Leczenie schyłkowej postaci przewlekłej niewydolności układu oddechowego transplantacją płuc – postępowanie śródoperacyjne

Pierwsza transplantacja płuc została wykonana przez Hardy´ego w 1963 r., w szpitalu uniwersyteckim w Mississippi. Dynamiczny rozwój tej formy terapii, nastąpił w latach osiemdziesiątych, kiedy w transplantologii wprowadzono cyklosporynę. W 1981 r. wykonano przeszczep serca i płuc, w 1983 r. transplantację jednego płuca, a w 1986 r. przeszczepiono dwa płuca jednemu biorcy [1]. Uwieńczeniem osiągnięć chirurgii transplantacyjnej płuc było wykonanie w 1989 r. sekwencyjnego przeszczepu dwóch płuc [2]. Ta metoda leczenia rozpowszechniła się w latach dziewięćdziesiątych. O ile liczba wykonywanych transplantacji serca i płuc nie ulega zmianie, to liczba przeszczepów płuc stale rośnie. Wydłuża się także lista oczekujących na tę formę leczenia.

Wskazaniami do transplantacji płuc oraz serca i płuc są najczęściej zaawansowane stadia przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP), restrykcyjnych postaci niewydolności oddechowej (zwłóknienie płuc) oraz choroby naczyń płucnych (pierwotne nadciśnienie płucne, zespół Eisenmengera). W najtrudniejszej sytuacji w czasie oczekiwania na liście biorców są chorzy obciążeni zwłóknieniem płuc. Wielu z nich umiera nie doczekawszy operacji.

Liczba dawców narządów utrzymuje się na stałym poziomie. Tylko od 15-20% dawców płuca kwalifikują się do pobrania. Restrykcyjne kryteria oceny płuc do przeszczepu zostały złagodzone wraz z rozwojem transplantologii [3]. Przeszczepianie płuc od tzw. „granicznych” dawców wiąże się z częstszą koniecznością zastosowania krążenia pozaustrojowego w czasie operacji, częstszym wystąpieniem obrzęku płuc o charakterze urazu niedokrwienno-reperfuzyjnego we wczesnym okresie pooperacyjnym ale wyniki ostateczne są dobre. Płuca od „granicznych” dawców wykorzystywane są do zabiegów transplantacji dwóch płuc.

Przeszczep serca i płuc zarezerwowany jest dla zespołu Eisenmengera i krańcowego stadium przewlekłej choroby płuc ze współistniejącą patologią serca, bez możliwości jej chirurgicznej korekcji.

Nie uzyskano dotąd jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, jaki rodzaj operacji jest optymalny w leczeniu określonej patologii płuc. Przeszczep jednego płuca to dobra metoda postępowania u osób z POChP [4, 5]. Wobec ograniczonej liczby dawców gwarantuje ona pomoc większej liczbie chorych. Trwa krócej, krótszy jest czas niedokrwienia allograftu, jest technicznie prostsza (mniej zespoleń), rzadziej wymaga zastosowania krążenia pozaustrojowego. Wczesny przebieg pooperacyjny bywa jednak trudniejszy ze względu na różną podatność przeszczepionego i własnego płuca. Z drugiej strony, przeszczep dwóch płuc umożliwia lepszą tolerancję wysiłku i większą rezerwę oddechową, co jest ważne w zwalczaniu ewentualnego odrzucania i infekcji. Lepsza jest też tolerancja zarostowego zapalenia oskrzelików, będącego odległym powikłaniem transplantacji. Częściej natomiast obserwuje się śródoperacyjne powikłania neurologiczne [6]. Przeszczep dwóch płuc wykonywany jest u chorych młodszych, aktywniejszych oraz ze schyłkową postacią zwłóknienia płuc [7].

W czasie transplantacji płuca konieczne jest zastosowanie wentylacji jednego płuca. Wymaga to użycia rurek intubacyjnych o podwójnym świetle lub przyrządów blokujących oskrzela. Te ostatnie znajdują zastosowanie przede wszystkim u dzieci, ponieważ nie są dostępne na rynku rurki dooskrzelowe o małych rozmiarach. U dorosłych stosowane są dwa rodzaje rurek o podwójnym świetle: do prawo- i lewostronnej intubacji dooskrzelowej. Intubacja dooskrzelowa płuca operowanego umożliwia korekcję położenia rurki z pomocą chirurga w czasie zabiegu. Z drugiej strony utrudnia działania chirurgiczne na głównym oskrzelu i sprzyja mechanicznemu uszkodzeniu mankietu uszczelniającego. Jest to powód, dla którego niektórzy anestezjolodzy są zwolennikami intubacji oskrzelowej po stronie nieoperowanego płuca.

