楊柯佳，劉峰，陳靜瑜，班樂（無錫市人民醫(yī)院胸外科，江蘇 無錫 214023）

目前，肺移植仍是終末期肺疾病的首選治療方法［1-2］。相較于肝腎移植等較為成熟的移植手術(shù)而言，只有15%供體的肺最終可以被用于移植手術(shù)［3］。然而，從獲取供體到成功移植，有一段漫長的路要走。一方面，供肺和受體的匹配，不僅需要滿足供體和受體體型及血型的要求，還要求供肺滿足一定的功能條件［4］；另一方面，自2015年1月1日中國正式全面停止使用死囚器官作為移植供體后［5］，供肺僅來源于腦死亡器官捐獻（donation after brain death，DBD）及心臟死亡器官捐獻（donation after cardiac death，DCD），意味著供體肺必定會有不同程度的損傷，包括肺水腫、肺實變、感染等。這兩個因素導致滿足納入條件的供肺數(shù)量銳減。供肺池縮小，也是患者在等待期病死率居高不下的一個原因［6］。體外肺灌注（Ex Vivo Lung Perfusion， EVLP）這一新技術(shù)，既可用于供肺的長途轉(zhuǎn)運，減少缺血時間，又可用于解決供肺獲取后的再評估主要依靠個人經(jīng)驗的問題，可用于邊緣型供肺的修復，極大地擴充供肺池。還可用于針對性治療。本文的主要目的是探討當前EVLP技術(shù)在肺移植方面所具有的優(yōu)勢及其新進展。

最初，EVLP是被用來評估儲存期間肺移植物功能的一種技術(shù)，也可作為長途轉(zhuǎn)運時保存心肺的一種手段，2001年Steen等［7］首次將EVLP技術(shù)用于評估、修復不滿足供體納入標準的DCD供肺。該供體經(jīng)過了熱缺血、灌注、評估、冷藏后成功移植。此后在全球范圍內(nèi)掀起了研究EVLP技術(shù)在擴大供體池、改善肺移植手術(shù)短期及長期預后方面的高潮。

目前，世界范圍內(nèi)主流的EVLP機器包括：OCS?Lung、Vivoline?LS1、Lung Assist?、XPS?。各型號的EVLP機器有其各自的特點及優(yōu)勢，本文針對目前主流EVLP機器的共性列舉其優(yōu)勢。

1 擴大供肺池

1.1 長途轉(zhuǎn)運：眾所周知，供肺對冷缺血保存的時間要求極其嚴格，目前認為相對安全的冷缺血時間不超過10小時［8］。與早已成熟的肝腎移植手術(shù)相比，肺移植手術(shù)起步晚，全國范圍內(nèi)有資質(zhì)開展肺移植手術(shù)的醫(yī)院數(shù)量有限，各醫(yī)院開展的肺移植手術(shù)數(shù)量相差極大，種種原因?qū)е聡鴥?nèi)的肺病終末期患者會聚集到若干個實力強勁的肺移植中心，進而導致供肺的分配面臨窘境。很多合格的供肺由于轉(zhuǎn)運耗時過長，且周圍沒有能夠開展肺移植手術(shù)的醫(yī)院而被迫放棄。據(jù)報道，中國最大的肺移植中心無錫市人民醫(yī)院經(jīng)常利用民用航空超長轉(zhuǎn)運供肺［9］。類似的案例極大地提高了手術(shù)風險及術(shù)后管理難度。研究表明，移植術(shù)后早期原發(fā)性移植物失功及缺血/再灌注損傷相關(guān)程度極高［10］。EVLP技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，可以很大程度上解決因無法長距離、長時間轉(zhuǎn)運而導致供體資源浪費的問題。OCSTM便攜式EVLP機器的出現(xiàn)更為超長距離、長時間的轉(zhuǎn)運提供了可能性。該裝置包含了電池、氣缸、監(jiān)護儀、呼吸機，可以提供從獲取到轉(zhuǎn)運至受體所在醫(yī)院全程EVLP支持。該裝置為減少冷缺血時間、常溫下肺保存提供了可能。并且能夠在保存期間持續(xù)動態(tài)監(jiān)測供肺的功能，進一步擴大供肺池。

