Трансплантація легень

Трансплантація легень є рятівним варіантом для пацієнтів з дихальною недостатністю, з високим ризиком смерті, незважаючи на оптимальну медикаментозну терапію. Найпоширенішими показаннями є ХОЗЛ (хронічне обструктивне захворювання легень), ідіопатичний легеневий фіброз, муковісцидоз, дефіцит альфа1-антитрипсину, первинна легенева гіпертензія. Менш поширеними показаннями є інтерстиціальні захворювання легень (наприклад, саркоїдоз), бронхоектазія, вроджені вади серця.

Одно- або подвійна трансплантація легень застосовується з однаковим успіхом при більшості захворювань легень без ураження серця; винятком є хронічні дифузні інфекції (наприклад, бронхоектазія), при яких перевага надається подвійній трансплантації легень. Трансплантація комплексу «серце-легені» показана при синдромі Ейзенменгера та будь-якому захворюванні легень з тяжкою незворотною дисфункцією шлуночків; легеневе серце не є показанням до такої трансплантації, оскільки стан часто рецидивує після трансплантації легень. Одно- та подвійна трансплантація легень виконуються однаково часто та щонайменше у вісім разів частіше, ніж трансплантація комплексу «серце-легені».

До відносних протипоказань належать вік (65 років для трансплантації однієї легені, 60 років для трансплантації двох легень, 55 років для трансплантації комплексу серце-легені), активне куріння, попередні операції на грудній клітці та, у деяких пацієнтів з муковісцидозом та в деяких медичних центрах, легеневі інфекції, спричинені резистентними штамами Burkholderia cepacia, що значно підвищує ризик смерті.

Майже всі легені отримують від трупних донорів зі смертю мозку та серцево-судинною активністю. Рідше, якщо органи трупного донора не підходять, для трансплантації використовується фракція живого донора (зазвичай при трансплантації від батьків дитині). Донор повинен бути віком до 65 років, ніколи не курити та не мати активного захворювання легень, що підтверджується оксигенацією (PaO2 _/ FiO2 _> 250-300 мм рт. ст.), податливістю легень (піковий тиск на вдиху < 30 см H2O при VT ₁₅ мл/кг та позитивний тиск на видиху = 5 см H2O), а також мати нормальну макроскопічну картину при бронхоскопії. Донори та реципієнти повинні бути анатомічно (визначено рентгенологічним дослідженням) та/або фізіологічно (загальний об'єм легень).

Час направлення на трансплантацію має визначатися такими факторами, як ступінь обструкції (ОФВ1, форсований об'єм видиху за 1 секунду, ОФВ1 - форсований об'єм видиху < 25-30% від прогнозованого у пацієнтів з ХОЗЛ, дефіцитом альфа1-антитрипсину або муковісцидозом); Pa < 55 мм рт. ст.; Pac > 50 мм рт. ст.; тиск у правому передсерді > 10 мм рт. ст. та піковий систолічний тиск > 50 мм рт. ст. для пацієнтів з первинною легеневою гіпертензією; прогресування клінічних, рентгенологічних та фізіологічних симптомів захворювання.

Трансплантація легень досі залишається одним із найменш розроблених напрямків сучасної трансплантології. Успішне проведення трансплантації легень залежить від правильного підбору донора та реципієнта, ранньої діагностики кризів відторгнення, ефективності імуносупресії та правильної протиінфекційної терапії в післяопераційному періоді.

