Transplantace plic

Transplantace plic je život zachraňující možností pro pacienty s respiračním selháním, u kterých existuje vysoké riziko úmrtí i přes optimální farmakoterapii. Nejčastějšími indikacemi jsou CHOPN (chronická obstrukční plicní nemoc), idiopatická plicní fibróza, cystická fibróza, deficit alfa1-antitrypsinu, primární plicní hypertenze. Méně častými indikacemi jsou intersticiální plicní onemocnění (např. sarkoidóza), bronchiektázie a vrozené srdeční vady.

Jednoduchá nebo dvojitá transplantace plic se používá se stejným úspěchem u většiny plicních onemocnění bez postižení srdce; výjimkou jsou chronické difúzní infekce (např. bronchiektázie), u kterých se dává přednost dvojité transplantaci plic. Transplantace srdce a plic je indikována u Eisenmengerova syndromu a jakéhokoli plicního onemocnění s těžkou ireverzibilní dysfunkcí komor; cor corpulmonale není indikací pro takovou transplantaci, protože stav se po transplantaci plic často opakuje. Jednoduchá a dvojitá transplantace plic se provádějí stejně často a nejméně osmkrát častěji než transplantace srdce a plic.

Mezi relativní kontraindikace patří věk (65 let pro transplantaci jedné plic, 60 let pro transplantaci obou plic, 55 let pro transplantaci srdce a plic), aktivní kouření, předchozí operace hrudníku a u některých pacientů s cystickou fibrózou a v některých zdravotnických zařízeních i plicní infekce způsobené rezistentními kmeny Burkholderia cepacia, které významně zvyšují riziko úmrtí.

Téměř všechny plíce se získávají od mozkově mrtvých dárců se srdeční aktivitou. Méně často, pokud orgány od kadaverózního dárce nejsou vhodné, se k transplantaci používá frakce od žijícího dárce (obvykle při transplantaci z rodiče na dítě). Dárce musí být mladší 65 let, nikdy nekouřil a nemá aktivní plicní onemocnění prokázané oxygenací (Pa _O2 /Fi _O2 > 250-300 mmHg), plicní poddajností (vrcholový inspirační tlak 15 ml/kg a pozitivním expiračním tlaku = 5 cm H2O) a musí mít normální makroskopický vzhled při bronchoskopii. Dárci a příjemci musí být anatomicky (stanoveni radiografickým vyšetřením) a/nebo fyziologicky (celkový objem plic) v pořádku.

Načasování doporučení k transplantaci by mělo být určeno faktory, jako je stupeň obstrukce (FEV1, usilovný výdechový objem za 1 sekundu, FEV1 - usilovný výdechový objem 50 mmHg; tlak v pravé síni > 10 mmHg a vrcholový systolický tlak > 50 mmHg u pacientů s primární plicní hypertenzí; progrese klinických, radiografických a fyziologických symptomů onemocnění.

Transplantace plic stále zůstává jednou z nejméně rozvinutých oblastí moderní transplantologie. Úspěšné provedení transplantace plic závisí na správném výběru dárce a příjemce, včasné diagnostice rejekčních krizí, účinnosti imunosuprese a správné antiinfekční terapii v pooperačním období.

Rozvoj terminálního plicního onemocnění s destrukcí plicního parenchymu nebo vaskulatury je jednou z hlavních příčin invalidity a úmrtnosti u dospělých pacientů. Pro léčbu terminálního plicního onemocnění bylo vyvinuto několik možností transplantace, z nichž každá má své vlastní teoretické i praktické výhody. Patří mezi ně transplantace plic a transplantace srdce a plic. Volba postupu transplantace plic je z velké části založena na důsledcích ponechání původní plíce in situ. Například transplantace jedné plíce není indikována v přítomnosti infekce nebo závažného bulózního emfyzému v kontralaterální plíci. Křížová infekce by infikovala zdravou transplantovanou plíci a závažné bulózní onemocnění v původní plíci může vést k velkému nesouladu perfuze a ventilace a posunu mediastina. V takových případech se upřednostňuje transplantace obou plic. Transplantace jedné plíce je docela proveditelná bez kardiopulmonálního bypassu a je zřídka komplikována krvácením. Další výhodou transplantace jedné plíce je, že provedená bronchiální anastomóza se hojí s výrazně menším počtem komplikací ve srovnání s jednou tracheální anastomózou u dvojité transplantace plic.

