人工肝支持系統(tǒng)治療肝衰竭的現(xiàn)狀及進(jìn)展

謝倩，余澤波

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院感染科，重慶）

0 引言

肝功能衰竭主要是多種因素使肝細(xì)胞以不同速度發(fā)生大量壞死及凋亡，導(dǎo)致其合成、解毒、排泄、和生物轉(zhuǎn)換等功能發(fā)生嚴(yán)重障礙，出現(xiàn)主要表現(xiàn)為黃疸、腹水、凝血能障礙、肝性腦病等的一組臨床癥候群。目前內(nèi)科綜合治療療效欠佳，其治療病死率仍然高達(dá)50%-80%，其中IV 期肝性腦病患者病死率更達(dá)90%-95%[1]。肝移植是治療肝衰竭的有效治療措施，但因供體缺乏，導(dǎo)致大部分肝衰竭的患者在等待肝移植的過程中死亡，另外包括其費(fèi)用昂貴、術(shù)后嚴(yán)重的免疫排斥反應(yīng)等問題使其難以廣泛開展。所幸肝細(xì)胞具有較強(qiáng)的再生能力，肝細(xì)胞再生與肝細(xì)胞壞死之間的較量決定著肝細(xì)胞的預(yù)后。人工肝支持系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱人工肝），通過人造的機(jī)械、理化、和生物裝置，可以臨時(shí)替代肝臟部分解毒、排泄功能，同時(shí)補(bǔ)充部分必須物質(zhì)，為肝細(xì)胞再生創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)良好的環(huán)境，改善肝衰竭的預(yù)后，同時(shí)作為肝移植的橋接。目前的人工肝主要分為非生物型、生物型和混合型三種。

1 非生物型人工肝

是一套以機(jī)械和理化組裝而成的體外支持系統(tǒng)，以清除體內(nèi)有害物質(zhì)為主，目前已被證明是行之有效的體外肝臟支持療法，并在臨床廣泛使用。越來越多的研究[2-25]證實(shí)非生物型人工肝支持治療聯(lián)合內(nèi)科治療能有效改善肝衰竭患者癥狀、肝功能，改善患者預(yù)后。在非生物人工肝的發(fā)展及變遷過程中，出現(xiàn)傳統(tǒng)、新型及組合型非生物人工肝。

1.1 傳統(tǒng)的非生物人工肝

包括有血液透析、血漿置換、 血液/血漿灌流、血液濾過。其中血漿置換(PE)因其所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、效果顯著、費(fèi)用較低一度成為國內(nèi)人工肝治療的主流[6-13]。但由于我國血源日趨緊張、血漿供不應(yīng)求、血源性疾病增多、治療觀念改變以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在一度程度上限制了血漿置換的發(fā)展，人們?yōu)檫M(jìn)一步優(yōu)化血漿置換療效、減少血漿用量進(jìn)行了一系列研究[13-17]。如秦海珍[15]等人研究表明：在血漿置換過程中的，不同時(shí)機(jī)補(bǔ)充血漿對(duì)藥物性肝損傷治療療效具有差異，在離體血液達(dá)至1個(gè)體循環(huán)量的 12%時(shí)，先輸注40%生理鹽水，再補(bǔ)充60%新鮮血漿的效果更為有效。

1.2 新型非生物型人工肝

是在傳統(tǒng)非生物型人工肝基礎(chǔ)上取長補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)聯(lián)合運(yùn)用，主要有雙重血漿分子吸附系統(tǒng)（DPMAS）、分子吸附再循環(huán)系（MARS）、連續(xù)白蛋白凈化系統(tǒng)（CAPS）、連續(xù)性血漿透析濾過、配對(duì)血漿置換吸附濾過、普羅米修斯系統(tǒng)等。其中DPMAS 對(duì)設(shè)備要求低，兼容性好，在全面大量持續(xù)清除中大分子及蛋白結(jié)合毒素的同時(shí)又可特異性的清除膽紅素，不受血漿緊缺的限制，目前在國內(nèi)已逐步開展應(yīng)用[18-23]。唐娟[21]等人研究發(fā)現(xiàn)，DPMAS 能夠有效清除慢加急肝衰竭患者體內(nèi)的促炎因子，促進(jìn)抗炎因子的表達(dá)，恢復(fù)二者動(dòng)態(tài)平衡。吳蓓[22]等人探索DPMAS 治療乙肝慢加急肝衰竭患者療效及其對(duì)T 淋巴細(xì)胞亞型的影響，發(fā)現(xiàn)DPMAS 治療可以通過改善血清T 細(xì)胞亞型分布，從而提高其生存率。WanYM[23]等人對(duì)乙肝相關(guān)性急慢性肝衰竭進(jìn)行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn) DPMAS 和TPE 治療均有良好的耐受性，12周存活率相當(dāng)，并進(jìn)行多變量分析顯示住院時(shí)間、凝血酶原時(shí)間和國際標(biāo)準(zhǔn)化比率是12周存活的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

