機械灌注在公民逝世后器官捐獻供腎質量維護方面的應用研究進展

昌盛 代林睿

腎移植是挽救終末期腎衰竭患者的最佳治療選擇。在過去的二十年中，器官移植的需求不斷增加。我國自2010年開始進行人體器官捐獻試點工作以來，中國器官捐獻取得一系列卓有成效的成績，初步建立了科學公正、遵循倫理、符合國情和文化的人體器官捐獻與移植工作體系，已成為國際器官捐獻系統(tǒng)中的不可缺少的一部分。我國公民逝世后器官捐獻與移植數(shù)量大幅度增長，每百萬人口器官捐獻率由試點初期的0.03上升到了2019年的4.16，已經成為世界第二大器官捐獻與移植國家[1]。

然而，標準供者來源的可用移植器官仍遠不足以滿足移植等待者數(shù)量增長的需求。利用擴大標準供者（expanded criteria donor，ECD）來增加供者來源成為現(xiàn)有捐獻形式的有益補充。但與標準供者相比，ECD在捐獻前通常處于顯著的血流動力學不穩(wěn)定和多系統(tǒng)病理生理變化中，包括因心臟停搏而延長的熱缺血時間，以及內分泌失調、促炎反應、氧化應激和補體激活等，從而導致供腎對缺血-再灌注損傷（ischemic-reperfusion injury，IRI）敏感且耐受性差，早期正向免疫應答激活增強，最終增加了移植物功能恢復延遲（delayed graft function，DGF）、移植腎原發(fā)性無功能（primary nonfunction，PNF）、急性排斥反應等的發(fā)生率，不利于移植腎長期存活[2]。因此，改進并優(yōu)化器官保存技術并修復供腎，盡可能地提高供腎質量和利用率是研究的重點。

靜態(tài)冷保存（static cold storage，SCS）雖然在標準供者器官獲取與保存方面應用較廣且效果良好，但對于ECD來說，因其存在無法長時間保存供腎，無法評估及修復既有損傷，移植術后PNF、DGF、急性排斥反應的發(fā)生率相對較高等不足，促使移植學者將目光投向機械灌注技術，并對機械灌注技術的方方面面，包括器官保存液組成、氧合、低溫或常溫保存等問題不斷探索。根據保存溫度的不同，分為低溫、亞低溫、亞常溫和常溫機械灌注；根據離體與否，又分為原位和異位機械灌注。本文將重點討論低溫機械 灌 注（hypothermic machine perfusion，HMP）、體外常溫機械灌注（ex vivonormothermic perfusion，EVNP）和腹部區(qū)域機械灌注（abdominal regional perfusion，ARP）的研究進展和局限性。

1 低溫機械灌注

1.1 HMP臨床應用結果

目前臨床可用的商業(yè)化低溫灌注機器包括LifePort Kidney Transporter（美國Organ Recovery Systems公司）、RM3 脈沖式腎臟灌注系統(tǒng)（美國Waters Medical Systems公司）及Kidney Assist灌注系統(tǒng)（荷蘭Organ Assist公司）。仍在臨床試驗階段的有便攜式含氧合器的AirDrive冷灌注系統(tǒng)（荷蘭阿姆斯特丹大學醫(yī)學中心）及雙泵給氧Waves冷灌注系統(tǒng)（美國Waters Medical Systems公司）。雖然各裝置不同，但基本裝置組件均包括灌注液的輸送、生理參數(shù)的監(jiān)測和溫度調節(jié)裝置[3]。其中，脈沖式的LifePort Kidney Transporter由于其便攜性、性能優(yōu)良等優(yōu)勢在國內外臨床上應用較為廣泛。用于 HMP 的標準灌注液是Belzer MPS?UW 機械灌注溶液，也稱為 KPS-1（美國Organ Recovery Systems公司），無需添加其它任何物質[4]。HMP保存供腎時，KPS-1中提供的持續(xù)代謝支持被認為足以滿足低溫下的有氧代謝需求，且保存液中含有有效的抗氧化劑（如谷胱甘肽），有助于減輕保存過程中活性氧的產生[5]。HMP 和 SCS 之間的一個主要區(qū)別是HMP可提供液體流動，可為供腎提供持續(xù)低水平的代謝支持、抗氧化保護和代謝廢物清除，還有助于減輕血管痙攣、改善微循環(huán)。另外，即使不額外補充氧氣，灌注液中經空氣彌散存在的溶解氧仍可實現(xiàn)有限的組織氧合，這些都有助于減輕供腎IRI，并進一步改善腎移植的臨床效果[6]。

