大動脈弁は.心臓にある4つの弁のひとつで.左室流出路の末端.大動脈との接合部にあり.収縮期には収縮左室から圧力の低い大動脈へスムーズに血液を排出し.拡張期には圧力の高い大動脈から排出された血液が拡張左室に逆流しないように.一方弁として働き.心臓の収縮とともに圧力に抗して血液を確実に流しています。 血液の流れは.心臓の収縮に伴う逆圧力勾配によって確保される。 大動脈の葉の総重量は1g以下.葉の総面積は約1,000mm2で.非常に薄いのが特徴です。 弁尖が完全に開いているときの開口面積は通常4cm2で.さまざまな生理的状態において抵抗なく毎分5～10リットルの血液を通し.拡張期圧100～60mmHgで1分間に60～100回開閉しても漏れないようにし.24時間.1年365日.開口面積を確保することができます。 生まれる前から人生の終わりまで.1年365日（合計約25億〜30億回）。 大動脈弁は長くきちんと働いてくれることが望ましいのですが.そもそも品質が良いことはもちろんです。 結合組織疾患（マルファン症候群など）の中には.大動脈弁の葉の「質感」が悪くなり.当然ながら長く正しく機能しなくなるものがあります。 次に.大動脈弁の動作環境が良好で.そこを流れる血流が非常にスムーズで.乱れがないことです。 大動脈弁の形状が最適でないと.そこを通る血流場に異常が生じ.この異常な流れが弁に継続的な損傷を与えることになるのです。
図1 正常な大動脈弁と奇形な大動脈弁
正常な大動脈弁は.3枚の同じ大きさの葉で構成されており.3弁化と呼ばれるパターンになっています。 この同じ大きさの三尖弁は.大動脈弁の置かれた環境とその機能にとって最適な構造である。 大動脈弁の異常のうち.一価.二価.四価といった三価でないものは.ヒトの心臓の胚発生時にわずかに発生する（図1.図2）。 大動脈弁の構造に異常があると.大動脈弁の機能に異常が生じ.血液が左心室から流れ出るときに完全に開かない（狭窄）.あるいは左心室の拡張期に完全に閉じない（弁膜不全）.あるいはその両方（狭窄と不全の合併）.および血流場の不良の2つが生じます。 乱流や渦流は.大動脈弁の早期脱出.石灰化.感染などの障害を引き起こす。
図2 正常な大動脈弁膜尖と変形性大動脈弁膜尖の動作比較
先天性大動脈弁奇形の大部分は二尖大動脈弁（BAV）である。 1955年以降の先天性心奇形の発生率に関する62の統計をまとめた米国の2002年の論文によると.生児におけるBAVの発生率は1000人あたり13.6人で.治療を要する他の先天性心奇形の総数（1000人あたり6人）よりはるかに高い。 オスがメスを大きく上回る（3〜4：1）。 その他の中等度以上の先天性心奇形は.多くの場合.乳児期または小児期に治療が必要です。 一方.BAVの患者さんの多くは.成人期まで治療を必要としません。 実際.BAVの患者さんのほとんどは.生存期間中に何らかの治療が必要になります。 剖検の結果.70歳までに大動脈弁の機能が正常になるのはBAV患者の20％のみで.30％の患者は重篤な合併症を発症することが分かっています。 感染性心内膜炎の生涯発症率は30％.Stanford A型大動脈梗塞の発症率は健常者の10倍と言われています。 先進国では.重度の大動脈弁狭窄症の成人の約半数.小児の約4分の3がBAVであり.他の先天性心奇形を合わせたよりも多くの合併症.死亡.医療負担を国民に与えている奇形であることが分かっています。 北米の2つの大規模な患者群の追跡調査では.心血管イベントの発生率は平均44歳群で25％.平均52歳群で40％であり.心臓手術を受けた割合は9年追跡調査で22％.20年追跡調査で27％であった。また.心血管イベントの発生率は.以下の3つの条件のうち1つでも当てはまる場合はより高かった：30歳以上の年齢.中程度以上の大動脈狭窄.中程度以上の大動脈弁不全.以下の2つのうちいずれか。 2.10年後に初めて心臓病を発症する確率は約65％です。
