心臟死亡供體器官捐獻在肝移植中的應(yīng)用及研究進展

鄭章強，朱志軍（.天津醫(yī)科大學(xué)第一中心臨床學(xué)院，天津 3009；.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院肝臟外科，北京 00050）

肝移植已成為治療終末期肝臟疾病的一種成熟手段，隨著移植技術(shù)的不斷發(fā)展，嚴重的供體器官短缺越來越成為阻礙肝臟移植發(fā)展的至關(guān)重要的因素。為了使更多的患者能夠及時得到救治，器官移植醫(yī)生嘗試了多種手術(shù)方式，如成人間親屬活體供肝肝移植、劈離式肝移植等術(shù)式，但是這些仍不能滿足日益增加的器官需求。目前，我國肝移植手術(shù)的成功率與術(shù)后受者存活時間已達到國際水平，但是在器官來源方面卻存在著巨大差別。國際上歐美等發(fā)達國家器官移植多以腦死亡供肝為主，心臟死亡供肝為輔，而我國的供者情況則是以尸體為主。由于缺少腦死亡的立法，雖然可以根據(jù)腦死亡判定標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）判定供者是否符合臨床腦死亡[1]，但由于沒有法律的支持，仍需等待撤除對供者的呼吸與循環(huán)支持，待供者呼吸循環(huán)完全停止后才能進行器官獲取。

世界上最早開展的肝臟移植采用的就是心臟死亡供體器官，隨著腦死亡概念的引入以及人們認識到心臟死亡供體預(yù)后較差，使得心臟死亡供體的數(shù)目迅速減少[2]。近年來，由于肝臟移植手術(shù)技術(shù)的成熟，供體短缺的問題愈發(fā)嚴重，使得利用心臟死亡器官捐獻（DCD）的供體數(shù)量又呈逐年上升的趨勢。目前，DCD已成為國際上公認的供者三大來源之一。世界上近幾年DCD供體數(shù)量已明顯提高，從客觀上緩解了各國移植器官短缺的緊迫現(xiàn)狀[3]。但是，鑒于DCD肝臟移植后缺血性膽道損傷等膽道并發(fā)癥、原發(fā)性移植物無功能等并發(fā)癥發(fā)生率較高[4-6]，人們紛紛開始探索如何進行有效評估供體器官可用性和體外修復(fù)來提高邊緣供體器官的利用率，降低移植術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，并最終達到提高移植術(shù)后存活率及患者生存質(zhì)量的目的。

1 DCD的分類標(biāo)準(zhǔn)

對于DCD，目前國際上通常采用荷蘭馬斯特里赫特國際會議定義的分類方式，按照1995年Maastricht標(biāo)準(zhǔn)，DCD分為四大類[7-8]。M-Ⅰ類：為入院前死亡者，此類患者應(yīng)該具備突然死亡的目擊證人，并且記錄有明確的死亡時間以及入院前的心肺復(fù)蘇過程。M-Ⅱ類：為心肺復(fù)蘇失敗者。M-Ⅲ類：受到嚴重的不可救治性損傷，但還沒有完全達到或完全滿足腦死亡的標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)家屬主動要求或同意，在重癥監(jiān)護病房（ICU）中有計劃地撤除生命支持和治療，等待死亡的發(fā)生。M-Ⅳ類：腦死亡判定成立后、器官捐獻手術(shù)之前所發(fā)生的非計劃性、非預(yù)見性心臟停搏。

上述分類中，Ⅲ類和Ⅳ類患者多為可控制型DCD，而Ⅰ、Ⅱ類屬于不可控制型DCD。可控制型指有計劃地撤掉生命支持設(shè)備，供者循環(huán)驟停開始獲取器官，它的特點是器官損傷較小，移植受者遠期預(yù)后較好，目前的DCD相關(guān)研究主要針對于此型。不可控型指心肺復(fù)蘇失敗，心臟驟停在不可控制的情況下發(fā)生或者供者在前往醫(yī)院途中死亡，該型供者器官WIT長，移植物遠期預(yù)后較差，移植后并發(fā)癥發(fā)生率較高。由于不可控型供體的情況較差，對于保存技術(shù)等要求較高，其應(yīng)用率仍處于較低水平。瑞典的一家研究機構(gòu)2011年就曾對該中心2002-2010年的M-Ⅱ類DCD供體進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明其轉(zhuǎn)化率較低，Ⅱ類DCD供體肝移植的應(yīng)用尚不足10%[9]。

