「綜述」腦動靜脈畸形

張南大夫

Handbook of Clinical Neurology》雜誌2021年1月刊載［176：171-178。］美國University of California San Francisco， San Francisco的Caleb Rutledge， Daniel L Cooke， Steven W Hetts， Adib A Abla的綜述《腦動靜脈畸形。Brain arteriovenous malformations 》（doi： 10。1016/B978-0-444-64034-5。00020-1。）。

腦動靜脈畸形是青年腦出血的重要原因之一。動靜脈畸形（AVM）破裂因為再出血的風險很高，常要被治療。對偶然發現的未破裂的AVM的治療是存有爭議的，因為治療的致死致殘率可能超過AVM的自然史的致死致殘率。治療方法多模式的，包括隨訪觀察、顯微外科手術切除、血管內栓塞和立體定向放射外科治療。多學科小組評估患者治療是重要的。治療的目標是在保留神經功能的同時完全閉塞AVM。

介紹

腦動靜脈畸形（AVM）是以動脈和靜脈之間的異常連線為特徵（characterized by abnormal connections between arteries and veins）的發育不良的血管纏結（a tangle of dysplastic blood vessels）。通常，擴張的動脈連線到由動脈化靜脈引流的畸形血管巢（a nidus drained by arterialized veins），畸形血管巢在動脈和靜脈系統之間形成一個高流量、低阻力的分流（ a high-flow， low-resistance shunt ）（圖10。1）。這種透過供血動脈、畸形血管巢和引流靜脈的病理生理流動狀態（ Such pathophysiological flow conditions through the feeding arteries， nidus， and draining veins）被認為是導致腦內出血（ICH）的重要原因。

圖10。1。圖片1和圖片2，右側頸內動脈注射顯示大的右額顳動靜脈畸形，伴有淺靜脈引流至上矢狀竇。圖片3，術中照片。圖片4和5，術後右側頸內動脈注射狀態顯示完全閉塞，無殘餘動靜脈分流。圖片6，術後MRI顯示動靜脈畸形完全切除。

流行病學

與其他腦部血管異常（如動脈瘤）相比，AVMs的發生率相對較低，為每10萬人-年1。12-1。34。與高血壓或澱粉樣血管病變（amyloid angiopathy）引起的自發性腦出血的常見原因不同，AVMs是兒童和年輕成人腦出血（ICH）的重要病因。腦出血患者通常是由於AVM破裂、癲癇發作或其他局灶性神經功能缺陷而發病，但近年來，非侵襲性腦部成像（CT和MRI）的應用增加，導致偶然發現更多未破裂的AVM。

診斷

診斷主要涉及CT、MRI和血管造影術。對疑似腦出血的病人進行CT掃描。如果出現腦出血，CT血管造影可以快速診斷潛在的動靜脈畸形（AVM），以及可能已經破裂的供血動脈的動脈瘤。通常選擇性地進行磁共振成像，分別使用T2加權或液體衰減反轉恢復（fluidattenuated inversion recovery）和梯度回波成像序列（gradient echo imaging sequences）來評估畸形血管巢周圍腦實質和既往出血的跡象。血管造影是特別的的成像方式（imaging modality of choice），因為它顯示AVM的供血動脈，任何與血流相關的畸形血管巢周圍或畸形血管巢內部動脈瘤，及其靜脈引流。

病理生理學

雖然有些爭議，AVMs長期以來被認為是先天性血管畸形，大多數是偶發的孤立性病變，沒有可識別的遺傳基礎。儘管這是較常見的臨床經驗，尚不完全瞭解明確的發病機制，有證據表明AVMs可以在各種損害後重新形成（ form de novo after a variety of insults）。

