非控制型心臟死亡供者器官功能維護方法研究進展

(天津市第一中心醫(yī)院，天津 300192)

采用心臟死亡者捐獻供體進行器官移植已經(jīng)有近20年的歷史［1］?？紤]到移植物的預(yù)后，絕大多數(shù)醫(yī)生采用控制型心臟死亡捐獻者所提供的器官［2］。由于等待移植的患者與可供移植的器官數(shù)量之間仍存在較大的供求差距，因此，非控制型的心臟死亡供者捐獻器官的應(yīng)用越來越受到業(yè)界的關(guān)注。相較于控制型心臟死亡者捐獻的器官，熱缺血時間過長是影響非控制型心臟死亡供體器官移植術(shù)后功能的主要因素之一。過長的熱缺血時間將直接增加移植物原發(fā)無功能(PNF)和功能延遲恢復(fù)(DGF)的發(fā)生率［4］。DGF的出現(xiàn)還可能與移植物急性排斥反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)［5］。現(xiàn)就非控制性心臟死亡供者器官功能維護方法的研究進展做一綜述。

1 非控制性心臟死亡器官捐獻的概念及特點

2003年在荷蘭馬斯特里赫特召開的第2次國際無心跳器官捐獻研討會上將心臟死亡者器官捐獻修訂為5類［6］。第Ⅰ類為入院前即發(fā)生心臟停搏;第Ⅱ類，于院外發(fā)生心臟停搏，但經(jīng)專業(yè)人員給予心肺復(fù)蘇至少10 min后，未成功而宣布死亡;第Ⅲ類，患有不可治愈疾病的患者，未達到腦干死亡的狀態(tài)，自身有捐獻器官的意愿，在家屬同意下，撤除生命支持系統(tǒng)后，等待心臟死亡;第Ⅳ類，已達到腦干死亡標準患者在醫(yī)院治療過程中意外出現(xiàn)心臟死亡;第Ⅴ類，在醫(yī)院重癥監(jiān)護病房治療過程中出現(xiàn)意外的心跳停止。其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ類被認為是非控制型心臟死亡捐獻，又稱為無準備型心臟死亡器官捐獻，而第Ⅲ、Ⅳ類被認為是可控制型的心臟死亡捐獻，又稱有準備型心臟死亡器官捐獻［7］。非控制型心死亡捐獻供體有如下應(yīng)用優(yōu)點:Ⅱ、Ⅳ類供體無需經(jīng)歷觀察期，因為捐獻者在循環(huán)停止的同時大腦已經(jīng)喪失功能;若患者死亡時刻得到見證，急救人員動作迅速，此兩類供體可獲得比Ⅲ型供體更短的熱缺血時間［8］;Ⅱ類捐獻者多來自于院外，而不是 ICU，因此發(fā)病前捐獻者的健康狀況多好于Ⅲ類捐獻者;非控制性心臟死亡捐獻的倫理學(xué)壓力較小，因為此類捐獻者均為自然過渡到死亡，不涉及到維生支持治療的撤除。

2 非控制型心臟死亡供者器官的功能維護方法

2.1 原位灌注技術(shù) 為減少熱缺血時間，非控制型心臟死亡供者器官采用原位灌注的器官獲取技術(shù)［9］，Snoeijs等［10］曾報道心臟死亡供者器官切取原位灌注操作中約有23.3%的意外發(fā)生率，包括插管困難、灌洗液流動不暢、插管球囊破裂等。插管時間越長意味著熱缺血時間越長，部分病例可能出現(xiàn)移植器官血管條件差，這均預(yù)示著受者及移植物預(yù)后較差。在我國，器官原位灌注及快速切取技術(shù)均較成熟，較少有切取技術(shù)并發(fā)癥的報道［11］。