已有不少臨床試驗及Meta分析顯示，HMP在心臟死亡器官捐獻（donation after cardiac death，DCD）和ECD供腎中的保存效果明顯優(yōu)于SCS，尤其是明顯降低了DGF的發(fā)生率[7-8]。Tingle等[9]對HMP與SCS保存的所有供者類型[包括腦死亡器官捐獻（donation after brain death，DBD）、DCD 和 ECD]腎臟涉及的16項臨床研究（2 266 例受者）進行Meta分析發(fā)現(xiàn)，與 SCS 相比，HMP 可明顯降低 DGF發(fā)生的風險，對于DBD 和 DCD供腎均如此。且經濟分析表明，在北美和歐洲的移植中心，HMP 可以節(jié)省成本[9]。國內尚缺乏相關經濟分析報告。

Peng等[10]在排除了一些既往Meta分析結果中的混雜因素后，對HMP與SCS保存的13項隨機對照臨床試驗（2 048例受者）進行分析。結果顯示，HMP顯著降低了 DCD 和 DBD 供腎移植中DGF發(fā)生率，且明顯改善了移植腎3 年存活率，但尚無證據表明HMP與SCS在PNF、DGF持續(xù)時間、急性排斥反應、住院時間和受者及移植腎1年存活率等方面差異有統(tǒng)計學意義[10]。也有研究顯示HMP對于DCD或ECD供腎的長期存活有良好效果。一項西班牙單中心前瞻性研究顯示，在193例接受ECD供腎移植的受者中，使用HMP 可明顯提高移植腎1年存活率[11]。加拿大的另一單中心研究將30對配對腎臟分別用HMP和SCS方式保存，結果顯示盡管HMP保存方式冷缺血時間較SCS長，但可明顯降低術后7 d內的移植腎動脈血管阻力，且明顯改善DCD組受者移植術后2年的腎功能[12]。

目前越來越多的臨床試驗證據支持對所有非標準供者供腎使用 HMP。荷蘭是第1個將 HMP 引入所有尸體供腎，并作為常規(guī)指南的國家[13]，也有國家或地區(qū)將 HMP 用于DCD供腎的首選保存方式，但并無統(tǒng)一的實踐指南[14]。

1.2 HMP在供腎質量評估與移植結果預測中的應用價值

在HMP的臨床實踐中，人們發(fā)現(xiàn)其不但可以改善ECD供腎質量，而且通過機械灌注參數(shù)、灌注液中生物標志物等指標，在供腎質量評估及移植結果預測方面也有一定的應用價值。

