Область наук:
  • Біотехнології в медицині
  • Рік видавництва: 2009
    Журнал: Вісник хірургії імені І.І. Грекова

    Наукова стаття на тему 'Алотрансплантація трахеї в клініці і експерименті'

    Текст наукової роботи на тему «Алотрансплантація трахеї в клініці і експерименті»

    ?Огляди

    © Колектив авторів 2009 УДК 616.231-089.819.843

    Ю.Н.Левашев, П.К.Яблонскій, В.Г.Піщік

    Алотрансплантація ТРАХЕЇ В КЛІНІЦІ І ЕКСПЕРИМЕНТІ

    ФДМ «Санкт-Петербурзький науково-дослідний інститут фтизиопульмонологии Росмедтехнологий» (дир. - чл.-кор. РАМН, проф. Ю.Н.Левашев), кафедра госпітальної хірургії (зав. - проф. П.К.Яблонскій) медичного факультету Санкт -Петербургского державного університету, ГУЗ «Міська багатопрофільна лікарня № 2» (головний лікар - канд. мед. наук І.С.Фігурін), Санкт-Петербург

    Ключові слова: трансплантація трахеї, експеримент, стеноз трахеї, оментопексія, реваскуляризация.

    Трансплантація трахеї залишається однією з найменш вивчених технічних проблем в торакальної хірургії [1]. Основною причиною недостатньої успішності цього виду трансплантації є відсутність у трахеї постійного кровопостачання через посудину достатнього діаметру [19]. Як наслідок, спроби відновити кровотік ізольованого трахеального трансплантата стають малопродуктивними з клінічної точки зору [12].

    В даний час трансплантацію трахеї розглядають в якості одного з методів відновлення дихальних шляхів після протяжної резекції, оскільки застосування небиологических штучних матеріалів для усунення протяжних дефектів показало свою неспроможність [12, 19].

    Вченими вивчалися різні методики аллотранс-плантації, серед яких можна виділити 4 принципово різних підходу [1, 12]: 1) алотрансплантація деваскулярі-зірованним трахеї; 2) алотрансплантація консервованих тканин трахеї; 3) алотрансплантація трахеї з непрямою реваскуляризацією; 4) алотрансплантація трахеї з прямою реваскуляризацією.

    Деваскулярізірованние трансплантати вперше використані ще в 1918 р в експериментах на тваринах. Автори користувалися як ауто-, так і Алотрансплантація декількох кілець трахеї (від 3 до 9) на моделі собак [12]. В результаті проведених експериментів виявилося, що короткі пересаджені сегменти піддавалися заміщення рубцевої тканиною з розвитком стенозу трахеї, а протяжні - піддавалися некрозу і лізису і приводили до смерті експериментальних тварин [10, 20]. В ході проведених досліджень більшість авторів прийшло до висновку, що пересадка деваскулярізірованних фрагментів трахеї - мало перспективне лікувальний напрямок [20]. У той же час, були відзначені деякі відмінності в виживаності тварин після ауто- і алотрансплантації. Використання алогенних трахеї в експерименті завжди закінчувалося фатально [5, 7, 15]. У 1984 р в роботі Д.Бе1? Е1 і співавт. було

    показано, що трахеальні трансплантати володіють антигенними властивостями [7]. Ці дослідження підтримані ХБІ ^ а й співавт. [9], зазначив, що найбільшим джерелом антигенів є слизова оболонка трахеї. Таким чином, стало очевидно, що клінічна алотрансплантація трахеї без урахування імуногенності неможлива.

    Для позбавлення трахеальной тканини антигенних властивостей робилися спроби спеціальної обробки трахеї-альних трансплантатів різними консервуючими розчинами [20]. В експериментах вивчалися: часткова деепітелізації, обробка мертіолат або холодними консервуючими розчинами [15]. Як консервують розчинів використовувалися: розчин Тайрод, формальдегід 4%, алкоголь, лиофилизация при температурі -4 ° С [8, 17, 28]. Результати цих експериментів виявилися однаково невдалими: все трахеї, пересаджені собакам, піддавалися некрозу, фіброзу або стенозу.

