폐 이식

폐 이식은 최적의 약물 치료에도 불구하고 사망 위험이 높은 호흡부전 환자에게 생명을 구하는 선택입니다. 가장 흔한 적응증은 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 특발성 폐섬유증, 낭포성 섬유증, 알파1-항트립신 결핍증, 원발성 폐고혈압입니다. 덜 흔한 적응증으로는 간질성 폐질환(예: 사르코이드증), 기관지확장증, 선천성 심장병이 있습니다.

단일 또는 이중 폐 이식은 심장 침범이 없는 대부분의 폐 질환에서 동일한 성공률을 보입니다. 단, 만성 미만성 감염(예: 기관지확장증)의 경우 이중 폐 이식이 선호됩니다. 심폐 이식은 아이젠멩거 증후군 및 중증의 비가역적 심실 기능 장애를 동반한 모든 폐 질환에 적응증이 있습니다. 폐체심(cor pulmonale)은 폐 이식 후 재발이 잦기 때문에 이러한 이식의 적응증이 아닙니다. 단일 및 이중 폐 이식은 심폐 이식보다 빈도가 같으며 최소 8배 더 자주 시행됩니다.

상대적 금기사항으로는 연령(단일 폐 이식의 경우 65세, 이중 폐 이식의 경우 60세, 심폐 이식의 경우 55세), 흡연, 과거 흉부 수술 이력, 그리고 일부 낭포성 섬유증 환자와 일부 의료 센터의 경우 Burkholderia cepacia 내성 균주로 인한 폐 감염이 있으며, 이로 인해 사망 위험이 크게 증가합니다.

거의 모든 폐는 뇌사 상태이고 심장 기능이 있는 사체 기증자로부터 얻습니다. 드물지만, 사체 기증자의 장기가 적합하지 않은 경우, 생체 기증자 분획을 이식에 사용합니다(보통 부모-자녀 이식에서). 기증자는 65세 미만이어야 하며, 흡연 경험이 없고, 산소 공급(Pa _O2 /Fi _O2 > 250-300 mmHg), 폐 탄성(최대 흡기압 < 30 cm H2O, V _T 15 ml/kg, 양압 = 5 cm H2O), 기관지경 검사에서 정상적인 거시적 외관을 보이는 활성 폐 질환이 없어야 합니다. 기증자와 수혜자는 해부학적(방사선 검사로 확인) 및/또는 생리학적(전체 폐 용적)으로 확인되어야 합니다.

이식 의뢰의 시기는 다음과 같은 요인에 따라 결정해야 합니다. 폐색의 정도(FEV1, 1초간 강제 호기량, FEV - COPD, 알파1-항트립신 결핍증 또는 낭포성 섬유증 환자의 경우 예측치의 25-30% 미만인 강제 호기량); Pa < 55 mmHg; Pa c > 50 mmHg; 원발성 폐 고혈압 환자의 경우 우심방 압력 > 10 mmHg 및 최대 수축기 압력 > 50 mmHg; 질병의 임상적, 방사선적 및 생리적 증상의 진행.

폐 이식은 현대 이식학에서 아직 가장 발전이 미진한 분야 중 하나입니다. 폐 이식의 성공은 공여자와 수혜자의 정확한 선택, 거부 반응 위기의 조기 진단, 면역억제제의 효과, 그리고 수술 후 적절한 항감염 치료 등에 달려 있습니다.

