Белодробна трансплантация

Трансплантацията на бял дроб е животоспасяваща опция за пациенти с дихателна недостатъчност, с висок риск от смърт въпреки оптималната лекарствена терапия. Най-честите индикации са ХОББ (хронична обструктивна белодробна болест), идиопатична белодробна фиброза, кистозна фиброза, дефицит на алфа1-антитрипсин, първична белодробна хипертония. По-рядко срещани индикации са интерстициални белодробни заболявания (напр. саркоидоза), бронхиектазии, вродени сърдечни заболявания.

Единична или двойна белодробна трансплантация се използва с еднакъв успех при повечето белодробни заболявания без сърдечно засягане; изключение правят хроничните дифузни инфекции (напр. бронхиектазии), при които двойната белодробна трансплантация е за предпочитане. Трансплантацията сърце-бял дроб е показана при синдром на Айзенменгер и всяко белодробно заболяване с тежка необратима камерна дисфункция; белодробното сърце не е индикация за такава трансплантация, тъй като състоянието често рецидивира след белодробна трансплантация. Единичната и двойната белодробна трансплантация се извършват еднакво често и поне осем пъти по-често от трансплантацията сърце-бял дроб.

Относителните противопоказания включват възраст (65 години за трансплантация на единичен бял дроб, 60 за трансплантация на два бели дроба, 55 за трансплантация сърце-бял дроб), активно тютюнопушене, предишна торакална хирургия и, при някои пациенти с кистозна фиброза и в някои медицински центрове, белодробни инфекции, причинени от резистентни щамове на Burkholderia cepacia, което значително увеличава риска от смърт.

Почти всички бели дробове се получават от трупни донори с мозъчна смърт и сърдечна активност. По-рядко, ако органите на трупния донор не са подходящи, за трансплантация се използва фракция от жив донор (обикновено при трансплантация от родител на дете). Донорът трябва да е под 65 години, никога да не е пушил и да няма активно белодробно заболяване, доказано чрез оксигенация (Pa _O2 /Fi _O2 > 250-300 mmHg), белодробна комплайънс (пиково инспираторно налягане < 30 cm H2O при VT ₁₅ ml/kg и положително експираторно налягане = 5 cm H2O) и нормален макроскопски вид при бронхоскопия. Донорите и реципиентите трябва да са анатомично (определени чрез рентгенографско изследване) и/или физиологично (общ белодробен обем).

Моментът на насочване за трансплантация трябва да се определи от фактори като степен на обструкция (ФЕО1, форсиран експираторен обем за 1 секунда, ФЕО1 - форсиран експираторен обем < 25-30% от прогнозирания при пациенти с ХОББ, дефицит на алфа1-антитрипсин или кистозна фиброза); Pa < 55 mmHg; Pac > 50 mmHg; налягане в дясното предсърдие > 10 mmHg и пиково систолично налягане > 50 mmHg при пациенти с първична белодробна хипертония; прогресия на клиничните, рентгенографските и физиологичните симптоми на заболяването.

Трансплантацията на бял дроб все още остава една от най-слабо развитите области на съвременната трансплантология. Успешното прилагане на белодробна трансплантация зависи от правилния подбор на донор и реципиент, ранната диагностика на кризите на отхвърляне, ефективността на имуносупресията и правилната антиинфекциозна терапия в следоперативния период.

Развитието на терминално белодробно заболяване с разрушаване на белодробния паренхим или васкулатура е една от водещите причини за инвалидност и смъртност при възрастни пациенти. Разработени са няколко варианта за трансплантация за лечение на терминално белодробно заболяване, всеки със свои собствени теоретични и практически предимства. Те включват белодробна трансплантация и трансплантация сърце-бял дроб. Изборът на процедура за белодробна трансплантация се основава до голяма степен на последствията от оставянето на естествения бял дроб in situ. Например, трансплантацията на единичен бял дроб не е показана при наличие на инфекция или тежък булозен емфизем в контралатералния бял дроб. Кръстосана инфекция би инфектирала здравия трансплантиран бял дроб, а тежкото булозно заболяване в естествения бял дроб може да доведе до голямо несъответствие между перфузията и вентилацията и медиастинално изместване. В такива случаи се предпочита трансплантацията на двата бели дроба. Трансплантацията на единичен бял дроб е напълно осъществима без кардиопулмонален байпас и рядко се усложнява от кървене. Друго предимство на трансплантацията на единичен бял дроб е, че извършената бронхиална анастомоза заздравява със значително по-малко усложнения в сравнение с единичната трахеална анастомоза при двойна белодробна трансплантация.

