新技术可突破24小时心脏移植时限 最大程度挽救生命

第一例人与人之间的心脏移植手术已经过去了五十多年，目前全世界每年进行的心脏移植手术超过 5,000 例。然而，这一数字远远不能满足需求，因为任何时候都可能有多达 50000 人需要接受移植手术。受患者病情严重程度以及各种生理和后勤因素的影响，等待移植的时间可能长达数年。满足这一需求的一个主要限制因素是合适的捐献者心脏稀缺，部分原因是一旦心脏从去世的捐献者体内取出，移植的时间窗口非常短。

目前保存捐献心脏的"黄金标准"是冷冻静态保存（CSS），即在移植前将心脏保存在冰上。在心脏或其血管受到损伤之前，冷静态保存持续时间少于 6 小时时，移植手术最为成功。有时也有可能长达 12 小时，但需要对受体进行为期数天的机械生命支持，如体外膜氧合（ECMO）。因此，将储存时间延长至 6 小时以上而无需 ECMO 将是一项医学突破。

现在，发表在《心血管医学前沿》（Frontiers in Cardiovascular Medicine）杂志上的研究人员发现，使用一种名为常温体外心脏灌注（NEHP）的方法，可以让移植的猪心在体外存活超过24小时。

密歇根大学安娜堡医学院体外生命支持实验室主任、名誉教授罗伯特-巴特利特博士说："如果应用于人体，这将是对标准临床实践中长达六小时的时间窗的重大改进。"

NEHP是指心脏从捐献者体内取出后，通过泵送从血浆中提取的富含氧气和营养的液体（"灌流液"），使心脏在室温下保持部分生理状态，直至移植。药物和组织修复干细胞可通过灌流液输送到心脏。目前，美国食品和药物管理局批准用于临床的唯一NEHP变体是Transmedics-OCS，它与CSS一样，使用时间仅限于6小时。

过去七年来，体外生命支持实验室一直致力于通过改进 NEHP 来稳步延长捐献心脏的保存期。他们之前的实验表明，一个关键步骤是过滤灌注液，去除所有小于 26 千道尔顿的分子。如果不这样做，由于不明原因，心脏很快就无法用于移植。

在这里，巴特利特和他的同事们用实验性的变体 NEHP 使 30 头未成熟猪和 10 头幼年猪的心脏在不同时期保持存活。例如，所有供体心脏的灌注液都是由血浆和包装红细胞（来自其他健康猪）、电解质、葡萄糖和抗生素组成的溶液。灌注液以平均每克心脏重量每分钟 0.7 毫升的速度泵入心脏，每 60 分钟更换一次。

然后，他们比较了三种变体的效果：通过血液过滤持续净化灌流液并去除毒素的 NEHP（10 颗未成熟猪心）；持续交换灌流液中血浆成分的 NEHP（5 颗未成熟猪心）；以及未作任何改动的对照 NEHP（15 颗未成熟猪心）。

为了在更大的心脏上测试这些方法，他们还在五只幼猪的心脏上使用了带有血液滤过功能的 NEPH，并在另外七只幼猪的心脏上使用了经过额外改良的 NEPH（间歇性左心房灌注或 iLA），以监测心脏功能。在 iLA 中，每隔一定时间向左心房注入一定量的血液，以测试其持续喷射血液的能力。

作者通过目测心脏的收缩力、节律、颜色和水肿，以及每小时测量乳酸盐（一种细胞损伤的副产物）的浓度，实时监测被保存心脏的健康状况。每颗心脏都被保存了至少两小时，直到它出现心跳停止或心律失常、左心室收缩压极低或乳酸浓度升高为止。

所有对照组的心脏都在移出供体后 10 到 24 小时内死亡，而所有对标准 NEPH 进行修改后保存的心脏都存活了 24 小时。作者总结说，血液滤过、血浆置换和 iLA 都是重大改进，使心脏的常规保存时间超过了一天。至于后三种方法哪种更好，目前还没有答案。

巴特利特说："我认为主要的区别在于，当我们将实验时间延长到24小时以上时，也许血浆置换的效果会更好，因为可以清除更多的毒素。iLA似乎也是一项重大改进，因为原则上，它可以让NEPH用于受创或供体功能处于边缘的心脏。"

"这项工作最终可以增加捐献者的数量。首先，通过延长保存时间，从而克服由于物流造成的限制。其次，通过对每个潜在捐献者心脏的存活能力进行客观评估，在不清楚捐献者体内心脏功能如何的情况下，减少目前未被使用的心脏数量，"同一研究所的研究人员、该研究的通讯作者阿尔瓦罗-罗哈斯-佩纳博士说。

"临床应用的主要挑战是在人体中验证这些方法。"罗哈斯-佩纳说："为此，我们已开始使用因移植而被排斥的人类心脏。"

编译自/scitechdaily