폐 실질 또는 혈관계 파괴를 동반한 말기 폐질환의 발병은 성인 환자의 장애 및 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 말기 폐질환 치료를 위해 여러 이식 옵션이 개발되었으며, 각각 고유한 이론적, 실제적 장점을 가지고 있습니다. 여기에는 폐 이식과 심폐 이식이 포함됩니다. 폐 이식 시술의 선택은 주로 원발 폐를 원위치에 두었을 때의 결과를 기반으로 합니다. 예를 들어, 반대쪽 폐에 감염이나 중증 수포성 폐기종이 있는 경우 단일 폐 이식은 적합하지 않습니다. 교차 감염은 이식된 건강한 폐를 감염시킬 수 있으며, 원발 폐의 중증 수포성 질환은 심각한 관류-환기 불일치 및 종격동 이동을 초래할 수 있습니다. 이러한 경우 양쪽 폐 이식이 선호됩니다. 단일 폐 이식은 심폐소생술 없이도 상당히 가능하며 출혈로 인한 합병증은 거의 발생하지 않습니다. 단일 폐 이식의 또 다른 장점은 이중 폐 이식에서 시행하는 단일 기관 문합술과 비교했을 때, 기관 문합술의 합병증이 현저히 적다는 것입니다.

양쪽 폐 이식은 말기 폐고혈압 치료에서 더 나은 기능적 결과를 가져올 수 있습니다. 양쪽 폐 이식은 전신 헤파린 투여와 광범위한 종격동 박리를 동반한 체외순환(CPB)을 필요로 하는데, 이 두 가지 모두 수술 후 응고병증 위험을 크게 증가시킵니다. 최근 임상에서 사용되는 양측 순차적 폐 이식은 기관지 문합술의 장점을 결합하고 체외순환의 필요성을 없애기 때문에 양쪽 폐의 차단 이식을 대체할 수 있습니다.

우심실 부전을 동반한 만성 폐고혈압을 진단할 때, 가장 선호되는 방법은 심폐 복합체 이식입니다. 그러나 심장의 기능이 보존된다면, 말기 폐질환 환자에게는 분리된 폐 이식이 가장 적합할 수 있습니다.

호흡기계의 해부학적 및 생리적 특징과 실질성 폐질환 말기의 병태생리학적 변화 실질성 폐질환 말기는 병인학적으로 제한성, 폐쇄성 또는 감염성입니다. 제한성 폐질환은 폐의 탄력성과 신장성 상실을 동반한 간질성 섬유화를 특징으로 합니다. 대부분의 섬유화 질환은 특발성(원인이 불분명)이지만, 흡입 손상이나 면역 과정에 의해 유발될 수도 있습니다. 간질성 폐질환은 혈관에 영향을 미쳐 폐동맥 고혈압을 유발합니다. 이 범주에 속하는 질환은 기능적으로 폐 용적과 확산 용량이 감소하고 기류 속도는 유지되는 것으로 나타납니다.

말기 폐쇄성 폐질환의 가장 흔한 원인은 흡연으로 인한 폐기종이지만, 천식이나 비교적 드문 선천성 질환을 포함한 다른 원인도 있습니다. 그중 하나는 중증 수포성 폐기종과 관련된 알파1-항트립신 결핍증입니다. 폐쇄성 질환에서는 기도 저항이 크게 증가하고, 호기 유속이 감소하며, 잔기량이 크게 증가하고, 환기-관류 관계가 교란됩니다.

낭포성 섬유증과 기관지확장증은 폐질환 말기의 감염성 병인입니다. 낭포성 섬유증은 점액으로 인한 말초 기도 폐쇄, 만성 기관지염, 그리고 기관지확장증을 유발합니다. 또한, 폐혈관 질환 말기는 원발성 폐고혈압의 결과일 수 있는데, 원발성 폐고혈압은 비교적 드문 원인 불명의 질환으로, 폐동맥의 근육 과형성과 소구경 세동맥의 섬유화로 인한 폐동맥압(PVR) 증가로 나타납니다. 폐동맥 기저부 변형의 또 다른 원인은 아이젠멩거 증후군을 동반한 선천성 심장병과 미만성 동정맥 기형입니다.

모든 폐질환 말기 이식의 주요 적응증은 내성 악화, 산소 요구량 증가, 이산화탄소 저류 증가입니다. 이식을 결정하는 다른 요인으로는 지속적인 수액 공급 필요성 발생, 신체적 및 사회적 기능 저하 등이 있습니다.

