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Transplantation pulmonaire et cœur-poumon

Par Martin Hertl, MD, PhD, Jack Fraser Smith Professor of Surgery, Director of Solid Organ Transplantation, and Chief Surgical Officer, Rush University Medical Center ; Paul S. Russell, MD, John Homans Distinguished Professor of Surgery;Senior Surgeon, Harvard Medical School;Massachusetts General Hospital

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La transplantation pulmonaire ou cœur-poumon reste une éventualité thérapeutique en cas d'insuffisance ou de défaillance respiratoire à risque de décès malgré un traitement médical optimal.

Les indications de transplantation pulmonaire les plus fréquentes sont

  • BPCO

  • Fibrose pulmonaire idiopathique

  • Mucoviscidose

  • Déficit en α1-antitrypsine

  • Hypertension artérielle pulmonaire primitive

Les indications moins fréquentes sont les pneumopathies interstitielles (p. ex., sarcoïdose), les dilatations des bronches et les cardiopathies congénitales.

Les transplantations d’un ou des deux poumons sont identiquement adaptées à la plupart des situations sans atteinte cardiaque; l'exception est une infection chronique diffuse (p. ex., dilatation des bronches), situation pour laquelle une double transplantation pulmonaire est plus adaptée.

Les indications pour la transplantation cœur-poumon sont

  • Syndrome d'Eisenmenger

  • Tout trouble pulmonaire avec dysfonction ventriculaire sévère susceptible d'être irréversible

Un cœur pulmonaire s'inverse souvent après une transplantation pulmonaire seule et est donc rarement une indication de transplantation cœur-poumon; cependant, parfois une greffe cœur-poumon est nécessaire.

Les contre-indications relatives sont l'âge (les transplantés d'un seul poumon doivent avoir < 65 ans; les doubles transplantés pulmonaires de < 60 ans; et les transplantés du cœur et d'un poumon < 55 ans), le tabagisme actif, les antécédents de chirurgie thoracique, pour certains, la mucoviscidose et dans certains centres médicaux, une infection pulmonaire à souches résistantes de Burkholderia cepacia, qui augmentent beaucoup la mortalité.

Les transplantations d'un et deux poumons sont aussi fréquentes les unes que les autres et sont au moins 8 fois plus courantes que les greffes cœur-poumon.

Donneurs de poumon

Presque tous les dons de poumons proviennent de donneurs en état de mort cérébrale et dont le cœur bat encore.

Les greffes de donneurs à cœur non battant sont de plus en plus utilisées, car les poumons de donneurs plus appropriés font défaut.

Une transplantation lobaire provenant d'un adulte vivant (habituellement parent-enfant) est effectuée dans de rares cas lorsqu'il n'existe aucun donneur décédé.

Les donneurs doivent avoir < 65 ans et n'avoir jamais fumé et n'avoir eu aucun trouble pulmonaire actif comme en témoignent les caractéristiques suivantes

  • Oxygénation: Pao2/Fio2 (O2 fractionnaire inspiré) > 250 à 300, avec PaO2 en mmHg et Fio2 en fraction décimale (p. ex., 0,5)

  • Compliance pulmonaire: pic de pression inspiratoire < 30 cmH2O à volume courant (VT) 15 mL/kg et pression positive expiratoire = 5 cmH2O

  • Aspect macroscopique: utilisation de la bronchoscopie

Les donneurs et les receveurs doivent être appariés d'un point de vue anatomique (en fonction de la rx thorax) et/ou physiologique (en fonction de la capacité pulmonaire totale).

Calendrier pour la transplantation

Le calendrier pour la transplantation doit être déterminé par des facteurs tels que

  • Degré de défaut obstructif: volume expiratoire maximal en 1 s (VEMS1) < 25 à 30% du théorique en cas de BPCO, de déficit en α1-antitrypsine ou de mucoviscidose (fibrose kystique)

  • Pao2< 55 mmHg

  • Paco2> 50 mmHg

  • Pression auriculaire droite > 10 mmHg et pic de pression systolique > 50 mmHg chez le patient présentant une hypertension artérielle pulmonaire primitive

  • Vitesse de progression de la maladie d'un point de vue clinique, rx ou physiologique

Procédure

Le donneur est traité par anticoagulants et une solution cristalloïde de conservation glacée contenant des prostaglandines est injectée via les artères pulmonaires dans les poumons. Les organes du donneur sont refroidis dans une solution glacée de sérum physiologique in situ ou via une circulation extracorporelle, retirée par la suite. Une antibiothérapie prophylactique est souvent administrée.

