王金山,裴廣輝,王樹森,2,3,王智平(.天津市第一中心醫(yī)院移植中心,天津 30092;2.衛(wèi)生部危重病急救醫(yī)學(xué)重點實驗室,天津 30000;3.天津市器官移植重點實驗室,天津 30092)
1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus,T1DM)是一類自身免疫性疾病,近年來,盡管胰島素治療的質(zhì)量持續(xù)改進(jìn),但是仍不能避免出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險[1]。胰島移植被認(rèn)為是T1DM最有效的治療手段,且具有治療效果顯著、移植組織量少、移植方式微創(chuàng)簡便、可重復(fù)多次進(jìn)行及并發(fā)癥少等特點[2-3]。目前,全球已有超過900例患者接受異體胰島移植[4]。胰島移植需要大量胰腺組織以達(dá)到移植所需的數(shù)量,也需要經(jīng)過多步驟操作及嚴(yán)格的監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn),以確保為T1DM患者提供安全、高質(zhì)量的胰島[5-6]。因此,選擇合適胰腺供體并對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)對胰島分離結(jié)果具有很大影響。
胰島移植選擇供體胰腺的基本要求與其他移植器官相似,包括供者既往史、個人史良好、體檢合格、實驗室化驗結(jié)果符合器官移植標(biāo)準(zhǔn)等。研究顯示,當(dāng)供者患有以下疾病時,其胰腺組織不能用于胰島移植∶糖尿病、顱外腫瘤、胰腺外傷、艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎病毒感染或具有以上疾病的危險因素及全身性感染[7]。而供體年齡、體重或體重指數(shù)(body mass index,BMI)、血糖水平、冷 /熱缺血時間等都是術(shù)前必要的評估參數(shù)[6,8-9]。本文從以上幾個方面對胰腺供體的選擇及保護(hù)胰島分離結(jié)果的影響進(jìn)行綜述。
年齡因素對胰島分離結(jié)果影響很大,由于從胰腺細(xì)胞外基質(zhì)中“提取”胰島較為困難,因此,多年來一直認(rèn)為兒童供者(小于18周歲)不適合作為胰島移植供體[8,10]。通常胰島移植應(yīng)選取年齡在20~50歲的供者,也可適當(dāng)選擇年齡稍大的供者。年長供者(45歲以上)分離所獲的胰島細(xì)胞數(shù)量較多,但胰島分離失敗的風(fēng)險也較高[11-12]。研究表明,年齡偏大的供體,其胰腺可能出現(xiàn)纖維化,也會嚴(yán)重影響胰島細(xì)胞的分離結(jié)果[13-14]。
在大多數(shù)情況下,較大的胰腺所含有的胰島β細(xì)胞也較多,然而胰腺重量并不是獲得供體時能夠得到的直觀指標(biāo)[6,15]。一項來自345例供體的分析數(shù)據(jù)顯示,BMI與胰腺重量呈正相關(guān),但體表面積比BMI能夠更好地預(yù)測胰腺重量[15]。也有研究表明,BMI與胰島分離產(chǎn)量關(guān)系密切[16-18],因此,BMI仍可作為一項重要的影響胰島分離結(jié)果的供體因素[6,10]。研究表明,BMI較高的供體胰腺脂肪沉積程度較高,脂肪胰腺更易于胰島分離,不僅所含胰島細(xì)胞的數(shù)量較多,而且與脂肪沉積少的胰腺相比,其分離的效果更佳[13]。近期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,很多中心選擇BMI水平至少>21 kg/m2的胰腺供者[19-20],甚至Minnesota大學(xué)所選用于胰島移植胰腺供者的BMI均>27 kg/m2[21]。并且美國和英國已經(jīng)提出了指令,要求BMI>30 kg/m2或年齡>50歲的胰腺供者優(yōu)先提供胰島移植[22]。
胰腺供者的血糖水平也是影響胰島細(xì)胞分離的重要因素,血糖正常有助于胰島細(xì)胞分離。但當(dāng)供者腦死亡時血流動力學(xué)不穩(wěn)定,或使用糖皮質(zhì)激素時可引起血糖升高,若不能明確供者是否存在糖尿病史,則需檢測其糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)水平以排除應(yīng)激條件下血糖升高。當(dāng)HbA1c水平小于6%時,可以判定供者在死亡前無糖代謝紊亂[14,23]。即使供者的HbA1c水平超過6%,有些情況下可以考慮應(yīng)用,Edmonton小組曾報道了2例供體胰腺的HbA1c水平分別為6.3%和7.9%,受者接受胰島移植后,血糖水平均得到了良好控制[24]。因此,高血糖并不是供體捐贈的絕對禁忌證,但如果供者明確有1型或2型糖尿病史,則不能用于胰島移植。
