李斯林, 孫煦勇△, 秦科, 李海濱, 莫安勝, 侯善升, 莫仁才, 劉軍, 黎艷培, 黃燕嫣

1廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院器官移植科(廣西南寧 530007)； 2中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九二三醫(yī)院移植醫(yī)學(xué)研究院(廣西南寧 530022)； 3廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心胸血管外科(廣西南寧 530023)

在20世紀(jì)中期，南非外科醫(yī)生成功開展了人類歷史上的首例心臟移植手術(shù)[1]，伴隨著供體心臟保存及心臟外科技術(shù)的不斷進(jìn)步，心臟移植術(shù)后患者的生存率在逐年提高[2]，使心臟移植成為目前常規(guī)治療措施無法治愈的終末期心臟疾病的有效治療方式[3]。我中心為將心臟移植實驗平穩(wěn)過渡至臨床應(yīng)用，于2017年8—11月建立11例巴馬小型豬的心臟移植模型，以提高手術(shù)操作技能和增加圍手術(shù)期處理及供心保護(hù)經(jīng)驗，具體如下。

1 材料與方法

1.1 材料 實驗動物采用健康廣西巴馬小型豬作為供、受體各11頭，供受體同窩雌雄不分，體重25～35 kg，供體及受體體重相近或供體體重略重于受體體重。

1.2 手術(shù)方法

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備 供受豬術(shù)前禁食6～8 h，禁飲4 h，常規(guī)進(jìn)行胸部及大腿外側(cè)配皮以粘貼心電監(jiān)護(hù)儀電極片及手術(shù)電刀電極板。

1.2.2 供心獲取 供豬進(jìn)行麻醉及氣管插管成功后，常規(guī)進(jìn)行心電監(jiān)護(hù)及股動脈壓檢測，取胸正中切口，電鋸平整鋸開胸骨，靜脈注射肝素2 mg/kg，切除胸腺組織，剝離心包與胸膜間的脂肪組織，心包外依次游離上腔靜脈、左齊靜脈、下腔靜脈并掛套7號絲線備用。剪開心包，充分暴露心臟、升主動脈及肺動脈主干。于主動脈根部進(jìn)行荷包縫合完畢后插入主動脈灌注針頭并排氣固定。

用絲線將左齊靜脈在進(jìn)入冠狀靜脈竇處結(jié)扎，后靠遠(yuǎn)端結(jié)扎上腔靜脈，鉗閉下腔靜脈，在心臟繼續(xù)搏動數(shù)下排出肺循環(huán)血液后于無名動脈起始處阻斷升主動脈，同時開始灌注4℃ St.Thomas液約1 000 mL，快速靠遠(yuǎn)端剪開下腔靜脈及右心耳減壓引流，觀察灌注及回流情況，于心臟表面覆蓋軟冰降溫。灌注完畢后，將手術(shù)切口迅速延長至頸部，分離出氣管并離斷消毒。打開兩側(cè)胸膜，切斷下肺韌帶，將氣管向上提起，沿著氣管背側(cè)迅速向下游離，于降主動脈處切斷主動脈，保留完整的主動脈弓結(jié)構(gòu)及完好的食管。心肺離體后繼續(xù)予4℃ UW液1 000 mL灌注冠脈系統(tǒng)。在灌注過程中游離上下腔腔靜脈及奇靜脈，沿氣管前側(cè)逐漸游離左心房及肺動脈組織，心肺分離。適當(dāng)修剪主肺動脈、主動脈弓及部分降主動脈，切除多余的心包組織。標(biāo)記上下腔靜脈內(nèi)外側(cè)及左肺靜脈開口處。經(jīng)檢查無意外損傷后將供心置于4℃ UW液中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 供心植入 受豬麻醉滿意后切開暴露頸內(nèi)動靜脈并分別置管以持續(xù)監(jiān)測動脈壓及中心靜脈壓，予膀胱造瘺監(jiān)測術(shù)中尿量情況。

