近年来,由于器官的持续短缺,心死亡器官捐献供体重新引起重视。体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是一种体外循环技术,可在心死亡即刻提供稳定的自体氧合血液进行灌注,提高移植物的质量[1]。作为心死亡供体,热缺血时间无疑会增加,使得器官移植后移植物发生器官原发性无功能和移植物功能恢复延迟的概率增加[2]。ECMO作为一项持续体外生命支持新技术,可以在心死亡后即刻提供稳定的自体血流灌注,通过自体血流提供氧气和营养,使已经受到热缺血损伤的器官得以恢复,使已经消耗的能量得以重新储存,以达到常温下移植物复苏的目的,减少热缺血对心脏死亡器官捐献(donation after cardiac death,DCD)器官的损伤,从而保证了捐献器官的质量,这一时期的恢复亦可减少冷缺血对器官的进一步损伤[3]。因此,在ECMO支持的DCD程序中,ECMO的应用可减少器官热缺血损伤、保护器官功能。ECMO能提高心脏死亡后捐献供体的肝脏质量,缩短移植肝恢复时间,以及明显降低肝移植术后原发性移植肝无功能以及缺血性胆道病变的发生率[4]。本研究通过对本院36例心脏死亡的供体肝脏器官采用不同的方式进行保护,观察使用ECMO保护DCD供体肝脏组与未使用ECMO保护DCD供体肝脏组的移植后肝功能。
1 资料与方法 1.1 研究分组收集2014年9月至2018年1月本院36例心死亡供体肝脏器官,按照不同保护方式分为2组:ECMO保护DCD供体肝脏组(ECMO组,17例)与未使用ECMO保护DCD供体肝脏组(无ECMO组,19例)。
1.2 供体捐献流程纳入供者均通过伦理委员会(KY201835)、本院人体器官获取组织(organ procurement organization,OPO)及红十字会共同参与签署捐献同意书。所有病例需要先判定脑死亡待心脏停跳后再按步骤实施捐献。第一,先由神经医学专家判定脑死亡。根据国家卫生部发表的脑死亡判定标准《脑死亡判定标准(成人)》(修订稿)进行判断。第二,由家属决定放弃治疗,签署放弃治疗同意书并同意捐献器官。第三,红十字会与家属签署捐献志愿书。第四,拔除器官插管停用升压药,待心脏停跳5 min留取心电图向家属宣布心死亡后开始获取器官。器官离体时间为6~8 h。肝肾器官获取后0~4 ℃保存。取材的肝右叶,冰冻切片,HE染色,由病理科专家对肝组织病理情况进行评定。登记器官信息进行分配与共享。
1.3 ECMO使用方法和停用指征供体肝脏器官在进行分类保护之前,均评估及维护供体内环境,积极纠正水电解质紊乱及低蛋白血症,撤除脱水药,调整升压药用量,必要时加用利尿剂。肝功能异常时予以护肝治疗。在供体维持治疗过程中,如升压药使用剂量较大(多巴胺>20 μg·kg-1·min-1+去甲肾上腺素>0.5 μg·kg-1·min-1),血压仍无法维持的供体,ECMO组采用ECMO技术维护供体。经股动脉和股静脉插管并在B超引导下将导管分别放至髂总动脉和肝后下腔静脉。连接好ECMO设备并做好运转准备。拔除气管插管、停用升压药。待收缩压降至80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、平均动脉压降至60 mmHg启动ECMO。ECMO采用常温模式,每分钟流量设定为40 mL/kg。待升压药剂量调整为小剂量,肝脏酶谱小于正常值2倍时,拔除气管插管、撤除升压药,降低ECMO流量,利用超声多普勒监测肝动脉、门静脉血流,ECMO流量降低至平衡流量(即不影响心脏自然停跳而超声又能监测到肝脏血流的流量),在平衡流量下等待心脏停跳,停跳5 min宣布死亡后再逐渐加大ECMO流量,在供体获取术中冷灌注开始时停止运转ECMO。无ECMO组及时撤除生命支持,待心停跳5 min后获取供体。