Розвиток термінальної стадії захворювання легень з руйнуванням паренхіми або судинної системи легень є однією з провідних причин інвалідності та смертності у дорослих пацієнтів. Для лікування термінальної стадії захворювання легень було розроблено кілька варіантів трансплантації, кожен з яких має свої теоретичні та практичні переваги. До них належать трансплантація легень та трансплантація комплексу серце-легені. Вибір процедури трансплантації легень значною мірою ґрунтується на наслідках залишення рідної легені in situ. Наприклад, трансплантація однієї легені не показана за наявності інфекції або тяжкої бульозної емфіземи в контралатеральній легені. Перехресна інфекція може інфікувати здорову трансплантовану легеню, а тяжке бульозне захворювання в рідній легені може призвести до значної невідповідності перфузійно-вентиляційного балансу та зсуву середостіння. У таких випадках перевага надається трансплантації обох легень. Трансплантація однієї легені цілком здійсненна без штучного кровообігу та рідко ускладнюється кровотечею. Ще однією перевагою трансплантації однієї легені є те, що виконаний бронхіальний анастомоз загоюється зі значно меншою кількістю ускладнень порівняно з одинарним трахеальним анастомозом при подвійній трансплантації легень.

Подвійна трансплантація легені може призвести до кращих функціональних результатів у лікуванні легеневої гіпертензії термінальної стадії. Подвійна трансплантація легені вимагає використання штучного кровообігу з повною системною гепаринізацією та екстенсивною дисекцією середостіння, що різко підвищує ризик післяопераційної коагулопатії. Двостороння послідовна трансплантація легені, яка нещодавно використовується в клінічній практиці, може бути альтернативою блоковій трансплантації подвійної легені, оскільки вона поєднує переваги використання бібронхіального анастомозу та усуває необхідність у штучному кровообігу.

При діагностиці хронічної легеневої гіпертензії з правошлуночковою недостатністю методом вибору є трансплантація серцево-легеневого комплексу. Однак, якщо функціональні можливості серця збережені, трансплантація ізольованої легені може бути оптимальною для пацієнта з термінальною хворобою легень.

Анатомо-фізіологічні особливості дихальної системи та патофізіологічні зміни в термінальній стадії паренхіматозних захворювань легень Термінальна стадія паренхіматозних захворювань легень за своєю етіологією має рестриктивну, обструктивну або інфекційну етіологію. Рестриктивні захворювання легень характеризуються інтерстиціальним фіброзом з втратою еластичності та розтяжності легені. Більшість фіброзних захворювань мають ідіопатичний характер (неясного походження), але вони також можуть бути спричинені інгаляційним пошкодженням або імунними процесами. Інтерстиціальні захворювання легень уражають кровоносні судини з подальшим проявом легеневої гіпертензії. Захворювання цієї категорії функціонально проявляються зменшенням об'ємів легень та дифузійної здатності зі збереженою швидкістю потоку повітря.

Найпоширенішою причиною термінальної стадії обструктивного захворювання легень є емфізема, спричинена курінням, але є й інші причини, зокрема астма та деякі відносно рідкісні вроджені захворювання. Серед них дефіцит альфа1-антитрипсину, пов'язаний з тяжкою бульозною емфіземою. При обструктивних захворюваннях опір дихальних шляхів значно збільшується, швидкість видиху знижується, залишковий об'єм значно збільшується, а також порушуються вентиляційно-перфузійні співвідношення.

Муковісцидоз та бронхоектазія мають інфекційну етіологію термінальної стадії захворювань легень. Муковісцидоз викликає обструкцію периферичних дихальних шляхів слизом, хронічний бронхіт та бронхоектази. Крім того, термінальна стадія захворювань легеневих судин може бути наслідком первинної легеневої гіпертензії, яка є відносно рідкісним захворюванням невідомої етіології та проявляється збільшенням ЛСС внаслідок м'язової гіперплазії ЛА та фіброзу артеріол малого діаметра. Іншою причиною деформації легеневого артеріального русла є вроджена вада серця із синдромом Ейзенменгера та дифузними артеріовенозними мальформаціями.

Основними показаннями до трансплантації в термінальній стадії будь-якого захворювання легень є прогресуюче погіршення толерантності, підвищене споживання кисню та затримка CO2. Іншими факторами, що зумовлюють трансплантацію, є виникнення потреби в безперервній інфузійній підтримці та прояв фізичної та соціальної недієздатності.