    Більш успішною виявилася методика кріоконсервації донорської трахеї. При зберіганні протягом 60 днів кріо-консервованої трахеї при температурі -196 ° С після пересадки вдавалося домогтися збереження життєздатності хрящової тканини [25]. Хоча відбувалося відторгнення епітелію і трансплантат зменшувався по довжині, на експериментальних моделях були показані переваги використання кріконсервірованних трансплантатів трахеї в порівнянні з нативними для випадків, коли иммуносупрессия небажана [14, 26, 31]. Незважаючи на активну експериментальне дослідження таких аллографтов, широкого поширення в клініці вони не отримали. Найбільш часто кріоконсервіро-ванна трахея використовувалася для заміщення протяжного дефекту. Найчастіше висікаються не вся трахея, а лише найбільш змінена її хрящова частина. Деякий частину своєї трахеї зберігався, а інша півколо замінювалося трансплантатом [13]. Для підтримки просвіту пересадженого сегмента використовувалося тимчасове стенти-вання на кілька місяців. В цілому даний спосіб був використаний в педіатричній клініці у 31 пацієнта [16].

    У нашій країні в 2001 р М.І.Давидов справив трансплантацію трахеї двом пацієнтам з аденокістозная раком трахеї. Це було перше використання консервованих

    гомографтов в Росії і перша в світі пересадка трахеї при пухлинному її ураженні. На жаль, подальші публікацій цих випадків в доступній медичній літературі нам не зустрілося.

    Реваскулярізірованний трансплантат почав використовуватися в експерименті з кінця 50-х років ХХ століття. Найбільш частим способом реваскуляризації були оментопексія або м'язова пластика. В результаті цих процедур вдавалося досягти утворення нових дрібних судин, які кровоснабжаются більшу частину трахеї. Застосовували як одномоментну техніку, коли трахея відразу пересаджувалася в ортотопіческого позицію, так і двох-етапний спосіб, коли спочатку пересаджуваний сегмент містився в м'яз або сальник (в ГЕТЕРОТОПІЧНОЇ позицію), а потім, через кілька тижнів, переміщався на шию на живильної судинної ніжці.

    Великий сальник широко відомий в хірургії як універсальний матеріал для непрямої реваскуляризації. Його анатомічна будова дозволяє легко викроювати довгі постачається кров'ю клапті. Крім того, унікальною властивістю сальника є його здатність потенціювати ангіонеогенез [24]. Його застосування в пластичної хірургії, комбустіології, абдомінальної хірургії описано в класичних хірургічних посібниках. Використання сальника для зміцнення і реваскуляризації бронхіального анастомозу було запропоновано J.D.Cooper і співавт. [11], що стало проривом в трансплантації легенів. Автори описали успішне загоєння бронхіального анастомозу після трансплантацій у 5 пацієнтів. У Радянському Союзі цей спосіб зміцнення бронха використаний Ю.Н.Левашевим і співавт. [3] в ході 3 перших односторонніх трансплантацій легкого у різних пацієнтів, виконаних в 1991, 1992 і 1994 рр. У всіх випадках анастомози виявилися спроможні.

    Цим операціями передувала серія експериментів, в яких на моделі аллотрансплантации сегмента головного бронха у собак досліджувалися різні способи індукції непрямої реваскуляризації пересадженого ділянки і місць анастомозу. Вивчалася ефективність м'язового клаптя на ніжці живильної, ділянки перикарда і великого сальника. В ході роботи переконливо показано, що найкращим матеріалом для непрямої реваскуляризації бронха є саме великий сальник.

    Одноетапну ортотопіческого пересадку трахеї з оментопексіей в експерименті описали S.C.Baldermann і G.Weinblatt [6] і прийшли до висновку, що ця методика є недостатньою для захисту трансплантата. Їх послідовники вивчали максимальну довжину сегмента трахеї, реваскуля-різірованного за допомогою сальника [27]. Виявилося, що в трансплантата довжиною понад 4 см середня порція часто піддавалася ішемічним пошкодження, тому авторами був зроблений висновок про те, що кровопостачання пересадженою трахеї поширюється на 2 см від рівня анастомозів. Прихильники цієї ідеї навіть пропонували розділити довгий сегмент трахеї на частини для поліпшення кровопостачання і послідовно пересаджувати [32].

    Інші автори, які використовували двоетапну трансплантацію трахеї, виявилися більш позитивні в своїй оцінці ролі оментопексіі. Так, J.Li і співавт. [22] вивчили потенційні переваги гетеротопічною імплантації сегмента трахеї у великій сальник. На першому етапі вони резецированной ділянку трахеї довжиною 6 півкілець і поміщали його в черевну порожнину, де обертали сальником. Через 2 тижні резектувати фрагмент виділяли разом з великим сальником, переміщали на шию і вшивали на місце попередньої резекції. Всі експериментальні живіт-

    ні вижили, і автори констатували, що в пересаджених аутосегментах трахеї був збережений і просвіт, і хрящової каркас, і епітелій.

