血流导向装置治疗颅内动脉瘤的发展与未来
2025-11-17 来源:中国微侵袭神经外科杂志

作者:孙博文,史怀璋,哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科

 

颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)是颅内血管壁发育异常等因素导致的血管性疾病,其破裂导致的蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)通常具有极高致死性,而幸存者也有极大概率会留下永久性残疾、认知缺陷和心理健康症状,导致患者生活质量显著降低,并增加社会健康负担。因此,如何有效治疗IA一直是脑血管病领域的关键议题之一。

 

传统IA治疗理念侧重于直接针对瘤囊本身进行治疗,例如通过手术夹闭重建动脉瘤颈或通过血管内方式向瘤囊内植入弹簧圈,但这些方式对于一些复杂、位置特殊的IA疗效并不理想。血流导向装置(flow diverter,FD)一词最早出现在2004 年迈阿密大学一项美国国立卫生研究院资助的项目,该项目旨在研究微孔腔内支架作为IA的潜在治疗方法,并迅速吸引制造企业的目光得以稳步发展,由此在过去20 年中推动IA治疗的革命。

 

FD主要通过两种机制实现IA治愈:①减弱流入瘤囊的血流,导致囊内淤滞和血栓形成;②促进瘤颈上新生内膜内皮层形成。因此,在治疗IA 时无需操作瘤囊,这相对于外科手术和传统血管内栓塞方式而言,具有跨理念的创新意义。

 

近年来,多项大型临床研究已验证FD治疗IA的疗效,其术后1 年完全栓塞率可达80%。同时,由于多项研究的持续探索,FD 治疗适应证也从最初颈内动脉末段大或巨大动脉瘤拓展至更多位置、尺寸与形态的IA。在中国,北京天坛医院牵头的PLUS(post-market multi-center registry study)研究也为FD在国内的应用奠定良好基础。

 

目前,FD制造业也如火如荼,除具有代表性的Pipeline 装置外,美国、欧洲以及中国多个已上市FD 均展现良好的应用前景。不过,当前FD 应用也面临着不小困扰,围手术期严重并发症的持续出现,以及远期支架内狭窄缺血等问题都是影响该装置未来发展的难题。为应对这些困难,新的支架涂层与修饰手段、生物可吸收材料的应用吸引更多从业者的目光。在此,本文就当前FD应用现状,面临的主要问题以及潜在的未来发展方向展开简要述评。

 

1. FD 的应用进展

 

神经介入领域的第1 款FD 是2007 年的Pipeline 栓塞装置(PED,Medtronic,美国),自2011年获得FDA上市前批准以来,该装置及其相关输送系统已经历4 次迭代。PED 是一种由钴镍铬合金股线组成的编织支架,股线之间没有任何连接或附着,该设计允许金属编织物相互滑动,并适应不同血管直径和形状。Pipeline Classic(第1 代)和Pipeline Flex(第2 代)采用相同的裸金属48 股支架设计,并于2014 年推出升级的输送系统,以方便其操作、部署和回收。

 

在早期FD临床研究中,前两代PED是最主要使用的FD,包括Pipeline 治疗弹簧圈未栓塞及栓塞失败的动脉瘤研究(pipeline for uncoilable or failed aneurysms study,PUFS)、PED国际回顾性研究(international retrospective study ofthe pipeline embolization device,InterPED)、Pipeline治疗动脉瘤注册研究(aneurysm study of pipeline inan observational registry,ASPIRe)。而采用Shield技术的Pipeline Flex(第3 代)是2015 年发布的PED Classic 表面改性版本,其特点是腔内表面涂有磷酰胆碱,可降低血栓形成。

 

Pipeline Vantage(PEDV,第4 代)是2020 年发布的PED 装置的最新版本。PEDV包括Shield 技术,但支架设计升级,孔密度更高、编织线更细,并采用拉制填充管线,以增强装置的内皮化和可视化。最新PEDV 荟萃分析共纳入6 项、392 例患者、439 个动脉瘤(6.8%破裂),结果显示严重神经系统并发症为3.5%(95%CI:1.7%~5.2%),总缺血性事件为4.1%(95%CI:1.6%~6.6%),出血事件为1.0%(95%CI:0%~1.9%);平均随访7 个月,血管造影完全闭塞率为75.7%(95%CI:70.7%~80.6%),支架内狭窄率为8.1%(95%CI:4.5%~11.8%)。

