Preview

Трансплантология

Расширенный поиск

Роль экстракорпоральной перфузии легких при трансплантации

https://doi.org/10.23873/2074-0506-2024-16-1-99-115

Аннотация

Введение. Во всем мире выполняется недостаточно операций по трансплантации легких. Это происходит вследствие малого количества подходящих (идеальных) доноров, отсутствия возможности использовать легкие от доноров, умерших от остановки сердца, невозможносности выполнения данной технически сложной операции в бедных, развивающихся странах и ряда других причин. В различных зарубежных источниках имеются сведения о повышении числа операций по трансплантации легких за счет использования органов от неидеальных (субоптимальных) доноров. Это стало возможным благодаря применению экстракорпоральной нормотермической перфузии донорских легких.

Цель. Демонстрация возможностей в оценке, терапии и восстановлении функции неидеальных (субоптимальных) донорских легких благодаря применению методики экстракорпоральной перфузии донорских легких.

Материал и методы. При написании статьи был произведен анализ научных статей, опубликованных в период с 2003 по 2023 г., на основе баз данных PubMed и Google Scholar по ключевому запросу "ex vivo lung perfusion".

Выводы. Методика перфузии легких ex vivo является перспективной и эффективной процедурой для их оценки, восстановления и терапии во время трансплантации. Стремительное развитие технологий, применяемых в данной методике, позволяет увеличить количество легких, пригодных для трансплантации, снизить количество посттрансплантационных осложнений и показатели смертности в листе ожидания.

Об авторах

А. П. Фабрика
ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет)
Россия

Андрей Павлович Фабрика, ассистент кафедры госпитальной хирургии № 2 Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

119991, Москва, Трубецкая ул., д. 8, стр. 2



Е. П. Тычина
ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет)
Россия

Екатерина Павловна Тычина, студент 6 курса лечебного факультета

119991, Москва, Трубецкая ул., д. 8, стр. 2



А. М. Байрамкулов
ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет)
Россия

Анзор Муратович Байрамкулов, студент 6 курса лечебного факультета

119991, Москва, Трубецкая ул., д. 8, стр. 2



Е. А. Тарабрин
ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет); ГБУЗ «НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»
Россия

Евгений Александрович Тарабрин, д-р мед. наук, заведующий кафедрой госпитальной хирургии № 2 Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского; главный научный сотрудник отделения неотложной торакоабдоминальной хирургии

119991, Москва, Трубецкая ул., д. 8, стр. 2

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3



Список литературы

1. Brandsma CA, Van den Berge M, Hackett TL, Brusselle G, Timens W. Recent advances in chronic obstructive pulmonary disease pathogenesis: from disease mechanisms to precision medicine. J Pathol. 2020;250(5):624– 635. PMID: 31691283 https://doi.org/10.1002/path.5364

2. Watanabe T, Cypel M, Keshavjee S. Ex vivo lung perfusion. J Thorac Dis. 2021;13(11):6602–6617. PMID: 34992839 https://doi.org/10.21037/jtd-2021-23

3. Reeb J, Cypel M. Ex vivo lung perfusion. Clin Transplant. 2016;30(3):183–194. PMID: 26700566 https://doi.org/10.1111/ctr.12680

4. Тарабрин Е.А. Трансплантация легких: организационные и технические принципы: дис. … д-ра мед. наук. Москва; 2019. URL: https://sklif.mos.ru/upload/iblock/28d/28d5d86ee58d33de5c1841a8f1c922fc.pdf [Дата обращения 15 сентября 2023 г.].

5. Каллагов Т.Э. Использование субоптимальных доноров для трансплантации легких: дис. … канд. мед. наук. Москва; 2022. URL: https://sklif.mos.ru/upload/iblock/9e4/lk9etwd2988f9208f1ggol4q7xpwkdyu.pdf [Дата обращения 15 сентября 2023].