2 臨床應(yīng)用

目前，DCD器官已成為最有潛力的器官來源，各大移植中心紛紛探索DCD的應(yīng)用前景，并已取得了突破性進展[10-11]。Hong等[12]總結(jié)了 2003-2011年發(fā)表的DCD相關(guān)文獻報道，結(jié)果顯示，隨著時間進展，各移植中心技術(shù)不斷提高，報道的移植物存活率逐年增高，而膽道并發(fā)癥發(fā)生率卻逐年下降。雖然大部分研究認為，接受肝臟DCD移植物的患者與接受腦死亡器官捐獻（DBD）移植物的患者相比，術(shù)后并發(fā)癥尤其是膽道并發(fā)癥發(fā)生率較高，存活率顯著更差[13-14]；但是通過嚴格的選擇標(biāo)準(zhǔn)及DCD移植物的再處理，仍可以減少術(shù)后膽道并發(fā)癥的發(fā)生，并縮小兩者之間的差距[15-16]。隨著器官移植技術(shù)的不斷發(fā)展，甚至已有移植中心報道，DCD移植物移植后患者存活率和移植物存活率與腦死亡供體捐獻的器官結(jié)果相比并無明顯差異[17-19]。

2.1 供、受體的選擇

多篇報道均已證實供、受體的選擇對移植物的存活以及患者的預(yù)后有較大影響，通過嚴格的供、受體選擇標(biāo)準(zhǔn)可以明顯提高移植效果，縮短DCD與DBD之間的差距[20-23]。有報道顯示，使用可控型DCD進行原位肝移植，通過嚴格的選擇標(biāo)準(zhǔn)，患者的預(yù)后可獲得明顯提高[6，17，22]。Harring等[15]指出，供、受體的選擇對移植后并發(fā)癥及預(yù)后有較大影響，并認為最佳的受體相關(guān)特征為年齡＜50歲，國際標(biāo)準(zhǔn)化比值（INR）＜2.0，白蛋白＞35 g/L，冷缺血時間＜8小時；最佳供體特征包括：年齡＜50歲，供體熱缺血時間（WIT）＜20分鐘。Jay等[20]認為，應(yīng)該根據(jù)受體終末期肝病模型（MELD）評分的不同決定是否應(yīng)該接受DCD供體器官，既能降低不必要的花費，也使短缺的器官獲得更好的利用。因此，供、受體的選擇標(biāo)準(zhǔn)對于移植術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生以及患者長期預(yù)后具有重要的影響。

2.2 撤除生命支持到心臟死亡發(fā)生

臨床上，可控型DCD從撤除生命支持治療到患者心跳停止所經(jīng)歷的時間變動較大。有相當(dāng)一部分DCD器官是由于在撤除生命支持治療后患者并沒有在預(yù)定的時間內(nèi)發(fā)生死亡而停止器官獲取，而目前對于發(fā)生死亡的等待時間尚無一致性意見。如果能夠制定一個預(yù)測模型來預(yù)測患者發(fā)生死亡的可能性，將會有效提高器官捐獻的利用率，降低不必要的浪費。最近，英國一家肝臟移植中心通過分析總結(jié)可控型DCD病例，提出了一個預(yù)測發(fā)生心臟死亡以及供肝可用性的模型[24]。然而，這種預(yù)測模型準(zhǔn)確度不可能達到100%，并且撤除生命支持治療到心臟死亡期間患者血流動力學(xué)變動較大。已有動物實驗指出，在平均動脈壓下降到30 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）水平時肝臟已經(jīng)基本停止了血液灌注[25]。因此，利用這種預(yù)測不可避免地會出現(xiàn)誤差。

肝臟缺血時引起的脂質(zhì)過氧化是引起移植肝功能障礙的主要原因，尤其在DCD供肝由于缺血時間較長時，損傷往往更加嚴重，如何降低缺血時間、減少缺血/再灌注損傷，是提高移植術(shù)后移植物功能的關(guān)鍵。目前，一般可接受的觀點是肝細胞可耐受持續(xù)熱缺血損傷達30分鐘，超過這個界限將會有更高的移植物原發(fā)性無功能發(fā)生率[26]。有報道指出，供體WIT≥35分鐘可顯著增加移植物失功的發(fā)生率，此文章將WIT定義為撤除生命支持到冷灌注開始[4]。由于目前各器官移植中心對WIT的定義尚不統(tǒng)一，使得各中心之間的數(shù)據(jù)比較非常困難。例如，Hong等[12]將WIT定義為撤除生命支持治療到冷灌注開始的時間；而Taner等[27]卻將WIT的起點定義為供者動脈血氧飽和度（SaO2）低于0.30，血壓＜ 50 mmHg。

