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方法文章

大鼠单吻合口胃旁路术（OAGB）

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DOI：

10.3791/58776

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2018年11月10日

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1Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm) unité mixte de recherche (UMR) 1149, Unité de formation et de recherche (UFR) de Médecine Paris Diderot, Universit é Paris Diderot, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris (AP-HP), 2Department of digestive Surgery, AP-HP Hôpital Européen Georges Pompidou, 3Department of General and Visceral Surgery, Bichat-Claude Bernard University Hospital

本文内容

摘要

本方案介绍在大鼠上实施单吻合口胃旁路术（OAGB）的操作步骤。术者首先使用吻合器制作一个长管状胃囊，随后手工缝合完成吻合。在此动物模型中，术者需复制与人类手术相同的胆胰支与共同支长度比例，因此胆胰支长度设定为35 cm。

摘要

本实验方案的目的是建立肥胖大鼠的减重手术临床前模型，更具体地说是单吻合口胃旁路术（OAGB）。基于该临床前模型，可开展纵向研究，以增进对减重手术在人体中所观察到效果背后机制的理解。为此，大鼠在异氟烷全身麻醉下经剖腹手术进行操作。首先，外科医生创建一个长而管状的胃囊：在对胃大弯和膈裂孔进行游离后，使用钉合器切除无腺体部分的胃组织。随后，对剩余的胃组织再次进行钉合，以形成管状胃并排除胃窦部分。接下来，外科医生在距十二指肠空肠夹角35 cm处行单一切端侧胃-空肠吻合术。选择该肠段长度是为了重现人体减重手术中胆胰支（BPL）与共同支（CL）长度之间的相同比例。手术最后通过腹白线缝合及皮肤关闭完成。术后早期管理包括皮下补液、肌内注射预防性抗生素、腹壁利多卡因注射、镇痛药物给药以及逐步恢复饮食。

引言

病态性肥胖是西方世界的一个主要健康问题，其患病率正不断上升1减重手术仍是病态肥胖唯一长期有效的治疗方法2，对肥胖相关合并症具有明确益处3Roux-en-Y 胃旁路术（RYGB）仍是金标准，因其是历史最悠久的术式之一，也是全球应用最广泛、随访时间最长的手术之一。4OAGB 是一种较新的手术方式，最早由 Rutledge 于 2001 年首次描述。5它被描述为Roux-en-Y胃旁路术（RYGB）的一种有效替代方案6 并且具有一些优势。早期数据显示，在减重效果以及肥胖相关合并症的缓解方面，其疗效与RYGB相似。6,7此外，避免了RYGB中空肠-空肠吻合口狭窄或渗漏的风险，且发生内疝的风险可能低于RYGB。8.

减重手术后体重减轻的生理机制仍存在争议，在人类中研究这些机制可能较为困难9。动物模型有助于理解减重手术如何影响葡萄糖代谢、神经内分泌改变或饱腹感机制。目前尚缺乏不同手术方式之间的比较数据，且这些手术的长期效应仍需进一步明确10。术前和术后的临床管理难以完全标准化，且获得满意的随访也存在挑战：一些研究报道，术后第一年的失访率高达30%11。

胃旁路术的概念结合了限制性手术和一定程度的吸收不良，前者是由于创建了胃小囊，后者则是由于十二指肠和近端空肠被排除在胃肠道食物通路之外。目前，减重手术中肠袢长度的选择仍存在争议12,13。现有数据显示手术方式存在高度变异性，对于单吻合口胃旁路术（OAGB）的最佳肠袢长度尚未达成共识14,15。然而，许多研究者已将200 cm的肠袢长度（BPL）作为OAGB的标准16,17,18。小肠的平均长度约为700 cm19。

全球已开发出多种RYGB的啮齿类动物模型20，在胃囊大小、吻合 limb 长度以及迷走神经的保留方面存在较大差异。然而，极少有研究者报道实验性OAGB的模型；因此，研究团队与减重外科医生合作，建立了一种OAGB动物模型。该模型的设计原理是模拟人类中实施的胃旁路手术。该模型包括构建一个胃囊，并排除胃窦和胃体部分。手术中，外科医生使用吻合器对无腺体部分的胃进行切除。与先前的方案20相比，研究团队决定增加术中预防性抗生素治疗，以降低与胃肠道吻合相关的发病率，这与人类外科手术中的常规做法一致21。