6. Healey A, Watanabe Y, Mills C, Stoncius M, Lavery S, Johnson K, et al. Initial lung transplantation experience with uncontrolled donation after cardiac death in North America. Am J Transplant. 2020;20(6):1574–1581. PMID: 31995660 https://doi.org/10.1111/ajt.15795

7. Luc JG, Bozso SJ, Freed DH, Nagendran J. Successful repair of donation after circulatory death lungs with large pulmonary embolus using the lung organ care system for ex vivo thrombolysis and subsequent clinical transplantation. Transplantation. 2015;99(1):e1–e2. PMID: 25525922 https://doi.org/10.1097/TP.0000000000000485

8. Chakos A, Ferret P, Muston B, Yan TD, Tian DH. Ex-vivo lung perfusion versus standard protocol lung transplantation-mid-term survival and meta-analysis. Ann Cardiothorac Surg. 2020;9(1):1–9. PMID: 32175234 https://doi.org/10.21037/acs.2020.01.02

9. Cypel M, Keshavjee S. Strategies for safe donor expansion: donor management, donations after cardiac death, exvivo lung perfusion. Curr Opin Organ Transplant. 2013;18(5):513–517. PMID: 23995370 https://doi.org/10.1097/MOT.0b013e328365191b

10. Makdisi G, Makdisi T, Jarmi T, Caldeira CC. Ex vivo lung perfusion review of a revolutionary technology. Ann Transl Med. 2017;5(17):343. PMID: 28936437 https://doi.org/10.21037/atm.2017.07.17

11. Abdalla LG, Oliveira-Braga KA, Fernandes LM, Samano MN, Camerini PR, Pêgo-Fernandes PM. Evaluation and reconditioning of donor organs for transplantation through ex vivo lung perfusion. Einstein (Sao Paulo). 2019;17(4):eAO4288. PMID: 31314859 https://doi.org/10.31744/einstein_journal/2019AO4288

12. Ganesan R, Kajal K, Singh H, Das A, Kaur R, Saini N, et al. Development of a cost-effective ex vivo lung perfusion system for lung transplantation in India. Indian J Med Res. 2022;155(2):293–300. PMID: 35946207 https://doi.org/10.4103/ijmr.IJMR_27_19

13. Carnevale R, Biondi-Zoccai G, Peruzzi M, De Falco E, Chimenti I, Venuta F, et al. New insights into the steen solution properties: breakthrough in antioxidant effects via NOX2 downregulation. Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:242180. PMID: 24829620 https://doi.org/10.1155/2014/242180

14. Ta HQ, Teman NR, Kron IL, Roeser ME, Laubach VE. Steen solution protects pulmonary microvascular endothelial cells and preserves endothelial barrier after lipopolysaccharide-induced injury. J Thorac Cardiovasc Surg. 2023;165(1):e5–e20. PMID: 35577593 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2022.04.005

15. Murala JS, Whited WM, Banga A, Castillo R Jr, Peltz M, Huffman LC, et al. Ex vivo lung perfusion: how we do it. Indian J Thorac Cardiovasc Surg. 2021;37(Suppl 3):433–444. PMID: 34483507 https://doi.org/10.1007/s12055-021-01215-z

16. Steen S, Liao Q, Wierup PN, Bolys R, Pierre L, Sjöberg T. Transplantation of lungs from non-heart-beating donors after functional assessment ex vivo. Ann Thorac Surg. 2003;76(1):244–252. PMID: 12842550 https://doi.org/10.1016/s0003-4975(03)00191-7

17. Van Raemdonck D, Neyrinck A, Rega F, Devos T, Pirenne J. Machine perfusion in organ transplantation: a tool for ex-vivo graft conditioning with mesenchymal stem cells? Curr Opin Organ Transplant. 2013;18(1):24–33. PMID: 23254699 https://doi.org/10.1097/MOT.0b013e32835c494f

18. Cypel M, Keshavjee S. Ex vivo lung perfusion. Oper Tech Thorac Cardiovasc Surg. 2014;19:433–442. https://doi.org/10.1053/j.optechstcvs.2015.03.001

19. Andreasson AS, Dark JH, Fisher AJ. Ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation--state of the art. Eur J Cardiothorac Surg. 2014;46(5):779–788. PMID: 25061215 https://doi.org/10.1093/ejcts/ezu228

20. Lightle W, Daoud D, Loor G. Breathing lung transplantation with the Organ Care System (OCS) Lung: lessons learned and future implications. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl 14):S1755–S1760. PMID: 31632752 https://doi.org/10.21037/jtd.2019.03.32