 

此外,国内外还有多种类型的FD得到应用,大多取得良好临床效果,包括但不限于美国Stryker 公司的Surpass 装置,Microvention 公司的FRED装置,德国Phenox 公司的p64/p48 血流调节装置、Acandis公司的Derivo 血流重定向装置,以及法国Balt 公司的Silk 装置等。

 

值得一提的是,作为中国首个自主研发与生产的FD—Tubridge,其效果已在多项临床研究得到验证并取得广泛认可。最新中国多中心研究纳入235 家中心、共计1281 例未破裂IA患者,术后12 个月后神经系统总发病率和病死率分别为5.4%和2.8%,93.2%患者获得良好预后。而在LI等另一项评估Tubridge 治疗IA 的闭塞效果研究中,纳入14 家中心、共200 例患者、240 个IA,术后1年IA 总闭塞率为79.0%(166/210,95%CI:72.91%~84.34%),且与特定动脉瘤相关的致残性卒中或神经系统死亡的发生率仅为1%(2/200)。

 

IA临床表现与特点多种多样,但病理生理学机制相似;血管壁一层或多层的薄弱或缺陷,导致受累血管节段进行性扩张。最常见IA 形态是囊状,其中中膜和内弹性膜局部薄弱导致血管侧壁呈气球状外翻,最常见于血管分叉处或子血管分支点。其他非囊状IA(如梭形和水泡形),通常被认为更难治疗。FD的初步研究集中于巨型、梭形、难治性IA 病变,但随着经验增加,FD 适应证越来越广泛,不仅从尺寸上扩展到中小型IA,位置上扩展到后循环,还包括复杂宽颈IA、复发IA、Wills 环远端等很难通过传统血管内手段治疗的IA。

 

使用PED 治疗IA 的前瞻性研究(prospective study on embolization of intracranial aneurysms with pipeline embolization device,PREMIER)是近年主要的FD大型临床研究之一,旨在验证PED治疗颈内动脉或椎动脉未破裂中小型IA的疗效。共纳入141 例中小型IA,最大径(5.00 ± 1.92)mm,术后3 年完全闭塞率为83.3%(115/138),严重并发症发生率为2.8%(4/141)。

 

对于FD治疗复发IA的效果,纳入26 项研究、374 例IA的荟萃分析显示:IA远期完全闭塞率可达86%(95%CI:81%~92%),而并发症率仅为6%(95%CI:2%~10%)。对于Wills 环远端IA,最初由于输送系统尺寸的限制,被认为是FD治疗禁区,随着近年适用于小尺寸微导管FD的出现,Wills 环远端IA也得到有效治疗。

 

此外,由于抗凝要求及早期研究中偏高的并发症发生率,FD 治疗破裂IA的效果一直引人关注。最近的荟萃分析共纳入26 项回顾性研究、357 例患者、368 个破裂IA,预后良好、病死率和IA 完全闭塞的汇总率分别为73.7%(95%CI:64.7%~81.0%) 、17.1%(95%CI:13.3%~21.8%)和85.6%(95%CI:80.4%~89.6%);由此可见,复杂破裂IA可考虑采用FD治疗,尽管并发症发生率较高,但总体临床结果良好。

 

FD治疗分叉部IA 的效果一直很难让人满意,HOU 等的荟萃分析共纳入19 项研究、522 例患者、534 个分叉部IA,在平均随访16 个月后,完全闭塞率仅为68%(95%CI:58.7%~76.1%),总并发症发生率则高达22%(95%CI:16.7%~28.6%)。

 

2. 当前FD 应用面临的主要问题

 

