肺移植是终末期肺疾病患者唯一的治疗手段,该领域也是目前国际范围内的研究热点。相关研究既促进了肺移植的进步与发展,也改善了移植后患者的生活质量。随着肺移植技术的发展,适应人群相关指南不断修订,供体肺来源也一直是所有移植中心亟待解决的问题。移植期的规范化管理涉及麻醉诱导、术中液体管理、气道管理、重要步骤的处理及术后疼痛管理等方面。体外生命支持(ECLS)包括体外循环(CPB)及体外膜肺氧合(ECMO)。随着 ECLS 技术的发展,ECMO 作为肺移植桥梁在术中及术后循环支持中的优更加突出,帮助受体患者顺利度过肺移植窗口期。虽然肺移植在基础科学和临床研究方面都有许多进展,但要提高移植后的生存率,还须克服包括如何成功完成肺移植、扩大肺供体库、诱导耐受、预防移植后并发症、原发性移植物功能障碍(PGD)、细胞和抗体介导的排斥反应以及感染等在内的诸多问题。
引用本文: 徐龙明, 左云霞, 林一丹. 肺移植研究现状及移植期的规范化管理. 中国胸心血管外科临床杂志, 2020, 27(2): 209-213. doi: 10.7507/1007-4848.201907022 复制
1 肺移植现状、适应人群及供肺来源
1.1 肺移植现状
肺移植是改善终末期肺疾病患者生活质量和延长生存期的有效治疗手段,在过去几十年里,其在基础科学和临床研究方面都取得了巨大进展[1]。一份收集全球 134 个国际肺移植中心数据的报告显示,每年全球范围内肺移植手术已多达 4 000 余例,其中 75% 是双肺移植;从 1995 ~ 2018 年有接近 60 000 多例肺移植手术,其中慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)和 α1-抗胰蛋白酶缺乏症患者 36.5%,包括特发性肺纤维(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)在内的间质性肺疾病患者 29.7%,肺囊性纤维化(pulmonary cystic fibrosis,CF)患者 15.8%,肺囊性纤维化性支气管扩张患者 2.7%,肺动脉高压患者 4.4%,再移植患者 4.1%,结节病(lymphangioleiomyomatosis,LAM)和闭塞性细支气管炎等罕见疾病患者 6.8%[2]。相对于其它实体器官移植,肺移植后的死亡率较高,并且供体肺的可获得性有限。最新报道肺移植的中位生存期为 5.8 年,但有潜在肺部疾病的患者中位生存期差异很大,从再次移植后的 2.8 年到 CF 的 8.9 年不等[2]。美国肺分配评分系统建议老年和重症患者优先接受肺移植,参照肺分配评分系统的肺移植也极大地改善了晚期肺部疾病患者的健康相关生活质量(health-related quality of life,HRQL)[3]。有研究[4]对 13 040 例肺移植术后患者的生存效益进行分析,研究受体、供体和移植中心特征对移植相对生存期的影响,结果发现 73.8% 的患者通过肺移植可以获得 2 年的生存期;COPD 和 CF 终末期接受肺移植患者 2 年生存期为 98.9%;肺分配评分低于 32.5 分和肺分配评分超过 40 分的肺移植患者其 2 年生存期分别为 6.8% 和 99.9%;因此研究者认为较高的肺分配评分、患有局限性肺疾病及 CF 的患者接受肺移植的潜在获益最大。关于供体患有高钠血症与受体存活率降低是否有关,研究者[5]将供体分为正常钠(钠<145 mmol/L)、中度高钠(钠 145 ~ 154 mmol/L)、重度高钠(钠≥155 mmol/L)三组,结果发现三组间基本特征差异无统计学意义,各组机械通气时间相似,重度原发性移植物功能障碍(primary graft dysfunction,PGD)在三组间差异无统计学意义,供体高钠血症与移植物存活无关。
1.2 肺移植适应人群选择
