A Standardized Pig to Macaque Heterotopic Heart Xenotransplantation Model

Yuan Chang; Kai Xing; Xiumeng Hua; Jiangping Song

doi:10.3791/68757

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Research Article

نموذج زرع القلب غير المتجانس غير المتجانس من الخنزير إلى المكاك

DOI: 10.3791/68757

November 4, 2025

Yuan Chang^1,2,3, Kai Xing^1,2,3, Xiumeng Hua^1,2,3, Jiangping Song^1,2,3,4,5,6

¹Department of Cardiac Surgery, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, ²Beijing Key Laboratory of Pre-clinical Research and Evaluation for Cardiovascular Implant Materials, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, ³Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, ⁴Department of Cardiac Surgery, Fuwai Yunnan Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences,Affiliated Cardiovascular Hospital of Kunming Medical University, ⁵Shenzhen Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences, ⁶Sanya Institute of China Agricultural University

Cite Watch Download PDF Download Material list

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Summary

تقدم هذه الدراسة نموذجا لزرع القلب البطني غير المتجانس قبل السريري باستخدام خنازير المكاك α-Gal بالضربة القاضية (GTKO). يشتمل النموذج على اختيار المتلقي الأمثل ، وتقنيات مفاغرة الأوعية الدموية ، واستراتيجيات الإدارة المحيطة بالجراحة. إنها مناسبة لتقييم العوامل المثبطة للمناعة الجديدة وتوفر منصة ملائمة للنهوض بزراعة القلب.

Abstract

على الرغم من إحراز تقدم كبير في زراعة القلب ، إلا أن التحديات مثل المطابقة بين المتبرعين والمتلقي ، والرفض بوساطة الأجسام المضادة ، والخلل الوظيفي الأولي في الكسب غير المشروع ، والتخثر بعد الجراحة لا تزال دون حل. بالمقارنة مع زراعة العظام ، توفر زراعة القلب البطني غير المتجانسة إجراء أبسط من الناحية الفنية وتسمح للمتلقي بالبقاء على قيد الحياة بشكل مستقل عن وظيفة الكسب غير المشروع ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لدراسة الرفض المناعي الغريب. في البلدان التي يحظر فيها استخدام البابون كحيوانات تجريبية ، تمثل المكاك البديل الأنسب لدراسة الرفض المناعي في زرع القلب. ومع ذلك ، فإن حجم جسم المكاك الأصغر يمثل تحديات أكبر في اختيار المتبرعين والتقنيات الجراحية. أنشأت هذه الدراسة نموذجا غير متجانس لزرع القلب البطني باستخدام الخنازير المكاك α-Gal (GTKO) ، بما في ذلك التحسين المنهجي لاختيار المتلقي ، وتقنيات مفاغرة الأوعية الدموية ، والإجراءات أثناء الجراحة ، والإدارة المحيطة بالجراحة. يتيح النموذج الحالي خزعات الكسب غير المشروع المتكررة ، مما يوفر منصة قيمة لتقييم استراتيجيات جديدة لكبت المناعة والتحقيق في آليات رفض الكائنات الجنائية.

Introduction

يوفر زرع القلب أملا جديدا للمرضى الذين يعانون من قصور القلب في المرحلة النهائية والذين يحتاجون إلى عملية زرع ولكنهم غير قادرين على تلقي عضو متبرع مناسب بسبب نقص المتبرعين. في دراسات التقييم قبل السريرية ، حققت زراعة القلب الداعمة للحياة فترات بقاء تصل إلى تسعة أشهر ، مستوفية معايير الفعالية المطلوبة لبدء التجارب السريرية البشرية¹. بناء على هذه النتائج ، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على استخدام الوصول الموسع لحالتين سريريتين من زرع القلب باستخدام قلوب متبرعين معدلة وراثيا. على الرغم من أن هذه الحالات السريرية قد أثبتت جدوى زرع القلب ، فقد ظهرت العديد من التحديات التي لم يتم حلها ، بما في ذلك تضخم القلب غير الطبيعي والرفض بوساطة الأجسام المضادة²^،³^،⁴^،⁵. لذلك ، من الضروري إجراء المزيد من الدراسات قبل السريرية في النماذج الحيوانية الكبيرة في ظل ظروف الممارسة المختبرية الجيدة لتوفير بيانات إضافية وتطوير أنظمة جديدة مثبطة للمناعة لضمان سلامة التجارب السريرية البشرية المستقبلية.