Dvojitá transplantace plic může vést k lepším funkčním výsledkům v léčbě plicní hypertenze v konečném stádiu. Dvojitá transplantace plic vyžaduje použití kardiopulmonálního bypassu (KPB) s kompletní systémovou heparinizací a rozsáhlou mediastinální disekcí, což obojí dramaticky zvyšuje riziko pooperační koagulopatie. Bilaterální sekvenční transplantace plic, v poslední době používaná v klinické praxi, může být alternativou k blokové transplantaci dvojitých plic, protože kombinuje výhody použití bibronchiální anastomózy a eliminuje potřebu KPB.

Při diagnostice chronické plicní hypertenze s pravostranným selháním komory je metodou volby transplantace komplexu srdce a plic. Pokud jsou však zachovány funkční schopnosti srdce, může být pro pacienta s terminálním onemocněním plic optimální transplantace izolované plíce.

Anatomické a fyziologické znaky dýchacího systému a patofyziologické změny v terminálním stádiu parenchymatózních plicních onemocnění Terminální stádium parenchymatózních plicních onemocnění má restriktivní, obstrukční nebo infekční etiologii. Restriktivní plicní onemocnění jsou charakterizována intersticiální fibrózou se ztrátou elasticity a roztažnosti plic. Většina fibrotických onemocnění má idiopatickou povahu (nejasného původu), ale mohou být způsobena i inhalačním poškozením nebo imunitními procesy. Intersticiální plicní onemocnění postihují cévy s následnou manifestací plicní hypertenze. Onemocnění této kategorie se funkčně projevují poklesem plicních objemů a difuzní kapacity při zachované rychlosti proudění vzduchu.

Nejčastější příčinou terminální obstrukční plicní nemoci je emfyzém způsobený kouřením, ale existují i další příčiny, včetně astmatu a některých relativně vzácných vrozených onemocnění. Mezi ně patří deficit alfa1-antitrypsinu spojený s těžkým bulózním emfyzémem. U obstrukčních onemocnění je výrazně zvýšen odpor dýchacích cest, snížena expirační rychlost, výrazně zvýšen reziduální objem a narušeny jsou ventilačně-perfuzní vztahy.

Cystická fibróza a bronchiektázie mají infekční etiologii terminálního stádia plicních onemocnění. Cystická fibróza způsobuje obstrukci periferních dýchacích cest hlenem, chronickou bronchitidu a bronchiektázie. Terminální stádium plicních cévních onemocnění může být navíc důsledkem primární plicní hypertenze, což je relativně vzácné onemocnění neznámé etiologie, které se projevuje zvýšením PVR v důsledku svalové hyperplazie plicní žíly a fibrózy arteriol malého průměru. Další příčinou deformace řečiště plicní tepny je vrozená srdeční vada s Eisenmengerovým syndromem a difúzními arteriovenózními malformacemi.

Hlavními indikacemi k transplantaci v terminálním stádiu jakéhokoli plicního onemocnění jsou progresivní zhoršování tolerance, zvýšená spotřeba kyslíku a retence CO2. Dalšími faktory, které předurčují transplantaci, jsou vznik potřeby kontinuální infuzní podpory a projevy fyzické a sociální nezpůsobilosti.

Zda bude operace provedena, závisí na rychlosti progrese funkční poruchy a schopnosti pravé komory kompenzovat progresi plicní hypertenze. Vzhledem k omezené dostupnosti dárcovských orgánů patří mezi specifické kontraindikace transplantace plic těžká podvýživa, neuromuskulární onemocnění nebo závislost na ventilátoru (protože síla dýchacích svalů je zásadní pro úspěšné zotavení); těžká deformace hrudní stěny nebo pleurální onemocnění (komplikující chirurgické zákroky a pooperační ventilaci); a progrese selhání pravé komory nebo závislost na glukokortikoidech (protože hojení anastomózovaných dýchacích cest je brzděno steroidy).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Transplantace plic: Předoperační příprava

Předoperační testování plicních funkcí a katetrizace pravého srdce, vztahy ventilace/perfuze a krevní plyny jsou velmi užitečné při predikci potenciálních obtíží, které se mohou vyskytnout během a po indukci. Například snížené expirační rychlosti a abnormální zachycení vzduchu v plicích mohou zvýšit hypoxémii a hyperkapnii a vést k hemodynamické nestabilitě během ventilace maskou a po tracheální intubaci. Zvýšený PAP může indikovat potřebu kardiopulmonálního bypassu (KPB), protože selhání pravé komory se může rozvinout téměř náhle při zahájení ventilace jedné plic nebo při sutubě plicní tepny. I při absenci plicní hypertenze se v těchto případech doporučuje venovenózní bypass, protože výměna plynů je tak narušena. Monitorování systémového a plicního arteriálního tlaku je samozřejmě při transplantaci plic zásadní, i když těžká dušnost může před indukcí ztížit katetrizaci vnitřní jugulární žíly.

