이 프로토콜은 일일 소변 배출량과 혈청 신 기능 패널 값을 바탕으로 이식편의 충분성을 객관적으로 정의하여, 이식 후 첫 7일 이내에 투석에 의존하지 않고 독립적으로 항상성을 유지할 수 있는지 여부를 재현적이고 객관적으로 특성화합니다.
이 논문에서
요약
초록
지연이식 기능(DGF)은 일반적으로 신장 이식 후 7일 이내에 투석이 필요한 상태를 의미합니다; 그러나 현재의 정의는 종종 주관적인 임상 판단에 의존하며, 이식편 충분성을 정확히 설명하는 표준화된 기준이 부족합니다. 이러한 불일치는 진단과 연구 비교를 방해합니다. 이 프로토콜은 정량화된 소변 배출량과 혈청 신장 기능 값을 사용하여 이식편의 충분성과 항상성 유지의 독립적 능력을 객관적으로 설명하기 위해 DGF의 객관적 임계값을 설정합니다. 돼지 모델 연구는 DGF에 대한 합의된 진단 평가 지표가 없고 장기간 투석을 수행하는 것이 어렵기 때문에 도전적입니다. 이를 해결하기 위해, 우리는 30분간 고립된 신장 열허혈 후 돼지 신장 자가이식에서 DGF를 정의하고 유도하는 명확한 프로토콜을 도입하며, 순환 사망(DCD) 유사 조달 후 기증자를 모방합니다. 암컷 돼지에서 비침습적 폴리 카테터 삽입, 중심정맥 접근, 동맥 정맥 모니터링 방법을 설명하여 정확한 소변 측정, 일일 검사 및 수술 중 모니터링을 가능하게 합니다. 이 기법들은 투명성과 재현성을 보장하기 위해 상세히 작성되어 있어 DGF 연구의 표준화된 평가단지를 만들어 임상 표현형을 재현합니다.
서론
미국의 신장 이식 대기자 명단은 9만 명을 넘습니다. 이식편 부족으로 인해 연간 3만 건 미만의 신장 이식이 시행되며, 대기 명단에 추가된 신규 환자 집단은 유사합니다. 이 악화되는 부족 문제를 해결하기 위해 최적이 아닌 허혈 손상 DCD 신장이 점점 더 선택되고 있습니다. 실제로 2023년 이후 미국에서 이식된 신장 기증자의 50%가 DCD 기증자로부터 나왔습니다. DCD 신장은 높은 지연 이식 기능(DGF)과 관련이 있습니다. 대부분의 경우 DGF는 신장 이식 후 7일 이내에 투석이 필요하다고 정의합니다. DGF는 일시적인 이식 불충분이지만, 초기 및 후기 이식편 거부 반응률 증가와 8-12년의 중간 이식 생존 기간이 짧아지는 것과 관련이 있습니다. DGF는 주로 주관적인 임상 정의이기 때문에, 객관적이고 표준화된 정의가 부족하고 돼지 장기 투석의 어려움으로 인해 돼지 모델에서 연구하는 것이 어렵습니다. 이 연구에서 우리는 돼지 신장 자가이식에서 이식편 충분성 정의와 DGF 유도를 위한 객관적이고 표준화된 프로토콜을 개발했습니다. 외종이식에서 입증된 돼지와 인간 신장 기능의 유사성 때문에, 이 프로토콜은 인간 신장 이식에도 적용 가능합니다. 이 모델에서 돼지 신장 자가이식이 선택된 주된 이유는 허혈-재관류 손상의 영향을 초기 이식 부전증을 조절하는 변수로 분리하고, 알로면역 또는 면역억제 독성을 교란 요인으로 중화하기 위함입니다.
지연 이식편 함수의 정의: 1) 이식편 충분성을 객관적으로 정의하고 2) 투석 지원 부재 시 표현형의 일시적 성격을 기능적 이식편 회복의 다리로 정의하는 두 가지 주요 과제를 극복하기 위해, 우리는 객관적 소변 배출량과 신장 기능 패널 값을 사용하여 질병을 정의하였습니다. 부피 소생술, 자가이식 기준, 그리고 문합 손상(동맥, 정맥 또는 요관)의 부재를 표준화함으로써 이식편 기능 부전의 영구적이고 해부학적 원인을 배제합니다. 우리는 돼지 자가이식에서 지연 이식 기능을 다음과 같이 정의했습니다: 무요가 장 기간(<100 mL/day)으로 인한 조기 일시적 이식편 기능 부전으로 3일 이상 지속되고, BUN, 크레아티닌, 칼륨 축적이 다양하게 나타나며, 문합적 타협 없이 K≥ 8 mEq/L(심정맥 위험 높고 긴급/응급 투석의 객관적 적응증)에 도달 하는 경우.이 정의에 따르면, 기능성 이식편은 전해질 균형과 BUN 및 크레아티닌 감소 추세를 유지할 수 있을 만큼 충분한 소변 배출량을 생성합니다. 반대로, 불충분한 이식편은 BUN과 크레아티닌을 배출할 만큼 충분한 소변을 생성하지 못해 생명을 위협하는 고칼륨혈증을 일으켜 투석(또는 투석이 없는 경우 인도적 안락사)이 필요하게 되는데, 이는 가역적 문합 손상이나 거부 반응이 아닌 가역적 실질적 허혈 재관류 손상 때문입니다.