由于肺移植手术的特殊性及供体的限制性,肺移植的适应证及禁忌证都是移植团队需要考虑的问题。近期在国际心脏和肺移植协会(The International Society of Heart and Lung Transplantation,ISHLT)的支持下,Weill 等[6]对一份如何选择肺移植适应人群的共识进行了更新,其中一项是将接受肺移植患者的年龄≤65 岁更改为≤75 岁。肺移植的其它适应证包括:如果不进行肺移植,2 年内死亡的风险>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%;无其它有效治疗方案[7]。绝对禁忌证包括:近期恶性肿瘤史;其它主要器官系统(如心脏、肝脏、肾脏或大脑)存在无法治疗的严重功能障碍,除非能进行联合器官移植,但据报道 CF 患者进行肝-肺联合移植的生存率与只进行肺移植的生存率相当[8];未经治疗的动脉粥样硬化性疾病;怀疑或确诊存在终末期器官缺血、功能障碍或冠状动脉疾病,且不适合进行血运重建;无法改善的凝血功能障碍,且具有严重的出血倾向;移植前存在控制不良的高毒性或耐药微生物的慢性感染[9];具有充足的证据显示感染结核杆菌;移植时造成严重限制的胸壁或脊柱畸形;体重指数(body mass index,BMI)≥35.0 kg/m2;运动功能严重受限,康复能力差。
1.3 供肺来源
所有进行器官移植的国家,对移植器官的需求远远超过了现有的器官数量。目前的研究显示全世界大约有 170 万人需要进行实体器官移植[10]。目前国际范围内供体肺来源主要为脑死亡患者,理想状态下,脑死亡后捐献(donation after brain death,DBD)供体是传统的和最大的供体肺来源。但是由于等待肺移植患者数量巨大,因此目前国际社会上已逐渐允许使用满足扩展标准的边缘供体器官,增加了可供移植肺的数量。近年来,越来越多的心脏疾病死亡后捐赠(donation after cardiac death,DCD)纳入供体标准,但 DBD 来源与 DCD 来源的供体肺进行肺移植后其生存率是否有差异,是目前肺移植领域一直探讨研究的热点。Costa 等[11]比较了 46 例 DCD 供体移植(73 例 DCD 供体中有 44 例适合肺移植)和 237 例 DBD 供体移植的结果,发现 DCD 与 DBD 来源肺移植的 PGD 和生存率相当。Ruttens 等[12]的一项回顾性研究纳入 59 例 DCD 供体肺移植患者和 331 例 DBD 供体肺移植患者,其总体生存时间、术后带管时间、ICU 驻留时间、住院时间及 PGD 评分差异均无统计学意义。活体供体肺移植(living-donor lobar lung transplantation,LDLLT)进一步增加了供肺来源,LDLLT 是指由健康的成年人自愿捐献部分肺叶作为终末期肺疾病患者的供肺来源。LDLLT 最初是在美国进行的[13],目前国际上活体肺捐赠的案例也越来越多。但是由于 LDLLT 进行的是肺叶移植,若移植肺叶较小,移植后肺动脉高压和肺水肿的发病率较高;若移植肺叶较大,移植后可能导致高气道阻力、肺不张和血流动力学不稳定,因此供体和受体的大小匹配度在 LDLLT 中是非常重要的[14]。未来如何扩大供体肺来源,已经成为全球范围内关注的问题。
2 肺移植的麻醉管理
2.1 麻醉诱导及术中液体管理
我们建议进行肺移植的患者选择靶控输注(target-controlled infusion,TCI)平衡诱导,及时通过调整靶浓度来控制麻醉深度,根据循环情况及时使用血管活性药及正性肌力药,保证患者循环平稳、通气顺利。由于肺移植患者术中对液体的要求具有高敏感性及限制性,前负荷最适化是管理术中血流动力的基础。移植肺复张性损伤、缺血-再灌注微血管漏及缺乏淋巴引流都易发生低压性肺水肿,因此应进行限制性输液管理。有研究[15]显示术中需谨慎使用胶体,胶体使用量与早期移植肺功能呈负相关,大量输注可导致术后移植肺功能不佳和延迟气管拔管,术中应根据血红蛋白含量(建议>80 g/dL)输注血液制品,适当使用利尿剂以维持足够的尿量。
2.2 气道管理