拡張型大動脈弁の95％では.2枚の弁尖の大きさが非対称であり.2枚の弁尖の大きさが等しい.いわゆる「真の拡張型」の患者は約5％に過ぎません。 非対称性二枚貝では.80％の患者は左右の冠状動脈弁が融合して一つの大きな弁を形成しているが.残りの患者は右と非冠状動脈弁の融合.左と非冠状動脈弁の融合はごく少数である。 非対称性二枚貝では.75％の患者さんが大きなフラップ内に「隆起」を認めます（図3）。 また.BAVは大動脈縮窄症.大動脈弓部障害.心室中隔欠損症.肺動脈弁形成術など他の心臓の異常と併用されることもあります。
図3 ダイスタシスにおけるリーフレットの癒合
BAVは家族性に発症する傾向があり.複数の人が発症している家系では大動脈弁疾患の有病率は24％という調査結果もあります。 また.臨床研究により.BAV患者の第一度近親者におけるBAVの発症率は9％であることが示されています。 そのため.米国心臓協会の成人先天性心疾患に関するガイドラインでは.BAV患者の第一度近親者に心エコー検査によるスクリーニングを行うことを推奨しています。
BAVの臨床症状は非常に多様で.心不全を呈する重症大動脈弁狭窄症の新生児から.重症弁膜症や大動脈病変が見つかった無症状の高齢者まで.さまざまな症例があります。 しかし.大動脈弁膜症の基本的な症状は3つあるはずです。 一つは.活動後に息切れがして.年齢相応の運動ができなくなること.二つ目は.活動.満腹.感情的興奮.寒さなどをきっかけに.額.背中.前頚部.左上肢に鈍痛が生じ.きっかけがなくなると自然に治る狭心症.三つ目は.一過性の意識喪失である。
最新の超音波診断技術により.BAVによる重度の胎児大動脈狭窄を検出することができるようになりました。 胎児期は.その循環の性質上.右心室が全身循環負荷を担うことができますが.出生直後は左心への負荷が増大し.心機能が低下することがあります。 小児の場合.移植された人工弁は小児の身体発育に伴って成長せず.この時期には大動脈弁が石灰化していないことが多いため.ほとんどの外科医は大動脈バルーン拡張術を治療法として選択します。 バルーン拡張術の適応は.1.症候性.2.無症候性だが経大動脈圧差が60mmHg以上.3.無症候性で圧差50mmHg以上.ECG ST-T changeまたはスポーツ常習者である。 バルーン拡張後に重度の大動脈弁閉鎖不全が生じた場合.弁置換手術が必要となることがあります。
成人のBAVによる大動脈弁狭窄症は.通常.内皮細胞障害.炎症反応.リポ蛋白沈着による病変である葉身石灰化が原因です。 大動脈弁の硬化は通常20代半ばに.石灰化は40代半ばに現れます。 病変は進行性で.経弁膜下圧力差は10年ごとに約20mmHg増加し.三尖大動脈弁狭窄症の人よりも有意に速い速度で増加する。 心臓の他の場所で手術を行う場合.軽度の狭窄を伴う複合型BAVでは.この狭窄が予想よりも短期間で急速に悪化するため.積極的な弁置換術が適応となります。 患者が喫煙者.高血圧.高脂血症である場合.経静脈的な圧力差はさらに急速に増加する可能性があります。 したがって.BAVの患者さんには.禁煙.血圧や脂質のコントロールを強く勧める必要があります。 大動脈弁狭窄症の進行には年齢が最も重要であり.すなわち高齢になるほど狭窄は重くなります。 妊娠はBAV患者における大動脈弁狭窄症の進行を促進する。
大動脈弁狭窄症を合併したBAVの成人患者では.経皮的バルーン拡張術による重篤な合併症の発生率は通常10％程度であり.効果は通常6～12カ月しか持続しないため.このような患者はこの治療を受けるべきではないとされています。 重症の大動脈弁狭窄症に対する薬物治療の成績は極めて悪い。 アメリカで.さまざまな理由で手術を受けられなかった重症の大動脈弁狭窄症患者を対象にした調査では.2年後の無イベント生存率は36％.6年後は3％にとどまるというフォローアップ結果が出ました。 新しい技術として.経カテーテル的な大動脈弁の移植が登場したのです。 その効果は薬物治療よりも優れていますが.従来の大動脈弁置換術に比べると著しく劣り.費用も30～40万元と膨大であるため.健康状態が極めて悪く.合併症が多く.手術にはリスクが高すぎる超高齢者患者にしか適していません。
