肺移植是終末期肺疾病患者唯一的治療手段,該領域也是目前國際范圍內的研究熱點。相關研究既促進了肺移植的進步與發展,也改善了移植后患者的生活質量。隨著肺移植技術的發展,適應人群相關指南不斷修訂,供體肺來源也一直是所有移植中心亟待解決的問題。移植期的規范化管理涉及麻醉誘導、術中液體管理、氣道管理、重要步驟的處理及術后疼痛管理等方面。體外生命支持(ECLS)包括體外循環(CPB)及體外膜肺氧合(ECMO)。隨著 ECLS 技術的發展,ECMO 作為肺移植橋梁在術中及術后循環支持中的優更加突出,幫助受體患者順利度過肺移植窗口期。雖然肺移植在基礎科學和臨床研究方面都有許多進展,但要提高移植后的生存率,還須克服包括如何成功完成肺移植、擴大肺供體庫、誘導耐受、預防移植后并發癥、原發性移植物功能障礙(PGD)、細胞和抗體介導的排斥反應以及感染等在內的諸多問題。
引用本文: 徐龍明, 左云霞, 林一丹. 肺移植研究現狀及移植期的規范化管理. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2020, 27(2): 209-213. doi: 10.7507/1007-4848.201907022 復制
1 肺移植現狀、適應人群及供肺來源
1.1 肺移植現狀
肺移植是改善終末期肺疾病患者生活質量和延長生存期的有效治療手段,在過去幾十年里,其在基礎科學和臨床研究方面都取得了巨大進展[1]。一份收集全球 134 個國際肺移植中心數據的報告顯示,每年全球范圍內肺移植手術已多達 4 000 余例,其中 75% 是雙肺移植;從 1995 ~ 2018 年有接近 60 000 多例肺移植手術,其中慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)和 α1-抗胰蛋白酶缺乏癥患者 36.5%,包括特發性肺纖維(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)在內的間質性肺疾病患者 29.7%,肺囊性纖維化(pulmonary cystic fibrosis,CF)患者 15.8%,肺囊性纖維化性支氣管擴張患者 2.7%,肺動脈高壓患者 4.4%,再移植患者 4.1%,結節病(lymphangioleiomyomatosis,LAM)和閉塞性細支氣管炎等罕見疾病患者 6.8%[2]。相對于其它實體器官移植,肺移植后的死亡率較高,并且供體肺的可獲得性有限。最新報道肺移植的中位生存期為 5.8 年,但有潛在肺部疾病的患者中位生存期差異很大,從再次移植后的 2.8 年到 CF 的 8.9 年不等[2]。美國肺分配評分系統建議老年和重癥患者優先接受肺移植,參照肺分配評分系統的肺移植也極大地改善了晚期肺部疾病患者的健康相關生活質量(health-related quality of life,HRQL)[3]。有研究[4]對 13 040 例肺移植術后患者的生存效益進行分析,研究受體、供體和移植中心特征對移植相對生存期的影響,結果發現 73.8% 的患者通過肺移植可以獲得 2 年的生存期;COPD 和 CF 終末期接受肺移植患者 2 年生存期為 98.9%;肺分配評分低于 32.5 分和肺分配評分超過 40 分的肺移植患者其 2 年生存期分別為 6.8% 和 99.9%;因此研究者認為較高的肺分配評分、患有局限性肺疾病及 CF 的患者接受肺移植的潛在獲益最大。關于供體患有高鈉血癥與受體存活率降低是否有關,研究者[5]將供體分為正常鈉(鈉<145 mmol/L)、中度高鈉(鈉 145 ~ 154 mmol/L)、重度高鈉(鈉≥155 mmol/L)三組,結果發現三組間基本特征差異無統計學意義,各組機械通氣時間相似,重度原發性移植物功能障礙(primary graft dysfunction,PGD)在三組間差異無統計學意義,供體高鈉血癥與移植物存活無關。
1.2 肺移植適應人群選擇