终末期肺疾病患者基本丧失肺功能,患者入室后应及时给予面罩吸氧,需警惕过度通气的发生。COPD 患者极易发生过度通气,允许性高碳酸血症及肺保护性通气策略是通气管理的重点。肺隔离选用的工具包括双腔气管导管、支气管堵塞导管及单腔支气管导管[16]。目前肺移植常用的是双腔气管导管和支气管堵塞导管,根据移植肺情况选择隔离左侧肺还是右侧肺,但单肺通气仍面临着诸如氧合、通气、分泌物、气道压及术野暴露等较多困难[17],移植肺再灌注时应限制气道峰压采用压控通气,潮气量(VT)6 mL/kg,中等呼气末正压(PEEP)5~10 cm H2O,吸入气氧浓度分数(FiO2)30%~50%。
2.3 术中重要阶段管理
肺移植的重要阶段包括肺动脉结扎、支气管开放、肺静脉开放及肺动脉开放后移植肺再灌注四个阶段[18]。(1)肺动脉结扎致急性肺动脉高压和右心功能不全的处理:术前充分评估,对于合并肺动脉高压及右心功能不全的患者,在完全结扎肺动脉前应尝试阻断肺动脉,通过经食管超声心动图(TEE)快速评估右心功能,关注肺动脉导管位置、混合静脉血氧饱和度及右室射血分数,并持续监测心输出量,避免诸如低氧、浅麻醉、缩血管药物、高 CO2 及酸血症等可能引起肺血管收缩的因素出现,必要时给予肺血管扩张药物:硝普钠 0.2~2 μg/(kg·min),前列环素 2~15 ng/(kg·min)以及增加吸入麻醉药七氟烷的浓度;根据右心功能,给予正性肌力药:肾上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),米力农 0.125~0.375 μg/(kg·min)及吸入 NO 20~40 ppm,TEE 评估右心功能无反应或加重应持续静脉泵注去甲肾上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),如果此时仍无反应或继续加重应及时建立体外膜肺氧合(ECMO)。(2)支气管开放期:本阶段应使用纤维支气管镜评估吻合口的相关情况,吸引支气管内的积血及气道分泌物。(3)肺静脉开放期:本阶段重要的是利用 TEE 监测肺静脉血流速度,判断有无肺静脉狭窄。(4)肺动脉开放及移植肺再灌注期:本阶段应当关注肺动脉内气体情况,利用 TEE 协助外科医师进行肺动脉排气并静脉给予一定剂量甲基强的松龙,移植肺再灌注时由于移植肺保存液和炎症介质释放进入体循环,容易导致低血压,因此应当缓慢开放肺动脉,同时采用压控通气,VT 6 mL/kg,中等 PEEP 5~10 cm H2O,FiO2 30%~50%。
2.4 术后疼痛管理
术后疼痛严重影响患者的呼吸和循环,术后移植肺代偿功能恢复不完全,肺活量和功能残气量下降,肺内分流增加,易发生低氧血症,因此术后的疼痛管理对于早期康复至关重要,肋间神经冷冻、静脉自控镇痛泵及胸椎旁神经阻滞等均可应用于肺移植患者[19]。
3 ECMO 在肺移植中的应用
3.1 肺移植应用 ECMO 的优势及术中循环支持
体外生命支持(ECLS)包括体外循环(CPB)及 ECMO,是肺移植心肺支持最常见的治疗方式,一般情况下 ECLS 是在选择性基础上建立的。理论上,使用动-静脉或静-静脉建立循环的 ECMO 的优点是体积小,不需要空气-血液相互接触以及打开心脏建立循环,因此降低了对抗凝的需求,并可减少凝血障碍和全身炎症反应。在心脏手术过程中,与传统 CPB 相比,ECMO 降低了肌钙蛋白的峰值及神经损伤发生率[20]。研究[21]发现 ECMO 在术中和移植后早期预后方面都比 CPB 有明显优势,术中 ECMO 支持的肺移植患者机械通气时间、ICU 和住院时间较短,围手术期需要更少的血液制品,ECMO 可能被认为是肺移植术中心肺支持的首选。ECMO 不仅可作为血流动力的支持,还可避免缺氧、高碳酸血症、酸中毒、肺动脉阻力增加及右心心力衰竭的发生。在边缘供体肺中 ECMO 可降低气道压力、肺血管阻力,采用低氧含量及小潮气量机械通气,降低呼吸机所致肺损伤,从而提高诸如缺血性供体肺的移植质量。肺动脉的阻断及开放是手术过程中极为重要的环节,肺动脉阻断对术前合并肺动脉高压及右心功能不全的患者来说可能是致命的,阻断肺动脉后右心功能衰竭,血管活性药及正性肌力药无法纠正的情况下,ECMO 的建立将会是保证患者生命安全及手术继续进行的唯一决策;肺动脉开放移植肺再灌注时由于移植肺保存液和炎症介质释放进入体循环容易导致低血压,因此在 ECMO 控制下可以缓慢再灌注,减轻移植肺的再灌注损伤。
