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冲击波碎石的急性和长期的生物学效应(中篇)

 医学镜界 2020-09-03

04 SWL的不良反应谱:冲击波引起的急性肾脏和肾外损伤

SWL引起的组织损伤最常涉及局部靶向聚焦区(如肾盏系统),但也可能包括对周围器官的损伤。可以理解的是,人们对肾脏损伤的关注超于对肾脏外组织或器官的关注。尽管如此,有关肾外损伤的报道也需值得注意。如结肠穿孔、肝动脉破裂、肝血肿、气胸、尿胸、脾脏破裂、急性坏死性胰腺炎、腹壁脓肿、腹主动脉破裂和髂静脉血栓等。

几乎所有接受SWL治疗的肾结石患者,在接受大约200 SW's治疗后,都会出现血尿。尿液中血液的出现是如此常见,以至于它被认为是正常现象,从而血尿的严重程度很少受到关注。一段时间,泌尿科医生认为尿液中有一点血液是一个好的现象——这提示碎石机SW是聚焦于肾脏区域。此外,人们还认为血尿是由于SW后,结石碎片损伤了尿路上皮所致。然而,动物研究表明情况并非如此。对各种动物的详细形态学研究表明,SW后血管破裂并破坏肾小管。猪是SWL损伤的首选动物模型;SW治疗导致广泛的肾小球血管破裂和皮质部毛细血管和直小血管,甚至较大的弓形和小叶内血管破裂。

靶向聚焦区位于肾下极,损伤通常从皮质延伸至髓质,表现为出血灶。动物研究显示肾损伤出现在治疗后的四个小时内,包括有血小板聚集的血管撕裂,空化效应使得内皮细胞和血管平滑肌完全坏死,以及间质空间中的红细胞和白细胞。损伤的肾小体通常表现为Bowman's囊破裂,尿液中有血细胞,并且足细胞和系膜细胞受损。肾小管中通常有血细胞管型,并且肾小管上皮细胞可显示缺血性改变的损伤(空泡化,脱落的微绒毛)的特征。

采用Dornier HM3碎石机临床治疗, 2000 SW,24 kV,120次 SW / min可产生肾实质性损伤,实质性损伤大约占到肾功能的5-6%。

碎石患者早期肾损伤,主要是包膜下血肿,可以通过超声检查发现,但发生率低于1%。但Kaude等人通过MRI评估患者的肾包膜下血肿发生率,发现血肿发生率较高,大约为29%。Kaude关注的焦点在于SW可能造成的潜在的重大伤害。碎石术可能引起中度至重度出血。各种严重的并发症包括有实质内,包膜下或肾周围出血,以及不可逆性的急性肾功能衰竭。个案报道的是SW后,患者发展为抗肾小球基底膜肾病,并出现不可逆的急性肾功能衰竭,这可能是一种SWL期间肾小球损伤的结果。

血肿发生率的数值范围在小于1%至约20%之间,并取决于所用的碎石机的类型和影像学方法和评估的时间。年龄是血肿形成的明显风险因素,发病率每十年增加约两倍。虽然有些血肿可以持续存在几个月到几年,据报道大多数在几周内消失,也无长期不良反应。因此,SWL可能引起肾内外出血。在某些情况下,这种出血很严重,可能是灾难性的。然而,在大多数情况下,肾血肿可以自发消退,而没有明显的长期负面影响。

05 SWL引起的长期不良反应的可能性:高血压,糖尿病,CaP结石病

尚未对实验动物进行明确的研究,以充分表明SWL慢性损伤的病理生理特性。然而,很明显,SW可以导致血管受损,随之而来的是轻微或严重出血,此后引发炎性反应,并导致疤痕形成。关于持续性SW损伤的最早研究证据,是在实验狗身上所做,发现狗的肾脏在治疗一个月后,显示SW剂量依赖性实质纤维化。在对兔的研究也显示出SW剂量依赖性瘢痕形成,若将SW冲击的次数从1000次增加到2000次,疤痕体积将增加近十倍。目前尚未进行彻底的研究以确定肾脏是否具有对瘢痕形成的区域性表达的易感性,但已观察到内髓质易于损伤。用2000 SW聚焦于肾下极,治疗后的猪肾可以显示完全性肾乳头萎缩。

事实上,今天我们依然不清楚SWL后从肾脏的急性损伤转变为持久性损害的病机?肾脏结构和功能是如何受到影响?以及长期影响的严重程度?包括功能性肾组织的永久性丧失?为何急性损害会引起持久性影响,然而,对此知之甚少。