21. Loor G, Howard BT, Spratt JR, Mattison LM, Panoskaltsis-Mortari A, Brown RZ, et al. Prolonged EVLP using OCS lung: cellular and acellular perfusates. Transplantation. 2017;101(10):2303– 2311. PMID: 28009782 https://doi.org/10.1097/TP.0000000000001616

22. Pagano F, Nocella C, Sciarretta S, Fianchini L, Siciliano C, Mangino G, et al. Cytoprotective and antioxidant effects of steen solution on human lung spheroids and human endothelial cells. Am J Transplant. 2017;17(7):1885–1894. PMID: 28322021 https://doi.org/10.1111/ajt.14278

23. Van der Linden P, Ickx BE. The effects of colloid solutions on hemostasis. Can J Anaesth. 2006;53(6 Suppl):S30– S39. PMID: 16766789 https://doi.org/10.1007/BF03022250

24. Chatterjee S, Levitan I, Wei Z, Fi sher AB. KATP channels are an important component of the shear-sensing mechanism in the pulmonary microvasculature. Microcirculation. 2006;13(8):633–644. PMID: 17085424 https://doi.org/10.1080/10739680600930255

25. Slama A, Schillab L, Barta M, Benedek A, Mitterbauer A, Hoetzenecker K, et al. Standard donor lung procurement with normothermic ex vivo lung perfusion: a prospective randomized clinical trial. J Heart Lung Transplant. 2017;36(7):744–753. PMID: 28314503 https://doi.org/10.1016/j.healun.2017.02.011

26. Cypel M, Yeung JC, Liu M, Anraku M, Chen F, Karolak W, et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. N Engl J Med. 2011;364(15):1431–1440. PMID: 21488765 https://doi.org/10.1056/NEJMoa1014597

27. Van Raemdonck D, Neyrinck A, Cypel M, Keshavjee S. Ex-vivo lung perfusion. Transpl Int. 2015;28(6):643–656. PMID: 24629039 https://doi.org/10.1111/tri.12317

28. Nosotti M, Rosso L, Mendogni P, Tosi D, Palleschi A, Righi I, et al. Graft downsizing during ex vivo lung perfusion: case report and technical notes. Transplant Proc. 2014;46(7):2354– 2356. PMID: 25242786 https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2014.07.032

29. Mendogni P, Palleschi A, Tosi D, Righi I, Montoli M, Damarco F, et al. Lobar lung transplantation from deceased donor: monocentric experience. Transplant Proc. 2017;49(4):682–685. PMID: 28457371 https://doi.org/10.1016/j.transproceed.2017.02.020

30. Arni S, Maeyashiki T, Citak N, Opitz I, Inci I. Subnormothermic ex vivo lung perfusion temperature improves graft preservation in lung transplantation. Cells. 2021;10(4):748. PMID: 33805274 https://doi.org/10.3390/cells10040748

31. Cypel M, Rubacha M, Yeung J, Hirayama S, Torbicki K, Madonik M, et al. Normothermic ex vivo perfusion prevents lung injury compared to extended cold preservation for transplantation. Am J Transplant. 2009;9(10):2262– 2269. PMID: 19663886 https://doi.org/10.1111/j.1600-6143.2009.02775.x

32. Arni S, Maeyashiki T, Opitz I, Inci I. Subnormothermic ex vivo lung perfusion attenuates ischemia reperfusion injury from donation after circulatory death donors. PLoS One. 2021;16(8):e0255155. PMID: 34339443 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0255155 eCollection 2021.

33. Sadaria MR, Smith PD, Fullerton DA, Justison GA, Lee JH, Puskas F, et al. Cytokine expression profile in human lungs undergoing normothermic exvivo lung perfusion. Ann Thorac Surg. 2011;92(2):478–484. PMID: 21704971 https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.04.027

34. Yu J, Zhang N, Zhang Z, Li Y, Gao J, Chen C, et al. Diagnostic and therapeutic implications of ex vivo lung perfusion in lung transplantation: potential benefits and inherent limitations. Transplantation. 2023;107(1):105–116. PMID: 36508647 https://doi.org/10.1097/TP.0000000000004414

35. Chen-Yoshikawa TF. Ischemia-reperfusion injury in lung transplantation. Cells. 2021;10(6):1333. PMID: 34071255 https://doi.org/10.3390/cells10061333