لا يقتصر البقاء على المدى الطويل للغشاءات الغريبة للقلب التقويمي على الرفض فحسب ، بل يقتصر أيضا على الخلل الوظيفي الأولي في الكسب غير المشروع. تم الإبلاغ عن معدل الإصابة الإجمالي بالخلل الوظيفي الأولي من حوالي 40٪ إلى 60٪ عبر فرق البحث المختلفة⁴^،⁶^،⁷. نظرا لزيادة قابلية قلوب المتبرعين بالخنازير للإصابة الإقفارية ، طورت بعض المجموعات أجهزة نضح منخفض الحرارة لتقليل حدوث خلل في الكسب غير المشروع الأولي. ومع ذلك ، لا يزال من الصعب السيطرة على تضخم القلب بعد الجراحة. حتى مع مستقبلات هرمون النمو (GHR) الخنازير المانحة بالضربة القاضية ، قد تتعرض وظيفة القلب للخطر بسبب غياب GHR ، وبالتالي الحد من جدوى الكسب غير المشروع على المدى الطويل²^،³. في هذا السياق ، تقدم عملية زرع القلب غير المتجانسة العديد من المزايا: فهي تتجنب التحميل المسبق واللاحق المفرطة ، وتبسيط العملية الجراحية ، وتقلل من إجمالي الوقت الإقفاري⁸^،⁹. يعكس هذا النموذج بشكل أفضل إصابة الكسب غير المشروع المدفوعة بالرفض الغريب ، وعلى عكس الزرع التقويمي ، فإن زرع القلب غير المتجانس يتيح بقاء الكسب غير المشروع على المدى الطويل ، وقطع البطن المتكرر للخزعات في الجسم الحي ، والمراقبة المطولة للتنشيط المناعي ووظيفة الخلايا المناعية الديناميكية. إنه بمثابة نموذج قيم للتحقيق في آليات رفض المناعة الغريبة ولتقييم فعالية وسلامة الاستراتيجيات المثبطة للمناعة الجديدة¹⁰^،¹¹.

ومع ذلك ، فإن معظم نماذج زرع القلب غير المتجانسة في البطن قد استخدمت البابون كمتلقي ، لكن شراء البابون كحيوانات تجريبية لا يزال يمثل تحديا في العديد من البلدان. في المقابل ، فإن المكاك هي الرئيسيات غير البشرية الأكثر استخداما ولها تماثل عالي في النشوء والتطور مع البشر¹² ، مما يجعلها بديلا عمليا لأبحاث زرع الأزراع. ومع ذلك ، فإن حجم جسمها الأصغر بكثير مقارنة بقرود البابون يتطلب تعديلات بروتوكول جراحي محددة لاستيعاب أبعادها التشريحية المميزة.

تقدم هذه الدراسة بروتوكولا خطوة بخطوة لزرع القلب غير المتجانس من خنزير المكاك إلى المكاك. يهدف استخدام الخنازير بالضربة القاضية α-Gal (GTKO) في المقام الأول إلى منع الرفض الحاد ، والذي قد يؤدي إلى فشل الكسب غير المشروع في غضون دقائق بعد زرع القلب. وهي منظمة على النحو التالي: (1) مبادئ المطابقة بين الخنازير المانحة المكاك المتلقية. (2) تحسين الإجراء الجراحي لزرع القلب غير المتجانس. و (3) الإدارة المحيطة بالجراحة. تهدف هذه الدراسة إلى نشر تقنيات الزرع هذه لتسهيل قابلية المقارنة عبر فرق البحث وتعزيز قابلية التكاثر والأهمية الانتقالية لدراسات زراعة القلب.

Protocol

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات في مستشفى فواي (FWAEC-JL-010-1 / 0-2020). تم استخدام ذكور المكاك التي تزن >9 كجم وتتراوح أعمارها بين 10-15 عاما ، وذكور خنازير باما المصغرة التي تزن 5-6 كجم (~ 60 يوما) لتقليل ضغط البطن. أعطيت الأولوية لقرود المكاك ذات الجسم الأكبر لمنع ضغط البطن من قبل قلب المتبرع ولاستيعاب نمو ما بعد الزرع. يتم سرد الكواشف والمعدات المستخدمة في جدول المواد.

1. معايير اختيار المتبرعين والمتلقين

اختيار المكاك المستلم
1. فحص الأجسام المضادة الموجودة مسبقا: استخدم قياس التدفق الخلوي لتقييم مستوى الأجسام المضادة الغريبة مسبقة التشكيل ، مما يتيح اختيار المتلقين ذوي المخاطر المناعية المنخفضة.
  ملاحظة: في هذا الفحص ، يتم عزل الخلايا البطانية للخنازير GTKO من الشريان الأورطي الخنازير GTKO من خلال الهضم الأنزيمي ، كما هو موضح سابقا¹³.
  1. احتضان الخلايا البطانية الخنازير GTKO مع البلازما المتلقية.
  2. تحديد كمية ارتباط IgM و IgG من المكاك بخلايا الخنازير باستخدام الأجسام المضادة الثانوية المسماة بالفلورسنت ضد المكاك IgM و IgG. حدد المتلقين الذين لديهم مستويات منخفضة من الأجسام المضادة مسبقة التشكيل.
2. التقييم الصحي الأساسي: إجراء الكيمياء الحيوية في المصل ، وتعداد الدم الكامل ، واختبارات وظيفة التخثر لتأكيد وظيفة الجهاز الأساسي المناسبة.
معايير اختيار الخنازير المانحة
1. فحص تخطيط صدى القلب: حدد الخنازير المانحة ذات الوظيفة الطبيعية للبطين الأيسر والأيمن ، ولا توجد تشوهات هيكلية أو وظيفية في صمامات القلب ، وكسر طرد أكبر من 65٪ ، ولا يوجد دليل على ارتفاع ضغط الدم الرئوي.
2. مطابقة الجنس: اختر الخنازير المانحة من نفس جنس المتلقي.
3. فصيلة الدم: حدد الخنازير المانحة التي تحتوي على فصيلة الدم O.

