost首先使用同种异体胸主动脉成功地治愈了腹主动脉假性动脉瘤,20年后,他成为法国科学院院士。随之许多医院以此法施行了腹主动脉重建术。我国北京协和医院曾宪九教授于1955年也开展了以同种异体主动脉施行了同样手术获得成功。但由于同种异体主动脉移植物的严重缺点,退行性改变,术后易形成假性动脉瘤,其中协和医院的另一例,不仅发生了破裂,在抢救手术中尚发现破裂部以远的同种异体移植动脉已变性和粘连,已无法寻及,笔者参加了此手术;此种移植物的3年闭塞率可高达70%。因此,开发合成血管成为顺理成章。1954年,Blakemore和Voorhees用尼龙布缝制成管状进行血管移植取得成功。但无孔的血管无法移植成功,Voorhees提出了人工血管的网孔原理,认为人工血管上必须有微孔,以使宿主的细胞能够长入。但微孔过大时,移植后出血明显。并设定在120mmHg下压力,每分钟的漏水量为孔度(porosity)。在20世纪50年代,各种合成血管得以研制,例如,腈纶、维纶、涤纶、奥纶及聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)以及我国在同一时期自行研制的真丝人工血管和由苏州织带厂研制的国产涤纶人工血管均起了重要作用。随着基础研究的深入、临床应用的扩大和工艺水平的提高,合成血管以涤纶、膨体PTFE为材料被血管外科医师广泛接受。在生物型人工血管中,一种带外包网的Dardik脐静脉血管代用品也被广为应用。同时,由Kunlin、Oudot和DeBakey最早提出了一系列用于全身各部位的血管架桥手术得到广泛的应用。Linton所倡导的大隐静脉倒转移植术也得到广泛的应用。DeBakey提出的主动脉夹层临床分型和DeBakey术式,至今仍是血管外科医师的经典。Staford提出了夹层动脉瘤Ⅰ和Ⅱ型的分类法均起到积极作用。1963年,我国陈中伟教授等成功地施行了世界首例断肢再植,为显微外科和血管外科做出了巨大的贡献。随着生物物理学的进步,如人工心肺呼吸机的出现,使大动脉外科进展迅速。随着影像学的快速发展,血管疾病的诊断手段大有提高,如DSA、彩色多普勒超声、MRI和CT三维成像和腔内超声、血管内镜等仪器的出现,腹腔镜和机器人也已开始使用,血管外科得到极大的促进。
在静脉外科方面,尿激酶和重组组织型纤溶酶原激活物(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)等溶栓药物的问世,为急性静脉血栓形成和肺栓塞的治疗带来了生机。Kistner首先提出的静脉瓣膜功能不全致下肢静脉反流的概念及下肢静脉反流的分级和瓣膜修复的方法,有腔内和腔外两种,极大地促进了外周静脉外科的发展,使下肢深静脉瓣膜成形术及耻骨上大隐静脉转流术相继应运而生。激光用于腔内对大隐静脉曲张、用于体表对毛细血管扩张、草莓状血管瘤等的治疗方法简单而疗效好。
1978年,我有幸成为我国教育部向国外派出的首批学者,回国后积极开展工作,尤其是在我国巴德-吉(基)亚利综合征的研究、诊治方面做了大量的工作,特别是对病因、病理生理、流行病和多种转流术式、根治疗法、腔内疗法方面的研究取得了良好成绩,使之步入世界领先地位。此外,还在大静脉重建方面做了贡献,在20世纪80~90年代的内皮细胞种植人工血管在静脉重建上的应用更有创新意义。在20世纪80年代与王吉秋在青岛医学院研究了冷冻主动脉,为治疗巴德-吉(基)亚利综合征应用到大静脉转流,得到了临床的成功;现在冷冻技术又得到了青睐,我们得将治疗的患者进行随访。对先天性血管畸形进行了新的认识,世界卫生组织于1988年在汉堡召开专门会议,对它的命名提出了著名的Hamburg分类法,为以主干和外周动脉、静脉、动静脉为主的中心和外周型等8种分类,使许多争论不休的问题取得了共识。