BAVにおける大動脈弁閉鎖不全の発生率は.研究によってかなり差があります。 あるグループの手術標本における純粋な大動脈弁閉鎖不全の割合は13％であった。 北米の2つの主要なグループは.ある程度の大動脈弁閉鎖不全症の発生率を47％と21％.最終的な外科的介入の発生率をそれぞれ3％と6％と報告している。 これらの患者の多くは若い男性（男女比は約10：1）で.弁尖組織が多く.しばしば弁尖脱出を併発しています。 大動脈弁閉鎖不全症の原因は.弁尖自体の病変である場合と.大動脈基部の拡張と大動脈輪の肥大の結果である場合があります。 もちろん.BAVでも感染性心内膜炎は起こり.病原微生物や局所炎症が大動脈弁を傷つけ.大動脈弁閉鎖不全を引き起こすことがあります。
成人のBAV患者の約半数は.大動脈の拡張を併発しています。 大動脈病変はBAVの重要な構成要素であり.大動脈拡張.大動脈瘤.大動脈縮窄が含まれます。 進行性の大動脈拡張は.小児・成人ともに三尖大動脈弁病変の患者さんよりもBAVの患者さんに多くみられます。 従来.大動脈の病変の原因は.大動脈弁閉鎖不全における著しく亢進した血流の衝突や大動脈弁狭窄症における高速血流による狭窄後の拡張など.大動脈弁上の異常血流が関係していると考えられていた（図4）。 しかし.現在の知見では.以下の理由から.大動脈壁の組織異常がこの病変のより顕著な原因であることが示唆されている。
1.弁機能が正常なBAV患者は.弁機能が正常な三尖大動脈弁患者に比べ.大動脈基部および上行大動脈の径が大きいこと。
2. 上行大動脈の壁組織には.3弁化よりも2弁化の患者さんの方がより多くの病変を見ることができます。
3.弁膜症拡張症患者における大動脈壁のプロトフィブリン量の減少および本来のタンパク質分解酵素量の増加。
4. 弁膜症患者における大動脈弁置換術後も上行大動脈の拡張は起こりうるが.三尖弁の患者には起こらない。
5.大動脈弁も上行大動脈も.胚の発生過程で神経堤の細胞に由来しており.その細胞の異常が分化先の臓器の異常につながる可能性があることは確かである。 もし.大動脈病変とBAVの関連があるのであれば.外科的治療はその関連を反映したものにすべきです。
BAV患者の大動脈縮窄症の発生率は約5％であるのに対し.Stanford A型の患者では15％であり.BAV患者の縮窄症の平均年齢も三尖大動脈弁の患者より10年早いことが分かっています。 また.弁機能が正常なBAVの患者さんでも.特に大動脈の狭窄を併発している場合には.大動脈縮窄症がしばしば発生します。 大動脈弁置換術を受けた患者さんの中には.前回の手術で切り開いた大動脈以外の部位に大動脈縮窄を発症する方もいます。
図4 上行大動脈瘤（じょうこうだいどうみゃくりゅう
BAVの患者さんにおける大動脈弁置換術の適応は.一般の大動脈弁病変の場合と同じです。 しかし.大動脈の拡張を併発している場合は.より積極的にアプローチする必要があります。 現在の米国心臓協会の弁膜症ガイドラインでは.大動脈基部または上行大動脈の直径が50mm以上.または年間成長率が5mm以上のBAV患者には.上行大動脈または大動脈基部の修復または置換を行うことが推奨されています。大動脈の狭窄または不全に対して大動脈弁置換を行っている場合.同時に上行大動脈または大動脈基部を修復または置換する基準値は.次のとおりです。 初回の大動脈弁手術時に上行大動脈が正常径であったカナダの患者群において.15年後の大動脈瘤.大動脈連接.突然死の回避率は86％であった。 大動脈の直径が40〜44mmの場合は81％に低下し.45〜49mmの場合は43％にとどまった。