本模型中采用的大鼠肢体长度旨在重现人类BPL与CL之间的比例。初步测量显示，大鼠小肠总长度在90至120 cm之间22。因此，OAGB术中选择的BPL长度为35 cm。此外，该模型无需进行任何血管结扎，避免了胃囊缺血的发生。

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方案

所有动物使用均符合欧洲共同体指南，并经当地伦理委员会（Comité d'éthique en expérimentation animale N° 121）和高等教育与研究部（Ref #02285.03）批准。

1. 动物与饲料

  1. 大鼠
    1. 使用体重为 260 - 320 g 的雄性 Wistar 大鼠，从 7 周龄开始喂食高脂饮食（HFD）。
  2. 饮食
    1. 通过至少 12 周术前高脂饮食诱导饮食诱导性肥胖。大鼠可自由摄取饮水和高脂饮食。
      注：高脂饮食由一种含 45% 脂肪的纯化实验室高热量啮齿类动物饲料组成（见材料表）。
    2. 确保大鼠在手术时已处于肥胖状态，体重介于 600 - 800 g 之间。

2. 材料

  1. 手术器械
    1. 手术前对所有手术器械进行高压灭菌。
    2. 摆放好手术所需的所有器械（参见材料表）。
    3. 在放大镜下使用常规和显微外科器械进行吻合操作。
    4. 确保大鼠置于温度为37 °C的加热板上，并在加热灯下。根据需要调整等温电热板的位置。
  2. 麻醉与动物准备
    1. 在啮齿类动物麻醉盒中，使用3% vol的异氟烷空气混合气体进行吸入麻醉以诱导麻醉。
    2. 将大鼠转移至加热板上，并通过面罩以相同的3%流量维持麻醉。通过夹捏动物尾部确认麻醉是否完全。
    3. 使用电动剃毛器剃除腹部前方毛发，范围约为剑突至动物骨盆区域，宽度约3 cm，对应剖腹手术切口区域。
    4. 在动物背部剃除一个宽约3 cm的区域，中心位于颈部。此步骤有助于单极电凝电流的传导。
    5. 在手术区域喷洒含酒精的消毒液。