由于肺移植手術的特殊性及供體的限制性,肺移植的適應證及禁忌證都是移植團隊需要考慮的問題。近期在國際心臟和肺移植協會(The International Society of Heart and Lung Transplantation,ISHLT)的支持下,Weill 等[6]對一份如何選擇肺移植適應人群的共識進行了更新,其中一項是將接受肺移植患者的年齡≤65 歲更改為≤75 歲。肺移植的其它適應證包括:如果不進行肺移植,2 年內死亡的風險>50%;肺移植后生存期至少 90 d 的可能性>80%;移植后 5 年生存率>80%;無其它有效治療方案[7]。絕對禁忌證包括:近期惡性腫瘤史;其它主要器官系統(如心臟、肝臟、腎臟或大腦)存在無法治療的嚴重功能障礙,除非能進行聯合器官移植,但據報道 CF 患者進行肝-肺聯合移植的生存率與只進行肺移植的生存率相當[8];未經治療的動脈粥樣硬化性疾病;懷疑或確診存在終末期器官缺血、功能障礙或冠狀動脈疾病,且不適合進行血運重建;無法改善的凝血功能障礙,且具有嚴重的出血傾向;移植前存在控制不良的高毒性或耐藥微生物的慢性感染[9];具有充足的證據顯示感染結核桿菌;移植時造成嚴重限制的胸壁或脊柱畸形;體重指數(body mass index,BMI)≥35.0 kg/m2;運動功能嚴重受限,康復能力差。
1.3 供肺來源
所有進行器官移植的國家,對移植器官的需求遠遠超過了現有的器官數量。目前的研究顯示全世界大約有 170 萬人需要進行實體器官移植[10]。目前國際范圍內供體肺來源主要為腦死亡患者,理想狀態下,腦死亡后捐獻(donation after brain death,DBD)供體是傳統的和最大的供體肺來源。但是由于等待肺移植患者數量巨大,因此目前國際社會上已逐漸允許使用滿足擴展標準的邊緣供體器官,增加了可供移植肺的數量。近年來,越來越多的心臟疾病死亡后捐贈(donation after cardiac death,DCD)納入供體標準,但 DBD 來源與 DCD 來源的供體肺進行肺移植后其生存率是否有差異,是目前肺移植領域一直探討研究的熱點。Costa 等[11]比較了 46 例 DCD 供體移植(73 例 DCD 供體中有 44 例適合肺移植)和 237 例 DBD 供體移植的結果,發現 DCD 與 DBD 來源肺移植的 PGD 和生存率相當。Ruttens 等[12]的一項回顧性研究納入 59 例 DCD 供體肺移植患者和 331 例 DBD 供體肺移植患者,其總體生存時間、術后帶管時間、ICU 駐留時間、住院時間及 PGD 評分差異均無統計學意義。活體供體肺移植(living-donor lobar lung transplantation,LDLLT)進一步增加了供肺來源,LDLLT 是指由健康的成年人自愿捐獻部分肺葉作為終末期肺疾病患者的供肺來源。LDLLT 最初是在美國進行的[13],目前國際上活體肺捐贈的案例也越來越多。但是由于 LDLLT 進行的是肺葉移植,若移植肺葉較小,移植后肺動脈高壓和肺水腫的發病率較高;若移植肺葉較大,移植后可能導致高氣道阻力、肺不張和血流動力學不穩定,因此供體和受體的大小匹配度在 LDLLT 中是非常重要的[14]。未來如何擴大供體肺來源,已經成為全球范圍內關注的問題。
2 肺移植的麻醉管理
2.1 麻醉誘導及術中液體管理
我們建議進行肺移植的患者選擇靶控輸注(target-controlled infusion,TCI)平衡誘導,及時通過調整靶濃度來控制麻醉深度,根據循環情況及時使用血管活性藥及正性肌力藥,保證患者循環平穩、通氣順利。由于肺移植患者術中對液體的要求具有高敏感性及限制性,前負荷最適化是管理術中血流動力的基礎。移植肺復張性損傷、缺血-再灌注微血管漏及缺乏淋巴引流都易發生低壓性肺水腫,因此應進行限制性輸液管理。有研究[15]顯示術中需謹慎使用膠體,膠體使用量與早期移植肺功能呈負相關,大量輸注可導致術后移植肺功能不佳和延遲氣管拔管,術中應根據血紅蛋白含量(建議>80 g/dL)輸注血液制品,適當使用利尿劑以維持足夠的尿量。
2.2 氣道管理
