機(jī)械灌注對DCD供肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥影響的研究進(jìn)展

侯賓，宋紅麗（.天津醫(yī)科大學(xué)一中心臨床學(xué)院，天津 3009；.天津市第一中心醫(yī)院器官移植科，天津市器官移植重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院移植醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家衛(wèi)生健康委員會危重病急救醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 3009）

目前心臟死亡供體（donation after cardiac death，DCD）肝移植已成為治療患者終末期肝病最為有效的方法［1-3］。之前的研究表明，DCD肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥發(fā)生率為10%～30%，是肝移植后發(fā)病甚至死亡的主要原因，嚴(yán)重影響術(shù)后患者移植物功能恢復(fù)以及患者的生存狀況［4-7］。因此，DCD肝移植受者術(shù)后膽道并發(fā)癥的高發(fā)病率引起了廣泛關(guān)注，以期對發(fā)病機(jī)制有更深入的了解，從而可以制定預(yù)防策略。因此，為了深入了解機(jī)械灌注保存DCD供肝對肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制，提高患者生活質(zhì)量，本綜述對此進(jìn)行詳細(xì)歸納。

1 DCD肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的分型和形成因素

膽道并發(fā)癥可以分為3種類型：膽漏、吻合口狹窄（anastomotic stenosis，AS）和非吻合性膽道狹 窄（non-anastomotic biliary stenosis，NAS）［8］。其中AS和NAS是DCD肝移植后膽道并發(fā)癥中最常見的類型，發(fā)生率分別為1%～15%和5%～30%［8］。研究證實(shí)，肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的產(chǎn)生主要是3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制引發(fā)：缺血/再灌注損傷（ischemia reperfusion injury， IRI）、免疫炎癥反應(yīng)介導(dǎo)的組織損傷以及細(xì)胞毒性膽汁鹽誘導(dǎo)的損傷［9-10］。這3個(gè)機(jī)制通常相互作用，共同導(dǎo)致膽道并發(fā)癥的產(chǎn)生，進(jìn)而嚴(yán)重影響患者術(shù)后移植物功能。

因此，通過減少IRI、免疫炎癥反應(yīng)介導(dǎo)的組織損傷以及細(xì)胞毒性膽汁鹽誘導(dǎo)的損傷則成為預(yù)防DCD肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥產(chǎn)生的關(guān)鍵目標(biāo)［11-13］。其中，IRI被普遍認(rèn)為是誘發(fā)肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥產(chǎn)生的最重要因素，因此，如何有效減少供肝IRI從而降低DCD肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的發(fā)生率，成為目前的研究熱點(diǎn)［11-13］。

2 機(jī)械灌注保存DCD對肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的作用

2.1 機(jī)器灌注的原理：研究表明采用機(jī)械灌注保存供肝的方法能夠通過補(bǔ)充氧和營養(yǎng)物質(zhì)，減少供肝ATP丟失，促進(jìn)保護(hù)性蛋白的產(chǎn)生，顯著減少供肝IRI，從而改善邊緣供肝移植手術(shù)的療效［14］。在器官移植初期，傳統(tǒng)的靜態(tài)冷保存由于價(jià)廉、技術(shù)便捷等原因開始成為器官移植保存的金標(biāo)準(zhǔn)［15-17］。然而，隨著近幾年DCD肝移植技術(shù)的不斷改善，邊緣性供肝的利用不斷增加，這類供肝會導(dǎo)致移植物功能障礙以及膽道并發(fā)癥發(fā)生率的增加［11-12］。因此，在肝移植過程中，采用體外對DCD供肝進(jìn)行灌注保存的方法已成為目前器官移植保存的新方向。