    Клінічне застосування аллотрансплантации з непрямою реваскуляризацією описано лише двічі. У 1979 р K.G.Rose і співавт. [29] повідомили про перші пересадки трахеї у людини - 21-річного чоловіка, який страждав рубцевим стенозом трахеї. Йшлося про короткому сегменті шийного відділу трахеї, пересадженого в грудиноключично-перс-видну м'яз реципієнта. Після 3 тижнів після досягнення реваскуляризації імплантованого сегмента ділянку трахеї була виділена з м'язи зі збереженням живильної ніжки і поміщений в ортотопіческого позицію. Хотілося б відзначити, що в даному випадку иммуносупрессия не застосовувалася. Авторами наведені дані успішного спостереження за пацієнтом протягом 17 міс.

    Перша одномоментна трансплантація всього грудного відділу трахеї проведена в Радянському Союзі Ю.Н. Лева-шевим і співавт. в 1990 р у Всесоюзному НДІ пульмонології МОЗ СРСР (Ленінград). Пацієнтці, яка страждає фіброзірующего-ющим медіастинітом, який привів до стенозу грудного відділу трахеї, уражену ділянку протяжністю більше 10 кілець заміщений донорської трахеєю з одномоментною оментопласті-кою [3]. На 10-ту добу виявлено криз відторгнення, який успішно купейний збільшенням дози імуносупресантів. Анастомози епітелізіровалісь, пересаджена трахея зберігала свою життєздатність, і пацієнтка була виписана на амбулаторне лікування. Однак триваюче фіброз-ючий процес в середостінні привів до розвитку рестенозу через 4 міс після операції, що зажадало стентування трахеї. Успіх цієї операції автори пов'язували з хорошим підбором донора, застосуванням сучасної на той момент імуносупресивної терапії (циклоспорин і азатіоприн) і оментопексіей [21]. Пацієнтка прожила більше 8 років і загинула від кровотечі внаслідок пролежня брахеоцефального стовбура.

    Пряма реваскуляризація при алотрансплантації трахеї є серйозною хірургічною завданням, оскільки анатомія трахеї не припускав одного живлячої судини. Артерії, кровоснабжающие трахею, мають дуже маленький діаметр, розташовані в непостійних місцях, тому накладення анастомозів між цими судинами і судинами реципієнта представляється малоперспективною клінічної завданням. Першу спробу її експериментального рішення зробили J.F.Khalil-Marzouk і J.D.Cooper [18], які запропонували використовувати комплексний тіреотрахеальний трансплантат, анастомозируя артерії щитовидної залози із загальною сонною артерією. Автори не накладали венозного анастомозу і не проводили імуносупресію. В результаті експериментів їм вдалося зберігати життєздатність хряща трахеї, однак інші трахеальні тканини некротизовані. У той же час при застосуванні циклоспорину і гідрокортизону були збережені всі тканини трахеї. P.Macchiarini і співавт. [23] в експериментах на свинях використовували модель попередніх авторів, проте на відміну від них виконували ще й венозний анастомоз, що дозволив уникнути венозних інфарктів і повністю зберегти трансплантат.

    Найбільш цікавим нам здається повідомлення M.Strome і співавт. [30] про пересадку комплексу гортані, 5 кілець трахеї і щитовидної залози, що є, мабуть, першим в світі описом пересадки трахеї з прямою реваскулярі-зацией. Операція була зроблена у пацієнта з повною рубцевої облітерацією гортані і верхньої частини трахеї внаслідок травми. В ході цього складного оперативно-

    Ю.Н.Левашев, П.К.Яблонскій, В.Г.Піщік

    «Вісник хірургії» ^ 2009

    Переваги та недоліки аллотрансплантации трахеї в клініці і експерименті

    Види аллотрансплантации трахеї в клініці і експерименті Переваги Недоліки

    Кріоконсервовані аллографти:

    в експерименті [25, 26] в клініці [1, 16] Відсутність відторгнення і необхідності імуно-супресії Зменшення довжини трасплантатов Низька резистентність до інфекції

