CC BY
86
ОБЗОРЫ
«Вестник хирургии» • 2015
© Ю. А. Стан, Т. В. Гусева, 2015 УДК 616.23/.24-089.843
Ю. А. Стан, Т. В. Гусева
ОПЕРАТИВНАЯ ТЕХНИКА ПРИ ПЕРЕСАДКЕ ЛЁГКИХ, ТРАХЕИ И ТРАХЕОЛЁГОЧНОГО КОМПЛЕКСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И КЛИНИКЕ
Кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии (зав. — проф. С. С. Дыдыкин), Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова
Ключевые слова: трансплантация легких, трансплантация трахеи, реваскуляризация трахеолегочно-го комплекса
На сегодняшний день трансплантология является бурно развивающимся направлением медицины. Интерес к органо-замещающим операциям обусловлен тем, что зачастую они являются единственным способом хирургического лечения самых тяжелых заболеваний [1]. Прогрессивным направлением трансплантологии будущего становится тканевая инженерия. Выращенные из стволовых клеток человека искусственные органы имеют больше шансов прижиться.
Тем не менее, на сегодняшний день трансплантации донорских органов отводится ключевая роль [8]. Достижения современной иммунологии и фармакологии позволили с успехом применять операции по пересадке органов. При заболеваниях легких в терминальной стадии трансплантация является единственным методом лечения, который позволяет спасти и улучшить качество жизни больных [15, 30].
Становлению клинической трансплантологии способствовали экспериментальные работы великого советского ученого В. П. Демихова (1916-1998). В 1946 г. он впервые пересадил второе донорское сердце в грудную полость собаки и в том же году произвел полную замену сердечно-легочного комплекса [2]. Техническая возможность пересадки легких в условиях эксперимента была показана В. П. Демиховым в 1947 г. [1].
В дальнейшем техника пересадки легких была усовершенствована. Предложенный C. Hardin и C. Kittle [26] шов предсердия, в отличие от рекомендованного В. П. Деми-ховым вено-венозного анастомоза, значительно упростил операцию и позволил избежать тромбирования анастомозов в ближайшем послеоперационном периоде. Первая в мире трансплантация легких в клинических условиях была выполнена J. Hardy [27] в 1963 г. Пациент скончался на 18-е сутки после операции от прогрессирующей почечной недостаточности. В течение последующих 20 лет в мире были выполнены порядка 40 трансплантаций легких, но все они были безуспешны. Большинство пациентов погибали от
отторжения пересаженного органа, бронхиальных и инфекционных осложнений.
Новая эра легочной трансплантологии наступила в 80-х годах ХХ в., когда был открыт эффективный иммуносу-прессивный препарат «Циклоспорин». Его использование значительно улучшило результаты трансплантации и число успешных операций по пересадке легких значительно увеличилось. По данным Международного общества трансплантации сердца и легких, ежегодно в мире выполняются более 3500 трансплантаций легких, а 5-летняя выживаемость составляет от 50 до 70% [14].
Первую успешную пересадку изолированного легкого в 1983 г. осуществил J. Cooper [41], который по праву считается отцом легочной трансплантологии. Операция была выполнена пациенту с легочным фиброзом, который прожил после пересадки 6,5 лет и скончался от почечной недостаточности. Из преимуществ данной операции можно отметить относительную простоту исполнения и возможность использования органов одного донора для двух реципиентов. Однако существует опасность сдавления трансплантата нативным легким реципиента [14]. Кроме того, трансплантация изолированного легкого противопоказана при муковисцидозе. В связи с этим были предприняты попытки по трансплантации легких единым блоком [20, 32]. Методика операции была разработана в эксперименте в 1972 г. P. Vanderhoeft [44] и позже усовершенствована и применена в клинической практике [17]. Но операция была технически сложна и часто приводила к несостоятельности трахеального анастомоза вследствие некротических изменений [38]. Стала очевидной необходимость совершенствования хирургической техники при трансплантации легких [38, 39, 43].