2.2 體外膜氧和系統(tǒng)(ECMO) ECMO系統(tǒng)采用密閉的肝素涂層管路，具有操作簡便，對患者凝血功能干擾較小等特點，最早用于急救狀態(tài)下患者心肺功能的代替。在移植器官獲取過程中，ECMO最早用于腦死亡供者器官的獲取，通過ECMO代替供者心肺功能，避免在體狀態(tài)下改善器官功能過程中或等待器官獲取時意外出現(xiàn)的供體心跳驟停［12］。對非控制型心臟死亡捐獻者采用ECMO后，可不必顧慮其心肺功能下降的速度與持續(xù)時間，通過人工調(diào)節(jié)可將移植器官灌注維持在較理想的水平［13］。

但ECMO的使用要求對供者進行血管腔內(nèi)導(dǎo)管植入操作，若插管操作在供者心跳尚未停止時進行，則面臨著巨大的倫理學(xué)壓力，還增加了供者的痛苦，部分器官捐獻者家屬和醫(yī)療中心不認同這項操作［14～16］。若插管操作在捐獻者心跳停止后進行，則失去了使用ECMO的意義。因為即使熟練的術(shù)者完成全部操作也要10 min左右，增加了器官的熱缺血時間;另一方面，此時插管無法避免供者心臟停跳前的低血壓狀態(tài)對器官功能的影響。一項回顧性研究認為，供者的平均動脈壓＜60 mmHg、末梢血氧飽和度＜70%即可認為器官灌注不良，即熱缺血時間開始。這種狀態(tài)超過20 min，器官PNF的發(fā)生率將成倍提高，導(dǎo)致器官失去利用價值［17］。因此ECMO在非控制型心臟死亡供體的應(yīng)用尚有局限性，部分中心只有在征得家屬同意后才對捐獻者進行置管操作，捐獻者心臟停跳前不接入 ECMO。Fondevila等［18］總結(jié)2002～2010年采用 MaastrichtⅡ類捐獻者供肝經(jīng)驗，即采用ECMO在供肝獲取前維護其功能，篩選并預(yù)測器官預(yù)后，取得了良好的效果。但此項研究的規(guī)程是在捐獻者心臟停跳后到ECMO開始前給予體外按壓心肺復(fù)蘇，以維持器官的灌注與氧合。

2.3 心肺復(fù)蘇機的應(yīng)用 心肺腹蘇機的應(yīng)用對改善患者心腦血管的灌注有明確效果，其能在捐獻者心臟停跳時立即開始應(yīng)用，縮減了器官熱缺血時間。Morozumi等［19］對兩組患者一組采用AutoPulse心肺復(fù)蘇機與機械通氣共同作為非控制型心臟死亡供者心臟停搏到器官獲取灌注前的過渡手段，熱缺血時間為(41±9.8)min;另一組在捐獻者心臟停跳前即插管應(yīng)用 ECMO，熱缺血時間為(6.4 ±1.1)min，兩組間熱缺血時間相比有統(tǒng)計學(xué)意義，但兩組受者移植物存活率、PNF及DGF發(fā)生率沒有明顯差異。

即便如此，心肺復(fù)蘇機在非控制型心臟死亡供者的器官獲取中的應(yīng)用報道還很少，主要原因可能是心肺復(fù)蘇機對供者器官功能的改善尚未得到一致認可。2010年版AHA心肺復(fù)蘇指南［20］明確指出，AutoPulse的應(yīng)用對于復(fù)蘇效果的提高沒有明顯作用。研究出能更有效地改善供者組織器官低灌注狀態(tài)的自動心肺復(fù)蘇系統(tǒng)，有利于非控制型心臟死亡供者器官的應(yīng)用，將是今后的發(fā)展方向。