    Непряма реваскуляризація трахеї:

    в експерименті - сальником [6] - м'язом [Цит. по 3] Збереження респіраторного епітелію Відносна простота виконання і доступність Ішемія при трансплантаті довжиною більше 4-5 см Необхідність імуносупресії

    - широкої фасцією [Цит. по 3]

    в клініці

    - сальником [3]

    - м'язом [29]

    Пряма реваскуляризація трахеї:

    в експерименті - без венозного анастомозу [18] - з венозних анастомозів [23] Збереження артеріального кровопостачання Уникнення ішемічного ушкодження Складність процедури Необхідність імуносупресії

    в клініці [4, 30]

    го втручання, крім артерій і вен, з'єднані також поворотні нерви, що дозволило через деякий час домогтися відновлення у хворого не тільки воздухопро-ведення і ковтання, а й голоси.

    У нашій країні роботи по трансплантації реваску-лярізірованной трахеї належать перу С.С.Дидикіна і А.В.Ніколаева [2], які запропонували експериментальне обгрунтування техніки операції. У 2006 р бригада хірургів Російського наукового центру хірургії РАМН на чолі з Н.О.Мілановим і В.Д.Паршіним [4] справила трансплантацію тіреотрахеального комплексу молодому пацієнтові з рубцевим стенозом трахеї з дуже хорошим найближчим результатом. Таким чином, дана операція стала першим російським досвідом пересадки реваскулярізірованной трахеї.

    Підсумовуючи більш ніж піввіковий досвід дослідження проблеми трансплантації трахеї, можна прийти до висновку, що до сих пір не вдалося розробити досить надійного, простого і безпечного способу заміщення великих дефектів трахеї (таблиця). У той же час, експерименти по аллотрансплантации трахеї сприяли кращому розумінню її хірургічної анатомії, привели до розробки ефективного способу зміцнення бронхіального анастомозу після легеневої трансплантації, розширили уявлення про імуногенність трахеї і бронхів. Подальше дослідження цієї проблеми може бути доповнено методами тканинної інженерії і біотехнологіями, які дозволили б відмовитися від імуносупресії і використання Аллогія-ного матеріалу.

    бібліографічних СПИСОК

    1. Дидикін С.С., Миколаїв А.В. Трансплантація трахеї // Аннали хір.-1998 № 5.-С. 20-23.

    2. Дидикін С.С., Миколаїв А.В. Алотрансплантація трахеї з судинної ніжкою // Аннали хір.-2001 № 4.-С. 67-73.

    3. Левашов Ю.Н., Яблонський П.К., Чорний С.М. та ін. Успішна одномоментна алотрансплантація грудного відділу трахеї

    у хворої з ідіопатичним фиброзирующим Медіастиніт-те і різким стенозом трахеї // Пульмонологія.-1991.- № 2.-с. 14-20.

    4. Паршин В.Д., Міланом Н.О., Трофимов Є.І. і ін. Перша трансплантація реваскулярізірованной трахеї хворому з субтотальним рубцевим стенозом // Грудна і серцево-судина. хір.-2007.-№ 1.-С. 64-68.

    5. Aronstam E.M., Nims R.M., Winn D.F. Studies in segmental replacement of the thoracic trachea // J. Thorac. Cardiovasc.- 1961.-Vol. 1.-P. 108-110.

    6. Balderman S.C., Weinblatt G. Tracheal autograft revascularization // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1987.-Vol. 94.-P. 434-441.

    7. Beigel A., Steffens-Knutzen R., Muller B. et al. Tracheal transplantation. Demonstration of transplantation antigens on the tracheal mucosa of inbred rat strains // Arch. Otorhinolaryngol.- 1984.-Vol. 241.-P. 1-8.

    8. Bjork V.O., Rodriguez L.E. Reconstruction of the trachea and its bifurcation. An experimental study // J. Thorac. Surg.-1958.- Vol. 35.-P. 596-603.

    9. Bujia J., Wilmes E., Hammer C., Kastenbauer E. Tracheal transplantation: demonstration of HLA class II subregion gene products on human trachea // Acta Otolaryngol.-1990 Vol. 110.- P. 149-154.

    10. Condon W. Regeneration of tracheal and bronchial epithelium // J. Thorac. Surg.-1941.-Vol. 11.-P. 333-346.

    11. Cooper J.D., Pearson F.G., Patterson G.A. et al. Technique of successful lung transplantation in humans // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1987.-Vol. 173.-P. 173-181.