3.2 应用 ECMO 桥接肺移植
肺受者的优先移植是基于临床严重程度进行的。然而,许多患者在等待肺源的窗口期病情恶化,开始依赖呼吸机支持,越来越多患者的病情进展超出了常规机械通气或药物支持的能力,这促使了使用机械支持作为“桥梁”直到找到合适的供肺。20 多年前,机械支持被认为是肺移植的禁忌证,因为早期使用机械支持致肺移植效果不佳,这与溶血、感染、出血和血流动力学不稳定等诸多因素有关[22]。然而随着 ECMO 应用于肺移植术后 PGD 治疗效果的改善,ECMO 在移植前的应用重新得到关注[23]。ECMO 等体外循环技术的使用使肺休息策略和心血管循环支持比其它任何方法都更具可实施性,根据插管技术的选择,ECMO 可以提供单纯的呼吸支持、右室-呼吸支持和完整的心肺支持,ECMO 已越来越多地被用作一种抢救治疗,用于呼吸衰竭和严重难治性心源性休克的康复或肺移植桥接[24]。多中心体外生命支持组织(ELSO)发布的指南[25]提出 ECMO 的适应证:当死亡风险为 80% 或更高时;可逆转的低氧性呼吸衰竭;在高原高压条件下行机械通气 CO2 潴留者;而避免气管插管作为肺移植的过度桥梁成为了新的 ECMO 适应证。Hayanga 等[26]分析了近年来接受肺移植的 12 458 例成年患者的数据,其中通过 ECMO 桥接进行肺移植的患者 119 例,没有进行桥接的患者 12 339 例,研究分为四个时间段,采用 Kaplan-Meier 分析比较两组患者 1 年生存率,结果显示经 ECMO 桥接的 1 年生存率明显较低:25.0% vs. 81.0%;然而,随着时间的推移,生存率逐渐变为 47.1% vs. 84.2% 和 74.4% vs. 85.7%,通过体外 ECMO 桥接的患者数量也逐渐增加。有研究[27]也表明使用机械通气或移植前使用 ECMO 桥接肺移植患者的预后通常比不需要此类支持的患者差。虽然结果如此,但 ECMO 可能是维持患者生存的唯一手段。在过去 20 年中,随着 ECMO 使用的不断增加,桥接患者的生存率也相应提高。越来越多的证据表明,当代 ECMO 的疗效和安全性得到了提高,进一步巩固了其作为终末期肺部疾病治疗和肺移植桥梁的地位[28],也是支持受者通过肺移植窗口期的重要策略[29]。
4 肺移植的挑战及展望
肺移植可以改善终末期肺病患者的生活质量,延长生存期,在过去几十年里,虽然肺移植在基础科学和临床研究方面都有了许多进展,然而,要提高移植后的生存率,还必须克服包括如何成功完成肺移植、扩大肺供体库、诱导耐受、预防移植后并发症、PGD、细胞和抗体介导的排斥反应以及感染等在内的诸多挑战。移植后的长期生存受到慢性排斥反应(chronic rejection,CR)的影响,CR 的治疗在很大程度上是不理想的,肺移植后的 5 年内,45% 的患者受 CR 影响,这是实体器官移植中发病率最高的,是移植后晚期死亡的主要原因,这使得 CR 的预防成为重要且具有挑战性的工作[30]。感染在肺移植术后发生率较高,并对患者肺功能和生存造成负面影响。有研究[4]发现移植物肺部感染的类型有时间顺序:术后第 1 个月最常见的感染源是细菌,之后常见的是巨细胞病毒和卡氏肺囊虫,由于真菌感染与支气管并发症和高死亡率有关,因此早期发现和治疗感染尤为重要,但也充满了挑战。国际上最新的肺移植进展对移植前和移植手术提出了 14 个临床问题,这也将是未来肺移植领域亟待解决的问题:(1)虚弱程度是否应包括在确定资格或计算肺分配评分之内?(2)对于肺移植适应人群是否应该有一个绝对的年龄上限?(3)BMI 到底有多重要?(4)术后检查或治疗胃食管反流的最佳方法是什么?(5)如何优化致敏前受体的效果?(6)哪些患者应该接受 ECLS(如 ECMO)作为移植的桥梁?(7)是否所有移植中心都能够提供或使用体外肺灌注(EVLP)?(8)EVLP 如何应用于边缘供体肺?(9)对于特殊的病种什么手术是最好的?(10)肺移植时是否应该恢复支气管动脉循环?(11)术中 ECMO 支持优于 CPB 吗?(12)移植前进行人白细胞抗原(HLA)匹配的最佳方法是什么?(13)肺移植后进行与生活相关活动的最佳方法是什么?(14)何时可以安全地同时进行多器官移植(心肺、肺肝和肺肾)?[31]。但是随着国际范围内肺移植研究的深入,未来肺移植领域将会有更多的机遇与挑战,也将会有更多的终末期肺疾病患者通过肺移植途径受益。