프로토콜
이 연구는 듀크 대학교 기관 동물 관리 및 이용 위원회(IACUC)의 승인을 받았습니다. 이 모델에는 여성 전용 요크셔 돼지(비침습적 폴리 카테터 삽입용) 40-50kg(신장 혈관 및 요도 입구 직경을 편리하게 확보하기 위함)이 사용됩니다. 이 프로토콜은 외과의사, 조수, 장기 관류사, 그리고 샘플, 용품, 데이터 관리를 담당하는 연구 관리자 등 네 명의 팀이 수행할 수 있습니다.
1. 수술 후 일수 (POD) -1 (신장 조달)
- 마취
- 동물에게는 케타민(22 mg/kg)과 미다졸람(0.5 mg/kg) 근육 주사(IM) 투여를 미리 투여하세요.
참고: 상대적으로 높은 용량의 케타민부터 시작하면 수술 중 이소플루란 필요량을 안전하게 줄일 수 있습니다. - 처음에는 주둥이 콘을 통해 1-1.5%(최대 2.5%)로 이소플루란을 투여하며, 턱과 상기도가 이완되어 삽관이 가능해질 때까지 투여하세요. 산소포화도와 PCO2의 생리적 수준을 유지하기 위해 조석량을 7-7.5 mL/kg, 환기 속도를 분당 18-20회로 설정하세요. 눈을 긁거나 건조로부터 보호하기 위해 눈 연고를 부드럽게 발라주거나 감으세요.
- 동물에게는 케타민(22 mg/kg)과 미다졸람(0.5 mg/kg) 근육 주사(IM) 투여를 미리 투여하세요.
- 터널 중심관 설치
- 9.6 Fr 단일 내강 히크먼 터널 중심정맥관을 어깨뼈 사이 피부에서 나오게 하여 돼지 등 피부에서 나오게 하여 통증 없는 요구되는 혈액 채취를 가능하게 하고, 옆으로 누워도 최소한의 고통과 중심정맥관 카테터 파손 위험이 적습니다(그림 1).
- 피부를 준비한 후, 11날 메스를 사용해 진피를 관통해 어깨뼈 사이, 목덜미, 목덜미, 목 오른쪽 앞쪽에 세 차례의 얕은 피부 찌르기 절개를 합니다.
- 조직 터널러를 사용해 세 개의 절개를 연결하는 피하 터널을 만듭니다. 엎드린 상태에서 어깨뼈 사이에서 오른쪽 앞쪽 목까지 카테터를 통과시키세요.
- 중심정맥관을 오른쪽 외경정맥(EJ)에 삽입하려면, 돼지를 누운 트렌델렌부르크 자세로 돌리고, 18G 파인더 바늘로 Flourney and Mani 해부학적 삼각측량 기법3을 사용해 EJ를 흡인합니다. 셀딩거 기법4를 사용해 와이어를 내강에 꿰고, 필어웨이 인트로듀서로 확장하며, 힉만 카테터를 EJ 내강에 삽입하고, 중심정맥관을 뒤쪽에 고정합니다. 혈액 재확인 후 헤파린을 고정하고 사용 후 반복하세요. 오른쪽 EJ 접근이 어렵다면, 조직 터널러를 사용해 피하 터널을 기관 앞쪽으로 연장하고, 카테터를 목 왼쪽으로 전달하여 왼쪽 EJ에 삽입하세요.
- 9.6 Fr 단일 내강 히크먼 터널 중심정맥관을 어깨뼈 사이 피부에서 나오게 하여 돼지 등 피부에서 나오게 하여 통증 없는 요구되는 혈액 채취를 가능하게 하고, 옆으로 누워도 최소한의 고통과 중심정맥관 카테터 파손 위험이 적습니다(그림 1).
- 폴리 삽입 (삽입 실패 시 침습성을 높이는 세 가지 방법)
- 수동 접근 방식
- 동물을 수술대 위에 눕히세요. 질 내 피부에 베타딘을 준비하고, 10mL의 베타딘을 보충하여 미생물 부하와 요로감염 위험을 줄이세요.
참고: 완전히 부풀려도 5mL 풍선은 빠져나가는 경향이 있습니다. - 12-14 Fr 윤활 폴리 카테터를 와이어로 수동으로 고정시키고, 전방(복측) 질 벽 내 질 입구 4-5cm 깊이를 만져서 고정합니다.