1.4 观察指标观察两组移植前供体肝脏病理、原发性移植肝无功能发生率、缺血性胆道病发生率、急性排斥反应发生率、移植后肝功能等。
1.5 统计学分析采用SPSS 17.0统计软件整理相关数据,计量资料以x±s表达,采用t检验,其中计数资料运用χ2检验,P < 0.05表示差异有统计学意义。
2 结果 2.1 基线资料无ECMO组患者年龄为(32.0±3.2)岁,ECMO组患者年龄为(34.6±4.3)岁。两组患者年龄、性别、BMI、原发病类型、供体危险程度、冷缺血时间等因素上均衡,不同组别患者基本特征差异无统计学意义(P > 0.05)。具体见表 1。
组别 | n | 性别 | 年龄 | BMI | 原发病类型 | 供体危险情况 | 冷缺血时间 | |||||||||||
男 | 女 | < 33岁 | ≥33岁 | 正常 | 异常 | 心脑血管疾病 | 其他 | 轻 | 重 | 5~7 h | >7~9 h | |||||||
无ECMO组 | 19 | 8(42.1) | 11(57.9) | 11(57.9) | 8(42.1) | 7(36.8) | 12(63.2) | 8(42.1) | 11(57.9) | 7(36.8) | 12(63.2) | 9(47.4) | 10(52.6) | |||||
ECMO组 | 17 | 7(41.1) | 10(58.9) | 10(58.9) | 7(41.1) | 6(35.3) | 11(64.7) | 7(41.1) | 10(58.9) | 4(23.5) | 13(76.5) | 8(47.1) | 9(52.9) |
2.2 移植前供体肝脏病理
无ECMO组肝细胞坏死36.8%,ECMO组肝细胞坏死5.9%,两组在肝细胞坏死方面差异有统计学意义(P < 0.05,表 2),而在肝细胞变性、肝细胞脂肪变性方面差异均无统计学意义(P > 0.05)。
组别 | n | 肝细胞变性 | 肝细胞脂肪变性 | 肝细胞坏死 |
ECMO组 | 17 | 17(100.0) | 3(17.6) | 1(5.9) |
无ECMO组 | 19 | 19(100.0) | 4(21.0) | 7(36.8)a |
a: χ2=4.976,P=0.026, 与ECMO组比较 |
2.3 移植肝原发性移植肝无功能发生率、缺血性胆道病变、急性排斥反应发生率
两组在原发性移植肝无功能发生率、缺血性胆道病变发生率差异有统计学意义(P < 0.05,表 3),而在急性排斥反应率上差异无统计学意义(P > 0.05)。
组别 | n | 原发性移植肝无功能 | 缺血性胆道病变 | 急性排斥反应 |
ECMO组 | 17 | 0(0) | 1(5.9) | 5(29.4) |
无ECMO组 | 19 | 4(21.1) | 7(36.8) | 6(31.6) |
χ2值 | 4.026 | 4.976 | 0.020 | |
P值 | 0.045 | 0.026 | 0.888 |
2.4 移植肝恢复时间、移植后肝功能
移植肝后ALT、AST、TBIL、Alb与PT指标,ECMO组与无ECMO组的肝功能各指标均随着时间的推移慢慢降低,且ECMO组各指标值均低于无ECMO组,差异均有统计学意义(P < 0.05,表 4)。术后1个月内无死亡病例。受试者康复出院后均获定期随访,随访期间无缺血性胆道狭窄及其他并发症,全部存活。
时间 | 组别 | ALT/U·L-1 | AST/U·L-1 | TBIL/μmol·L-1 | Alb/g·L-1 | PT/s |
第1天 | 无ECMO组 | 956±701 | 1 395±1 502 | 168±102 | 31±12 | 28±9 |
ECMO组 | 586±319a | 664±401a | 108±72a | 32±11a | 24±9a | |
