供肺保护研究进展[转贴]

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供肺保护研究进展[转贴]
宋晓春　刘志勇

　　
　　迄今为止,供肺保护仍是一大难题。许多学者对供肺保护方法进行了大量研究,包括肺保护液、保护液中加入活性成分、肺血管灌洗方法以及供肺保存期间的膨胀状态、氧供和保存温度等,现综述如下。
　　
　　1 肺保护液的种类
　　
　　理想的肺保护液应该能够防止灌洗期间肺间质水肿，抑制细胞内水肿、酸中毒和防止氧自由基对细胞和组织的损伤，并为肺保存期间提供必要的能量供给[1]。至今已有多种保护液应用于实验及临床，目前采用的肺灌洗液及保护液分为两大类：（1）细胞内液型：如Euro-Collins液(EC液) 、University of Wisconsin液(UW液) 、Belzer液等；（2）细胞外液型：如低钾右旋糖酐液（LPD液）、Celsior液、HTK液、Cambridge液、Krebs-Henseleit液(KH液)、ET-Kyoto液（ET-K液）、Wallwork′s液等。细胞内液型保护液特点：具有与细胞内相似的电解质成分，含有很高的钾浓度，灌洗和保存时使细胞内外离子浓度相当，避免了细胞膜离子交换而减少了ATP的消耗，同时避免了由于钠内流而导致的细胞水肿；但其高钾会引起肺血管内皮细胞受损和肺血管严重收缩，明显增加肺血管阻力，导致灌注液在肺内不能均匀分布，迅速使供肺降温，从而加重供肺缺血再灌注损伤[2]。细胞外液型保护液特点：它模拟细胞外液配制而成，低钾能避免高钾对内皮细胞的损伤。
　　目前，临床上应用最广泛的保护液是EC液、UW液和LPD液3种。EC液由Collins于1969年首创，曾经主要用于肾脏保护的研究；UW液曾经主要用于肝脏保护的研究，两者早已应用于肺保护。EC液为一种高钾、低钠的高渗晶体溶液，其主要特点是：（1）它的阳离子浓度与细胞内液相似，可以避免细胞内外钠、钾离子交换，节省了能量；（2）它的高渗性可防止细胞水肿。UW液是一种高渗胶体溶液，它的特点是：（1）以大分子物质如乳糖醛酸盐和棉子糖为主要非渗透性成份；（2）具有高黏滞度；（3）含有谷胱甘肽（GSH）、别嘌呤醇等氧自由基清除剂。至今，临床上仍没有一种非常满意的肺保护液，无论EC液还是UW液，高钾、低钠是其特点，高钾不仅对血管内皮细胞有损伤作用，而且对肺血管具有收缩效应，其缩血管作用在肺动脉温度高于10℃时不易被前列腺素E1所纠正。在短期的肺保存期间（6~8 h），EC液能较快地恢复供肺的结构和功能，但8h以后，UW液显示了更好的肺保护作用，降低了肺血管阻力，提高了肺氧合功能[3]。有研究表明,UW液更有助于预防肺组织水肿，主要由于其含有一些活性成分，它们抑制了细胞的肿胀[4]。
　　近年来，细胞外液型保护液相对于细胞内液型保护液显示了明显的优势。有临床研究表明，细胞外液型保护液对供肺的保护效果优于细胞内液型保护液[5]。LPD液是近来研究较多的专门用于肺保护的细胞外液型保护液，其对供肺的良好保护效果主要是由于右旋糖酐40和低钾的作用。LPD液中低钾对内皮细胞的损伤较轻，从而减少内皮细胞生成和释放炎症介质。溶液中的右旋糖酐40的作用有：（1）提高了保护液胶体渗透压，预防细胞水肿；（2）改善了红细胞的变形能力，阻止了红细胞聚集，并通过覆盖在内皮细胞和血小板表面产生抗凝作用，改善了微循环，保护了内皮上皮屏障，从而阻止了无复流现象的发生；（3）能减少供肺脂质过氧化的发生，保护肺表面活性物质的活力。无论动物实验还是临床研究都证实了LPD液较EC液、UW液等细胞内液型保护液优越，可获得较好的手术后肺功能[6-7]。添加1％葡萄糖的LPD液（LPD-glucose液）为供肺有氧代谢提供了底物，延长了供肺缺血时限，显示了更好的保护作用。动物实验和临床研究已经证实,LPD-glucose液保存肺脏的质量均优于EC液和UW液[8-9]。目前，许多临床移植中心已采用LPD-glucose液作为移植供肺的保护液。Celsior液最初主要应用于心脏保护研究，但在肺保护中也取得了令人满意的结果[5]。有研究发现,Celsior液与EC液和UW液相比提高了肺的保存质量，降低了微血管的通透性，改善了肺的顺应性，提高了肺的氧合功能[10]。另有研究表明，Celsior液在保护肺血管功能方面稍优于LPD液[11]，可能主要是由于其含有GSH、组氨酸等物质，这些物质在预防自由基损伤中具有重要作用。Krebs-Henseleit液(KH液)是一种细胞外液型灌洗液，其对供肺的保护作用明显低于UW液、EC液和LPD液[6]。有研究证实在猪肺移植模型中，ET-Kyoto液显示了比EC液更为优越的肺保护作用[12]。
　　
　　2 肺保护液中添加的活性成分
　　
　　2.1 棉子糖
　　棉子糖是一种三糖，相对分子质量594。它能提高肺保护液的胶体渗透压，防止水的弥散和细胞肿胀。动物实验证实，添加了棉子糖的LPD-glucose液能降低移植肺的气道峰压，减轻肺组织损伤，保护细胞完整性，提高了移植肺氧合功能[13]。
　　2.2 抑肽酶
　　抑肽酶是一种非特异性的丝氨酸蛋白酶抑制剂，加入EC 液、UW液和LPD液中可减轻供肺的缺血再灌注损伤，提高供肺低氧保存期间内皮细胞的活力，降低肺毛细血管的通透性，改善肺的氧合功能和顺应性，其机制可能是通过抑制肺移植早期的炎症反应、中性粒细胞的渗出、弹性蛋白酶和溶酶体酶的释放、氧自由基的生成等多种途径,减轻供肺缺血再灌注损伤，故将其应用于临床肺保护具有实际意义[14]。
　　2.3 前列腺素E1(PGE1)
　　PGE1具有选择性扩张肺血管作用,于灌洗前注入肺动脉可对抗低温引起的肺血管反射性收缩,使灌洗液在肺内分布更均匀,从而达到迅速降温和充分灌洗供肺的目的，同时PGE1具有抗炎特性,能抑制中性粒细胞黏附、血小板聚集及溶酶体酶的释放,改善血管通透性。把PGE1添加入肺保护液中可减轻供肺的再灌注损伤，提高肺保存质量[15]。
　　2.4 氧自由基清除剂
　　氧自由基的毒性作用是缺血再灌注损伤的重要原因。GSH是机体内自由基防御系统中的一个重要物质，它可通过酶反应直接或间接地清除氧自由基和其他活性氧（如脂性自由基、H2O2等），阻止氧自由基对组织和细胞的损伤，减轻缺血再灌注损伤[16]。动物肺移植模型研究证实，添加了GSH的LPD液对供肺的保护效果明显提高[17]。其他一些氧自由基清除剂有超氧化物歧化酶、别嘌呤醇等。
　　2.5 一氧化氮(NO)
　　NO是一种有效的血管舒张因子,能松弛血管平滑肌，阻止白细胞与内皮细胞的黏附。缺血再灌注可导致内源性NO合酶抑制剂释放，从而减少NO的生成。在肺保护液中添加一些辅助因子（如四氢生物喋呤）以提高NO合酶的活力，可以减轻移植肺缺血再灌注损伤[18]。