終末期肺疾病患者基本喪失肺功能,患者入室后應及時給予面罩吸氧,需警惕過度通氣的發生。COPD 患者極易發生過度通氣,允許性高碳酸血癥及肺保護性通氣策略是通氣管理的重點。肺隔離選用的工具包括雙腔氣管導管、支氣管堵塞導管及單腔支氣管導管[16]。目前肺移植常用的是雙腔氣管導管和支氣管堵塞導管,根據移植肺情況選擇隔離左側肺還是右側肺,但單肺通氣仍面臨著諸如氧合、通氣、分泌物、氣道壓及術野暴露等較多困難[17],移植肺再灌注時應限制氣道峰壓采用壓控通氣,潮氣量(VT)6 mL/kg,中等呼氣末正壓(PEEP)5~10 cm H2O,吸入氣氧濃度分數(FiO2)30%~50%。
2.3 術中重要階段管理
肺移植的重要階段包括肺動脈結扎、支氣管開放、肺靜脈開放及肺動脈開放后移植肺再灌注四個階段[18]。(1)肺動脈結扎致急性肺動脈高壓和右心功能不全的處理:術前充分評估,對于合并肺動脈高壓及右心功能不全的患者,在完全結扎肺動脈前應嘗試阻斷肺動脈,通過經食管超聲心動圖(TEE)快速評估右心功能,關注肺動脈導管位置、混合靜脈血氧飽和度及右室射血分數,并持續監測心輸出量,避免諸如低氧、淺麻醉、縮血管藥物、高 CO2 及酸血癥等可能引起肺血管收縮的因素出現,必要時給予肺血管擴張藥物:硝普鈉 0.2~2 μg/(kg·min),前列環素 2~15 ng/(kg·min)以及增加吸入麻醉藥七氟烷的濃度;根據右心功能,給予正性肌力藥:腎上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),米力農 0.125~0.375 μg/(kg·min)及吸入 NO 20~40 ppm,TEE 評估右心功能無反應或加重應持續靜脈泵注去甲腎上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),如果此時仍無反應或繼續加重應及時建立體外膜肺氧合(ECMO)。(2)支氣管開放期:本階段應使用纖維支氣管鏡評估吻合口的相關情況,吸引支氣管內的積血及氣道分泌物。(3)肺靜脈開放期:本階段重要的是利用 TEE 監測肺靜脈血流速度,判斷有無肺靜脈狹窄。(4)肺動脈開放及移植肺再灌注期:本階段應當關注肺動脈內氣體情況,利用 TEE 協助外科醫師進行肺動脈排氣并靜脈給予一定劑量甲基強的松龍,移植肺再灌注時由于移植肺保存液和炎癥介質釋放進入體循環,容易導致低血壓,因此應當緩慢開放肺動脈,同時采用壓控通氣,VT 6 mL/kg,中等 PEEP 5~10 cm H2O,FiO2 30%~50%。
2.4 術后疼痛管理
術后疼痛嚴重影響患者的呼吸和循環,術后移植肺代償功能恢復不完全,肺活量和功能殘氣量下降,肺內分流增加,易發生低氧血癥,因此術后的疼痛管理對于早期康復至關重要,肋間神經冷凍、靜脈自控鎮痛泵及胸椎旁神經阻滯等均可應用于肺移植患者[19]。
3 ECMO 在肺移植中的應用
3.1 肺移植應用 ECMO 的優勢及術中循環支持
體外生命支持(ECLS)包括體外循環(CPB)及 ECMO,是肺移植心肺支持最常見的治療方式,一般情況下 ECLS 是在選擇性基礎上建立的。理論上,使用動-靜脈或靜-靜脈建立循環的 ECMO 的優點是體積小,不需要空氣-血液相互接觸以及打開心臟建立循環,因此降低了對抗凝的需求,并可減少凝血障礙和全身炎癥反應。在心臟手術過程中,與傳統 CPB 相比,ECMO 降低了肌鈣蛋白的峰值及神經損傷發生率[20]。研究[21]發現 ECMO 在術中和移植后早期預后方面都比 CPB 有明顯優勢,術中 ECMO 支持的肺移植患者機械通氣時間、ICU 和住院時間較短,圍手術期需要更少的血液制品,ECMO 可能被認為是肺移植術中心肺支持的首選。ECMO 不僅可作為血流動力的支持,還可避免缺氧、高碳酸血癥、酸中毒、肺動脈阻力增加及右心心力衰竭的發生。在邊緣供體肺中 ECMO 可降低氣道壓力、肺血管阻力,采用低氧含量及小潮氣量機械通氣,降低呼吸機所致肺損傷,從而提高諸如缺血性供體肺的移植質量。肺動脈的阻斷及開放是手術過程中極為重要的環節,肺動脈阻斷對術前合并肺動脈高壓及右心功能不全的患者來說可能是致命的,阻斷肺動脈后右心功能衰竭,血管活性藥及正性肌力藥無法糾正的情況下,ECMO 的建立將會是保證患者生命安全及手術繼續進行的唯一決策;肺動脈開放移植肺再灌注時由于移植肺保存液和炎癥介質釋放進入體循環容易導致低血壓,因此在 ECMO 控制下可以緩慢再灌注,減輕移植肺的再灌注損傷。