1.2.1 灌注參數(shù) 在HMP過程中，LifePort可實時顯示灌注流量、灌注時間及供腎阻力指數(shù)，目前已有很多臨床研究報道了這些參數(shù)與移植效果的相關性，在供腎質量評估中具有一定價值，并可用于臨床決策ECD供腎利用。使用灌注參數(shù)來評價供腎質量的基本原理是在缺血性和炎癥損傷后，腎臟毛細血管收縮，血管內皮細胞受損，白細胞浸潤增加，可引起微血栓及循環(huán)障礙，從而導致HMP過程中灌注流量降低與阻力指數(shù)增加[15]。Jochmans等[16]對HMP保存的尸體供腎進行前瞻性觀察發(fā)現(xiàn)，HMP結束時的供腎阻力指數(shù)是 DGF 和移植腎1年丟失的獨立危險因素。Yushkov等[17]的單中心回顧性研究提示，HMP灌注3 h供腎阻力指數(shù)是移植腎1 年存活的最早、最重要的預測指標，與移植腎1年存活率呈負相關；供腎阻力指數(shù) >0.3 mmHg/（mL·min）（1 mmHg=0.133 kPa）是移植腎1 年存活率的獨立危險因素。Patel等[18]的研究顯示隨著灌注時間延長，流量往往會升高而阻力指數(shù)下降，一般在2 h左右達到平均流量。開始時流量較低的供腎，雖然在持續(xù)灌注2 h后得到改善，但仍與較高的DGF發(fā)生率顯著相關。上機初始供腎阻力指數(shù)≥0.56 mmHg/（mL·min）可預測移植腎1年的存活率，而灌注2 h供腎阻力指數(shù)≥0.2 mmHg/（mL·min）可預測 DGF的發(fā)生[18]。Patel等[19]分析了較高灌注壓力組（≥23 mmHg）與較低灌注壓力組（<23 mmHg）的灌注壓力與移植效果的相關性，結果發(fā)現(xiàn)較高的灌注壓力（≥23 mmHg）與 DGF 風險增加有關，但兩組移植腎1 年存活率相似。Parikh等[20]前瞻性分析了多中心HMP保存供腎，發(fā)現(xiàn)1 h的灌注流量與DGF 發(fā)生呈負相關，而術后6 個月的估算腎小球濾過率與各時間點的供腎阻力呈負相關，與灌注流量呈正相關。

目前的臨床研究雖初步表明HMP參數(shù)如供腎阻力及灌注流量等與移植效果的相關性，但特異性和準確性尚待更多前瞻性研究驗證。而且也有研究指出其在評估PNF發(fā)生和移植腎長期存活等方面的局限性。如Jochmans等[16]的研究發(fā)現(xiàn)所有發(fā)生PNF 病例的供腎阻力指數(shù)是介于即時功能恢復和 DGF之間的，單純依靠供腎阻力指數(shù)決定供腎利用可能會增加PNF發(fā)生率。

1.2.2 灌注液中的生物標志物與代謝組學 除了灌注參數(shù)，在器官保存期間灌注液中的一些代謝產物、細胞損傷釋放的酶類，以及炎癥損傷相關生物標志物也表現(xiàn)出與DGF、PNF或移植腎存活的相關性[15,20]，可能作為潛在的供腎質量評估的方法。

最近，Guzzi等[21]對HMP保存期間灌注液中相關多種生物標志物的臨床研究進行了Meta分析，包括上皮細胞破裂和腎小管損傷時釋放的谷胱甘肽S-轉移酶（glutathione S-transferase, GST）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、乳酸，由腎小管細胞在缺血性和毒性損傷時釋放的中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）、肝型脂肪酸結合蛋白（liver-type fatty acid-binding protein，L-FABP）、炎癥相關分子基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9、白細胞介素（interleukin，IL）-18及微小核糖核酸（microRNA，miRNA，miR）-21。結果提示在HMP期間使用單一生物標志物無法準確預測短期或長期移植結果，GST 水平是預測 DGF與PNF最有希望的生物標志物，但它的預測能力僅為中等，而其余的生物標志物雖顯示出與移植效果有一定相關性，但或因病例數(shù)少，或因研究項目數(shù)量少，經多因素分析后相關性并不明顯[21]。

