1 背景
肺移植是治疗终末期肺部疾病的惟一有效方法，近30年来，随着移植技术的不断提高，术后存活率已较前有明显改善，临床肺移植数量也逐年增加。尽管如此，等待肺移植患者的数量增幅远超过其移植数量，临床移植供不应求。在日本，至2006年底共有280例患者等待肺移植，而仅施行87例，有102例患者在等待供体时死亡。美国同样存在器官短缺的问题，其数据显示，2008年共有10 832名多脏器供体，而仅有2 599名能成为肺移植供体，供肺质量不佳，利用率不高是一大主要原因L31。在其他国家，器官短缺难题亦较为严峻。
1.1应对策略 显然，如果有足够的供肺，就有更多的受者因此获益，而供肺短缺制约着当前肺移植工作的开展，如何扩大供肺来源，提高供肺利用率，成为全球肺移植领域亟待解决的问题。近些年来，器官短缺的应对策略不断被提出：①完善器官捐献立法，进行公众捐献教育，使更多的民众在过世后愿意捐献；②边缘供体增加了供体来源，然而术后易出现原发性移植物失功（primary graft dysfunction，PGD），早期死亡率较高，其应用应较为慎重；③手术技术的改善.使供受体大小不匹配的问题得以解决，一定程度上缓解了短缺难题；④美国、加拿大和日本的一些肺移植中心开展活体供肺肺叶移植，取得了良好疗效。不过这种方法有让健康人承受肺叶切除术的风险，因此，该术式在学术界仍存争议，而日本学者的研究则显示，活体供肺肺叶移植供体在术后发病率并不高，肺功能的恢复则比预期值要高；⑤区别于脑死亡供体（donationof brain death，DBD），无心跳供体（non-heartbeating donor，NHBD，或称心死亡供体）再次引起研究者们的关注。
1.2 NHBD Maastricht分类 传统意义上，NHBD共有4种供体来源，国际上称为Maastricht分类：①到达医院时已死亡病例；②心肺复苏失败死亡病例；③撤出生命支持，等待心脏停搏的治疗无效病例；④脑干死亡后心脏停搏病例。而有学者发现，临床上大约有30%～60%的死亡事件发生于重症监护病房，因此，有人认为这类病例同样可作为潜在的移植供体，故在上述基础上增加了第5类：重症监护病房内或危重患者发生的意外心脏停搏病例。上述五类又分为两大类，第1、2、5类统称为无准备型NHBD，第3、4类统称为有准备型NHBD。各分类供体的成功移植均见报道，然而，无准备型NHBD术后PGD发生率高，易致早期死亡，因而较难普及；对于有准备型NHBD，预后满意，且来源较广，尤其是第3类，是目前NHBD的主要来源。
2 NHBD的肺缺血时间
2.1热缺血时间（warm ischemia time，WIT） 两大类NHBD对WIT的定义略有不同，对于有准备型NHBD，Oto等列出了判定WIT起始的指标：Sa02 ＜85%，动脉收缩压＜50 mm Hg，心脏停搏及临床证实死亡。并定义WIT为供体心脏停搏到经肺动脉灌注保存液之间的时间；而对于无准备型NHBD，则为从心脏停搏到尸体内原位表面冷却（topical in situ cooling，TC）之间的时间。
循环停止以后，肺内仍有氧合满意的血液，肺内仍充满空气，且肺脏的代谢需求较低，因此肺对热缺血有较强的耐受性，这也为NHBD肺移植提供了理论基础。然而，长时间的热缺血仍会对肺组织造成一定伤害，造成供肺质量下降。Hirata等通过大鼠模型发现，在WIT 1h内，虽然线粒体呼吸控制率较无热缺血对照组有所下降，但仍能保持较好的肺功能，其线粒体的Ⅲ、Ⅳ态呼吸及肺乳酸水平、脂质过氧化水平均无显著变化；当WIT超过1h，线粒体呼吸控制率显著下降，再灌注后的肺功能明显损害，而超过2h后，WIT造成的线粒体及肺功能等损害更加明显。