Transplantace jedné plic

Transplantace jedné plíce zahrnuje pneumonektomii a implantaci nové plíce a také mobilizaci omenta na cévním pedikulu pro přenos do průdušek. Pokud jsou původní plíce stejně poškozeny a neexistují žádné známky pleurálního zjizvení, je z technických důvodů k transplantaci vybrána levá plíce: pravé plicní žíly příjemce jsou hůře přístupné než levé, levý průdušek je delší a levý hemithrax snáze pojme plíci dárce, která je větší než plíce příjemce. Většina chirurgů dává přednost kolapsu dárcovské plíce během odstraňování a k tomuto účelu používají bronchoblokátory a endobronchiální trubice s dvojitým lumenem.

Pro indukci anestezie se používá technika rychlé intubace, přičemž se upřednostňují léky, které nemají kardiodepresivní a histaminogenní účinky (například etomidát, vekuroniumbromid). Použití oxidu dusného se vyhýbá u pacientů s bulami nebo zvýšeným PVR, stejně jako v případech, kdy je k udržení přijatelné saturace arteriální krve nezbytný 100% kyslík. Vysoké dávky opioidů, silné IA v kombinaci s dlouhodobě působícími myorelaxancii se úspěšně používají k udržení anestezie. S nástupem ventilace v jedné plici se zpravidla objevují prudké poruchy výměny plynů a hemodynamiky. Mezi metody pro zlepšení oxygenace v těchto stavech patří použití PEEP v závislé plíci, CPAP nebo vysokofrekvenční ventilace v nezávislé plíci se sešitím plicní tepny. Pokud se v tomto okamžiku PAP prudce zvýší, může se rozvinout selhání pravé komory.

Vazodilatační a/nebo inotropní látky mohou snížit zátěž pravého srdce; pokud jsou neúčinné, měla by se pokračovat v ventilaci jedné plicní komory. Obdobně, pokud se hemodynamické parametry nebo systémová arteriální saturace zhorší po klemování plicní tepny před pneumonektomií, může být nutné použít kardiopulmonální bypassový ventilátor.

Jakmile je dárcovská plíce znovu prokrvena, ischemické období končí, ale systémová arteriální saturace je obvykle nízká, dokud není štěp řádně ventilován. V tomto okamžiku může být nutná bronchoskopie k odstranění sekretů nebo krve z dýchacích cest a obnovení nafouknutí štěpu. Po dokončení bronchiální anastomózy se omentum přesune do hrudníku na intaktním cévním pedikulu a omotá se kolem bronchiální anastomózy. Po uzavření hrudníku se endobronchiální trubice nahradí standardní endotracheální trubicí.

Dvojitá transplantace plic

Dvojitá transplantace plic se nejčastěji používá u pacientů s primární plicní hypertenzí nebo cystickou fibrózou. Dvojitá transplantace plicního bloku se provádí v poloze vleže na zádech a protože se obě plíce nahrazují současně, je použití kardiopulmonálního bypassu povinné. Kardioplegická zástava se používá k provedení anastomóz pahýlu levé síně obsahujícího všechny čtyři plicní žilní ústí. Dýchací cesty jsou přerušeny na úrovni trachey, proto se používá standardní endotracheální trubice. Protože je narušeno systémové arteriální zásobení trachey, je obalena vaskularizovaným omentem. Rozsáhlá retrokardiální disekce často vede k srdeční denervaci a pooperační krvácení je obtížné zastavit. U stejné kohorty pacientů indikovaných k transplantaci dvojitého plicního bloku byla zavedena bilaterální sekvenční transplantace jedné plic, ale eliminuje potřebu kardiopulmonálního bypassu a tracheální anastomózy. Relativní nevýhodou této operace je, že při sekvenční implantaci se ischemický čas druhé transplantace plic výrazně prodlužuje.

Transplantace plic

Do plic se infuzí plicními tepnami aplikuje studený krystaloidní konzervační roztok obsahující prostaglandiny. Dárcovské orgány se ochladí ledově studeným fyziologickým roztokem in situ nebo pomocí kardiopulmonálního bypassu a poté se odstraní. Podává se profylaktická kúra antibiotik.