수술 시행 여부는 기능 장애의 진행 속도와 우심실이 폐동맥 고혈압의 진행을 보상할 수 있는 능력에 따라 달라집니다. 기증 장기의 가용성이 제한적이므로, 폐 이식의 구체적인 금기 사항으로는 심각한 영양실조, 신경근 질환, 인공호흡기 의존(호흡근력이 성공적인 회복에 필수적이므로), 심각한 흉벽 변형 또는 흉막 질환(수술 및 수술 후 인공호흡을 복잡하게 함), 우심실 부전 또는 글루코코르티코이드 의존의 진행(스테로이드로 인해 문합된 기도의 치유가 방해됨) 등이 있습니다.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

폐 이식: 수술 전 준비

수술 전 폐기능 검사와 우심 카테터 삽입, 환기/관류 관계, 그리고 동맥혈 가스 검사는 유도 중 및 유도 후 발생할 수 있는 잠재적 어려움을 예측하는 데 매우 유용합니다. 예를 들어, 호기 유속 감소와 비정상적인 폐 공기 포획은 저산소증과 고탄산혈증을 증가시키고 마스크 환기 중 및 기관내 삽관 후 혈역학적 불안정성을 초래할 수 있습니다. 상승된 양압(PAP)은 단폐 환기를 시작하거나 폐동맥을 봉합할 때 우심실 부전이 거의 갑자기 발생할 수 있으므로 심폐소생술(CPB)의 필요성을 시사할 수 있습니다. 폐고혈압이 없더라도 가스 교환이 매우 제한되므로 이러한 경우에는 정맥-정맥 우회술이 권장됩니다. 폐 이식 수술에서 전신 및 폐동맥 압력 모니터링은 필수적이지만, 심한 호흡곤란으로 인해 유도 전 내경정맥 카테터 삽입이 어려울 수 있습니다.

단일 폐 이식

단일 폐 이식 수술은 전폐절제술과 새로운 폐 이식, 그리고 기관지로의 이식을 위해 혈관경을 통해 대망(omentum)을 이동시키는 과정을 포함합니다. 기존 폐가 동일하게 손상되었고 흉막 반흔의 증거가 없다면, 기술적인 이유로 좌측 폐를 이식 대상으로 선택합니다. 수혜자의 우측 폐정맥은 좌측 폐정맥보다 접근이 어렵고, 좌측 기관지가 더 길며, 좌측 반기흉은 수혜자보다 큰 기증자 폐를 더 쉽게 수용할 수 있기 때문입니다. 대부분의 외과의는 기관지 차단제와 이중 루멘 기관지내 튜브를 사용하여 기증자 폐를 제거하는 것을 선호합니다.

마취 유도에는 빠른 삽관 기법이 사용되며, 심장억제 및 히스타민 생성 효과가 없는 약물(예: 에토미데이트, 베쿠로늄 브로마이드)이 우선적으로 사용됩니다. 수포가 있거나 PVR이 증가한 환자, 그리고 동맥혈 포화도를 유지하기 위해 100% 산소가 필요한 경우에는 이산화이질소 사용을 피합니다. 고용량 오피오이드, 강력한 기관내삽관(IA) 및 장시간 작용하는 근이완제를 병용하여 마취 유지에 성공적으로 사용됩니다. 일반적으로 단폐환기 시작 시 가스 교환 및 혈역학에 급격한 장애가 발생합니다. 이러한 상황에서 산소 공급을 개선하는 방법으로는 의존성 폐에 양압기(PEEP), 양압기(CPAP), 또는 폐동맥 봉합을 동반한 독립성 폐에 고주파 환기를 사용하는 것이 있습니다. 이 시점에서 양압기(PAP)가 급격히 증가하면 우심실 부전이 발생할 수 있습니다.

혈관확장제 및/또는 강심제는 우심의 부하를 줄일 수 있습니다. 효과가 없는 경우, 단폐환기를 지속해야 합니다. 마찬가지로, 폐절제술 전 폐동맥 클램핑으로 혈역학적 지표나 전신 동맥 포화도가 악화되는 경우, 심폐우회술(CBP)이 필요할 수 있습니다.