2.3 DCD供體死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn)

DCD是指心臟停止跳動后的器官捐獻。l992年，美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心制定了DCD器官獲取方案[28]：如果患者及其家屬在決定撤掉生命支持治療或放棄復(fù)蘇干預(yù)后要求捐獻器官，則可以進行器官獲取?；颊叱蔀闈撛诠┱咝柽_到一定標(biāo)準(zhǔn)：在有計劃地撤掉生命支持治療后，患者心跳、呼吸停止。2010年中華醫(yī)學(xué)會器官移植學(xué)分會提出“中國心臟死亡捐獻指南”，適用于發(fā)生在醫(yī)院內(nèi)的可控型DCD，其判定標(biāo)準(zhǔn)為：循環(huán)停止、反應(yīng)的缺失、心跳的缺失、脈搏和呼吸的缺失。由于DCD對于時間的限制，需要運用檢測或檢驗來快速而準(zhǔn)確地判斷循環(huán)的停止。在可能情況下，可以應(yīng)用有創(chuàng)動脈血壓檢測和多普勒超聲進行確認。判定死亡時不需要檢測心電圖，因為在循環(huán)停止后的幾分鐘里心電活動仍可能存在。為確定循環(huán)停止的不可逆性或永久性，應(yīng)觀察一段時間再宣布死亡，觀察時間至少2分鐘，但不能超過5分鐘[29]。最初匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心指出，經(jīng)股動脈插管監(jiān)測到患者無呼吸、無意識、無脈搏達2分鐘，不考慮是否有心電圖活動，也就是無脈沖的電生理活動或心室纖顫，即可宣告患者心臟死亡。但后來的科學(xué)研究結(jié)果顯示，循環(huán)驟停2分鐘不足以判定患者死亡。澳大利亞2012年出版一篇報道，通過豬DCD模型發(fā)現(xiàn)，心臟死亡4.5分鐘后再進行心肺復(fù)蘇仍會有腦電活動的出現(xiàn)，而心臟死亡5分鐘后再進行心肺復(fù)蘇不能檢測到腦干的反射，指出在心臟死亡后10分鐘的等待時間足夠達到臨床和電生理標(biāo)準(zhǔn)的腦死亡，并且指出為了盡可能縮短WIT，更短的等待時間在倫理上仍然可以接受[30]。因此，目前各移植中心采取的等待時間并不相同，一般為5～10分鐘。但2012年美國一篇報道通過總結(jié)分析臨床數(shù)據(jù)卻認為，2分鐘足夠判定心臟不可逆死亡[31]。因此，對于心臟驟停后的等待時間仍需進一步研究與論證。

3 干預(yù)措施

采取適當(dāng)?shù)拇胧p輕DCD供肝的損傷，一直是DCD相關(guān)研究的熱點問題。在恢復(fù)及改善移植物研究方面主要包括藥物干預(yù)和機械灌注保存裝置及灌注液等。

3.1 藥物干預(yù)

大量研究認為，應(yīng)用組織型纖溶酶原啟動物可以改善DCD肝臟移植的預(yù)后。2010年的一項研究中提示，應(yīng)用組織型纖溶酶原啟動物可以降低缺血性膽道并發(fā)癥的發(fā)生率[32]。此項研究中，大約一半供體是在撤除生命支持設(shè)備之前應(yīng)用肝素，而由于倫理和立法的原因，在熱缺血之前應(yīng)用肝素等處理受到限制。2011年的一項豬的動物實驗提出，心臟停搏前5分鐘和后5分鐘，肝素化同樣有效，這為心臟停搏之后應(yīng)用肝素干預(yù)提供了實驗依據(jù)[33]。

2009年的一項研究結(jié)果顯示，DCD豬肝移植模型中，WIT為45分鐘，冷缺血時間為8小時，在UW液中加入內(nèi)皮素縮血管肽拮抗劑taK-044（內(nèi)皮素是一種強效縮血管因子，可引起微循環(huán)紊亂），并對受者注射內(nèi)皮素拮抗劑和血小板活化因子拮抗劑后，移植物100%存活。并且由于該方案不直接應(yīng)用于供者，因而不受倫理學(xué)質(zhì)疑，較容易應(yīng)用于臨床。