2. التحضير قبل الجراحة

التخدير والتخدير
1. التخدير: يتم تحفيز المكاك بالكيتامين (10 ملغ/كغ) والميدازولام (1 ملغ/كغ) (باتباع البروتوكول المعتمد من المؤسسات). بعد التحريض، يجب الحفاظ على التخدير باستخدام الأيزوفلوران (2٪-3٪) بالإضافة إلى ديكسميديتوميدين (1 ميكروغرام/كغ/ساعة) والبروبوفول (1-2 ملغ/كغ/ساعة).
2. التنبيب: تنبيب الخنزير المتبرع بأنبوب القصبة الهوائية 5.0 مم. قم بتنبيب المكاك المتلقي بأنبوب القصبة الهوائية 5.5 مم.
3. إدخال قسطرة الحالب: إدخال قسطرة بولية مزدوجة التجويف 6-F في المكاك; حذف في خنزير المانح.
تحضير وتطهير الحقول الجراحية
1. تحضير الجلد: قص الشعر من الصدر والرقبة والبطن والظهر والأطراف.
2. التطهير: افرك المناطق المحلوقة باستخدام بوفيدون اليود ، بما في ذلك الحوافر (الخنازير) أو اليدين والقدمين ().
وضع القسطرة الوريدية المركزية في المتلقي
1. تحديد الموضع: ضع المكاك المتلقية في استلقاء جانبي جزئي أيسر مع ارتفاع الكتف لتحسين تعرض منطقة عنق الرحم اليمنى. حدد الوريد الوداجي الداخلي الأيمن كموقع مفضل للوصول الوريدي المركزي.
2. التعقيم واللف: تطهير ولف المجال الجراحي باستخدام بوفيدون اليود باتباع الإجراءات المعقمة القياسية.
3. الشق والتعرض للأوعية الدموية: قم بعمل شق بطول 5 سم حوالي 1 سم وسطي للعضلة القصية الترقوية الرقائية ، بالتوازي مع حدودها الداخلية. قم بإجراء تشريح حاد للفافة وسحب العضلات بشكل جانبي.
  1. تحديد الوريد الوداجي الخارجي ، الذي يقع سطحيا وخارج غمد السبات. ربط بعناية فروع التواصل الصغيرة من الوريد الوداجي الداخلي. افتح غمد السباتي لكشف الوريد الوداجي الداخلي والعصب المبهم والشريان السباتي.
4. إدخال القسطرة: أدخل قسطرة وريدية مركزية ثلاثية التجويف 8-F باستخدام تقنية النفق الرجعي. قم بتوصيل الطرف القريب من القسطرة بإبرة النفق في ظل ظروف معقمة واسحبها عبر النفق إلى شق الرقبة.
  1. قم بإخراج الطرف البعيد عند منتصف لوح الكتف. قم بقص القسطرة بطول مناسب لضمان وصول طرفها إلى تقاطع الوريد الأجوف العلوي والأذين الأيمن.
5. إغلاق الشق: أغلق الجرح في طبقات. أغلق اللفافة والأنسجة تحت الجلد باستخدام 3-0 خيوط قابلة للامتصاص ، وأغلق الجلد ب 1-0 خيوط حريرية. تأكد من التغطية الكاملة والتثبيت الآمن للقسطرة أسفل الطبقة اللفافية لتقليل مخاطر العدوى.
  1. استخدم القسطرة الوريدية المركزية كمسار حاسم للوصول إلى السوائل لإعطاء الأدوية بعد الجراحة وإنعاش الحجم في المكاك. قم بإجراء تعقيم بوفيدون اليود يوميا وضمادة الشاش المعقمة للحفاظ على سلامة القسطرة ومنع العدوى.
  2. حافظ على القسطرة الوريدية المركزية في الموقع حتى إجراء التضحية النهائي لضمان وصول الأوعية الدموية بشكل موثوق.

3. جراحة المتلقي (مرحلة ما قبل الزرع)

