肺移植研究新動態(tài)

唐宏濤 黃桁 嚴浩吉 王俊杰 鄭翔勻 李偲涵 徐琳 田東

一、大鼠原位肺移植模型中延長冷缺血時間對移植肺自噬的影響

南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院的唐建教授團隊于2020年12月2日在Life Sciences雜志上發(fā)表的關(guān)于延長冷缺血（cold-ischemia，CI）時間對大鼠移植肺自噬的影響[1]。該研究首先利用大鼠原位肺移植模型評估不同CI時間對自噬、活性氧（reactive oxygen species，ROS）和葡萄糖消耗的影響。為進一步探索延長CI時間影響移植肺自噬的潛在機制，該研究將大鼠供肺分別置于含有3-甲基腺嘌呤（3-methyladenine，3-MA）、雷帕霉素和寡霉素（oligomycin，OM）的低鉀右旋糖酐（lowpotassium dextran solution，LPD）灌注液中保存不同時間，再灌注3 h后收集肺組織用于進一步實驗。結(jié)果表明移植肺中自噬、ROS和葡萄糖消耗水平在缺血再灌注后逐漸增加，并于6 h后達到峰值，最終隨著CI的延長而逐漸減少。基于CI和自噬之間的相關(guān)性，該研究發(fā)現(xiàn)延長CI時間可以增強mTOR信號通路的磷酸化。在經(jīng)含有3-MA和OM的LPD灌注液保存后，移植肺中ROS水平顯著降低，這間接增強了mTOR信號通路的磷酸化，進而對自噬活性進行負向調(diào)節(jié)。相反，雷帕霉素作為mTOR抑制劑可誘導(dǎo)ROS水平和自噬活性的升高。缺血再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）是原發(fā)性移植肺功能障礙發(fā)生率升高進而導(dǎo)致肺移植術(shù)后生存降低的重要原因。近年來，多項研究表明自噬在供肺CI和IRI中扮演關(guān)鍵角色[2-4]，但其具體分子機制仍待闡明。唐建教授團隊的研究初步表明延長CI時間可通過抑制mTOR信號通路以介導(dǎo)移植肺的自噬，這對CI期間的供肺保護策略和IRI的潛在治療有重要的參考意義。

二、基于18F-氟代脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層顯像的影像組學(xué)在預(yù)測大鼠肺移植模型同種異體移植物排斥反應(yīng)中的應(yīng)用

日本東京大學(xué)呼吸器外科的田東醫(yī)生團隊于2021年4月1日在2021年國際心肺移植年會上做了關(guān)于18F-FDG PET影像組學(xué)特征預(yù)測大鼠肺移植模型中發(fā)生同種異體移植物排斥反應(yīng)（allograft rejection，AR）的口頭報告，相關(guān)摘要被其官方雜志The Journal of Heart and Lung Transplantation收錄[5]。本研究共納入28只接受左肺原位移植的大鼠并將其分為4組（Syngeneic，Immunosuppression，Hybrid和AR組），采用LASSO回歸篩選18F-FDG PET圖像中與AR有關(guān)的影像組學(xué)特征，并構(gòu)建基于影像組學(xué)特征的可視化諾模圖進行結(jié)果預(yù)測。使用ROC曲線下面積比較影像組學(xué)特征與SUV的預(yù)測性能。該研究結(jié)果顯示，110個被提取出的影像組學(xué)特征中大部分與組織病理學(xué)結(jié)果顯著相關(guān)（P＜0.05)。最終篩選出5個最佳AR相關(guān)影像組學(xué)特征計算出影像組學(xué)評分（Rad-score）與排斥反應(yīng)分級（A級和B級）及肺實質(zhì)纖維化百分比均成顯著正相關(guān)（P＜0.001），且相關(guān)系數(shù)分別為0.813、0.827和0.746。諾模圖顯示了影像組學(xué)特征對AR的預(yù)測結(jié)果與AR病理檢測的一致性，且其具有較SUVmax和SUVmean更好的識別與預(yù)測能力，AUC分別為0.944（Rad-score）、0.839（SUVmax）及0.861（SUVmean）。目前，臨床診斷移植肺發(fā)生AR的金標(biāo)準(zhǔn)仍然是組織活檢，但活檢屬于有創(chuàng)操作，取得的組織樣本較少，可能會造成一定的假陰性；對于正在服用抗凝藥的患者也是禁忌操作。此外，行肺葉移植的患者，由于移植物管腔較小，組織活檢很難實現(xiàn)。該研究通過動物模型，證實了基于18F-FDG PET的影像組學(xué)特征是一種潛在的可準(zhǔn)確預(yù)測移植肺AR的無創(chuàng)手段，且其具有較傳統(tǒng)SUV指標(biāo)更好的預(yù)測能力，有望成為未來制訂臨床決策的輔助工具。

