非药物干预下影响大鼠肺移植缺血再灌注损伤因素的文献汇总分析

林伟鹏　黄宇翔　杨珊珊　陈纶华　汪洁　李占清　伊雪

【摘要】  目的  通過文献综述及数据汇总，分析非药物干预下大鼠肺移植（lung transplantation，LTx）缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，IRI）的影响因素。方法  检索中国知网、万方、维普网、PubMed、Cochrane等数据库，检索时限为从建库到 2021年5月，搜集大鼠左肺原位移植的相关文献，提取数据，并以氧合指数（oxygenation index， OI）为肺损伤指标，其中 OI=349.095～693.476为正常，OI>693.476或OI<349.095为异常，进行大鼠肺缺血再灌注肺损伤的影响因素分析。结果  共纳入19篇文献，涉及大鼠左肺原位移植160只。单因素分析结果显示，大鼠的体重、有无生理盐水预处理组间OI异常率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;不同的大鼠品系、供肺保存液、缺血时间及再灌注后时间之间OI异常率比较，差异有统计学意义（P<0.05）。结论  当前证据显示，不同的大鼠品系、供肺保存液、缺血时间及再灌注后时间影响大鼠的OI，特别是肺缺血时间，实验应采取针对性措施，减轻大鼠肺移植后损伤。

【关键词】  大鼠;肺移植;缺血再灌注损伤;氧合指数

中图分类号  R655.3    文献标识码  A    文章编号  1671-0223（2022）11--05

Correlation analysis of factors affecting ischemic and reperfusion injury of rat lung transplantation under non-drug interventions  Lin Weipeng，Huang Yuxiang，Yang Shanshan，Chen Lunhua，Wang Jie，Yi Xue，Li Zhanqing. The Second Affiliated Hospital of Xiamen Medical College， Xiamen 361021， China

【Abstract】  Objective  Through literature review and data collection， the influencing factors of ischemia-reperfusion injury （IRI） in rat lung transplantation （LTx） under non drug intervention were analyzed. Methods  The databases of CNKI， Wanfang， VPCS， PubMed and Cochrane were searched from the establishment of the database to May 2021. The related literatures of orthotopic left lung transplantation in rats were collected and the data were extracted. Taking oxygenation index （OI） as the index of lung injury， in which OI=349.095-693.476 was normal， OI>693.476 or o OI<349.095 was abnormal， the influencing factors of lung ischemia-reperfusion injury in rats were analyzed. Results  A total of 19 literatures involving 160 cases of orthotopic left lung transplantation in rats were included. The results of univariate analysis showed that there was no significant difference in the abnormal rate of OI between the groups with or without normal saline pretreatment（P>0.05）.There was significant difference in OI abnormality rate among different rat strains， lung preservation solution， ischemia time and post reperfusion time（P<0.05）. Conclusions  The current evidence shows that different rat strains， donor lung preservation solution， ischemia time and time after reperfusion affect OI， especially lung ischemia time. Targeted measures should be taken to reduce the injury after lung transplantation.

【Key words】    Rats; Lung transplantation; Ischemia reperfusion injury; Oxygenation index

肺移植（lung transplantation，LTx）是患者终末期呼吸衰竭的首选治疗方法，然而，尽管现阶段技术较前有所进展，与其他器官移植相比，其发病率和死亡率仍然很高，术后3天内发生原发性移植功能障碍是主要原因之一，但最主要的是与肺移植后经历的缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，IRI）相关，大约20%～35%的移植患者面临肺IRI，增加了免疫排斥反应和肺移植失败的风险[1-4]。

LTx动物模型可以为更好地理解LTx后肺IRI的发生发展机制，并為探讨治疗方案提供了实验基础。目前的LTx模型大部分是通过大鼠进行左肺原位移植，来探索不同药物或者措施下肺移植的病理生理改变，而实验都是在非干预条件下实施。现阶段，非药物干预下大鼠LTx影响因素相关研究报道鲜为少见。现对PubMed等平台检索到的文献资料进行汇总，分析非药物干预下大鼠肺IRI的影响。

1  资料与方法

1.1  文献检索策略

检索中国知网、万方、维普网、 PubMed、Cochrane等数据库，采用主题词和自由词相结合的方式进行检索。主要中文检索词包括：肺移植、缺血再灌注损伤、大鼠。主要英文检索词包括：lung transplantation， grafting， lung and ischemia reperfusion injury OR damage， reperfusion and rat。检索时间为自建库以来至 2021 年 5月。