شق خط الوسط في البطن
1. اختيار الشق: قم بعمل شق في خط الوسط في البطن بطول 12-15 سم تقريبا (الشكل 1 أ).
2. تفاصيل الشق: شق بالتتابع من خلال الجلد ، اللفافة السطحية ، الخط الألبا ، اللفافة المستعرضة ، واللفافة تحت الصفاق (بما في ذلك الدهون خارج الصفاق) ، ثم شق الصفاق الجداري للوصول إلى تجويف البطن. استخدم شفرة جراحية # 23 لشق الجلد والكي الكهربائي لتشريح الأنسجة بشكل أعمق لتحقيق القطع والإرقاء في وقت واحد.
استكشاف البطن وإدارة الأمعاء
1. انحلال الالتصاق: استكشف تجويف البطن لتقييم الالتصاقات ، مع التركيز على وجود التصاقات بين الأمعاء وجدار البطن. في حالة وجودها ، قم بتشريح الالتصاقات بعناية باستخدام الكي الكهربائي لتقليل إصابة الأنسجة وتقليل خطر انسداد الأمعاء الميكانيكي بعد الجراحة.
2. حماية الأمعاء: قم بإخراج الأمعاء الدقيقة برفق وضعها على شاش رطب معقم للحماية لكشف الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي.
التعرض للشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي
1. تعبئة الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي: قم بتشريح الأنسجة المحيطة بعناية من الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي ، مما يقلل من خطر إصابة الأوعية الدموية والنزيف. كشف الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي بين أصول الشرايين الكلوية وتشعب الشرايين الحرقفية بشكل كامل قدر الإمكان.
2. التعامل مع فروع الأوعية الدموية: الحفاظ على الشريان المساريقي السفلي والوريد المصاحب له أثناء التشريح. الحفاظ بدقة على جميع الفروع القطنية.

4. شراء قلب المتبرع

متوسط بضع القص وتعبئة الأوعية الدموية
1. بضع القص المتوسط: قم بإجراء بضع القص في خط الوسط للوصول إلى التجويف الصدري (الشكل 1 ب). قسم عظمة القص المانحة بعناية باستخدام سكين القص Lebsche.
2. تعبئة الأوعية الدموية: بعد تعريض التجويف الصدري ، قم بشق التامور وتشريح بدقة لفصل الشريان الأورطي الصاعد والشريان الرئوي الرئيسي.
لقط الأوعية الدموية وتبريد القلب
1. لقط الأوعية: ضع خياطة 4-0 من سلسلة المحفظة في جذر الأبهر ، ثم أدخل قنية شلل القلب قبل الاستخدام مرة واحدة لشلل القلب (الشكل 1 ج). قم بتثبيت الوريد الأجوف العلوي والسفلي بالتتابع ، متبوعا بتثبيت الشريان الأورطي الصاعد.
  1. مباشرة بعد لقط الأبهر المتقاطع ، قم بشق الأوردة الرئوية والوريد الأجوف السفلي لتخفيف الضغط ، مما يضمن أن الشقوق كبيرة بما يكفي لتصريف كاف.
2. تبريد القلب: شفط تجويف التامور لتفريغ الدم المتبقي ، ثم غمر القلب على الفور في محلول ملحي معقم مثلج لتحقيق بيئة منخفضة الحرارة (0-4 درجة مئوية).
شلل القلب ومراقبة التروية
1. شلل القلب: حافظ على ضغط التروية عند 150 مم زئبق باستخدام كيس الضغط. قم بتغذية قلب المتبرع بوزن الجسم 30 مل / كجم من محلول HTK (على سبيل المثال ، 150 مل لخنزير 5 كجم).
2. مراقبة التروية: قم بملامسة جذر الأبهر والبطين الأيسر في نفس الوقت للتحقق من الضغط المناسب لتوصيل شلل القلب ومنع انتفاخ البطين. بعد الانتهاء من ضخ شلل القلب ، تأكد من السكتة القلبية عن طريق الجس والفحص البصري. تأكد من عدم وجود أي رجفان عضلة القلب ، ثم المضي قدما في استئصال قلب المتبرع.
استئصال القلب والحفاظ عليه
1. استئصال القلب: بعد شلل القلب, ضع ثلج إضافي على تجويف التامور (الشكل 1D). ارفع القلب برفق وقم بقطع الوريد الأجوف السفلي والأوردة الرئوية بالتتابع باستخدام مقص جراحي. توخي الحذر بشكل خاص لتجنب إصابة الوريد الأجوف العلوي والأذين الأيمن عند تقسيم الوريد الرئوي العلوي الأيمن.
  1. حماية القصبة الهوائية مع فصل الجدار الخلفي للأذين الأيسر. بمجرد أن يصل التشريح إلى مستوى سقف الأذين الأيسر والشرايين الرئوية ، ضع القلب مؤقتا مرة أخرى في تجويف التامور.
  2. فصل وقطع القوس الأبهري القريب والوريد الأجوف العلوي لفضح الجذع الرئوي. استمر في التشريح على طول مستويات الأنسجة باتجاه السقف الأذيني الأيسر ، مما يسمح بإزالة القلب والأوعية الدموية الكبيرة.
    ملاحظة: ربط جذع الوريد الأزيغوس بإحكام بعد استئصال القلب لمنع النزيف.
2. الحفاظ على القلب: اغمر القلب المزروع على الفور في محلول ملحي مثلج للحفظ. بالإضافة إلى ذلك ، قم بدمج قلب المتبرع بمحلول آخر من جامعة ويسكونسن (UW) بحجم 30 مل / كجم ، حيث يوفر محلول UW حماية فائقة لعضلة القلب (الشكل 1E).
الاختلافات الرئيسية عن شراء قلب المتبرع البشري
1. إعدادات ضغط التسريب: اضبط ضغط التروية في كيس الضغط على 150 مم زئبق ، وهو ما يعتبر الأمثل لتروية عضلة القلب.
2. وضع المشبك الأبهري المتقاطع: نظرا لأن الخنازير لها فرعان رئيسيان فقط من قوس الأبهر ، فإن الجذوع العضدية الرأسية اليمنى واليسرى ، ضع المشبك المتقاطع بين هذه الفروع. قم بربط الجذع العضدي الرأسي الأيمن بخيوط حريرية قبل التثبيت المتقاطع للحفاظ على طول أطول للشريان الأورطي المتبرع.
3. استراتيجية تخفيف الضغط البطيني: لتقليل فرط انتفاخ البطين والحد من الوقت الإقفاري ، قم بفك ضغط البطين الأيسر فقط بشكل روتيني. إذا بدأ البطين الأيمن في الانتفاخ ، فافتح الوريد الأجوف العلوي فوق الوريد الأزيجوس. إذا تضخم البطين الأيسر ، فقم بشق الوريد الرئوي الأيمن ومد الجرح باتجاه النقير الرئوي الأيمن.