利益冲突:无。
1 肺移植现状、适应人群及供肺来源
1.1 肺移植现状
肺移植是改善终末期肺疾病患者生活质量和延长生存期的有效治疗手段,在过去几十年里,其在基础科学和临床研究方面都取得了巨大进展[1]。一份收集全球 134 个国际肺移植中心数据的报告显示,每年全球范围内肺移植手术已多达 4 000 余例,其中 75% 是双肺移植;从 1995 ~ 2018 年有接近 60 000 多例肺移植手术,其中慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)和 α1-抗胰蛋白酶缺乏症患者 36.5%,包括特发性肺纤维(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)在内的间质性肺疾病患者 29.7%,肺囊性纤维化(pulmonary cystic fibrosis,CF)患者 15.8%,肺囊性纤维化性支气管扩张患者 2.7%,肺动脉高压患者 4.4%,再移植患者 4.1%,结节病(lymphangioleiomyomatosis,LAM)和闭塞性细支气管炎等罕见疾病患者 6.8%[2]。相对于其它实体器官移植,肺移植后的死亡率较高,并且供体肺的可获得性有限。最新报道肺移植的中位生存期为 5.8 年,但有潜在肺部疾病的患者中位生存期差异很大,从再次移植后的 2.8 年到 CF 的 8.9 年不等[2]。美国肺分配评分系统建议老年和重症患者优先接受肺移植,参照肺分配评分系统的肺移植也极大地改善了晚期肺部疾病患者的健康相关生活质量(health-related quality of life,HRQL)[3]。有研究[4]对 13 040 例肺移植术后患者的生存效益进行分析,研究受体、供体和移植中心特征对移植相对生存期的影响,结果发现 73.8% 的患者通过肺移植可以获得 2 年的生存期;COPD 和 CF 终末期接受肺移植患者 2 年生存期为 98.9%;肺分配评分低于 32.5 分和肺分配评分超过 40 分的肺移植患者其 2 年生存期分别为 6.8% 和 99.9%;因此研究者认为较高的肺分配评分、患有局限性肺疾病及 CF 的患者接受肺移植的潜在获益最大。关于供体患有高钠血症与受体存活率降低是否有关,研究者[5]将供体分为正常钠(钠<145 mmol/L)、中度高钠(钠 145 ~ 154 mmol/L)、重度高钠(钠≥155 mmol/L)三组,结果发现三组间基本特征差异无统计学意义,各组机械通气时间相似,重度原发性移植物功能障碍(primary graft dysfunction,PGD)在三组间差异无统计学意义,供体高钠血症与移植物存活无关。
1.2 肺移植适应人群选择
由于肺移植手术的特殊性及供体的限制性,肺移植的适应证及禁忌证都是移植团队需要考虑的问题。近期在国际心脏和肺移植协会(The International Society of Heart and Lung Transplantation,ISHLT)的支持下,Weill 等[6]对一份如何选择肺移植适应人群的共识进行了更新,其中一项是将接受肺移植患者的年龄≤65 岁更改为≤75 岁。肺移植的其它适应证包括:如果不进行肺移植,2 年内死亡的风险>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%;无其它有效治疗方案[7]。