改良腹腔多器官簇移植外科技術:臨床應用前的大動物實驗

李元新 范磊 倪小冬 郭明曉 李民 王劍 王凱

經過20多年的發展，小腸移植技術已成為種類繁多、發展成熟的一大類臨床技術，一個小腸移植的時代已經到來［1］。改良腹腔多器官簇移植就是其中一類較成熟的技術。據不完全統計，國際上臨床已開展50多例，但在我國尚為空白。改良腹腔多器官簇移植是特指除肝以外，胃、胰腺、十二指腸和小腸4個腹腔臟器以整塊(en bloc)和一串器官簇(cluster)方式移植(David Grant．Intestinal transplant registry．Ⅺth International Small Bowel Transplant Symposium．Bologna，Italy．2009)，見圖 1。其特點是移植的這4個臟器作為一個整體擁有共同的動脈供血通道和靜脈流出通道，具有器官功能替代全面和保持移植器官間正常解剖生理結構的優點。本研究目的是通過大動物實驗，施行改良腹腔多器官簇移植外科技術，訓練手術團隊，以期為我國臨床開展改良腹腔多器官簇移植做技術準備。

圖1 改良腹腔多器官簇移植所涉器官(含胃、十二指腸、胰腺、小腸)模式圖

1 材料與方法

1．1 實驗動物

選用雜交長白豬43頭，體質量15～35 kg，雌雄不拘，由南京軍區南京總醫院比較醫學科提供。選擇體質量較小的動物作為供體，體質量為供體15～25 kg，受體25 ～35 kg。

1．2 術前準備和麻醉

供、受體分別于術前24 h和48 h禁食，術前8 h均禁水。肌肉注射阿托品0．5 mg、氯胺酮300～400 mg和地西泮20 mg基礎麻醉后，仰臥位固定于手術臺，通過耳緣靜脈通路持續輸注丙泊酚+氯胺酮(輸液速度7～15 mL/min)維持麻醉。建立頸內靜脈通道，以便術中、術后輸液。

1．3 供體手術

腹部大十字切口進入腹腔;游離并切除末端回腸及全部結腸(豬的升結腸解剖較為特殊，呈螺旋狀盤曲，為清理手術視野，先將需切除的末端回腸與升結腸旋襻整塊切除，繼而游離橫結腸與降結腸，并將其拖至腹腔外，見圖2，3);游離出腹腔干上方至雙側髂總動脈分叉以上的腹主動脈段，仔細結扎腹主動脈發出的細小的腰動脈分支和雙側腎動脈;打開肝胃韌帶，結扎并切斷膽總管、肝固有動脈，游離出門靜脈;游離賁門胃小彎側，注意保護胃左動脈，于賁門下應用閉合器橫斷胃;于髂總動脈分叉水平以上結扎腹主動脈，并于結扎處向心側穿刺采血400～600 mL，以備受體手術時輸血;阻斷腹腔干以上的腹主動脈，自腹主動脈遠側結扎處向心側插管，用0～4℃高滲枸櫞酸鹽腺嘌呤(hypertonic citrate adenine，HCA)液1200～1500 mL原位灌注移植臟器，肝門處橫斷門靜脈作為器官保存液流出道(見圖4)。在所需切取的臟器溫度下降、顏色逐漸蒼白后，整塊切取遠側大部分胃、十二指腸、小腸、胰腺、脾和大網膜，移入0～4℃HCA液中保存(見圖5)。