除此之外，移植工作者也研究了其他藥物對DCD供肝的作用，2011年的一項研究認為，使用美洛昔康、選擇性環(huán)氧化酶-2（COX-2）抑制劑也可以改善無心跳供體的缺血/再灌注損傷[34]。另有研究提出，人重組可溶性血栓調(diào)節(jié)蛋白可以改善無心跳供體肝臟的可用性，但作用機制尚不明確[35]。目前比較認同肝素的應(yīng)用效果，其他藥物的應(yīng)用仍待進一步研究證實。

3.2 器官保存及修復(fù)

隨著器官短缺問題越來越嚴重，供肝標(biāo)準(zhǔn)不斷擴大，邊緣供肝被越來越多地應(yīng)用于臨床，邊緣供體尤其是無心跳供體器官不可避免地會有更嚴重的損傷，原發(fā)性移植肝無功能等并發(fā)癥的發(fā)生率也隨之增加，為了更好地利用邊緣供肝，迫切需要更好的器官保存技術(shù)減輕供肝的損傷[36]。機械灌注保存技術(shù)最近受到人們越來越多的關(guān)注，它盡量模擬生理狀態(tài)下的肝臟灌注來減輕保存過程中所引起的肝臟損傷[37]。

許多實驗研究已經(jīng)證明，機械灌注保存對于邊緣供肝尤其是DCD供肝具有更好的保存效果。如2006年Manekeller等[38]在文獻中指出，通過短時間低溫氧合機械灌注可以使已經(jīng)受損的肝臟得到逆轉(zhuǎn)，并且不依賴于能量支持或營養(yǎng)供給。de Rougemont等[23]以豬為實驗動物同樣證明了低溫氧合機械灌注能夠有效挽救經(jīng)歷嚴重缺血損傷打擊的DCD供肝。但是低溫氧合機械灌注保存目前仍然處于動物使用階段，仍存在一些問題[39]，F(xiàn)ondevila等[5]就指出，雖然對于缺血損傷肝臟，低溫氧合機械灌注可能優(yōu)于單純低溫保存，但是，由于低溫氧合機械灌注同時可造成血竇內(nèi)皮細胞和枯否細胞的損傷，可能最終導(dǎo)致移植的失敗。

由于常溫機械灌注潛在的器官修復(fù)能力，目前備受移植界青睞。Tolboom等[40]就通過大鼠實驗證明，DCD供肝在經(jīng)歷了單純低溫保存之后再接受常溫機械灌注保存，能夠使供肝得到有效修復(fù)，從而改善受體預(yù)后。但是，常溫機械灌注仍有許多困難需要解決，如灌注液的選擇等，并且對灌注裝置也有更高的要求。

體外膜肺氧合（ECMO）應(yīng)用于心臟死亡供肝可以有效減輕熱缺血損傷，許多機構(gòu)均報道了其應(yīng)用的有效性。1997年美國的Johnson等[41]首次報道了1例來自ECMO支持29天的DCD肝臟供體，受者術(shù)后3周康復(fù)出院。隨后許多研究紛紛報道了邊緣供肝應(yīng)用ECMO的情況，大多都獲得了較好的結(jié)果[42]。

4 總 結(jié)

隨著器官移植技術(shù)的不斷發(fā)展，供體短缺問題越來越成為制約器官移植發(fā)展的因素，只有擴大供體選擇標(biāo)準(zhǔn)，尤其是心臟死亡供體的應(yīng)用，才能有力地緩解矛盾。為了能夠更好地應(yīng)用心臟死亡器官，目前世界各移植中心紛紛開始深入研究心臟死亡供體，并已取得了一定成果。但尚無能夠有效評估心臟死亡供體器官質(zhì)量的公認的評估體系，對于心臟死亡供體的應(yīng)用存在很大程度的制約。并且在如何更好地保存、修復(fù)、改善心臟死亡供體器官方面，仍有許多問題需要解決，尤其在撤除生命支持治療到發(fā)生心臟死亡期間供體全身血流動力學(xué)變化與供體器官質(zhì)量的關(guān)系、WIT的界定等研究領(lǐng)域，尚有許多問題亟待解決。因此，對于心臟死亡供體的臨床應(yīng)用，仍有很長的路要走。