除針對性地檢測特定生物標志物與移植效果的相關性外，有研究嘗試將灌注液的代謝組學特征納入供腎質量評估。Faucher 等[22]用液相色譜聯(lián)合串聯(lián)質譜評估了35個供腎在HMP保存中灌注液代謝組學特征，結果顯示灌注結束時在灌注液中發(fā)現(xiàn)了 72 種代謝物，但這些代謝組學的變化均不能用于預測移植腎結局，或許有必要進一步擴大樣本量并進行深層次分析。Gowers等[23]將快速采樣微透析系統(tǒng)（rapid sampling microdialysis system）與HMP聯(lián)合，在器官灌注保存期間對供腎代謝產物進行持續(xù)監(jiān)測，認為這是評估腎臟質量的理想方法。微透析是一種組織取樣技術，通過使用小型無菌探針從感興趣的組織中收集關鍵標志物。探針的尖端有一半透膜，以低流速 （0.1～2.0 μL/min）灌注，在整個膜上產生濃度梯度。從而使組織的細胞外液和探針之間進行分子交換，收集可用于分析的含代謝物透析液。該中心已通過對豬腎和臨床棄用的供腎進行研究證明了此方法在長時間連續(xù)監(jiān)測供腎質量方面的可靠性，進一步應用的臨床試驗（NCT04619732）已在招募中[23]。

1.2.3 影像學評估 影像學作為一種快速無創(chuàng)的檢測方法，對顯微結構的辨別更清晰，特別是可與代謝組學相結合，在供腎評估中具有良好的應用潛力。光學相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）可提供對腎皮質顯微結構變化的非侵入性視圖。Konkel等[24]報道了單中心對SCS或HMP保存供腎進行OCT，提出OCT 評估的HMP供腎近曲小管擴張、管腔間距離減小可預測DGF發(fā)生，提示OCT成像在預測移植腎功能方面的潛在效用。Franck等進行了一項利用核磁共振波譜法（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）對HMP供腎的灌注液進行代謝組學分析，研究結果尚未公布（NCT03024229）。

1.3 優(yōu)化HMP效果的臨床研究進展

1.3.1 氧 氣 不少研究已經表明增加氧合是優(yōu)化HMP器官保存的一個非常有前景的途徑，其機制主要是維持有氧代謝和組織細胞的修復能力，減少無氧代謝產生的內皮細胞和線粒體損傷[25]。

低溫氧合機械灌注（hypothermic oxygenated machine perfusion，HOPE） 是HMP的 一 種 形 式，Meister等[26]在單中心前瞻性病例匹配對照臨床研究中，證明了 HOPE 在 ECD供腎中應用的安全性和可行性，但與SCS相比，二者對DGF發(fā)生率的影響差異無統(tǒng)計學意義。最近歐洲器官保護聯(lián)盟報道了對補充氧合HMP的一項多中心隨機對照研究的3 期臨床試驗結果，與常規(guī)HMP相比，含氧灌注改善了移植腎功能及存活，并減少了DCD供腎的嚴重并發(fā)癥和排斥反應，進一步支持了對HMP補充氧氣在提升 DCD 供腎質量方面的益處[27]。

除了直接補充氧氣，在灌注液中加入含氧載體（如M101）的相關研究也得到了一些肯定的結果。M101是一種從海沙蠶中分離出來的具有高攜氧能力的細胞外血紅蛋白，可根據環(huán)境中的氧分壓釋放氧，并具有抗氧化特性，不會誘導免疫原性或過敏反應，可降解為非結構化載脂蛋白和血紅素[28]。一些臨床前研究表明保存液中添加M101可降低HMP期間供腎阻力，減輕IRI及再灌注后纖維化[29]。Le Meur 等[30]進行了一項多中心開放隨機對照臨床研究以評估灌注液中加入M101對腎移植的影響，證明M101是安全的，且受者DGF發(fā)生率顯著降低，移植腎功能更好[30]。

新型含氧的Airdrive低溫灌注系統(tǒng)在第1項臨床試驗研究中被應用于5個供腎，術后隨訪1個月未觀察到相關嚴重不良事件，初步證明該系統(tǒng)的可行性及安全性[31]。而脈沖式含氧低溫灌注裝置Waves系統(tǒng)在意大利圣拉斐爾移植中心已常規(guī)應用，其相關臨床試驗尚未見不良事件報道[32-33]。

1.3.2 肝素類似物 IRI后可引起血管內皮損傷，繼而引起凝血系統(tǒng)的激活和微血栓形成，最終影響移植腎恢復。為進一步評估抗凝治療對移植腎功能的改善效果，Amir等進行了一項前瞻性對照研究，在HMP灌注液中加入一種肝素類似物Renaparin以評估對移植腎的影響，目前尚在進行中（NCT03773211）。