很少有AVM與種系突變和綜合徵相關，如遺傳性出血性毛細血管擴張症（ hereditary hemorrhagic telangiectasia，HHT）或毛細血管畸形-動靜脈畸形綜合徵（capillary malformation-arteriovenous malformation syndrome，CAMS）。遺傳性出血性毛細血管擴張症（HHT）是一種常染色體顯性遺傳性疾病（ autosomal dominant disorder），其特徵是主要器官（主要是肝、肺和腦）的粘膜面板的毛細血管擴張（ mucocutaneous telangiectasias）和AVMs 。轉化生長因子-b家族的突變，如內皮糖蛋白（endoglin，ENG）和啟用素受體樣激酶1 （ALK1）的突變，分別導致1型和2型HHT。內皮糖蛋白（Endoglin）是轉化生長因子b（TGFb）共同受體（corecrptor）。ALK1是TGFb受體，與內皮糖蛋白（Endoglin）相互作用，刺激激酶啟用和SMAD蛋白啟用。SMAD4突變可導致遺傳性出血性毛細血管擴張綜合徵伴少年息肉病（juvenile polyposis）。患者通常表現為鼻黏膜毛細血管擴張破裂鼻出血（ epistaxis from rupture of telangiectasias of the nasal mucosa ）或肺動靜脈瘻的臨床表現（ manifestations from pulmonary arteriovenous fistulas），但腦動靜脈畸形出血是這些患者過早致死致殘（ premature morbidity and mortality ）的重要原因。毛細血管畸形-動靜脈畸形綜合徵（CAMS）是另一種由RASA1種系突變引起的導致腦動靜脈畸形的遺傳綜合徵。最近在對散發性（即非種系 nongermline）AVM組織的分析中發現了啟用KRAS突變。大腦內皮細胞中區域性的、體細胞KRAS誘導的MAPK ERK訊號通路啟用可能解釋了散發性AVMs的發展。

自然史

對於未破裂的AVM，出血率約為每年1% - 2%，但一旦破裂，額外出血的風險（the risk of additional hemorrhage）會增加到5倍。額外出血的風險在第一年最大，並且隨著時間的推移逐漸收斂（converges over time）。其他可能的出血危險因素包括AVM大小、深靜脈引流、深部和幕下位置、供血動脈數目、靜脈狹窄、人的種族、存在供血動脈瘤或畸形血管巢內動脈瘤。Feghali等人最近開發了一種預測工具來指匯出血風險分層。在他們的模型中，非白種人（nonwhite race）、畸形血管巢尺寸小（small nidus size）、深部位置（deep location）、單根動脈供血（single arterial feeder）和獨有的深靜脈引流（exclusive deep venous drainage）是出血的顯著預測因素。存在所有6個危險因素的患者，有出血表現的預測機率逐步增加到78% （The predicted probability of hemorrhagic presentation increased in a stepwise fashion up to 78%）。

除了與出血表現相關外，Abla等發現，即使與幕上部位相比，血腫體積較小，後顱窩AVMs出血也與較差的預後相關。

分級

切除大腦重要功能區（in eloquent brain）中的大而複雜的動靜脈畸形與較差的神經系統預後相關。開發Spetzler Martin分級系統，是為了避免與手術治療腦動靜脈畸形相關的併發症，但已成為動靜脈畸形管理用語的一部分，被神經外科醫生、神經病科醫生和放射科醫生使用。Spetzler Martin系統包括AVM大小，周圍腦的重要功能（eloquence of surrounding brain）和靜脈引流模式。大小小於（<）3釐米的小AVM為1分，3 - 6釐米的AVMs為2分，大於（>）6釐米的AVMs為3分。靜脈引流到凸面靜脈竇（convexity sinuses）被認為是淺表的，為0分，引流到深靜脈系統為1分。AVM的“重要功能區（eloquence）”是基於周圍大腦的功能。一分被分配給位於感覺運動皮層、語言區、視覺皮層、下丘腦、內囊、腦幹、小腦腳或小腦深部核團的病變。“非功能”區域（“noneloquent” regions）的AVM則為0分（表10。1）。

Lawton Young補充分級系統補充了Spetzler Martin分級系統，納入了其他對手術選擇和預後重要的因素，包括患者年齡、出血表現和緊密度（compactness）（表10。1）。

放射外科和血管內分級標準也被開發來指導患者選擇放射外科（SRS）（表10。2）和血管內手術（表10。3）。基於放射外科的AVM評分（RBAS）用於預測SRS治療後AVM閉塞而無新的功能障礙的機會，包括AVM體積、患者年齡和AVM位置。改良的RBAS，使用位置作為一個雙層變數（two-tiered variable）（半球/胼胝體/小腦vs基底神經節/丘腦/腦幹），得到以下公式：AVM評分=（0。1）（體積，mL）+（0。02）（年齡，歲）+（0。5）（位置；半球/胼胝體/小腦為0，基底神經節/丘腦/腦幹為1。“AVM評分為1分或1分以下的患者可以被告知，AVM閉塞而無新的神經功能障礙的機率約為90%，日常活動下降的機率幾乎為零。”最近，Heidelberg評分、弗吉尼亞（Virginia）放射外科AVM評分和質子放射外科AVM量表也被提出用於預測SRS後的良好預後。

