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在小鼠模型中评估在10 °C下通气作为供体肺最佳保存条件

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让供体肺存活更久

肺移植可以挽救生命,但一旦供体肺从体内取出,便开始与时间赛跑。目前,大多数肺被置于冰上保存,必须在数小时内完成移植,否则会因损伤过重而无法使用。这项在小鼠中的研究探讨了一个出人意料却简单的想法:与其让保存的肺在低温下静止不动,不如在略高一些的温度下温和地维持其呼吸运动?答案可能有助于更多捐赠的肺以更好的状态到达患者手中。

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为什么保存肺这么难

目前,供体肺通常用保存液冲洗,充气一次后夹闭,然后置于约4 °C的冰上保存。这可以减慢代谢,但也将肺置于一种类似深度休眠的状态,使其只能耐受6–8小时,随后损伤开始累积。更先进的系统称为体外肺灌注,可以使肺保持温暖并供应血液和空气,但需要昂贵的设备、专业团队,并且难以在医院之间移动。医生和工程师一直在寻找一种更简单的方法,在不依赖这些大型设备的情况下让肺保持更长时间的健康状态。

新的思路:冷却但温和通气的肺

近期研究表明,将肺以稍高的10 °C而非4 °C保存,能够保护细胞和线粒体——细胞内微小的能量工厂。在此基础上,研究者提出如果在保存期间加入温和的通气,使肺继续随室温空气进行充气和排气,是否能进一步改善保存效果。研究人员在小鼠肺上比较了24小时保存的三种条件:传统的4 °C静态冷藏、10 °C静态保存,以及在10 °C下持续用小量保护性呼吸通气的保存。所有肺都置于相同的保存液中以便将温度和运动的影响单独分离出来。

更健康的细胞与平和的免疫信号

保存后,团队通过多种方式检查了肺的状况。在显微镜下,10 °C通气保存的肺表现出更少的结构性损伤——出血、类凝块的纤维蛋白、充血和入侵的白细胞都更少——相比在4 °C静态保存的肺更为明显。它们释放的补体C3也更少,C3是一种助长炎症的血液蛋白,与移植后早期移植失败有关。当将肺解离为单个细胞时,通气组经历程序性细胞死亡(凋亡)的细胞更少,线粒体健康更好——细胞色素c释放更低、有害的活性氧种积累更少。综合这些发现表明,温和的运动和在10 °C下持续的气体交换有助于在保存期间维持肺细胞存活及其内部能量机制的稳定。

保存后更好的呼吸力学

衡量保存肺的最终标准是其功能表现。研究者使用专用通气系统测量了在不同保存条件下24小时后气道内空气的流通难易程度以及肺的顺应性(弹性)。在10 °C下通气保存的肺表现出更低的气道阻力和更高的顺应性,意味着它们更容易张开、充气所需压力更小。尽管并非所有指标都达到统计学显著性,但总体趋势有利于通气组,显示出更柔韧、较少僵硬的组织,这在移植时很可能表现得更好。

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这对未来移植可能意味着什么

这项工作是在小鼠上完成的,未在人体进行,也未包含实际的移植手术,因此仍属早期研究。不过,结论是明确的:与将供体肺静置在冰上不同,在温和的10 °C条件下保持其轻柔呼吸,似乎能保护肺的结构、抑制有害的免疫信号并维持其功能能力。由于这种仅依靠通气的设置相比完整的灌注设备更为简单且便于携带,它未来有可能被改造成临床可用的方法。如果在更大动物和人体研究中得到证实,这一方法或能延长安全保存时间、减少器官损伤,并使更多供体肺以良好状态到达受体手中。

引用: Hill, M.A., Tennant, M., Watts, B. et al. Evaluation of ventilation at 10 °C as the optimal storage condition for donor lungs in a murine model. Sci Rep 16, 7228 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35943-2

关键词: 肺移植, 器官保存, 供体肺, 保存期间的通气, 低温缺血