Те, чи буде проведена операція, залежить від швидкості прогресування функціональних порушень та здатності правого шлуночка компенсувати прогресування легеневої гіпертензії. Враховуючи обмежену доступність донорських органів, специфічними протипоказаннями до трансплантації легень є тяжке недоїдання, нервово-м’язові захворювання або залежність від апарату штучної вентиляції легень (оскільки сила дихальних м’язів є критично важливою для успішного одужання); тяжка деформація грудної стінки або захворювання плеври (що ускладнює хірургічні процедури та післяопераційну вентиляцію); та прогресування правошлуночкової недостатності або залежність від глюкокортикоїдів (оскільки загоєння анастомозованих дихальних шляхів ускладнюється стероїдами).

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

Трансплантація легень: передопераційна підготовка

Передопераційне тестування функції легень та катетеризація правих відділів серця, співвідношення вентиляції/перфузії, а також гази артеріальної крові дуже корисні для прогнозування потенційних труднощів, які можуть виникнути під час та після індукції анестезії. Наприклад, зниження швидкості видиху та аномальне захоплення повітря в легенях можуть посилити гіпоксемію та гіперкапнію і призвести до гемодинамічної нестабільності під час маскової вентиляції та після інтубації трахеї. Підвищений артеріальний тиск (ПАТ) може свідчити про необхідність штучного кровообігу (ШКВ), оскільки правошлуночкова недостатність може розвинутися майже раптово, коли починається однолегенева вентиляція або ушивається легенева артерія. Навіть за відсутності легеневої гіпертензії у цих випадках рекомендується використання вено-венозного шунтування, оскільки газообмін настільки порушений. Очевидно, що моніторинг системного тиску та тиску в легеневій артерії є життєво важливим при трансплантації легень, хоча сильна задишка може ускладнити катетеризацію внутрішньої яремної вени перед індукцією анестезії.

Одна трансплантація легені

Процедура трансплантації однієї легені включає пневмонектомію та імплантацію нової легені, а також мобілізацію сальника на судинній ніжці для перенесення в бронхи. Якщо рідні легені пошкоджені так само і немає ознак плеврального рубцювання, ліва легеня обирається для трансплантації з технічних причин: праві легеневі вени реципієнта менш доступні, ніж ліві, лівий бронх довший, а ліва півкуля може легше вмістити донорську легеню, яка більша за легеню реципієнта. Більшість хірургів вважають за краще колабувати донорську легеню під час видалення, використовуючи для цієї мети бронхоблокатори та двопросвітні ендобронхіальні трубки.

Для індукції анестезії використовується техніка швидкої інтубації, перевага надається препаратам, що не мають кардіодепресивної та гістаміногенної дії (наприклад, етомідат, векуроній бромід). Застосування оксиду азоту уникають у пацієнтів з булями або підвищеним ЛСС, а також у випадках, коли для підтримки прийнятного насичення артеріальної крові необхідний 100% кисень. Високі дози опіоїдів, потужні ІА в поєднанні з міорелаксантами тривалої дії успішно використовуються для підтримки анестезії. З початком однолегеневої вентиляції, як правило, виникають різкі порушення газообміну та гемодинаміки. Методи покращення оксигенації в цих станах включають використання PEEP у залежній легені, CPAP або високочастотну вентиляцію у незалежній легені з ушиванням легеневої артерії. Якщо в цей момент ПАТ різко зростає, може розвинутися правошлуночкова недостатність.

Вазодилататори та/або інотропні засоби можуть зменшити навантаження на праві відділи серця; якщо вони неефективні, слід продовжувати однолегеневу вентиляцію. Аналогічно, якщо гемодинамічні параметри або системна артеріальна сатурація погіршуються після перетискання легеневої артерії перед пневмонектомією, може знадобитися використання апарату штучного кровообігу та штучної вентиляції легень.