Двойната белодробна трансплантация може да доведе до по-добри функционални резултати при лечението на белодробна хипертония в краен стадий. Двойната белодробна трансплантация изисква използването на кардиопулмонален байпас (КПБ) с пълна системна хепаринизация и обширна медиастинална дисекция, като и двете драстично увеличават риска от следоперативна коагулопатия. Двустранната последователна белодробна трансплантация, използвана наскоро в клиничната практика, може да бъде алтернатива на блоковата трансплантация на двойни бели дробове, тъй като комбинира предимствата на използването на бибронхиална анастомоза и елиминира необходимостта от КПБ.

При диагностициране на хронична белодробна хипертония с дяснокамерна недостатъчност, методът на избор е трансплантация на сърдечно-белодробния комплекс. Ако обаче функционалните възможности на сърцето са запазени, трансплантацията на изолиран бял дроб може да бъде оптимална за пациент с терминално белодробно заболяване.

Анатомични и физиологични особености на дихателната система и патофизиологични промени в терминалния стадий на паренхиматозните белодробни заболявания Терминалният стадий на паренхиматозните белодробни заболявания е рестриктивен, обструктивен или инфекциозен по своята етиология. Рестриктивните белодробни заболявания се характеризират с интерстициална фиброза със загуба на еластичност и разтегливост на белия дроб. Повечето фиброзни заболявания са идиопатични по природа (с неясен произход), но могат да бъдат причинени и от инхалационно увреждане или имунни процеси. Интерстициалните белодробни заболявания засягат кръвоносните съдове с последваща проява на белодробна хипертония. Заболяванията от тази категория се проявяват функционално с намаляване на белодробните обеми и дифузионния капацитет при запазена скорост на въздушния поток.

Най-честата причина за терминална обструктивна белодробна болест е емфиземът, причинен от тютюнопушене, но има и други причини, включително астма и някои сравнително редки вродени заболявания. Сред тях е дефицитът на алфа1-антитрипсин, свързан с тежък булозен емфизем. При обструктивни заболявания съпротивлението на дихателните пътища е значително повишено, скоростта на издишване е намалена, остатъчният обем е значително увеличен и вентилационно-перфузионните взаимоотношения са нарушени.

Кистозната фиброза и бронхиектазиите имат инфекциозна етиология на терминалния стадий на белодробните заболявания. Кистозната фиброза причинява запушване на периферните дихателни пътища със слуз, хроничен бронхит и бронхиектазии. Освен това, терминалният стадий на белодробните съдови заболявания може да бъде следствие от първична белодробна хипертония, която е сравнително рядко заболяване с неизвестна етиология и се проявява с повишаване на белодробната честота на пулмоналния рефлукс (БВР) поради мускулна хиперплазия на белодробната артерия и фиброза на артериолите с малък диаметър. Друга причина за деформация на белодробното артериално легло е вроденото сърдечно заболяване със синдром на Айзенменгер и дифузни артериовенозни малформации.

Основните показания за трансплантация в терминалния стадий на всяко белодробно заболяване са прогресивното влошаване на толерантността, повишената кислородна нужда и задържането на CO2. Други фактори, които предопределят трансплантацията, са възникването на необходимостта от непрекъсната инфузионна подкрепа и проявата на физическа и социална неспособност.

Дали операцията ще бъде извършена зависи от скоростта на прогресия на функционалното увреждане и способността на дясната камера да компенсира прогресията на белодробната хипертония. Предвид ограничената наличност на донорски органи, специфичните противопоказания за белодробна трансплантация включват тежко недохранване, невромускулни заболявания или зависимост от вентилатор (защото силата на дихателните мускули е от решаващо значение за успешното възстановяване); тежка деформация на гръдната стена или плеврално заболяване (усложняващо хирургичните процедури и следоперативната вентилация); и прогресия на деснокамерна недостатъчност или зависимост от глюкокортикоиди (защото заздравяването на анастомозираните дихателни пътища е затруднено от стероиди).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Трансплантация на бял дроб: Предоперативна подготовка

Предоперативното изследване на белодробната функция и катетеризацията на дясното сърце, връзките вентилация/перфузия и газове в артериалната кръв са много полезни за прогнозиране на потенциални трудности, които могат да възникнат по време и след индукция на анестезия. Например, намалените експираторни скорости на потока и абнормното задържане на въздух в белите дробове могат да увеличат хипоксемията и хиперкапнията и да доведат до хемодинамична нестабилност по време на вентилация с маска и след трахеална интубация. Повишеното PAP може да показва необходимостта от кардиоверзия (CPB), тъй като деснокамерната недостатъчност може да се развие почти внезапно, когато се започне вентилация на единичен бял дроб или белодробната артерия се зашие. Дори при липса на белодробна хипертония, в тези случаи се препоръчва вено-венозно байпасно устройство, тъй като газообменът е толкова компрометиран. Очевидно е, че мониторингът на системното и белодробното артериално налягане е жизненоважен при белодробна трансплантация, въпреки че тежката диспнея може да затрудни катетеризацията на вътрешната югуларна вена преди индукция на анестезия.