第7天 | 无ECMO组 | 355±291 | 309±278 | 56±37 | 36±7 | 18±7 |
ECMO组 | 136±93a | 113±85a | 42±24a | 34±8a | 16±6a | |
第14天 | 无ECMO组 | 396±362 | 321±286 | 66±49 | 34±11 | 15±3 |
ECMO组 | 285±261a | 231±199a | 55±39a | 35±10a | 15±4a | |
第30天 | 无ECMO组 | 121±107 | 81±66 | 34±15 | 38±8 | 14±4 |
ECMO组 | 56±38a | 47±30a | 24±11a | 37±6a | 13±3a | |
a: P<0.05,与无ECMO组比较 |
3 讨论
心死亡供体(DCD)作为重要器官来源已开始用于临床。但DCD移植均存在不通程度的热缺血损伤及术后并发症[5]。近年来随着体外膜肺氧合ECMO技术在DCD器官移植领域的推广与应用,其器官保护效果已逐步得到认可。
目前热缺血时间被公认为是影响DCD供肝移植效果的主要因素。由于热缺血时间较长、组织低灌注等因素的影响,心脏死亡供者器官获取时往往处于功能不良状态,可能诱发移植物无功能或恢复延迟[6]。在心脏死亡器官捐赠立法的基础上,如何提高DCD供体肝脏质量,减少肝脏延迟恢复及原发性肝脏无功能,提高DCD供体肝脏的利用率,有待相关研究。
ECMO在肝移植的主要应用集中于对DCD供肝的保护和对呼吸循环系统并发症的治疗上,ECMO在肝移植手术中很少使用。原因如下:一方面,对腔静脉、门静脉吻合时间在肝移植中较短,对血流动力学影响较小;另一方面,肝移植受者的心肺功能一般比心肺移植,移植肝耐受性更好。当患者出现血流动力学障碍或呼吸功能较差时,肝移植在ECMO的心肺支持的基础上完成是最好的选择。LANDSMAN等[7]报道过1例ECMO支持下完成儿童再次肝脏移植的病例,因肝移植术后发生严重的肝素诱导性血小板减少症和多器官功能衰竭(MOF),患儿切除失败的移植肝并在ECMO支持19 h后成功接受再次肝移植手术,但是移植后4天死于多器官功能衰竭。
体外膜肺氧合用于肝移植心死亡供体时,体外肺氧合用于心死亡供体肝移植主要有两方面作用。第一是用于不可控心死亡供体以缩短热缺血时间、减少热缺血损伤。第二是为心死亡供体能够成功捐献提供临时循环支持[8]。1997年美国JOHNSON等[9]首次报道1例供肝来自ECMO支持29 d的心死亡供体,且在肝移植手术后3周受者便康复出院。FONDEVILA等[10]将2002-2006年期间10例ECMO支持的不可控性心死亡供体与同期的20例DBD进行对照研究,发现两者移植肝和受体的1年生存率差异无统计学意义。2005年WANG等[11]报道了1例供肝来自不可控心死亡供体,供者心脏停跳40 min后利用ECMO,在5 ℃的低温冷循环条件下支持4h10 min。等待地方检察官宣布死亡获取器官,受者术后28 d康复出院、随访2年无异常。2009年有研究者报道[12]20例ECMO支持的不可控性心死亡供体与40例DBD对照研究,发现ECMO组移植肝和受体的1年存活率分别为80.0%和8.5%,对照组移植肝和受体的1年存活率则均为87.5%,两者差异无统计学意义。2010年KE等[13]报道1例不可逆脑损伤合并低血压休克供体在ECMO支持下从地方医院转运至移植医院实施了心脏、肝脏和肾脏等器官捐献,受者顺利康复随访2年健在。
