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RIDUZIONE DI VOLUME POLMONARE BRONCOSCOPICA – (BRONCHOSCOPIC LUNG VOLUME REDUCTION).
Antonio D’Andrilli, Giulio Maurizi, Camilla Poggi, Alessandra Siciliani, Stylianos Korasidis, Erino A. Rendina
Divisione di Chirugia Toracica – Università di Roma “La Sapienza” –Azienda Ospedaliera Sant’Andrea, Roma, Italia
Parole chiave: bronchoscopic lung volume reduction, emphysema, endobronchial valve.
Abstract:
La riduzione di volume polmonare chirurgica (LVRS), in pazienti selezionati, affetti da enfisema severo, fornisce benefici da un punto di vista fisiologico, sintomatologico e di sopravvivenza. Poiché tale trattamento è associato a tassi di morbilità e mortalità significativi e a costi elevati, sono stati sviluppati nel tempo approcci meno invasivi. Tre diversi approcci broncoscopici per la riduzione di volume polmonare (BLVR) hanno mostrato risultati promettenti e raggiunto la fase della sperimentazione clinica. Questi includono: (1) il by-pass delle vie aeree studiato per facilitare lo svuotamento aereo dalle zone di parenchima danneggiate; (2) le valvole endobronchiali unidirezionali messe a punto al fine di indurre atelectasia mediante il blocco del flusso inspiratorio; e (3) collanti biologici, stents occlusivi, sigillanti sintetici. Il by-pass delle vie aeree e le valvole endobronchiali unidirezionali sono certamente le opzioni oggetto di maggior studio.
(Lung volume reduction surgery (LVRS) produces physiological, symptomatic and survival benefits in selected patients with advanced emphysema. Since it is associated with significant morbidity, mortality and costs, less invasive alternatives for achieving volume reduction have been developed. Three bronchoscopic lung volume reduction (BLVR) approaches have shown promising results and reached clinical trials. These include the following: (1) airway bypass designed to facilitate emptying of damaged lung regions; (2) endobronchial one-way valves designed to promote atelectasis by blocking inspiratory flow; and (3) biological adhesives, occlusive stents, synthetic sealants. Airway bypass and endobronchial one-way valves are certainly the most studied options.)
Testo: Un’ alternativa alla riduzione di volume polmonare chirurgica (LVRS) in pazienti affetti da enfisema severo eterogeneo è costituito da un approccio di tipo broncoscopico (BLVR). Le tecniche su cui si è concentrato il maggior interesse e che hanno mostrato risultati promettenti raggiungendo la fase della sperimentazione clinica sono tre: il by-pass delle vie aeree; le valvole endobronchiali unidirezionali e l’impiego di collanti adesivi, sigillanti biologici, stents occlusivi. Le prime due sono state quelle maggiormente studiate. Il by-pass è concepito con il principio di favorire il deflusso di volumi dalle aree di parenchima maggiormente danneggiate dalla patologia incrementando i tempi espiratori. L’impiego di presidi come le valvole endobronchiali unidirezionali si fonda invece sul concetto di produrre atelectasia di tali aree di parenchima mediante il blocco dei flussi inspiratori.
BY-PASS DELLE VIE AEREE Questa procedura endoscopica si base sul concetto della “ventilazione collaterale”, per la prima volta descritto da Van Allen e colleghi nel 1930. La ventilazione collaterale è definita come la capacità del gas di muoversi da una zona all’altra dei polmoni mediante vie non-anatomiche (pori intra-alveolari, connessioni bronco-alveolari, canali inter-bronchiali). Nel polmone normale la ventilazione collaterale è presente ma non riveste un ruolo significativo. Infatti, in soggetti normali le basse resistenze delle vie aeree consentono un flusso espiratorio fisiologico. Nei polmoni enfisematosi la distruzione dei setti alveolari crea, per i flussi aerei collaterali, delle vie preferenziali a bassa resistenza