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供器官保护与功能再生专题 | 静态冷保存序贯低温机械灌注参数对移植肾短期预后影响

文摘   2024-09-14 15:03   湖北  

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静态冷保存序贯低温机械灌注参数对移植肾短期预后影响


邢添瑛  吴江涛  王琦  李广萍  黄莹  欧彤文

首都医科大学宣武医院泌尿外科，北京 100053



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【作者简介】


邢添瑛


欧彤文
医学博士，主任医师，教授，博士、博士后导师
首都医科大学宣武医院泌尿外科主任
中华医学会器官移植分会常委
中华医学会泌尿外科分会委员
北京医学会器官移植分会副主任委员
北京医学会泌尿外科分会常务委员
首都医科大学泌尿学系副主任
【摘 要】

目的探讨静态冷保存（SCS）序贯低温机械灌注（HMP）参数对移植肾短期预后的影响。

方法回顾性分析2023年2月至2023年10月首都医科大学宣武医院157例（包括后期删失6例）符合条件的成人供肾移植受者相关资料及对应供肾机械灌注数据，根据灌注阻力指数及供肾动脉变异情况进行不同层面的观察比较，主要观察终点为发生移植肾功能延迟（delayed graft function，DGF）及1个月内肌酐是否降至正常，次要观察终点为1个月内的最低肌酐值、肌酐下降幅度、肌酐降至最低的时间和肌酐降至正常的时间，使用单因素和多因素回归分析探讨HMP灌注的参数与术后短期预后的关系。

结果157例受者术前平均肌酐（870.0±283.9）µmol/L，术后1个月内最低肌酐（118.5±63.5）µmol/L。术后16例（10.2%）受者发生DGF，10例（6.4%）受者肌酐在术后1个月内未降至正常。1个月内肌酐降至最低的时间为（14.5±7.6）d（范围在3~30 d），肌酐降至正常的时间为（6.4±5.8）d（范围在1~30 d）。多因素回归分析显示HMP的终末阻力指数是发生DGF（P0.01）、1个月内肌酐是否降至正常（P=0.001）、肌酐下降幅度（P0.01）、肌酐降至正常所需时间（P=0.024）的独立影响因素。

结论在SCS序贯HMP的供肾保存模式下，HMP的参数对判断肾移植术后短期预后具有应用价值。终末阻力指数是多种预后事件的独立影响因素。

【关键词】肾移植；器官保存；低温机械灌注
肾脏移植是治疗终末期肾病的有效手段，扩大标准供者（expanded criteria donor，ECD）的应用一定程度上缓解了供肾严重不足的状况，但移植术后发生移植肾功能延迟（delayed graft function，DGF）、急性排斥反应等并发症的风险较标准供肾明显增加[1]。此外，心脏死亡供者（donor of cardiac death，DCD）供肾也具有相对较高的DGF风险[2⁃3]。既往研究表明，供肾获取后进行低温机械灌注（hypothermic machine perfusion，HMP）保存有助于获得更好的移植物功能[4⁃6]。因此，HMP成为供肾保存的研究热点。
Moers等[4]通过前瞻性随机对照试验表明HMP较传统静态冷保存（static cold storage，SCS）可以降低肾移植术后DGF的风险，改善移植物1年存活率。此后一些研究表明HMP的参数有助于评估供肾质量，对移植肾的预后有指导意义[7⁃9]。然而，HMP目前并无统一的模式。国外多数研究的临床实践为获取肾脏后立即进行HMP并转运至移植医院，在移植前最大限度维持HMP[4,6]。根据我国发布的《尸体供肾体外机械灌注冷保存技术操作规范（2019版）》[10]，需将肾脏修整后置入灌注装置进行保存。若肾脏获取后转运至移植医院，进行修整后再进行HMP，严格意义上属于SCS联合HMP的保存方式，与直接进行HMP有所差异。目前有动物实验表明，肾脏切取后先行低温静置，再进行机械灌注仍具有相当的肾脏保护价值，但缺乏相关临床证据[11⁃12]。因此，结合国内实践经验，HMP的参数在SCS序贯HMP供肾保存模式下的临床意义还需进一步探索。本文通过回顾性分析首都医科大学宣武医院2023年2月至2023年10月成人供肾移植157例SCS序贯HMP供肾的灌注参数及受者的围手术期资料，研究该供肾保存模式下灌注参数的特点及其对肾移植受者短期预后的影响。