大動脈弁と同時に大動脈を置換することは.どんなに経験豊富で腕のいい心臓外科医であっても.やはり患者さんのリスクを高めることになります。 もちろん.大動脈縮窄症のリスクのある患者さんに対する選択的大動脈手術のメリットは明らかであり.大動脈縮窄症という重大な病気（手術しないで治療すると.2日後の死亡率が50％近く.2週間後の死亡率が75％）を避けるためのコストは.従来の手術の死亡率より若干高くなります。 また.大動脈弁置換術後に大動脈瘤や連珠腫を発症した場合.大動脈基部や上行大動脈を置換する再手術は非常に難しく.当然ながら手術リスクも高く.特に緊急手術の場合は.そのリスクも高くなります。 1996年10月から2008年12月までの間に.輔和病院で大動脈基部動脈瘤.上行大動脈瘤.および上行大動脈拡張症患者に対する選択的大動脈基部または/および上行大動脈置換術は706件.手術死亡は10件（死亡率1.4%）.同期間にStanfordタイプAコアークテーションに対する緊急大動脈基部または/および上行大動脈置換術246件.および 18例で死亡（死亡率7.3％）。 その差は非常に大きい。
BAV患者の大動脈弁置換術では.大多数の外科医が機械弁または生体弁（ステント生体弁またはステントレス生体弁）を留置する方法をとっています。 大動脈病変を合併した患者さんでは.大動脈基部置換術（Bentall法.Cabrol法）.大動脈弁置換術＋上行大動脈置換術（Wheat法）が標準的な方法です（図5）。 術後の長期経過観察も満足のいくものでした。
図5 各手順の模式図
ここで特に注目されるのは.相同自己肺動脈弁グラフトです。 この手術では.自家肺動脈弁と主肺動脈をそのまま切除して大動脈基部に移植し.欠損した自家肺動脈を同種の同種肺動脈で置き換える.いわゆるロス手術（図5）です。 この手術については.医師と患者の間で大きな議論があります。 ご興味のある方は.アメリカ心臓協会のロス・プロシージャーのフォーラムをご覧になってみてください。 この手術の利点は.大動脈弁が生きた自己組織で成長すること.感染に強いこと.ワルファリンの抗凝固療法を必要としないことです。 その問題点は.術後に一部の患者さんで発生する新大動脈起始部の進行性拡張にあります。 また.移植片が不活性であるため.手術によって移植片が石灰化し.患者は何度も肺動脈弁の手術を受けなければならず.1つの弁（大動脈弁）の問題が2つの弁（大動脈弁＋肺動脈弁）の問題になってしまうのです。 また.この手術は非常に複雑で.熟練した外科医はごくわずかです。 ロス手術は現在.ほとんどの医師が小児患者や重度の感染症患者に適していると考えています。 また.大動脈と肺動脈の発生学的起源や.肺動脈壁に大動脈壁と同様の病変が存在するため.肺動脈弁拡張症の発生率はBAV患者で高い。冠動脈の変異（右冠動脈の開口部の変異.左幹が短い.右冠動脈が小さい）はBAV患者でより頻繁に発生する。 いずれも.ロス手術には極めて不利な要素です。
拡張期大動脈弁奇形は心機能に対する有害性が高く.心機能障害.突然死.大動脈瘤.大動脈縮窄などを引き起こす可能性があります。 心エコー検査は.この病気の診断に高い感度と精度を持ち.検査は非侵襲的で.繰り返し行うことができ.一般病院でも.少し訓練を受けた超音波検査士や心臓専門医が行うことができ.安価であるので.この奇形の発見は難しくありません。 病気の存在を発見したらすぐに治療を選択し.不可逆的な心機能障害や突然死.大動脈の病変が必要な場合にはそれを防ぐことができます。弁機能が正常で大動脈の病変が併存しないBAV患者さんは.2年以上定期的に心エコー図を見直さないほうがよいでしょう。 異常がある場合は.1年を超えないこと。 この疾患を治療する外科医は.決して単純な大動脈弁疾患として扱ってはならない。