Для решения этой проблемы было предложено использовать последовательную двустороннюю трансплантацию легких с наложением бронхиальных анастомозов на уровне ворот легких. При этом кровоснабжение зоны дыхательного анастомоза частично может осуществляться ретроградно из легочной паренхимы по тонкой капиллярной сети [39]. Последовательная трансплантация легких до сих пор широко применяется в клинической практике, но является трудоемкой процедурой. К тому же второе пересаживаемое легкое
Сведения об авторах:
Стан Юлия Александровна (e-mail: [email protected]), Гусева Татьяна Владимировна (e-mail: [email protected]), кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии, ГОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова», 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2
находится в длительном периоде ишемии, что оказывает неблагоприятное влияние на течение послеоперационного периода [19]. Также было предложено использовать сальник для укрывания места дыхательного анастомоза. Результаты работы свидетельствовали об улучшении кровоснабжения трахеи и бронхов, что значительно уменьшило частоту развития несостоятельности анастомоза и стенозирования просвета дыхательного пути [22, 31]. Позднее в клинических условиях была проведена операция двусторонней трансплантации легких с укутыванием сальником места бронхиальных анастомозов [37]. При этом поперечная билатеральная тора-котомия была дополнена верхней срединной лапаротомией для мобилизации сальника. Ряд других исследователей [4, 11, 34] также подчеркивают необходимость укрывания сальником места бронхиального анастомоза для более ранней его реваскуляризации. Тем не менее, необратимые ишемические нарушения в месте анастомоза могут возникнуть еще до образования новой сети коллатеральных сосудов, что существенно ограничивает использование данного метода [18].
Еще одним способом улучшения кровоснабжения трахеи и бронхов при трансплантации легких стало восстановление прямой васкуляризации через бронхиальные артерии. Изучению данного вопроса посвящены множество работ как в условиях эксперимента, так и в клинике. Так, H. Schreinemakers [40] описал забор одного или двух легких для трансплантации с сохранением правой межреберно-бронхиальной и левой бронхиальной артерий для последующего их вшивания в восходящую или нисходящую аорту реципиента. H. Laks [29] в эксперименте на бабуинах производил забор и пересадку бронхиальных артерий с фрагментом грудной аорты, с последующим вшиванием в подключичную артерию. Важно отметить, что подобную методику описывали ранее С. А. Шалимов и соавт. [10]. R. Daly [20] и A. Sundset [42] в своих работах по трансплантации легких анастомозировали донорские бронхиальные артерии с внутренней грудной артерией реципиента.
L. Couraud [18] описал 8 успешных пересадок легких с реваскуляризацией бронхиальных сосудов. При этом использовал правую межреберно-бронхиальную артерию, имеющуюся в 95% наблюдений и снабжающую правый, левый главные бронхи и область бифуркации. Автор отмечает, что в половине наблюдений был общий ствол для правой и левой бронхиальных артерий или они отходили на расстоянии от 0,5 до 1,5 см друг от друга, что позволяло забирать один участок нисходящей аорты с бронхиальными сосудами для трансплантации реципиенту. Для удлинения сосудистой ножки L. Couraud и соавт. [18] предлагали использовать сегмент большой подкожной вены бедра. Исследователь подчеркивает важность наложения анастомозов между главными бронхами дистальнее карины для сохранения расположенной в этой области важной анастомотической сети бронхиальных сосудов.
В.ОпШ^ [25] в своих исследованиях указывал на преимущества наложения двусторонних анастомозов главных бронхов на уровне медиастинальной плевры с сшиванием бронхиальных вен и артерий. При этом были достигнуты хорошие результаты. Ранее он накладывал анастомоз между дистальными участками трахеи донора и реципиента с укрыванием места анастомоза сальником, но эта методика давала до 75% осложнений. При пересадке же комплекса сердце—легкие несостоятельность трахеального анастомоза встречалась примерно в 7% наблюдениях [24]. Этот факт объясняется существованием коллатеральной сети между
коронарными и трахеобронхиальными сосудами, что приводит к восстановлению кровотока в бронхах и дистальном отделе трахеи при реваскуляризации коронарных артерий [19]. Преимущества трансплантации легких вместе с сердцем у пациентов с правожелудочковой недостаточностью и легочной гипертензией подчеркивают и другие авторы [16]. Однако есть данные, что только 20% доноров, подходящих для трансплантации сердца, могут быть использованы для пересадки комплекса.
Е. А. Тарабрин в 2008 г. [9] впервые показал возможность пересадки тиреотрахеолегочного комплекса. В литературе позже появились сведения о пересадке реваскуляризирован-ного тиреотрахеодвулегочного комплекса в эксперименте [6]. При этом кровоснабжение бронхов и трахеи авторы предлагают восстанавливать путем анастомозирования бронхиальной артерии донора и аорты реципиента и нижней щитовидной артерии донора и плечеголовного ствола реципиента. Венозный же отток осуществляется через анастомозы между непарными венами донора и реципиента и нижними щитовидными венами с плечеголовными венами. Потребность в подобной операции возникает в случае вовлечения в патологический процесс не только легочной паренхимы, но и всего трахеобронхиального дерева. Данная операция еще не применена в клинической практике, так как может зависеть от возможных осложнений, в первую очередь связанных с нарушением кровообращения в пересаженном тиреотрахео-двулегочном комплексе.
