人工肝臟可以替代肝臟嗎？

李成鵬

肝臟——人體的化工廠

每個(gè)人都有肝臟，肝臟是人體最大的實(shí)質(zhì)性臟器，成年人的肝臟重量大約占體重的2%。肝臟每時(shí)每刻都在發(fā)揮著營(yíng)養(yǎng)代謝和生物轉(zhuǎn)化的作用，扮演著人體最大的營(yíng)養(yǎng)中心與最大的垃圾處理廠的角色。

大家都知道汽車運(yùn)轉(zhuǎn)燒的是燃油，家用電器靠的電力驅(qū)動(dòng)，那人體活動(dòng)需要的能量來(lái)自哪里？人體活動(dòng)的能量來(lái)自葡萄糖在細(xì)胞里的有氧呼吸或無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的熱量，而肝臟在葡萄糖的代謝中則起著非常重要的作用。人體經(jīng)過(guò)腸道消化吸收所攝取的葡萄糖經(jīng)過(guò)血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)礁闻K，以糖原的形式儲(chǔ)存起來(lái)。肝臟發(fā)揮了儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)的作用，當(dāng)人體血糖降低時(shí)，肝臟可以將所儲(chǔ)存的糖原分解成葡萄糖重新釋放到血液中，供給能量。除了葡萄糖外，蛋白質(zhì)和脂肪的合成分解代謝也和肝臟密不可分，人體所需要的很多蛋白質(zhì)、凝血因子都是由肝臟合成的。

除了營(yíng)養(yǎng)代謝之外，肝臟還發(fā)揮著將來(lái)自體內(nèi)外的許多非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，如各種藥物、毒物以及體內(nèi)某些代謝產(chǎn)物如膽紅素等進(jìn)行轉(zhuǎn)化的作用。以酒精為例，人飲酒后酒精經(jīng)過(guò)消化道吸收入體內(nèi)，在肝臟經(jīng)過(guò)乙醇脫氫酶的作用轉(zhuǎn)化為乙醛，而后生成乙酸，最后分解成二氧化碳和水排出體外。與之類似，很多藥物吸收入人體內(nèi)不會(huì)直接發(fā)揮作用，需要在肝臟內(nèi)經(jīng)過(guò)酶的轉(zhuǎn)化作用變成有藥物活性的形態(tài)才可以發(fā)揮作用，很多毒物也需要肝臟轉(zhuǎn)化解毒后再通過(guò)腎臟等臟器排出體外。

人如果沒有了肝臟，將會(huì)以一種非常痛苦的方式在短時(shí)間內(nèi)掛掉。

什么是人工肝？

人工肝全稱為人工肝支持系統(tǒng)，并不是放在人肚子里的。人工肝的外形和人體紅潤(rùn)的肝臟一點(diǎn)也不像，而是一臺(tái)具有各種管路的冷冰冰的機(jī)器。從作用機(jī)理上來(lái)分，人工肝可分為三類：非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝。

非生物型人工肝更像是一臺(tái)凈水機(jī)，通過(guò)物理、機(jī)械或化學(xué)等方法對(duì)患者進(jìn)行解毒，使用最多的方法是血漿置換，將正常的血漿和患者的血漿進(jìn)行置換，清理患者體內(nèi)的毒素，補(bǔ)充必需物質(zhì)。另外，也有通過(guò)固態(tài)吸附材料、半透膜濾過(guò)等方法，將患者血漿內(nèi)的毒素進(jìn)行濾過(guò)后，將血漿回輸患者體內(nèi)。

生物型人工肝則類似《終結(jié)者》里施瓦辛格扮演的T800型機(jī)器人，既有金屬的骨架，又有人體細(xì)胞的皮膚。生物型人工肝的核心技術(shù)是通過(guò)人工培育的人或動(dòng)物的肝細(xì)胞，這類肝細(xì)胞被儲(chǔ)存在體外生物反應(yīng)器中，生物反應(yīng)器模擬人體的體溫等微環(huán)境，以便肝細(xì)胞最大程度地發(fā)揮功能。在使用過(guò)程中，先將患者的血漿輸入反應(yīng)器內(nèi)，與肝細(xì)胞進(jìn)行接觸，發(fā)揮肝細(xì)胞的生理功能，進(jìn)行相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)代謝、解毒作用后，再將血漿回輸回患者體內(nèi)。

混合型人工肝則是上面兩種人工肝的結(jié)合體，既可以通過(guò)物理、機(jī)械或者化學(xué)的方法，也可以通過(guò)肝細(xì)胞的生物作用，雙管齊下，更好地發(fā)揮肝臟替代的作用。而李蘭娟院士的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)率先研制成功了混合型人工肝，造福了廣大肝功能衰竭患者。