Han等将供体气管埋入受体大网膜，观察气管上皮的再生情况。在他们的试验中，分为4组：有心跳对照组（A组）、热缺血30 min组（B组）、热缺血45 min组（C组）、热缺血60 min组（D组），埋入14 d后取出。他们发现，相对于A组，无论是上皮的厚度还是层数，B组都没有任何差异；对于C组，虽然在上皮的厚度上与对照组相比有差异，但气管上皮有正常的黏膜结构，在层数上与对照组相比没有统计学上的差异；而在D组则看不到正常的上皮结构，仅由1～2层上皮覆盖。因此Han等认为，随着WIT的延长，气管上皮的再生能力逐渐降低，气管耐受热缺血的时限可能为45 min。
此外也有学者发现，WIT与术后24 h氧合指数负相关，与术后重症监护病房停留天数正相关。因此，为提高供肺质量，减少术后并发症，改善预后，应尽可能缩短WIT。
2.2冷缺血时间 供肺冷缺血时间指从经肺动脉灌注保存液或TC开始到移植肺血管开放的时间，以往根据ISHLT的数据，临床上一般将8h作为供肺冷缺血时间的最大极限。然而随着近年来保存液及供肺保护技术的进步，即便冷缺血时间长达12～24 h，仍能保持良好的肺功能。
3 NHBD的肺保护
3.1移植物抗凝 循环停止，必然会致血液凝固，因此NHBD供肺面临着更显著的肺微血管血栓形成的问题。有学者认为，DBD在心脏停搏前常规给予全身肝素化，而对于NHBD，全身肝素化同样可以在生命支持撤除前（有准备型）或心肺复苏结束前（无准备型）加以应用。然而，对潜在供体死亡前给予全身肝素化受到伦理学的限制。尽管如此，在心脏停搏后静脉应用肝素，仍可通过胸外按压促使其经由循环系统致全身肝素化。研究认为，在受者死亡后应用肝素，并加用尿激酶，或在灌注液中加入重组组织型纤溶酶原激活剂，同时在经肺动脉顺灌基础上进行经左心房逆灌，可有效清除肺血管内微血栓，而肺栓塞被认为是术后PGD的显著危险因素。
3.2移植物功能评估及损伤修复 对于有准备型NHBD，因其WIT 一般较短《60 min），且移植物功能在生命支持撤除前就能很好地评估；而无准备型NHBD的WIT较长，为避免潜在的功能损伤，对供体进行功能评估很有必要。临床上常用以下两种方式对NHBD供肺进行评估：①供体血液灌注：在4～10℃条件下，经肺动脉顺灌5～6 L LPD液（Perfadex）直至流出液清洁，再顺灌300 ml供体血，经左房流出后进行血气分析（按体温校正），以此评估肺功能。②离体肺灌注（ex vivo lung perfusion，EVLP）：Steen等最早采用这种方法，多伦多肺移植组在此基础上进行改进。既往仅在取下供肺后经低温保存（cold static preservation，CSP）进一步处理。然而，这种评估程序不能充分估计肺功能，因而大量供肺被弃用。他们进行了大量实验研究，结果表明在CSP后继续采用EVLP，不仅可使供肺保存时间延长，而且能减少因冷缺血带来的肺损伤。并由此在实验基础上开展了人类离体肺灌注（human ex vivo lung perfusion，HELP）的研究，他们加用白介素10 （IL-10）基因治疗“损伤肺”，并结合基因芯片检测供体肺的多细胞因子mRNA表达水平，预测患者肺移植术后的存活，不仅扩大了供肺来源，而且更大程度地保证供肺的质量，减少并发症的发生，这项新技术已成功应用于临床。CSP基础上结合HELP比单纯CSP更有利于供肺的保存，减少肺损伤，改善患者术后存活率。日本学者Nakajima等发现，再灌注4h后，相比CSP组，EVLP处理的供肺在氧合、动态肺顺应性、肺湿干比以及肺组织ATP水平均要好，而镜下观察血管内微血栓要少。因此，他们认为，EVLP能促进热缺血后的供肺“复苏”，减少缺血再灌注损伤。
4 常见并发症及预后