三、COVID-19患者在肺移植和體外膜肺氧合后的早期康復(fù)：一份病例報告

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院的陳作兵教授團隊于2021年3月20日在Annals of Translational Medicine雜志上報道了一例重癥COVID-19患者在接受15天體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持治療后接受雙肺移植的案例，并詳細介紹了該中心多學(xué)科且個性化的術(shù)后早期康復(fù)干預(yù)方案[6]。在該病例報告中，一名 66歲的女性因重癥COVID-19入院，并接受了長期機械通氣和ECMO。由于長期體外生命支持治療、圍手術(shù)期大劑量皮質(zhì)類固醇及術(shù)前右肺中葉切除術(shù)的使用，患者術(shù)后存在呼吸困難、氣道清除能力下降、分泌潴留、肌力下降、日常活動減少等問題。因此，該患者需要進行早期康復(fù)以縮短機械通氣和ICU住院時間，進而增強身體機能和提高生活質(zhì)量。移植團隊于術(shù)后第4天啟動多學(xué)科且個性化的康復(fù)方案，包括體位管理、呼吸訓(xùn)練、氣道廓清、運動訓(xùn)練、耐力訓(xùn)練和轉(zhuǎn)移訓(xùn)練?？祻?fù)前和康復(fù)后均采用標(biāo)準(zhǔn)化問題、Borg呼吸困難評分、改良Barthel指數(shù)、醫(yī)學(xué)研究理事會評分和ICU身體機能測試評分對患者的康復(fù)狀態(tài)進行評估。結(jié)果表明，在經(jīng)過全面的康復(fù)訓(xùn)練后，患者上述評估指標(biāo)均有明顯的改善，患者于5天后成功脫離ECMO。隨著COVID-19的大流行，肺移植已經(jīng)成為COVID-19引起的急性呼吸窘迫綜合征的有效替代治療方案，但相關(guān)的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗仍然較為匱乏。陳作兵教授團隊根據(jù)COVID-19肺移植受者的具體情況制定了多學(xué)科且個性化的術(shù)后康復(fù)計劃，并分享了針對該患者術(shù)后管理的討論和經(jīng)驗。結(jié)果表明，對COVID-19肺移植受者行個性化早期康復(fù)干預(yù)是安全且有效的，可顯著縮短受者術(shù)后ICU住院時間，減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，這為世界范圍內(nèi)COVID-19肺移植受者的術(shù)后康復(fù)提供了寶貴經(jīng)驗，更為肺移植術(shù)后管理與快速康復(fù)理念的融合提供了重要參考。