На сегодняшний день ни одна из предложенных методик реваскуляризации трахеобронхиального дерева при трансплантации легких не нашла широкого применения в клинической практике. Тем не менее, интерес к вопросам восстановления кровоснабжения трахеи и бронхов не угасает до сих пор, что требует дальнейших тщательных анатомо-экспериментальных изысканий.
Еще одной важной и нерешенной проблемой в торакальной хирургии является трансплантация трахеи. Пересадку трахеи, как отдельного органа, начали активно развивать в середине прошлого столетия. Использование синтетических и биологических протезов для замещения циркулярных дефектов трахеи не нашло широкого применения в клинической практике. Часто развивалась несостоятельность анастомозов, образованных при сшивании неоднородных тканей, возникали инфекционные осложнения, связанные с нарушением эвакуации бронхиального секрета через протез [9]. Трансплантация трахеи без прямой реваскуляризации сопровождается высоким риском развития послеоперационных осложнений и не может быть рекомендована в клинической практике [3, 4]. Первую попытку реваскуляризации донорской трахеи предпринял J. Khali-Marzouk в 1993 г. [28]. В эксперименте на собаках он выполнил пересадку тиреотра-хеального трансплантата с восстановлением кровотока через щитовидные артерии. Р.Масаагш и соавт. [34] дополнили данную методику восстановлением венозного оттока через щитовидные вены, что значительно улучшило результаты трансплантации. С целью улучшения кровоснабжения мем-бранозной части трахеи авторы предложили пересаживать тиреотрахеопищеводный комплекс на сосудистой ножке [35]. Однако при этом повышается иммуногенность трансплантата. С. С. Дыдыкин [3, 4] предложил методику донорского забора тиреотрахеального комплекса с щитовидными и бронхиальными артериями, щитовидными венами с фрагментом плечеголовной вены. Препарирование органокомплекса проводили in situ и затем трансплантат извлекали. При операции
Ю. А. Стан, Т. В. Гусева
«Вестник хирургии» • 2015
на реципиенте накладывали трахеотрахеальный и сосудистые анастомозы между донорским комплексом и структурами реципиента. Клиническое применение данная методика получила в 2007 г., пациент на момент написания статьи жив и работает учителем физкультуры [7].
Как уже отмечалось, в 2008 г. впервые был предложен метод аллогенной пересадки трахеи в составе тиреотрахеолегочного комплекса [9]. Реваскуляризацию органа осуществляли через плечеголовной ствол или сонные артерии реципиента, венозный отток восстанавливали путем сшивания нижней щитовидной вены трансплантата с левой плечеголовной веной реципиента. Данная методика получила дальнейшее развитие [5].
На сегодняшний день перспективными являются технологии пересадки трахеи, созданной на основе бесклеточного каркаса, который засеивают собственными стволовыми клетками человека [23]. В 2008 г. впервые в мире была произведена трансплантации трахеи, созданная in vitro на основе трупной трахеи и стволовых клеток пациента [33]. Важным сдерживающим фактором к проведению подобных операций является дефицит донорских органов, которые необходимы для создания каркаса. Поэтому было предложено использовать искусственные каркасы, засеянные стволовыми клетками [23]. Данная методика заключается в следующем: из образца костного мозга пациента до операции выделяют при помощи специального оборудования мононуклеарные клетки. Этими клетками засеивают поверхность искусственного каркаса и помещают в биореактор, где происходит размножение клеток и прикрепление их к каркасу. Через 2 сут трансплантат готов к использованию. К настоящему моменту проведены еще несколько подобных успешных операций.
Научный прорыв переживает в настоящее время 3Б-биопринтинг — технология создания органа при помощи трехмерной печати с использованием биоматериалов (живых клеток). В 2012 г. в «New England Journal of Medicine» появились сведения об успешной имплантации бронха, напечатанного на 3D-биопринтере. Операция была сделана в клинике Мичиганского университета 20-месячному ребенку, страдающему трахеобронхомаляцией.
Мы полагаем, что накапливаемый экспериментаторами и клиницистами опыт по имплантации органов и тканей будет востребован при использовании технологии биопринтинга в клинических условиях [12, 13, 33].
Таким образом, изучение литературных данных показывает, что к настоящему времени не найдено оптимального способа восстановления артериального кровоснабжения и венозного оттока от трахеобронхиального дерева при пересадке легких и трахеи, а также при трансплантации рева-скуляризированного тиреотрахеодвулегочного комплекса. Кроме того, существует потребность в разработке оптимальных, щадящих доступов при проведении подобных операций.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Демихов В. П. Гомопластическая пересадка сердца и легких у теплокровных (собак) // Вопросы грудной хирургии. М.: Медгиз, 1949. С. 42-46.
