大鼠原位腎移植模型的相關(guān)研究進展

張華明 綜述 高振利 審校

(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院泌尿外科,山東煙臺 264000)

大鼠腎移植模型是器官移植研究中最常用的動物模型,Fisher和Lee等[1]在20世紀60年代就有關(guān)于大鼠腎移植模型的報道,國內(nèi)陳金芝等[2]1981年首次建立了大鼠腎臟移植模型。近年來,隨著腎移植基礎(chǔ)研究向著免疫學(xué)、分子生物學(xué)等前沿學(xué)科的深入,大鼠腎移植模型越來越顯示其重要性。眾多學(xué)者相繼在大鼠腎移植手術(shù)方式上進行了探索,成功建立了多種模型,其方法各異,本文就大鼠異體腎移植模型的相關(guān)研究進展予以綜述。

1 供腎的選擇

國內(nèi)外大鼠腎移植模型多以左腎為供腎,移植到受體左側(cè),進行原位移植。最早的大鼠腎移植模型,供腎選用的是右腎,然而右腎周圍臟器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易引起不必要的損傷,并且右側(cè)腎靜脈較短,給血管吻合帶來很大困難。左腎血管變異少,切開腹壁后,將空、回腸往右推,可以很清楚的暴露左腎及所屬血管,故后來的學(xué)者多采用切取左腎為供腎。

國外Yin等[3]首次采取雙側(cè)腎臟為供腎建立大鼠腎臟移植模型,但這種方法操作復(fù)雜,尤其是對受體,手術(shù)時間長,損傷范圍大,故逐漸較少采用。

隨著研究的深入和技術(shù)的不斷進步,近年來,以雙側(cè)腎臟為供腎分別進行大鼠腎臟移植成為研究熱點。Grau等[4]在2003年報道了不阻斷主動脈和后腔靜脈血流的端端血管吻合雙側(cè)供腎大鼠原位腎移植模型。但建立移植腎血循環(huán)的公認難點仍沒有解決,即離斷的游離腎靜脈呈現(xiàn)管壁粘貼、攣縮團皺,吻合時難分清其前后壁,易縫至對側(cè)壁,易致吻合血管扭曲、瓶頸樣狹窄,耗時長。羅斐埜等報道在0.9%氯化鈉液中行腎靜脈的端端吻合成功解決了腎靜脈吻合這一技術(shù)難關(guān)。此外,李沙丹和邱江等通過優(yōu)化術(shù)式及過程,也獲得了穩(wěn)定的雙側(cè)供腎大鼠腎移植模型。與常規(guī)切取一側(cè)腎臟相比較,雙側(cè)供腎能夠減少供體動物的數(shù)量,且符合動物倫理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)原則,應(yīng)用前景廣泛。

2 血管重建技術(shù)

Fisher等最早提出使用供腎動靜脈與受體腹主動脈、后腔靜脈行端側(cè)吻合的方法,此方法需阻斷腹主動脈和后腔靜脈,尤其是后腔靜脈的阻斷,容易導(dǎo)致大鼠后半身血管形成血栓,死亡率很高;另外吻合過程中受者下半部分機體處于缺血狀態(tài),吻合結(jié)束開放血流后可以造成機體的缺血再灌注損傷,對受體有一定的生理干擾,容易影響實驗結(jié)果。Fabre等[5]對Fisher的模型進一步改進,采用供體腹主動脈、后腔靜脈分別與受體的腹主動脈、后腔靜脈行端側(cè)吻合。改進后的方法雖然血管吻合有所簡化,但仍未解決阻斷后腔靜脈所致的血栓問題,失敗率仍高。