1.4 HMP的局限性

由于HMP發(fā)揮最佳作用的生理窗口較窄，不同腎臟對灌注壓力、溫度及時間的耐受程度不同，偏離該范圍會引發(fā)移植腎實質水腫、血管床損傷或灌注不足等風險，可導致腎小管上皮和血管內皮細胞損傷及移植后蛋白尿[34]。因此，要最大限度發(fā)揮HMP的效益，需要注意控制設備功能參數(shù)。此外，低溫條件下代謝酶類的低活性也限制了對腎損傷的修復效果。

2 體外常溫機械灌注

2.1 EVNP臨床研究進展

EVNP即我們通常意義上所說的常溫機械灌注（normothermic machine perfusion，NMP），它是在供腎獲取后以接近體溫的溫度利用體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO） 保存、評估和修復腎臟的技術[35]。與SCS或HMP相比，EVNP的核心潛力是在體外恢復供腎功能，并可在灌注期間監(jiān)測多個灌注及生化參數(shù)（如供腎阻力指數(shù)、尿量、肌酐清除率和乳酸水平等）來客觀評估供腎質量，可降低ECD或DCD供腎棄用率。其次，EVNP可通過主動修復以改善供腎功能。此外，EVNP還可在生理體溫下保持干預治療藥物的藥代動力學，在灌注過程中向灌注液中添加生長因子或間充質干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）等以進一步促進腎功能改善、修復及再生。而這些獨特的功能對于ECD供腎尤為重要。

EVNP設備主要包括4個組件：氧合器、儲血器、腎動脈灌注泵和熱交換器，目前已經商業(yè)化的設備有荷蘭Organ Assist公司的Kidney Assist?及瑞典XVIVO公司的Kidney Assist-transport。而英國OrganOx公司設計的一種EVNP 條件下長時間維持供腎的便攜式系統(tǒng)，目前尚在臨床試驗階段[35-37]。

EVNP在臨床腎移植中的應用報道較少，但現(xiàn)有臨床研究已表明供腎EVNP是安全可行且有益的，可使原本灌注不良的腎臟功能得到明顯改善，與未接受EVNP的供腎相比，接受EVNP的供腎腎移植術后DGF的發(fā)生率明顯降低[38-42]。

EVNP領域的先驅英國劍橋大學Hosgood和Nicholson[43]在2011年進行了第1例EVNP后腎移植，供腎為熱缺血60 min的ECD腎臟，在被其他6個移植中心棄用后使用EVNP保存，灌注保存過程中供腎產生了50 mL尿液，移植術后受者每日尿量超過2 000 mL，術后近期移植腎功能緩慢恢復，移植腎至投稿日存活已超過10年；而對側腎臟未經EVNP維護，移植術后DGF和急性排斥反應發(fā)生率及術后3個月血清肌酐水平均高于EVNP供腎[14,43]。在這之后，他們又收集了許多臨床棄用腎臟進行EVNP研究，供腎常規(guī)灌注60 min。根據腎臟大體評估、灌注期間腎血流量和尿量等參數(shù)，他們開發(fā)了一套供腎評分系統(tǒng)（總分范圍1～5分）：1～4分的供腎可用于移植，5 分的供腎風險非常高，不適合移植。他們將此評分系統(tǒng)應用于36個被棄用的供腎，評分為1～3分的供腎均進行了移植，術后DGF發(fā)生率為11%，遠低于ECD或DCD供腎的DGF發(fā)生率（50%），術后1年時受者100%存活，移植腎存活率為97%（35/36），移植腎功能良好。提示通過EVNP及其評分系統(tǒng)可大大提高ECD或DCD供腎利用率，降低DGF的發(fā)生率，改善移植腎功能[44]。