5. زرع قلب متبرع

تحضير قلب المتبرع
1. تحضير قلب المتبرع: أغلق بإحكام الوريد الأجوف العلوي للمتبرع ، والوريد الأجوف السفلي ، وفتحات الوريد الرئوي في الأذين الأيسر باستخدام خيوط 4-0 برولين.
2. الحفاظ على العقدة الجيبية الأذينية: الحفاظ على الوريد الأجوف العلوي للمتبرع والعقدة الجيبية الأذينية الموجودة بالقرب من الزائدة الأذينية اليمنى.
مفاغرة الشريان الرئوي من طرف إلى جانب إلى الوريد الأجوف السفلي
1. الهيبارينيزة: يتم إعطاء 5,000 وحدة من الهيبارين الصوديوم عن طريق الوريد إلى المكاك المتلقي قبل مفاغرة القلب من المتبرع لمنع تكون الجلطة.
2. مفاغرة الشريان الرئوي: ضع مشبك عرضي غير رضحي من ديباكي على الوريد الأجوف السفلي المتلقي. قم بإنشاء شق طولي أكبر قليلا من الشريان الرئوي المتبرع لتقليل تضيق ما بعد الجراحة.
  1. باستخدام خياطة برولين مزدوجة الذراع 5-0 ، ابدأ المفاغرة عند موضع الساعة 12 عن طريق إدخال إبرة واحدة من الداخل (الجانب اللمني) للوعاء المتلقي إلى الخارج. أدخل الإبرة الأخرى من جانب الشريان الرئوي المتبرع ، مرورا من التجويف إلى الخارج عند وضع الساعة 12 المقابل.
  2. اربط العقدة الأولية على جدار الوعاء الخارجي. عكس اتجاه الإبرة ، مرورا من الخارج إلى تجويف الشريان الرئوي المتبرع. استمر في الخياطة المستمرة في اتجاه عقارب الساعة باتجاه وضع الساعة 6 ، باستخدام خطاف عصبي للحفاظ على توتر الخياطة.
  3. قم بتدوير القلب لفضح الجانب الآخر ، وقم بالتبديل إلى الإبرة الأخرى ، وخياطة الجدار المقابل من الساعة 12 إلى الساعة 6 صباحا بنمط دخول إبرة من الخارج إلى الداخل على الوعاء المتلقي ومن الداخل إلى الخارج على الوعاء المتبرع ، واستكمال مفاغرة من طرف إلى جانب.
3. الإخلاء الجوي: قبل تأمين العقدة النهائية ، قم بحقن محلول ملحي في موقع مفاغرة لضمان إخلاء الهواء بالكامل. قم بإخماد الشريان الرئوي المتبرع باستخدام مشبك الأوعية الدموية غير الرضحي ، ثم حرر المشبك الوعائي الوريدي الأجوف السفلي بالتتابع (الشكل 1F).
مفاغرة الشريان الأورطي المتبرع من طرف إلى جانب للشريان الأورطي البطني المتلقي
1. مفاغرة الأبهر: قم بتثبيت الشريان الأورطي البطني المتلقي جزئيا باستخدام المشبك العرضي اللارضحي DeBakey. قم بعمل شق طولي أكبر قليلا من قطر الشريان الأورطي المتبرع لمنع تضيق ما بعد الجراحة.
  1. باستخدام خياطة برولين مزدوجة الذراع 5-0 ، ابدأ المفاغرة عن طريق إدخال الإبرة في موضع الساعة 12 من الداخل (الجانب اللمني) للشريان الأورطي المتلقي إلى الخارج. أدخل الإبرة الأخرى من الشريان الأورطي المتبرع عند موضع الساعة 12 ، أيضا من الداخل إلى الخارج ، واربط الغرزة الأولى على جدار الوعاء الخارجي.
  2. عكس اتجاه الإبرة ، مرورا من الخارج إلى الداخل على الوعاء المتبرع ، وخياطة باستمرار في اتجاه عقارب الساعة إلى موضع الساعة 6 ، مع الحفاظ على توتر الخياطة باستخدام خطاف عصبي. اقلب القلب لفضح الجانب الآخر ، واعكس اتجاه الإبرة وفقا لذلك (من الخارج إلى الداخل على الوعاء المتبرع ، من الداخل إلى الخارج على الوعاء المتلقي) ، وخياطة مستمرة من الساعة 12 إلى الساعة 6 صباحا ، لإكمال مفاغرة من طرف إلى آخر.
2. إخلاء الهواء: قبل ربط العقدة النهائية ، قم بحقن محلول ملحي في مفاغرة لإزالة الهواء. حرر المشبك الوعائي الأبهري البطني بالتتابع لاستعادة الدورة الدموية (الشكل 1G).
إعادة التروية وإزالة الرجفان
1. الوقاية من الرجفان البطيني: يتم تطبيق الليدوكائين بجرعة 3 ملغ/كغ عن طريق الوريد قبل إعادة التروية لمنع الرجفان البطيني. راقب قلب المتبرع بحثا عن تقلصات تلقائية في غضون دقيقتين.
2. إزالة الرجفان: في حالة حدوث رجفان بطيني ، قم بتطبيق إزالة الرجفان المباشر عن طريق وضع المجاذيف على اتصال مباشر مع كلا السطحين البطيني (اليسار واليمين) وتوصيل صدمة ثنائية الطور 5 جول. كان إجمالي الوقت الإقفاري لقلب المتبرع حوالي 57.5 دقيقة ± 6.1 دقيقة (الجدول 1).
وضع الصرف
1. تصريف الضغط السلبي: ضع أنبوب تصريف بالضغط السلبي في تجويف البطن لمنع تراكم السوائل بعد الجراحة ومراقبة النزيف النشط.
2. مؤشر لإزالة الصرف: راقب حجم التصريف بعد الجراحة وقم بإزالة استنزاف البطن عندما ينخفض الناتج لمدة 24 ساعة إلى أقل من 25 مل.
إغلاق البطن
1. إغلاق البطن والفحص بالموجات فوق الصوتية: أغلق جدار البطن في طبقات ، بالقرب من اللفافة والأنسجة تحت الجلد بخيوط قابلة للامتصاص 3-0 ، وأغلق الجلد بخيوط حريرية 1-0. قم بإجراء الموجات فوق الصوتية للبطن بعد الجراحة لتقييم نشاط القلب (الشكل 1H).