Единична белодробна трансплантация

Процедурата за трансплантация на единичен бял дроб включва пневмонектомия и имплантиране на новия бял дроб, както и мобилизиране на оментума върху съдов педикул за прехвърляне към бронхите. Ако местните бели дробове са еднакво увредени и няма данни за плеврални белези, левият бял дроб се избира за трансплантация по технически причини: десните белодробни вени на реципиента са по-малко достъпни от лявата, левият бронх е по-дълъг и левият хемитракс може по-лесно да побере донорски бял дроб, който е по-голям от този на реципиента. Повечето хирурзи предпочитат донорският бял дроб да се колабира по време на отстраняването, като за тази цел използват бронхоблокери и ендобронхиални тръби с двоен лумен.

За индукция на анестезия се използва техника на бърза интубация, като се предпочитат лекарства, които нямат кардиодепресантни и хистаминогенни ефекти (например етомидат, векурониев бромид). Употребата на диазотен оксид се избягва при пациенти с були или повишено белодробно съпротивление (PVR), както и в случаите, когато е необходим 100% кислород за поддържане на приемлива сатурация на артериалната кръв. Високи дози опиоиди, мощни интравенозни антибиотици в комбинация с дългодействащи мускулни релаксанти се използват успешно за поддържане на анестезия. С началото на еднобичната вентилация, като правило, настъпват резки нарушения в газообмена и хемодинамиката. Методите за подобряване на оксигенацията при тези състояния включват използването на PEEP в зависимия бял дроб, CPAP или високочестотна вентилация в независимия бял дроб със зашиване на белодробната артерия. Ако в този момент PAP се увеличи рязко, може да се развие деснокамерна недостатъчност.

Вазодилататорите и/или инотропните средства могат да намалят натоварването на дясното сърце; ако са неефективни, трябва да се продължи вентилацията на един бял дроб. По подобен начин, ако хемодинамичните параметри или системната артериална сатурация се влошат с затягане на белодробната артерия преди пневмонектомия, може да се наложи използването на кардиопулмонален байпас вентилатор.

След като донорският бял дроб бъде реперфузиран, исхемичният период приключва, но системната артериална сатурация обикновено е ниска, докато присадката не бъде правилно вентилирана. В този момент може да се наложи бронхоскопия за отстраняване на секрети или кръв от дихателните пътища, за да се възстанови инфлацията на присадката. След като бронхиалната анастомоза е завършена, оментумът се премества в гръдния кош върху непокътнат съдов педикул и се увива около бронхиалната анастомоза. След като гръдният кош е затворен, ендобронхиалната тръба се заменя със стандартна ендотрахеална тръба.

Двойна трансплантация на бял дроб

Двойната белодробна трансплантация се използва най-често при пациенти с първична белодробна хипертония или кистозна фиброза. Двойната белодробна блокада се извършва в легнало положение и тъй като и двата бели дроба се подменят едновременно, използването на кардиопулмонален байпас е задължително. Кардиоплегичният арест се използва за извършване на анастомози на лявото предсърдие, съдържащо и четирите белодробни венозни отвора. Дихателните пътища се прекъсват на нивото на трахеята, така че се използва стандартна ендотрахеална тръба. Тъй като системното артериално кръвоснабдяване на трахеята е нарушено, тя се обвива във васкуларизиран оментум. Обширната ретрокардиална дисекция често води до сърдечна денервация и следоперативното кървене е трудно за контролиране. Двустранна последователна трансплантация на единичен бял дроб е въведена за същата кохорта пациенти, показана за трансплантация с двоен белодробен блок, но тя елиминира необходимостта от КПБ и трахеална анастомоза. Относителен недостатък на тази операция е, че при последователна имплантация исхемичното време на втората белодробна трансплантация е значително удължено.

Процедура за трансплантация на бял дроб

Студен кристалоиден консервиращ разтвор, съдържащ простагландини, се влива през белодробните артерии в белите дробове. Донорските органи се охлаждат с леденостуден физиологичен разтвор in situ или чрез кардиопулмонален байпас и след това се отстраняват. Прилага се профилактичен курс с антибиотици.

