临床上时常遇到因肿瘤、外伤、长时间气管插管等原因导致的气管缺损或狭窄。气管缺损小于气管长度的一半可以通过气管端端吻合重建。超过此范围的气管缺损或狭窄则需要气管替换治疗，如人工气管、组织工程气管和同种异体气管移植等。近年来气管移植取得较大进展，现就其再血管化、黏膜再生和免疫抑制剂应用等方面的进展作一综述。
一、移植气管缺血与再血管化过程
由于支配气管的血管非常细且呈节段性分布，无法用显微吻合的方法直接建立血供，需要将其埋置在受体其他部位，如筋膜、肌肉、大网膜等处，经过一段时间后使其血管化并存活，称为异位血管化。这期间移植的气管将会因缺血出现组织病理学改变。一项自体移植动物实验研究显示，异位植入后的气管经历3个阶段：(1)缺血期：植入后4 d内。气管黏膜上皮变为鳞状上皮，黏膜下层增厚、瘀血、血管内血栓形成。(2)再血管化期：植人后4～24 d。黏膜下出现血管，特别是在气管膜部。随时间延长，气管软骨部黏膜均有血管形成。14 d后再血管化完成，重新出现柱状上皮。(3)感染期：植入后24—28 d。黏膜下层完全血管化，但黏膜层主要为鳞状上皮，腔内出现黏稠的黏液。可见低程度的慢性炎性反应，表现为黏膜下层淋巴细胞浸润。异位再血管化主要通过筋膜血管向内生长和原有血管内血栓机化再通来实现。
二、气管移植长度、部位、时间与血管化关系
气管移植后能否存活，主要依靠再血管化。气管越长，越不易完全血管化，中间部分往往会缺血坏死。一般来说，4 cm或更长的气管血管化过程中，其中间部分将出现坏死。为解决这一问题，有学者在10个环长度气管的中间切开气管环问韧带，使其变为相连的2个较短的气管，中间夹入大网膜，外周再裹以大网膜，可使其完全血管化并存活。
气管移植部位与其成活也有很大关系。气管的特殊性决定了原位气管移植基本是失败的。气管缺乏可供吻合的可靠血管，虽然有过2篇直接进行气管血管吻合的报道，但效果不确定。气管又处在开放易污染环境中，原位移植易致早期感染引发炎性反应和坏死。颈部的运动和吞咽动作可能会导致原位移植的气管与血管床不能紧密结合而难以血管化。紧密、固定的血管床是血管化最重要的因素之
一。因此，要使气管血管化并存活，需要用异位埋植，待其血管化后再二期移植的方法。胸锁乳突肌瓣是最早报道用于气管异位血管化的部位。有研究者将10个环的同种异体气管埋植在胸锁乳突肌内，3周后带蒂转移至颈部气管，修复8个环缺损的气管。其他可应用的部位有胸侧筋膜、大网膜、前臂桡侧皮瓣等。
移植气管完成血管化的时间依种属和部位有所不同。兔胸侧筋膜埋植16～20 d后即可血管化并用于移植。人大网膜内埋植60 d可见气管存活，人前臂桡侧皮瓣存活需2个月左右的时间。
三、气管黏膜的替换与再生
移植气管腔内黏膜的存活对维持移植气管管腔的宽敞非常重要。黏膜作为屏障起到防止气管感染和清除痰液的作用。裸露的软骨容易缺血坏死并导致管腔狭窄。黏膜的存活需要丰富的血供，缺血将导致二期愈合即瘢痕形成。同时，黏膜又是气管免疫原性最强的部分。因此，同种异体气管移植首先需要用免疫抑制剂以避免黏膜排斥反应的发生，由此避免黏膜和软骨的坏死。Klepetko等的研究表明，在免疫抑制剂作用下，大网膜包裹的同种异体气管黏膜可以存活。但长期应用免疫抑制剂并不适合气管移植患者，尤其是因肿瘤而切除气管的患者。为此，Delaere等设计了逐步撤除免疫抑制剂的方案，同时用自体口腔黏膜移植，使其逐步再生并替换因撤除免疫抑制剂而导致的移植气管黏膜坏死。这一过程历时较长，需要9个月时间。