随着体外膜肺复合(ECMO)技术的成熟,应用ECMO原位体内灌注来保护肝脏器官,提高DCD供体肝脏的质量,使移植物获得长期存活,可缓解目前我国可移植器官紧缺的压力。现将我中心利用ECMO技术保护肝脏器官之经验总结如下:①ECMO系统采用生理盐水1 000 mL进行ECMO预充排气。②直视下切开右侧股动脉、股静脉,同时全身肝素化(3 mg/kg);经股动、静脉分别插入15 Fr(10 mm)和19 Fr(15 mm)Medtronic肝素涂层插管,行股静脉-股动脉(V-A)ECMO[14]。③维持活化凝血时间(ACT)值在1~200 s,流量2~4 L/min,血温维持在35~37 ℃[15]。④逐渐减少升压药用量。⑤流量随生命体征和血气分析结果调整。⑥腹主动脉插管冷灌注时停止ECMO运转。记录供体热缺血时间,其定义为撤除呼吸循环支持后平均动脉压 < 50 mmHg到腹主动脉开始灌注的时间[16]。使用ECMO维持治疗供体的热缺血时间定义为平均动脉压 < 50 mmHg到ECMO开始运转的时间[17]。⑦取器官前抽取静脉血行肝功能、凝血功能等检测。⑧全身肝素化(3 mg/kg)后撤除呼吸机和升压药,等待心脏停止跳动,待心脏停止跳动5 min后留取心电图宣布死亡。⑨采用腹部多器官联合快速切取技术获取供体。B10器官切取后于0~4 ℃保存[18]。B11手术方式采用背驮式或经典肝移植。B12记录供体热缺血及冷缺血时间,记录肝移植术中动脉重建后胆汁开始分泌的时间;术后第1、3、5、7、14、30天分别抽取静脉血行肝功及凝血功能检测,同时行腹部彩超了解肝脏血管情况。
我国公民逝世器官捐献工作尚处于起步阶段,器官捐献率还非常低,供体热缺血时间过长可能影响捐献成功率和移植安全性。把握好公民死亡供体特异性、建立起科学规范的器官捐献流程、再加上合理使用体外膜肺氧合等供体器官保护措施,将会为死亡器官捐献起到积极作用。
[1] | JAY C L, SKARO A I, LADNER D P, et al. Comparative effectiveness of donation after cardiac death versus donation after brain death liver transplantation: Recognizing who can benefit[J]. Liver Transpl, 2012, 18(6): 630–640. DOI:10.1002/lt.23418 |
[2] | HARRING T R, NGUYEN N T, COTTON R T, et al. Liver transplantation with donation after cardiac death donors: a comprehensive update[J]. J Surg Res, 2012, 178(1): 502–511. DOI:10.1016/j.jss.2012.04.044 |
[3] | MANARA A R, MURPHY P G, O'CALLAGHAN G. Donation after circulatory death[J]. Br J Anaesth, 2012, 108(Suppl 1): i108–i121. DOI:10.1093/bja/aer357 |
[4] | ROJAS-PENA A, REOMA J L, KRAUSE E, et al. Extracorporeal support: improves donor renal graft function after cardiac death[J]. Am J Transplant, 2010, 10(6): 1365–1374. DOI:10.1111/j.1600-6143.2010.03063.x |
[5] |
霍枫, 汪邵平, 李鹏, 等. 体外膜肺氧合用于心死亡供肝的初步经验[J].
中华肝胆外科杂志, 2012, 18(5): 354–356.