取胸正中切口，開胸后靜脈注射肝素2 mg/kg，切除胸腺組織，剝離心包與胸膜間的脂肪組織，常規(guī)建立體外循環(huán)。阻斷上、下腔靜脈及奇靜脈，沿著左心耳順著房室交界溝向下及向上完整切除供心，盡量保留上下腔、主動脈、肺動脈全段及部分心肌組織，適當(dāng)分開上、下腔靜脈相連的右房組織，若傷及右肺靜脈則予以修補。將供心適當(dāng)修剪后，最初5頭心臟移植采用傳統(tǒng)單線連續(xù)縫合方式依次進(jìn)行左心房、下腔靜脈、主肺動脈、升主動脈及上腔靜脈的吻合。后6頭心臟移植于左上肺靜脈開口處作為定點，以右下肺靜脈開口處作為對點，采用雙線連續(xù)交叉縫合方法吻合左心房(圖1)。同法以左右側(cè)對點的方式采用雙線連續(xù)交叉縫合方法分別吻合下腔靜脈及主肺動脈(圖2)。于供豬降主動脈起始部修剪適合長度后與受豬升主動脈以左右側(cè)對點的方式采用雙線連續(xù)交叉縫合的方法吻合。經(jīng)鼓肺排氣后分別閉合主動脈弓部的兩根頭臂干分支。減流量后開放主動脈恢復(fù)供心血供，待供心恢復(fù)自主心跳后于上腔靜脈左右側(cè)緣為對點采用雙線連續(xù)交叉縫合方法吻合上腔靜脈。檢查并縫合部分吻合口漏。并行1 h后供心跳動良好，血壓等生命征平穩(wěn)即可停機并依次撤除體外循環(huán)。

圖1 對點雙線交叉縫合方法吻合左心房

圖2 對點雙線交叉縫合方法吻合主肺動脈

1.3 體外循環(huán)管理 心臟移植過程中均采用中低溫體外循環(huán)管理，維持主動脈灌注流量80～120 mL/(kg·min)，控制平均動脈壓在50～70 mmHg，密切監(jiān)測相關(guān)指標(biāo)變化，適當(dāng)應(yīng)用血管活性藥維持循環(huán)穩(wěn)定。術(shù)中注意控制液體入量及膠晶比例，適當(dāng)超濾以保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、清除炎性產(chǎn)物、減少組織水腫。供體心臟恢復(fù)灌注復(fù)跳后，保持右心系統(tǒng)充分引流及左房減壓，以此減輕右心前后負(fù)荷及避免心腔過度充盈，減少心內(nèi)膜下缺血及降低心肌氧耗，適當(dāng)增加循環(huán)并行時間，待供心功能逐漸恢復(fù)后自然過渡至自身循環(huán)。

1.4 術(shù)后處理 撤除體外循環(huán)后常規(guī)關(guān)胸，密切觀察生命征、尿量、引流量等，根據(jù)中心靜脈壓、血壓等指標(biāo)適當(dāng)補液及使用血管活性藥。所有受豬均在手術(shù)后2 h處死。

2 結(jié)果

2.1 移植心臟成功恢復(fù)自主心跳情況 11頭受豬中有8頭移植心臟成功恢復(fù)自主心跳,其中有2頭經(jīng)心內(nèi)電除顫恢復(fù)竇性心律，另有1頭受豬開放后即恢復(fù)自主心跳，短期內(nèi)血流動力學(xué)穩(wěn)定，并行過程中出現(xiàn)心肌腫脹、顏色灰暗、收縮功能下降，難以用升壓藥物維持，經(jīng)激素沖擊治療后好轉(zhuǎn)。有3頭開放后出現(xiàn)室顫未能恢復(fù)自主心率。

2.2 術(shù)后吻合口出血情況 11頭受豬最初5頭吻合口有明顯活動性出血，后6頭出血較少，可順利關(guān)胸。

3 討論

3.1 手術(shù)方式及改進(jìn) 本實驗采用的是健康的廣西巴馬小型豬，其解剖特點如下[4]:(1)心包與胸膜之間存在比較寬厚的脂肪層,術(shù)中容易頓性剝離兩者且出血較少。(2)左、右心房壁比較薄弱,容易被撕裂。(3)上、下腔靜脈血管壁非常薄弱,同樣被脂肪組織覆蓋包繞，在心包外延續(xù)較長距離。(4)豬心的供血系統(tǒng)及解剖結(jié)構(gòu)與人類心臟類似，但左右冠狀動脈的分支有豐富的交通網(wǎng)可形成了房室和室間2個環(huán)路。(5)在前降支靜脈處有左奇靜脈一同匯入冠狀竇回流至右心房，組成心臟的靜脈回流系統(tǒng)。