同樣，Buffalo評分用於預測血管內AVM栓塞患者的併發症，包括動脈血管蒂（arterial pedicles）的數目、動脈血管蒂的直徑和AVM畸形血管巢的重要功能區位置。“較小的血管更容易在導管插入時受傷，較多數目的動脈血管蒂每次栓塞會產生更多的潛在風險，而重要功能區的位置增加了神經功能障礙的風險。”隨後引入AVM栓塞評分（AVMES）來評估Onyx血管內栓塞的治療風險，包括AVM的供血動脈血管蒂數目、引流靜脈的數目、AVM畸形血管巢的大小和重要功能區的血管。AVMES評分>5分的AVMs完全閉塞率低（20%），主要併發症發生率較高（30%）。

管理

目前對腦動靜脈畸形的治療是多模式的，包括隨訪觀察或顯微手術切除、血管內栓塞、立體定向放射外科治療（SRS），單獨或結合上述方法。在急性破裂的AVM中，有時需要手術清除血腫、減輕腫塊效應和增加顱內壓。因此，一個多學科團隊是重要的，以為每個患者確定最佳的管理策略。

治療的風險必須與自然病史中出血的風險相平衡。雖然關於AVMs破裂患者的治療幾乎沒有爭議，但對於未破裂AVMs的管理是存有爭議的，大多數做法是由當地的習慣驅動的（most practice driven by local-regional mores）。影響這些決定的大部分因素是手術風險，而不是自然史。人們一直在努力建立自然史風險模型。與大多數AVM研究一樣，它們的侷限性在於它們是透過回顧性方法應用的，而可用的前瞻性資料也受到相對較短的隨訪時間（<5年）的限制。

最近的前瞻性隨機性試驗對未破裂AVM患者比較了保守內科治療和干預治療，發現治療後患者卒中和死亡的發生率明顯較高。

然而，在未破裂的腦動靜脈畸形（ARUBA）的隨機試驗和蘇格蘭顱內血管畸形研究（the Scottish Intracranial Vascular Malformation Study），以及符合ARUBA條件的患者接受顯微手術或SRS治療的眾多回顧性研究中，觀察到的卒中和死亡率存在很大差異。此外，即使未破裂，腦動靜脈畸形也與長期的致死致殘率相關。遺憾的是，目前尚無基本的藥物治療（primary medical therapy）來預防動靜脈畸形的形成、穩定動靜脈血管或引起血管閉塞和防止破裂。觀察到的伴有癲癇發作的患者用抗驚厥藥治療，頭痛則採用對症治療。

如果決定治療動靜脈畸形，破裂和未破裂病變的治療選擇包括顯微外科手術切除、血管內栓塞和立體定向放射外科。在一項對腦動靜脈畸形治療的系統綜述和薈萃分析中，包括超過13000例患者和46000患者年的隨訪，顯微手術後96%的患者成功閉塞了動靜脈畸形，放射外科治療後38%的患者成功閉塞了動靜脈畸形，血管內栓塞後13%的患者成功閉塞了動靜脈畸形。

顯微外科切除術

顯微外科手術切除是治療AVM的主要手段，特別是對於已經出過血的AVM。經過仔細的患者選擇，手術後的結果非常好，閉塞率超過90%，致死致殘率低。Spetzler Martin和Lawton Young補充分級系統預測手術風險並指導患者選擇手術。SM的I級、II級和III級病變被認為是顯微手術切除的良好候選者，手術的致死致殘率是可以接受的，而除非在複發性出血或進行性神經功能障礙的情況下，應該避免IV級和V級AVMs的切除術。補充評分<6分的患者應考慮手術治療，而評分>6分的患者具有較高的手術致死致殘率。外科手術風險高的患者則應考慮接受立體定向放射外科、血管內栓塞、栓塞與血流相關的動脈瘤或姑息性栓塞以消除功能性盜血。