Трансплантацията на единичен бял дроб изисква постеролатерална торакотомия. Местният бял дроб се отстранява и се образуват анастомози със съответните пънчета на бронхите, белодробните артерии и белодробните вени на донорския бял дроб. Бронхиалната анастомоза изисква инвагинация (вмъкване на единия край в другия) или обвиване с оментум или перикард, за да се постигне адекватно заздравяване. Предимствата са по-проста хирургична техника, липса на нужда от апарат за сърдечно-бял дроб и системни антикоагуланти (обикновено), точен избор на размер и пригодност на контралатералния бял дроб от същия донор за друг реципиент. Недостатъците включват възможността за несъответствие във вентилацията/перфузията между местния и трансплантирания бял дроб и възможността за лошо заздравяване на единична бронхиална анастомоза.

Двойната белодробна трансплантация изисква стернотомия или предна напречна торакотомия; процедурата е подобна на две последователни единични белодробни трансплантации. Основното предимство е пълното отстраняване на цялата увредена тъкан. Недостатъкът е лошото заздравяване на трахеалната анастомоза.

Трансплантацията на сърдечно-белия комплекс изисква медиална стернотомия с белодробно-сърдечен байпас. Оформят се аортна, дяснопредсърдна и трахеална анастомоза, като трахеалната анастомоза се оформя непосредствено над мястото на бифуркация. Основните предимства са подобрена функция на присадката и по-надеждно заздравяване на трахеалната анастомоза, тъй като коронарно-бронхиалните колатерали са разположени в рамките на сърдечно-белия комплекс. Недостатъците са дългата продължителност на операцията и необходимостта от апарат за изкуствено кръвообращение, прецизен подбор на размера, използване на три донорски органа за един пациент.

Преди реперфузия на трансплантирания бял дроб, на реципиентите често се прилага интравенозен метилпреднизолон. Обичайният курс на имуносупресивна терапия включва калциневринови инхибитори (циклоспорин или такролимус), инхибитори на пуриновия метаболизъм (азатиоприн или микофенолат мофетил) и метилпреднизолон. Антитимоцитен глобулин или OKTZ се прилага профилактично през първите две седмици след трансплантацията. Глюкокортикоидите могат да бъдат спрени, за да се осигури нормално заздравяване на бронхиалната анастомоза; те се заменят с по-високи дози други лекарства (напр. циклоспорин, азатиоприн). Имуносупресивната терапия продължава за неопределено време.

Отхвърлянето се развива при повечето пациенти въпреки имуносупресивната терапия. Симптомите и признаците са сходни при хиперострата, острата и хроничната форма и включват треска, диспнея, кашлица, намален SaO2 _, интерстициални инфилтрати на рентгенографии и намаление на FEV1 с повече от 10-15%. Хиперострото отхвърляне трябва да се разграничава от ранната дисфункция на присадката, която е причинена от исхемично увреждане по време на трансплантационната процедура. Диагнозата се потвърждава чрез бронхоскопска трансбронхиална биопсия, която разкрива периваскуларна лимфоцитна инфилтрация на малки съдове. Интравенозните глюкокортикоиди обикновено са ефективни. Лечението на рецидивиращи или рефракторни случаи е променливо и включва високи дози глюкокортикоиди, аерозолизиран циклоспорин, антитимоцитен глобулин и RT-β-глюкоза.

Хроничното отхвърляне (след 1 година или повече) се среща при по-малко от 50% от пациентите и се проявява под формата на облитериращ бронхиолит или, по-рядко, атеросклероза. Острото отхвърляне може да увеличи риска от хронично отхвърляне. Пациентите с облитериращ бронхиолит се представят с кашлица, диспнея и намален FEV1, със или без физикални или рентгенографски данни за заболяване на дихателните пътища. Пневмонията трябва да се изключи в диференциалната диагноза. Диагнозата се поставя чрез бронхоскопия и биопсия. Няма особено ефективно лечение, но могат да се обмислят глюкокортикоиди, антитимоцитен глобулин, OCTG, инхалаторен циклоспорин и ретрансплантация.

Най-честите хирургични усложнения са лошото заздравяване на трахеалните или бронхиалните анастомози. По-малко от 20% от реципиентите на единичен бял дроб развиват бронхиална стеноза, което води до диспнея и обструкция на дихателните пътища; това може да се лекува с дилатация и поставяне на стент. Други хирургични усложнения включват дрезгавост и диафрагмална парализа поради повтарящо се увреждане на ларингеалния или диафрагмалния нерв; стомашно-чревна дисмотилитет поради увреждане на гръдния блуждаещ нерв; и пневмоторакс. Някои пациенти развиват надкамерни аритмии, вероятно поради промени в проводимостта, причинени от зашиване на белодробната вена и предсърдието.