隨著傳統(tǒng)的死者捐贈方式的萎縮,移植供體需求的增加,“邊緣”胰腺供體已成為重要的器官來源[25]。心臟死亡器官捐獻(xiàn)(donation after cardiac death,DCD)供體胰腺顯示出良好的即時作用效果,其熱缺血時間維持在20~30分鐘,且冷藏保存不超過16小時[26]。關(guān)于DCD供者胰島分離產(chǎn)量和體外功能的研究表明,從DCD供體胰腺提取的胰島細(xì)胞,以8 500 IEQ/kg(受體體重)移植到受者體內(nèi),可以使受者達(dá)到脫離胰島素水平[27],甚至以更低的劑量(5 160 IEQ/kg)輸注分離后的DCD供體胰島細(xì)胞,可使受者恢復(fù)C肽分泌,但未實現(xiàn)脫離胰島素[28]。事實上,如果擴(kuò)大供體胰腺的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),可能使胰島分離數(shù)量增加 44%[29]。
當(dāng)熱缺血不超過25分鐘時,盡管三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)數(shù)量減少,移植腎功能延遲恢復(fù)率增加,但與傳統(tǒng)的尸體胰腺相比,DCD胰腺仍可以產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的胰島[30]。一項5例DCD供體胰島的研究數(shù)據(jù)顯示,移植術(shù)后受體分泌C肽,HbA1c顯著改善,胰島素需求降低,更重要的是嚴(yán)重低血糖發(fā)生情況減少,說明與傳統(tǒng)供體相比,使用“邊緣”供體所提取的胰島功能無明顯下降[31]。
胰島移植供體胰腺的摘取及保存原則與胰腺移植相同,摘取前應(yīng)用冷卻的器官保存液對腹腔器官簇進(jìn)行原位灌注,將胰腺連同十二指腸、脾臟一并摘除,并置于0~4℃冷卻的器官保存液中保存、運(yùn)輸。其中,供者胰腺的保存對于胰島細(xì)胞分離是至關(guān)重要的。在胰腺缺血過程中發(fā)生的大多數(shù)生化損傷是由于缺乏ATP氧化磷酸化。目前,多種方式可用于維持ATP在胰腺保存過程中的功能,如通過冷卻可以降低細(xì)胞代謝,減少ATP在保存期間的損失,并促進(jìn)再灌注過程中ATP的復(fù)蘇。但一般來說,胰島移植供體胰腺的保存時間也不應(yīng)超過 12 小時[32].
目前,用于胰島移植供體胰腺的器官保存液根據(jù)其中所含離子成分的不同分為2種∶一種為富含K+的保存液,包括UW液、HTK液、LAP-1液和Euro-Collins液,另一種為富含Na+的保存液,例 如Celsior液。其 中UW液、Celsior液、HTK液相比,并沒有證據(jù)表明哪種保存液更有利于保護(hù)供體器官。目前,供體胰腺使用低溫機(jī)器灌注(hypothemic machine perfusion,HMP)的臨床經(jīng)驗很少,相關(guān)研究結(jié)果顯示,使用HMP后胰島分離的產(chǎn)量增多[33]。為了提高保存效果,其中一些保存液還增添了抗氧化、抗凋亡及一些營養(yǎng)物質(zhì)以提高胰島細(xì)胞分離的產(chǎn)量。雖然器官保存液的進(jìn)步使胰腺保存時間得以延長,但卻不能抑制因缺血對胰腺造成的損傷。Kuroda等[34]發(fā)明了雙層保存方法來保存胰腺,利用全氟化碳(perfluorocarbon,PFC)和UW液來共同保存胰腺,PFC可以與O2結(jié)合,在胰腺保存過程中持續(xù)釋放O2,結(jié)合UW液的器官保存優(yōu)勢,提高了胰腺的保存質(zhì)量。但是隨著胰島分離技術(shù)的不斷發(fā)展,與單純用UW液方法保存相比,前者并未顯著提高胰島細(xì)胞的分離效果[35-36]。
綜上所述,選擇合適胰腺供體并對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)對胰島分離結(jié)果具有很大影響,除供者既往史、個人史良好、體檢合格、實驗室化驗結(jié)果需符合移植器官標(biāo)準(zhǔn)等基本要求,與供體的年齡、體重或BMI、血糖水平、冷/熱缺血時間及器官保存等都有密切的關(guān)系。在移植術(shù)前需對供體進(jìn)行嚴(yán)密評估,并予以恰當(dāng)保存,使胰島分離技術(shù)不斷提高,胰島移植將成為1型糖尿病的理想治療方法。