对象与方法

一、 研究对象

回顾性分析2023年2月至2023年10月于首都医科大学宣武医院行肾移植的157例受者及供肾资料。入选标准：受者及供者均≥18岁。排除标准：受者或供肾机械灌注资料不全；术后1个月内因血管并发症或无法逆转的排斥反应等原因行移植肾切除的受者；受者或供者为儿童；亲属移植。
本研究获得首都医科大学宣武医院伦理委员会批准（伦理号：临研审[2023]244号⁃002），由于本研究为回顾性研究，知情同意签署予以豁免。

二、 供肾保存方法

所有供肾均为遗体捐献供肾。获取肾脏后，经低温保存转运至首都医科大学宣武医院。修整肾脏，充分结扎小血管及淋巴管，检查无明显漏液后连接LifePort低温机械灌注装置，持续灌注至移植术血管吻合步骤。对于动脉变异，若分支动脉位于同一动脉瓣，则按常规方法连接；若存在极动脉，则连接动脉主干进行低温机械灌注。设置灌注压力为30 mmHg，如果阻力指数持续大于1，可向灌注液中加入罂粟碱30 mg，并将灌注压力调整为35 mmHg。

三、 移植和免疫抑制方案

所有供肾移植均将移植肾放置于腹膜后髂窝，除部分单支动脉的供肾与髂内动脉吻合外，其余均与髂外动脉进行吻合。极动脉最大程度予以保留，视情况吻合至髂外动脉或腹壁下动脉。
根据受者术前人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）抗体情况使用巴利昔单抗或兔抗人胸腺细胞免疫球蛋白（antilymphocyte globulin，ATG）诱导免疫。术后常规给予他克莫司、霉酚酸、糖皮质激素免疫抑制方案并根据受者恢复情况进行调整。3 d内行移植肾多普勒超声检查。

四、 观察指标

受者术后观察期限为1个月。记录受者人口学资料、术前肌酐、1个月内的最低肌酐、肌酐下降幅度（定义为术前肌酐与最低肌酐的差值）、肌酐降至最低的时间（Tmin）、肌酐降至正常的时间（Tnor）[血肌酐小于177 µmol/L定义为正常[13] ]、超声阻力指数（动脉主干、段动脉、叶间动脉阻力指数的平均值）。DGF定义为术后1周内需要透析治疗。记录HMP装置记录的初始阻力指数（灌注压力达到设定压力后对应的阻力指数）、终末阻力指数（灌注结束前的阻力指数）、灌注时间、灌注脉压（定义为灌注的收缩压与舒张压差值）、灌注温度（灌注结束时的灌注液温度）、灌注流量。主要观察终点为发生DGF及1个月内肌酐是否降至正常，次要观察终点为1个月内的最低肌酐值、肌酐下降幅度、Tmin和Tnor。

四 分层观察

因机械灌注后供肾的终末阻力指数通常小于1，根据初始和终末阻力指数的关系将阻力指数分为两组：（1）初始阻力指数大于1，经灌注后终末阻力指数小于1（115例）；（2）初始和终末阻力指数均小于1（36例）。机械灌注后终末阻力指数仍大于1的情况很少见，本研究中有6例，在后续以阻力指数分层的回归分析中删失。
根据供肾动脉的变异情况分为三种情况：（1）单支动脉（123例）；（2）两支或三支动脉（25例），共用一个动脉瓣，可连接机械灌注套件进行灌注；（3）主干为一支动脉或两支动脉共用一个动脉瓣，可连接机械灌注套件进行灌注，另合并存在极动脉（9例）。

五、 统计学处理

使用R 4.1.1软件处理数据及绘制统计图。一般计量资料符合正态分布的数据采用x±s表示，不符合正态分布的数据采用中位数表示，计数资料使用频数百分比表示。使用Student t检验比较两组连续变量之间的差异，使用ANOVA分析不同动脉变异情况下机械灌注参数的差异。机械灌注参数与肌酐是否降至正常及发生DGF的影响关系应用logistic回归进行检验，机械灌注参数与肌酐最低值及肌酐下降幅度的相关性应用线性回归进行检验，机械灌注参数与Tmin及Tnor的相关性应用Cox比例风险模型进行分析进行检验。上述回归分析中单因素分析有意义的指标纳入多因素分析，使用双向逐步回归筛选影响终点指标的独立因素。绘制受试者操作特征曲线（receiver operator characterislic curve，ROC curve）评估有意义的参数对主要终点指标预测的界值及敏感性特异性。双侧P<0.05为差异具有统计学意义。