什么是肝功能衰竭？

肝臟有很強(qiáng)的儲(chǔ)備能力，正常的肝臟如同一個(gè)精力充沛的運(yùn)動(dòng)員，日常的活動(dòng)量不會(huì)讓它出現(xiàn)任何的疲憊，大部分時(shí)間，大部分肝臟細(xì)胞并沒有在全速運(yùn)轉(zhuǎn)。在肝臟外科手術(shù)中，正常的肝臟切除掉70%，剩余30%的肝臟仍然可以在較短的時(shí)間內(nèi)增生到原有的體積，同時(shí)肝臟的功能不會(huì)受到太大影響。正常肝臟雖然代償能力很強(qiáng)，但“能力越大，責(zé)任越大”，肝臟在發(fā)揮功能的時(shí)候，也很容易遭到各種攻擊——病毒、藥物、酒精、毒物甚至過(guò)期食物都可能造成肝臟炎癥。這些肝炎在嚴(yán)重情況下，都可能導(dǎo)致大量肝細(xì)胞變性、壞死，殘存的肝細(xì)胞不足以維持人體生命必需時(shí)，則出現(xiàn)很多臨床表現(xiàn)。例如，肝臟膽紅素代謝功能受損害，可能導(dǎo)致血里的膽紅素升高，繼而出現(xiàn)皮膚和鞏膜的變黃，醫(yī)學(xué)上稱之為黃疸；肝臟合成凝血因子不足，凝血功能障礙，患者容易出現(xiàn)鼻出血、皮膚粘膜出血等；肝臟合成白蛋白能力下降，可以引起腹水、胸水等；肝臟對(duì)血液中氨離子代謝能力下降，則會(huì)導(dǎo)致各種意識(shí)障礙甚至昏迷，稱之為肝性腦病等。包括上述這些臨床癥狀在內(nèi)的一組癥候群，在醫(yī)學(xué)上稱為肝功能衰竭，也可稱為肝功能不全。

肝功能的衰竭會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)嚴(yán)重的代謝紊亂及有害物質(zhì)的堆積，這種狀況又可反過(guò)來(lái)遏制肝細(xì)胞再生，形成惡性循環(huán)，目前臨床上的藥物大多不能完全糾正上述問題，最終導(dǎo)致肝衰竭誘發(fā)多種并發(fā)癥或多臟器功能衰竭而死亡（肝衰竭死亡是一種非常不痛快的死亡方式）。

什么樣的病人需要人工肝支持？

人工肝主要針對(duì)前面所說(shuō)的急慢性肝功能衰竭的患者，通過(guò)模擬肝臟的解毒功能，代替衰竭的肝臟清除機(jī)體內(nèi)蓄積的有毒物質(zhì)，補(bǔ)充人體所需物質(zhì)，為肝功能恢復(fù)創(chuàng)造條件，或?yàn)榈却闻K移植的病人爭(zhēng)取時(shí)間。

我國(guó)是肝病大國(guó)，近十分之一的人均為慢性乙肝患者或乙肝攜帶者，其他的酒精性肝病、免疫性肝炎患者也很多，每年有約800萬(wàn)人新發(fā)肝病。由于治療不及時(shí)等原因，很多慢性肝病患者都會(huì)進(jìn)展為肝衰竭、肝硬化甚至肝癌，肝病已經(jīng)成為一種威脅我國(guó)國(guó)民生命健康的重要疾病。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年有近50萬(wàn)人死于肝功能衰竭，人工肝在這部分患者治療中起到至關(guān)重要的作用。

雖然人工肝可以替代肝臟的部分功能，但是人作為造物主最精巧的設(shè)計(jì)，人體自身肝臟的功能尚不能完全被替代。非生物型人工肝以解毒作用為主，不具備合成凝血因子和代謝膽紅素的能力，目前科學(xué)家們研究的方向主要轉(zhuǎn)向了生物型人工肝。不過(guò)生物型人工肝雖然最接近人體肝細(xì)胞的功能，但在體外進(jìn)行活性較高的大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)，并使培養(yǎng)的肝細(xì)胞常久保持功能，目前仍是處于不斷的研究和完善階段。

結(jié)語(yǔ)

人工肝的應(yīng)用已經(jīng)有效地解決了肝功能衰竭患者的肝功能支持問題，降低了急慢性肝功能衰竭患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)，但目前，人工肝臟還不能達(dá)到病人安裝一臺(tái)即解決問題，現(xiàn)在的成就依然只是非常重要的一小步。