Після повторної перфузії донорської легені ішемічний період закінчується, але системне артеріальне насичення зазвичай залишається низьким, доки трансплантат не буде належним чином вентильований. На цьому етапі може знадобитися бронхоскопія для видалення секретів або крові з дихальних шляхів з метою відновлення інфляції трансплантата. Після завершення бронхіального анастомозу сальник переміщують у грудну клітку на неушкодженій судинній ніжці та обмотують навколо бронхіального анастомозу. Після закриття грудної клітки ендобронхіальну трубку замінюють стандартною ендотрахеальною трубкою.

Подвійна трансплантація легень

Подвійна трансплантація легені найчастіше використовується у пацієнтів з первинною легеневою гіпертензією або муковісцидозом. Подвійна трансплантація легеневого блоку виконується в положенні лежачи на спині, і, оскільки обидві легені замінюються одночасно, використання апарату штучного кровообігу є обов'язковим. Кардіоплегічна зупинка використовується для виконання анастомозів кукси лівого передсердя, що містить усі чотири отвори легеневих вен. Дихальні шляхи перериваються на рівні трахеї, тому використовується стандартна ендотрахеальна трубка. Оскільки системне артеріальне постачання трахеї порушене, вона огортається васкуляризованим сальником. Широка ретрокардіальна дисекцыя часто призводить до денервації серця, і післяопераційну кровотечу важко зупинити. Двостороння послідовна трансплантація однієї легені була запроваджена для тієї ж когорти пацієнтів, яким показана трансплантація легеневого блоку з подвійним блоком, але це усуває необхідність у штучному кровообігу та трахеальному анастомозі. Відносним недоліком цієї операції є те, що при послідовній імплантації час ішемії другого трансплантата легені значно подовжується.

Процедура трансплантації легень

Холодний розчин для консервації кристалоїдів, що містить простагландини, вводиться через легеневі артерії в легені. Донорські органи охолоджують крижаним фізіологічним розчином in situ або за допомогою апарату штучного кровообігу, а потім видаляють. Призначається профілактичний курс антибіотиків.

Трансплантація однієї легені вимагає задньолатеральної торакотомії. Рідну легеню видаляють, і формують анастомози з відповідними куксами бронхів, легеневих артерій та легеневих вен донорської легені. Бронхіальний анастомоз вимагає інвагінації (введення одного кінця в інший) або обгортання сальником чи перикардом для досягнення адекватного загоєння. Перевагами є простіша хірургічна техніка, відсутність потреби в апараті штучного кровообігу та системних антикоагулянтах (зазвичай), точний вибір розміру та придатність контралатеральної легені від того ж донора для іншого реципієнта. Недоліки включають можливість невідповідності вентиляції/перфузії між рідною та трансплантованою легенями та можливість поганого загоєння одного бронхіального анастомозу.

Подвійна трансплантація легені вимагає стернотомії або передньої поперечної торакотомії; процедура подібна до двох послідовних трансплантацій однієї легені. Основною перевагою є повне видалення всієї пошкодженої тканини. Недоліком є погане загоєння трахеального анастомозу.

Трансплантація комплексу серце-легеня вимагає медіальної стернотомії з легенево-серцевим шунтуванням. Формуються аортальний, правопередсердний та трахеальний анастомози, трахеальний анастомоз формується безпосередньо над місцем біфуркації. Основними перевагами є покращення функції трансплантата та надійніше загоєння трахеального анастомозу, оскільки коронарно-бронхіальні колатералі розташовані в межах комплексу серце-легеня. Недоліками є тривалість операції та необхідність використання апарату штучного кровообігу, точний підбір розміру, використання трьох донорських органів для одного пацієнта.