1.2  文献筛选

1.2.1  纳入标准  文献为中文或英文语种。对照性研究，进行大鼠左肺原位移植;文献中数据为作者本人通过实验获取，非其他文献二次引用所得。

1.2.2  排除标准  实验大鼠有相关缺陷或疾病;或有用药及相应措施处理过;文献为个案报道及综述;进行肺门夹闭的肺缺血再灌注损伤研究;数据不完整，或者不能从原文中获取得到。

1.3  文献质量评价

由3名研究者独立完成检索文献质量评价，当对文献产生歧义时，共同讨论解决。以Cochrane系统评价指导手册推荐的评价标准对纳入文献进行评价，评价结果为低风险、高风险和不清楚，内容如下：①随机序列的产生;②分配序列的隐藏;③所有研究参与者和人员采用盲法;④结果评估的盲法;⑤结果数据的完整性;⑥选择性结局报告;⑦其他偏倚来源。

1.4  资料提取

实验大鼠结局指标常以移植肺再灌注后的氧合指数（oxygenation index， OI），即肺静脉（动脉血）氧分压（PvO2）与吸氧浓度（FiO2）比值、左肺的湿重/干重比值、髓过氧化物酶（MPO）、丙二醛（MDA）、细胞相关因子（如肿瘤坏死因子α、白细胞介素-6、白细胞介素-10）、肺泡灌洗液等指标进行评价。但考虑到不同文献中，测量肺干重的时间及放置温度不一致;检测MPO、MDA、细胞因子及肺泡灌洗液等试剂盒非同一生产厂家，且实验数据单位不一致，不能进行换算，因此仅以各组OI为结局指标。

因人动脉血氧分压（PaO2）指标不适用于大鼠，因此参考梁雪等学者[5]对62只健康大鼠在正常环境，且未吸氧的条件下（FiO2为21%）进行血气分析，其PaO2介于73.31～145.63mmHg，即默认正常OI值为349.095～693.476。

数据提取内容包括第一作者、发表年份、大鼠品系、受体大鼠只数、雌雄、平均体重、供肺保存液、供肺缺血时间及温度、供体或受体大鼠有无操作预处理（包括供体操作前生理盐水注射、受体大鼠再灌注前及再灌注后注射生理盐水）、肺动静脉及支气管吻合方法、再灌注时间以及结局终点的OI。

1.5  统计学处理

本研究采用SPSS 19.0进行计数资料的分析。计数资料两组间率比较采用χ2检验，不满足χ2检验条件的采用Fisher's确切概率法检验。利用大鼠再灌注时间和 OI绘制Kaplan-Meier生存曲线，组间比较采用Log-rank检验;检验标准α=0.05，P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  文献检索结果

根据主题词检索策略初步获得文献 1416篇，最终纳入19篇文献，其中中文 6篇、英文19 篇，见图 1。

2.2  文章的基本特征

纳入研究的一般信息见表1，文献质量评价见图2。

各研究均采用随机对照原则，实验数据完整准确，但在结局指标中，部分文献（唐政[6]、孙浩亮[7]、Zheng[10]、Dreyer[8]、Shimoyama[13]、Almeida[18]、Kuwaki[20]、C.Mülfeld[21]、Kohmoto[24]等人）中，未给出PvO2/FiO2或FiO2的数值，需通过大鼠潮气量、呼吸频率等指标进行二次获取。结局指标采用国际认证的标准方法计算。

研究纳入共160只实验大鼠，均为雄性，其中SD大鼠133只，Wistar大鼠8只，Lewis大鼠19只;平均体重介于225～430g。涉及到5种供肺保存液，如下：低钾右旋糖酐液（low-potassium dextran solution，LPD），110只;Celsior保存液，13只;Euro-collins保存液，8只;生理盐水，16只;University of Wisconsin 保存液（UW），13只。设置器官保存温度均为4℃。冷缺血时间最低1h，最高18h。按不同剂量0.5～2ml的生理盐水进行灌胃、气管内或静脉等方式预处理，其中9篇文献共67只实验大鼠进行预处理：孙浩亮[7]、Almeida[18]等在22只供体操作前分别进行气管及胃灌入;Bellido-Reyes[8]、Reyes[9]等在13只受体大鼠再灌注前通过颈外静脉注射;郭卫刚[12]、薛亮[16]、Gao[17]、Gong[23]等在32 只受体大鼠再灌注后分别通过上腔静脉、股静脉以及气管内干预。所有大鼠供肺均以套管技术吻合到受体的支气管及肺动静脉。吻合后再灌注时间根据不同实验目的而设置，时间介于0.83～48h。