结　　果

一、 研究资料

共157例符合条件的受者纳入研究，其中男性108例，女性49例，年龄（45.8±11.3）岁（范围在21~73岁）。受者原发病为慢性肾小球肾炎54例、糖尿病肾病17例、高血压肾病7例、先天性多囊肾5例、其它原因所致尿毒症3例、原因不详71例。术前淋巴细胞细胞毒交叉实验均为阴性，群体反应性抗体（panel reactive antibody，PRA）（–）122例、（+）35例。129例受者使用巴利昔单抗诱导免疫，28例使用ATG诱导免疫。移植左肾72例，右肾85例。受者术前肌酐（870.0±283.9）µmol/L（范围在347~1 608 µmol/L），出院时肌酐（131.0±78.1）µmol/L（范围在34~604 µmol/L），术后1个月内最低肌酐（118.5±63.5）µmol/L（范围在21~459 µmol/L），Tmin为（14.5±7.6）d（范围在3~30 d），Tnor为（6.4±5.8）d（范围在1~30 d），术后移植肾多普勒超声阻力指数（0.66±0.08）（范围在0.48~1.15）。术后16例（10.2%）受者发生DGF，10例（6.4%）受者肌酐在术后1个月内未降至正常。

二、 机械灌注资料

所有供肾经转运和修整后均使用LifePort低温机械灌注装置进行灌注。灌注前SCS时间（146.90±49.94）min（范围在58~266 min），HMP初始阻力指数（0.89±0.63）（范围在0.2~4.12），终末阻力指数（0.45±0.32）（范围在0.11~2.15），灌注时间（147.1±115.6）min（范围在15~690 min），灌注温度（7.3±1.0）℃（范围在3.0~13.7 ℃），灌注脉压（9.4±2.6）mmHg（范围在2~21 mmHg），灌注流量（72.8±34.0）ml/min（范围在13~238 ml/min）。157例供肾中115例的初始和终末阻力指数均小于1，36例初始阻力指数大于1，经灌注后降至小于1，两组受者的年龄（P=0.739）和术前肌酐水平（P=0.183）差异无统计学意义（表1），另有6例供肾阻力指数始终大于1未纳入分析。机械灌注的初始及终末阻力指数较术后多普勒超声测量的阻力指数的差异均有统计学意义（均P<0.05）。三种不同的供肾动脉变异情况下，机械灌注的初始阻力指数、终末阻力指数、灌注流量、灌注脉压差异均无统计学意义（表2）。

表1   不同阻力指数下的供肾机械灌注参数和151例受者一般情况比较（）

注：删失6例终末阻力指数的病例


表2   不同动脉变异情况下157例供肾的机械灌注参数（）


三、 机械灌注参数与主要终点指标的关系

对机械灌注参数，包括初始阻力指数、终末阻力指数、灌注时间、灌注温度、灌注流量、灌注脉压与DGF发生及1个月内肌酐是否恢复正常的关系首先使用单因素logistic回归进行检验。结果显示初始阻力指数、终末阻力指数、灌注流量、灌注脉压为两个主要终点指标的影响因素；通过多因素分析筛选，终末阻力指数为两个主要终点指标的独立影响因素（表3⁃4）。ROC curve分析显示终末阻力指数以0.385为临界值，预测DGF的敏感性为0.875，特异性为0.546，曲线下面积（area under the curve，AUC）=0.733（图1）；终末阻力指数以0.705为临界值，预测1个月内肌酐未降至正常的敏感性为0.7，特异性为0.918（AUC=0.871）（图2）。

表3   供肾的机械灌注参数与肾移植受者1个月内肌酐是否降至正常的logistic回归分析


图1   终末阻力指数预测移植肾功能延迟的受试者工作特征曲线分析

图2   终末阻力指数预测1个月内肌酐未降至正常的受试者工作特征曲线分析

表4   157例肾移植供肾机械灌注参数与受者移植肾功能延迟的logistic回归分析


四、 机械灌注参数与次要终点指标的关系

使用线性回归对机械灌注参数和1个月内最低肌酐值与肌酐下降幅度的相关性进行检验。单因素分析显示初始阻力指数、终末阻力指数、灌注时间、流量、脉压及阻力指数分组与术后1个月内肌酐最低值相关；仅终末阻力指数与肌酐下降幅度相关（P0.01）。多因素分析显示灌注流量（P0.01）及脉压（P=0.002）为术后1个月内肌酐最低值的影响因素。
使用Cox回归检验机械灌注参数与Tmin和Tnor的相关性。单因素分析显示初始阻力指数、终末阻力指数、灌注流量、阻力指数与Tmin相关；终末阻力指数、灌注流量、阻力指数分组与Tnor相关。多因素分析显示无变量与Tmin具有显著相关性，仅终末阻力指数及阻力指数与Tmin具有较弱的相关性（P=0.091）；终末阻力指数（P=0.024）、阻力指数（P=0.050）与Tnor具有相关性。