6. إدارة ما بعد الجراحة ومراقبة الكسب غير المشروع

إرشادات المراقبة والرعاية العامة
1. المراقبة السلوكية والأعراض: مراقبة حالة المتلقي باستمرار خلال الأسبوعين الأولين بعد الجراحة باستخدام المراقبة بالفيديو. قم بإجراء تقييمات يومية للسلوك والشهية وانتفاخ البطن وضيق التنفس والوذمة والتغوط والتبول الطبيعي.
  1. مراقبة وزن الجسم ، والحالة البدنية العامة ، والتئام الشق الجراحي ، وعدوى القسطرة الوريدية المركزية المحتملة ، ومظهر الغشاء المخاطي ، وتراكم السوائل داخل البطن.
2. التقييم بالموجات فوق الصوتية: استخدم الموجات فوق الصوتية لتقييم وظيفة القلب المزروع غير متجانسة واكتشاف أي انصباب محيط في حالة وجود تشوهات. يقدم الشكل 2 صورا لتخطيط صدى القلب للطعم الغريب أثناء الانبساط والانقباض في يوم ما بعد الجراحة (POD) 1 ، جنبا إلى جنب مع فشل الكسب غير المشروع الذي لوحظ في التجربة M3. يشير الخط الأحمر إلى تضخم ملحوظ لجدار البطين الأيسر في الطعم الغريب الفاشل.

Representative Results

بناء على الخطوات الإجرائية الموضحة في الشكل 1 ، تم إنشاء نموذج زرع قلب غير متجانس قابل للتكرار من خنزير إلى المكاك بنجاح. تضمنت العملية الجراحية بضع البطن في خط الوسط في المكاك المتلقي للوصول إلى تجويف البطن وبضع القص المتوسط في الخنزير المتبرع لشراء القلب. بعد بضع التامور ، تم القبض على قلب المتبرع باستخدام محلول HTK وحفظه بمحلول UW تحت انخفاض حرارة الجسم الموضعي. تم إجراء مفاغرة الأوعية الدموية بطريقة شاملة بين الشريان الرئوي المتبرع والوريد الأجوف السفلي المتلقي ، وبين الشريان الأورطي المتبرع والشريان الأورطي البطني المتلقي. أكد تقييم تخطيط صدى القلب بعد الجراحة أن قلب المتبرع استأنف النشاط الانقباضي مع الحفاظ على وظيفة الانقباضي والانبساطي ، مما يشير إلى نجاح إعادة التروية وقابلية الطعم للحياة. توضح هذه النتائج الجدوى الفنية للنموذج وقدرته على المراقبة الوظيفية طويلة الأجل للطعم الغريب في الرئيسيات غير البشرية.