Transplantation d'un seul poumon

La transplantation d'un seul poumon exige une thoracotomie postérolatérale. Le poumon natif est extrait et les bronches, l’artère pulmonaire et les veines du poumon du donneur leur sont anastomosés respectivement. Les anastomoses bronchiques exigent une invagination ou un enveloppement des segments bronchiques avec de l'épiploon ou du péricarde pour favoriser la cicatrisation.

Les avantages de la transplantation d'un seul poumon sont une intervention chirurgicale plus simple, l'absence de circulation extracorporelle et (habituellement) d'anticoagulation systémique, une plus grande flexibilité relative à la correspondance des tailles et la disponibilité du poumon controlatéral du même donneur pour un autre receveur.

Les inconvénients comprennent la possibilité d'un déséquilibre ventilation/perfusion entre le poumon natif et le poumon transplanté et la possibilité d'une mauvaise cicatrisation de l'unique anastomose bronchique.

Transplantation des deux poumons

La transplantation des deux poumons requiert une sternotomie ou une thoracotomie de la partie antérieure transversale; la procédure est similaire à 2 transplantations séquentielles uniques.

Le principal avantage est l'élimination définitive de tout le tissu pulmonaire malade chez le receveur.

L'inconvénient est une mauvaise cicatrisation de l'anastomose trachéale.

Transplantation cœur-poumon

La transplantation cœur-poumon nécessite une sternotomie médiane avec circulation extracorporelle. Anastomoses aortiques, de l’oreillette droite, et de la trachée sont nécessaires; la trachée est anastomosée immédiatement au-dessus de sa bifurcation.

Les principaux avantages sont un meilleur état fonctionnel du greffon et une meilleure cicatrisation de l'anastomose trachéale du fait de collatérales bronchio-coronariennes au sein du bloc cœur-poumon.

Les inconvénients comprennent une durée opératoire longue et une circulation extracorporelle, la nécessité de poumon de dimension similaire et l'utilisation d'un don de 3 organes pour un receveur.

Immunosuppression

Un protocole fréquent de trithérapie immunosuppressive associe

  • Un inhibiteur de la calcineurine (cyclosporine ou tacrolimus)

  • Un inhibiteur du métabolisme de la purine (azathioprine ou mycophénolate mofétil)

  • Méthylprednisolone ou un autre corticostéroïde

Les patients reçoivent d'abord de fortes doses périopératoires; la méthylprednisolone IV est souvent administrée aux receveurs pendant l'intervention avant la reperfusion du poumon transplanté. Des doses plus faibles sont ensuite administrées en tant que traitement d'entretien ( Immunosuppresseurs utilisés pour traiter le rejet de greffe).

La globuline antithymocytaire ou l'alemtuzumab sont souvent administrées en thérapie d'induction. Ces médicaments peuvent également réduire la thérapie immunosuppressive post-transplantation. Souvent, le tacrolimus en monothérapie est suffisant en cas d'administration du traitement d'induction.

Les corticostéroïdes peuvent être omis pour faciliter la cicatrisation de l’anastomose bronchique; des doses plus élevées d'autres médicaments (p. ex., cyclosporine, azathioprine) sont administrées à leur place. Les immunosuppresseurs sont prescrits à vie.

Complications

Rejet

Un rejet est observé chez la plupart des patients malgré un traitement immunosuppresseur. La symptomatologie est similaire dans les formes hyperaiguës, aiguës et chroniques, et elle comprend une fièvre, une dyspnée, une toux, une diminution de la SaO2 (saturation artérielle en O2), et une réduction du VEMS1> entre 10 et 15% ( Manifestations du rejet de transplantation hépatique par catégorie).