2. Демихов В. П. Пересадка жизненно важных органов в эксперименте. М.: Медгиз, 1960. 260 с.
3. Дыдыкин С. С. Топографо-анатомическое обоснование алло-трансплантации трахеи на сосудистой ножке: Дис. ... д-ра мед. наук. М, 2001. 245 с.
4. Дыдыкин С. С. Анатомо-экспериментальное обоснование аллотрансплантации трахеи на сосудистой ножке. М.: КДУ, 2006. 112 с.
5. Патент № 2013149986 РФ. Способ трансплантации трахеально-легочного комплекса в эксперименте / М. Ш. Хубутия, Е. А. Тарабрин, С. В. Головинский, Ю. А. Стан, С. С. Дыдыкин. Заяв. № 2013149986 от 11.11. 2013 г. Опубл. 20.10.2014.
6. Паршин В. Д., Жидков И. Л., Базаров Д. В. и др. Трансплантация реваскуляризированного тиреотрахеолегочного комплекса (экспериментальное исследование) // Хирургия. 2012. № 8. С. 9-12.
7. Паршин В. Д., Миланов Н. О., Трофимов Е. И. и др. Первая трансплантация реваскуляризированной трахеи больному с субтотальным рубцовым стенозом // Грудная и серд.-сосуд. хир. 2007. № 1. С. 64-68.
8. Стеценко С. Г., Акчурин Р. С., Мухарлямов Н. М. и др. Регламентация донорства как фактор правового регулирования трансплантации органов и тканей человека // Хирургия. 1991. № 6. С. 90-95.
9. Тарабрин Е. А. Трансплантация трахеи в составе тиреотрахе-ального комплекса (экспериментально-клиническое исследование): Дис. ... канд. мед. наук. М., 2008. 200 с.
10. Шалимов С. А., Радзиховский А. П., Кейсевич Л. В. Руководство по экспериментальной хирургии М., 1989. 272 с.
11. Яблонский П. К., Кузнецов И. М., Рябука Н. М. и др. Экспериментальное обоснование оптимального способа формирования бронхиального анастомоза при трансплантации изолированного легкого // 2-й Всес. конгресс по заболеваниям органов дыхания. Челябинск, 1991. С. 202.
12. Bader A., Macchiarini P. Moving towards in situ tracheal regeneration: the bionic tissue engineered transplantation approach // J. Cell. Mol. Med. 2010. Vol. 14. Р. 1877-1889.
13. Biancosino C., Zardo P., Walles T. et al. Generation of a bioartificial fibromuscular tissue with autoregenerative capacities for surgical reconstruction // Cytotherapy. 2006. Vol. 8. Р. 178-183.
14. Christie J. D., Edwards L. B., Kucheryvaya A. Y. et al. The registry of the Intenational Society for Heart and Lung Transplantation: 29th Adult Lung and Heart-Lung Transplant Report-2012 // J. Heart. Lung. Transplant. 2012. Vol. 31, № 10. Р. 1073-1086.
15. Cooper D. K. The surgical anatomy of experimental and clinical thoracic organ transplantation // Tex. Heart Inst. J. 2004. Vol. 31, № 1. Р. 61-68.
16. Cooper J. D., Joel D., Cooper M. D. The evolution of techniques and indications for lung transplantation // Ann. Surg. 1990. Vol. 212, № 3. Р. 249-255.
17. Cooper J. D., Patterson G.A., Crossman R. et al. Double-lung transplant for advanced chronic obstructive lung disease // Am. Rev. Respir. Dis. 1989. Vol. 139. Р. 303-307.
18. Couraud L., Baudet E., Martigne C. et al. Bronchial revascul a-rization in Double-lung transplantation: a series of 8 patients // Ann. Thorac. Surg. 1992. Vol. 53. Р. 88-94.
19. Couraud L., Baudet E., Nashef S.A. M. et al. Lung transplantation with bronchial revascularization: surgical anatomy, operative technique and early results // Eur. J. Cardio-thorac. Surg. 1992. № 6. Р. 490-495.
20. Daly R. S., Tadjkarimi S., Khaghani A. et al. Successful Double-lung transplantation with direct bronchial artery revascularization // Ann. Thorac. Surg. 1993. Vol. 56б № 4. Р. 885-892.
21. Dark J. H., Patterson G.A., Al-Jilaihawi A. N. et al. Experimental en-bloc double lung transplantation // Ann. Thorac. Surg. 1986. Vol. 42. Р. 394-398.