绝对禁忌证包括:近期恶性肿瘤史;其它主要器官系统(如心脏、肝脏、肾脏或大脑)存在无法治疗的严重功能障碍,除非能进行联合器官移植,但据报道 CF 患者进行肝-肺联合移植的生存率与只进行肺移植的生存率相当[8];未经治疗的动脉粥样硬化性疾病;怀疑或确诊存在终末期器官缺血、功能障碍或冠状动脉疾病,且不适合进行血运重建;无法改善的凝血功能障碍,且具有严重的出血倾向;移植前存在控制不良的高毒性或耐药微生物的慢性感染[9];具有充足的证据显示感染结核杆菌;移植时造成严重限制的胸壁或脊柱畸形;体重指数(body mass index,BMI)≥35.0 kg/m2;运动功能严重受限,康复能力差。
1.3 供肺来源
所有进行器官移植的国家,对移植器官的需求远远超过了现有的器官数量。目前的研究显示全世界大约有 170 万人需要进行实体器官移植[10]。目前国际范围内供体肺来源主要为脑死亡患者,理想状态下,脑死亡后捐献(donation after brain death,DBD)供体是传统的和最大的供体肺来源。但是由于等待肺移植患者数量巨大,因此目前国际社会上已逐渐允许使用满足扩展标准的边缘供体器官,增加了可供移植肺的数量。近年来,越来越多的心脏疾病死亡后捐赠(donation after cardiac death,DCD)纳入供体标准,但 DBD 来源与 DCD 来源的供体肺进行肺移植后其生存率是否有差异,是目前肺移植领域一直探讨研究的热点。Costa 等[11]比较了 46 例 DCD 供体移植(73 例 DCD 供体中有 44 例适合肺移植)和 237 例 DBD 供体移植的结果,发现 DCD 与 DBD 来源肺移植的 PGD 和生存率相当。Ruttens 等[12]的一项回顾性研究纳入 59 例 DCD 供体肺移植患者和 331 例 DBD 供体肺移植患者,其总体生存时间、术后带管时间、ICU 驻留时间、住院时间及 PGD 评分差异均无统计学意义。活体供体肺移植(living-donor lobar lung transplantation,LDLLT)进一步增加了供肺来源,LDLLT 是指由健康的成年人自愿捐献部分肺叶作为终末期肺疾病患者的供肺来源。LDLLT 最初是在美国进行的[13],目前国际上活体肺捐赠的案例也越来越多。但是由于 LDLLT 进行的是肺叶移植,若移植肺叶较小,移植后肺动脉高压和肺水肿的发病率较高;若移植肺叶较大,移植后可能导致高气道阻力、肺不张和血流动力学不稳定,因此供体和受体的大小匹配度在 LDLLT 中是非常重要的[14]。未来如何扩大供体肺来源,已经成为全球范围内关注的问题。
2 肺移植的麻醉管理
2.1 麻醉诱导及术中液体管理
我们建议进行肺移植的患者选择靶控输注(target-controlled infusion,TCI)平衡诱导,及时通过调整靶浓度来控制麻醉深度,根据循环情况及时使用血管活性药及正性肌力药,保证患者循环平稳、通气顺利。由于肺移植患者术中对液体的要求具有高敏感性及限制性,前负荷最适化是管理术中血流动力的基础。移植肺复张性损伤、缺血-再灌注微血管漏及缺乏淋巴引流都易发生低压性肺水肿,因此应进行限制性输液管理。有研究[15]显示术中需谨慎使用胶体,胶体使用量与早期移植肺功能呈负相关,大量输注可导致术后移植肺功能不佳和延迟气管拔管,术中应根据血红蛋白含量(建议>80 g/dL)输注血液制品,适当使用利尿剂以维持足够的尿量。
2.2 气道管理
终末期肺疾病患者基本丧失肺功能,患者入室后应及时给予面罩吸氧,需警惕过度通气的发生。COPD 患者极易发生过度通气,允许性高碳酸血症及肺保护性通气策略是通气管理的重点。肺隔离选用的工具包括双腔气管导管、支气管堵塞导管及单腔支气管导管[16]。目前肺移植常用的是双腔气管导管和支气管堵塞导管,根据移植肺情况选择隔离左侧肺还是右侧肺,但单肺通气仍面临着诸如氧合、通气、分泌物、气道压及术野暴露等较多困难[17],移植肺再灌注时应限制气道峰压采用压控通气,潮气量(VT)6 mL/kg,中等呼气末正压(PEEP)5~10 cm H2O,吸入气氧浓度分数(FiO2)30%~50%。