Le rejet suraigu doit être distingué du dysfonctionnement précoce de la greffe provoqué par une lésion d'origine ischémique lors de la procédure de transplantation, et le rejet aigu doit être distingué de l'infection. L'infiltrat interstitiel, observé sur des rx thorax, est typique du rejet accéléré ou aigu. Le rejet est généralement diagnostiqué par bronchoscopie, qui permet la biopsie transbronchique bronchoscopique. Si le rejet a eu lieu, la biopsie révèle une infiltration lymphocytaire périvasculaire des petits vaisseaux; des leucocytes polynucléaires dans les infiltrats alvéolaires et des agents pathogènes infectieux font évoquer une infection. Les corticostéroïdes IV sont généralement efficaces en cas de rejet hyperaigu, accéléré ou aigu. Le traitement des cas récidivants ou résistants varie et comprend des doses de corticostéroïdes plus élevées, de la cyclosporine en aérosol, de la globuline antithymocytaire.

Le rejet chronique se développe après > 1 an chez jusqu’à 50% des patients; il prend la forme d’une bronchiolite oblitérante ou, moins souvent, d’une athérosclérose. Le rejet aigu peut augmenter le risque de rejet chronique. Le patient atteint de bronchiolite oblitérante présente initialement une toux, une dyspnée et un DEM25-75% ou un VEMS1, diminué avec ou sans signes cliniques ou rx d'une atteinte des voies respiratoires. Le diagnostic différentiel comprend une pneumonie. Le diagnostic repose habituellement sur la bronchoscopie avec biopsie. Aucun traitement n'a été démontré efficace, mais les options comprennent les corticostéroïdes, la globuline antithymocytaire, la cyclosporine inhalée et une nouvelle transplantation.

Manifestations du rejet de greffe pulmonaire par catégorie

Catégorie de rejet

Manifestations

Hyperaigu

Mauvaise oxygénation, fièvre, toux, dyspnée, diminution de VEMS1

Accéléré

Mauvaise oxygénation, fièvre, toux, dyspnée, infiltrat visible sur la rx thorax, diminution de VEMS1

Aiguë

Mêmes que accéléré

Infiltrat interstitiel périvasculaire (détecté par biopsie transbronchique)

Chronique

Bronchiolite oblitérante, toux, dyspnée

VEMS1= volume expiratoire maximal en 1 s.

Complications chirurgicales

Les complications chirurgicales les plus fréquentes sont

  • Mauvaise cicatrisation des anastomoses bronchiques ou trachéales (diagnostiquée en cas de détection d'air médiastinal ou de pneumothorax)

  • Infection

Jusqu’à 20% des receveurs d’un poumon unique développent une sténose bronchique qui provoque une obstruction des voies respiratoires et un wheezing; elle peut être traitée par une dilatation ou une pose de stent.

Les autres complications chirurgicales comprennent une dysphonie et une paralysie diaphragmatique, entraînées par une lésion des nerfs récurrents laryngés ou phréniques; un trouble de la motilité gastro-intestinale entraîné par une lésion du nerf vague thoracique; et un pneumothorax. Des troubles du rythme supraventriculaires sont observés chez certains patients, probablement du fait des modifications de la conduction entraînées par la suture de la veine pulmonaire à l'oreillette.

Pronostic

Les taux de survie des patients sont

  • A 1 an: 84% pour les greffons de donneurs vivants et 83% pour les greffons de donneurs décédés

  • A 5 ans: 34% pour les greffons de donneurs vivants et 46% pour les greffons de donneurs décédés

La mortalité est plus élevée en cas d'hypertension artérielle pulmonaire primitive, de fibrose pulmonaire idiopathique ou de sarcoïdose et plus basse en cas de BPCO ou de carence en α1-antitrypsine. La mortalité est plus élevée en cas de transplantation d'un seul poumon qu'en cas de transplantation bilatérale.

Les causes les plus fréquentes de décès sont les suivantes

  • En 1 mois: les insuffisances primitives du greffon, l'ischémie et les lésions de reperfusion et l'infection (p. ex., pneumonie) à l’exception de l’infection à cytomégalovirus.

  • Entre 1 mois et 1 an: infection

  • Après 1 an: bronchiolite oblitérante.

Les facteurs de risque de mort sont une infection à cytomégalovirus (donneur positif, receveur négatif), une discordance de l'Ag leucocytaire humain (HLA-DR), un diabète et un recours antérieur à la ventilation mécanique ou à un traitement inotrope.

Le trouble original réapparaît rarement, en particulier certaines pneumopathies interstitielles. La capacité d'effort physique est un peu limitée par une réponse hyperventilatoire.

Avec la transplantation cœur-poumon, le taux de survie globale à 1 an est de 60% environ pour le patient et le greffon.

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