因此，我們開胸之后先分離心包外脂肪層、切除胸腺，在心包外將上下腔靜脈、左奇靜脈、升主動脈進(jìn)行帶備用，此法相對簡單及便利，破裂出血風(fēng)險較小。在建立體外循環(huán)時，盡量靠近腔靜脈及升主動脈遠(yuǎn)端進(jìn)行荷包縫合，本實驗組均采用直角管進(jìn)行插管引流，可減少術(shù)中管道通路占用的術(shù)區(qū)空間，減輕縫合操作難度。豬上下腔及左心房管壁菲薄，容易撕裂漏血，本組最初5頭心臟移植采用常規(guī)方式進(jìn)行心房及大血管吻合，均出現(xiàn)明顯活動性出血，出血部位多為左心房、上腔及主動脈吻合口；后6頭經(jīng)過改進(jìn)后在無張力下采用雙線對點外翻連續(xù)交叉縫合的方式進(jìn)行吻合可明顯減少撕裂漏血現(xiàn)象出現(xiàn)，同時此法可保持內(nèi)膜光滑，避免管腔狹窄，減少血栓形成風(fēng)險。豬心冠脈系統(tǒng)交通支豐富，有左奇靜脈匯入[5]，因此，在獲取供心灌注過程中容易出現(xiàn)左奇靜脈血逆灌導(dǎo)致心臟復(fù)跳而加重心肌損傷；另外，在移植過程中左奇靜脈血的回流可引起術(shù)區(qū)淤血影響術(shù)野及局部升溫，并引起心肌提前復(fù)跳加重缺血再灌注損傷，經(jīng)驗證明提前分離結(jié)扎或阻斷左奇靜脈可避免此類不良事件發(fā)生。

3.2 供體心臟保存 臨床上常用的3種心臟保存液主要是HTK液、Celsior液和UW液。HTK液以低鉀離子和低鈉離子為特點，包含組胺鹽及組胺酸作為緩沖系統(tǒng)，可避免冷保存期間心肌細(xì)胞的酸中毒。Celsior是以高鈉低鉀為特征的細(xì)胞外液型保存液，有組氨酸構(gòu)成緩沖系統(tǒng)，輔以甘露醇及乳糖醛等非滲透性大分子增加膠體滲透壓，可有效減少灌注及保存過程中出現(xiàn)的心肌水腫。而UW液則為低鈉高鉀的細(xì)胞內(nèi)液型保存液，內(nèi)含羥乙基淀粉、乳糖醛、密三糖等物質(zhì)有效預(yù)防組織水腫出現(xiàn)。有研究顯示[6]聯(lián)合應(yīng)用St.Thomas液和HTK液共同運用于心臟移植可起到良好的心臟保存效果，St.Thomas液的高鉀成分可使心臟迅速停搏以減少心肌代謝，而停搏后的心臟采用HTK液緩沖無氧酵解產(chǎn)生的乳酸，減輕心肌細(xì)胞的水腫。但據(jù)回顧性及薈萃分析研究[7-8]所示，UW液保存離體心臟效果優(yōu)于HTK液及Celsior液。因此，本實驗組為保證供豬心臟保存效果及提高移植成功率，全部采用ST.Thomas液進(jìn)行供體心臟的灌停，待心肺離體后采用UW液再次進(jìn)行灌注及保存。實驗結(jié)果顯示此方式保存效果良好。

相對于單純低溫浸泡保存方式，各種灌注保存方式可有明顯的優(yōu)勢[9-14]，因其在保存過程中保持持續(xù)的灌注可以沖洗心肌無氧代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)及相關(guān)代謝產(chǎn)物而減少其堆積造成的細(xì)胞損傷，可不同程度的避免缺血再灌注損傷、冷缺血損傷并進(jìn)行移植前器官功能的再評估。以TransMedias公司的含氧溫血灌注系統(tǒng)為例，不停跳常溫灌注保存的供體心臟移植后30 d的存活率可達(dá)100%[15]。國內(nèi)對離體豬心建立不停跳模型的研究亦顯示出心臟灌注保存的意義及價值[16]。本實驗組因條件所限，未能進(jìn)行心臟灌注保存相關(guān)的研究，但可作為實驗組以后的研究方向之一。