Transplantace jedné plíce vyžaduje posterolaterální torakotomii. Nativní plíce je odstraněna a anastomózy jsou vytvořeny s odpovídajícími pahýly průdušek, plicních tepen a plicních žil dárcovské plíce. Bronchiální anastomóza vyžaduje invaginaci (vložení jednoho konce do druhého) nebo obalení omentem či perikardem k dosažení adekvátního zhojení. Výhodami jsou jednodušší chirurgická technika, absence potřeby přístroje pro srdeční a plicní dysfunkci a systémových antikoagulancií (obvykle), přesný výběr velikosti a vhodnost kontralaterální plíce od stejného dárce pro jiného příjemce. Nevýhodami je možnost nesouladu ventilace/perfuze mezi nativní a transplantovanou plící a možnost špatného zhojení jedné bronchiální anastomózy.

Dvojitá transplantace plic vyžaduje sternotomii nebo přední transverzální torakotomii; postup je podobný dvěma postupným transplantacím jedné plic. Hlavní výhodou je úplné odstranění veškeré poškozené tkáně. Nevýhodou je špatné hojení tracheální anastomózy.

Transplantace komplexu srdce-plíce vyžaduje mediální sternotomii s plicně-kardiálním bypassem. Vytvoří se aortální, pravosíňová a tracheální anastomóza, tracheální anastomóza se vytvoří bezprostředně nad místem bifurkace. Hlavními výhodami jsou zlepšená funkce štěpu a spolehlivější hojení tracheální anastomózy, protože koronárno-bronchiální kolaterály se nacházejí uvnitř komplexu srdce-plíce. Nevýhodami jsou dlouhá doba trvání operace a potřeba přístroje pro umělý oběh, přesný výběr velikosti, použití tří dárcovských orgánů pro jednoho pacienta.

Před reperfuzí transplantované plíce se příjemcům často podává intravenózní methylprednisolon. Obvyklá imunosupresivní terapie zahrnuje inhibitory kalcineurinu (cyklosporin nebo takrolimus), inhibitory metabolismu purinů (azathioprin nebo mykofenolát mofetil) a methylprednisolon. Profylakticky se během prvních dvou týdnů po transplantaci podává antithymocytární globulin nebo OKTZ. Glukokortikoidy lze vysadit, aby se umožnilo normální hojení bronchiální anastomózy; nahrazují se vyššími dávkami jiných léků (např. cyklosporin, azathioprin). Imunosupresivní terapie pokračuje neomezeně dlouho.

U většiny pacientů dochází k odmítnutí štěpu i přes imunosupresivní terapii. Symptomy a projevy jsou podobné u hyperakutní, akutní i chronické formy a zahrnují horečku, dušnost, kašel, sníženou SaO2 _, intersticiální infiltráty na rentgenových snímcích a pokles FEV1 o více než 10-15 %. Hyperakutní odmítnutí je nutné odlišit od časné dysfunkce štěpu, která je způsobena ischemickým poškozením během transplantačního procesu. Diagnóza je potvrzena bronchoskopickou transbronchiální biopsií, která odhalí perivaskulární lymfocytární infiltraci malých cév. Intravenózní glukokortikoidy jsou obvykle účinné. Léčba rekurentních nebo refrakterních případů je variabilní a zahrnuje vysoké dávky glukokortikoidů, aerosolizovaný cyklosporin, antithymocytární globulin a RT-β-glukózu.

Chronická rejekce (po 1 roce nebo déle) se vyskytuje u méně než 50 % pacientů a má formu obliterující bronchiolitidy nebo méně často aterosklerózy. Akutní rejekce může zvýšit riziko chronické rejekce. Pacienti s obliterující bronchiolitidou si stěžují na kašel, dušnost a snížený FEV1, s fyzikálními nebo radiografickými známkami onemocnění dýchacích cest nebo bez nich. V diferenciální diagnóze musí být vyloučena pneumonie. Diagnóza se stanoví bronchoskopií a biopsií. Žádná léčba není nijak zvlášť účinná, ale lze zvážit glukokortikoidy, antithymocytární globulin, OCTG, inhalační cyklosporin a retransplantaci.

Nejčastějšími chirurgickými komplikacemi jsou špatné hojení tracheálních nebo bronchiálních anastomóz. U méně než 20 % příjemců jediné plicní stenózy se vyvine bronchiální stenóza, která má za následek dušnost a obstrukci dýchacích cest; lze ji léčit dilatací a umístěním stentu. Mezi další chirurgické komplikace patří chrapot a paralýza bránice v důsledku recidivujícího poranění hrtanového nebo bráničního nervu; gastrointestinální dysmotilita v důsledku poranění hrudního nervu vagus; a pneumotorax. U některých pacientů se vyvinou supraventrikulární arytmie, pravděpodobně v důsledku změn vedení vzruchů způsobených suturací plicních žil a síní.

Jaká je prognóza transplantace plic?