4.1 PGD 即便在DBD肺移植，PGD也是术后早期主要死亡原因，而在NHBD肺移植，PGD的发生率更高。有文献报道，无准备型NHBD术后PGD发生率分别为：1级17%，2级17%，3级38%，远高于ISHLT统计数据。相比之下，有准备型NHBD术后PGD的发生率则较低，2级和3级PGD各为13%。术后1个月无死亡病例，其存活率与ISHLT相仿。同时Cypel等报道10例有准备型NHBD肺移植，术后有3例发生2级PGD，对症治疗后好转，仅有1例发生3级PGD，应用ECMO辅助后恢复。10例受者中除1例在术后510 d死于感染引起的败血症，其余9例在术后47～798 d（中位270 d）随访时均健在，且肺功能良好。
一般认为，某些炎症因子如IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子α及IL-1β的增高与IL-10、干扰素γ的降低会增加术后PGD的发生率，为术后早期死亡的危险因素。然而有研究显示，在冷缺血结束和再灌注2h这两个时间点上，灌注保存良好的NHBD（主要为有准备型）炎症因子的表达水平并不比DBD高。
与DBD不同，NHBD面临着WIT的问题，而WIT的延长会增加术后PGD的发生率，因此尽可能缩短WIT很有必要。同时，诸多实验室研究表明，供体死亡前N-乙酰半胱氨酸治疗，热缺血期间部分液体通气、气管内高流量冷湿空气通气、雾化吸入伊洛前列素或β2受体激动剂，再灌注期间雾化吸入NO等方法，能有效改善肺功能。
4.2气道并发症 目前，气道并发症仍是制约肺移植发展的重要因素之一，各种气道并发症的发病率在7%～18%，相应的死亡率在2%～4%，吻合口愈合及缺血为主要危险因素，其中支气管狭窄是最常见的气道并发症，其发生率估计在1.6%～32%。但NHBD肺移植尚处于起步阶段，全球NHBD肺移植例数较少，故术后气道并发症仅有个例报道。de Antonio等报道17例NHBD肺移植受者中，有2例分别因曲霉菌及革兰阴性菌感染而出现支气管狭窄，前者经抗真菌治疗后好转，后者则在激光治疗介入前不治身亡。Cypel等报道1例NHBD肺移植受者（1/10）术后早期出现曲霉菌感染致吻合口裂开，但经保守治疗后好转，且在术后265 d随访时仍健在。
4.3 闭塞性细支气管炎（bronchiolitis obliterans syndrome，BOS） BOS是肺移植后远期（＞1年）常见并发症，严重影响肺移植受者的远期存活率。NHBD供肺存在不可避免的WIT，若在这段时间内气管上皮不能耐受热缺血，会造成损伤性愈合，导致气管上皮的缺失，增加术后BOS的发生率。Geudens等发现，鼠肺支气管肺泡灌洗液中的促炎症细胞因子，如巨噬细胞、淋巴细胞及IL-1β随着WIT的延长而逐步增多，尤其在WIT之后1h更为明显。而这些促炎因子被证实与BOS的发生及分期密切相关。也有学者认为，气道缺血引起的炎症反应、血管重塑及血管新生是BOS发生的潜在危险因素。不过由于NHBD肺移植尚未全面开展，临床例数偏少，并不能很好地评估术后BOS的发牛率，单就目前全球若干肺移植中心的数据显示，NHBD肺移植并不增加术后BOS的发生率，对于NHBD肺移植术后BOS的发生及诊治有待进一步研究。
4.4 预后 对于无准备型NHBD，Gomez-de-Antonio等则报道3个月、1年、2年及5年存活率分别为78%、68%、57%及51%，与ISHLT平均数据相近。而对于有准备型NHBD，若干肺移植中心的结果显示预后满意，术后长期存活。Van Raemdonck等报道4例安乐死供体的肺移植，3年存活率为75%，Van De Wauwer等报道35例Maastricht分类第3类肺移植，其术后1年、3年和5年存活率分别达到91%、85%和73%，稍高于ISHLT平均数据Ⅲ。
5 结语
就目前的研究结果而言，NHBD肺移植是可行的，随着NHBD临床分类及相关制度的不断完善，供肺灌注保存、体外评估与损伤修复等技术的不断提高，NHBD供肺有望成为肺移植的另一重要供体来源，解决目前供体缺乏的世界难题。