attraverso le nuove comunicazioni; questo è reso anche possibile a causa delle elevate resistenze che si vengono a generare nell’albero tracheo-bronchiale a causa della bronco-pneumopatia cronica (BPCO). Il principio di by-passare le piccole vie aeree ostruite è stato recentemente ripreso e semplificato dal gruppo della Washington University di St. Louis, USA. Questo gruppo ha proposto che la creazione di comunicazioni artificiali tra il parenchima polmonare e i bronchi segmentari potrebbe facilitare lo svuotamento delle aree iper-insufflate e migliorare il flusso aereo espiratorio e la meccanica respiratoria. Infatti, durante l’ispirazione le normali vie aere possono aprirsi permettendo il passaggio dell’aria e durante l’espirazione le nuove aperture provvedono allo svuotamento delle zone insufflate by-passando le piccole vie aeree ostruite. La procedura di by-pass delle vie aeree era stata inizialmente messa a punto, tramite tecnica broncoscopica, mediante la perforazione della parete dei bronchi segmentari con un catetere a radiofrequenza e l’inserimento di appositi stent in grado di mantenere pervie le nuove comunicazioni interne broncopolmonari. Il potenziale beneficio di questa procedura era stato valutato su polmoni resecati per trapianto presso i laboratori della Facoltà di Medicina della Washington University di St. Louis, USA, 1. Questo studio aveva prodotto come risultato un incremento del FEV1 da circa 245±107 ml prima della procedura, fino a 447±199 ml dopo la creazione di tre e 666±284 ml dopo la creazione di sei comunicazioni con stent in ogni polmone. La seconda fase è stata condotta per testare la sicurezza di questa procedura e la capacità di evitare danni ai vicini vasi sanguigni. Una speciale sonda doppler (Bronchus Technologies Inc, Mountain View, CA,USA) è stata impiegata per mappare la distribuzione extrabronchiale dei vasi 2. Questa sonda può essere usata per esaminare dall’interno della parete bronchiale i vasi bronchiali e polmonari localizzati all’esterno della stessa. Uno studio preliminare per valutare la sicurezza della procedura, senza complicanze maggiori, era stato condotto su pazienti candidati a lobectomia per tumore polmonare e a trapianto polmonare per enfisema. Successivamente osservazioni di laboratorio ed uno studio clinico preliminare hanno dimostrato che le nuove comunicazioni si chiudono progressivamente in 2-3 settimane dalla procedura e che gli stent derivati da dispositivi intra-coronarici possono sostenerne la pervietà per un periodo di tempo limitato. La tecnica è stata successivamente modificata3. Una volta identificato la sede della via aerea appropriato la sonda doppler è caricata con un ago trans bronchiale da 22 gauge che è condotto attraverso la parete bronchiale al fine di creare un piccolo passaggio nel parenchima polmonare. Un catetere da angioplastica con un pallone espandibile viene poi inserito attraverso le fenestrazioni e dilatato. Si posiziona poi nei passaggi dilatati uno stent di acciaio inossidabile ricoperto di silicone. Per evitare, o almeno ritardare, l’ostruzione causata da tessuto di granulazione si posiziona sopra gli stent Mitomicina C. Questo è un agente anti-infiammoatorio e anti-fibrotico che è stato riscontrato efficace nel trattamento delle stenosi della via aerea. Gli stent trattati con Mitomicina C hanno mostrato un prolungamento della pervietà e la durata della pervietà degli stents è risultata associata al numero dei trattamenti topici settimanali con Mitomicina4. Per migliorare ulteriormente la pervietà evitando multiple applicazioni di farmaco nella via aerea è stato proposto e sperimentato, su un modello animale, uno stent con rilascio del farmaco. Il follow-up a 12 mesi ha dimostrato che gli stent con Paclitaxel erano pervi mentre nessuno stent del gruppo di controllo lo era5.