3. 手术

  1. 剖腹手术
    1. 在剃毛后的皮肤上涂抹酒精类局部消毒剂。
    2. 从剑突开始沿中线做长约3厘米的皮肤切口，使用手术刀逐层切开腹壁。沿切口方向打开筋膜和腹膜 白线 使用单极手术刀。
    3. 确保沿皮肤切口的全长打开腹膜腔。
      使用自持拉钩暴露腹腔。
  2. 胃大弯及食管裂孔的游离
    1. 用手术剪从胃腺区与非腺区交界处向左沿胃大弯解剖至腹段食管左侧。
    2. 使用单极电刀逐步凝固胃脾血管，以完全游离胃大弯至His角。随后切断薄弱的韧带，暴露食管裂孔区域。
    3. 使用手动分离器解剖腹段食管右侧，保留胃左动脉和迷走神经。
  3. 胃囊制作
    1. 非腺胃消融
      1. 使用35毫米订书机（参见 材料表在胃的腺部与非腺部交界处，位于食管胃连接部左侧进行操作。确保非腺部胃位于吻合器的右侧。
      2. 发射枪械，然后移除切除的非腺胃组织。
    2. 胃囊
      1. 使用胸腹（TA）器械（3 - 3.5 mm）应用第二个缝合器（参见 材料表），与首次钉合平行，在胃食管连接处右侧进行，以排除胃窦及部分胃体。
      2. 确保两排缝合钉形成约0.5 cm宽的胃囊。
  4. OAGB
    1. 小肠测量
      1. 定位十二指肠空肠曲。近端空肠位于结肠内侧部分的下方，是大鼠小肠中唯一非游动的部分。
      2. 用一条5 cm长的胶带，从十二指肠空肠曲处手动测量35 cm。然后在空肠对系膜缘行点状肠切开。
    2. 胃空肠吻合术
      1. 使用单极电刀在胃袋的大弯侧进行点状胃切开，精确地位于先前两排钉合线之间。如果胃袋未完全排空，可对胃袋施加轻柔的手动压力以排空内容物。
      2. 使用无创镊子和小型持针器进行胃空肠端侧吻合术。
      3. 以7-0等规聚丙烯缝线开始缝合，先缝两针于末端（见 材料表将胃切口的两端与肠切口的两端进行缝合。
      4. 然后，使用用于两端缝合的同一缝线，在吻合口两侧各做两条连续缝合。必要时，调整吻合口位置以方便操作。通过在吻合口两侧各缝合至少七到八针，确保吻合质量。
      5. 每针缝合取1 mm宽的浆膜。缝合时避免缝及任何黏膜，以轻柔地将肠黏膜和胃黏膜埋入缝合线内。
        注意：此操作的结果是形成一个侧-端胃空肠吻合，左侧为胆胰支，右侧为食物支（AL）/共同支（CL）。应通过轻柔按压胃小囊确保吻合口通畅。
  5. 缝合与即刻护理
    1. 用0.9% NaCl溶液冲洗腹腔，并手动将腹腔器官复位至其生理位置。
    2. 用2-0编织聚酯缝线连续缝合关闭腹壁（参见 材料表）使用传统的持针器。
    3. 用4-0聚乳酸-羟基乙酸共聚物缝线连续缝合皮肤（参见 材料表).
    4. 在腹正中切口两侧的腹壁各进行两次1%利多卡因浸润注射。将总量为1 mL/kg的1%利多卡因注射至腹直肌腱膜。

4. 术后护理

  1. 进行肌肉注射，剂量为每公斤体重20,000单位的青霉素G。
  2. 皮下注射10 mL等渗多离子溶液钾（每升含2 g氯化钾、4 g氯化钠和50 g葡萄糖）。该注射液中可混合适当的镇痛药，如布托啡诺（0.1 mg/kg）和美洛昔康（2 mg/kg）。
  3. 将大鼠置于由灯泡加热的单独笼子中，直至其完全清醒。
  4. 定期检查动物，以便在术后及时给予适当的镇痛和补液治疗（使用等渗多离子溶液）。
  5. 从术后即刻开始至第4天，每12小时皮下注射一次适当的镇痛药：布托啡诺（0.1 mg/kg）和美洛昔康（2 mg/kg）。
  6. 在第1天，让大鼠自由饮水。在第2至第3天，提供液体饮食供其自由摄取。在第4天，提供标准饲料，任其自由取食（ad libitum）。

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结果

本方案具有可重复性，并模拟了在人体中实施的OAGB手术。已发表的数据支持本方案的安全性23,24，其死亡率较低，介于12%至25%之间。研究团队中不同外科医生采用该方案操作，均取得了相似的死亡率结果。

尽管如此，学习啮齿类动物手术较为复杂，必须使用放大镜。实际上，显微吻合构建的关键步骤需要经过大约15至20次手术的操作训练，才能达到理想的熟练程度。手术缺陷可能导致吻合口漏或胃梗阻，根据我们的经验，这是主要的死亡原因。另一个成功的关键是术后营养管理；事实上，术后过早给予固体食物营养可能具有危险性。本方案还提供了一套精确的术后营养方案，已被证实是安全的。该手术在人体和大鼠中的操作概念如图1所示。动物处死后手术结果见图2。<...