기증 폐가 재관류되면 허혈 기간은 끝나지만, 이식편이 적절하게 환기될 때까지 전신 동맥 포화도는 일반적으로 낮습니다. 이 시점에서 기관지경 검사를 통해 기도에서 분비물이나 혈액을 제거하여 이식편의 팽창을 회복해야 할 수 있습니다. 기관지 문합술이 완료되면, 대망(omentum)을 손상되지 않은 혈관경을 따라 흉부로 옮겨 기관지 문합부를 감쌉니다. 흉부가 닫히면 기관지내 튜브를 표준 기관내 튜브로 교체합니다.

이중 폐 이식

이중 폐 이식은 원발성 폐 고혈압이나 낭포성 섬유증 환자에게 가장 흔히 사용됩니다. 이중 폐 차단 이식은 앙와위 자세에서 시행되며, 양쪽 폐를 동시에 이식하기 때문에 심폐 우회술이 필수적입니다. 심정지 정지술은 네 개의 폐정맥 구멍이 모두 있는 좌심방 절단부의 문합을 위해 사용됩니다. 기도는 기관 수준에서 차단되므로 표준 기관내 관을 사용합니다. 기관으로 가는 전신 동맥 공급이 손상되기 때문에 혈관이 있는 대망으로 기관을 감쌉니다. 광범위한 심후 심장 박리는 종종 심장 신경 차단을 초래하며, 수술 후 출혈을 조절하기 어렵습니다. 이중 폐 차단 이식이 필요한 동일한 환자군을 대상으로 양측 순차적 단일 폐 이식이 도입되었지만, 심폐소생술 및 기관 문합의 필요성을 제거합니다. 이 수술의 상대적 단점은 연속 이식을 통해 두 번째 폐 이식의 허혈 시간이 상당히 길어진다는 것입니다.

폐 이식 수술

프로스타글란딘을 함유한 차가운 결정질 보존액을 폐동맥을 통해 폐로 주입합니다. 기증 장기는 얼음처럼 차가운 식염수로 그 자리에서 또는 심폐우회술을 통해 냉각시킨 후 제거합니다. 예방적 항생제 투여가 이루어집니다.

단일 폐 이식은 후측방 흉곽 절개술을 필요로 합니다. 원래 폐를 제거하고, 기증 폐의 기관지, 폐동맥, 폐정맥의 해당 절단부를 이용하여 문합합니다. 기관지 문합술은 장중첩(한쪽 끝을 다른 쪽 끝에 삽입)하거나, 적절한 치유를 위해 대망이나 심낭으로 감싸야 합니다. 장점은 수술 기법이 간단하고, 인공심폐기나 전신 항응고제(일반적으로)가 필요하지 않으며, 정확한 크기 선택이 가능하고, 동일 기증자의 반대쪽 폐를 다른 수혜자에게 적합하게 사용할 수 있다는 것입니다. 단점으로는 원래 폐와 이식된 폐 사이의 환기/관류 불일치 가능성과 단일 기관지 문합술의 치유가 잘 이루어지지 않을 가능성이 있습니다.

양쪽 폐 이식은 흉골절개술 또는 전방횡흉부절개술을 필요로 하며, 두 번의 연속적인 단일 폐 이식과 유사한 시술입니다. 주요 장점은 손상된 조직을 완전히 제거하는 것입니다. 단점은 기관 문합부의 치유가 잘 되지 않는다는 것입니다.

심폐 복합체 이식은 내측 흉골절개술과 폐심장 우회술을 필요로 합니다. 대동맥, 우심방, 기관 문합이 이루어지며, 기관 문합은 분기부 바로 위에 형성됩니다. 주요 장점은 관상동맥-기관지 측부 혈관이 심폐 복합체 내에 위치하기 때문에 이식편 기능이 향상되고 기관 문합의 치유가 더욱 안정적이라는 것입니다. 단점은 수술 시간이 길고 인공 순환 장치가 필요하며, 정확한 크기의 선택, 한 환자에게 세 개의 기증 장기를 사용해야 한다는 것입니다.