HUO F, WANG S P, LI P, et al. Extracorporeal membrane oxygenation support for liver donation after cardiac death[J]. Chin J Hepatobiliary Surg, 2012, 18(5): 354–356. DOI:10.3760/cma.j.issn.1007-8118.2012.05.011 |
[6] | FONDEVILA C, HESSHEIMER A J, MAATHUIS M H, et al. Superior preservation of DCD livers with continuous normothermic perfusion[J]. Ann Surg, 2011, 254(6): 1000–1007. DOI:10.1097/SLA.0b013e31822b8b2f |
[7] | LANDSMAN I S, KARSANAC C J. Case report: pediatric liver retransplantation on an extracorporeal membrane oxygenation-dependent child[J]. Anesth Analg, 2010, 111(5): 1275–1278. DOI:10.1213/ANE.0b013e3181f334a6 |
[8] | NASSAR A, LIU Q, FARIAS K, et al. Role of vasodilation during normothermic machine perfusion of DCD porcine livers[J]. Int J Artif Organs, 2014, 37(2): 165–172. DOI:10.5301/ijao.5000297 |
[9] | JOHNSON L B, PLOTKIN J S, HOWELL C D, et al. Successful emergency transplantation of a liver allograft from a donor maintained on extracorporeal membrane oxygenation[J]. Transplantation, 1997, 63(6): 910–911. DOI:10.1097/00007890-199703270-00021 |
[10] | FONDEVILA C, HESSHEIMER A J, RUIZ A, et al. Liver transplant using donors after unexpected cardiac death: novel preservation protocol and acceptance criteria[J]. Am J Transplant, 2007, 7(7): 1849–1855. DOI:10.1111/j.1600-6143.2007.01846.x |
[11] | WANG C C, WANG S H, LIN C C, et al. Liver transplantation from an uncontrolled non-heart-beating donor maintained on extracorporeal membrane oxygenation[J]. Transplant Proc, 2005, 37(10): 4331–4333. DOI:10.1016/j.transproceed.2005.11.013 |
[12] | JIMÉNEZ-GALANES S, MENEU-DIAZ M J, ELOLA-OLASO A M, et al. Liver transplantation using uncontrolled non-heart-beating donors under normothermic extracorporeal membrane oxygenation[J]. Liver Transpl, 2009, 15(9): 1110–1118. DOI:10.1002/lt.21867 |
[13] | KE H Y, LIN C Y, TSAI Y T, et al. Increase the donor pool: transportation of a patient with fatal head injury supported with extracorporeal membrane oxygenation[J]. J Trauma, 2010, 68(3): E87–E88. DOI:10.1097/TA.0b013e31817c96b1 |
[14] | MOERS C, LEUVENINK H G, PLOEG R J. Donation after cardiac death: evaluation of revisiting an important donor source[J]. Nephrol Dial Transplant, 2010, 25(3): 666–673. DOI:10.1093/ndt/gfp717 |
[15] |
孙煦勇, 秦科, 董建辉, 等. 体外膜肺氧合用于循环功能不稳定的中国一类捐赠者的器官保护三例[J].
中华器官移植杂志, 2012, 33(11): 657–660.
SUN X Y, QIN K, DONG J H, et al. Organ protective effect of ECMO for donors after brain death presented with hemodynamic instability[J]. Chin J Organ Transplant, 2012, 33(11): 657–660. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-1785.2012.11.005 |
[16] |
刘永锋. 中国心脏死亡器官捐献工作指南(第2版)[J].
实用器官移植电子杂志, 2013, 1(1): 9–12.
LIU Y F. China Cardiac Death Organ Donation Work Guide (2nd Edition)[J]. Chin J Transplant (Electronic Edition), 2013, 1(1): 9–12. |
[17] |
王志为, 杨志豪. 心死亡捐献供体器官保护中体外膜肺氧合技术的应用研究进展[J].
中华临床医师杂志(电子版), 2013, 7(24): 289–292.
WANG Z W, YANG Z H. Progress in the application of extracorporeal membrane oxygenation for preserving organs from donation; after circulatory death[J]. Chin J Clinicians (Electronic Edition), 2013, 7(24): 289–292. |
[18] | LEE J H, HONG S Y, OH C K, et al. Kidney transplantation from a donor following cardiac death supported with extracorporeal membrane oxygenation[J]. J Korean Med Sci, 2012, 27(2): 115–119. DOI:10.3346/jkms.2012.27.2.115 |