1.3 組合型非生物型人工肝

是兩種及以上非生物人工肝的聯(lián)合使用，主要目的是根據(jù)患者情況，選擇適合的人工肝模式進(jìn)行組合，以達(dá)到個(gè)體化治療的目標(biāo)，進(jìn)而提高治療療效。Li-NBAL 體系就是其中的代表，目前主要有血漿置換聯(lián)合血液濾過、血漿置換聯(lián)合血漿灌流、血漿置換聯(lián)合血液透析和血漿濾過等，與臨床內(nèi)科治療及單一非生物型人工肝相比，混合型人工肝模式能明顯改善療效，提高生存率。萬克強(qiáng)[24]等人對(duì)49例肝衰竭前期患者臨床資料回顧性分析，該研究表明經(jīng)血漿置換聯(lián)合持續(xù)性血液濾過聯(lián)合內(nèi)科治療后患者1周后血生化指標(biāo)明顯優(yōu)于內(nèi)科治療組，1周后好轉(zhuǎn)率明顯提高。金潔[25]等人研究發(fā)現(xiàn)在內(nèi)科綜合治療基礎(chǔ)上聯(lián)合組合型非生物型人工肝治療能有效改善晚期慢性重型肝炎患者肝性腦病、肝腎綜合征和電解質(zhì)紊亂，提高的生存率。

2 生物型人工肝

是一個(gè)包含活肝細(xì)胞的體外肝支持系統(tǒng)，具有肝臟的解毒、生物合成及轉(zhuǎn)化功能，進(jìn)而發(fā)揮清除體內(nèi)有害代謝產(chǎn)物及補(bǔ)充凝血因子等必要物質(zhì)的作用。生物型人工肝主要由種子細(xì)胞、生物反應(yīng)器和配套的輔助裝置組成。常用的肝細(xì)胞源有原代人肝細(xì)胞、原代豬肝細(xì)胞、人肝癌細(xì)胞系HepG2 及HepaRG、永生化細(xì)胞及干細(xì)胞等，生物反應(yīng)器有中空纖維反應(yīng)器、平板單層反應(yīng)器、支架生物反應(yīng)器、包被懸浮生物反應(yīng)器、磁穩(wěn)定流化床生物反應(yīng)器等[26]。生物型人工肝目前仍處于臨床試驗(yàn)階段，安全有效的肝細(xì)胞來源、高效生物反應(yīng)器是當(dāng)今生物型人工肝研究的熱點(diǎn)。例如LiL 等人[27]通過同源依賴和獨(dú)立方法獲得了在肝臟中表達(dá)凝血因子VII 和白蛋白的基因編輯豬，以期為生物型人工肝提供替代細(xì)胞來源。Fujii Y 等人[28]研究了一種基因工程小鼠肝癌細(xì)胞Hepa/8F5，結(jié)果顯示Hepa/8F5 添加強(qiáng)力霉素后可以降低繁殖活性，并發(fā)揮肝臟特有的除氨和白蛋白分泌功能，制備固定化Hepa/8F5 細(xì)胞的生物型人工肝雖然除氨功能較小型HF 束低，但白蛋白分泌活性略高，表明了其在肝功能衰竭治療中具有潛在療效。ZhangS[29]等人將單層皮膚中空纖維和支架集成開發(fā)出了一種三維混合生物反應(yīng)器（3DHB），并通過研究表明，3DHB 具有良好的質(zhì)量傳遞并改善細(xì)胞分布和肝臟特異性功能；同時(shí)，在3DHB 中培養(yǎng)的肝細(xì)胞在循環(huán)6 小時(shí)期間，肝功能衰竭患者血漿中的氨和未結(jié)合膽紅素濃度顯著降低；且在暴露于患者血漿6 小時(shí)后，3DHB 中的大多數(shù)肝細(xì)胞是活的；進(jìn)一步證明，具有3DHB 的生物人工肝系統(tǒng)可以從患者血漿中除去毒素并且忍受其有害作用，具有實(shí)現(xiàn)生物人工肝的臨床應(yīng)用的潛力。Hou YT[30]等人通過冷凍干燥的殼聚糖/明膠(CG)溶液制造了用于體外培養(yǎng)的三維肝支架，該支架具有便宜且易于制造、可以通過改變戊二醛的濃度制造具有不同的壓縮模量、無細(xì)胞毒性、具有類似于細(xì)胞外基質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)；不僅具有更高的肝細(xì)胞生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，而且在體外培養(yǎng)中保持了肝功能和生存能力；尤其是0.61%的戊二醛-CG 支架的力學(xué)性能與正常肝臟相似，在進(jìn)一步生物人工肝設(shè)計(jì)方面有巨大潛力。對(duì)進(jìn)行生物型人工肝的臨床試驗(yàn)及臨床前試驗(yàn)進(jìn)行Meta分析顯示，生物型人工肝可改善急性肝衰竭患者的肝腎功能、血液和凝血指標(biāo)、神經(jīng)學(xué)指標(biāo)，并沒有明顯的不良事件；對(duì)隨著生物型人工肝類型、細(xì)胞來源、細(xì)胞質(zhì)量、生物反應(yīng)器的改善，生物型人工肝治療急性肝衰竭大型動(dòng)物的死亡率可能減少，但對(duì)于人類似乎死亡率無明顯降低[31]?？傊镄腿斯じ沃委熅哂芯薮鬂摿Γ形赐耆墒?，未來仍需要不斷研究尋找安全合適的肝細(xì)胞源、高效的生物反應(yīng)器、科學(xué)的臨床試驗(yàn)以改良生物型人工肝。