Zróżnicowana anatomia dróg oddechowych powoduje, że stosowanie prawej rurki dooskrzelowej wymaga szczególnej uwagi. Duże prawdopodobieństwo zablokowania odejścia oskrzela do płata górnego zobowiązuje do bronchoskopowej weryfikacji jej umiejscowienia. Ocena kliniczna jest w tym przypadku niewystarczająca [8]. W okresie pooperacyjnym często występują zaburzenia oddychania spowodowane niedodmą płata górnego prawego płuca. W przypadkach, w których pojawia się konieczność wentylacji mechanicznej płuc po zabiegu, prawa rurka dooskrzelowa, w końcowej fazie znieczulenia, musi zostać zamieniona na rurkę dotchawiczą. Postępowanie takie u chorych z obrzękiem, dużą ilością wydzieliny i trudnymi warunkami intubacji może być niebezpieczne. Lewa rurka dooskrzelowa może natomiast być utrzymywana jeszcze przez krótki czas (1-2 doby) w oddziale intensywnej opieki pooperacyjnej.

Intubacja przy pomocy lewej rurki dooskrzelowej nie wymaga zazwyczaj bronchoskopii; wystarczająca jest kliniczna ocena jej położenia. Około 35% intubacji lewego oskrzela głównego należy jednak do trudnych i w tych przypadkach bronchoskop jest niezbędny [9, 10]. Dodatkowymi korzyściami takiego postępowania jest skrócenie czasu wykonania tego zabiegu i możliwość wypełnienia mankietu uszczelniającego pod kontrolą wzroku, co pozwala zapobiec nadmiernemu jego rozdęciu [10].

Istotne znaczenie ma dobór właściwego rozmiaru rurki. Slinger [10] proponuje dopasowanie rozmiaru rurki na podstawie płci i wzrostu: u kobiet o wzroście poniżej 160 cm zaleca zakładanie rurki o rozmiarze 35 F, powyżej 160 cm – 37 F; mężczyznom o wzroście poniżej 170 cm zaleca rozmiar rurki 39 F, wyższym niż 170 cm – 41 F. Inną stosowaną metodą jest ocena szerokości tchawicy w oparciu o badanie radiologiczne klatki piersiowej. Na tej podstawie ustalany jest właściwy rozmiar rurki dooskrzelowej [9, 11, 12, 13]. Trzeba przy tym uwzględnić obecność mankietu uszczelniającego, co oznacza, że należy dobierać rurkę o średnicy o 1-2 mm mniejszej niż kalkulowana szerokość oskrzela.

Regułę matematyczną stosuje się także do oceny głębokości na jaką należy wprowadzić rurkę. U chorych o wzroście 170 cm powinna być ona umieszczona na głębokości 28-29 cm i korygowana o 1 cm na każde 10 cm różnicy wzrostu [9]. Umiejscowienie rurki powinno być sprawdzane po każdej zmianie ułożenia chorego. Jest ono prawidłowe, jeśli ciśnienie szczytowe podczas wentylacji jednego płuca nie przekracza 150% ciśnienia obserwowanego w czasie wentylacji obu płuc [14]. Czułość tej metody wynosi 73%.

Dramatycznym powikłaniem transplantacji płuc jest infekcja układu oddechowego. Profilaktyka okołooperacyjna obejmuje zastosowanie antybiotyku o szerokim spektrum działania, skutecznego wobec Pseudomonas aeruginosa. Niektóre ośrodki stosują w profilaktyce cefepim lub ceftazydym i wankomycynę [2, 3]. Jeżeli wyizolowano patogen z dróg oddechowych biorcy lub dawcy, obowiązuje zastosowanie celowanego antybiotyku. W przypadkach braku informacji na temat flory bakteryjnej płuc dawcy i biorcy autorzy podają ceftazydym. Leczenie immunosupresyjne rozpoczyna się w dniu operacji. W czasie zabiegu chorzy otrzymują metyloprednizolon w dwóch dawkach po 500 mg: podczas indukcji i w okresie reperfuzji [15].