3.2 應用 ECMO 橋接肺移植
肺受者的優先移植是基于臨床嚴重程度進行的。然而,許多患者在等待肺源的窗口期病情惡化,開始依賴呼吸機支持,越來越多患者的病情進展超出了常規機械通氣或藥物支持的能力,這促使了使用機械支持作為“橋梁”直到找到合適的供肺。20 多年前,機械支持被認為是肺移植的禁忌證,因為早期使用機械支持致肺移植效果不佳,這與溶血、感染、出血和血流動力學不穩定等諸多因素有關[22]。然而隨著 ECMO 應用于肺移植術后 PGD 治療效果的改善,ECMO 在移植前的應用重新得到關注[23]。ECMO 等體外循環技術的使用使肺休息策略和心血管循環支持比其它任何方法都更具可實施性,根據插管技術的選擇,ECMO 可以提供單純的呼吸支持、右室-呼吸支持和完整的心肺支持,ECMO 已越來越多地被用作一種搶救治療,用于呼吸衰竭和嚴重難治性心源性休克的康復或肺移植橋接[24]。多中心體外生命支持組織(ELSO)發布的指南[25]提出 ECMO 的適應證:當死亡風險為 80% 或更高時;可逆轉的低氧性呼吸衰竭;在高原高壓條件下行機械通氣 CO2 潴留者;而避免氣管插管作為肺移植的過度橋梁成為了新的 ECMO 適應證。Hayanga 等[26]分析了近年來接受肺移植的 12 458 例成年患者的數據,其中通過 ECMO 橋接進行肺移植的患者 119 例,沒有進行橋接的患者 12 339 例,研究分為四個時間段,采用 Kaplan-Meier 分析比較兩組患者 1 年生存率,結果顯示經 ECMO 橋接的 1 年生存率明顯較低:25.0% vs. 81.0%;然而,隨著時間的推移,生存率逐漸變為 47.1% vs. 84.2% 和 74.4% vs. 85.7%,通過體外 ECMO 橋接的患者數量也逐漸增加。有研究[27]也表明使用機械通氣或移植前使用 ECMO 橋接肺移植患者的預后通常比不需要此類支持的患者差。雖然結果如此,但 ECMO 可能是維持患者生存的唯一手段。在過去 20 年中,隨著 ECMO 使用的不斷增加,橋接患者的生存率也相應提高。越來越多的證據表明,當代 ECMO 的療效和安全性得到了提高,進一步鞏固了其作為終末期肺部疾病治療和肺移植橋梁的地位[28],也是支持受者通過肺移植窗口期的重要策略[29]。
4 肺移植的挑戰及展望
肺移植可以改善終末期肺病患者的生活質量,延長生存期,在過去幾十年里,雖然肺移植在基礎科學和臨床研究方面都有了許多進展,然而,要提高移植后的生存率,還必須克服包括如何成功完成肺移植、擴大肺供體庫、誘導耐受、預防移植后并發癥、PGD、細胞和抗體介導的排斥反應以及感染等在內的諸多挑戰。移植后的長期生存受到慢性排斥反應(chronic rejection,CR)的影響,CR 的治療在很大程度上是不理想的,肺移植后的 5 年內,45% 的患者受 CR 影響,這是實體器官移植中發病率最高的,是移植后晚期死亡的主要原因,這使得 CR 的預防成為重要且具有挑戰性的工作[30]。感染在肺移植術后發生率較高,并對患者肺功能和生存造成負面影響。有研究[4]發現移植物肺部感染的類型有時間順序:術后第 1 個月最常見的感染源是細菌,之后常見的是巨細胞病毒和卡氏肺囊蟲,由于真菌感染與支氣管并發癥和高死亡率有關,因此早期發現和治療感染尤為重要,但也充滿了挑戰。國際上最新的肺移植進展對移植前和移植手術提出了 14 個臨床問題,這也將是未來肺移植領域亟待解決的問題:(1)虛弱程度是否應包括在確定資格或計算肺分配評分之內?(2)對于肺移植適應人群是否應該有一個絕對的年齡上限?(3)BMI 到底有多重要?(4)術后檢查或治療胃食管反流的最佳方法是什么?(5)如何優化致敏前受體的效果?(6)哪些患者應該接受 ECLS(如 ECMO)作為移植的橋梁?(7)是否所有移植中心都能夠提供或使用體外肺灌注(EVLP)?(8)EVLP 如何應用于邊緣供體肺?(9)對于特殊的病種什么手術是最好的?(10)肺移植時是否應該恢復支氣管動脈循環?(11)術中 ECMO 支持優于 CPB 嗎?(12)移植前進行人白細胞抗原(HLA)匹配的最佳方法是什么?(13)肺移植后進行與生活相關活動的最佳方法是什么?(14)何時可以安全地同時進行多器官移植(心肺、肺肝和肺腎)?[31]。但是隨著國際范圍內肺移植研究的深入,未來肺移植領域將會有更多的機遇與挑戰,也將會有更多的終末期肺疾病患者通過肺移植途徑受益。