3 混合型人工肝

是含有固定化功能肝細(xì)胞的生物反應(yīng)器與非生物型人工肝裝置的體外循環(huán)系統(tǒng)，絕大部分都停留在臨床試驗(yàn)階段。ZhangZ[32]等人對(duì)半乳糖胺引起急性肝衰竭的食蟹猴進(jìn)行混合型人工肝支持的療效評(píng)估，試驗(yàn)表明，在HBALSS 治療組的10 只猴子中，有5 只存活，平均存活時(shí)間為128±3 小時(shí)；對(duì)照組中的所有食蟹猴均死亡，存活時(shí)間為112±2 小時(shí)；HBALSS 治療后存活時(shí)間明顯延長（P＜0.05）。羅紅濤等人[33]分析了三種不同的混合型生物人工肝治療對(duì)中、晚期慢性肝衰竭的臨床療效，該研究中以含有豬肝細(xì)胞的生物人工肝系統(tǒng)分別與分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)、緩慢血漿置換和持續(xù)血液透析濾過、緩慢血漿置換和血液灌流組合構(gòu)建組成混合型生物人工肝支持聯(lián)合內(nèi)科治療作為治療組，分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)、緩慢血漿置換和持續(xù)血液透析濾過、緩慢血漿置換和血液灌流分別聯(lián)合內(nèi)科治療的對(duì)照組，結(jié)果顯示治療組較對(duì)照組能更明顯改善患者臨床癥狀、降低總膽紅素、血清內(nèi)毒素、血氨水平，提高凝血酶原活動(dòng)度和甲胎蛋白水平；各組的治 愈 好 轉(zhuǎn) 率分 別 為65%(13/20)、60%(12/20)、45%(9/20)、45%(9/20)、40%(8/20)、20%(4/20)；證實(shí)混合型生物人工肝治療中、晚期慢性肝衰竭的效果更佳，能明顯改善肝功能，阻斷多器官功能衰竭。

4 總結(jié)與展望

近年來，人工肝發(fā)展已取得很大的進(jìn)展和成績(jī)。非生物型人工肝被證明是安全且有效的體外肝臟支持療法，并在臨床廣泛使用。由于不同的人工肝治療各有利弊，所以技術(shù)的整合、聯(lián)合治療成為當(dāng)今非生物人工肝的研究熱點(diǎn)和方向。生物型人工肝及混合生物型人工肝在肝衰竭治療方面被給予厚望，但缺乏安全有效的肝細(xì)胞來源、高效的生物反應(yīng)器，混合型人工肝系統(tǒng)的構(gòu)建與裝置有待研究開發(fā)和優(yōu)化，困擾著生物型及混合型生物人工肝發(fā)展，目前大多數(shù)仍處于臨床試驗(yàn)階段，其安全性及有效性還有待臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證。且目前各種類型的人工肝治療對(duì)肝衰竭患者的生存率影響目前仍存在爭(zhēng)議，尚需要更多大規(guī)模的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來驗(yàn)證。