BLVR CON VALVOLE ENDO-BRONCHIALI UNIDIREZIONALI Queste procedure sono state concepite per ridurre l’iperinsufflazione e ottenere contemporaneamente atelectasia delle zone di parenchima polmonare non funzionanti maggiormente distrutte dall’ enfisema eterogeneo. Questi presidi permettono all’aria di fuoriuscire dal parenchima polmonare ma non di entrare e dovrebbero anche permettere una sufficiente clearance delle secrezioni bronchiali. L’obiettivo della procedura è lo svotamento di aree “bersaglio” in pazienti affetti da enfisema polmonare eterogeneo, mimando l’effetto della riduzione di volume polmonare chirurgica. Ci sono fondamentalmente due presidi in fase di valutazione clinica: le valvole ad ombrello Spiration e le valvole unidirezionali Emphasis. Queste sono posizionati nei bronchi lobari, segmentari o sub segmentari al fine di ottenere l’esclusione lobare. La valvola endo-bronchiale impiantabile ad ombrello (IBV®) (Spiration Inc, redmond, WA, USA) è una valvola unidirezionale disegnata per essere posizionata nei bronchi mediante broncoscopia flessibile. La valvola è costituita da una struttura in nitinol con cinque ancoraggi posizionati distalmente, in grado di fissarsi sulla parete della via aerea senza perforazioni e fornendo stabilità. La porzione prossimale è composta da sei supporti che fungono da stent espandendosi radialmente. Queste strutture sono ricoperte da un polimero sintetico che gli conferisce una forma ad ombrello che si adatta alla parete della via aerea. La valvola è progettata per limitare il flusso aereo distalmente mentre la membrana e i supporti espandibili permettono la clearance muco-ciliare. L’aria e le secrezioni bronchiali defluiscono cranialmente dalle zone di polmone posizionate distalmente alla valvola, così da permettere la decompressione della ventilazione collaterale e di ridurre il rischio di ritenzione delle secrezioni e di polmonite da ostruzione. Questo presidio è stato recentemente sottoposto a valutazione in un trial clinico multicentrico in Nord America con risultati a breve termine incoraggianti 6. La valvola endobronchiale Emphasis (EBV) (Emphasis, Redwood City, USA) è un dispositivo endobronchiale progettato per controllare e ridirezionare il flusso aereo. L’ultima generazione di EBV (le valvole endobronchiali Zephir) sono state recentemente sottoposte a valutazione in un trial prospettico multicentrico. Questo nuovo dispositivo incorpora una valvola unidirezionale supportata da una struttura autoespandibile che mantiene la valvola in posizione durante tutte le condizioni fisiologiche, inclusa la tosse. La struttura tubulare autoespandibile è fatta di una lega superelastica, il nitinol (nickel-titanio) lavorata fino alle sue dimensioni in totale espansione. Quando la EBV viene rilasciata nel bronco prescelto la struttura elastica si espande fino ad aderire con la parete bronchiale. La valvola si apre durante l’espirazione e si chiude quando il flusso aereo inverte la direzione durante l’ispirazione. La EBV Zephyr è fornita in due dimensioni: EBV 4.0 progettata per bronchi con diametro di 4.0-7.0 mm, e la EBV Zephir 5.5, progettata per bronchi con diametro di 5.5-8.5 mm. La EBV può essere facilmente identificabile con una comune radiografia del torace. Queste valvole venivano inizialmente posizionate in sala operatoria, con il paziente intubato, in anestesia endovenosa (infusione di Propofol) e ventilazione spontanea assistita; tuttavia, l’ultima generazione di questi presidi può essere impiegata con il paziente sveglio, in respiro spontaneo, mediante anestesia locale. Per posizionare nel lume bronchiale prescelto la valvola si utilizza un catetere flessibile. Il catetere caricato viene condotto, attraverso il canale operativo del broncoscopio flessibile, sino al sito predefinito, quindi attraverso un dispositivo manuale di rilascio collocato sul catetere stesso, la valvola viene rilasciata. Il catetere di rilascio è studiato per essere inserito attraverso un canale operativo da 2.8 mm di un broncoscopio flessibile.
RISULTATI Dopo una serie di sperimentazioni sull’ animale, sono stati trattati più di 100 pazienti nell’ambito di studi pilota condotti in molti centri in tutto il mondo, con criteri di selezione sovrapponibili a quelli utilizzati per la LVRS: enfisema polmonare eterogeneo, FEV1 <30%, DLCO maggiore del 20%, assenza di ipertensione polmonare, assenza di ipercapnia. Il trattamento è riservato all’enfisema eterogeneo poiché a differenza della forme omogenee presenta minor ventilazione collaterale; ciò dovrebbe facilitare la riduzione di volume e l’induzione dell’atelectasia. Snell e colleghi nel 2003 7 riportarono i dati sui primi dieci pazienti trattati con le EBV di prima generazione. Essi dimostrarono che queste protesi broncoscopiche potevano essere posizionate nei bronchi umani senza rischi e in modo sicuro. Nonostante ciò un miglioramento clinico era stato osservato solo in quattro pazienti, senza modificazioni sostanziali del quadro radiologico, della funzionalità respiratoria e dei