尽管目前多项研究已证实FD在多种IA均能取得良好疗效,但目前指南仍仅将FD 治疗颈内动脉未破裂宽颈动脉瘤列为Ⅰ级推荐,而其他类型IA未能得到高级别推荐的主要原因是FD治疗的并发症问题。因此,并发症问题仍是当前阻碍FD进一步发展的最主要原因。FD 并发症主要包括治疗相关的出血问题,术中及术后的缺血问题,支架内狭窄及其他特殊并发症(如眼部症状、精神症状等)。

 

FD 相关出血并发症通常预后不良,除医源性因素外,出血问题又可简要分为迟发性IA破裂与远端脑出血两类。迟发性IA破裂多见于囊性及大或巨大IA,且高发于术后2d 至1 个月之间。目前普遍认为血流动力学因素是FD治疗后迟发性IA破裂的最主要影响因素,尤其是一些术前合并狭窄的IA破裂风险更高,HIRATO 等建议在术前进行血流动力学分析可能有助于评估载瘤动脉流量大的IA在置入FD后延迟破裂的风险。

 

不过,迟发性IA破裂并不局限于血流变化大的位置,后循环的小脑后下动脉在置入FD 后也有破裂病例报道,因此其具体原因仍值得继续探索。相较于迟发性IA 破裂,迟发性脑出血则有可能引起更严重的不良预后。血流动力学因素同样被认为是引起该并发症的主要原因,但抗血小板药物的应用,缺血后的出血转化也同样值得关注。

 

HU等通过观察并发症患者的脑组织切片发现,FD涂层脱落也可能是出血潜在原因,但案例有限。目前对于规避FD 置入后的出血并发症并没有十分有效的措施,长海医院及盛京医院近年提出分期治疗,即先期栓塞后期FD 置入的策略一定程度降低大或巨大动脉瘤的FD 相关出血风险,在该双中心研究中,30 例分期治疗IA(最大径中位数为18.5mm)无1 例出现出血并发症。

 

FD 相关缺血问题包括血栓栓塞事件、支架狭窄或血栓形成风险以及FD作用机制所固有的穿支闭塞风险等,多项研究表明FD 相关缺血并发症率为3%~10%。关于缺血性并发症的危险因素仍然众说纷纭,而且在闭塞效果更好的研究队列中,缺血并发症发生率可能反而更高。在PLUS 研究中,使用PED加弹簧圈且IA完全闭塞成为出现缺血性并发症的独立危险因素,因此使用弹簧圈虽然能完善栓塞效果但仍应谨慎使用。

 

其他缺血危险因素则与IA 病变特点及患者自身相关,如穿支更多的IA和一般状态不佳的患者等。急性血栓栓塞是最危险的缺血并发症之一,但目前仍无有效防治策略。HOHENSTATT 等在161 例FD 置入手术中,通过术后每5~10min 连续造影监测血栓形成,共发现12例(12/161,7.5%)出现急性血栓,出现中位时间是FD 置入后15.5min,最短为5min,最长则不超过30min,因此在术后30min 内监测FD内的血栓事件值得推广。

 

FD 置入后的支架内狭窄则是远期引起缺血问题的主要原因,GUI 等采用PED 治疗459例IA 患者,发现69 例(15.0%)支架内狭窄,置入PED引起的内膜增生在术后1 年内达到高峰,12 个月后很少进展,24 个月内趋于逆转,而后循环IA及接受支架内球囊扩张则为潜在的独立危险因素。目前,部分研究提出术后服用他汀类药物可有效降低支架内狭窄的发生,但具体效果仍有待进一步考证。

 

对于缺血性事件的防治,目前研究者主要将目光投向支架自身,致力于生产表面涂层或金属改性等特殊支架以应变缺血性事件。

 

3. 表面改性及生物可吸收装置的前景

 