2.6 其他的一些活性成分
　　将血小板激活因子拮抗剂、钙离子拮抗剂、补体活化阻断剂、磷酸二酯酶抑制剂、ATP依赖的钾通道开放剂、表面活性物质、组氨酸、硝酸甘油、激素、抗氧化剂、炎症因子抑制剂等加入肺保护液可提高对供肺的保存效果。
　　
　　3 肺血管灌洗方法
　　
　　3.1 肺血管灌洗方式
　　单次肺动脉灌洗是目前临床上使用最广泛的肺灌洗方法。肺脏与其他脏器相比,具有双重血液供应的特点,常用的顺行肺动脉灌洗方法灌洗液不能很好地分布于气管，肺动脉灌洗加支气管动脉灌洗可能更有助于供肺灌洗。有实验研究证实,逆灌效果优于顺灌，逆灌不仅可使支气管动、静脉的冲洗得以保证,而且克服了由于肺动脉收缩引起的灌注不均，改善了肺功能[19]。
　　3.2 肺血管灌洗条件
　　灌注压一般控制在10~15mmHg,过高会损伤血管内皮细胞。灌注流量为50~60 ml·kg-1 时能尽快全面降温供肺及冲洗尽肺血管床内血液，改善再灌注期间的肺功能。肺灌洗液的温度尚存在争论。低温能降低肺组织的代谢,减轻缺血再灌注损伤，故采用低温灌洗液灌洗供肺仍然应用最普遍。
　　
　　4 肺保存期间的膨胀状态、氧供和保存温度
　　
　　膨胀供氧的供肺维持了一定的有氧代谢，保护了肺表面活性物质，肺保存质量得到了提高，但肺保存期间充气过度会增加再灌注损伤，导致急性肺功能障碍。在动物实验中，膨肺被限制在肺总容量的50％。氧气在肺保存期间是需要的，但在保存期间充气氧分数大于50％会加速脂质过氧化。因此，临床上推荐使用含低于50％氧气的气体来膨胀供肺。低温是成功保存供肺的关键,大多数移植中心将供肺以4 ℃保存,取得了较好的效果。虽有研究显示，10 ℃保存供肺能获得较4 ℃更好的效果，但在10 ℃时供肺需要更多的代谢底物,使得肺保存的安全时限缩短。因此,de Perrot等[20]仍建议临床肺保存温度采用4~8 ℃。
　　
　　5 缺血预适应和去白细胞
　　
　　缺血预适应能激活机体内在的保护机制和提高供肺对缺血的耐受。动物实验表明,缺血预适应能减轻供肺的再灌注损伤[21]。再灌注期间激活的白细胞首先与肺血管内皮细胞黏附，然后浸润至肺组织，释放氧自由基和各种炎症介质损伤肺组织和细胞。动物实验中,再灌注时去除白细胞可减轻肺组织损伤。
　　
　　6 展望
　　
　　现行的肺保护方法仍不尽理想，只有通过对移植肺损伤机制的更深入了解,才能找到更好的肺保护方法,从而更有效地防治移植肺损伤。基因工程的不断发展，使基因治疗有望在将来应用于临床供肺保护。总之,随着基础医学、生物医学和临床医学的不断发展，供肺保护的方法将日臻完善。

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