Po 1 roce je míra přežití 70 % u pacientů s transplantací od žijícího dárce a 77 % u transplantací od zemřelého dárce. Celkově je míra přežití po 5 letech 45 %. Úmrtnost je vyšší u pacientů s primární plicní hypertenzí, idiopatickou plicní fibrózou nebo sarkoidózou a nižší u pacientů s CHOPN nebo deficitem alfa1-antitrypsinu. Úmrtnost je vyšší u transplantací jedné plic než u transplantací dvou plic. Nejčastějšími příčinami úmrtí do 1 měsíce jsou primární selhání štěpu, ischemické a reperfuzní poškození a infekce (např. pneumonie) s výjimkou cytomegaloviru; nejčastějšími příčinami mezi 1 měsícem a 1 rokem jsou infekce a po 1 roce obliterující bronchiolitida. Mezi rizikové faktory úmrtí patří neshoda cytomegaloviru (dárce pozitivní, příjemce negativní), neshoda HLA-DR, diabetes a předchozí potřeba mechanické ventilace nebo inotropní podpory. Recidiva onemocnění je vzácná, častější u pacientů s intersticiálním plicním onemocněním. Tolerance fyzické zátěže je poněkud omezena kvůli hyperventilační odpovědi. Jednoroční míra přežití po transplantaci srdce a plic je 60 % jak pro pacienty, tak pro štěpy.

Hodnocení stavu pacienta po transplantaci plic

Pooperační léčba pacientů po izolované transplantaci plic zahrnuje intenzivní respirační podporu a diferenciální diagnostiku mezi rejekcí a plicní infekcí, k čemuž se používají transbronchiální biopsie prováděné pomocí flexibilního bronchoskopu. K časnému respiračnímu selhání může dojít v důsledku konzervačních nebo reperfuzních poranění a je charakterizováno přítomností výrazného arterioalveolárního kyslíkového gradientu, sníženou elasticitou plicní tkáně (nízká plicní poddajnost) a přítomností parenchymatózních infiltrátů, a to i přes nízký plnící tlak srdce. V těchto případech se obvykle používá mechanická ventilace s PEEP, ale vzhledem ke zvláštnostem anastomózy nově obnovených dýchacích cest se inhalační tlak udržuje na minimálních hodnotách. FiO2 se také udržuje na nejnižších hodnotách, které umožňují dosažení dostatečné saturace krve.

Kromě chirurgických komplikací, které mohou zahrnovat krvácení, hemo- a pneumotorax, časnou dysfunkci štěpu a potřebu prodloužené mechanické ventilace, s sebou transplantace plic nese extrémně vysoké riziko infekčních komplikací. Plíce jsou mezi transplantovanými viscerálními orgány jedinečné v tom, že jsou přímo vystaveny okolnímu prostředí. Zhoršená lymfatická drenáž, nedostatečná funkce řasinkového epitelu a přítomnost stehu napříč dýchacími cestami – tyto a další faktory zvyšují náchylnost transplantovaných plic k infekci. Během prvního pooperačního měsíce jsou bakterie nejčastější příčinou pneumonie. Po tomto období se nejčastější stává CMV pneumonitida. Epizody akutní rejekce po transplantaci plic jsou běžné a obtížně odlišitelné od infekce pouze na základě klinických znaků. Toto rozlišení je zásadní, protože kortikosteroidy používané k léčbě rejekce mohou zhoršit pneumonii a podpořit generalizovanou systémovou sepsi. Vzorky bronchoalveolární lavážní tekutiny nebo sputa získané během bronchoskopie mohou být užitečné při diagnostice infekčních etiologií. Pro stanovení diagnózy rejekce je nezbytná transbronchiální nebo otevřená plicní biopsie.

Krvácení je nejčastější komplikací po dvojité transplantaci plic en bloc, zejména u pacientů s pleurálním onemocněním nebo Eisenmengerovým syndromem s rozsáhlými mediastinálními cévními kolaterály. Během transplantace plic jsou velmi ohroženy brániční, vagusový a rekurentní laryngeální nerv a jejich poškození komplikuje proces odstavení mechanické ventilace a obnovení adekvátního spontánního dýchání. K primárnímu zhojení obvykle dochází u většiny bronchiálních anastomóz; velmi vzácně vedou bronchiální píštěle ke stenóze, kterou lze úspěšně léčit silikonovými stenty a dilatacemi. Naproti tomu selhání tracheální anastomózy často vede k fatální mediastinitidě. Po transplantaci srdce a plic byla popsána obliterující bronchiolitida, charakterizovaná destrukcí malých respiračních bronchiole.

[ 5 ], [ 6 ]