Перед реперфузією трансплантованої легені реципієнтам часто внутрішньовенно вводять метилпреднізолон. Звичайний курс імуносупресивної терапії включає інгібітори кальциневрину (циклоспорин або такролімус), інгібітори метаболізму пуринів (азатіоприн або мікофенолату мофетилу) та метилпреднізолон. Антитимоцитарний глобулін або ОКТЗ профілактично призначають протягом перших двох тижнів після трансплантації. Глюкокортикоїди можуть бути припинені, щоб забезпечити нормальне загоєння бронхіального анастомозу; їх замінюють вищими дозами інших препаратів (наприклад, циклоспорин, азатіоприн). Імуносупресивну терапію продовжують необмежений час.

Відторгнення розвивається у більшості пацієнтів, незважаючи на імуносупресивну терапію. Симптоми та ознаки подібні при гіпергострій, гострій та хронічній формах і включають лихоманку, задишку, кашель, зниження SaO2 _, інтерстиціальні інфільтрати на рентгенограмах та зниження ОФВ1 більш ніж на 10-15%. Гіпергостре відторгнення слід відрізняти від ранньої дисфункції трансплантата, яка спричинена ішемічним пошкодженням під час процедури трансплантації. Діагноз підтверджується бронхоскопічною трансбронхіальною біопсією, яка виявляє периваскулярну лімфоцитарну інфільтрацію дрібних судин. Внутрішньовенні глюкокортикоїди зазвичай ефективні. Лікування рецидивуючих або рефрактерних випадків є варіабельним і включає високі дози глюкокортикоїдів, аерозольний циклоспорин, антитимоцитарний глобулін та зворотну транскрипцію β-глюкози.

Хронічне відторгнення (після 1 року або більше) виникає менш ніж у 50% пацієнтів і протікає у формі облітеруючого бронхіоліту або, рідше, атеросклерозу. Гостре відторгнення може збільшити ризик хронічного відторгнення. Пацієнти з облітеруючим бронхіолітом мають кашель, задишку та знижений ОФВ1, з фізикальними або рентгенологічними ознаками захворювання дихальних шляхів або без них. Пневмонію необхідно виключити при диференціальній діагностиці. Діагноз ставиться за допомогою бронхоскопії та біопсії. Жодне лікування не є особливо ефективним, але можна розглянути глюкокортикоїди, антитимоцитарний глобулін, ОКТГ, інгаляційний циклоспорин та повторну трансплантацію.

Найпоширенішими хірургічними ускладненнями є погане загоєння трахеальних або бронхіальних анастомозів. Менш ніж у 20% реципієнтів однієї легені розвивається бронхіальний стеноз, що призводить до задишки та обструкції дихальних шляхів; це можна лікувати за допомогою дилатації та встановлення стента. Інші хірургічні ускладнення включають хрипоту та параліч діафрагми внаслідок рецидивуючого пошкодження гортанного або діафрагмального нерва; порушення моторики шлунково-кишкового тракту внаслідок пошкодження грудного блукаючого нерва; та пневмоторакс. У деяких пацієнтів розвиваються надшлуночкові аритмії, можливо, через зміни провідності, спричинені зшиванням легеневої вени та передсердя.

Який прогноз після трансплантації легень?

Через 1 рік виживаність становить 70% для пацієнтів з трансплантатами від живого донора та 77% для трансплантатів від померлого донора. Загалом, через 5 років виживаність становить 45%. Рівень смертності вищий у пацієнтів з первинною легеневою гіпертензією, ідіопатичним легеневим фіброзом або саркоїдозом та нижчий у пацієнтів з ХОЗЛ або дефіцитом альфа1-антитрипсину. Рівень смертності вищий при трансплантації однієї легені, ніж при трансплантації двох легень. Найпоширенішими причинами смерті протягом 1 місяця є первинне відторгнення трансплантата, ішемія та реперфузійне пошкодження, а також інфекції (наприклад, пневмонія), за винятком цитомегаловірусу; найпоширенішими причинами між 1 місяцем та 1 роком є інфекції, а після 1 року - облітеруючий бронхіоліт. Фактори ризику смерті включають невідповідність цитомегаловірусу (донор позитивний, реципієнт негативний), невідповідність HLA-DR, діабет та попередню потребу в штучній вентиляції легень або інотропній підтримці. Рецидив захворювання трапляється рідко, частіше у пацієнтів з інтерстиціальним захворюванням легень. Толерантність до фізичного навантаження дещо обмежена через гіпервентиляційну реакцію. Річна виживаність після трансплантації серцево-легеневої системи становить 60% як для пацієнтів, так і для трансплантатів.

Оцінка стану пацієнта після трансплантації легень

Післяопераційне лікування пацієнтів після ізольованої трансплантації легень включає інтенсивну респіраторну підтримку та диференціальну діагностику між відторгненням та легеневою інфекцією, для чого використовуються трансбронхіальні біопсії, що виконуються за допомогою гнучкого бронхоскопа. Рання дихальна недостатність може виникнути внаслідок консервативних або реперфузійних пошкоджень і характеризується наявністю вираженого артеріоальвеолярного градієнта кисню, зниженням еластичності легеневої тканини (низька легенева податливість) та наявністю паренхіматозних інфільтратів, незважаючи на низький тиск наповнення серця. У цих випадках зазвичай використовується штучна вентиляція легень з PEEP, але враховуючи особливості анастомозу щойно відновлених дихальних шляхів, тиск вдиху підтримується на мінімальних значеннях. FiO2 також підтримується на найнижчих значеннях, що дозволяють отримати достатнє насичення крові.

Окрім хірургічних ускладнень, які можуть включати кровотечу, гемо- та пневмоторакс, ранню дисфункцію трансплантата та необхідність тривалої штучної вентиляції легень, трансплантація легень несе надзвичайно високий ризик інфекційних ускладнень. Легеня є унікальною серед трансплантованих вісцеральних органів тим, що вона безпосередньо контактує з навколишнім середовищем. Порушений лімфатичний дренаж, недостатня функція війчастого епітелію та наявність лінії шва через дихальні шляхи — ці та інші фактори підвищують сприйнятливість трансплантованих легень до інфекції. Протягом першого післяопераційного місяця бактерії є найпоширенішою причиною пневмонії. Після цього періоду найпоширенішим стає ЦМВ-пневмоніт. Епізоди гострого відторгнення після трансплантації легень є поширеними та їх важко відрізнити від інфекції лише на основі клінічних ознак. Ця відмінність є життєво важливою, оскільки кортикостероїди, що використовуються для лікування відторгнення, можуть погіршити пневмонію та сприяти генералізованому системному сепсису. Рідина бронхоальвеолярного лаважу або зразки мокротиння, отримані під час бронхоскопії, можуть бути корисними для діагностики інфекційної етіології. Трансбронхіальна або відкрита біопсія легень необхідна для встановлення діагнозу відторгнення.

Кровотеча є найпоширенішим ускладненням після подвійної трансплантації легень en bloc, особливо у пацієнтів із плевральним захворюванням або синдромом Ейзенменгера з великими медіастинальними судинними колатералями. Діафрагмальний, блукаючий та поворотний гортанний нерви перебувають під великим ризиком під час трансплантації легень, а їх пошкодження ускладнює процес відключення від штучної вентиляції легень та відновлення адекватного спонтанного дихання. Первинне загоєння зазвичай відбувається для більшості бронхіальних анастомозів; дуже рідко бронхіальні фістули призводять до стенозу, який можна успішно лікувати за допомогою силіконових стентів та дилатацій. Навпаки, невдачі трахеального анастомозу часто призводять до фатального медіастиніту. Облітеруючий бронхіоліт, що характеризується руйнуванням дрібних респіраторних бронхіол, був описаний після трансплантації комплексу серце-легені.

[ 5 ], [ 6 ]