讨　　论

随着ECD供肾的广泛使用，HMP已经被证明较传统SCS在改善DGF和移植物生存方面更具优势[5]。目前有关HMP的应用还缺乏统一标准，尽管既往研究表明HMP的参数有助于评估供肾质量和指导受者预后[13]，但在SCS序贯HMP的供肾保存模式下相关参数的意义还值得进一步探索。本研究通过对首都医科大学宣武医院收治的肾移植受者及供肾资料的分析，显示在SCS序贯HMP的模式下，HMP的参数对供肾的质量评估与短期预后具有应用价值。终末阻力指数和受者DGF及1个月内肌酐是否降至正常存在相关性，并且与肌酐下降幅度、肌酐降至最低及降至正常的时间相关。
Moers等[4]首先开展前瞻性随机对照试验表明HMP在降低DGF发生率、改善移植肾1年存活率方面优于传统SCS。在该研究中供肾于获取后即置入LifePort装置，转运过程中持续进行灌注直到被移植。Malinoski等[6]以及Martins和Williams[14]前瞻性的比较了低温治疗及HMP对脑死亡器官捐献供肾预后的影响，结果表明HMP在降低DGF发生率方面优于低温治疗。该研究亦在供肾获取后即开始进行机械灌注。鉴于国内目前的实际情况，供肾获取后经低温保存转运，修整完毕再进行HMP，即供肾在HMP之前已经经历了一定时间的低温静置保存（首都医科大学宣武医院通常为2~4 h），属于SCS结合HMP的器官保存模式，较前述研究有所差异。近年有学者提出了静态冷保存后低温机械灌注再修复（hypothermic reconditioning，HR）的概念，即将冷保存的器官在移植之前给予短时间的机械灌注，以改善血管和间质组织的内稳态[15⁃16]。Gallinat等[11]研究了在猪自体肾脏移植模型中持续HMP和SCS后行2 h HR对肾功能的保护作用，结果发现持续HMP和SCS后2 h HR在肌酐恢复方面均优于SCS。另有研究表明SCS后HMP改善了单纯冷保存所致的肾脏的炎症和纤维化，减少细胞凋亡[12]，为SCS后序贯HMP提供了理论基础。
阻力指数作为重要的HMP参数具有诸多的影响因素，如血管摆放位置、动脉本身病变、动脉瓣连接处或肾脏小血管漏液和肾脏本身病变等，但很少有研究报道阻力指数与动脉变异情况的关系。本研究对供肾动脉变异情况进行分析，结果显示在三种不同动脉变异分组下平均终末阻力指数分别为0.45、0.45、0.49，组间差异无统计学意义，提示动脉的解剖变异不是影响阻力指数的因素。Patel等[17]通过对机械灌注参数与供肾病理的研究认为较高的阻力指数与不良的病理类型相关（包括较高比例的肾小球硬化和动脉病变），该类供肾一般来源于ECD供者。因此可以推测，存在动脉变异的供肾在除外其他因素后，阻力指数升高的主要原因可能为供肾潜在病变而非动脉变异所致。移植肾超声作为术后重要的监测手段，可通过测量各段动脉血流的阻力指数评估移植肾血流状态。本研究通过配对分析HMP终末阻力指数与超声测量的阻力指数发现二者的差异有统计学意义（0.45±0.32 vs 0.66±0.08，P0.01），因此超声测量的阻力指数并不能替代HMP的阻力指数。
供肾在HMP之后，阻力指数和流量可以得到不同程度的改善，达到相对理想的范围[18]。但初始阻力指数不尽相同，本研究中部分供肾的初始阻力指数大于1。进一步按阻力指数的变化分组分析，我们发现尽管终末阻力指数均下降至1以下，初始阻力指数大于1仍和术后肌酐降至正常的时间相关。虽然多数研究报道初始阻力指数与DGF等主要观察指标无相关性，但其亦具有不可忽视的临床意义。Patel等[7]研究发现初始阻力指数与DGF不相关，但确是移植肾1年存活率的独立影响因素。类似的，零点穿刺病理结果与阻力指数相关，虽不影响DGF的发生，但与移植物1年存活率相关[17]。因此推测初始阻力指数的差异可能与供肾情况相关，其意义需要更多研究及更长时间的随访来证实。