立體定向放射外科治療

特別是對於丘腦和腦幹的深部動靜脈畸形，立體定向放射外科是顯微手術切除術的可行替代選擇。不變的是（Invariably），這些都是高級別病變，因為它們位於不可受侵（inviolable）的大腦中，靠近顱神經、顱神經核和腦幹錐體束（cranial nerves， cranial nerve nuclei， and brainstem pyramidal tracts）。向AVM照射足夠的劑量可導致AVM血管腔的閉合和在2 - 3年的潛伏期內閉塞。預後良好，併發症發生病率低，尤其是小的AVM 。雖然與顯微外科手術相比創傷較小，但也有一些缺點。在潛伏期有出血的風險，並且由於對周圍組織的損傷會產生不良的放射副反應（adverse radiation effects from damage to surrounding tissue）。成功的AVM閉塞直接取決於放射的量，但放射副反應的發生率也隨著放射量的增加而增加。在小的AVM中觀察到有最好的結果。

單次立體定向放射外科或體積分期放射外科也可用於“降低AVM的疾病”，或減少其體積，使其更有利於栓塞和顯微手術切除。

血管內栓塞

部分選擇接受顯微外科手術切除的動靜脈畸形常規進行術前栓塞評估，以閉塞供血動脈動脈瘤和深部、手術無法接近的供血動脈，以減少流入動靜脈畸形的血流，減少手術期間的出血量，減少手術次數。儘管包括微導管系統和液體栓塞劑在內的血管內技術取得了進展，AVM栓塞仍存在嚴重的併發症和長期致死致殘率的風險。目前尚不清楚術前栓塞是否能改善手術結果。Donzelli等人發現術前栓塞與中位切除時間延長相關，與術中出血量或mRS評分變化無關。雖然值得注意的是，該資料反映的是單個顯微外科醫生的實踐，但其結果與術前栓塞的效用的共識相反（is counter to convention concerning the utility of preoperative embolization）。因此，栓塞應根據外科醫生的具體需要進行調整，而不是作為常規手術。

栓塞也被用作放射外科的輔助治療，特別是對於可能限制放射治療影響的較大的病灶。相對於那些沒有接受放射外科治療前栓塞的，支援放射外科治療前栓塞的證據提示預後較差。這可能部分與放射外科計劃的困難有關，因為栓塞材料使AVM畸形血管巢的顯示更加受限。因此，其他人在開始時進行放射外科，隨後進行部分栓塞。各種技術被用於靜脈栓塞，包括在經動脈和經靜脈的方法下使用NBCA膠、Onyx和線圈。與NBCA相比，使用Onyx的閉塞率較高。

栓塞治癒是可能的，特別是對於只有一個直接供血動脈的小AVM。必須保留動靜脈畸形畸形血管巢的旁路供血（En passage）和其遠處的正常大腦（normal brain distal to it）。與外科分級系統類似，血管內分級系統已被開發用於評估經血管內技術治療的腦動靜脈畸形患者的風險和結局。較少的供血動脈、非重要功能區、無動靜脈瘻與血管內治癒和較少的併發症相關。和Spetzler–Martin一樣，Buffalo的得分也是五分制。根據動脈血管蒂的數目、動脈血管蒂直徑（0或1）和重要功能區（0或1）來給分。隨著血管內技術、微導管系統、Onyx和其他液體栓塞技術（other liquid embolysates）的進步，腦動靜脈畸形的治療也在不斷髮展。特別是，雖然經動脈血行阻斷（devascularization）已成為血管內治療AVMs的主要手段，但經靜脈栓塞正成為一種有前景的AVMs治療方法。建議治療後的隨訪成像以確認完全的血管閉塞，並且在栓塞和放射外科後是必要的。沒有證據表明部分切除可以降低再出血的風險。血管造影是必要的，以確認完全閉塞。由於小兒患者有復發風險，建議對閉塞後的小兒患者中進行延遲血管造影。

結論

腦動靜脈畸形是兒童和青年成人腦出血（ICH）的重要原因。診斷主要涉及CT、MRI和血管造影。破裂的AVM一般都要治療；然而，對偶然發現的未破裂的AVM的治療是有爭議的，因為治療的致死致殘率可能超過AVM自然史的。

Handbook of Clinical Neurology》雜誌2021年1月刊載［176：171-178。］美國University of California San Francisco， San Francisco的Caleb Rutledge， Daniel L Cooke， Steven W Hetts， Adib A Abla的《腦動靜脈畸形。Brain arteriovenous malformations 》（doi： 10。1016/B978-0-444-64034-5。00020-1。）。

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