肺损伤是肺移植术后早期并发症和死亡的危险因素之一,供肺的保护对手术的成功起着重要作用。本课题以模拟肺循环和心脏灌注的方法,探索对离体肺损伤的保护作用和机制,研究动态的搏动灌注、持续平流灌注和静态的低温保存三种条件下发生的肺损伤反应,提高保存质量,促进肺移植的发展。通过本研究实验观察①血-气界面组织形态学变化;②肺泡的稳定性及细胞凋亡;③肺的水平衡;④肺泡巨噬细胞与肺损伤;⑤肺血管内皮细胞线粒体DNA损伤;⑥氧自由基改变。探讨肺保存技术与循环应力作用的关系,阐明动态灌注及静态保存对离体肺生理、生化、能量代谢及病理生理的影响。有关模拟机体肺循环和心脏灌注的肺保存研究未见报道,具有更加符合生理的优点,明显改善了现保存的状况,从而显著提高了离体肺保存的效果,为较长时间保存离体肺和保证远距离获得供肺创造了条件,尤其是为手术时间较长的序贯式双肺移植奠定了坚实基础,以使患者在移植后获得满意的功能。
lung transplantation;lung protection;lung preservation;organ protection;extracorporeal circulation
研究背景保证肺移植的成功需要高品质的肺源、良好的离体肺保存环境以及有效的保护措施。目的探讨体外循环肺灌注系统、直接肺动脉灌注和静态低温保存离体肺对离体肺保护的影响,寻求更加符合生理的保存方法。材料和方法在过度膨胀所致肺损伤及其机制研究的基础上,杂种犬30只制备犬离体肺模型,随机分为体外循环、直接灌注和单纯低温浸泡三组。取肺组织检测超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、髓过氧化物酶活性,光镜下观察肺组织形态结构变化;检测肺组织中巨噬细胞NF-KB活性;免疫组化法检测其AQP1蛋白的表达;Western blot及荧光定量PCR检测离体肺组织AQP1的基因表达,提取肺血管内皮细胞线粒体,进行线粒体膜电位检测。流式细胞仪检测支气管肺泡灌洗液中炎症细胞凋亡情况、Elisa法检测白介素-8表达,免疫组化法检测肺泡巨噬细胞对凋亡中性粒细胞的吞噬作用。结果①肺过度膨胀实验,对照组肺组织湿/干比明显高于实验组(p﹤0.05);对照组血栓素B2明显高于实验组(p﹤0.05);支气管肺泡灌洗液中蛋白含量对照组明显高于实验组(p﹤0.05);②肺组织超微结构,实验组肺过度膨胀性损伤程度明显轻于对照组。③离体肺体外循环系统组超氧化物歧化酶活性下降较低,整体高于另外两组(p﹤0.05);④在保存0-3h时,三组肺组织肺泡结构完整,间隔正常,结构清晰、无肿胀。随着保存时间的延长(4-8h),肺泡组织结构塌陷、炎性细胞增多、间隔增宽等病理改变逐渐加重,单纯低温组最为明显。⑤体外循环组肺巨噬细胞数量较少,NF-KB活性较弱;⑥AQP1随着保存时间的延长,各组表达逐渐下降,但体外循环组下降低于直接灌注和低温浸泡组,⑦线粒体膜电位在体外循环组较少出现电位降低的情况;⑧白介素-8表达体外循环组低于另外两组;⑨细胞凋亡情况,单纯低温保存组支气管肺泡灌洗液中炎症细胞凋亡明显多于另外两组;体外循环组肺血管内皮细胞凋亡明显慢于另外两组;体外循环组肺泡巨噬细胞吞噬凋亡中性粒细胞数少于另外两组。结论动态肺外循环灌注对离体肺的保护效果优于静态保护,结果提示体外循环肺灌注系统模拟肺循环的程度越高,离体肺保护的效果越好。