2.4 機械灌注 由于熱缺血時間較長、組織低灌注等因素的影響，心臟死亡供者器官獲取時往往處于功能不良狀態(tài)，可能誘發(fā)移植物PNF或DGF的發(fā)生。因此，部分移植中心在器官獲取后利用機械灌注系統(tǒng)進行模擬體內(nèi)環(huán)境的器官灌注保存［21］，以恢復(fù)器官功能，減少PNF與DGF的發(fā)生。同時，灌注過程中也可通過檢查了解器官功能狀態(tài)的變化，對已經(jīng)獲取的器官進行篩選，對于移植后功能恢復(fù)可能性較小者可能會放棄應(yīng)用，以減少受者手術(shù)風險。在這方面，腎臟由于其血液灌流系統(tǒng)簡單，研究得較多。Kozaki等［22］的研究顯示，移植腎經(jīng)過機械灌注保存，PNF與DGF的發(fā)生率明顯下降，通過檢測腎動脈在灌注時的阻力指數(shù)，可以評估移植腎功能恢復(fù)的幾率。而對肝臟移植而言，由于肝臟具有門靜脈系統(tǒng)和肝動脈系統(tǒng)兩套血液流入系統(tǒng)，離體后機械灌注的應(yīng)用尚處于試驗階段，距離臨床應(yīng)用尚有一定的距離［23，24］。

2.5 供體功能評估 除前所述在機械灌注時通過測量腎動脈阻力指數(shù)來評估移植物功能恢復(fù)情況外，對于非控制型心臟死亡供者的器官術(shù)前功能評估目前研究較多的是微透析技術(shù)。微透析是一種新型生物取樣技術(shù)，是將附有半透膜的探針插入待測組織中，利用透析膜彌散原理，持續(xù)地檢測細胞外液的生化變化，從而分析組織局部代謝狀況。

對于微透析技術(shù)應(yīng)用于肝腎移植術(shù)后移植物功能的早期評估、排斥反應(yīng)診斷等方面已經(jīng)有大量報道，但作為一種新的取樣技術(shù)，其在心臟死亡供者移植前器官功能預(yù)測方面的應(yīng)用剛剛起步。國外部分學(xué)者采用微透析技術(shù)觀察了反映肝臟代謝功能的葡萄糖、乳酸/丙酮酸、甘油等指標，發(fā)現(xiàn)再次熱缺血和再灌注時葡萄糖、甘油、和乳酸/丙酮酸水平快速增高，說明移植肝功能損傷較重。有學(xué)者認為，微透析技術(shù)檢測的是肝細胞外液的生化變化，能較早的反應(yīng)肝臟功能變化，同時其連續(xù)監(jiān)測對觀察移植物保存過程中的變化具有重要價值，但這方面的應(yīng)用多處于動物實驗階段［25］。

綜上所述，針對非控制型心臟死亡供者器官熱缺血時間較長的特點，研究重點在于通過各種手段縮短其組織低灌注、低血氧的時間，以期獲得與控制型心臟死亡供者器官相似的預(yù)后，以及器官獲取后的功能恢復(fù)與移植前功能評估，期望藉此來進行移植器官的篩選，減少PNF、DGF的發(fā)生率，減少受者風險。隨著以上研究的進展，非控制型心臟死亡供者器官的應(yīng)用范圍有望進一步擴大，可以在一定程度上緩解緊張的移植器官供需矛盾。

［1］Newstead C.Allocation of kidney transplants in the UK［J］.Br J Hosp Med(Lond)，2011，72(12):698-701.

［2］Muiesan P，Girlanda R，Jassem W et al.Single-center experience with liver transplantation from controlled nonheartbeating donors:a viable source of grafts［J］.Ann Surg，2005，242(5):732-738.

［3］Ojo AO，Wolfe RA，Held PJ，et al.Delayed graft function:risk factors and implications for renal allograft survival［J］.Transplantation，1997，15，63(7):968-974.

［4］Shoskes DA，Cecka JM.Effect of delayed graft function on short and long term kidney graft survival［J］.Clin Transpl，1997(31):297-303.

［5］Brook NR，White SA，Waller JR，et al.Non-heart beating donor kidneys with delayed graft function have superior graft survival compared with conventional heart-beating donor kidneys that develop delayed graft function［J］.Am J Transplant，2003，3(5):614-618.

［6］Kootstra G，Daemen JH，Oomen AP.Categories of non-heart beating organ donors［J］.Transplant Proc，1995，27:2893-2894.