2.3  影响大鼠正常OI指标的单因素分析

以OI为结局指标，其中OI=349.095～693.476为正常，OI>693.476或OI<349.095为异常，分析各试验因素对OI的影响。结果显示，大鼠的体重及有无盐水预处理OI异常率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;而大鼠品系、供肺保存液、缺血时间及再灌注后时间之间OI异常率比较，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。SD大鼠、LPD保存液、缺血时间≥12h、再灌注时间≥12h的大鼠OI值异常率相对较低。

3  讨论

目前国内外关于肺移植后药物干预下的IRI研究众多，具有普遍特点：①同时操作干预和非干预下的大鼠肺移植实验，对平行实验中出现的条件，如大鼠体重、品系、雌雄、不同供肺保存液、冷缺血时间和再灌注时间等未纳入分析，未摸索出最适宜条件的实验环节，可能对结果产生误差;②每篇文献不同实验组的受体大鼠只数较少，大部分文献的实验组和对照组受体大鼠仅在10只以内，易产生统计学差异;③同一暴露因素，不同研究得出的结局指标，如髓过氧化物酶（MPO）、丙二醛（MDA）等数据单位未统一，单篇研究结果不完全一致，无对比性。因此有必要对文献进行汇总、系统分析，得出非干预条件下大鼠肺移植的影响因素。

本研究结以OI为肺损伤指标分析结果显示，SD大鼠、LPD供肺保存液、供肺缺血时间≥12h（文献平均时间18h）及再灌注后时间≥12h（文献平均时间36h）等4个因素具有保护作用。文献报道，实验大鼠经过多年繁育，群间遗传分化严重，容易出现遗传污染、漂变、瓶颈效应等，导致种群的遗传结构和动物反应特性变化，使实验结果失去重复性和可靠性[25];在日常实验中发现SD大鼠具有产仔多，生长发育快，适应性和抗病能力更强，在国内外文献中经常被作为实验对象;在本文献系统分析中，除了SD大鼠外，其他品系大鼠OI的异常率均为100%，提示SD大鼠更适用科研实验。

在临床上常见的供肺保存液以LPD、Celsior、Euro-collins、生理盐水、UW及HTK液常见，并逐渐应用到大鼠器官移植。不同的保存液均在Na+、K+基础上，添加不同成分，如LPD液，K+含量极低（4mmol/L），还含有Mg2+、Cl-、磷酸盐、聚葡糖-40等成分。不同类型的保存液，成分不同，通过模仿细胞生存的内液、外液或血浆来减轻炎症细胞、中性粒细胞、巨噬细胞以及炎症介质、活性氧自由基的释放所造成的缺血缺氧损伤[26-27]。供肺采用低钾保存液优于高钾保存液：高钾可以引起肺血管收缩，使冲洗速度减慢和冲洗分布不均，导致肺实质不规则和不完全降温;冲洗不彻底残留于肺血管中的血液成分可加重再灌注损伤，而低钾保存液不引起或较少引起肺血管收缩，有利于肺冲洗，从而减少肺损害，改善肺保存[28]。LPD保存液是目前公认保存时间最长的灌注液，也是临床及各实验中心使用较多的保存液之一[29]。在本文献分析中，68.750%的肺保存液选择了LPD液，使用最多，且OI异常率最低。

有学者发现，肺移植再灌注时间的病理变化会随时间的推移而显著恶化[30]，因此设置28天的再灌注时间作为观察窗口。目前肺移植后再灌注时间无统一标准，均是实验者按照实验要求而自行设置，绝大部分在数小时到数天时间。本文献研究，总再灌注时间介于0.83～48h;正常组再灌注时间为>12h占比52.941%，平均为36h，对大鼠预后较好。

本研究存在以下缺陷：①入选文献的大鼠均为雄性、吻合方式均为套管技术，未能对性别及吻合方式进行对比;②因实验试剂及数据结果单位表述不一致，纳入结局指标仅采用唯一的OI，单一结局可能对暴露因素评价产生偏倚;③纳入分析的文献严格按照文献筛选步骤执行，但可能存在部分综述、中英文之外等文献被遗漏;因此在解释研究结果及外推到类似大鼠实验时需谨慎。

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[2022-03-08收稿]