risultati del test del cammino a un mese dalla procedura, seppur con un aumento della DLCO da 7.47±2.0 a 8.26±2.6 ml/min/mmHg e della perfusione del lobo superiore da 27±9% a 32±10%. Toma e colleghi successivamente riportarono una casistica di otto pazienti sottoposti a riduzione di volume polmonare monolaterale mediante posizionamento di EBV di prima generazione 8. Cinque pazienti erano stati giudicati avere un enfisema di grado severo tale da controindicare le riduzione di volume chirurgica e tre pazienti avevano rifiutato l’operazione. Dopo il posizionamento delle valvole si era registrato un incremento del FEV1 pari al 34% e della DLCO pari al 29%; le scansioni TC mostravano un sostanziale riduzione del volume nelle aree bersaglio in quattro degli otto pazienti. Lo stesso gruppo ha osservato inoltre che in un sottogruppo di pazienti nel quale erano state eseguite delle misurazioni invasive, il miglioramento della capacità di esercizio era associata a una riduzione della compliance polmonare 9 . Sono stati riportati i dati di altre due serie di pazienti trattati con le EBV 10,11 con risultati incoraggianti dal punto di vista funzionale. Assieme a un miglioramento funzionale c’era stato un beneficio soggettivo riferito dalla maggior parte dei pazienti trattati, anche se non era disponibile in tutte le serie un dispnea score. Erano state posizionate da 3 a 5 valvole in ogni lobo bersaglio e la maggior parte del campione era stato sottoposto a trattamento monolaterale. Era stato dimostrato che la procedura poteva essere eseguita con sicurezza e incoraggianti risultati a breve termine. Nella nostra esperienza, riportata in un recente articolo, con la prima generazione di EBV 11 abbiamo osservato 1 pneumotorace controlaterale e 2 pneumotoraci bilaterali in tutti i 17 pazienti trattati, 2 dei quali sottoposti a trattamento bilaterale; queste complicanze sono state riportate anche da altri autori 10. Comunque con la seconda generazione delle valvole EBV (circa 30 pazienti – dati non pubblicati) non sono state più osservate queste complicanze. In tre pazienti della nostra casistica è occorsa la presenza di tessuto di granulazione in grado di occludere una o più valvole; questa complicanza è intervenuta con la prima generazione delle valvole EBV sei mesi dopo il posizionamento. Un paziente ha mostrato la comparsa di polmonite nel lobo non trattato; complicanza gestita con successo mediante la somministrazione di antibiotico-terapia a largo spettro. Il miglioramento funzionale è stato statisticamente significativo; in particolare il FEV1 era aumentato considerevolmente e il volume residuo diminuito: a tre mesi più del 50% dei pazienti ancora mostrava un miglioramento funzionale almeno del 30%; la maggior parte dei quali aveva richiesto una riduzione dell’ossigeno-terapia e 7 su 15 era stata in grado di interrompere il supporto con ossigeno. Non siamo stati capaci di osservare una completa atelectasia del lobo trattato, anche se ciò è stato descritto da altri autori; comunque nella maggior parte dei pazienti sottoposti a questo trattamento la forma del torace è stata ridisegnata. La tolleranza all’esercizio fisico era anch’essa migliorata e rimasta tale stabilmente dopo tre mesi di follow-up. In due dei nostri pazienti è stata eseguita una BLVR controlaterale, ma ciò non è stato reso necessario da motivi di carattere funzionale: entrambe i pazienti erano portatori di pneumotorace controlaterale e le valvole erano state posizionate con l’intento di fermare la perdita aerea. Questo risultato è stato ottenuto agevolmente, anche con un ulteriore miglioramento funzionale. Con l’incremento dell’esperienza, impianti bilaterali di valvole, simultanei o sequenziali, sono stati praticati in molti pazienti. Uno dei vantaggi della riduzione di volume polmonare endobronchiale è che la procedura può essere reversibile e, se necessario, intrapresi altri trattamenti. Una revisione globale dei primi 98 casi 12 trattati in differenti centri è stata pubblicata nel 2006. Questo lavoro si basava su un gruppo di pazienti estremamente eterogeneo; comunque è stato chiaramente riportato un miglioramento più significativo in pazienti con esclusione lobare e impianto lobare unilaterale. Recentemente, abbiamo valutato mediante tomografia computerizzata (TC), con ricostruzione volumetrica, l’iperinsufflazione parenchimale prima e dopo la BLVR, comparando i riscontri radiologici con i risultati funzionali 13. Abbiamo osservato che i vantaggi in termini funzionali sono più elevati quando la riduzione di volume è più evidente alle scansioni TC. I risultati a breve termine con la BLVR sono incoraggianti , ma è certamente auspicabile un follow-up a lungo termine, così come ulteriori trial multicentrici, per valutare il potenziale terapeutico di questa procedura. La corretta selezione dei candidati al trattamento è fondamentale. Anche altre tecniche stanno giungendo alla nostra attenzione e dovranno essere attentamente valutate 12.
Bibliografia:
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