3.1 恒河猴肝移植模型 理想的原位肝脏移植的动物模型,应接近于临床实际,能模拟临床肝移植的全部移植过程,同时要具有良好的重复性和稳定性。
猴属于杂食类动物,其肝胆系统的解剖及生理与人类的极其相似,是研究人类各种疾病,尤其是肝移植的理想动物模型。但是目前由于价格昂贵及恒河猴数量有限,限制了该模型的大规模应用。
实验建立为国际通用的经典原位肝移植模型,总结经验如下:
参加该实验手术组人员均参加过临床肝移植多次,具有丰富的临床及手术经验。本次实验从供体的灌注与切取、供肝的修整、受体肝脏的切除及新肝植入整个移植过程均很顺利,移植过程中麻醉及生命体征基本平稳。手术分段时间均在计划范围内或提前完成。未发生术中死亡。但遗憾的是建模后生存时间过短,均在移植后6-9 h之内死亡。
总结分析死亡原因可能与下列几方面因素有关:
(1)术中麻醉的管理:术前麻醉是采用体积分数3%戊巴比妥1 mL/kg,经上臂静脉缓慢推注。术中根据猴子的燥动情况着情加量1-3 mL,待其安静后继续手术。并且麻醉是单一用药,实验考虑是否因为瞬间麻醉剂量过大,抑制受体呼吸,影响组织氧合能力,从而降低了受试动物的手术耐受性。
(2)术中输液量的控制:因其体质量较小,不能耐受静脉液体的大量出入。如控制不良,严重的可在发生急性左心衰竭、肺水肿而致受试动物死亡。实验有2例术中发现球结膜水肿,气道分泌物增多,腹腔脏器轻度淤血、水肿,经过即时控制输液速度,加用利尿剂等处理,均得到不同程度缓解,平稳度过手术期。
(3)围手术期的管理与治疗:恒河猴的肝移植过程近似于人类,其相应的围手术期管理与治疗也应与临床肝移植相近。例如,术中及移植后早期,水盐电解质平衡的监测与调整;术中酸碱平衡紊乱的纠正;移植过程中严格的无菌技术操作及抗生素的预防性应用等等一系列的因素,都将直接影响实验动物的移植后生存时限。
3.2 KYL器官保存液保存效果 随着器官移植领域的飞速发展,对器官保存液的要求也越来越高,从单器官保存液至多器官保存液,从单一的保存发展为集保存与治疗为一体。
目前常用的器官保存液有:美国威斯康星大学设计的UW液,20世纪80年代欧洲研制的HTK液,欧洲设计的ABC液及中国自行设计的长征一号多器官保存液。有研究将成功的器官保存液应该满足的条件总结为以下6点
[4]:①减少因低温保存导致的细胞水肿。②防止细胞的酸化作用。③防止灌洗保存过程中的细胞间隙膨胀。④防止或减轻再灌注损伤。⑤提供再生高能磷酸化合成的底物。⑥保持细胞内环境稳定。
实验所做的研究工作是在全面分析UW液配方的基础上,结合国际国内在器官保存液领域的新进展,将国药中对肝脏缺血再灌注损伤有确切保护作用的药物进行筛选,并行动物实验进一步判断其效果。
自制KYL液的配方有以下特点:①去除羟乙基淀粉,以蔗糖代替棉子糖,也即以蔗糖作为保存液中的主要非通透性成分,来抑制细胞水肿
[5],既减少了液体的非通透性成分,避免细胞脱水,又降低了液体黏滞度,有利于肝脏的原位灌注。尤其是胆道系统的灌注。②添加对肝细胞有保护作用的药物K,Y,L。③有KH2PO4-Na2HPO4和药物L-NaOH两组缓冲对,缓冲能力强大。④改变UW液的高K+低Na+组成,替代为高Na+低K+,更符合生理[6]。⑤以外源性ATP代替腺苷,通过ATP-Mg2+向细胞提供能量
[7-8]。⑥去除UW液中青霉素,复方磺胺增效剂,地塞米松,胰岛素等添加剂,而添加乌斯他丁作为细胞膜稳定剂。
实验进一步对保存液的渗透压进行了调整,重新配制了器官保存液,将生理情况相近的恒河猴16只随机分为UW液组和KYL液组,建立实验动物模型。实验过程中不同时间段观察并获取标本,进行检测,将所得数据进行统计学处理,用于对比分析两种保存液对肝移植过程中缺血再灌注损伤的保护效果。