四、關(guān)于肺移植術(shù)后延遲拆除體外膜肺氧合的危險因素及其早期預(yù)后的回顧性分析

南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院的胡春曉教授于2021年4月在Transplantation雜志發(fā)表了關(guān)于肺移植受者術(shù)后延遲拆除體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）的回顧性研究[7]。該研究共納入2015年1月1日至2018年12月31日間于無錫肺移植中心接受ECOM輔助支持治療的267名肺移植受者，根據(jù)術(shù)中是否完全停止ECMO將受者分為早期拆除組（E組，107名受者，接受V-A-ECMO和V-V-ECMO的受者分別為89名和18名）和延遲拆除組（D組，160名受者，接受V-A-ECMO和V-V-ECMO的受者分別為101名和59名），并對供者和受者的圍手術(shù)期數(shù)據(jù)進行回顧性分析，包括ECMO延遲拆除的可疑危險因素、術(shù)后并發(fā)癥和住院生存率。結(jié)果顯示，術(shù)前受者紐約心臟病協(xié)會（New York Heart Association，NYHA）心功能分級和供者機械通氣時間是導(dǎo)致V-A-ECMO受者延遲拆除ECMO的獨立危險因素。與E組相比，D組術(shù)后輸血量更多、機械通氣時間更長，肺部感染、原發(fā)性移植物功能障礙和腎功能障礙的發(fā)生率明顯升高，且差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。此外，延遲拆除ECMO是術(shù)后D組受者早期死亡的決定性因素，其死亡風(fēng)險為E組的1.99倍（95%CI：1.13～3.54）。ECMO是肺移植圍手術(shù)期重要的心肺輔助工具，可為心、肺功能衰竭患者提供穩(wěn)定的呼吸支持與循環(huán)供應(yīng)。然而，長時間使用ECMO也會發(fā)生出血、感染等不良事件，因此把握ECMO的最佳拆除時機對肺移植患者早期肺功能恢復(fù)至關(guān)重要。胡春曉教授的研究表明，NYHA Ⅲ/Ⅳ級的受者和機械通氣時間≥5 d的供者可考慮延遲拆除V-A-ECMO，但此舉可能會增加術(shù)后并發(fā)癥和早期死亡風(fēng)險，因此，臨床醫(yī)生在條件允許情況下應(yīng)盡可能減少ECMO術(shù)后旁路時間。對于肺移植受者，目前并沒有統(tǒng)一的ECMO撤機時機和指征，該研究對于ECMO共識的進一步補充和完善具有重要意義。

五、帕唑帕尼通過抑制MAP3K2和MAP3K3改善急性肺損傷

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院的何建行教授團隊于2021年4月28日在Science Translational Medicine雜志上發(fā)表了關(guān)于帕唑帕尼改善急性肺損傷（acute lung injury，ALI）的基礎(chǔ)研究[8]。該研究采用鹽酸和脂多糖誘導(dǎo)構(gòu)建了小鼠ALI模型，并結(jié)合臨床應(yīng)用共同探究了帕唑帕尼對AIL的治療作用及其潛在機制。該研究先后證明了MAP3K3可以抑制ROS的釋放、MAP3K2/3缺陷型中心粒細胞中的ROS水平高于野生型、骨髓細胞中MAP3K2和MAP3K3的缺乏主要影響肺通透性、MAP3K2/3可以在Ser208位點磷酸化p47phox，而p47phox敲入突變可改善ALI。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，旁分泌H2O2可增強內(nèi)皮細胞屏障功能，P47phox敲入突變可以重塑肺屏障細胞微環(huán)境。對帕唑帕尼的基礎(chǔ)和臨床研究發(fā)現(xiàn)，該藥物是MAP3K2/3的底物特異性抑制劑且可以改善ALI，經(jīng)帕唑帕尼治療的肺移植受者，其術(shù)后肺水腫發(fā)生率得到有效改善。總的來說，帕唑帕尼通過抑制MAP3K2和MAP3K3介導(dǎo)的NADPH氧化酶2亞基p47phox在Ser208處的磷酸化，以增加骨髓細胞中ROS的形成。骨髓細胞中MAP3K2和MAP3K3的遺傳失活或p47phox、Ser208對丙氨酸的造血突變可減輕ALI的表現(xiàn)并消除帕唑帕尼的抗ALI作用。這種髓樣MAP3K2/MAP3K3-p47phox通路通過旁分泌H2O2發(fā)揮作用，以此增強肺血管系統(tǒng)的完整性并促進肺上皮細胞的存活和增殖，從而增加肺屏障功能。帕唑帕尼是一種可干擾腫瘤生長的新型血管生成抑制劑，何建行教授團隊通過深入而豐富的基礎(chǔ)研究探索了MAP3K2/3通路對ALI的作用及其機制，并挖掘了帕唑帕尼在改善ALI方面的潛力，發(fā)現(xiàn)帕唑帕尼有望成為治療ALI的新藥物。此外，由于帕唑帕尼對其他MAP3K底物和p47phox的高度特異性，該藥物在治療ALI方面還具有額外的安全優(yōu)勢，但相關(guān)療效還需利用大量臨床試驗進一步驗證。