3.3 圍手術(shù)期處理 心臟移植術(shù)后排斥反應(yīng)是影響受者預(yù)后的主要原因之一，對排斥反應(yīng)的早期發(fā)現(xiàn)及處理是提高移植術(shù)后生存率的關(guān)鍵[17]。目前心內(nèi)膜活檢被認(rèn)為是診斷心臟移植術(shù)后排斥反應(yīng)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但因其為有創(chuàng)性操作且增加三尖瓣返流及術(shù)后患者病死率而不易被廣泛接受[18]，難以成為心臟移植術(shù)后排斥反應(yīng)的常規(guī)普查手段。心臟移植術(shù)后嚴(yán)重的排斥反應(yīng)會出現(xiàn)以淋巴細(xì)胞為主的炎性細(xì)胞浸潤，使心肌細(xì)胞及其間質(zhì)水腫、細(xì)胞變性、局部纖維化、室壁增厚等綜合因素導(dǎo)致左室順應(yīng)性及收縮功能下降而可被超聲心動圖檢查監(jiān)測到[19-20]，其主要表現(xiàn)為心功能下降、室壁增厚及運動異常等。因此，我們認(rèn)為在心臟移植術(shù)后或可采用超聲心動圖對嚴(yán)重排斥反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測。本實驗組為減少排斥反應(yīng)的發(fā)生，采取選用同窩的兩頭廣西巴馬小型豬分別作為供受者，手術(shù)過程中常規(guī)輔以大劑量激素沖擊作為免疫誘導(dǎo)及抗排斥治療。在實驗中僅一組出現(xiàn)嚴(yán)重的排斥反應(yīng)，主要表現(xiàn)為主動脈開放后自主心跳順利恢復(fù)，但在體外循環(huán)并行期間突然出現(xiàn)心臟表面顏色變暗、心肌收縮乏力及嚴(yán)重心律失常，在加用大劑量激素二次沖擊后，心臟顏色迅速恢復(fù)，心肌收縮力逐漸增強，心律失常得以恢復(fù)，最終脫離體外循環(huán)恢復(fù)自主循環(huán)。目前的實驗條件尚無法對豬的血型及MHC主要抗原進(jìn)行配對分析，但采用供豬的淋巴細(xì)胞與受豬的血清進(jìn)行淋巴毒實驗或可減少或避免此類事件的發(fā)生。

3.4 心肌保護(hù) 在完成心臟移植過程中，供體心臟的損傷時期主要包括獲取時的低灌注及手術(shù)損傷、離體保存階段的冷缺血損傷、移植手術(shù)過程中溫缺血的影響及開放后恢復(fù)冠脈血供造成的缺血再灌注損傷。在器官獲取的過程中，血流動力學(xué)的波動可引起主動脈灌注前的主動脈低灌注，在心臟灌停后心臟及冠脈的側(cè)支循環(huán)可引起心肌局部再灌注甚至復(fù)跳，多種因素綜合引起心肌的熱缺血損傷。在心臟離體后常用的低溫保存可誘發(fā)心肌細(xì)胞水腫，引起大量的乳酸及氫離子堆積導(dǎo)致細(xì)胞酸中毒，進(jìn)而引起細(xì)胞質(zhì)和線粒體鈣離子超載及氧自由基損傷進(jìn)一步加重心肌損傷[21]。在心臟移植手術(shù)過程中，供體心臟離開低溫保存環(huán)境在受體胸腔內(nèi)進(jìn)行手術(shù)的過程中，溫度逐漸升高，心肌細(xì)胞代謝加快造成溫缺血損傷。在主動脈開放后供體心臟冠脈恢復(fù)血供進(jìn)一步引起心肌的缺血再灌注損傷。因此，在供體心臟獲取實驗中，本實驗組常規(guī)對供豬進(jìn)行全身麻醉、建立心電及血壓動態(tài)監(jiān)測，適當(dāng)補液維持循環(huán)穩(wěn)定以減少血流動力學(xué)波動造成冠脈低灌注；在獲取過程中，提前結(jié)扎奇靜脈以減少灌注過程中側(cè)支循環(huán)造成的心肌再灌注，灌停時保持心臟自然位，充分保證冠脈的有效灌注及流出道通暢，避免灌注壓力過高造成心肌水腫及灌注傷，同時心臟表面予局部冰屑覆蓋迅速降溫以縮短熱缺血時間。

綜上所述，巴馬小型豬胸腔解剖結(jié)構(gòu)與人類相似，可作為大動物心臟移植模型的理想對象。隨著經(jīng)驗的不斷積累及技術(shù)的不斷改進(jìn)，手術(shù)并發(fā)癥顯著減少，同時合理化的心臟保存方式及嚴(yán)密的心肌保護(hù)措施可保證心臟移植的順利進(jìn)行，而積極防治排斥反應(yīng)可減少相關(guān)并發(fā)癥出現(xiàn)。本實驗組因條件所限，仍有諸多研究尚未開展，現(xiàn)有經(jīng)驗體會可為過渡臨床實踐提供幫助及為其他研究者開展大動物心臟移植實驗提供借鑒。