非藥物干預下影響大鼠肺移植缺血再灌注損傷因素的文獻匯總分析

林偉鵬　黃宇翔　楊珊珊　陳綸華　汪潔　李占清　伊雪

【摘要】? 目的? 通過文獻綜述及數(shù)據(jù)匯總，分析非藥物干預下大鼠肺移植（lung transplantation，LTx）缺血再灌注損傷（ischemia reperfusion injury，IRI）的影響因素。方法? 檢索中國知網(wǎng)、萬方、維普網(wǎng)、PubMed、Cochrane等數(shù)據(jù)庫，檢索時限為從建庫到 2021年5月，搜集大鼠左肺原位移植的相關文獻，提取數(shù)據(jù)，并以氧合指數(shù)（oxygenation index， OI）為肺損傷指標，其中 OI=349.095～693.476為正常，OI>693.476或OI<349.095為異常，進行大鼠肺缺血再灌注肺損傷的影響因素分析。結(jié)果? 共納入19篇文獻，涉及大鼠左肺原位移植160只。單因素分析結(jié)果顯示，大鼠的體重、有無生理鹽水預處理組間OI異常率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;不同的大鼠品系、供肺保存液、缺血時間及再灌注后時間之間OI異常率比較，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結(jié)論? 當前證據(jù)顯示，不同的大鼠品系、供肺保存液、缺血時間及再灌注后時間影響大鼠的OI，特別是肺缺血時間，實驗應采取針對性措施，減輕大鼠肺移植后損傷。

【關鍵詞】? 大鼠;肺移植;缺血再灌注損傷;氧合指數(shù)

中圖分類號? R655.3? ? 文獻標識碼? A? ? 文章編號? 1671-0223（2022）11--05

Correlation analysis of factors affecting ischemic and reperfusion injury of rat lung transplantation under non-drug interventions? Lin Weipeng，Huang Yuxiang，Yang Shanshan，Chen Lunhua，Wang Jie，Yi Xue，Li Zhanqing. The Second Affiliated Hospital of Xiamen Medical College， Xiamen 361021， China

【Abstract】? Objective? Through literature review and data collection， the influencing factors of ischemia-reperfusion injury （IRI） in rat lung transplantation （LTx） under non drug intervention were analyzed. Methods? The databases of CNKI， Wanfang， VPCS， PubMed and Cochrane were searched from the establishment of the database to May 2021. The related literatures of orthotopic left lung transplantation in rats were collected and the data were extracted. Taking oxygenation index （OI） as the index of lung injury， in which OI=349.095-693.476 was normal， OI>693.476 or o OI<349.095 was abnormal， the influencing factors of lung ischemia-reperfusion injury in rats were analyzed. Results? A total of 19 literatures involving 160 cases of orthotopic left lung transplantation in rats were included. The results of univariate analysis showed that there was no significant difference in the abnormal rate of OI between the groups with or without normal saline pretreatment（P>0.05）.There was significant difference in OI abnormality rate among different rat strains， lung preservation solution， ischemia time and post reperfusion time（P<0.05）. Conclusions? The current evidence shows that different rat strains， donor lung preservation solution， ischemia time and time after reperfusion affect OI， especially lung ischemia time. Targeted measures should be taken to reduce the injury after lung transplantation.

【Key words】? ? Rats; Lung transplantation; Ischemia reperfusion injury; Oxygenation index

肺移植（lung transplantation，LTx）是患者終末期呼吸衰竭的首選治療方法，然而，盡管現(xiàn)階段技術較前有所進展，與其他器官移植相比，其發(fā)病率和死亡率仍然很高，術后3天內(nèi)發(fā)生原發(fā)性移植功能障礙是主要原因之一，但最主要的是與肺移植后經(jīng)歷的缺血再灌注損傷（ischemia reperfusion injury，IRI）相關，大約20%～35%的移植患者面臨肺IRI，增加了免疫排斥反應和肺移植失敗的風險[1-4]。

LTx動物模型可以為更好地理解LTx后肺IRI的發(fā)生發(fā)展機制，并為探討治療方案提供了實驗基礎。目前的LTx模型大部分是通過大鼠進行左肺原位移植，來探索不同藥物或者措施下肺移植的病理生理改變，而實驗都是在非干預條件下實施?，F(xiàn)階段，非藥物干預下大鼠LTx影響因素相關研究報道鮮為少見?，F(xiàn)對PubMed等平臺檢索到的文獻資料進行匯總，分析非藥物干預下大鼠肺IRI的影響。

1? 資料與方法

1.1? 文獻檢索策略

檢索中國知網(wǎng)、萬方、維普網(wǎng)、 PubMed、Cochrane等數(shù)據(jù)庫，采用主題詞和自由詞相結(jié)合的方式進行檢索。主要中文檢索詞包括：肺移植、缺血再灌注損傷、大鼠。主要英文檢索詞包括：lung transplantation， grafting， lung and ischemia reperfusion injury OR damage， reperfusion and rat。檢索時間為自建庫以來至 2021 年 5月。