2.2 機(jī)器灌注的應(yīng)用：目前臨床正在探索不同的供體肝臟機(jī)器灌注方法，包括在不同溫度條件下的灌注［11-12，18］。其中，低溫（1～18℃）機(jī)械灌注、亞低溫（20～30℃）和常溫（35～37℃）機(jī)器灌注的設(shè)備已進(jìn)入臨床實(shí)踐和研究［18］。低溫機(jī)械灌注是在低溫條件下通過灌注機(jī)提供動力從而向供肝中持續(xù)泵入灌注液，提供營養(yǎng)支持，從而減輕供肝損傷［18-19］。然而，合理的灌注壓力以及流速對低溫機(jī)械灌注過程非常重要，灌注壓力過高或者過低都將嚴(yán)重影響肝臟功能，產(chǎn)生供肝IRI［18］。同時(shí)當(dāng)灌注時(shí)間超過2 h時(shí)，肝移植術(shù)后罹患移植物功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)將顯著增加，嚴(yán)重影響低溫機(jī)械灌注的使用［18］。亞低溫機(jī)械灌注是介于低溫與常溫之間的灌注模式，Bruinsma等［20］對通過亞常溫機(jī)械灌注供肝的研究表明其可以有效維護(hù)肝功能，減少IRI。但目前針對于亞低溫機(jī)械灌注的研究較少，對于后者的臨床使用需要進(jìn)一步的研究［18］。與其他灌注模式相比，常溫機(jī)械灌注的一個(gè)重要優(yōu)勢在于它可以最大限度地模擬肝臟的生存環(huán)境，更好地為供肝提供氧氣和營養(yǎng)支持，并且可以在進(jìn)行移植之前，對處于正常體溫條件下的供肝進(jìn)行功能測試［11-12，15-16］。臨床研究表明，常規(guī)靜態(tài)冷藏后短時(shí)間的機(jī)械灌注可以顯著減少IRI［21-22］。因此，采用常溫機(jī)械灌注保存供肝的方法成為目前的研究熱點(diǎn)。

3 機(jī)械灌注保存DCD減少肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥

3.1 機(jī)械灌注減少膽道IRI：目前DCD移植中膽道并發(fā)癥發(fā)生率較高的主要原因是在肝移植過程中，由于原發(fā)性缺血導(dǎo)致DCD供肝缺血期間積累的三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物（主要是琥珀酸）會引發(fā)肝臟和膽管組織的線粒體功能障礙，引起膽道IRI及后續(xù)免疫炎癥反應(yīng)，進(jìn)而造成肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞損傷［23-24］。研究表明，膽道上皮的免疫炎癥反應(yīng)在術(shù)后膽道并發(fā)癥的發(fā)展中發(fā)揮至關(guān)重要的作用［25］。這可能是由于血管內(nèi)血凝塊的形成導(dǎo)致PVP血供不足，從而導(dǎo)致膽管細(xì)胞發(fā)生繼發(fā)性缺血損傷，導(dǎo)致NAS的產(chǎn)生［25-27］。其次，表達(dá)于DCD供肝中膽管上皮表面的ABO血型抗原，可能與受者膽管上皮表面的ABO抗體發(fā)生特異性結(jié)合，形成抗原抗體復(fù)合物，從而導(dǎo)致膽道上皮細(xì)胞直接損傷［25-27］。此外，巨細(xì)胞病毒（cytomegalo virus，CMV）感染與吻合口狹窄和膽汁漏有關(guān)［28］。研究表明，CMV可以直接引起膽道上皮細(xì)胞的損傷，同時(shí)，PVP中內(nèi)皮細(xì)胞的感染可能導(dǎo)致微血栓的形成，從而導(dǎo)致膽管壁和上皮的繼發(fā)性缺血性損傷［25-26］。最后，趨化因子受體CCR5的突變導(dǎo)致CCR5表達(dá)降低，與NAS的發(fā)展關(guān)系密切［29-31］。CCR5顯著表達(dá)于免疫細(xì)胞，可以與膽管上皮細(xì)胞表面存在的CCR5結(jié)合位點(diǎn)特異性結(jié)合，因此，當(dāng)患者CCR5發(fā)生突變，CCR5的表達(dá)減少將嚴(yán)重影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的趨化，這可能導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加重，加重膽管損傷［32］。

采用機(jī)械灌注的方法可以保證供肝在體外保存階段組織內(nèi)部的血液供應(yīng)，從而主動降解琥珀酸鹽等代謝產(chǎn)物，減少活性氧（reactive oxygen species，ROS） 的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制下游炎癥因子活化［33］。同時(shí)，由于供肝局部缺血導(dǎo)致膽管組織內(nèi)ATP耗竭，后者消耗的主要途徑包括膽鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、離子通道泵和細(xì)胞有絲分裂活動［11，34］。而采用機(jī)械灌注的方法可恢復(fù)線粒體功能并提高肝臟和膽管組織的ATP水平，對于維持再灌注期間肝臟和膽管組織的再生能力至關(guān)重要［11-12，34-35］。