近年來,我國學(xué)者對血管吻合方式進行了諸多改良。趙彥宗等[6]選用腸系膜上動脈和腎動脈經(jīng)改良sleeve技術(shù)吻合,下腔靜脈-腎靜脈通過臨時內(nèi)支架端-端吻合,全程肉眼操作。劉小友等[7]采用腹主動脈搭橋、硬膜外導(dǎo)管內(nèi)支架的方法重建動脈,其創(chuàng)新之處在于:手術(shù)設(shè)計巧妙地利用了腸系膜前動脈,使腹主動脈上下兩斷口的吻合均有內(nèi)支架,既可靠、又快捷。此外,還有一些其他血管吻合方法,如套疊縫合等。血管套疊吻合技術(shù)縫合針數(shù)少,速度快,操作簡便,可以明顯縮短動脈吻合時間。尚攀峰等[8]報道采用改良的套疊縫合技術(shù)使動脈吻合時間縮短到6～8 min。這些方法大多是對原有術(shù)式作一定改良,并未為國際上大多數(shù)研究者采用,原因在于雖然這些吻合方法可以顯著提高吻合速度,減少熱缺血時間,但血栓形成-吻合口狹窄等并發(fā)癥增加,故不推薦為建模的血管吻合方法。

而靜脈吻合多數(shù)采用供受體腔靜脈端—側(cè)縫合的Fabre[5]法以及供受體腎靜脈用袖套技術(shù)套扎吻合[9]兩種方法,均存在明顯不足,前者的主要問題是縫合時管壁塌陷、菲薄的靜脈壁相互粘貼,其斷端邊緣不易分開、辨認,準確縫合難度很大,需時長,易造成吻合口狹窄及血栓形成;后者采用袖套技術(shù)行腎靜脈套扎吻合雖然簡化了操作,明顯縮短了吻合時間,但在套扎部位供體靜脈如乳頭狀突入受體靜脈,血流在其周圍易形成渦流,易造成吻合口血栓形成。此外,人工制作的Cuff管內(nèi)外徑相差大,口徑較大的供腎靜脈穿過其內(nèi)腔時很容易形成人為狹窄,同時套扎時也不易操作,難度大,無法1人進行操作。使用支架進行血管吻合時,靜脈吻合時間大大縮短,而且簡便、可靠。Pahlavan等[10]也認為采用套管吻合的方法明顯增高吻合口狹窄及栓塞等并發(fā)癥的發(fā)生率,不推薦應(yīng)用于實驗?zāi)Ｐ?。而置入硬膜外?dǎo)管作為支架后,靜脈壁被完全撐起,不必擔(dān)心縫合到對側(cè)靜脈壁。

目前國際上推薦在外科顯微鏡下行供體腎動靜脈與受體同名血管端端吻合,在不阻斷大鼠體循環(huán)的情況下完成手術(shù)。國內(nèi)臧崇森[11]等在國際推薦術(shù)式的基礎(chǔ)上,采用腎動脈端端吻合、腎靜脈Cuff套管吻合建立大鼠移植模型,成功率高、符合腎移植實驗研究的需要。李家兵等[12]通過方法改進,采用供腎腹主動脈與受體腹主動脈端側(cè)吻合,用靜脈臨時支架管行供腎下腔靜脈與受體左腎靜脈作端端吻合,無需顯微鏡,在肉眼直視下建立了穩(wěn)定、可靠、易于掌握的大鼠腎移植模型,值得進一步推廣。

3 尿路重建技術(shù)

最早的尿路重建方案是采取輸尿管皮膚造瘺的方式,但由于容易并發(fā)感染及輸尿管狹窄,很快便被淘汰[13]。Daniller等[14]采用的輸尿管內(nèi)套管法,實踐證明其操作費時,吻合部位亦會因為缺血導(dǎo)致壞死、漏尿,因而沒有得以推廣應(yīng)用。Pietsch等[15]和Gu等[16]在輸尿管吻合時應(yīng)用支架管進行輸尿管-輸尿管吻合,雖可靠,但技術(shù)難度較大。