六、一項淋巴管平滑肌瘤患者進行肺移植的回顧性研究：挑戰(zhàn)和結(jié)局

南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫人民醫(yī)院的陳靜瑜教授團隊于2021年2月16日在Frontiers in Medicine雜志發(fā)表了關(guān)于淋巴管平滑肌瘤（lymphangioleiomyomatosis，LAM）患者進行肺移植的回顧性研究[9]。該研究共納入于2010年至2018年間接受雙肺移植的25名LAM患者，回顧性分析了移植前后患者的各項臨床數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，診斷和移植時患者年齡分別為（35.0±8.6）歲和（36.8±9.3）歲。由于病情較重，術(shù)前僅6名患者可完成肺功能測試，F(xiàn)EV1為（15.9±6.9）%。21名患者（84%）出現(xiàn)復(fù)發(fā)性氣胸，其中4名患者（16.0%）需進行胸膜固定術(shù)。8名患者（32%）移植前接受西羅莫司治療3.9年（范圍：1～9年）。由于中重度胸膜粘連的出現(xiàn)與移植前胸膜固定術(shù)的應(yīng)用，術(shù)中出血量為（1 280±730）mL，需輸血（1 316±874）mL。4名患者（16%）死亡，死亡原因包括原發(fā)性移植物功能障礙、長期使用西羅莫司導(dǎo)致的支氣管分裂及無法控制的感染。作為一種罕見的多系統(tǒng)疾病，LAM的治療策略十分有限，肺移植是其最終的挽救性治療方案。由于其罕見性，目前關(guān)于LAM患者的移植前特征、手術(shù)類型、并發(fā)癥和相關(guān)發(fā)病率的數(shù)據(jù)極其缺乏。陳靜瑜教授團隊的研究系統(tǒng)性總結(jié)了中國LAM患者的肺移植數(shù)據(jù)，該研究所報告的術(shù)后良好的生存率和生活質(zhì)量充分證明了肺移植在終末期LAM患者中的有效作用，也為LAM患者的未來治療提供了豐富的參考資料。我們應(yīng)進一步加強多中心、大樣本數(shù)據(jù)庫的建立，聚焦LAM的維持治療方案和肺移植的生存結(jié)果。

七、c-Jun氨基末端激酶1和2通過c-Jun/激活蛋白-1通路在肺IRI中發(fā)揮特異性同源異構(gòu)體功能

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院的崔曉光教授團隊于2020年4月11日在Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery雜志發(fā)表了關(guān)于c-Jun氨基末端激酶1（c-Jun N-terminal kinase 1，JNK1）和2（c-Jun N-terminal kinase 2，JNK2）在大鼠肺移植后IRI中差異性機制的研究[10]。該研究采用體外與體內(nèi)實驗相結(jié)合，體外實驗中，實驗組大鼠肺微血管內(nèi)皮細胞經(jīng)JNK1小干擾RNA（JNK1 samll-interfering RNA，JNK1 siRNA）或JNK2 siRNA轉(zhuǎn)染，再灌注3 h后收集細胞并進行蛋白質(zhì)印跡分析、流式細胞計數(shù)等檢測。體內(nèi)實驗中，對實驗組供體大鼠經(jīng)支氣管注入JNK1短發(fā)夾RNA（JNK1 short-hairpin RNA，shRNA）或非靶向shRNA，2 h后獲取供肺并移植入受體，再灌注3 h后取出移植肺進行組織學(xué)檢查和細胞凋亡分析。結(jié)果顯示，JNK1 siRNA可降低JNK磷酸化與活性及乳酸脫氫酶的水平，減少細胞凋亡和丙二醛濃度，降低IL-1、IL-6和TNF-α的水平，JNK1 siRNA還可升高管鈣黏蛋白、一氧化氮、磷酸化一氧化氮合酶、超氧化物歧化酶、S期百分比和細胞周期蛋白D1的水平并增加細胞活力，而JNK2 siRNA則具有相反作用。體內(nèi)實驗中，與對照組相比，JNK1 shRNA組大鼠的移植肺具有較高的肺氧合指數(shù)、肺凋亡指數(shù)、損傷評分、濕/干重比和IL-1、IL-6和TNF-a水平。該研究表明JNK1可通過激活c-Jun/AP-1通路加重氧化應(yīng)激、炎癥、細胞凋亡、細胞周期停滯和細胞功能障礙，而JNK2可通過差異性調(diào)節(jié)JNK1通路在IRI中發(fā)揮保護作用。崔曉光教授團隊的研究證明了JNK1和JNK2在移植肺IRI中發(fā)揮不同的生理功能和相互作用，這為臨床肺移植術(shù)后IRI的藥物治療提供了理論靶點。