利益沖突:無。
1 肺移植現狀、適應人群及供肺來源
1.1 肺移植現狀
肺移植是改善終末期肺疾病患者生活質量和延長生存期的有效治療手段,在過去幾十年里,其在基礎科學和臨床研究方面都取得了巨大進展[1]。一份收集全球 134 個國際肺移植中心數據的報告顯示,每年全球范圍內肺移植手術已多達 4 000 余例,其中 75% 是雙肺移植;從 1995 ~ 2018 年有接近 60 000 多例肺移植手術,其中慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)和 α1-抗胰蛋白酶缺乏癥患者 36.5%,包括特發性肺纖維(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)在內的間質性肺疾病患者 29.7%,肺囊性纖維化(pulmonary cystic fibrosis,CF)患者 15.8%,肺囊性纖維化性支氣管擴張患者 2.7%,肺動脈高壓患者 4.4%,再移植患者 4.1%,結節病(lymphangioleiomyomatosis,LAM)和閉塞性細支氣管炎等罕見疾病患者 6.8%[2]。相對于其它實體器官移植,肺移植后的死亡率較高,并且供體肺的可獲得性有限。最新報道肺移植的中位生存期為 5.8 年,但有潛在肺部疾病的患者中位生存期差異很大,從再次移植后的 2.8 年到 CF 的 8.9 年不等[2]。美國肺分配評分系統建議老年和重癥患者優先接受肺移植,參照肺分配評分系統的肺移植也極大地改善了晚期肺部疾病患者的健康相關生活質量(health-related quality of life,HRQL)[3]。有研究[4]對 13 040 例肺移植術后患者的生存效益進行分析,研究受體、供體和移植中心特征對移植相對生存期的影響,結果發現 73.8% 的患者通過肺移植可以獲得 2 年的生存期;COPD 和 CF 終末期接受肺移植患者 2 年生存期為 98.9%;肺分配評分低于 32.5 分和肺分配評分超過 40 分的肺移植患者其 2 年生存期分別為 6.8% 和 99.9%;因此研究者認為較高的肺分配評分、患有局限性肺疾病及 CF 的患者接受肺移植的潛在獲益最大。關于供體患有高鈉血癥與受體存活率降低是否有關,研究者[5]將供體分為正常鈉(鈉<145 mmol/L)、中度高鈉(鈉 145 ~ 154 mmol/L)、重度高鈉(鈉≥155 mmol/L)三組,結果發現三組間基本特征差異無統計學意義,各組機械通氣時間相似,重度原發性移植物功能障礙(primary graft dysfunction,PGD)在三組間差異無統計學意義,供體高鈉血癥與移植物存活無關。
1.2 肺移植適應人群選擇
由于肺移植手術的特殊性及供體的限制性,肺移植的適應證及禁忌證都是移植團隊需要考慮的問題。近期在國際心臟和肺移植協會(The International Society of Heart and Lung Transplantation,ISHLT)的支持下,Weill 等[6]對一份如何選擇肺移植適應人群的共識進行了更新,其中一項是將接受肺移植患者的年齡≤65 歲更改為≤75 歲。肺移植的其它適應證包括:如果不進行肺移植,2 年內死亡的風險>50%;肺移植后生存期至少 90 d 的可能性>80%;移植后 5 年生存率>80%;無其它有效治療方案[7]。絕對禁忌證包括:近期惡性腫瘤史;其它主要器官系統(如心臟、肝臟、腎臟或大腦)存在無法治療的嚴重功能障礙,除非能進行聯合器官移植,但據報道 CF 患者進行肝-肺聯合移植的生存率與只進行肺移植的生存率相當[8];未經治療的動脈粥樣硬化性疾病;懷疑或確診存在終末期器官缺血、功能障礙或冠狀動脈疾病,且不適合進行血運重建;無法改善的凝血功能障礙,且具有嚴重的出血傾向;移植前存在控制不良的高毒性或耐藥微生物的慢性感染[9];具有充足的證據顯示感染結核桿菌;移植時造成嚴重限制的胸壁或脊柱畸形;體重指數(body mass index,BMI)≥35.0 kg/m2;運動功能嚴重受限,康復能力差。