22. Dubois P., Choiniere L., Cooper J. D. Bronchial omentopexy in canine lung allotransplantation // Ann. Thorac. Surg. 1984. Vol. 38. Р. 211-214.
23. Go T., Jungebluth P., Baiguera S. et al. Both epithelial cells and mesenchimal stem cell derived chondrocytes contribute to the survival of tissue-engineered airway transplants in pigs // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2010. Vol. 139. P. 437-443.
24. Griffits B. P., Hardesty R. L., Trento A. et al. Heart-lung transplantation: lessons learnt and future hopes // Ann. Thorac. Surg. 1987. Vol. 43. P. 6-16.
25. Griffiths B. P., Magee M. J., Gonzale I. F. at al. Anastomotic pitfalls in lung transplantation // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1994. Vol. 107, № 3. P. 743-753.
26. Hardin C.A., Kittle C. F. Experience with transplantation of the lung // Science 1954. Vol. 119. P. 97-98.
27. Hardy J. D., Webb W. R., Dalton M. L., Walker G. R. Lung homotransplantations in man // JAMA. 1963. Vol. 186. P. 1065-1074.
28. Khalil-Marzouk J. F., Cooper J. D. Allograft replacement of the trachea. Experimental synchronous revascularization of composite thyrotracheal transplant // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1993. Vol. 105. P. 242-246.
29. Laks H., Louie H. W., Haas G. S. New technique of vascularization of trachea and bronchus for lung transplantation // J. Heart Lung Transplant. 1991. Vol. 2. P. 280-287.
30. Lardinois D., Banisch M., Korom S. Extented donor lungs: eleven years experience in a consecutive series // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2005. Vol. 27, № 5. P. 762-767.
31. Lima O., Goldberg M., Peters W. J. et al. Bronchial omentopexy in canine lung allotransplantation // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1982. Vol. 83. P. 418-421.
32. Macchiarini P. Clamshell or sternotomy for double lung or heart-lung transplantation? // Eur. J. Cardio-thoracic Surg. 1999. Vol. 15. P. 333-339.
33. Macchiarini P., Jungebluth P., Go T. et al. Clinical transplantation of a tissue-engineered airway // Lanset. 2008. Vol. 372. P. 20232030.
34. Macchiarini P., Lenot B., de Montpreville V. et al. Heterotopic pig model for direct revascularization and venous drainage of
tracheal allografts // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1994. Vol. 108. Р. 1066-1075.
35. Macchiarini P., Mazmanian G. M., de Montpreville V. et al. Experimental tracheal and tracheoesophageal allotransplantation // J. Thoracic Cardiovasc. Surg. 1995. 110, № 4. Р. 1037-1046.
36. Meyers B. F., Sundaresan R. S., Guthrie T. at al. Bilateral sequential lung transplantation without sternal division eliminates posttransplantation sternal complications // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1999. Vol. 117. 358-364.
37. Pasque M. K., Cooper J. D., Kaiser L. R. et al. An improived technique for bilateral lung transplantation: rationale and initial clinical experience // Ann. Thorac. Surg. 1990. Vol. 49. Р. 785-791.
38. Patterson G. A., Todd T. R. et al. Airway complication after double lung transplantation // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1990. Vol. 99. Р. 14-20.
39. Rasque M. K., Cooper J. D., Kaiser L. R. et al. Improved technique for bilateral lung transplantation rationale and initial clinical experience // Ann. Thorac. Surg. 1990. Vol. 49. Р. 785-791.
40. Schreinemakers H., Weder W., Miyoshi S. Direct revascularization of bronhial arteries for lung transplantation: an anatomical study // Ann. Thorac. Surg. 1990. Vol. 49. Р. 44-54.
41. Stevens P. M., Jonson P. S., Bell R. L. et al. Regional ventilation and perfusion after lung transplantation in patient with emphysema // N. Engl. J. Med. 1970. Vol. 282. Р. 245-249.
42. Sundset A., Tadjkarimi S., Khaghani A. et al. Human en bloc double-lung transplantation: bronchial artery revascularization improves airway perfusion // Ann. Thorac. Surg. 1997. Vol. 63, № 3. Р. 790-795.
43. Tilney N. L. Transplant: from myth to reality. UK: Yale Universrty Press, 2003. 320 p.
44. Vanderhoeft P., Dubois A., Lauvau N. et al. Bloc allotransplantation of both lungs with pulmonary trunk and left atrium in dogs // Thorax. 1972. Vol. 27. Р. 415-419.
Поступила в редакцию 08.04.2015 г.