1.2? 文獻篩選

1.2.1? 納入標準? 文獻為中文或英文語種。對照性研究，進行大鼠左肺原位移植;文獻中數(shù)據(jù)為作者本人通過實驗獲取，非其他文獻二次引用所得。

1.2.2? 排除標準? 實驗大鼠有相關缺陷或疾病;或有用藥及相應措施處理過;文獻為個案報道及綜述;進行肺門夾閉的肺缺血再灌注損傷研究;數(shù)據(jù)不完整，或者不能從原文中獲取得到。

1.3? 文獻質(zhì)量評價

由3名研究者獨立完成檢索文獻質(zhì)量評價，當對文獻產(chǎn)生歧義時，共同討論解決。以Cochrane系統(tǒng)評價指導手冊推薦的評價標準對納入文獻進行評價，評價結(jié)果為低風險、高風險和不清楚，內(nèi)容如下：①隨機序列的產(chǎn)生;②分配序列的隱藏;③所有研究參與者和人員采用盲法;④結(jié)果評估的盲法;⑤結(jié)果數(shù)據(jù)的完整性;⑥選擇性結(jié)局報告;⑦其他偏倚來源。

1.4? 資料提取

實驗大鼠結(jié)局指標常以移植肺再灌注后的氧合指數(shù)（oxygenation index， OI），即肺靜脈（動脈血）氧分壓（PvO2）與吸氧濃度（FiO2）比值、左肺的濕重/干重比值、髓過氧化物酶（MPO）、丙二醛（MDA）、細胞相關因子（如腫瘤壞死因子α、白細胞介素-6、白細胞介素-10）、肺泡灌洗液等指標進行評價。但考慮到不同文獻中，測量肺干重的時間及放置溫度不一致;檢測MPO、MDA、細胞因子及肺泡灌洗液等試劑盒非同一生產(chǎn)廠家，且實驗數(shù)據(jù)單位不一致，不能進行換算，因此僅以各組OI為結(jié)局指標。

因人動脈血氧分壓（PaO2）指標不適用于大鼠，因此參考梁雪等學者[5]對62只健康大鼠在正常環(huán)境，且未吸氧的條件下（FiO2為21%）進行血氣分析，其PaO2介于73.31～145.63mmHg，即默認正常OI值為349.095～693.476。

數(shù)據(jù)提取內(nèi)容包括第一作者、發(fā)表年份、大鼠品系、受體大鼠只數(shù)、雌雄、平均體重、供肺保存液、供肺缺血時間及溫度、供體或受體大鼠有無操作預處理（包括供體操作前生理鹽水注射、受體大鼠再灌注前及再灌注后注射生理鹽水）、肺動靜脈及支氣管吻合方法、再灌注時間以及結(jié)局終點的OI。

1.5? 統(tǒng)計學處理

本研究采用SPSS 19.0進行計數(shù)資料的分析。計數(shù)資料兩組間率比較采用χ2檢驗，不滿足χ2檢驗條件的采用Fisher's確切概率法檢驗。利用大鼠再灌注時間和 OI繪制Kaplan-Meier生存曲線，組間比較采用Log-rank檢驗;檢驗標準α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2? 結(jié)果

2.1? 文獻檢索結(jié)果

根據(jù)主題詞檢索策略初步獲得文獻 1416篇，最終納入19篇文獻，其中中文 6篇、英文19 篇，見圖 1。

2.2? 文章的基本特征

納入研究的一般信息見表1，文獻質(zhì)量評價見圖2。

各研究均采用隨機對照原則，實驗數(shù)據(jù)完整準確，但在結(jié)局指標中，部分文獻（唐政[6]、孫浩亮[7]、Zheng[10]、Dreyer[8]、Shimoyama[13]、Almeida[18]、Kuwaki[20]、C.Mülfeld[21]、Kohmoto[24]等人）中，未給出PvO2/FiO2或FiO2的數(shù)值，需通過大鼠潮氣量、呼吸頻率等指標進行二次獲取。結(jié)局指標采用國際認證的標準方法計算。

研究納入共160只實驗大鼠，均為雄性，其中SD大鼠133只，Wistar大鼠8只，Lewis大鼠19只;平均體重介于225～430g。涉及到5種供肺保存液，如下：低鉀右旋糖酐液（low-potassium dextran solution，LPD），110只;Celsior保存液，13只;Euro-collins保存液，8只;生理鹽水，16只;University of Wisconsin 保存液（UW），13只。設置器官保存溫度均為4℃。冷缺血時間最低1h，最高18h。按不同劑量0.5～2ml的生理鹽水進行灌胃、氣管內(nèi)或靜脈等方式預處理，其中9篇文獻共67只實驗大鼠進行預處理：孫浩亮[7]、Almeida[18]等在22只供體操作前分別進行氣管及胃灌入;Bellido-Reyes[8]、Reyes[9]等在13只受體大鼠再灌注前通過頸外靜脈注射;郭衛(wèi)剛[12]、薛亮[16]、Gao[17]、Gong[23]等在32 只受體大鼠再灌注后分別通過上腔靜脈、股靜脈以及氣管內(nèi)干預。所有大鼠供肺均以套管技術吻合到受體的支氣管及肺動靜脈。吻合后再灌注時間根據(jù)不同實驗目的而設置，時間介于0.83～48h。