2019年，國內中山大學附屬第一醫(yī)院何曉順團隊報道了利用EVNP系統(tǒng)進行第1例無缺血腎移植，用基于紅細胞的灌注液灌注DBD供腎110 min，全程維持循環(huán)，術后移植腎功能即時恢復，無特殊并發(fā)癥發(fā)生[45]。

2.2 EVNP對供腎保護的分子機制

關于EVNP對供腎保護的分子機制研究仍較少。Ferdinand等[46]使用從同一供者獲得的匹配腎臟分別進行EVNP與SCS，隨后行供腎全基因組分析，證實與SCS相比，EVNP期間促進能量產生的基因表達增加，同時免疫和炎癥激活通路的基因（如氧化磷酸化相關基因）的表達也增加，而早期的促炎過程有助于調控腎臟以適應再灌注。Hameed等[39]對棄用的配對供腎分別進行1 h的EVNP和SCS，結果也表明EVNP可促進多個保護性應激和炎癥通路的基因表達上調，同時促進細胞存活和增殖通路的基因上調。此外，EVNP還可使供腎的大量過客白細胞動員到循環(huán)灌注液中，這可能有助于減少移植后的正向免疫應答[39]。Brasile等[47]的研究也證明，24 h的EVNP可以促進腎臟功能的恢復及缺血性損傷后的修復過程。

2.3 灌注條件

為了在EVNP保存期間重建細胞代謝的完整性，需要為供腎提供最佳的營養(yǎng)和氧氣供應，并支持其代謝功能。但目前進行EVNP研究的各個中心的灌注液方案及方法并無明確共識，還處于開創(chuàng)性的概念驗證研究階段。

EVNP灌注液通常包括供氧載體（通常是紅細胞）、膠體、晶體、能量底物（糖類）、抗凝劑、甘露醇、地塞米松、碳酸氫鈉、葡萄糖酸鈣、多種維生素及抗生素等。

目前應用最多的供氧載體是去除白細胞、血小板和血漿的紅細胞[43]。臨床紅細胞來源有限，即使有的中心使用供者血回收后濃縮的紅細胞，但受損的紅細胞在灌注系統(tǒng)中容易引起溶血或血栓形成。人工血紅蛋白類氧載體（hemoglobin-based oxygen carrier，HBOC）有希望成為紅細胞的替代品，在常溫下具有與人類血紅蛋白相似的攜氧能力，更容易向組織中釋放氧氣。Aburawi等[48]通過對棄用的腎臟進行6 h EVNP，證明與含紅細胞灌注液相比，使用含HBOC灌注液在血流動力學、耗氧量或終末組織三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）水平方面差異無統(tǒng)計學意義。也有研究表明只要灌注液氧分壓保持在500 mmHg 以上，即使在常溫下，短時的腎臟EVNP不需要額外的氧載體即能實現(xiàn)足夠的組織氧合[49]。另外，許多學者也在不斷研究使用具有攜氧能力的無細胞灌注液的效果。Minor 等[50]報道使用稀釋的STEEN液對ECD供腎進行2 h EVNP，充以100% 氧氣，供腎移植后即時恢復功能，無并發(fā)癥發(fā)生。

在EVNP過程中產生的尿液，通常被引流出循環(huán)并補充晶體溶液。而Weissenbacher等[37,40]發(fā)現(xiàn)將尿液再循環(huán)有助于維持穩(wěn)定的灌注液量和供腎的電解質、酸堿及代謝平衡，并證明了EVNP持續(xù) 24 h的可行性，這為臨床醫(yī)師利用更長時間進行供腎評估及使用新藥進行灌注修復提供了機會。

2.4 添加劑

供腎EVNP技術的發(fā)展也為進一步緩解供腎損傷、促進修復和再生的干預治療提供了一個獨特平臺。藥物可直接進入腎臟血管及組織內，避免了全身給藥引起的并發(fā)癥，這是目前ECD供腎研究的一大熱點。