圖2 供體手術:腹部大十字切口進入腹腔，為清理手術視野，先將末端回腸與升結腸旋襻整塊切除移去

圖3 切除供體部分末端回腸和全部結腸后，腹腔剩余肝、胃、小腸、胰腺和脾

圖4 經腹主動脈插管，原位灌注移植物，肝門處橫斷門靜脈作為器官保存液流出道

圖5 整塊切取的移植物(包括胃、胰腺、十二指腸、小腸、脾和大網膜)保存在0～24℃ 高滲枸櫞酸鹽腺嘌呤液中

1．4 后臺修整

移植臟器的修整始終處于0～4℃HCA液環境中。切除移植臟器中的脾及大網膜，修剪腹主動脈遠側端和門靜脈斷端，以備血管吻合用(見圖6)。腹主動脈近側端結扎關閉。

圖6 修整好的移植物(包括胃、胰腺、十二指腸、小腸、腹主動脈遠側端和門靜脈斷端，已切除脾及大網膜)保存在0～24℃ 高滲枸櫞酸鹽腺嘌呤液中

1．5 受體手術

腹部正中切口;游離并切除橫結腸及降結腸，直腸殘端封閉;于胰腺下緣游離腸系膜上動、靜脈根部，結扎并切斷腸系膜上動脈，血管阻斷鉗夾閉腸系膜上靜脈根部后并將其切斷，靜脈殘端以備與移植臟器靜脈血管吻合用，將全部小腸和升結腸旋攀一并移去，游離腎下腹主動脈(見圖7);血管重建首先采用6-0 Prolene無損傷血管縫線將移植物的腹主動脈遠側端與受體腎下腹主動脈作端側吻合(見圖8)，隨后將移植物門靜脈與受體腸系膜上靜脈殘端作端端吻合;依次開放移植臟器動、靜脈，移植的空腔臟器迅速由蒼白轉為粉紅色，并可見白色消化液分泌，移植胰腺轉為淡黃色，輕度水腫(見圖9～11);大量37℃溫生理鹽水沖洗腹腔，以復溫移植物，同時檢查處理出血;消化道重建方式采用受體十二指腸殘端側側吻合于移植物的近側空腸，移植胃前壁、移植小腸末端拖出腹壁造口作觀察窗用(見圖12)，以便術后觀察。

圖7 受體已完成移植前的準備，包括已切除全部小腸和結腸，游離腎下腹主動脈

圖8 移植物動脈重建。供體腎動脈以下腹主動脈與受體腎下腹主動脈端側吻合

1．6 術后處理和觀察

受體安置于特制鐵籠內，保溫、通風換氣。每日靜脈補液1500～2000 mL，未使用免疫抑制劑。如動物存活，術后第1天禁食、禁飲，術后第2天給予少量飲水，術后第3天起給予流質和半流質。每日對受體的一般狀態進行觀察，主要包括精神狀態、活動情況、飲食狀況、尿量、是否有腹腔出血等。觀察移植胃、小腸造口黏膜顏色及排出液性狀。記錄每只受體動物的存活時間，觀察死亡受體的大體情況。

圖9 血供開放后的移植胃、十二指腸、胰腺和小腸

圖10 血供開放后的移植胃和十二指腸以及自體胰腺和胃

圖11 血供開放后的移植小腸

圖12 移植小腸末端和移植胃前壁分別拖出腹壁造口，作觀察窗用

2 結果

2．1 供體手術

共進行25例次供體手術，其中5例次因麻醉意外、呼吸循環衰竭和大出血在術中死亡，1例次因腹腔干損傷而切取失敗，1例次因供體腸道嚴重的寄生蟲病放棄手術，均未計入統計。其余18例次切取和修整移植臟器成功，供體平均手術時間為(149．44±22．09)min。

2．2 受體手術

18例次受體手術中，6例次因受體麻醉意外，移植臟器血供開放后失血、低血容量休克或內穩態紊亂而發生術中死亡，未計入統計;另外12例次順利完成改良腹腔多器官簇移植手術，受體平均手術時間(236．67 ±36．76)min，移植物平均冷缺血時間為(212．92 ±21．26)min。

2．3 受體轉歸

12例受體存活2～126 h。5例在術后24 h內死亡，其余7例存活時間超過24 h，其中2例超過72 h，1 例達126 h。

術后存活的受體一般情況較差，精神軟，不能持久站立，少量飲水及進食(見圖13，14)，主要依靠靜脈輸液維持。小腸造口黏膜紅潤，可觀察到淡黃色腸液分泌和少量稀糊狀排泄物，胃造口黏膜較小腸略顯蒼白。受體術后短期內死亡的原因多為內穩態嚴重紊亂、休克、感染、多器官功能衰竭及出血;存活稍長的受體死亡原因為多器官功能衰竭、嚴重感染及內穩態紊亂等。