1.3 供肺來源
所有進行器官移植的國家,對移植器官的需求遠遠超過了現有的器官數量。目前的研究顯示全世界大約有 170 萬人需要進行實體器官移植[10]。目前國際范圍內供體肺來源主要為腦死亡患者,理想狀態下,腦死亡后捐獻(donation after brain death,DBD)供體是傳統的和最大的供體肺來源。但是由于等待肺移植患者數量巨大,因此目前國際社會上已逐漸允許使用滿足擴展標準的邊緣供體器官,增加了可供移植肺的數量。近年來,越來越多的心臟疾病死亡后捐贈(donation after cardiac death,DCD)納入供體標準,但 DBD 來源與 DCD 來源的供體肺進行肺移植后其生存率是否有差異,是目前肺移植領域一直探討研究的熱點。Costa 等[11]比較了 46 例 DCD 供體移植(73 例 DCD 供體中有 44 例適合肺移植)和 237 例 DBD 供體移植的結果,發現 DCD 與 DBD 來源肺移植的 PGD 和生存率相當。Ruttens 等[12]的一項回顧性研究納入 59 例 DCD 供體肺移植患者和 331 例 DBD 供體肺移植患者,其總體生存時間、術后帶管時間、ICU 駐留時間、住院時間及 PGD 評分差異均無統計學意義。活體供體肺移植(living-donor lobar lung transplantation,LDLLT)進一步增加了供肺來源,LDLLT 是指由健康的成年人自愿捐獻部分肺葉作為終末期肺疾病患者的供肺來源。LDLLT 最初是在美國進行的[13],目前國際上活體肺捐贈的案例也越來越多。但是由于 LDLLT 進行的是肺葉移植,若移植肺葉較小,移植后肺動脈高壓和肺水腫的發病率較高;若移植肺葉較大,移植后可能導致高氣道阻力、肺不張和血流動力學不穩定,因此供體和受體的大小匹配度在 LDLLT 中是非常重要的[14]。未來如何擴大供體肺來源,已經成為全球范圍內關注的問題。
2 肺移植的麻醉管理
2.1 麻醉誘導及術中液體管理
我們建議進行肺移植的患者選擇靶控輸注(target-controlled infusion,TCI)平衡誘導,及時通過調整靶濃度來控制麻醉深度,根據循環情況及時使用血管活性藥及正性肌力藥,保證患者循環平穩、通氣順利。由于肺移植患者術中對液體的要求具有高敏感性及限制性,前負荷最適化是管理術中血流動力的基礎。移植肺復張性損傷、缺血-再灌注微血管漏及缺乏淋巴引流都易發生低壓性肺水腫,因此應進行限制性輸液管理。有研究[15]顯示術中需謹慎使用膠體,膠體使用量與早期移植肺功能呈負相關,大量輸注可導致術后移植肺功能不佳和延遲氣管拔管,術中應根據血紅蛋白含量(建議>80 g/dL)輸注血液制品,適當使用利尿劑以維持足夠的尿量。
2.2 氣道管理
終末期肺疾病患者基本喪失肺功能,患者入室后應及時給予面罩吸氧,需警惕過度通氣的發生。COPD 患者極易發生過度通氣,允許性高碳酸血癥及肺保護性通氣策略是通氣管理的重點。肺隔離選用的工具包括雙腔氣管導管、支氣管堵塞導管及單腔支氣管導管[16]。目前肺移植常用的是雙腔氣管導管和支氣管堵塞導管,根據移植肺情況選擇隔離左側肺還是右側肺,但單肺通氣仍面臨著諸如氧合、通氣、分泌物、氣道壓及術野暴露等較多困難[17],移植肺再灌注時應限制氣道峰壓采用壓控通氣,潮氣量(VT)6 mL/kg,中等呼氣末正壓(PEEP)5~10 cm H2O,吸入氣氧濃度分數(FiO2)30%~50%。
2.3 術中重要階段管理