2.3? 影響大鼠正常OI指標的單因素分析

以OI為結(jié)局指標，其中OI=349.095～693.476為正常，OI>693.476或OI<349.095為異常，分析各試驗因素對OI的影響。結(jié)果顯示，大鼠的體重及有無鹽水預處理OI異常率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;而大鼠品系、供肺保存液、缺血時間及再灌注后時間之間OI異常率比較，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表2。SD大鼠、LPD保存液、缺血時間≥12h、再灌注時間≥12h的大鼠OI值異常率相對較低。

3? 討論

目前國內(nèi)外關于肺移植后藥物干預下的IRI研究眾多，具有普遍特點：①同時操作干預和非干預下的大鼠肺移植實驗，對平行實驗中出現(xiàn)的條件，如大鼠體重、品系、雌雄、不同供肺保存液、冷缺血時間和再灌注時間等未納入分析，未摸索出最適宜條件的實驗環(huán)節(jié)，可能對結(jié)果產(chǎn)生誤差;②每篇文獻不同實驗組的受體大鼠只數(shù)較少，大部分文獻的實驗組和對照組受體大鼠僅在10只以內(nèi)，易產(chǎn)生統(tǒng)計學差異;③同一暴露因素，不同研究得出的結(jié)局指標，如髓過氧化物酶（MPO）、丙二醛（MDA）等數(shù)據(jù)單位未統(tǒng)一，單篇研究結(jié)果不完全一致，無對比性。因此有必要對文獻進行匯總、系統(tǒng)分析，得出非干預條件下大鼠肺移植的影響因素。

本研究結(jié)以OI為肺損傷指標分析結(jié)果顯示，SD大鼠、LPD供肺保存液、供肺缺血時間≥12h（文獻平均時間18h）及再灌注后時間≥12h（文獻平均時間36h）等4個因素具有保護作用。文獻報道，實驗大鼠經(jīng)過多年繁育，群間遺傳分化嚴重，容易出現(xiàn)遺傳污染、漂變、瓶頸效應等，導致種群的遺傳結(jié)構和動物反應特性變化，使實驗結(jié)果失去重復性和可靠性[25];在日常實驗中發(fā)現(xiàn)SD大鼠具有產(chǎn)仔多，生長發(fā)育快，適應性和抗病能力更強，在國內(nèi)外文獻中經(jīng)常被作為實驗對象;在本文獻系統(tǒng)分析中，除了SD大鼠外，其他品系大鼠OI的異常率均為100%，提示SD大鼠更適用科研實驗。

在臨床上常見的供肺保存液以LPD、Celsior、Euro-collins、生理鹽水、UW及HTK液常見，并逐漸應用到大鼠器官移植。不同的保存液均在Na+、K+基礎上，添加不同成分，如LPD液，K+含量極低（4mmol/L），還含有Mg2+、Cl-、磷酸鹽、聚葡糖-40等成分。不同類型的保存液，成分不同，通過模仿細胞生存的內(nèi)液、外液或血漿來減輕炎癥細胞、中性粒細胞、巨噬細胞以及炎癥介質(zhì)、活性氧自由基的釋放所造成的缺血缺氧損傷[26-27]。供肺采用低鉀保存液優(yōu)于高鉀保存液：高鉀可以引起肺血管收縮，使沖洗速度減慢和沖洗分布不均，導致肺實質(zhì)不規(guī)則和不完全降溫;沖洗不徹底殘留于肺血管中的血液成分可加重再灌注損傷，而低鉀保存液不引起或較少引起肺血管收縮，有利于肺沖洗，從而減少肺損害，改善肺保存[28]。LPD保存液是目前公認保存時間最長的灌注液，也是臨床及各實驗中心使用較多的保存液之一[29]。在本文獻分析中，68.750%的肺保存液選擇了LPD液，使用最多，且OI異常率最低。

有學者發(fā)現(xiàn)，肺移植再灌注時間的病理變化會隨時間的推移而顯著惡化[30]，因此設置28天的再灌注時間作為觀察窗口。目前肺移植后再灌注時間無統(tǒng)一標準，均是實驗者按照實驗要求而自行設置，絕大部分在數(shù)小時到數(shù)天時間。本文獻研究，總再灌注時間介于0.83～48h;正常組再灌注時間為>12h占比52.941%，平均為36h，對大鼠預后較好。

本研究存在以下缺陷：①入選文獻的大鼠均為雄性、吻合方式均為套管技術，未能對性別及吻合方式進行對比;②因?qū)嶒炘噭┘皵?shù)據(jù)結(jié)果單位表述不一致，納入結(jié)局指標僅采用唯一的OI，單一結(jié)局可能對暴露因素評價產(chǎn)生偏倚;③納入分析的文獻嚴格按照文獻篩選步驟執(zhí)行，但可能存在部分綜述、中英文之外等文獻被遺漏;因此在解釋研究結(jié)果及外推到類似大鼠實驗時需謹慎。

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[2022-03-08收稿]