- 동물을 수술대 위에 눕히세요. 질 내 피부에 베타딘을 준비하고, 10mL의 베타딘을 보충하여 미생물 부하와 요로감염 위험을 줄이세요.
- 질경 접근법: 수기 접근법이 실패하면 윤활된 질경을 사용해 질 안의 요도 입구를 시각화하세요. 긴 DeBakey 겸자에 멸균 거즈를 사용해 베타딘을 부드럽게 닦아내고, 12-14 Fr, 10 mL 풍선 폴리 카테터를 직접 시각 관찰 하에 고정 와이어 유무에 따라 삽입하세요. 소변 결과를 확인한 후에만 풍선을 부풀려 주세요.
- 외과적 접근법: 질경 접근법(1.3.2단계)도 실패하면, 포레이 카테터를 와이어를 통해 외과적으로 삽입합니다. 복강 절개 수술 후에는 18G 바늘을 방광에 삽입하고, 약 1m 길이의 0.035인치 와이어를 방광을 통해 요도에 삽입한 뒤, 폴리 카테터를 방광 안으로 통과시켜 풍선을 부풀립니다. 와이어를 질 안으로 빼내어 복부 오염을 방지하고, 방광의 작은 바늘 구멍을 단층 6-0 Prolene 8자 마무리로 막으세요. 폴리의 몸통과 1리터 소변 수집 가방을 돼지 가죽에 봉합합니다(그림 1).
- 수동 접근 방식
- 절개 전 약물
- 매일 항혈소판 복용량 중 첫 번째 아스피린 81mg을 볼 주머니에 경구로 투여하고, 이어서 ceftiofur depot IM 항생제, SSI 예방을 위한 중심정맥관 1g 세파졸린 IV, 통증 조절을 위한 근육 부프레노르핀(0.005-0.01 mg/kg)을 투여하고, 총 1L의 균형 전해질 용액을 250 mL/h 일정 속도로 주입합니다.
2. 생명 유지 돼지 DCD 신장 자가이식
- 신장 조달
- 복부 피부를 준비하고 덮어라. 치골에서 치골까지 중앙선 복강절개술을 시행하세요.
참고: 치골 근처 정중선을 피하로 가로지르는 1-2개의 큰 정맥이 있는데, 절개 시 심하게 출혈하지만 전기소작으로 쉽게 조절할 수 있습니다. - 복벽 양쪽을 위로 고정하는 네 개의 몸 벽 블레이드를 장착한 북월터 견인기(또는 두 개의 발포어 견인기)를 설치하여 복부 밖으로 소장 누출과 정맥 및 림프 압박, 장 부종을 방지하세요.
- 따뜻한 식염수에 젖은 수술용 타월 두 장을 사용해 장을 복부 왼쪽으로 당기고, 그 위에 있던 견인기를 교체하여 오른쪽 신장이 포함된 오른쪽 후복막을 부드럽게 노출시킵니다.
참고: 어느 정도 트렌델렌버그(머리 아래) 자세도 장 후퇴에 도움이 될 수 있습니다. - 신장 외측 후방 복막을 열어보세요(오른쪽 요관을 손상시키지 않기 위해) 시각화 전에 확인하세요. 오른쪽 요관을 후방 복막과 오른쪽 신동맥에서 분리하여 오른쪽 신장 하단 극단에 2-0 실크 타이 두 개로 나누세요. 이식 시(24시간 후) 식별이 용이하도록 남은 요관에 더 긴 봉합 꼬리를 남겨두세요. 두 번째 임플란트 수술 시 흉터와 광범위한 박리가 필요 없는 복막 내막 아래에 요관의 나머지 부분을 덮어두세요.
참고: 오른쪽 신동맥이 대동맥에서 분리될 때 바로 옆정맥과 연결된 두 개의 요정맥을 다치지 않도록 주의하세요(돼지의 특정 해부학은 인간의 후복막 해부학과는 다릅니다). 요추 정맥을 묶고 나누는 것도 안전한 방법입니다. - 신장동맥을 신정맥에서 떨어져 IVC 아래의 경로를 따라 대동맥 기원까지 절단하여 최대 사용 가능한 동맥 길이를 얻습니다. IVC를 잠시 압박한 후 왼쪽 후복막 쪽으로 굴려 복부 대동맥에서 이륙한 후 그 아래를 흐르는 우측 신동맥의 기원을 드러냅니다.
참고: 돼지의 경우 신동맥과 관련된 림프절이 보통 1-2개 정도 있어 동맥을 가립니다; 그러나 이 결절들을 절제하고 제거하면 신동맥은 골격화가 잘 됩니다. - 오른쪽 신장정맥을 오른쪽 부신선에서 분리하여 두개골로 절단하세요. 오른쪽 신정맥과 부신 사이에 몇 밀리미터의 간격을 확보하기 위해, 더 큰 부신 배액정맥이 IVC로 들어가는 것이 보이도록 후방 복막 점막을 조심스럽게 들어 올립니다.