为克服FD 面临的上述挑战,制造商致力于修改FD 表面或结构,每个制造商也都追求一种独特方法来实现降低血栓形成的目标,这通常依赖于模仿细胞生物学。所有FD 表面修饰不能与传统涂层支架相混淆,传统涂层支架具有较厚的涂层材料,可能随着时间推移而脱落,而FD则不能。前文所述PED第3 代及第4 代产品具有一层共价键合的磷酸胆碱聚合物。此外,还有美国Microvention 公司的FRED X 装置采用聚2-甲氧基乙基丙烯酸酯(PMEA)聚合物表面改性,德国Phenox 公司的p64MW-HPC和p48mw -HPC装置具有独特的聚糖基亲水性聚合物涂层(HPC),以及德国Acandis 公司的Acandis derivatives®2Heal 装置使用基于纤维蛋白-肝素的纳米涂层来减少凝血级联激活等。

 

这些表面增强对于维持与周围血液的相容性,减少过度的原发性止血,减少血小板活化和凝血级联反应至关重要。它们在腔内愈合、内皮细胞迁移和新内膜形成中也起着关键作用。MA 等近日发表最新表面改性FD 的相关荟萃分析,纳入27 项应用PED-Shield 3 代、Phenox 公司表面改性产品及FRED X 治疗的2161 例患者共2373 个IA,其中破裂IA 占10.3%;随访6 个月或以上,IA 完全闭塞率为72.3%(95%CI:62.4%~80.1%),严重卒中发生率为0.9%(95%CI:0.3%~1.6%),出血并发症发生率为1.3%(95%CI:0.6%~2.0%),栓塞事件发生率为0.9%(95%CI:0.1%~1.8%);敏感性分析显示,PED-Shield(80.4%)和Phenox 表面改性产品(77.5%,P=0.54)之间的闭塞率相当,但FRED X 闭塞率较低(66.2%,P=0.02);Phenox 表面改性产品(3.4%)和FRED X(4.3%)支架内血栓形成和狭窄的发生率高于PED-Shield(0.8%,P=0.05)。

 

表面改性技术的最新进展已使相关产品血栓形成性低于传统裸金属流量分流器,这也引发从业者对于抗血小板策略调整的探索。Phenox 的HPC表面改性FD目前正在用于一项随机试验,该试验比较双抗治疗与普拉格雷或替格瑞洛为基础的单抗治疗,作为使用p64-MW装置治疗IA的抗血小板效果。此外,虽然对裸金属装置更具生物和血液相容性的表面改性研究仍在进行,但生物可吸收FD的出现,预计将成为下一个重大技术突破。

 

目前,FD大多数是由镍钛合金等金属制成,这些植入物会在患者体内终生保留。生物可吸收FD是一种会随着时间推移而完全降解和消失的植入物,已在心血管介入治疗得到广泛研究,直到最近才被应用于脑血管领域。除有限的使用寿命和缩短抗血小板治疗时间的潜力外,生物可吸收FD 相对于传统金属合金FD的优势还包括降低血栓形成和血管炎症,降低急性和慢性支架内狭窄和穿通支闭塞的风险,减轻后续CT或MRI 的金属伪影,恢复内在血管运动功能以及与非常年幼的儿科患者正在生长的颅内血管契合的相容性。

 

生物可吸收FD的主要候选材料包括聚合物基材料(如聚乙醇酸)以及生物可吸收金属(如镁)。虽然目前尚无生物可吸收FD进入临床应用,但其发展前景不容忽视。综上所述,正如20 世纪90 年代推出的Guglielmi 可脱性弹簧圈彻底改变脑血管介入治疗的面貌一样,过去20 年来FD的出现也同样进一步颠覆IA的血管内治疗。

 

在从囊内栓塞到以血管重塑作为IA治疗主要机制的范式转变中,FD使许多以前治疗失败且难以治疗的IA得以治愈。可以说,目前FD 应用技术已经日臻成熟,不过仍有广阔的进一步迭代开发空间,以增加其潜在应用领域。而目前所面临的并发症等问题也值得我们关注,我们有理由相信如果当前某些技术限制得到克服,可能还会看到未来IA治疗模式的进一步重大转变。

 

来源:孙博文,史怀璋.血流导向装置治疗颅内动脉瘤的发展与未来[J].中国微侵袭神经外科杂志,2025,29(02):63-68.


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