Monitorowanie układu krążenia w czasie operacji obejmuje EKG w pięciu odprowadzeniach. Uzyskanie wygodnego dostępu do pola operacyjnego w czasie transplantacji lewego płuca wymusza okresowy ucisk bocznej ściany serca. Obserwacja EKG pozwala w tym wypadku ocenić ryzyko niedokrwienia serca na podstawie uniesień odcinka ST znad ściany bocznej. Kolejne zmiany w EKG mogą się pojawić w okresie reperfuzji i są wynikiem przedostania się powietrza z żył płucnych do naczyń wieńcowych czy też hiperkaliemii, będącej konsekwencją wypłukiwania pneumopleginy. Ciśnienie tętnicze krwi mierzone jest metodą bezpośrednią w tętnicy promieniowej, co umożliwia też pobieranie krwi do badań gazometrycznych. W niektórych ośrodkach wprowadza się ciągły pomiar prężności gazów krwi tętniczej [16]. Bezwzględnie wskazane jest monitorowanie ciśnienia w tętnicy płucnej [15, 17]. Ciągłe monitorowanie OCŻ obowiązuje w czasie zabiegu transplantacji prawego płuca, kiedy chirurg w celu odsłonięcia pola operacyjnego uciska żyłę główną górną. Użycie echokardiografii przezprzełykowej, zalecane w czasie transplantacji płuca, nabiera szczególnego znaczenia u chorych obciążonych poważną chorobą układu krążenia [17].

Monitorowanie układu oddechowego oprócz badania gazometrycznego obejmuje pulsoksymetrię i kapnometrię. W czasie operacji obowiązuje utrzymanie normotermii, co jest kontrolowane przy pomocy czujnika ciepłoty umieszczonego w przełyku.

Wprowadzenie do znieczulenia ogólnego może powodować destabilizację układu krążenia. Spowodowane lekami anestetycznymi przytłumienie układu współczulnego jest przyczyną spadku rzutu minutowego serca i obniżenia ciśnienia tętniczego krwi. Wentylacja mechaniczna płuc ogranicza napływ żylny do serca i może zwiększać obciążenie następcze prawej komory przez zamknięcie drobnych odgałęzień tętnicy płucnej. Konsekwencją wzrostu ciśnienia w tętnicy płucnej jest rozszerzenie prawej komory, niedomykalność zastawki trójdzielnej i przesunięcie przegrody międzykomorowej w lewo. W ten sposób obniżone zostaje obciążenie wstępne lewej komory i jej podatność rozkurczowa. Zbyt płytkie znieczulenie lub hipoksja są przyczyną wzrostu ciśnienia w tętnicy płucnej z destabilizacją hemodynamiczną.

W indukcji znieczulenia stosuje się fentanyl, midazolam, propofol lub tiopental, pankuronium lub wekuronium. W podtrzymaniu znieczulenia znajduje zastosowanie izofluran albo wlew ciągły propofolu [15]. Zasadniczo nie korzysta się z podtlenku azotu, który istotnie zwiększa ciśnienie w mankietach uszczelniających rurki intubacyjnej. Może także powodować wzrost płucnych oporów naczyniowych. W czasie trwania operacji obniżenie ciśnienia tętniczego krwi należy korygować wlewem leków kurczących naczynia, rezygnując z wypełniania płynami łożyska naczyniowego. We własnym schemacie postępowania przy obniżeniu ciśnienia podawana jest noradrenalina do uzyskania wartości SAP w granicach 100 mm Hg. Znieczulenie zewnątrzoponowe jest zalecane przez niektóre ośrodki, ale większość wykorzystuje je do leczenia bólu pooperacyjnego, obawiając się destabilizacji układu krążenia po podaniu środka znieczulającego w trakcie zabiegu chirurgicznego [15, 17].