이식된 폐의 재관류 전에 수혜자에게는 종종 메틸프레드니솔론 정맥 투여가 이루어집니다. 일반적인 면역억제 요법에는 칼시뉴린 억제제(사이클로스포린 또는 타크롤리무스), 퓨린 대사 억제제(아자티오프린 또는 미코페놀레이트 모페틸), 그리고 메틸프레드니솔론이 포함됩니다. 항티모사이트 글로불린 또는 OKTZ는 이식 후 첫 2주 동안 예방적으로 투여됩니다. 기관지 문합부의 정상적인 치유를 위해 글루코코르티코이드 투여를 중단할 수 있으며, 이 경우 더 높은 용량의 다른 약물(예: 사이클로스포린, 아자티오프린)로 대체합니다. 면역억제 요법은 무기한으로 지속됩니다.

면역억제 치료에도 불구하고 대부분의 환자에서 거부 반응이 발생합니다. 증상과 징후는 초급성, 급성, 만성 형태에서 유사하며, 발열, 호흡곤란, 기침, SaO2 감소 _, 방사선 사진상 간질 침윤, 그리고 FEV1(초활량) 10-15% 이상 감소 등이 있습니다. 초급성 거부 반응은 이식 수술 중 허혈성 손상으로 인한 초기 이식편 기능 장애와 구별되어야 합니다. 진단은 기관지경 검사 및 기관지 생검을 통해 확진되며, 소혈관의 혈관주위 림프구 침윤을 확인합니다. 정맥 내 글루코코르티코이드가 일반적으로 효과적입니다. 재발성 또는 불응성 사례의 치료는 다양하며, 고용량 글루코코르티코이드, 에어로졸화 시클로스포린, 항티모사이토 글로불린, RT-β-포도당이 포함됩니다.

만성 거부반응(1년 이상)은 환자의 50% 미만에서 발생하며, 폐쇄세기관지염이나 드물게는 죽상경화증의 형태로 나타납니다. 급성 거부반응은 만성 거부반응 위험을 증가시킬 수 있습니다. 폐쇄세기관지염 환자는 기침, 호흡곤란, 그리고 FEV 감소를 호소하며, 신체 검사 또는 방사선 검사에서 기도 질환의 소견이 있거나 없을 수 있습니다. 감별 진단 시 폐렴은 배제해야 합니다. 진단은 기관지경 검사와 생검으로 이루어집니다. 특별히 효과적인 치료법은 없지만, 글루코코르티코이드, 항티모사이트 글로불린, OCTG, 흡입 사이클로스포린, 그리고 재이식을 고려할 수 있습니다.

가장 흔한 수술 합병증은 기관 또는 기관지 문합부의 치유 불량입니다. 단일 폐 수혜자의 20% 미만에서 기관지 협착이 발생하여 호흡곤란과 기도 폐쇄를 유발합니다. 기관지 확장술과 스텐트 삽입술로 치료할 수 있습니다. 다른 수술 합병증으로는 재발성 후두신경 또는 횡격막신경 손상으로 인한 쉰 목소리와 횡격막 마비, 흉부 미주신경 손상으로 인한 위장관 운동 장애, 그리고 기흉이 있습니다. 일부 환자에서는 폐정맥-심방 봉합술로 인한 전도 변화로 인해 상심실성 부정맥이 발생할 수 있습니다.

폐 이식의 예후는 무엇입니까?