圖13 移植后受體精神弱，不能久立

圖14 移植后第2天受體少量飲水和進食

3 討論

小腸移植分為三大類:單獨小腸移植、肝小腸聯合移植和腹腔多器官簇移植，根據國際小腸移植登記中心(Intestine Transplant Registry)對小腸移植分類最新的定義，腹腔多器官簇移植的移植物中必須包含小腸和胃，可以包含肝，稱為全腹腔多器官簇移植，移植臟器包括肝、胃、十二指腸、胰腺和小腸;也可以不包含肝，稱為改良腹腔多器官簇移植，移植臟器包括胃、十二指腸、胰腺和小腸。由于結腸全部或大部分切除不影響患者的生存，因此改良腹腔多器官簇移植實質上成為可以替換食管以下的有病變全消化道的有效治療措施［2］。改良腹腔多器官簇移植的主要適應證包括慢性假性腸梗阻［3-5］和全消化道廣泛、嚴重的息肉病或克羅恩病［5］等，其他少見適應證包括嚴重腹部創傷［6］、嚴重糖尿病導致的腸道病變和腸系膜血栓形成［4］。

至2009年5月全球已完成腹腔多器官簇移植500 例次(David Grant．Intestinal transplant registry．Ⅺth International Small Bowel Transplant Symposium．Bologna，Italy．2009)，其中改良腹腔多器官簇移植超過50例。Abu-Elmagd等［7］報道，至2008年11月，在美國匹茲堡(Pittsburgh)大學完成的500例小腸移植中，腹腔多器官簇移植為134例(占26．8%)，其中改良腹腔多器官簇移植為30例;Selvaggi等［8］在2007年總結邁阿密(Miami)大學11年中209例小腸移植受者發生排斥反應的經驗資料中反映出該中心完成改良腹腔多器官簇移植20例;Zanfi等［9］在2010年報道意大利博洛尼亞(Bologna)大學完成的43例小腸移植資料中，改良腹腔多器官簇移植有5例。隨著小腸移植關鍵技術的進步，包括改良腹腔多器官簇移植在內的小腸移植療效明顯改善，2001年以后，匹茲堡大學小腸移植后1年受者和移植臟器存活率已分別高達92%和89%，5年受者存活率達75%［7］。改良腹腔多器官簇移植的療效也同樣令人振奮，2007年報道的匹茲堡大學14例保留受者自體十二指腸、胰腺和脾的改良腹腔多器官簇移植的資料中，1年和3年受者存活率分別為94%和82%，1年和3年移植物存活率分別為 94%和76%，沒有發生移植后淋巴細胞增生性疾病、威脅生命的感染、移植后糖尿病和移植物抗宿主病［3］。

雖然我國已成為繼美國之后的全球器官移植第二大國，但小腸移植在中國仍然是一個巨大挑戰，僅有少數幾個單位進行過小腸移植，更沒有有關改良腹腔多器官簇移植的報道。2007年以后我們在總結以往完成的小腸移植經驗基礎上，借鑒匹茲堡大學先進經驗，對小腸移植的關鍵技術進行改進，建立了相對成熟的一系列關鍵技術。這些關鍵技術主要包括單獨小腸移植的外科技術［10］、部分免疫耐受誘導方案［11］、圍手術期感染預防方案［12］及其營養支持［13］。我們連續完成的5例小腸移植，受者均獲長期存活，移植腸功能均良好，這標志著小腸移植關鍵技術在我國實現了突破，為我國小腸移植的全面發展開啟了一個良好開端。根據匹茲堡大學的經驗，改良腹腔多器官簇移植作為小腸移植的一個類型，其圍手術期處理、免疫抑制方案、排斥反應監測、感染防治和營養支持方案均與單獨小腸移植相同，但外科技術有其獨特性，也比單獨小腸移植的外科技術復雜，這成為了我們在臨床開展改良腹腔多器官簇移植的技術瓶頸。豬的生理學特征和解剖學特點接近人類，大動物的手術操作更接近臨床實際，豬成為建立復雜手術技術和訓練手術團隊的最好的實驗動物。為此我們選擇豬進行大動物實驗，實踐改良腹腔多器官簇移植外科技術，訓練手術團隊，為臨床開展改良腹腔多器官簇移植做好技術準備。

在臨床上，改良腹腔多器官簇移植根據受者的原發病不同，有兩種不同的手術方式［2，5］。其一，受者原發病為慢性假性腸梗阻，手術方式采用胃、胰腺、十二指腸和小腸整塊移植，而受者自體的肝、十二指腸第二段、胰腺和脾保留，受者的膽汁和胰液的引流通過供、受者的十二指腸間的側側吻合實現(見圖15);其二，受者原發病為廣泛的全消化道嚴重息肉病和廣泛嚴重的克羅恩病，其手術方式采用胃、胰腺、十二指腸和小腸整塊移植，但僅保留受者自體的肝和脾，由于需切除受者整個消化道，因此受者自體的十二指腸和胰腺也一并切除(見圖16)。