- DCD 조달 과정을 시뮬레이션하기 위해, 중심정맥관을 통해 500 U/kg의 헤파린을 투여하고 5분간 순환시키고, 신장 동맥을 2-0 실크 타이 이상으로 이중 묶고 신정맥을 기원에서 최대(최대 길이를 위해) 2-0 실크 타이 이상으로 묶고(3-0 실크 타이는 이 순응적인 조직에 너무 얇고 부서지기 쉬워서 자주 미끄러짐) 30분간 스톱워치를 시작한다 고립된 신장 열허혈 시간. 따뜻한 허혈 시기에는 절개 설정에서 근절 가위나 전기소작술을 사용해 신동맥과 정맥을 골격화하고 분리하여 나중에 이식을 용이하게 합니다.
참고: 따뜻한 허혈 시기에 혈 관을 골격화하면 혈관 조절을 활용해 혈관 손상 시 출혈을 방지하고, 혈관이 허혈 손상 시뮬레이션을 위해 연결된 신장 순환에서 출혈을 통해 수리할 수 있는 작은 혈관 누출을 드러낼 수 있습니다. - 따뜻한 허혈 기간이 끝나면 혈관과 요관을 분리하고 3mm 직선 캐뉼라로 신동맥을 캐뉼레이로 고정한 후 신장동맥을 통해 얼음처럼 차가운 벨저 대학교 용액 250mL를 투여합니다.
참고: 5mm 직선 캐뉼라는 너무 커서 내부 손상과 피판 형성을 초래할 수 있습니다. - 저체온증 무산소 기계 관류로 이식을 24시간 보존하세요. 복부를 1L 균형 잡힌 전해질 용액으로 세척하고, 근막은 1-0 Prolene 루프 봉합사로 봉합합니다. 상처를 세척하고 스테이플러로 피부를 봉합하세요.
- 돼지를 기관 내 삽관하고 다시 우리로 돌아가 24시간 동안 마취에서 회복하세요. 통증 조절을 위해 상처 가장자리에 부피바카인(무게 기반 용량)을 주입하고 근육 서방형 부프레노르핀(무게 기반 용량)을 투여합니다.
참고: 아세트아미노펜도 GFR에 영향을 주지 않고 투여할 수 있습니다(NSAIDs와 달리).
- 복부 피부를 준비하고 덮어라. 치골에서 치골까지 중앙선 복강절개술을 시행하세요.
- 신장 이식
참고: 신장 이식은 수정된 Starzl 방식의 복강 내 이식법에 따라 복부 대동맥과 IVC에 직접 삽입하고 요관-요관 문합으로 이루어집니다6. 오른쪽 신장은 심포루쉬 기법에 따라 오른쪽 후복막에 더 낮은 위치, 즉 역방향으로 다시 이식됩니다7. 임플란트 수술 시간은 3시간에서 5시간 사이이며, 임플란트 봉합 시간은 20분에서 40분 사이이며, 이는 훈련 수준이나 전문성, 해부학적 복잡성에 따라 다릅니다.- 회복 24시간 후, 투여 전투여, 기관삽관, 준비 후 다시 수술실에서 돼지 복부를 덮어줍니다(그림 2).
- 동맥 정관 삽입 (삽입 실패 시 세 가지 방법)
- 이심동맥선: 수술 중 혈역학을 모니터링하고, 특히 재관류 후 수액 및 압력 소생술을 유도하여 재관류 증후군을 지원하고 2차 저혈량 급성 신장 손상(AKI)을 일으키지 않도록 하기 위해, 돼지 양쪽 귀 뒤쪽에 22G 혈관관 관을 심심동맥 맥박을 촉진하여 삽입합니다.
- 경동맥선: 이심 삽입이 실패할 경우, 목에서 기관까지 중앙선 절개를 하세요. 기관 인접 결합 조직을 해부하고 Weitlaner 또는 Gelpi 자가 유지 견인기를 사용해 철회하세요. 시각화가 완료되면 경동맥을 2-0 실크 타이로 감싸세요. 셀딩거 기법으로 동맥 확장 없이 경피적으로 4F Cordis 경동맥 라인을 삽입할 수 있습니다. 동맥선을 제거한 후 경동맥 원위 끝을 묶고, 근위 끝을 2-0 실크 타이로 묶은 후 스테이플 피부 봉합을 합니다.
- 대퇴동맥선. 또는 대퇴 정관을 경피적으로 삽입하거나 절단 방식으로 삽입할 수도 있습니다.