3.2 機(jī)械灌注減少膽道細(xì)胞毒性膽汁鹽的產(chǎn)生：研究表明，患者體內(nèi)膽汁鹽/膽汁磷脂的異常比例也與術(shù)后膽道并發(fā)癥的產(chǎn)生密切相關(guān)［36］。體內(nèi)膽汁成分受ATP依賴性膽汁轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-膽汁鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體和多藥耐藥相關(guān)蛋白-3（multidrug resistance associated protein 3， MDR3）表達(dá)調(diào)控，它們分別負(fù)責(zé)膽汁鹽和膽汁磷脂的分泌［37］。由于移植早期轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量減少以及膽管細(xì)胞內(nèi)ATP不足而降低，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致高膽汁鹽成分的異常膽汁形成［38］。這種異常膽汁鹽具有強(qiáng)大的“清洗”作用，可通過破壞細(xì)胞脂質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞后誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［29］。而采用機(jī)械灌注的方法可恢復(fù)線粒體功能并提高肝臟和膽管組織的ATP水平，恢復(fù)ATP依賴性膽汁轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-膽汁鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，平衡膽汁中膽汁鹽和膽汁磷脂的比例，進(jìn)而減少因異常膽汁引起的肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞的凋亡數(shù)量［29，36-38］。引起膽鹽毒性的另一個(gè)因素是HCO3-分泌不足。ATP依賴型囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（cystic fibrosis transmembrane regulator， CFTR）和 膽 管 細(xì) 胞Cl-/HCO3-交換體（anion exchanger 2， AE2）共同分泌的HCO3-用于維持膽管細(xì)胞附近正常的堿性環(huán)境［37］。在堿性環(huán)境中，疏水性膽汁鹽被去質(zhì)子化，使其不能通過脂質(zhì)細(xì)胞膜滲透進(jìn)入膽管細(xì)胞。而肝移植過程中由于膽管局部缺血引起的ATP依賴性CFTR和AE2功能受損，從而無法維持膽管細(xì)胞附近正常的堿性環(huán)境，從而造成膽管細(xì)胞損傷［29，37］。綜上所述，采用機(jī)械灌注體外保存供肝的方法可恢復(fù)線粒體功能并提高肝臟和膽管組織的ATP水平，顯著增加ATP依賴性膽汁轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-膽汁鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體以及ATP依賴性CFTR和AE2的數(shù)量，進(jìn)而平衡膽汁中膽汁鹽和膽汁磷脂的比例，減少高膽汁鹽成分的異常膽汁，以及通過維持膽管細(xì)胞附近正常的堿性環(huán)境，減少進(jìn)入膽管中的疏水性膽汁鹽，從而共同減輕肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞的損傷。

3.3 機(jī)械灌注促進(jìn)膽管上皮細(xì)胞的再生與修復(fù)：長期以來，人們一直認(rèn)為膽管上皮內(nèi)膜的IRI是NAS發(fā)展的主要決定因素［23-24］。但是，最近的臨床研究表明，在所有移植肝中，超過90%的膽道上皮出現(xiàn)廣泛損傷和缺失［27，40］。盡管腔內(nèi)膽管壁出現(xiàn)大面積損傷，但這些肝臟中只有少數(shù)會導(dǎo)致移植后膽管病變。因此有人提出決定供體肝臟是否會發(fā)展為移植后膽管病的原因在于膽管上皮再生不足，而不是之前普遍認(rèn)為的膽管損傷程度［41］。除了更好地保護(hù)膽管免受IRI外，機(jī)器灌注還使移植前供肝的膽管樹再生和修復(fù)成為可能。尤其是在常溫條件下，向灌注液內(nèi)添加刺激膽管周圍腺體內(nèi)多能干/祖細(xì)胞增殖和成熟的藥物，可以及時(shí)修復(fù)受損的膽管上皮細(xì)胞，從而阻止膽道并發(fā)癥的產(chǎn)生［27］。由于膽管細(xì)胞易受ATP消耗的影響，并且大多數(shù)肝膽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都是ATP依賴性的，因此可以認(rèn)為機(jī)器灌注可以更好地保存和保護(hù)膽管［27］。

4 結(jié) 論

膽道并發(fā)癥仍然是DCD肝移植術(shù)后最為嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，其高發(fā)病率與高死亡率嚴(yán)重影響患者術(shù)后的生活質(zhì)量。肝移植術(shù)后膽道并發(fā)癥的產(chǎn)生主要是多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制引發(fā)的損傷。由于常溫機(jī)械灌注對器官的保存技術(shù)具有可以維持正常的線粒體功能，恢復(fù)肝內(nèi)ATP濃度，減少ROS的產(chǎn)生等，從而減少移植后膽道并發(fā)癥的發(fā)生，然而其機(jī)制仍值得進(jìn)一步深入研究。