Silber等[17]開始采用供體輸尿管帶膀胱瓣與受體膀胱吻合的方法,獲得了較為穩(wěn)定的手術(shù)效果。但是,雙側(cè)輸尿管在背外側(cè)注入膀胱,幾乎接近膀胱頸部,又加上前列腺的腹葉貼附在膀胱的腹外側(cè)(雄性),如采用膀胱瓣法,在游離和切取膀胱時費時較多,而且難以保證輸尿管血供,過長輸尿管易扭曲、梗阻,在縫合膀胱時很難觀察輸尿管膀胱開口,易誤縫輸尿管開口。

為避免發(fā)生過長輸尿管扭曲,王雪圃等[18]將輸尿管自盲腸系膜處穿出,繞至腸襻上方,再下降至盆腔,將其膀胱瓣與受體膀胱壁切口縫合。該方案在一定程度上避免了輸尿管梗阻之虞,但是卻明顯加大了手術(shù)操作難度和延長了手術(shù)操作時間。應(yīng)用輸尿管端-端吻合技術(shù)完成尿路重建過程,吻合的斷端位置多選在平受體左腎下極,此處的輸尿管直徑較粗,便于吻合。最大的優(yōu)勢在于輸尿管切取及吻合過程中節(jié)約了時間,同時避免了輸尿管過長迂曲情況的發(fā)生,但是,由于大鼠輸尿管外徑僅 0.3 mm,吻合過程中要求術(shù)者有精湛的顯微外科操作基本功,同時,術(shù)中無法對吻合效果進行有效的檢測。因而,術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率會明顯增高。

王玉杰等[19]采用供體輸尿管直接植入膀胱的方法進行尿路重建,效果更好。其優(yōu)勢在于:(1)供體輸尿管切取及尿路重建過程操作簡單,不需要進行復(fù)雜的修整和精細的吻合過程,有效地節(jié)約了手術(shù)時間;(2)在重建過程中可以根據(jù)輸尿管的長度進行合適裁減,有效防止了由于輸尿管過長迂曲造成的梗阻情況的發(fā)生;(3)只需要間斷縫合膀胱切口1～2針,便可以完成確切的尿路重建;(4)術(shù)后合并出現(xiàn)尿路并發(fā)癥情況少。

總之,目前輸尿管重建的主要方法有:輸尿管-輸尿管吻合、輸尿管-膀胱吻合、膀胱-膀胱吻合、輸尿管帶膀胱瓣-膀胱吻合及輸尿管內(nèi)置支架法吻合等,其各具優(yōu)缺點。

4 自體腎臟切除時機

大鼠腎移植模型中,為觀察移植腎功能情況,需將受體原腎切除。一種為腎移植完成后立即切除原腎;另一種在腎移植完成后暫時保留原腎,待受體一般情況恢復(fù)后,于術(shù)后3～7 d再次開腹行原腎切除。前者與腎移植同期進行,不僅手術(shù)本身對受體造成的創(chuàng)傷較大,而且移植腎如不能即時充分發(fā)揮功能將導(dǎo)致受體很快死亡。后者雖有利于受體本身及移植腎的恢復(fù),但需在短期內(nèi)再次手術(shù),使受體再次遭受手術(shù)創(chuàng)傷并存在麻醉意外及腹腔感染的危險。國內(nèi)的學(xué)者認為擇期手術(shù)切除自體腎臟對大鼠的影響較小,具體的時間取決于實驗的觀察目的,為觀察生存率可在第3天或第5天切除腎臟;為觀察腎臟的病理變化則可以不切除自體腎臟。

5 結(jié) 語

大鼠移植模型是目前器官移植和腎臟相關(guān)疾病研究中最常用的動物模型,盡管目前已有多種建模方式,但仍存在技術(shù)較復(fù)雜、并發(fā)癥多等各種問題。如何建立一種穩(wěn)定、可靠、簡便、成功率高的大鼠腎移植模型,尚需進一步探索與研究。

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