圖15 改良腹腔多器官簇移植手術方式之一，其適應證為假性腸梗阻，其手術方式為胃、胰腺、十二指腸和小腸整塊移植，而保留受者自體的肝、十二指腸、胰腺和脾

圖16 改良腹腔多器官簇移植手術方式之二，其適應證為廣泛的全消化道嚴重息肉病和廣泛的嚴重的克羅恩病，其手術方式為胃、胰腺、十二指腸和小腸整塊移植，而僅保留受者自體的肝和脾

在臨床上，移植物血管重建是將供者降胸主動脈的遠側段端側吻合于腎下腹主動脈作架橋用，于自體胰腺下緣解剖出受者腸系膜上靜脈殘端，將切取供者的髂靜脈或頸靜脈血管移植物與受者殘存的腸系膜上靜脈殘端行端端吻合作架橋用。端端吻合架橋用的降胸主動脈的遠、近端，從而通過架橋血管，將供者的腹腔干和腸系膜上動脈與受者腎下腹主動脈相連;移植物的門靜脈與架橋用的靜脈移植物端端吻合［2］。移植物的消化道重建是將移植胃與自體殘胃作側側吻合，移植腸遠側與受者殘存消化道遠側(如結腸)吻合;移植腸末端拖出造口作觀察用;慢性假性腸梗阻的術式中，自體殘存的十二指腸第二段與移植的十二指腸行側側吻合以引流自體肝臟和胰腺分泌的膽汁和胰液，而在廣泛的全消化道嚴重息肉病和廣泛嚴重克羅恩病的術式中，是通過供、受者膽道的端端吻合來重建膽道引流。

為了實踐外科技術和訓練手術團隊，我們在大動物手術過程中，盡量參照臨床改良腹腔多器官簇移植的手術方式施行外科技術，但是，由于豬的解剖學特點和手術條件所限，并為爭取達到術后動物存活的目的，我們最終的手術方式與臨床有所不同。在血管重建方面，由于豬的腎下腹主動脈較長，能順利地完成動脈吻合，并保證靜脈吻合口無張力，因此，受體手術時無需獲取供體的胸主動脈和靜脈移植物作為架橋用血管移植物;在消化道重建時，由于豬60%以上的血容量存在于消化系統，經門靜脈回流，我們在受體手術時已廣泛切除了自體全部小腸和結腸，受體手術創傷過大、失血過多，因此沒有再切除受體自體胃，而消化道重建簡化成受體殘存十二指腸殘端與移植物的近側空腸側側吻合，也無需膽道的重建;移植胃的腹壁拖出造口是為了建立移植胃的術后觀察窗。

腹腔多器官簇移植是一項極其復雜的臨床技術，手術創傷極大;術中移植物血供開放瞬間會造成極大的血流動力學不穩定;麻醉技術也非常重要，術中需要對受者插管并由呼吸機控制呼吸，需要復雜的設備監測受者在麻醉期間重要器官功能變化，并對諸如呼吸、循環、凝血、腎等重要功能進行支持，維持內穩態和血流動力學穩定，防止術后體溫過低等［14］。同時圍手術期處理也非常復雜，包括免疫抑制方案的應用、感染的防治、排斥反應的監測和營養支持等［12］。鑒于我們實驗目的是為了實踐外科技術和訓練手術團隊，因此沒有花費大量人力和物力在麻醉、術中術后重要器官功能監測和營養支持以及圍手術期處理方面，特別是手術中沒有進行呼吸機控制呼吸，術中受體也只是輸注供體的500 mL左右全血和晶體液維持容量穩定，術后也沒有給予免疫抑制劑和抗感染措施及營養支持，導致供、受體多例因呼吸驟停、麻醉意外而死亡。但是仍有12例受體順利完成改良腹腔多器官簇移植手術，存活2～126 h，7例存活時間超過24 h，其中2例超過72 h，1例達126 h。事實上，國內外腹腔多器官簇移植的大動物實驗的受體死亡率均是極高的［15-19］。我們的動物實驗工作已達到預期目的，這將成為今后在臨床上開展改良腹腔多器官簇移植這一復雜技術工作的重要鋪墊。

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