الشكل 1: زرع قلب غير متجانس من خنزير إلى المكاك: الخطوات الجراحية والموجات فوق الصوتية بعد الجراحة. (أ) تم إدخال تجويف البطن في المكاك من خلال شق البطن في خط الوسط مع تشريح متعدد الطبقات. (ب) أجري بضع القص المتوسط للوصول إلى التجويف الصدري للمتبرع بالخنازير ، متبوعا ببضع التامور. (ج) تم إدخال قنية نضح في جذر الأبهر لقلب المتبرع. (د) بعد السكتة القلبية الناجمة عن تروية محلول HTK ، تم تبريد قلب المتبرع موضعيا باستخدام طين ثلج ملحي. (ه) تم إجراء التروية اللاحقة بمحلول الحفظ بجامعة ويسكونسن (UW). (و) تم إنشاء مفاغرة من طرف إلى جانب بين الشريان الرئوي الخنازير والوريد الأجوف السفلي للمتلقي. (ز) تم إنشاء مفاغرة من طرف إلى جانب بين الشريان الأورطي الخنزير والشريان الأورطي البطني للمتلقي. (ح) تم إجراء تخطيط صدى القلب بعد الجراحة لتقييم وظيفة قلب المتبرع الانقباضي والانبساطي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: صور تخطيط صدى القلب من السلسلة الزمنية ل M3. (أ) صور تخطيط صدى القلب للطعم الغريب أثناء الانبساط والانقباض في يوم ما بعد الجراحة (POD) 1. (ب) صور تخطيط صدى القلب للطعم الغريب أثناء الانبساط والانقباض في POD 3. (ج) صور تخطيط صدى القلب للطعم الغريب أثناء الانبساط والانقباض عند POD 10. (د) صور تخطيط صدى القلب للطعم الغريب أثناء الانبساط والانقباض عند فشل الكسب غير المشروع. يشير الخط الأحمر إلى زيادة كبيرة في سمك جدار البطين الأيسر أثناء الانبساط. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

التجربه	وقت السكتة القلبية	وقت إعادة الضرب القلبي	إجمالي الوقت الإقفاري
م1	09:59	11:44	45 دقيقة
م 2	09:34	10:48	74 دقيقة
م3	09:49	10:46	57 دقيقة
م 4	14:21	15:15	54 دقيقة

الجدول 1: إجمالي الوقت الإقفاري لقلب المتبرع.

Discussion

يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح.

Disclosures

Acknowledgements

تمت رعاية هذا العمل من قبل مشروع Frontier Biotechnology Key لبرنامج البحث والتطوير الوطني التابع لوزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية (2023YFC3404300 ؛ إلى Jiangping Song) ومشروع خاص لوزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية بدعم من مختبر الدولة الرئيسي لأمراض القلب والأوعية الدموية ، مستشفى فواي ، الأكاديمية الصينية للعلوم الطبية (2024GZZD-03 ؛ إلى Jiangping Song).