1년 생존율은 생체 기증 이식 환자의 경우 70%이고 사망 기증 이식 환자의 경우 77%입니다. 전반적으로 5년 생존율은 45%입니다. 사망률은 원발성 폐 고혈압, 특발성 폐 섬유증 또는 사르코이드증 환자에서 더 높고 COPD 또는 알파1-항트립신 결핍증 환자에서 더 낮습니다. 사망률은 이중 폐 이식보다 단일 폐 이식에서 더 높습니다. 1개월 이내 사망의 가장 흔한 원인은 원발성 이식 실패, 허혈 및 재관류 손상, 감염(예: 폐렴)이며 거대세포바이러스는 제외됩니다. 1개월에서 1년 사이에 가장 흔한 원인은 감염이고 1년 후에는 폐쇄성 세기관지염입니다. 사망 위험 요인에는 거대세포바이러스 불일치(기증자 양성, 수혜자 음성), HLA-DR 불일치, 당뇨병 및 이전에 기계적 환기 또는 강심제 지원이 필요했습니다. 질병의 재발은 드물며, 간질성 폐질환 환자에서 더 흔하게 나타납니다. 과호흡 반응으로 인해 운동 내성이 다소 제한됩니다. 심폐 이식의 1년 생존율은 환자와 이식편 모두 60%입니다.

폐 이식 후 환자 상태 평가

고립성 폐 이식 후 환자의 수술 후 치료에는 집중적인 호흡 보조 및 거부 반응과 폐 감염의 감별 진단이 포함되며, 이를 위해 유연한 기관지경을 이용한 기관지 생검이 시행됩니다. 조기 호흡 부전은 보존 또는 재관류 손상으로 인해 발생할 수 있으며, 낮은 심장 충만압에도 불구하고 심한 동맥폐포 산소 기울기, 폐 조직의 탄성 감소(폐 탄성도 저하), 그리고 실질 침윤이 나타나는 것이 특징입니다. 이러한 경우 일반적으로 양압(PEEP)을 이용한 기계적 환기가 사용되지만, 새롭게 회복된 기도의 문합부 특성을 고려하여 흡입 압력은 최소로 유지됩니다. FiO₂ 또한 충분한 혈액 포화도를 얻을 수 있는 최저치로 유지됩니다.

출혈, 혈흉 및 기흉, 조기 이식편 기능 장애, 장기간의 기계적 환기 필요성 등 수술적 합병증 외에도 폐 이식은 감염 합병증의 위험이 매우 높습니다. 폐는 이식된 장기 중 유일하게 환경에 직접 노출됩니다. 림프 배액 장애, 섬모 상피 기능 부전, 기도를 가로지르는 봉합선 등의 요인은 이식된 폐의 감염 취약성을 증가시킵니다. 수술 후 첫 달 동안은 세균이 폐렴의 가장 흔한 원인입니다. 이 기간이 지나면 거대세포바이러스(CMV) 폐렴이 가장 흔해집니다. 폐 이식 후 급성 거부반응은 흔하며, 임상적 특징만으로는 감염과 감별하기 어렵습니다. 거부반응 치료에 사용되는 코르티코스테로이드가 폐렴을 악화시키고 전신 패혈증을 유발할 수 있기 때문에 이러한 감별은 매우 중요합니다. 기관지경 검사 중 채취한 기관지폐포세척액이나 객담 검체는 감염성 병인을 진단하는 데 유용할 수 있습니다. 거부반응 진단을 위해서는 기관지경 또는 개흉 폐생검이 필요합니다.

출혈은 일괄 이중 폐 이식 후 가장 흔한 합병증이며, 특히 흉막 질환이나 광범위한 종격동 측부 혈관을 가진 아이젠멩거 증후군 환자에서 더욱 흔합니다. 폐 이식 중 횡격막 신경, 미주 신경, 그리고 되돌이 후두 신경은 큰 위험에 노출되어 있으며, 이러한 신경의 손상은 기계적 환기 중단 및 적절한 자발 호흡 회복 과정을 복잡하게 만듭니다. 대부분의 기관지 문합술은 대개 일차 치유가 이루어지며, 매우 드물게 기관지 누공이 협착을 유발하는 경우 실리콘 스텐트와 확장술로 성공적으로 치료할 수 있습니다. 반대로, 기관 문합술 실패는 종종 치명적인 종격동염으로 이어집니다. 심폐 이식 후 소기관지 파괴를 특징으로 하는 폐쇄성 세기관지염이 보고되었습니다.

[ 5 ], [ 6 ]