1.2 DCD供肺：相對于DBD供肺，DCD供肺更難以進行在體評估［11］。在Steen之前，由于DCD器官獲取前無法進行在體評估，從而導致DCD供肺較少應用于臨床，而EVLP技術(shù)使器官在離體灌注的過程中能夠得到全面評估，為DCD供肺的應用提供了數(shù)據(jù)支持。一旦DCD供肺可以成功通過評估加入供肺池，即能顯著提高供肺數(shù)量，明顯減小移植等待期病死率。EVLP可以使DCD供體的肺功能穩(wěn)定，氧合指數(shù)提高。移植后48小時內(nèi)所有患者不必持續(xù)使用呼吸機，所有患者8天內(nèi)陸續(xù)出重癥監(jiān)護病房（intensive care unit， ICU），移植后一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second， FEV1）和用力肺活量（forced vital capacity， FVC）較術(shù)前明顯改善［12］。

2 再評估

對供肺質(zhì)量的準確評估是影響移植后短期及長期預后效果的重要因素。供肺獲取前，初次評估供肺是否為理想的肺移植供體有一套納入標準［4］，但是供體尤其是DCD供體生理條件及病情的復雜性，導致了供肺的質(zhì)量瞬息萬變。有些供肺在初次評估時符合供肺質(zhì)量標準，但是從評估后至供肺獲取期間極有可能遭受嚴重損傷，最終導致移植后效果不甚理想。雖然供肺獲取后，取肺人員必須通過觀察對獲取的供肺進行二次評估，評估包括肺水腫程度、氣道內(nèi)分泌物、肺順應性以及其他肉眼可見的病變。然而觀察法有極大的主觀性，且對取肺人員的經(jīng)驗有一定的要求。很難制定一個具體的標準。EVLP的出現(xiàn)為肺供體獲取后第3次客觀的、有數(shù)據(jù)支持的質(zhì)量評估提供了平臺。具體操作：灌注過程中每小時進行一次供肺評估。在進行評估時呼吸機參數(shù)設(shè)置為：潮氣量10 ml/kg、10次/分鐘、氧濃度分數(shù)（fraction of inspiration， FiO2）＝1.0，維持5分鐘。監(jiān)測肺動脈壓、左心房壓、氣道峰值壓力和平臺壓、肺的動靜態(tài)順應性，分別抽取肺動脈端和左心房端灌注液進行肺動靜、脈血氣分析。第1小時以及隨后每2小時進行肺X線影像學檢查、肺組織和肺泡灌洗液中的生物學標志物的檢查及支氣管鏡檢查［13］。獲取數(shù)據(jù)資料及影像學資料后對供肺進行實時評估。另一方面，對經(jīng)灌注循環(huán)后的灌注液的理化特性的研究也在緊鑼密鼓地進行中。既往的研究結(jié)果顯示，白細胞介素（inteleukin， IL-6， IL-8）、腫瘤壞死因子 -α（tumor necrosis factor-α， TNF-α）等細胞因子的表達與肺損傷密切相關(guān)［14］。有學者通過研究比較經(jīng)標準EVLP后可用于移植的供肺和不達標的供肺后發(fā)現(xiàn)，滿足標準的肺灌注液中乳酸脫氧酶（lactate dehydrogenase， LDH）含量顯著少于不達標的供肺。達標供肺的灌注液中IL-8含量是不達標組的8倍。IL-8被認為是最好的評價EVLP后移植效果的標志物之一，但是對LDH的檢驗更加方便快捷。此外，還研究了高遷移率族蛋白1（HMGB-1）、鈣結(jié)合蛋白（S100A9）、IL-33這3個評估細胞損傷程度的指標，結(jié)果證明經(jīng)過EVLP循環(huán)后達標的供肺與不達標供肺的蛋白質(zhì)表達有明顯差異［15］。隨著研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)對供肺的評估并不局限于供肺本身的功能上，對灌注液的實驗室檢驗，為移植手術(shù)效果的評估提供了新思路。

3 肺修復

EVLP首次成功用于DCD供體后，Steen帶領(lǐng)的小組將這項短時間離體肺灌注的方法推廣到不符合納入標準的供肺上［7］。最初EVLP技術(shù)最大的壁壘是灌注以后導致的肺水腫。經(jīng)過Steen等人的改良，一種新的灌注液（Steen液）應運而生，它主要包含人血白蛋白和右旋糖酐。人血白蛋白可以維持灌注液一定的膠體滲透壓，減輕肺水腫的形成。右旋糖酐能夠保護上皮細胞免受補體損傷及細胞介導的細胞毒作用，并且在抗凝、抗血小板聚集等方面發(fā)揮重大作用［16-17］。隨著研究的深入，更多基于EVLP平臺的肺修復新策略被提出。動物實驗表明，在DCD豬模型中在EVLP流轉(zhuǎn)過程中使用腺苷A2A受體激動劑，可以減小缺血/再灌注損傷［18］。使用空氣和2%氫氣混合的氣體可以提高DCD肺的功能。肺血管阻力和氣道峰值壓力顯著減小，IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α 的表達顯著下降［19］。還有學者發(fā)現(xiàn)，EVLP每灌注一輪，灌注液中Toll樣受體減少相對減少［20］。這一系列變化都預示著供肺將更適合用于移植。