참고: 대퇴동맥 문합 시 대퇴동맥 관은 임시 기능을 상실시킵니다.
- 동맥 정관 삽입 (삽입 실패 시 세 가지 방법)
- 절개 전 약물
- 일일 항혈소판 두 번째 용량인 볼주머니에 아스피린 81mg을 경구로 투여하고, SSI 예방을 위해 중심정맥관을 통해 세파졸린 IV 1g을 투여하며, 통증 조절을 위해 근육 부프레노르핀(0.005-0.01 mg/kg)을 투여하고, 총 4리터의 균형 전해질 용액을 250 mL/h 일정 속도로 주입합니다.
- 중심정맥관을 통해 2 μg∙kg-1∙min-1 비율로 비적정성 도파민 주입을 시작하고, 최대 0.4 μg∙kg-1∙min-1 기준 마약 80-100 mmHg에 대해 노르에피네프린 주입을 적정 가능한 용량으로 시작합니다.
참고: 재관류 증후군 중 저혈압이 특히 어려운 경우, 압력백을 통해 재관류 직전 압력백을 통해 수액 투여 속도를 일시적으로 1 L/h 이상으로 높일 수 있습니다.
- 피부 스테이플을 제거하고 근막 봉합사를 자르며 복부를 다시 열고, 북월터 견인기를 다시 사용하세요.
- 대동맥과 IVC 위에 있는 정중선에서 하행하는 대장 복막 덮개를 해리하여 (돼지의 경우 하행 대장은 왼쪽 신장혈관에서 하장간막동맥까지 짧은 복막 덮개를 통해 대동맥 후복막 위에 부착되어 있어, 후복막부(신장이식 삽입 부위)에 대동맥과 IVC가 드러납니다8.
참고: 대혈관 바로 위에 있는 대장의 복막 부착부만 분리하고, 대장벽에 가까이 흐르는 아치형 상간막동맥과 하장간막동맥을 나누어 하행 대장을 혈관을 탈혈하지 않도록 주의하세요.
이 수술에서는 내부 탈장이 관찰되지 않았으며, 부검 결과 이 공간은 수술 후 7일째에 이미 흉터가 형성되어 자발적으로 닫혀 있었음이 드러났습니다. - 대동맥과 IVC를 양측 대요근에 부착된 외측 복막 부착부에서 분리합니다. 그 후 요추 동맥과 정맥이 시각적으로 보일 때까지 대동맥과 정맥을 서로 분리하여 분리합니다. 선택 사항: 요추 대동맥 2-0개의 실크 타이 사이 대동맥 구간(왼쪽 신장혈관에서 하장간막 동맥까지)에 보통 발견되는 1-2개의 척추동맥과 정맥을 꿰매는 동안 새틴스키 클램프에서 대동맥을 최대한 높이고 내강 노출을 허용하는 것. 대동맥의 요추 부분을 무거운 외풍 덮개에서 골격화하여 이식 준비를 합니다.
참고: 이 조작에서 척추 합병증은 관찰되지 않았습니다. - 중심정맥관을 통해 100 U/kg의 헤파린을 전신적으로 투여하고 5분간 순환시키세요. 동시에 마취팀에게 균형 잡힌 전해질 용액 주입 속도를 일시적으로 250 mL/h에서 1 L/h로 늘리고, 필요에 따라 노르에피네프린을 최대 0.4 μg∙kg-1∙min-1 까지 조절하여 80-100 mmHg의 MAP 달성을 시작해 재관류 증후군에 대비하도록 요청합니다.
- 옆으로 물어뜯는 새틴스키 클램프를 옆으로 고정하고, 바느질 외과의의 손이 돼지 왼쪽에 위치해 방해하지 않도록 고정하고, 정맥 절개를 시술하여 IVC 내부를 흡인하거나 세척하세요.
- 신장을 얼음이나 기계 관류에서 분리하고, 얼음으로 차가운 균형 전해질 용액 250mL로 세척한 후 수술 부위로 가져가면 두 번째 따뜻한 허혈(봉합) 시간이 시작됩니다.
- 오른쪽 신장 자가이식편을 거꾸로 뒤집어 요관이 위를 향하게 하고, 동맥이 내측에, 정맥이 측면으로 위치해 복부 오른쪽 대동맥을 향하게 합니다. 7,9.
- 정맥 문합: 두 개의 양팔 6-0 Prolene 봉합사를 사용하여 러닝 정맥 문합을 수행합니다. 신장정맥에 불독 클램프를 대고 새틴스키 클램프를 제거하세요. 정맥 봉합 시기와 상관없이, 표준화된 25분 동안 IVC에 새틴스키 클램프를 고정하여 이식편에 대한 표준 봉합 허혈성 손상을 방지하세요.