除了用口腔黏膜外，皮肤也是一种替换气管黏膜的方法。尽管皮肤没有纤毛上皮，缺乏清痰功能，但从临床应用来看，长度7．5 cm以内的皮瓣移植，其积痰和皮肤脱屑问题似乎并不严重，气道总体仍是清洁的。但涉及胸段气管或环周气管切除后的重建，这一问题就比较严重，需要定期在支气管镜下清理痰痂。而气管全长切除后的重建则不能全部用皮肤代替，否则，患者会因肺部严重感染而死亡。
四、气管的免疫原性及去除方法
气管由黏膜、黏膜下层和软骨环组成，其中黏膜和黏膜下层有免疫原性，软骨相对来说免疫原性较弱。在不用免疫抑制剂情况下，移植的气管14 d时完全被排斥掉，而经冷冻保存过的气管则可在大网膜内完成血管化，其黏膜上皮在2个月内被受体黏膜替代。用筋膜包裹也取得同样效果。为何冷冻保存后的气管可以避免急性排斥反应，机制仍不清楚，可能与黏膜免疫原性受到破坏及自体黏膜上皮覆盖气管软骨有关。长期移植后仍可观察到慢性排斥反应，致血管闭锁和移植物萎缩。用射线照射后的5个环长度的气管在大网膜内也可血管化而未发生排斥反应，存活时间可长达1年，似乎与射线去除了黏膜细胞活性有关。以往研究证实，气管黏膜层有强免疫原性是因为主要组织相容性抗原在气管黏膜上皮和混合腺中有表达。应用洗涤剂或机械剥离去除气管黏膜上皮后也取得与射线和冷冻保存同样的效果。
五、免疫抑制剂的应用与撤除
免疫抑制剂可以防止移植的气管被宿主排斥。动物研究显示，常规剂量的环孢素(5 mg／kg)仍会产生中等程度至完全的排斥反应，加倍用量(10 mg／kg)则未出现排斥反应。复合用药(环孢素5 mg／kg+甲泼尼龙3 mg／kg)可避免排斥，但出现感染引起的坏死。同种异体人气管移植人大网膜后给予环孢素A、吗替麦考酚酯和泼尼松三种免疫抑制剂，2个月后气管存活，没有排斥。在喉和部分气管同时移植的病例中，患者术后1周内接受鼠源CD3单克隆抗体(5 mg／d)，环孢素(500 mg／d)，甲泼尼龙(50 mg／d，每日减量至术后4 d时维持在20 IT／g／d)，吗替麦考酚酯(1 g，2次／d)四种药物。术后40个月时虽然所用的免疫抑制剂已经减量，但仍需长期维持应用。
免疫抑制剂的应用对于因肿瘤而切除气管的患者来说显然是不利的，目前一种逐步撤除免疫抑制剂的研究方案已用于临床。患者刚接受移植时的免疫抑制剂量为：他克莫司，血药浓度12～15肛∥L，硫唑嘌呤(100 mg／d)，糖皮质激素[0．4 ms／(kg·d)]，静脉给药。以后维持口服用药(他克莫司6 mg／d，硫唑嘌呤100 mg／d，甲泼尼龙4 ms／d)。4个月后开始逐渐减少用量。移植后229 d停用。在应用免疫抑制剂的同时，将同种异体人气管移植在前臂，用前臂筋膜包裹，存活后气管黏膜处移植自体口腔黏膜，使其逐步替代移植气管内的黏膜。4个月时，气管杂合体完全黏膜化，撤除免疫抑制剂后，将气管连同筋膜和血管移植人气管缺损处。长期随访表明，并未出现排斥反应。逐步撤除免疫抑制剂方案的研究为低度恶性气管肿瘤患者的气管移植提供了希望。
六、展望
供体气管缺血与再血管化过程的研究为气管移植的时机和方法提供了组织病理学依据。各种降低或去除气管免疫原性方法的探索有助于减少或撤除免疫抑制剂，给因肿瘤而切除气管的患者带来希望。从未来发展来看，高效低毒及器官特异性的免疫抑制剂的研发和组织工程气管黏膜的构建可能是气管移植得以广泛开展的关键所在。