36. Ruiz I, Gavaldà J, Monforte V, Len O, Román A, Bravo C, et al. Donor-to-host transmission of bacterial and fungal infections in lung transplantation. Am J Transplant. 2006;6(1):178–182. PMID: 16433772 https://doi.org/10.1111/j.1600-6143.2005.01145.x

37. Avlonitis VS, Krause A, Luzzi L, Powell H, Phillips JA, Corris PA, et al. Bacterial colonization of the donor lower airways is a predictor of poor outcome in lung transplantation. Eur J Cardiothorac Surg. 2003;24(4):601–607. PMID: 14500081 https://doi.org/10.1016/s1010-7940(03)00454-8

38. Andreasson A, Karamanou DM, Perry JD, Perry A, Ӧzalp F, Butt T, et al. The effect of ex vivo lung perfusion on microbial load in human donor lungs. J Heart Lung Transplant. 2014;33(9):910–916. PMID: 24631044 https://doi.org/10.1016/j.healun.2013.12.023

39. Nakajima D, Cypel M, Bonato R, Machuca TN, Iskender I, Hashimoto K, et al. Ex vivo perfusion treatment of infection in human donor lungs. Am J Transplant. 2016;16(4):1229–1237. PMID: 26730551 https://doi.org/10.1111/ajt.13562

40. Boffini M, Ricci D, Bonato R, Fanelli V, Attisani M, Ribezzo M, et al. Incidence and severity of primary graft dysfunction after lung transplantation using rejected grafts reconditioned with ex vivo lung perfusion. Eur J Cardiothorac Surg. 2014;46(5):789–793. PMID: 25061216 https://doi.org/10.1093/ejcts/ezu239

41. Geudens N, Wuyts WA, Rega FR, Vanaudenaerde BM, Neyrinck AP, Verleden GM, et al. N-acetyl cysteine attenuates the inflammatory response in warm ischemic pig lungs. J Surg Res. 2008;146(2):177–183. PMID: 17644109 https://doi.org/10.1016/j.jss.2007.05.018

42. Martens A, Boada M, Vanaudenaerde BM, Verleden SE, Vos R, Verleden GM, et al. Steroids can reduce warm ischemic reperfusion injury in a porcine donation after circulatory death model with ex vivo lung perfusion evaluation. Transpl Int. 2016;29(11):1237–1246. PMID: 27514498 https://doi.org/10.1111/tri.12823

43. Kakishita T, Oto T, Hori S, Miyoshi K, Otani S, Yamamoto S, et al. Suppression of inflammatory cytokines during ex vivo lung perfusion with an adsorbent membrane. Ann Thorac Surg. 2010;89(6):1773–1779. PMID: 20494026 https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2010.02.077

44. Iskender I, Cosgun T, Arni S, Trinkwitz M, Fehlings S, Yamada Y, et al. Cytokine filtration modulates pulmonary metabolism and edema formation during ex vivo lung perfusion. J Heart Lung Transplant. 2017;S1053–2498(17)31802– 8. PMID: 28587802 https://doi.org/10.1016/j.healun.2017.05.021 Online ahead of print.

45. Cypel M, Liu M, Rubacha M, Yeung JC, Hirayama S, Anraku M, et al. Functional repair of human donor lungs by IL-10 gene therapy. Sci Transl Med. 2009;1(4):4ra9. PMID: 20368171 https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3000266

46. Inci I, Zhai W, Arni S, Inci D, Hillig er S, Lardinois D, et al. Fibrinolytic treatment improves the quality of lungs retrieved from non-heart-beating donors. J Heart Lung Transplant. 2007;26(10):1054–1060. PMID: 17919627 https://doi.org/10.1016/j.healun.2007.07.033

47. Inci I, Yamada Y, Hillinger S, Jungraithmayr W, Trinkwitz M, Weder W. Successful lung transplantation after donor lung reconditioning with urokinase in ex vivo lung perfusion system. Ann Thorac Surg. 2014;98(5):1837–1838. PMID: 25441801 https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2014.01.076

48. Liersch-Nordqvist A, Fakhro M, Pierre L, Hlebowicz J, Malmsjo M, Ingemansson R, et al. The impact of alteplase on pulmonary graft function in donation after circulatory death - an experimental study. Ann Med Surg (Lond). 2017;22:1–6. PMID: 28839932 https://doi.org/10.1016/j.amsu.2017.08.010eCollection 2017 Oct.