- 동맥 문합: 25분간 IVC 클램프와 혈관 간 5분 유지 후 다시 사틴스키 클램프를 사용해 대동맥을 완전히 클램프합니다. 절개를 하고 4.0mm 원형 펀치로 넓혀 깨끗한 입구를 확보하세요. 양팔 6-0 Prolene 봉합사를 사용하여 낙하산 또는 발가락 동맥 문합술을 시행하세요. 마찬가지로, 동맥 문합 완료 속도와 상관없이 Satinksy 클램프를 대동맥에 25분간 유지하여 총 봉합 시간을 55분으로 표준화하세요.
참고: 총 열허혈 시간(기증 시뮬레이션 30분, 임플란트 조작 시뮬레이션 55분)이 DGF 유도로 이어졌습니다. - 이식편 재관류: 총 표준화된 55분간의 따뜻한 허혈 봉합 시간이 끝난 후, 먼저 신장정맥의 불독 클램프를 제거하고, 대동맥의 새팅스키 클램프를 제거한 후 이식편 재관류 및 혈류 상태를 확인합니다. 재관류 증후군 동안 약 1시간 동안 80-100 mmHg의 MAP를 달성하기 위해 적극적인 수액 및 노르에피네프린 소생술을 유지하여 동물을 지원합니다.
참고: 18G 바늘 생검 부위는 압력과 고응고성 표면 전기소작을 통해 반드시 관리해야 합니다. - 요관 문합: 주변 지방 조직 1cm를 제거하여 남은 요관과 이식 요관을 골격화합니다. 이식 요관과 오른쪽 요관의 잔여 부분을 주걱으로 덮으세요. 두 개의 양팔 6-0 Prolene(장기 생존 계획 시 PDS 사용, 결석 형성 위험을 줄이기 위함) 봉합사를 사용하여 근사적으로 측정하세요. 7F x 24cm 더블-J 요관 스텐트를 신선한 문합부에 끼우고, 문합을 진행 봉합으로 마무리합니다.
- 반대쪽 신장 절제술
- 이식된 신장이 생명을 유지하는 신장이 되도록 하기 위해서는 반대쪽(왼쪽) 신장을 제거하세요.
- 복부 폐쇄
- 지혈과 수치를 확인한 후, 복부에 1L의 균형 잡힌 전해질 용액으로 세척하고 1-0 루프 프로렌으로 근막을 봉합한 후 피부 세척과 스테이플러로 봉합합니다. 국소 마취를 위해 봉합선에 0.25% 부피바카인을 주입하고, 통증 조절을 위해 SQ 서방형 약물을 주사합니다. 돼지를 기관 내 삽관을 제거하고 유리나 플라스틱 장벽을 통해 각자 다른 우리로 돌려보내 서로 중심정맥관과 포레이 카테터를 물지 않도록 하세요.
- 회복 24시간 후, 투여 전투여, 기관삽관, 준비 후 다시 수술실에서 돼지 복부를 덮어줍니다(그림 2).
- 일상 수술 후 관리
- 순회 중 돼지들을 QID로 확인해 주로 소변 수집 백이 과도하게 채워져 병원성 신장 폐색과 방광 또는 요관 파열을 일으키지 않는지 확인하세요.
- 아침에는 경구 항혈소판 81mg 아스피린을 투여하고, 중심정맥관에서 혈액 샘플을 채취해 간형 고정 상태로 고정한 뒤, 소변 백 내 소변 출력을 측정하고 샘플링하세요.
참고: 돼지는 보통 POD1까지 식욕과 장 기능을 회복하므로 추가적인 IV 수액이나 약물은 권장하지 않습니다.
- 희생
- POD7 연구가 끝나면 또는 인도적 종말 기준의 경우 그 이전에 돼지를 전신 기관내 마취에 다시 넣고, 초음파로 이식편을 검사하여 문합적 완전성을 확인한 후 앞서 설명한 대로 복부를 다시 열어줍니다.
- 이식편에 관류 징후가 있는지 검사하고, 세 개의 문합 부위를 통해 통투 여부를 확인하세요. 세 개의 문합이 온전한 상태로 이식편을 제거하고, 내부 완전성과 개완성을 확인하기 위해 길이를 따라 주걱으로 덮어주세요.
- 신장 실질을 18G 생검 건으로 생검하세요.
