本研究提出了一种采用双房技术的巴马微型猪临床前原位心脏移植模型。该模型适用于移植免疫学、药物评价及手术技术优化，可为临床心脏移植应用提供支持。
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本文内容
摘要
摘要
尽管心脏移植领域已取得显著进展，但移植物保存、原发性移植物功能障碍、心脏移植物血管病变以及长期免疫耐受等问题仍未解决。由于解剖尺寸和免疫学差异，小鼠模型无法有效模拟临床心脏移植手术及免疫反应。相比之下，猪模型在心脏解剖结构和免疫反应方面与人类更为相似，特别适用于原位心脏移植研究。本研究建立了巴马香猪的双心房原位心脏移植模型。移植心脏术后表现出迅速且有力的收缩功能，未出现中心静脉压升高或其他血流动力学并发症的迹象。经过短暂的重症监护监测后，猪只恢复意识并自主进食，表明术后恢复稳定。综上所述，该模型为心脏移植研究领域评估新技术和治疗策略提供了一个具有临床相关性的实验平台。
引言
自1967年首例心脏移植手术以来，心脏移植领域已取得显著进展。然而，在过去二十年中，临床实践方面鲜有重大突破。移植物功能障碍、心脏移植物血管病变（CAV）以及长期免疫耐受等核心问题仍未得到解决1,2,3,4。尽管基础研究取得了大量成果，但这些发现难以转化为临床应用，导致心脏移植治疗的进步陷入停滞。因此，如何有效评估新技术和新疗法已成为关键问题，这凸显了动物模型、尤其是合适的临床前模型在应对这些挑战中的重要性。
尽管小鼠模型在心脏移植研究中被广泛应用，但由于其解剖结构和生理特征与人类存在显著差异，难以完整复制临床心脏移植手术及术后免疫反应。此外，小鼠的免疫系统与人类相比也存在较大不同，无法充分反映大型动物模型中所见的复杂免疫反应5,6,7。同时，由于体型较小，小鼠的心脏移植仅限于异位移植，这与临床实践中原位心脏移植的实际操作存在差异8,....
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方案
动物 本研究的实验方案已获得中国医学科学院阜外医院机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准，伦理批准编号为0108-1-70-ZX(X)-41。所有实验均严格遵循动物福利和伦理指南，确保符合相关伦理标准。
1. 术前准备
- 选择体重为35-40 kg（10-12月龄）的雄性巴马香猪用于原位心脏移植实验，并在手术前让其在饲养环境中适应1周。
- 进行常规血液检测（血常规和生化检查）、肝肾功能评估以及超声心动图 检查，以评估动物各器官系统功能并确保其整体健康状况。
- 根据ABO血型和心脏大小匹配供体与受体。血型鉴定采用Choi等人17报道的方法，心脏大小通过超声心动图进行评估，以确保匹配恰当。
注意：由于体重与心脏大小之间不存在线性关系，因此采用超声心动图测量的心脏尺寸作为匹配依据。具体而言，升主动脉直径差异控制在小于2 mm，左心室舒张末期内径差异小于3 mm，收缩末期内径差异小于2 mm。
2. 供体操作步骤
- 麻醉与动物准备
- 供体猪术前禁食 12 小时，术前 4 小时禁水，以确保胃部排空，从而降低麻醉期间发生呕吐和误吸的风险。
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结果
图1 展示了猪原位心脏移植的关键操作步骤，包括正中胸骨切开、打开心包以暴露主要血管、主动脉灌注停跳液、用冰屑对心脏进行降温，以及供体心脏的保存。其中特别强调了一个关键环节：左奇静脉的处理，这是移植手术中的重要步骤。对于供体心脏，应结扎左奇静脉，以防止过多血液流入心包腔；而对于受体，则必须保留左奇静脉的引流功能，以避免术后出现中心静脉压（CVP）升高等并发症。该图详细描绘了这些操作步骤，有助于确保移植过程的可重复性与标准化。
图2 比较了双腔静脉法和双心房法在术后12小时和48小时的重症监护室（ICU）监测结果。结果显示，双腔静脉法导致中心静脉压（CVP）显著升高，并出现明显的血流动力学异常；而双心房法在相同的术后时间点可使CVP及其他监测参数维持在正常范围内。这进一步验证了双心房法在优化血流动力学稳定性方面的优势。
表1总结了术前、体外循环期间、心脏再灌注后以及脱离体外循环后.......
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讨论
猪心脏原位移植模型是一种可模拟临床心脏移植的有效实验平台15。猪心脏在解剖结构和生理特性上与人类心脏具有诸多相似之处12。因此，该模型在研究心脏移植的多个方面，特别是心脏保护、手术操作及移植免疫学领域，具有重要的应用价值。然而，尽管具备上述优势，在体外循环条件下实施原位移植手术仍面临显著的技术挑战18。
心脏移植手术中的挑战与解决方案涉及多个方面，其中心房吻合技术的选择——即双心房法与双腔法之间的权衡——是主要关注点之一。在早期实验中，我们最初采用双腔法。然而，在结扎左侧半奇静脉后——该静脉在猪体内引流来自胸壁（包括肋间静脉和胸内静脉）、食管、支气管以及部分腹部区域的静脉血——我们观察到中心静脉压（CVP）显著升高，并伴有腹腔积液以及肝脾肿大。根据我们的观察，左侧半奇静脉的血流量相当可观，可能占体循环静脉回流至右心房总量的五分之一。即使扩大了上、下腔静脉吻合口，这些问题仍无法有效解决。为应对这一情况，我们转而采用双心房法，通过保留左侧半奇静.......
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披露
作者声明无利益冲突。
致谢
本工作由国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（82125004；负责人：Jiangping Song）、国家重点研发计划前沿生物技术重点专项 &中国科学技术部重点研发计划（2023YFC3404300，姜平松）；中国科学技术部支持项目，依托中国医学科学院阜外医院心血管疾病国家重点实验室（2024GZZD-03，姜平松）；国家自然科学基金（82300464，袁畅）
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材料
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|---|---|---|---|
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| 加重笔式持针器 | Sinoview | NH10400-23 | 受体手术 |
参考文献
- Hayward, C. Cardiac allograft injuries: A review of approaches to a common dilemma, with emphasis on emerging techniques. Int J Heart Fail. 4 (3), 123-135 (2022).
- Hsich, E., et al.
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