4 針對性的治療方案

相對于傳統(tǒng)的肺保存方法，EVLP的優(yōu)勢在于供肺所在環(huán)境的相對“開放性”。傳統(tǒng)的冷缺血保存使供肺處于一個相對封閉的環(huán)境中，所有針對性的治療方案都難以進入這個封閉的環(huán)境而得以實施。與之相比，EVLP相對開放的環(huán)境以及細胞正常的代謝為針對性給藥提供了方便快捷的途徑。通過支氣管以及灌注液途徑，可以有效地對可能發(fā)生的移植后并發(fā)癥進行預處理。灌注液較高的膠體滲透壓，本身就有一定的減輕肺水腫的作用。研究表明，在EVLP過程中，在氣管內(nèi)應用腎上腺素可以通過激活肺泡上皮細胞膜表面鈉通道的活性，使肺泡內(nèi)液體的清除率比對照組高84%［21］。相比于肝腎等實質(zhì)臟器，肺作為一個與外界相通的空腔臟器，極易感染。此外，DCD或DBD供體獲取前，在ICU期間有很高的肺臟感染發(fā)生率，且多為耐藥性較強的條件致病菌［22］。肺部感染是移植術(shù)后早期導致死亡的最主要原因［23-24］，感染控制成功與否也是整個肺移植手術(shù)的關(guān)鍵所在。Nakajima等［25］的研究表明，相比于對照組，灌注液中加入廣譜抗菌藥物的灌注方法，極大改善了肺氧合情況，提高了肺的順應性，減輕肺血管阻力，并且灌注液中內(nèi)毒素含量顯著減少。此種高濃度抗菌治療方法避免了抗菌藥物對其他器官的損傷。供肺獲取前后對肺部的理化刺激會導致肺損傷相關(guān)的炎癥反應，進而加劇移植后再灌注損傷。通過在灌注液中加入糖皮質(zhì)激素或其他抗炎物質(zhì)可以有效減輕移植后的再灌注損傷。缺血/再灌注損傷可以抑制鈉鉀ATP酶和各種鉀通道的活性。動物實驗表明，維生素C通過其抗氧化作用和提高鉀通道活性在減少缺血/再灌注損傷方面發(fā)揮著獨特作用［26］。在肺移植移植過程中，血栓和脂肪栓子等的形成，增加了術(shù)后發(fā)生原發(fā)性移植物功能障礙（primary graft dysfunction，PGD）的風險。在EVLP灌注液中使用纖溶酶，能夠有效控制肺血栓形成，同時避免移植后出血的風險［27］。在動物的DCD模型中證明，在EVLP灌洗液中加入纖溶酶，能夠減少血栓的形成，減輕肺血管阻力，改善供肺功能。Machuca等［28］曾報道使用EVLP來治療供肺中的血栓。通過在灌注液中加入纖溶藥物，改善了供肺質(zhì)量并且成功將供肺用于移植。對于DCD供體心臟停跳前不能進行全身肝素化而言，灌注液中加入纖溶酶的治療方案更有意義。

5 其他優(yōu)勢

除了應用于肺移植相關(guān)領(lǐng)域，EVLP技術(shù)還可應用于其他器官移植、肺部腫瘤等的基礎(chǔ)及臨床研究中。例如在肺臟腫瘤的相關(guān)研究中可以作為一種特殊的精確給藥渠道，進一步研究抗腫瘤藥的生物活性及其毒性等［29］。

中國對EVLP技術(shù)的研究尚處于起步階段，缺乏相應的臨床試驗。如果EVLP發(fā)展成為一項成熟的技術(shù)并且在臨床上得到廣泛應用，則能在一定程度上緩解供肺短缺的問題，進一步推動肺移植事業(yè)的發(fā)展，造福更多終末期肺病患者。