결과
즉각 이식편 기능 대 지연 이식편 기능. 우리는 24시간 동안 저체온상태에서 산소 없는 기계 보존을 사용한 후 (MAP = 40 mmHg)를 사용해 n = 5마리의 돼지 30분 DCD 신장 자가이식을 수행했으며, 이식 후 첫 주에는 일일 혈액 샘플과 총 소변량을 사용하여 이식편 회복과 기능의 표현형을 모니터링하였습니다. 우리는 이식 후 회복 표현형을 두 가지로 관찰했습니다. 첫 번째 표현형은 즉각적/초기 이식편 회복/충분성이었습니다. 모의 DCD 이식편을 이식한 돼지 5마리 중 3마리(60%)는 POD 2-3까지 소변 생산량>이 회복되어 개입 없이 지속적인 전해질 항상성을 유지하였다(투석, 칼륨 킬레이션, 인슐린 매개 세포내 이동). 두 번째 표현형은 지연이식편 기능(DGF)으로, POD 3 이후에도 지속적인 무뇨가 지속되는 것이 특징이며, 혈청 BUN, 크레아티닌 축적, 저나트륨혈증 및 고칼륨혈증 발생과 연관되어 투석의 객관적 임상 적응증이 되었습니다. 무뇨와 고칼륨혈증이 진행되어 K≥ 8 mEq/L 부근에서 심전도 변화(T파가 최고봉으로 솟아오른다)를 일으켰다. 이는 투석의 긴급 적응증이었으며, 인도적 평가 변수로 간주되었습니다. 이 종말점에 도달한 후, 전신마취 하에서 안락사를 시행하여 문합 손상이나 기타 수술 합병증으로 인한 이식편 부전/실패의 다른 원인을 배제하였습니다. 이 DGF 정의에 따르면, 돼지 DCD 신장은 30분간 현장 내 온허혈을 경험하고, 24시간의 저체온에서 산소 없는 기계 보존을 했으며, 55분간의 따뜻한 허혈 시간을 꿰매는 DGF가 40%의 비율로 발생했습니다(돼지 5마리 중 2마리). 이 DGF 비율은 인간 DCD 신장 이식에서 보고된 비율을 재현한 것입니다1.
그림 1: 터널로 삽입된 중심정맥관과 폴리 카테터 삽입. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭해 주세요.
그림 2: 생명 유지 돼지 DCD 신장 자가이식. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭하세요.
그림 3: 돼지 모델에서의 지연 이식 기능. 즉각적 기능과 지연 기능 이식편 간의 (A) 소변 배출량 차이; (B) 즉각적 기능과 지연 기능 이식 사이의 칼륨 수치; (C) 즉각적 기능과 지연 기능 이식 간의 일일 혈청 크레아티닌 수치. 모든 수치는 평균 + SEM으로 표현되며, 값은 LOCF로 보고되고 혼합 모델 분석으로 분석됩니다. 약어: LOCF = 마지막 관측 전달. N=팔당 돼지 5마리. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.
토론
지연된 이식 기능은 신장 이식 후 임상 과정에 부정적인 영향을 미칩니다. 이식 초기 환경에서는 장기간 입원, 침습적 시술 발생률 증가, 거부 반응 위험 증가와 관련이 있습니다. 장기적으로는 DGF가 더 짧은 이식 생존율과도 관련이 있습니다. DGF는 중증 허혈-재관류 손상(I/RI)의 증상으로, DCD 이식에서 DBD나 생체 기증 신장 이식보다 더 높은 유병률이 나타납니다. 급성 신장 손상(AKI)은 I/RI에 의해 발생하는 급성 관 괴사에 의해 발생하며, 동종 이식편이 즉시 기능을 잃는 가장 흔한 원인으로 여겨집니다. 임상적으로 DGF는 이식 후 첫 주 이내에 투석이 필요하다는 점으로 정의됩니다. 대형 동물 모델에서 DGF는 이식편 충분성에 대한 표준화된 정의가 없고, 투석을 통해 이식편 기능 회복으로 가는 다리 역할을 하면서 상태의 일시적 성격을 파악하기 어려운 점으로 정의와 연구가 어려웠습니다.
이 프로토콜에서는 돼지 모델이 선택되었는데, 이는 최근 성공적인 이종 이식으로 입증된 바와 유사하게 인간 신장 생리학과 매우 유사하게 인정되기 때문입니다10,11. 자가이식은 칼시뉴린 억제제의 알로면역 반응, 거부 반응, 필요성 및 혼동성 독성 효과를 제거하기 위해 선택되었습니다. DGF의 정의는 POD3를 넘어선 장기간 무뇨(하루 <100mL의 소변)로 인해 심각한 고칼륨혈증 관련 심전도 변화를 초래하는 것을 기준으로 합니다. 폴리 카테터 삽입은 정확한 소변 수집을 가능하게 하며, 지연 이식편 기능과 충분성의 정의를 소변의 질과 양의 기능적 결과에 고정시킵니다. 매일 혈액 채취를 통해 전통적인 신장 기능 패널 매개변수를 일일 모니터링하여 전해질 항상성에 대한 포괄적인 그림을 제공합니다.