Каква е прогнозата за белодробна трансплантация?

На 1 година процентът на преживяемост е 70% за пациенти с трансплантации от живи донори и 77% за трансплантации от починали донори. Като цяло, процентът на преживяемост на 5 години е 45%. Смъртността е по-висока при пациенти с първична белодробна хипертония, идиопатична белодробна фиброза или саркоидоза и по-ниска при пациенти с ХОББ или дефицит на алфа1-антитрипсин. Смъртността е по-висока при трансплантации на единичен бял дроб, отколкото при трансплантации на два бели дроба. Най-честите причини за смърт в рамките на 1 месец са първична трансплантационна недостатъчност, исхемия и реперфузионно увреждане и инфекции (напр. пневмония), с изключение на цитомегаловирус; най-честите причини между 1 месец и 1 година са инфекции, а след 1 година - облитериращ бронхиолит. Рисковите фактори за смърт включват несъответствие на цитомегаловирус (донор положителен, реципиент отрицателен), HLA-DR несъответствие, диабет и предишна нужда от механична вентилация или инотропна подкрепа. Рецидивът на заболяването е рядък, по-често срещан при пациенти с интерстициална белодробна болест. Толерантността към физическо натоварване е донякъде ограничена поради хипервентилационния отговор. Едногодишната преживяемост при трансплантация сърце-бял дроб е 60% както за пациентите, така и за присадките.

Оценка на състоянието на пациента след белодробна трансплантация

Следоперативното лечение на пациенти след изолирана белодробна трансплантация включва интензивна дихателна подкрепа и диференциална диагностика между отхвърляне и белодробна инфекция, за което се използват трансбронхиални биопсии, извършени с помощта на гъвкав бронхоскоп. Ранна дихателна недостатъчност може да възникне поради консервационни или реперфузионни увреждания и се характеризира с наличие на изразен артериоалвеоларен кислороден градиент, намалена еластичност на белодробната тъкан (ниска белодробна комплайънс) и наличие на паренхиматозни инфилтрати, въпреки ниското налягане на сърдечно пълнене. В тези случаи обикновено се използва механична вентилация с PEEP, но предвид особеностите на анастомозата на нововъзстановените дихателни пътища, инхалационното налягане се поддържа на минимални стойности. FiO2 също се поддържа на най-ниските стойности, които позволяват получаване на достатъчно кръвно насищане.

В допълнение към хирургичните усложнения, които могат да включват кървене, хемо- и пневмоторакс, ранна дисфункция на присадката и необходимост от продължителна механична вентилация, белодробната трансплантация носи изключително висок риск от инфекциозни усложнения. Белият дроб е уникален сред трансплантираните висцерални органи, тъй като е директно изложен на околната среда. Нарушен лимфен дренаж, неадекватна функция на ресничестия епител и наличието на линия на шев през дихателните пътища - тези и други фактори увеличават податливостта на трансплантираните бели дробове към инфекция. През първия следоперативен месец бактериите са най-честата причина за пневмония. След този период CMV пневмонитът става най-често срещаният. Епизодите на остро отхвърляне след белодробна трансплантация са чести и е трудно да се разграничат от инфекция само въз основа на клиничните характеристики. Това разграничение е жизненоважно, тъй като кортикостероидите, използвани за лечение на отхвърляне, могат да влошат пневмонията и да насърчат генерализиран системен сепсис. Проби от бронхоалвеоларно-лаважна течност или храчки, получени по време на бронхоскопия, могат да бъдат полезни при диагностициране на инфекциозни етиологии. Трансбронхиална или отворена белодробна биопсия е необходима за установяване на диагнозата отхвърляне.

Кървенето е най-честото усложнение след en bloc двойна белодробна трансплантация, особено при пациенти с плеврално заболяване или синдром на Айзенменгер с обширни медиастинални съдови колатерали. Френичният, вагусният и рекурентният ларингеален нерв са изложени на голям риск по време на белодробна трансплантация и тяхното увреждане усложнява процеса на отбиване на механичната вентилация и възстановяване на адекватно спонтанно дишане. Първичното заздравяване обикновено настъпва при повечето бронхиални анастомози; много рядко бронхиалните фистули водят до стеноза, която може да бъде успешно лекувана със силиконови стентове и дилатации. За разлика от това, трахеалните анастомотични неуспехи често водят до фатален медиастинит. Облитериращ бронхиолит, характеризиращ се с разрушаване на малки респираторни бронхиоли, е описан след трансплантация сърце-бял дроб.

[ 5 ], [ 6 ]