尽管HMP能够改善移植肾的预后，但延长HMP的时间增加了肾脏的冷缺血时间，灌注时间的长短目前还缺乏统一标准。既往的动物实验表明，在SCS后HR可增加内皮转录因子KLF2的表达继而调节内皮一氧化氮合酶及内皮素对血管张力影响[19⁃20]，起到保护肾功能的作用。该保护效应在HMP持续1 h后即可显现，当延长灌注至4 h后并未发现KLF2的表达有明显上升。Patel等[7]发现供肾在HMP后达到平均流量的时间为122 min，达到最大流量的时间为356 min，HMP 2 h后流量及阻力指数较基线有改善，延长灌注时间虽能继续改善参数但差异无统计学意义，其中2 h及后续的阻力指数与DGF发生相关。另一项研究使用RM3机械灌注装置对来自同一供者的两只供肾进行对比研究，结果发现两组供肾的平均HMP时间分别为22.7 h和31.2 h，更长的灌注时间并没有增加DGF的风险，反而降低了术后1年急性排斥反应的发生率[21]。为了平衡HMP的优势与冷缺血时间延长的风险，国内学者认为机械灌注时间应控制在4 h以内[13]。本研究分析了灌注时间与各观察指标的关系，结果表明灌注时间仅可能与术后最低肌酐水平具有较弱的相关性（P=0.080），但差异尚不具有统计学意义，而与其余观察指标无相关性，灌注时间超过4 h也未发现与各项观察指标呈负相关。原因可能在于本研究的HMP平均时间为147 min，较国外研究所报道的时间更短[7,22⁃23]，且约80%的供肾灌注时间在4 h以内，差异可能尚不足以具有统计学意义。
本研究的局限性在于回顾性研究设计，尽管移植术后的短期效果较长期随访影响因素相对较少，仍不能避免诸如供肾差异、HLA错配、有无组织病理学检查证实的急性排斥反应等混杂因素，本研究未对上述因素进行具体分析。由于供肾与受者的匹配主要由血型及HLA抗原决定，不同供肾的受者未进行分组分析，可能存在受者原发病不同等因素的偏倚。此外，有学者研究了在HMP之前SCS的时间对预后的影响，认为SCS时间超过295 min对受者预后不利[24]。本研究中的SCS时间大多不超过4 h，因此可能对机械灌注参数及预后不会造成明显偏倚。目前有关SCS后HMP的供肾保存模式虽然已有动物实验的理论支持，但其与持续HMP或单纯SCS的对照研究仍然十分有限。由于首都医科大学宣武医院对成人供肾常规使用HMP，无法与传统SCS对照，本研究尚不能明确SCS后HMP对供肾的再修复及改善预后的作用。总之，在SCS序贯HMP的供肾保存模式下，机械灌注的参数具有评估供肾质量及指导短期预后的价值。终末阻力指数作为最重要的参数，对DGF和移植肾恢复情况具有预测价值。其余参数诸如初始阻力指数的临床意义还需更长时间的随访加以明确。目前HMP的参数对于移植肾的长期预后还存在争议[23,25]，后续仍有必要实施大样本量多中心前瞻性研究以比较不同保存模式下机械灌注参数的差异及对移植肾的预后影响。

作者贡献声明

邢添瑛：实验设计、数据收集、数据分析、文章撰写、经费支持；吴江涛 ：数据收集、数据分析；王琦 ：数据收集、数据分析；黄莹 ：数据整理、研究指导；李广萍 ：数据分析；欧彤文 ：研究指导、论文审阅

利益冲突声明

所有作者声明无利益冲突
● 引用本文：

邢添瑛,吴江涛,王琦,等. 静态冷保存序贯低温机械灌注参数对移植肾短期预后影响[J]. 中华器官移植杂志,2024,45(08)：543-549.DOI:10.3760/cma.j.cn421203-20231227-00203.


● 版权声明：

本文为《中华器官移植杂志》原创文章，版权归中华医学会所有。其他媒体、网站、公众号等如需转载，请联系本刊编辑委员会获得授权，并在文章下醒目位置注明“原文刊发于《中华器官移植杂志》，卷（期）：起止页码”。谢谢合作！


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