지연 이식편 기능에 대한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 동물 모델을 구축하는 것은 지연 이식편 기능에 대한 효과적인 치료법 연구를 가속화하고 궁극적으로 신장 이식 결과를 개선할 것이라고 믿습니다. 요약하자면, 이 프로토콜은 조절된 열허혈 손상 후 정량화된 소변 배출량과 혈청 생화학적 매개변수를 이용해 지연 이식 기능을 객관적으로 특성화할 수 있는 재현 가능한 돼지 신장 자가이식 모델을 확립합니다. 표준화된 수술 조건, 비침습적 소변 채취, 연속 실험실 모니터링을 통합함으로써, 투석 없이 DGF를 연구할 수 있는 실질적 틀을 제공하며, 이식 후 이식편 기능 장애의 임상적으로 관련 있는 표현형과 비교할 수 있게 합니다 12,13,14,15.
공개 사항
저자들은 이해 상충을 선언할 필요가 없습니다.
감사의 글
돼지 신장 이식 교육 과정에서 전문 지식을 공유해 준 토론토 장기 관류 연구소(Top lab)에 감사드립니다. 또한 비침습적 돼지 폴리 삽입에 관한 전문 지식을 공유해 준 미셸 멘디올라 플라에게 감사드립니다.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| <강한>누운 도리 삽입 | |||
| 12 폴리 신부 | 소변 수집 | ||
| 수술용 윤활제 | 폴리 삽입 | ||
| 1L 소변 주머니 | 소변 수집 | ||
| 2-0 나일론 봉합사 | 폴리 및 중앙 라인 고정 | ||
| 스펙큘럼 & 롱 드베이키 & 빛 | 폴리 삽입 | ||
| 소변 샘플링 튜브 (50ml 원뿔형) | 소변 검사 | ||
| CG8 + Chem 8 + 피콜로 탄환 | 일일 검사 | ||
| <강한>엎드린 중심정맥관 삽입 | |||
| 9.6 Fr 단일 루멘 힉먼 카테터 트레이 | 일일 검사 | ||
| 10번 블레이드 | CVC 삽입을 위한 절개 | ||
| 중심정관 네들리스 루어 락 캡 | |||
| 생리식염수 백 (1L 생리식염수 + 헤파린 바이알 10개) | 헵록 CVC | ||
| Explant | |||
| 복강 수술 팩 | |||
| 보비 | |||
| 멸균 조명 손잡이 | |||
| 스펀지 팩 | |||
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| 2-0 실크 타이 | 혈관 조절 | ||
| 1L 플라즈마라이트 | 균형 잡힌 전해질 용액 | ||
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참고문헌
- Lentine, K. L., et al. OPTN/SRTR 2023 annual data report: kidney. Am J Transplant. 25 (2 Suppl 1), S22-S137 (2025).
- Zwaini, Z., et al. Comparative analysis of risk factors in declined kidneys from donation after brain death and circulatory death. Medicina (Kaunas). 56, (2020).
- Flournoy, W. S., Mani, S. Percutaneous external jugular vein catheterization in piglets using a triangulation technique. Lab Anim. 43, 344-349 (2009).
- Seldinger, S. I. Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography: a new technique. Acta Radiol. 39, 368-376 (1953).
- Abraham, N., et al. Subnormothermic oxygenated machine perfusion (24 h) in DCD kidney transplantation. Transplant Direct. 10 (6), e1633(2024).
- Starzl, T. E., Marchioro, T. L., Morgan, W. W., Waddell, W. R. A technique for use of adult renal homografts in children. Surg Gynecol Obstet. 119, 106-108 (1964).
- Simforoosh, N., et al. Right laparoscopic donor nephrectomy and the use of inverted kidney transplantation: an alternative technique. BJU Int. 100, 1347-1350 (2007).
- Abraham, N., et al. Orthotopic transplantation of the full-length porcine intestine after normothermic machine perfusion. Transplant Direct. 8, e1390(2022).
- Kawamura, M., et al. Normothermic ex vivo kidney perfusion preserves mitochondrial and graft function after warm ischemia and is further enhanced by AP39. Nat Commun. 15, 8086(2024).
- Kawai, T., et al. Xenotransplantation of a porcine kidney for end-stage kidney disease. N Engl J Med. 392, 1933-1940 (2025).
- Montgomery, R. A., et al. Results of two cases of pig-to-human kidney xenotransplantation. N Engl J Med. 386, 1889-1898 (2022).
- Siedlecki, A., Irish, W., Brennan, D. C. Delayed graft function in the kidney transplant. Am J Transplant. 11, 2279-2296 (2011).
- Mannon, R. B. Delayed graft function: the AKI of kidney transplantation. Nephron. 140, 94-98 (2018).
- Kim, D. W., et al. Financial impact of delayed graft function in kidney transplantation. Clin Transplant. 34, e14022(2020).
- Schröppel, B., et al. Peritransplant eculizumab does not prevent delayed graft function in deceased donor kidney transplant recipients: results of two randomized controlled pilot trials. Am J Transplant. 20, 564-572 (2020).
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