49. Kondo T, Chen F, Ohsumi A, Hijiya K, Motoyama H, Sowa T, et al. β2-Adrenoreceptor agonist inhalation during ex vivo lung perfusion attenuates lung injury. Ann Thorac Surg. 2015;100(2):480–486. PMID: 26141779 https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2015.02.136

50. Mulloy DP, Stone ML, Crosby IK, Lapar DJ, Sharma AK, Webb DV, et al. Ex vivo rehabilitation of non-heartbeating donor lungs in preclinical porcine model: delayed perfusion results in superior lung function. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012;144(5):1208–1215. PMID: 22944084 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2012.07.056

51. Khalifé-Hocquemiller T, Sage E, Dorfmuller P, Mussot S, Le Houérou D, Eddahibi S, et al. Exogenous surfactant attenuates lung injury from gastric-acid aspiration during ex vivo reconditioning in pigs. Transplantation. 2014;97(4):413–418. PMID: 24445923 https://doi.org/10.1097/01.TP.0000441320.10787.c5

52. Haam S, Lee S, Paik HC, Park MS, Song JH, Lim BJ, et al. The effects of hydrogen gas inhalation during ex vivo lung perfusion on donor lungs obtained after cardiac death. Eur J Cardiothorac Surg. 2015;48(4):542–547. PMID: 25750008 https://doi.org/10.1093/ejcts/ezv057

53. Dong B, Stewart PW, Egan TM. Postmortem and ex vivo carbon monoxide ventilation reduces injury in rat lungs transplanted from non-heartbeating donors. J Thorac Cardiovasc Surg. 2013;146(2):429–436.e1. PMID: 23260460 https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2012.11.005

54. Dong BM, Abano JB, Egan TM. Nitric oxide ventilation of rat lungs from nonheart-beating donors improves posttransplant function. Am J Transplant. 2009;9(12):2707–2715. PMID: 19845592 https://doi.org/10.1111/j.1600-6143.2009.02840.x

55. George TJ, Arnaoutakis GJ, Beaty CA, Jandu SK, Santhanam L, Berkowitz DE, et al. Inhaled hydrogen sulfide improves graft function in an experimental model of lung transplantation. J Surg Res. 2012;178(2):593–600. PMID: 22771242 https://doi.org/10.1016/j.jss.2012.06.037

56. Martens A, Montoli M, Faggi G, Katz I, Pype J, Vanaudenaerde BM, et al. Argon and xenon ventilation during prolonged ex vivo lung perfusion. J Surg Res. 2016;201(1):44–52. PMID: 26850183 https://doi.org/10.1016/j.jss.2015.10.007

57. Gennai S, Monsel A, Hao Q, Park J, Matthay MA, Lee JW. Microvesicles derived from human mesenchymal stem cells restore alveolar fluid clearance in human lungs rejected for transplantation. Am J Transplant. 2015;15(9):2404–2412. PMID: 25847030 https://doi.org/10.1111/ajt.13271

58. La Francesca S, Ting AE, Sakamoto J, Rhudy J, Bonenfant NR, Borg ZD, et al. Multipotent adult progenitor cells decrease cold ischemic injury in ex vivo perfused human lungs: an initial pilot and feasibility study. Transplant Res. 2014;3(1):19. PMID: 25671090 https:/ doi.org/10.1186/2047-1440-3-19


Рецензия

Для цитирования:


Фабрика А.П., Тычина Е.П., Байрамкулов А.М., Тарабрин Е.А. Роль экстракорпоральной перфузии легких при трансплантации. Трансплантология. 2024;16(1):99-115. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2024-16-1-99-115

For citation:


Fabrika A.P., Tychina E.P., Bayramkulov A.M., Tarabrin E.A. Ex vivo lung perfusion in lung transplantation. Transplantologiya. The Russian Journal of Transplantation. 2024;16(1):99-115. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2024-16-1-99-115

Просмотров: 482


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2074-0506 (Print)
ISSN 2542-0909 (Online)