2.3 术中重要阶段管理
肺移植的重要阶段包括肺动脉结扎、支气管开放、肺静脉开放及肺动脉开放后移植肺再灌注四个阶段[18]。(1)肺动脉结扎致急性肺动脉高压和右心功能不全的处理:术前充分评估,对于合并肺动脉高压及右心功能不全的患者,在完全结扎肺动脉前应尝试阻断肺动脉,通过经食管超声心动图(TEE)快速评估右心功能,关注肺动脉导管位置、混合静脉血氧饱和度及右室射血分数,并持续监测心输出量,避免诸如低氧、浅麻醉、缩血管药物、高 CO2 及酸血症等可能引起肺血管收缩的因素出现,必要时给予肺血管扩张药物:硝普钠 0.2~2 μg/(kg·min),前列环素 2~15 ng/(kg·min)以及增加吸入麻醉药七氟烷的浓度;根据右心功能,给予正性肌力药:肾上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),米力农 0.125~0.375 μg/(kg·min)及吸入 NO 20~40 ppm,TEE 评估右心功能无反应或加重应持续静脉泵注去甲肾上腺素 0.02~0.2 μg/(kg·min),如果此时仍无反应或继续加重应及时建立体外膜肺氧合(ECMO)。(2)支气管开放期:本阶段应使用纤维支气管镜评估吻合口的相关情况,吸引支气管内的积血及气道分泌物。(3)肺静脉开放期:本阶段重要的是利用 TEE 监测肺静脉血流速度,判断有无肺静脉狭窄。(4)肺动脉开放及移植肺再灌注期:本阶段应当关注肺动脉内气体情况,利用 TEE 协助外科医师进行肺动脉排气并静脉给予一定剂量甲基强的松龙,移植肺再灌注时由于移植肺保存液和炎症介质释放进入体循环,容易导致低血压,因此应当缓慢开放肺动脉,同时采用压控通气,VT 6 mL/kg,中等 PEEP 5~10 cm H2O,FiO2 30%~50%。
2.4 术后疼痛管理
术后疼痛严重影响患者的呼吸和循环,术后移植肺代偿功能恢复不完全,肺活量和功能残气量下降,肺内分流增加,易发生低氧血症,因此术后的疼痛管理对于早期康复至关重要,肋间神经冷冻、静脉自控镇痛泵及胸椎旁神经阻滞等均可应用于肺移植患者[19]。
3 ECMO 在肺移植中的应用
3.1 肺移植应用 ECMO 的优势及术中循环支持
体外生命支持(ECLS)包括体外循环(CPB)及 ECMO,是肺移植心肺支持最常见的治疗方式,一般情况下 ECLS 是在选择性基础上建立的。理论上,使用动-静脉或静-静脉建立循环的 ECMO 的优点是体积小,不需要空气-血液相互接触以及打开心脏建立循环,因此降低了对抗凝的需求,并可减少凝血障碍和全身炎症反应。在心脏手术过程中,与传统 CPB 相比,ECMO 降低了肌钙蛋白的峰值及神经损伤发生率[20]。研究[21]发现 ECMO 在术中和移植后早期预后方面都比 CPB 有明显优势,术中 ECMO 支持的肺移植患者机械通气时间、ICU 和住院时间较短,围手术期需要更少的血液制品,ECMO 可能被认为是肺移植术中心肺支持的首选。ECMO 不仅可作为血流动力的支持,还可避免缺氧、高碳酸血症、酸中毒、肺动脉阻力增加及右心心力衰竭的发生。在边缘供体肺中 ECMO 可降低气道压力、肺血管阻力,采用低氧含量及小潮气量机械通气,降低呼吸机所致肺损伤,从而提高诸如缺血性供体肺的移植质量。肺动脉的阻断及开放是手术过程中极为重要的环节,肺动脉阻断对术前合并肺动脉高压及右心功能不全的患者来说可能是致命的,阻断肺动脉后右心功能衰竭,血管活性药及正性肌力药无法纠正的情况下,ECMO 的建立将会是保证患者生命安全及手术继续进行的唯一决策;肺动脉开放移植肺再灌注时由于移植肺保存液和炎症介质释放进入体循环容易导致低血压,因此在 ECMO 控制下可以缓慢再灌注,减轻移植肺的再灌注损伤。
3.2 应用 ECMO 桥接肺移植