肺移植的重要階段包括肺動脈結扎、支氣管開放、肺靜脈開放及肺動脈開放后移植肺再灌注四個階段[18]。(1)肺動脈結扎致急性肺動脈高壓和右心功能不全的處理:術前充分評估,對于合并肺動脈高壓及右心功能不全的患者,在完全結扎肺動脈前應嘗試阻斷肺動脈,通過經食管超聲心動圖(TEE)快速評估右心功能,關注肺動脈導管位置、混合靜脈血氧飽和度及右室射血分數,并持續監測心輸出量,避免諸如低氧、淺麻醉、縮血管藥物、高 CO2 及酸血癥等可能引起肺血管收縮的因素出現,必要時給予肺血管擴張藥物:硝普鈉 0.2~2 μg/(kg·min),前列環素 2~15 ng/(kg·min)以及增加吸入麻醉藥七氟烷的濃度;根據右心功能,給予正性肌力藥:腎上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),米力農 0.125~0.375 μg/(kg·min)及吸入 NO 20~40 ppm,TEE 評估右心功能無反應或加重應持續靜脈泵注去甲腎上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),如果此時仍無反應或繼續加重應及時建立體外膜肺氧合(ECMO)。(2)支氣管開放期:本階段應使用纖維支氣管鏡評估吻合口的相關情況,吸引支氣管內的積血及氣道分泌物。(3)肺靜脈開放期:本階段重要的是利用 TEE 監測肺靜脈血流速度,判斷有無肺靜脈狹窄。(4)肺動脈開放及移植肺再灌注期:本階段應當關注肺動脈內氣體情況,利用 TEE 協助外科醫師進行肺動脈排氣并靜脈給予一定劑量甲基強的松龍,移植肺再灌注時由于移植肺保存液和炎癥介質釋放進入體循環,容易導致低血壓,因此應當緩慢開放肺動脈,同時采用壓控通氣,VT 6 mL/kg,中等 PEEP 5~10 cm H2O,FiO2 30%~50%。
2.4 術后疼痛管理
術后疼痛嚴重影響患者的呼吸和循環,術后移植肺代償功能恢復不完全,肺活量和功能殘氣量下降,肺內分流增加,易發生低氧血癥,因此術后的疼痛管理對于早期康復至關重要,肋間神經冷凍、靜脈自控鎮痛泵及胸椎旁神經阻滯等均可應用于肺移植患者[19]。
3 ECMO 在肺移植中的應用
3.1 肺移植應用 ECMO 的優勢及術中循環支持
體外生命支持(ECLS)包括體外循環(CPB)及 ECMO,是肺移植心肺支持最常見的治療方式,一般情況下 ECLS 是在選擇性基礎上建立的。理論上,使用動-靜脈或靜-靜脈建立循環的 ECMO 的優點是體積小,不需要空氣-血液相互接觸以及打開心臟建立循環,因此降低了對抗凝的需求,并可減少凝血障礙和全身炎癥反應。在心臟手術過程中,與傳統 CPB 相比,ECMO 降低了肌鈣蛋白的峰值及神經損傷發生率[20]。研究[21]發現 ECMO 在術中和移植后早期預后方面都比 CPB 有明顯優勢,術中 ECMO 支持的肺移植患者機械通氣時間、ICU 和住院時間較短,圍手術期需要更少的血液制品,ECMO 可能被認為是肺移植術中心肺支持的首選。ECMO 不僅可作為血流動力的支持,還可避免缺氧、高碳酸血癥、酸中毒、肺動脈阻力增加及右心心力衰竭的發生。在邊緣供體肺中 ECMO 可降低氣道壓力、肺血管阻力,采用低氧含量及小潮氣量機械通氣,降低呼吸機所致肺損傷,從而提高諸如缺血性供體肺的移植質量。肺動脈的阻斷及開放是手術過程中極為重要的環節,肺動脈阻斷對術前合并肺動脈高壓及右心功能不全的患者來說可能是致命的,阻斷肺動脈后右心功能衰竭,血管活性藥及正性肌力藥無法糾正的情況下,ECMO 的建立將會是保證患者生命安全及手術繼續進行的唯一決策;肺動脈開放移植肺再灌注時由于移植肺保存液和炎癥介質釋放進入體循環容易導致低血壓,因此在 ECMO 控制下可以緩慢再灌注,減輕移植肺的再灌注損傷。
3.2 應用 ECMO 橋接肺移植