［7］Kootstra G，van Heurn E.Non-heartbeating donation of kidneys for transplantation［J］.Nat Clin Pract Nephrol，2007，3(3):154-163.

［8］Fondevila C，Hessheimer AJ，F(xiàn)lores E，et al.Applicability and results of Maastricht type 2 donation after cardiac death liver transplantation［J］.Am J Transplant，2012，12(1):162-170.

［9］Wind J，Hoogland ER，Heurn van LW.Preservation techniques for donors after cardiac death kidneys［J］.Curr Opin Organ Transplant，2011，16(16):157-161.

［10］Snoeijs MG，Dekkers AJ，Buurman WA，et al.In situ preservation of kidneys from donors after cardiac death:results and complications［J］.Ann Surg，2007，246(3):844-852.

［11］傅斌生，張彤，李華，等.肝腎聯(lián)合供體快速切取失誤及其防范［J］.中國實用外科雜志，2011，10(5):947-949.

［12］Gravel MT，Arenas JD，Chenault R，et al.Kidney transplantation from organ donors following cardiopulmonary death using extracorporeal membrane oxygenation support［J］.Ann Transplant，2004，9(10):57-58.

［13］Magliocca JF，Magee JC，Rowe SA，et al.Extracorporeal support for organ donation after cardiac death effectively expands the donor pool［J］.J Trauma，2005，58(8):1095-1101.

［14］Sánchez-Fructuoso AI，Prats D，Torrente J，et al.Renal transplantation from non-heart beating donors:a promising alternative to enlarge the donor pool［J］.J Am Soc Nephrol，2000，11(2):350-358.

［15］Ko WJ，Chen YS，Tsai PR，et al.Extracorporeal membrane oxygenation support of donor abdominal organs in non-heart-beating donors［J］.Clin Transplant，2000，14(2):152-156.

［16］Magliocca JF，Magee JC，Rowe SA，et al.Extracorporeal support for organ donation after cardiac death effectively expands the donor pool［J］.J Trauma，2005，58(6):1095-1101.

［17］Hong JC，Yersiz H，Kositamongkol P，et al.Liver transplantation using organ donation after cardiac death:a clinical predictive index for graft failure-free survival［J］.Arch Surg，2011，146(9):1017-1023.

［18］Fondevila C，Hessheimer AJ，F(xiàn)lores E，et al.Applicability and results of maastricht type 2 donation after cardiac death liver transplantation［J］.Am J Transplant，2012，12(1):162-170.

［19］Morozumi J，Matsuno N，Sakurai E，et al.Application of an automated cardiopulmonary resuscitation device for kidney transplantation from uncontrolled donation after cardiac death donors in the emergency department［J］.Clin Transplant，2010，24(5):620-625.

［20］Dabrowska A，Telec W.New guidelines of basic and advanced cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascularcare(ECC)american heart association(AHA)［J］.Wiad Lek，2011，64(2):127-131.

［21］St Peter SD，Imber CJ，F(xiàn)riend PJ.Liver and kidney preservation by perfusion［J］.Lancet，2002，359(9306):604-613.

［22］Kozaki K，Sakurai E，Kubota K，et al.Prediction of kidney nonfunction after transplantation with machine perfusion preservation［J］.Transplant Proc，2000，32(2):275-276.

［23］Bae C，Henry SD，Guarrera JV，et al.Is extracorporeal hypothermic machine perfusion of the liver better than the good old icebox［J］.Curr Opin Organ Transplant，2012，17(2):137-142.

［24］Monbaliu D，Heedfeld V，Liu Q，et al.Hypothermic machine perfusion of the liver:is it more complex than for the kidney［J］.Transplant Proc，2011，43(9):3445-3450.

［25］Navarro AP，Asher J，Sohrabi S，et al.Peritoneal cooling may provide improved protection for uncontrolled donors after cardiac death:an exploratory porcine study［J］.Am J Transplant，2009，9(6):1317-1323.