肺受者的优先移植是基于临床严重程度进行的。然而,许多患者在等待肺源的窗口期病情恶化,开始依赖呼吸机支持,越来越多患者的病情进展超出了常规机械通气或药物支持的能力,这促使了使用机械支持作为“桥梁”直到找到合适的供肺。20 多年前,机械支持被认为是肺移植的禁忌证,因为早期使用机械支持致肺移植效果不佳,这与溶血、感染、出血和血流动力学不稳定等诸多因素有关[22]。然而随着 ECMO 应用于肺移植术后 PGD 治疗效果的改善,ECMO 在移植前的应用重新得到关注[23]。ECMO 等体外循环技术的使用使肺休息策略和心血管循环支持比其它任何方法都更具可实施性,根据插管技术的选择,ECMO 可以提供单纯的呼吸支持、右室-呼吸支持和完整的心肺支持,ECMO 已越来越多地被用作一种抢救治疗,用于呼吸衰竭和严重难治性心源性休克的康复或肺移植桥接[24]。多中心体外生命支持组织(ELSO)发布的指南[25]提出 ECMO 的适应证:当死亡风险为 80% 或更高时;可逆转的低氧性呼吸衰竭;在高原高压条件下行机械通气 CO2 潴留者;而避免气管插管作为肺移植的过度桥梁成为了新的 ECMO 适应证。Hayanga 等[26]分析了近年来接受肺移植的 12 458 例成年患者的数据,其中通过 ECMO 桥接进行肺移植的患者 119 例,没有进行桥接的患者 12 339 例,研究分为四个时间段,采用 Kaplan-Meier 分析比较两组患者 1 年生存率,结果显示经 ECMO 桥接的 1 年生存率明显较低:25.0% vs. 81.0%;然而,随着时间的推移,生存率逐渐变为 47.1% vs. 84.2% 和 74.4% vs. 85.7%,通过体外 ECMO 桥接的患者数量也逐渐增加。有研究[27]也表明使用机械通气或移植前使用 ECMO 桥接肺移植患者的预后通常比不需要此类支持的患者差。虽然结果如此,但 ECMO 可能是维持患者生存的唯一手段。在过去 20 年中,随着 ECMO 使用的不断增加,桥接患者的生存率也相应提高。越来越多的证据表明,当代 ECMO 的疗效和安全性得到了提高,进一步巩固了其作为终末期肺部疾病治疗和肺移植桥梁的地位[28],也是支持受者通过肺移植窗口期的重要策略[29]。
4 肺移植的挑战及展望
肺移植可以改善终末期肺病患者的生活质量,延长生存期,在过去几十年里,虽然肺移植在基础科学和临床研究方面都有了许多进展,然而,要提高移植后的生存率,还必须克服包括如何成功完成肺移植、扩大肺供体库、诱导耐受、预防移植后并发症、PGD、细胞和抗体介导的排斥反应以及感染等在内的诸多挑战。移植后的长期生存受到慢性排斥反应(chronic rejection,CR)的影响,CR 的治疗在很大程度上是不理想的,肺移植后的 5 年内,45% 的患者受 CR 影响,这是实体器官移植中发病率最高的,是移植后晚期死亡的主要原因,这使得 CR 的预防成为重要且具有挑战性的工作[30]。感染在肺移植术后发生率较高,并对患者肺功能和生存造成负面影响。有研究[4]发现移植物肺部感染的类型有时间顺序:术后第 1 个月最常见的感染源是细菌,之后常见的是巨细胞病毒和卡氏肺囊虫,由于真菌感染与支气管并发症和高死亡率有关,因此早期发现和治疗感染尤为重要,但也充满了挑战。国际上最新的肺移植进展对移植前和移植手术提出了 14 个临床问题,这也将是未来肺移植领域亟待解决的问题:(1)虚弱程度是否应包括在确定资格或计算肺分配评分之内?(2)对于肺移植适应人群是否应该有一个绝对的年龄上限?(3)BMI 到底有多重要?(4)术后检查或治疗胃食管反流的最佳方法是什么?(5)如何优化致敏前受体的效果?(6)哪些患者应该接受 ECLS(如 ECMO)作为移植的桥梁?(7)是否所有移植中心都能够提供或使用体外肺灌注(EVLP)?(8)EVLP 如何应用于边缘供体肺?(9)对于特殊的病种什么手术是最好的?(10)肺移植时是否应该恢复支气管动脉循环?(11)术中 ECMO 支持优于 CPB 吗?(12)移植前进行人白细胞抗原(HLA)匹配的最佳方法是什么?(13)肺移植后进行与生活相关活动的最佳方法是什么?(14)何时可以安全地同时进行多器官移植(心肺、肺肝和肺肾)?[31]。但是随着国际范围内肺移植研究的深入,未来肺移植领域将会有更多的机遇与挑战,也将会有更多的终末期肺疾病患者通过肺移植途径受益。
利益冲突:无。