多少阈值的损伤会导致持续的变化?其中肾内的急性损伤是最有可能导致慢性变化的因素,不管是可见或不可见损害,疤痕的出现代表的是重大的损害。先前存在一定的肾脏风险因素,可能是SW后产生慢性损害的原因。迄今为止,动物研究均报道了SW后,肾脏易受永久性损害,这仅是解决临床问题的开始。事实上,临床数据是最值得关注的,特别是有证据表明在一些患者群体中,SWL可能引起新发高血压,并且可能会加剧结石病的进展,并可能与糖尿病的发展相关。

许多临床研究表明,SWL后,新发高血压是SWL的潜在的长期影响效应。其中一项前瞻性研究显示年龄为显着的危险因素,这是因为60岁以上患者肾内阻力指数是增加的。其他研究也报道了老年人碎石后,高血压的发生的可能性增加。包膜下血肿可能是短暂性高血压发生的因素。虽然有关于猪SWL后一个月的系膜细胞增殖报告的实验研究,但尚未确定SWL长期效应的潜在机制。

肾结石不是一个简单的问题,有充分证据表明这类结石的形成涉及多种病因。事实上肾结石涉及了多种特定的疾病,例如:磷酸氢钙性结石病、胱氨酸结石病、特发性草酸钙(CaOx)结石病。过去三十年在总人口中,磷酸钙(CaP)结石的发生在增加,对此尚未能找到合理的解释。此后研究者发现结石成分比例中,磷酸钙结石(CaP)百分比增多与SWL术的碎石次数间存在一定关系。数据显示CaP结石患者比CaOx患者经历了更多次的碎石,并且磷酸氢钙性结石患者接受SWL次数最多。这表明CaOx结石在经历了SWL后,可能出现了一系列病理生理性变化,这与此后结石成分的转变有一定关系。这意味着CaOx结石多次碎石后,可能导致肾乳头的进行性损伤,改变集合管的正常生理,并促进腔内磷灰石结晶沉积物形成,这些过程通常涉及肾小管萎缩、甚至肾乳头坏死。因此,多次碎石可能会促进磷酸氢钙结石的形成。若一种矿物质成分结石对SW的反应不好,通常被认为是SWL的禁忌症。 

图1:结石病的进展可能是SWL治疗的结果。这些图像说明的是磷酸氢钙结石患者肾乳头的形态学特征。该患者在出现磷酸氢钙结石前接受了5次SWL治疗。(A)内窥镜下肾乳头的视图,显示Bellini管的三个扩张开口(箭头),其中有一个从内腔突出的磷灰石(星号)。此外,Randall’s斑块为不规则的白色区域(箭头)紧邻黄色斑块(双箭头),黄色斑块代表内髓集合管腔内的结晶沉积物。(B)通过Yasue染色方法的乳头活检组织切片显示出结石阻塞Bellini管(箭头),周围间质呈纤维化。(C)在更高的放大倍数下,看到Yasue阳性材料(箭头)的部位嵌入纤维化/萎缩组织。

有充分文献记载SWL治疗肾结石可引起肾外软组织损伤。肠道、肝脏、脾脏或其他器官的损伤,并不一定意味着碎石机的定位不准确。虽然碎石机通常在其聚焦区域内以声能的时空分布为特征,但应该认识到,该区域并没有限定冲击波产生的高声压的范围。聚焦区是声压最高、能量密度最高的区域,但在此区域之外,脉冲的压缩相和拉伸相两者的冲击波压力都相对较高。空化起始的压力阈值仅为-1-2 MPa左右,这种压力可以在离声轴几厘米的地方测量到。这就是说,在冲击波碎石期间,肾脏以外的器官受到足够的压力而造成损伤是合理的。这就解释了为什么我们不容易忽视这样一个观点,即在碎石术中胰腺可能受到损伤,这种损伤可能导致长期的影响,如糖尿病。

来自梅奥诊所的一项为期19年的回顾性研究表明,1985年接受SWL治疗的肾结石患者糖尿病发病的风险较对照组增加。糖尿病的发生与SW的总次数和碎石机的功率相关。作者对他们的方法持谨慎态度,并在随后的报告中指出了一些研究限制。例如,SWL组的数据是通过自我问卷调查报告收集,而对照组则通过图表审查进行的。根据结石大小,SWL组的结石病性质较对照组严重。此外,两组均未确定糖尿病家族史。这份报告受到了泌尿学界广泛的讨论。就像数据所提示的那样,多次碎石可能与结石病加重有关,这些研究结果是新的,尚未经过独立验证。高血压或结石成分的转变,糖尿病均可能是SWL后的潜在副作用,应该引起关注,并得到进一步的调查。

——未完待续——

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