KYL液对恒河猴肝脏冷保存及肝建模后胆汁分泌的影响:胆汁分泌是肝脏的主要生理功能,而肝细胞分泌胆汁是一个耗能的过程,其主要通过钠依赖性载体即钠泵供能,逆浓度差,主动从血液中摄取胆汁酸进入肝细胞。在肝脏缺血、缺氧,Na+-K+-ATP酶功能受损或减弱时,胆汁分泌量将会减少。在肝脏复流后30 min、6 h分别观察记录胆汁分泌量。实验观察到两组建模后肝脏均有胆汁分泌,随着时间的延长两组肝脏胆汁分泌的总量均有所增加。将所记录数据进行统计学处理,各时间段组间比无显著差异。说明两种保存液对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用,效果无明显差异。
KYL液对恒河猴肝脏保存及肝建模后肝功酶学的影响:血清氨基转移酶是肝细胞损伤的敏感指标。正常情况下血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶的浓度均很低,当肝细胞受损时,谷草转氨酶、谷丙转氨酶血清水平明显升高。实验检测建模后30 min和6 h血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶水平,KYL液组较UW液组低,且KYL液组呈下降趋势,UW液组略显上升。说明在缺血再灌注损伤过程中对肝细胞的保护作用,从血清转氨酶这一指标来看,明显优于UW液。从苏木精-伊红染色图片可以看出,KYL组与UW液组在30 min时均为轻度水肿,在6 h时UW液组水肿较KYL组水肿明显,与谷草转氨酶及谷丙转氨酶变化对应。
KYL液对恒河猴肝脏冷保存及肝建模后一氧化氮浓度的影响:一氧化氮分子由酶p450家族的一氧化氮合成酶产生
[9-10]。近几年研究发现,一氧化氮与肝移植关系密切,涉及到缺血及再灌注损伤、排斥反应,血流动力学改变,移植后并发症等多个环节
[11]。
实验通过检测肝脏复流30 min和建模后6 h,对两组血液一氧化氮浓度进行比较,KYL液组两时间段浓度变化不大,随着时间延长一氧化氮浓度稍有上升。UW液组两时间段一氧化氮浓度较为接近,随着时间的延长,一氧化氮浓度变化不大。
KYL对恒河猴肝脏冷保存及肝建模后内皮素1浓度的影响:内皮素是由肝脏的肝窦内皮细胞所产生的,是目前已知的作用最强、效力最持久的内源性血管收缩肽。生理情况下,内皮素的分泌受到一氧化氮等物质的抑制,循环血中含量很少
[12-13]。实验结果说明,两种保存液对缺血再灌注损伤的保护作用差异无显著性意义。
KYL液对恒河猴肝脏保存及肝建模后肿瘤坏死因子α分泌浓度的影响:肿瘤坏死因子α是在各种炎症和免疫反应中由多种细胞分泌的一类多向性细胞因子
[14-16]。肝脏复流后30 min,所测得的肿瘤坏死因子α水平,两组保存液相近似。
在建模后6 h,所测得的肿瘤坏死因子α水平,KYL液略有降低,而UW液略呈升高,但无显著性差异。果说明两种保存液对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用上效果相当。
综上所述,实验自行研制的新型肝脏保存液,在预防缺血再灌注损伤效果与UW总体相当,部分结果略优于UW液,对于其他动物以及人类肝脏的保存效果仍有待进一步实验研究。同时由于实验所用动物价格昂贵、购买困难,整个实验成本过高,而经费开支有限,实验条件不够完善。实验动物恒河猴肝移植模型的建立无前人经验可借鉴等因素影响。实验完成动物实验例数较少,移植后存活时间较短,在一定程度上影响了实验效果。