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讨论

该方案的优势在于能够模拟在人类中常规实施的OAGB手术。其在大鼠中的安全性和可重复性已通过临床和代谢结果得到证实。

本方案中的吻合操作具有技术难度，是主要的关键步骤。为此，必须使用特定的显微外科工具，例如显微外科持针器或放大镜。为了实现无狭窄的密闭吻合，需在吻合口两侧各进行至少七到八针的紧密缝合，并避免在任何一针中缝及黏膜，以防其被包埋于缝合线内。必须有效管理疼痛和动物福利，并按照前述方法进行渐进式的术后营养支持。

然而，该方案存在一些局限性。首先，由于动物体型较小，手术采用开腹方式而非腹腔镜手术。胃囊右侧未进行分割，这一选择是出于技术原因。尽管如此，在术后15周内未观察到胃囊再通现象。此外，在维持 随意摄取 获取食物的机会。动物可能会增加口服摄入的频率，以抵消胃囊限制作用的影响22,24此外，人类外科手术中不存在胃部切除，而大鼠的无腺胃若不进行切除，则已知具有显著的扩张能力。

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

作者谨此感谢 Jean Pierre Marmuse 一贯的帮助与支持；感谢 Eglantine Voitellier、Jean-Baptiste Cavin 和 Houneyda El Jindi 在模型构建与图示绘制方面的贡献；感谢 Anne-Charlotte Jarry 和 Andreia Goncalves 在视频制作方面的协助；感谢 Sara J. Zaat 对英文文本的编辑。Matthieu A. Siebert 和 Lara Ribeiro-Parenti 曾获得法国医学研究基金会（Fondation pour la recherche médicale, FRM）和法国外科协会（Association française de chirurgie, AFC）的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
高脂饮食，45% 脂肪 Genestil，法国 RoyaucourtC 1090-45http://www.genestil.com/
梅岑鲍姆剪刀World Precision Instruments，美国萨拉索塔501739https://www.wpi-europe.com
杜蒙镊子World Precision Instruments，美国萨拉索塔14098https://www.wpi-europe.com
虹膜钳World Precision Instruments，美国萨拉索塔15915https://www.wpi-europe.com
10 cm 虹膜剪刀World Precision Instruments，美国萨拉索塔14218https://www.wpi-europe.com
持针器World Precision Instruments，美国萨拉索塔14110https://www.wpi-europe.com
Alm 自持式牵开器World Precision Instruments，美国萨拉索塔14240https://www.wpi-europe.com
婴儿型 Mixter 止血钳，直角 World Precision Instruments，美国萨拉索塔501240https://www.wpi-europe.com
无纺布无菌棉签LCH Medical Products，法国巴黎SN40-0755www.lch-medical.com
伽利略式双目放大镜，2.5 倍World Precision Instruments，美国萨拉索塔504056https://www.wpi-europe.com
消化道缝线：等规聚丙烯，单股 Prolene 7-0 Ethicon，法国伊西莱穆利诺 EH7813Ewww.ethicon.com
腹膜缝线：涂层编织聚酯，Ti-Cron 2-0Covidien，美国马萨诸塞州曼斯菲尔德3003-52www.covidien.com
皮肤缝线：聚乳酸-乙醇酸共聚物，VICRYL RAPIDE 4-0 Ethicon，法国伊西莱穆利诺 VR3100www.ethicon.com
ETS-Flex 35 mm 吻合器Ethicon，法国伊西莱穆利诺 ATS45www.ethicon.com
可重复装钉吻合器 ProximateEthicon，法国伊西莱穆利诺 XR30Vwww.ethicon.com
TA-DST 30 mm-3.5 mmEthicon，法国伊西莱穆利诺 TX30Bwww.ethicon.com
5% 酒精性聚维酮碘MEDA Pharma，法国梅里尼亚克41085www.medapharma.fr
利多卡因 AGUETTANT 20 mg/mlAGUETTANT 实验室，法国里昂3400940000000.0https://www.aguettant.fr
青霉素 G 500 万单位Panpharma，法国吕特尔3.40E+12https://www.panpharma.eu/fr
Bionolyte G5；氯化钠 0.4%，葡萄糖 5%，氯化钾 0.2%Baxter，法国莫雷帕斯
液体饮食Genestil，法国 RoyaucourtC-0200Thttp://www.genestil.com/
异氟烷 100%Centravet，法国普朗科埃ISO007http://cooperative.centravet.net

参考文献

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