Materials

غرزة حرير 1-0	سوتشو جياشينغ	A8886
مشبك انسداد الشريان الأبهر بزاوية 10 درجات	سينوفيو-ميد	CP40431-19
غرزة مضادة للبكتيريا 3-0 (بوليجلاكتين 910)	إثيكون	VCP442
مشبك انسداد الشريان الأبهر بزاوية 45 درجة	سينوفيو-ميد	CP40044-18
مسحب القص البالغ (حجم كبير)	سينوفيو-ميد	GR04136-00
مسحب عظم القص للبالغين (متوسط الحجم)	سينوفيو-ميد	GR04130-00
الملقط اللاصدمي	سينوفيو-ميد	GF04021-25
الملقط اللاصدمي	سينوفيو-ميد	GF04016-25
ملقط ميكرو من نوع قلم المقبض المتوازن	سينوفيو-ميد	FC12010-21
بيلزر UW حل التخزين البارد	شركة بريدج تو لايف المحدودة.	1000 مل/كيس
مقص أسود فائق الحادة	سينوفيو-ميد	SC35101-23UC
بريتشنايدر حل تخزين HTK	شركة كوهلر للأدوية (بكين) المحدودة.	1000 مل/كيس
الملقط المنحني	سينوفيو-ميد	GC01002-12
الملقط المنحني	سينوفيو-ميد	GC01002-16
قسطرة تروية الشريان الأبهر ذات الاستخدام الواحدي	معهد تيانجين لأبحاث البلاستيك	دي جي أدالت 155
منشار القص الكهربائي	سينوفيو-ميد	HF-X01
ملقط التشريح الدقيق	سينوفيو-ميد	GC01090-20
مقبض ذهبي مقص حاد جدا	سينوفيو-ميد	SC35001-23SC
خنازير GTKO باما المصغرة	شركة كلونورغان للتكنولوجيا الحيوية المحدودة	/
حامل إبرة ثقيل من نوع القلم	سينوفيو-ميد	NH10400-23
دلو الثلج	سينوفيو-ميد	GQ13018-00D
إيزوفلوران	شركة لونان للأدوية	-
إيزوبروتيرينول	هارفست فارماسيوتيكال	-
مشابك كاي لامبرت الأبهرية	سينوفيو-ميد	CP40411-20
حل الرنين اللاكتيتد	شركة كيلون للأدوية	-
الحوض الكبير	سينوفيو-ميد	GQ13033-00D
المكاك	شركة بكين بريما بيوتيك	/
التنبيب الطبي في القصبة الهوائية	كوفيديين	9345E-4.5
حوض ميديوم	سينوفيو-ميد	GQ13032-00D
مسحب الأعصاب والأوتار	سينوفيو-ميد	GR04061-24
مسحب الأعصاب	سينوفيو-ميد	GR02403-18B
مجسم عظم القص للأطفال	سينوفيو-ميد	GR04114-00
حامل الإبر الصغير من نوع القلم	سينوفيو-ميد	NH11300-21
مشبك الزاوية القائمة	سينوفيو-ميد	GC01110-14
مشبك الزاوية القائمة	سينوفيو-ميد	GC01089-18
قسطرة مطاط السيليكا	إنشاء الطبيب	10 فرنيتيك/3 مل
الحوض الصغير	سينوفيو-ميد	GQ13037-00D
الملقط المستقيم	سينوفيو-ميد	GC01001-12
الملقط المستقيم	سينوفيو-ميد	GC01001-16
سوتور 5.0 برولين BB	إثيكون	9702H
سوتور 5-0 برولين BB	إثيكون	-
سوت برولين بلوم 4-0 SH 36	إثيكون	9706H
سوت برولين بلوم 4-0 SH 36	إثيكون	-
الدرز 2.0 برولين بلو M SH	إثيكون	8522H
الخياطات 2-0 برولين بلو M SH	إثيكون	-
خياطات BB 4.0 برولين	إثيكون	82204H
الغرز BB 4-0 برولين	إثيكون	-
حامل إبرة مقبض حلقة كربيد التنغستن	سينوفيو-ميد	GN01013-22K
حامل إبرة مقبض حلقة كربيد التنغستن	سينوفيو-ميد	GN01010-22K

References

Cooper, D. K. C., Pierson, R. N. Milestones on the path to clinical pig organ xenotransplantation. Am J Transplant. 23 (3), 326-335 (2023).
Griffith, B. P., et al. Genetically modified porcine-to-human cardiac xenotransplantation. N Engl J Med. 387 (1), 35-44 (2022).
Griffith, B. P., et al. Transplantation of a genetically modified porcine heart into a live human. Nat Med. 31, 589-598 (2025).
Schmauch, E., et al. Integrative multi-omics profiling in human decedents receiving pig heart xenografts. Nat Med. 30 (5), 1448-1460 (2024).
Mohiuddin, M. M., et al. Graft dysfunction in compassionate use of genetically engineered pig-to-human cardiac xenotransplantation: A case report. Lancet. 402 (10399), 397-410 (2023).
Yuan, Y., et al. Complement networks in gene-edited pig xenotransplantation: Enhancing transplant success and addressing organ shortage. J Transl Med. 22 (1), 324 (2024).
Montgomery, R. A., Griesemer, A. D., Segev, D. L., Sommer, P. The decedent model: A new paradigm for de-risking high stakes clinical trials like xenotransplantation. Am J Transplant. 24 (4), 526-532 (2024).
Jia, H., Chang, Y., Song, J. The pig as an optimal animal model for cardiovascular research. Lab Anim. 53 (6), 136-147 (2024).
Adams, D. H., Chen, R. H., Kadner, A., Naficy, S. Technique for heterotopic pig heart xenotransplantation in primates. Ann Thorac Surg. 68 (1), 265-268 (1999).
Goerlich, C. E., et al. Heterotopic porcine cardiac xenotransplantation in the intra-abdominal position in a non-human primate model. Sci Rep. 10 (1), 10709 (2020).
Singh, A. K., et al. Cardiac xenotransplantation: progress in pre-clinical models and prospects for clinical translation. Transpl Int. 35, 10171 (2022).
Gibbs, R. A., et al. Evolutionary and biomedical insights from the rhesus macaque genome. Science. 316 (5822), 222-234 (2007).
Beigi, F., et al. Optimized method for isolating highly purified and functional porcine aortic endothelial and smooth muscle cells. J Cell Physiol. 232 (11), 3139-3145 (2017).
Chaban, R., Cooper, D. K. C., Pierson, R. N. Pig heart and lung xenotransplantation: present status. J Heart Lung Transplant. 41 (8), 1014-1022 (2022).
Genain, M. A., et al. Comparative anatomy and angiography of the cardiac coronary venous system in four species: human, ovine, porcine, and canine. J Vet Cardiol. 20 (1), 33-44 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

نموذج زرع القلب غير المتجانس غير المتجانس من الخنزير إلى المكاك