Podczas śródoperacyjnej wentylacji mechanicznej płuc V_T wynosi 6 ml kg^-1, f 8-12 min^-1 i F_IO₂ 1,0. Ciśnienie plateau nie powinno przekraczać 25 cm H₂O (2,45 kPa). W czasie wentylacji jednym płucem parametry te pozostają niezmienione. W przypadku hipoksemii stosowany jest PEEP – do 10 cm H₂O (0,98 kPa). Innym rozwiązaniem jest CPAP w niewentylowanym płucu przy pomocy 100% O₂ [18]. Dynamiczna hiperinflacja płuc (DHI – Dynamic Hyperinflation), zwana także pułapką powietrzną, może pojawić się w czasie wentylacji mechanicznej u osób z ciężką postacią choroby obturacyjnej płuc. Destabilizacja hemodynamiczna jest w tym przypadku konsekwencją przeniesienia wysokich ciśnień wewnątrz klatki piersiowej na układ żylny, co doprowadza do spadku napływu krwi do serca i obniżenia rzutu minutowego. Rozpoznanie DHI potwierdza test bezdechu. Chwilowe odłączenie chorego od układu oddechowego pozwala na opróżnienie płuc i przywrócenie prawidłowych parametrów hemodynamicznych. Dodatni test zobowiązuje do zmiany parametrów oddychania: objętość pojedynczego oddechu pozostaje niezmieniona, przepływ wdechowy należy zwiększyć do 60-100 l min^-1, czas wydechu wydłużyć (stosunek faz wdech: wydech 1:4 lub więcej) a częstość oddechów regulować w zakresie 4-10 min^-1. Przez cały czas chory powinien otrzymywać 100% O₂ [19]. Niskie wartości f prowadzą do zalegania dwutlenku węgla. Jego prężność we krwi> 100 mm Hg (13,3 kPa) jest dobrze tolerowana w czasie transplantacji i pozwala ustabilizować układ krążenia u chorych z DHI. W przypadkach nasilonej kwasicy oddechowej należy rozważyć podanie dwuwęglanu sodowego w dawce 1-3 mmol kg^-1 h^-1. Takie postępowanie wdraża się, jeżeli pH krwi spada poniżej 7,1 [19].

W czasie transplantacji płuc ogranicza się podaż krystaloidów na rzecz koloidów. Takie działanie ma na celu utrzymanie wysokiego ciśnienia koloido-osmotycznego krwi. Udowodniono też, że stosowanie krystaloidów powoduje akumulację płynu w płucu i pogorszenie dyfuzji gazów. Nadmierna podaż płynów nasila także uraz niedokrwienno-reperfuzyjny przeszczepionego płuca. Drenaż limfatyczny płuc po pneumektomii zostaje poważnie uszkodzony, co przyczynia się do gromadzenia płynu w płucach. Nadmierne rozdęcie płuc w czasie wentylacji dodatkowo upośledza odpływ chłonki. Drenaż limfatyczny utrudnia także wysokie ciśnienie żylne, charakterystyczne dla śródoperacyjnej niewydolności prawokomorowej [20].

Zaburzenia funkcji przeszczepionego płuca pojawiają się u 10-20% chorych po transplantacji. Objawiają się one jako hipoksemia, nadciśnienie płucne i obrzęk [21]. Przyczyną tego stanu jest uraz niedokrwienno-reperfuzyjny płuca. Główną rolę w powstawaniu nadciśnienia płucnego grają zaburzenia funkcji śródbłonka (kurcz naczyń, przerost błony wewnętrznej). U chorych z niedostatecznym utlenowaniem krwi stosowany jest droga wziewną tlenek azotu (NO). Rozszerza on naczynia płucne wokół wentylowanych pęcherzyków, co poprawia redystrybucję krwi i stosunek wentylacji do perfuzji oraz obniża śródpłucny przeciek żylny. Poprawia stosunek pO₂/F_IO₂, obniża naczyniowe opory płucne i ciśnienie w tętnicy płucnej. Ochronne działanie NO na śródbłonek naczyń i sekwestrację neutrofilów w płucach pozwala uniknąć urazu niedokrwienno-reperfuzyjnego lub złagodzić jego objawy [22, 23]. Stosowany jest w czasie reperfuzji w stężeniu nieprzekraczającym 30 ppm [24]. Metabolizm NO wiąże się z powstawaniem methemoglobiny, dlatego w czasie terapii należy monitorować jej stężenie. Przejściowa methemoglobinemia poddaje się leczeniu kwasem askorbinowym. Tlenek azotu nie powoduje zjawiska tachyfilaksji.

Ciągle żywa jest dyskusja co do przydatności NO w zapobieganiu urazu niedokrwienno-reperfuzyjnego. Jednoznacznie potwierdzono jego wpływ na obniżenie ciśnienia w tętnicy płucnej i poprawę oksygenacji w przypadkach wystąpienia powikłań reperfuzyjnych [25]. W przyjętym przez autorów protokole postępowania tlenek azotu stosowany jest w okresie reperfuzji i jeśli nie stwierdza się zaburzeń utlenowania, wysokich ciśnień w tętnicy płucnej i zaburzeń funkcji prawej komory serca, stosunkowo szybko jest odstawiany.

Inne preparaty terapeutyczne obniżające ciśnienie w tętnicy płucnej (azotany, prostaglandyny) podawane są dożylnie do naczyń krążenia systemowego, przez co mogą powodować hipotensję i w konsekwencji zaburzenia przepływu wieńcowego oraz nasilenie przecieku śródpłucnego [24]. Drogą wziewną stosuje się też prostacykliny, w dawce 10 ng kg^-1 min^-1. Jednoczasowe zastosowanie NO i aerozolu prostacykliny w okresie reperfuzji działa silniej niż sam tlenek azotu [24].

Konieczności zastosowania krążenia pozaustrojowego (ECC – Extracorporeal Circulation) w czasie transplantacji płuca nie da się przewidzieć. Zazwyczaj nie można uniknąć tej procedury u chorych z nadciśnieniem płucnym, zarówno pierwotnym jak i wtórnym w przebiegu POChP lub zwłóknienia. Innymi wskazaniami do zastosowania ECC jest pojawiająca się w czasie zabiegu hipoksja, hiperkapnia, niestabilność hemodynamiczna oraz zła tolerancja wentylacji jednym płucem. Działaniami, które pozwalają na uniknięcie krążenia pozaustrojowego są: wczesne zamknięcie tętnicy płucnej po stronie operowanej, dożylne podawanie leków wpływających na naczynia (dopamina, dobutamina, nitrogliceryna, prostacyklina) czy zastosowanie tlenku azotu [26].

Krążenie pozaustrojowe wywołuje odpowiedź prozapalną organizmu trudną do odróżnienia od zmian niedokrwienno-reperfuzyjnych. Nadmiar płynów krystalicznych podawanych w czasie ECC doprowadza do ich gromadzenia w płucach. Konsekwencją hemodilucji jest koagulopatia z koniecznością przetaczania krwi i jej preparatów. Siarczan protaminy, podawany celem neutralizacji heparyny, może być przyczyną dramatycznego wzrostu ciśnienia w tętnicy płucnej lub reakcji anafilktycznej. Hipoperfuzja trzewna w czasie krążenia pozaustrojowego, rozpad elementów morfotycznych krwi z uwalnianiem wolnej hemoglobiny grozi niewydolnością nerek. Wszystkie wymienione czynniki mogą, teoretycznie, pogarszać wyniki transplantacji płuc. Tymczasem wieloośrodkowe badania nie potwierdzają tych obaw [27]. Brak obiektywnych dowodów potwierdzających niekorzystne konsekwencje użycia krążenia pozaustrojowego podkreślają zwolennicy metody. W ich opinii ECC pozwala zachować równowagę pomiędzy uwalnianiem pro- i antyzapalnych czynników, a uszkodzenie płuc jest wynikiem reakcji niedokrwienno-reperfuzyjnej a nie poperfuzyjnej [28]. Pewną alternatywą krążenia pozaustrojowego jest ECMO ( Extracorporeal Membrane Oxygenation) [29].

Zakończony powodzeniem zabieg transplantacji płuc to zaledwie pierwsza, wstępna część całego leczenia. Wczesny okres pooperacyjny wymaga wentylacji płuc o różnej podatności (w przypadkach przeszczepu jednego płuca), zapobiegania niewydolności prawej komory serca i ograniczenia skutków urazu niedokrwienno-reperfuzyjnego. W tym czasie istnieje wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia infekcji i odrzucania przeszczepu. Nie bez znaczenia w utrzymaniu prawidłowej funkcji odnerwionych płuc jest też prawidłowo prowadzona fizjoterapia.