肺受者的優先移植是基于臨床嚴重程度進行的。然而,許多患者在等待肺源的窗口期病情惡化,開始依賴呼吸機支持,越來越多患者的病情進展超出了常規機械通氣或藥物支持的能力,這促使了使用機械支持作為“橋梁”直到找到合適的供肺。20 多年前,機械支持被認為是肺移植的禁忌證,因為早期使用機械支持致肺移植效果不佳,這與溶血、感染、出血和血流動力學不穩定等諸多因素有關[22]。然而隨著 ECMO 應用于肺移植術后 PGD 治療效果的改善,ECMO 在移植前的應用重新得到關注[23]。ECMO 等體外循環技術的使用使肺休息策略和心血管循環支持比其它任何方法都更具可實施性,根據插管技術的選擇,ECMO 可以提供單純的呼吸支持、右室-呼吸支持和完整的心肺支持,ECMO 已越來越多地被用作一種搶救治療,用于呼吸衰竭和嚴重難治性心源性休克的康復或肺移植橋接[24]。多中心體外生命支持組織(ELSO)發布的指南[25]提出 ECMO 的適應證:當死亡風險為 80% 或更高時;可逆轉的低氧性呼吸衰竭;在高原高壓條件下行機械通氣 CO2 潴留者;而避免氣管插管作為肺移植的過度橋梁成為了新的 ECMO 適應證。Hayanga 等[26]分析了近年來接受肺移植的 12 458 例成年患者的數據,其中通過 ECMO 橋接進行肺移植的患者 119 例,沒有進行橋接的患者 12 339 例,研究分為四個時間段,采用 Kaplan-Meier 分析比較兩組患者 1 年生存率,結果顯示經 ECMO 橋接的 1 年生存率明顯較低:25.0% vs. 81.0%;然而,隨著時間的推移,生存率逐漸變為 47.1% vs. 84.2% 和 74.4% vs. 85.7%,通過體外 ECMO 橋接的患者數量也逐漸增加。有研究[27]也表明使用機械通氣或移植前使用 ECMO 橋接肺移植患者的預后通常比不需要此類支持的患者差。雖然結果如此,但 ECMO 可能是維持患者生存的唯一手段。在過去 20 年中,隨著 ECMO 使用的不斷增加,橋接患者的生存率也相應提高。越來越多的證據表明,當代 ECMO 的療效和安全性得到了提高,進一步鞏固了其作為終末期肺部疾病治療和肺移植橋梁的地位[28],也是支持受者通過肺移植窗口期的重要策略[29]。
4 肺移植的挑戰及展望
肺移植可以改善終末期肺病患者的生活質量,延長生存期,在過去幾十年里,雖然肺移植在基礎科學和臨床研究方面都有了許多進展,然而,要提高移植后的生存率,還必須克服包括如何成功完成肺移植、擴大肺供體庫、誘導耐受、預防移植后并發癥、PGD、細胞和抗體介導的排斥反應以及感染等在內的諸多挑戰。移植后的長期生存受到慢性排斥反應(chronic rejection,CR)的影響,CR 的治療在很大程度上是不理想的,肺移植后的 5 年內,45% 的患者受 CR 影響,這是實體器官移植中發病率最高的,是移植后晚期死亡的主要原因,這使得 CR 的預防成為重要且具有挑戰性的工作[30]。感染在肺移植術后發生率較高,并對患者肺功能和生存造成負面影響。有研究[4]發現移植物肺部感染的類型有時間順序:術后第 1 個月最常見的感染源是細菌,之后常見的是巨細胞病毒和卡氏肺囊蟲,由于真菌感染與支氣管并發癥和高死亡率有關,因此早期發現和治療感染尤為重要,但也充滿了挑戰。國際上最新的肺移植進展對移植前和移植手術提出了 14 個臨床問題,這也將是未來肺移植領域亟待解決的問題:(1)虛弱程度是否應包括在確定資格或計算肺分配評分之內?(2)對于肺移植適應人群是否應該有一個絕對的年齡上限?(3)BMI 到底有多重要?(4)術后檢查或治療胃食管反流的最佳方法是什么?(5)如何優化致敏前受體的效果?(6)哪些患者應該接受 ECLS(如 ECMO)作為移植的橋梁?(7)是否所有移植中心都能夠提供或使用體外肺灌注(EVLP)?(8)EVLP 如何應用于邊緣供體肺?(9)對于特殊的病種什么手術是最好的?(10)肺移植時是否應該恢復支氣管動脈循環?(11)術中 ECMO 支持優于 CPB 嗎?(12)移植前進行人白細胞抗原(HLA)匹配的最佳方法是什么?(13)肺移植后進行與生活相關活動的最佳方法是什么?(14)何時可以安全地同時進行多器官移植(心肺、肺肝和肺腎)?[31]。但是隨著國際范圍內肺移植研究的深入,未來肺移植領域將會有更多的機遇與挑戰,也將會有更多的終末期肺疾病患者通過肺移植途徑受益。
利益沖突:無。