    12. Grillo H.C. Surgery of the Trachea and Bronchi.-NY: B.C. Decker Inc, 2003.-875 p.

    13. Herberhold C., Stein M., Falkenhausen M. Long-term results of homograft reconstruction of the trachea in childhood // Laryngorhinootologie.-1999 Bd. 78.-S. 692-696.

    14. I nutsuka K., Kawahara K., Takachi T. et al. Reconstruction of trachea and carina with immediate or cryopreserved allografts in dogs // Ann. Thorac. Surg.-1996 Vol. 62.-P. 1480-1484.

    15. Jackson T.L., O'Brien E.J., Tuttle W., Meyer J. The experimental use of homogenous tracheal transplants in the restoration of con-

    tinuity of the tracheobronchial tree // J. Thorac. Surg.-1950.- Vol. 20.-P. 598-612.

    16. Jacobs J.P., Quintessenza J.A., Andrews T. et al. Tracheal allograft reconstruction: the total North American and worldwide pediatric experiences // Ann. Thorac. Surg.-1999 Vol. 68.-P. 10431052.

    17. Keshishian J.M., Blades B., Beattie E.J. Tracheal reconstruction // J. Thorac. Surg.-1956.-Vol. 32.-P. 707-727.

    18. 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.

    19. Klepetko W., Marta G.M., Wisser W. et al. Heterotopic tracheal transplantation with omentum wrapping in the abdominal position preserves functional and structural integrity of a human tracheal allograft // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-2004.-Vol. 127.- P. 862-867.

    20. Kucera K.A., Doss A.E., Dunn S.S. et al. Tracheal replacements: part 1 // ASAIO J.-2007.-Vol. 53.-P. 497-505.

    21. Levashov YN., Yablonsky P.K., Cherny S.M. et al. One stage allotransplantation of thoracic segment of the trachea in a patient with idiopathic fibrosing mediastinitis and marked tracheal stenosis // Eur. J. Cardiothorac. Surg.-1993 Vol. 7.-P. 383-386.

    22. Li J., Xu P., Chen H. Successful tracheal autotransplantation with two-stage approach using the greater omentum // Ann. Thorac. Surg.-1997 Vol. 64.-P. 199-202.

    23. 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.- P. 1066-1075.

    24. Morgan E., Lima O., Goldberg M. et al. Successful revascularization of totally ischemic bronchial autografts with omental pedicle flaps in dogs // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1982.-Vol. 84.- P. 204-210.

    25. Moriyama H., Sasajima T., Hirata S. et al. Revascularization of canine cryopreserved tracheal allografts // Ann. Thorac. Surg.- 2000.-Vol. 69.-P. 1701-1706.

    26. Mukaida T., Shimizu N., Aoe M. et al. Experimental study of tracheal allotransplantation with cryopreserved grafts // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1998 Vol. 116.-P. 262-266.

    27. Nakanishi R., Shirakusa T., Mitsudomi T. Maximum length of tracheal autografts in dogs // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1993.- Vol. 106.-P. 1081-1087.

    28. Pacheco C.R., Rivero O., Porter J.K. Experimental reconstructive surgery of the trachea // J. Thorac. Surg.-1954.-Vol. 27.- P. 554-564.

    29. Rose K.G., Sesterhenn K., Wustrow F. Tracheal allotransplantation in man // Lancet.-1979-Vol. 1.-P. 433.

    30. Strome M., Stein J., Esclamado R. et al. Laryngeal transplantation and 40 month follow-up // N. Engl. J. Med.-2001 Vol. 344.- P. 1676-1679.

    31. Tojo T., Niwaya K., Sawabata N. et al. Tracheal replacement with cryopreserved tracheal allograft: experiment in dogs // Ann. Thorac. Surg.-1998 Vol. 66.-P. 209-213.

    32. Yokomise H., Inui K., Wada H. et al. Split transplantation of the trachea: a new operative procedure for extended tracheal resection // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.-1996 Vol. 112.-P. 314318.

    Надійшла до редакції 22.10.2008 р.


    Ключові слова: ТРАНСПЛАНТАЦІЯ ТРАХЕЇ / ЕКСПЕРИМЕНТ / СТЕНОЗ ТРАХЕЇ / ОМЕНТОПЕКСІЯ / реваскуляризації

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити