초록접수 현황
| 15F-108 | 구연 발표 |
체외폐관류장치에서 수소기체의 흡입이 이식 후 폐기능에 미치는 영향
함석진¹, 정희석², 이진구², 김영삼³, 이성수¹, 백효채²
연세대학교 의과대학 강남세브란스병원 흉부외과학교실¹, 연세대학교 의과대학 세브란스병원 흉부외과학교실², 연세대학교 의과대학 세브란스병원 내과³
목적 : 폐이식의 대상이 되는 말기 폐질환자들 중에 공여폐 부족으로 이식 시기를 놓치고 사망하는 환자들이 많다. 이러한 공여폐의 부족을 해결하기 위해 심장사후 기증(donation after cardiac death; DCD) 폐를 사용하는 예가 증가하고 있으나, 이는 뇌사 기증자의 폐에 비해 필연적으로 온허혈시간이 길고 폐의 상태를 정확히 판단할 수 없다는 단점이 있다. 한편, 체외폐관류장치(Ex vivo lung perfusion; EVLP)는 적출된 폐에 폐관류액을 순환시켜 폐 기능이 회복될 수 있도록 하고 폐의 상태를 객관적으로 평가할 수 있게 한다. 본 연구에서는 DCD 폐에 EVLP 적용시 수소 기체의 호흡이 이식 후 폐기능에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
방법 : 40kg의 돼지 10마리를 무작위로 5마리씩 대조군과 실험군으로 분류하고 9V의 전류를 심장에 통과시켜 심정지를 유도하였다. 심정지 후 1시간 동안 상온에 방치하여 온허혈 손상을 유도하였고 이후 양측폐를 적출하고 적출된 폐에 EVLP 장치를 적용하여 4시간 동안 유지 하였다. 이때, 기관을 통한 기계호흡시 대조군은 FiO2 0.21의 공기를 이용하고, 실험군은 2% 수소 혼합 가스를 이용하였다. EVLP 시행 후 좌측 폐를 수혜 돼지에게 정위이식하고 3시간 동안 폐의 기능을 관찰하였다. EVLP 시행 중 및 이식 후, 1시간 간격으로 동맥혈검사를 실시하여 Oxygen capacity((좌심방의 PaO2-폐동맥의 PaO2)/FiO2)를 측정하였고 폐혈관저항과 기도내압, 폐탄성도를 측정하였다. 3시간의 관류 후 폐조직을 절제하여 Interleukin(IL)-6, IL-10, tumour necrosis factor-alpha (TNF-α) 및 NLRP3(NOD-like receptor protein 3)/NALP3 (NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3)을 Western blot으로 측정하였고, 병리 검사는 H&E 염색 후 lung injury severity (LIS) score를 측정하였으며, 세포 자멸사 정도를 알아보기 위해 TUNEL 검사를 시행하였다. 또한, 폐부종 정도(wet/dry ratio)를 측정하였다.
결과 : EVLP 중에는 Oxygen capacity를 제외한 폐혈관저항, 기도내압, 폐탄성도는 실험군에서 양호하였다(Figure 1). 이식 후에는 Oxygen capacity (p=0.033), 폐탄성도 (p=0.002), 기도 내압 (p=0.020) 모두 통계적으로 유의하게 실험군에서 양호하였으며(Figure 2) 조직내 IL-6 (p=0.024)와 NLRP3/NALP3의 발현(p=0.042)은 대조군에서 높았으나, IL-10 (p=0.037)은 실험군에서 높았다. LIS score (대조군:실험군 = 1±0.2:0.7±0.2) 및 자멸사 세포수 (대조군:실험군 = 3.4±1.6:2.1±0.4) 또한 대조군에서 높았고, 폐부종 정도 (Wet/dry ration; 대조군:실험군 = 2.833±0.35378:1.766±0.0778)도 대조군에서 심하였다.
결론 : DCD 폐 모델에서 EVLP 적용시 수소 기체의 흡입은 EVLP 시행 중 폐기능을 향상 시킬 뿐만 아니라, 이 효과는 실제 이식 후에도 지속됨을 알 수 있었다. 이러한 치료 방법은 DCD에서 발생하는 온허혈손상의 정도를 줄여 폐기능을 향상 시킬 뿐만 아니라 폐기능을 객관적으로 평가할 수 있게 하여 DCD 폐의 사용을 더욱 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다.
방법 : 40kg의 돼지 10마리를 무작위로 5마리씩 대조군과 실험군으로 분류하고 9V의 전류를 심장에 통과시켜 심정지를 유도하였다. 심정지 후 1시간 동안 상온에 방치하여 온허혈 손상을 유도하였고 이후 양측폐를 적출하고 적출된 폐에 EVLP 장치를 적용하여 4시간 동안 유지 하였다. 이때, 기관을 통한 기계호흡시 대조군은 FiO2 0.21의 공기를 이용하고, 실험군은 2% 수소 혼합 가스를 이용하였다. EVLP 시행 후 좌측 폐를 수혜 돼지에게 정위이식하고 3시간 동안 폐의 기능을 관찰하였다. EVLP 시행 중 및 이식 후, 1시간 간격으로 동맥혈검사를 실시하여 Oxygen capacity((좌심방의 PaO2-폐동맥의 PaO2)/FiO2)를 측정하였고 폐혈관저항과 기도내압, 폐탄성도를 측정하였다. 3시간의 관류 후 폐조직을 절제하여 Interleukin(IL)-6, IL-10, tumour necrosis factor-alpha (TNF-α) 및 NLRP3(NOD-like receptor protein 3)/NALP3 (NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3)을 Western blot으로 측정하였고, 병리 검사는 H&E 염색 후 lung injury severity (LIS) score를 측정하였으며, 세포 자멸사 정도를 알아보기 위해 TUNEL 검사를 시행하였다. 또한, 폐부종 정도(wet/dry ratio)를 측정하였다.
결과 : EVLP 중에는 Oxygen capacity를 제외한 폐혈관저항, 기도내압, 폐탄성도는 실험군에서 양호하였다(Figure 1). 이식 후에는 Oxygen capacity (p=0.033), 폐탄성도 (p=0.002), 기도 내압 (p=0.020) 모두 통계적으로 유의하게 실험군에서 양호하였으며(Figure 2) 조직내 IL-6 (p=0.024)와 NLRP3/NALP3의 발현(p=0.042)은 대조군에서 높았으나, IL-10 (p=0.037)은 실험군에서 높았다. LIS score (대조군:실험군 = 1±0.2:0.7±0.2) 및 자멸사 세포수 (대조군:실험군 = 3.4±1.6:2.1±0.4) 또한 대조군에서 높았고, 폐부종 정도 (Wet/dry ration; 대조군:실험군 = 2.833±0.35378:1.766±0.0778)도 대조군에서 심하였다.
결론 : DCD 폐 모델에서 EVLP 적용시 수소 기체의 흡입은 EVLP 시행 중 폐기능을 향상 시킬 뿐만 아니라, 이 효과는 실제 이식 후에도 지속됨을 알 수 있었다. 이러한 치료 방법은 DCD에서 발생하는 온허혈손상의 정도를 줄여 폐기능을 향상 시킬 뿐만 아니라 폐기능을 객관적으로 평가할 수 있게 하여 DCD 폐의 사용을 더욱 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다.
책임저자: 백효채
연세대학교 의과대학 세브란스병원 흉부외과학교실
연락처 : 함석진, Tel: 02-2019-3380 , E-mail : hamsj@yuhs.ac