另一方面,血管介入治疗学作为血管外科的一个分支,得以迅速发展。1962年,Dotter首先使用血管腔内扩张术治疗血管狭窄。至20世纪80年代中期,血管球囊扩张和支架植入术得到广泛的推广。激光、旋切和旋磨等技术在这个时期也曾获大量开展,尽管它们并未保持住开始时的势头。在20世纪90年代,Balko等以实验研究发明了支架型人工血管经血管腔内治疗腹主动脉瘤。Parodi于1991年用于临床。使血管外科发生了又一场新的革命。该技术在国内于1995年已有临床成功,那是以自制覆膜支架治愈了股动静脉瘘。在早年,病例总例数不多,唯认识到主动脉夹层及夹层动脉瘤中的大多数病例中,以腔内带膜支架人工血管为好的观点由我国学者首先提出,在2000~2002年,曾应西方国家邀请做报告10次。目前,已发展到分支和开窗型腔内人工血管和所谓杂交(Hybrid)手术,即手术和介入的联合应用,唯导致截瘫等问题尚未解决。
在基础方面,血管疾病的研究已深入到分子和基因水平,不少新的抗凝和溶栓药物问世,如低分子肝素的应用,使术后抗凝的出血风险明显减少,而rt-PA的应用,使溶栓药物向基因水平推进了一步。尤其是人工血管腔面生物化,内皮细胞和骨髓细胞的表面衬里研究,是20世纪80年代以来基础研究的重点。目前已发展干细胞治疗缺血性疾病。而小剂量阿司匹林及低分子肝素有抗内膜增生的发现,均有助于预防动脉硬化和提高人工血管的远期通畅率。
二、展望
在21世纪,血管外科的基础研究将取得突破性进展,有效的抗动脉硬化、抗血管内膜增生措施可望在前列环素、抗5-羟色胺、氧自由基、一氧化氮、抗高脂血症、抗糖尿病、促血管形成因子、干细胞移植和基因疗法等方面得到长足发展。新型抗凝剂(抗Ⅹa因子)有望为患者提供更为安全的抗凝治疗。在人工血管方面的研究仍还会进一步加强,随着新型高分子材料和纳米技术的开发,合成血管的生物相容性、抗血栓形成性和机械特性方面可望得以精化,尤其是在人工血管表面生物化或改性方面将会出现一个崭新局面,内皮细胞(特别是带抗凝基因的内皮细胞)、干细胞种植人工血管,血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等转基因支架也有望用于临床,以期阻止人工血管血栓形成、内膜增生和提高支架植入后的远期通畅率。3D打印技术的应用为复杂组织构建的研究提供了更多的技术选择。
腔内血管学将是重点发展的方向。由于它具有微创、危险性和痛苦小的特点,会被越来越多的医护人员和患者所接受。新一代的介入治疗设备将会日益完善,其生物和机械性能进一步提高,植入的装置和技术会更加先进。覆膜大支架后释放技术对支架准确定位有更积极的帮助,分支型支架血管、烟囱技术、支架开窗技术等应用,使原来介入技术的禁区得以开放。载药球囊的应用可望进一步消除了支架材料长期慢性刺激的弊端,多种形式的斑块旋切技术得到发展,为支架内再狭窄和关节部位的血管病变提供了新的技术。目前常用的许多手术将会被其逐渐地被代替。更重要的是介入和手术治疗将会有机地结合起,以达到最大限度地减少创伤,减轻患者痛苦。可降解支架的研制具有特征,但要研究在逐渐降解和失却贴壁力时将会发生什么。腹腔镜和胸腔镜下进行血管手术的技术也会进一步提高,在腹腔镜下施行各种主-髂动脉手术的技术,由Dion等于1991年在加拿大首先取得成功,并在逐渐推广,也有其发展前景,对于不适合于腔内患者也许可加以应用,因而其前景也属可观。
在21世纪,国人生活水平将得到更大的提高,以期与世界先进国家持平,吸烟在人口中的比例可能有增无减,因此由动脉硬化导致的阻塞或扩张性血管疾病方面的发病率将有增无减。此类疾病目前在欧美国家的发病率已达顶峰,尽管在新的世纪里,随着认识的提高和相应措施的采取,该病的发病率在欧美国家将会降低。但就全球而言,动脉硬化所致的血管病变,仍将是血管外科医师主攻的重点,而微创、组织工程、干细胞治疗、3D打印技术和基因疗法则将是开展新局面的主要手段。为解决腹腔干和肠系膜上动脉压迫综合征等,腹腔镜以及机器人技术也会应用在血管外科领域中。