2.4.1 組織纖溶酶原激活劑+纖溶酶原 供腎長時間冷保存會導致纖維蛋白原在腎小管上皮積聚，再灌注后可觸發(fā)紅細胞聚集和微血栓形成。DiRito等[51]對棄用腎臟進行EVNP過程中加入組織纖溶酶原激活劑（tissue plasminogen activator，tPA）+纖溶酶原，結果顯示tPA+纖溶酶原的聯(lián)合應用可溶解微血栓，腎損傷標志物顯著減少，供腎功能得以改善。

2.4.2 血液吸附劑 在EVNP過程中腎臟產生的炎癥介質進入灌注回路會加劇無菌性炎癥。此外，供腎組織內的大量過客白細胞會被動員到循環(huán)液中。而對灌注液的過濾或吸附可能會減輕腎臟的炎癥激活。Ferdinand等[46]對棄用供腎行EVNP過程中，在灌注回路中添加小分子血液吸附劑，結果顯示血液吸附劑對灌注參數(shù)無影響，但可顯著降低循環(huán)中細胞因子含量，包括IL-1β、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-6及IL-10等，同時減少了炎癥小體相關基因[包括NOD樣受體蛋白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）、IL-1β、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）-1]以及DGF相關基因表達。

2.4.3 納米顆粒 聚合物納米顆粒具有緩釋特性，納米顆粒裝載藥物后可作為藥物在體內長時間起效的緩釋儲存庫。在EVNP期間，沒有機體吞噬細胞的影響和肝脾組織過濾，納米顆粒在結合組織特異性抗體后可更高效地主動靶向于腎臟的特定組織，從而進行靶向性干預和治療。腎血管內皮細胞是改善移植效果的潛在重要目標。Tietjen 等[52]將腎血管內皮細胞的標記分子CD31與納米顆粒結合后，在EVNP過程中加入灌注液中，初步結果顯示納米顆粒與腎血管內皮細胞的靶向結合顯著增強，證明了體外納米藥物治療的潛力。

2.4.4 細胞療法 MSC是一類具有自我更新和多向分化潛能的多能干細胞，可以遷移到器官中分化為相關的功能細胞。在功能上，MSC表現(xiàn)出免疫逃逸的特性，可分泌多種細胞因子和生長因子，伴隨著高度的免疫調節(jié)、抗炎、抗凋亡、抗氧化和再生能力，具有減輕供腎IRI，治療慢性排斥反應和纖維化的潛在能力[53]。在體時由于肝、脾的過濾作用，如何將MSC輸送至靶器官成為限制MSC應用的主要障礙。而將MSC與機械灌注結合可使足量的MSC有效到達并定居于供腎的微循環(huán)區(qū)域，有利于MSC的存活和功能，從而將供腎保存從單純保存轉變?yōu)橹鲃宇A處理和加速復蘇。Brasile等[47]對5對棄用腎臟進行24 h EVNP，期間將MSC經腎動脈灌注，結果發(fā)現(xiàn)大部分MSC保留在局部微循環(huán)系統(tǒng)中。經MSC治療后腎臟合成的炎癥因子減少，同時觀察到組織修復再生相關的現(xiàn)象。

多能成體祖細胞（multipotent adult progenitor cell，MAPC）是骨髓間充質來源的成體祖細胞，與MSC在功能及作用機制上非常相似。許多研究也驗證了MAPC修復供腎炎癥損傷和減輕排斥反應的效應。Thompson等[54]對5對供腎進行7 h EVNP過程中給予MAPC治療，發(fā)現(xiàn)大多數(shù) MAPC分布于腎小球和管周，經MAPC治療的腎臟分泌更多尿液，彩色多普勒超聲提示微循環(huán)改善，損傷相關標志物 NGAL和促炎因子IL-1β表達減少，而免疫抑制性細胞因子IL-10和吲哚胺 2,3-雙加氧酶表達增加。

還有一些療法雖然未直接在人腎EVNP中進行試驗，但臨床前研究已經顯示有保護并改善供腎功能的潛力，如硫化氫、一氧化碳、細胞外囊泡、小干擾RNA及慢病毒載體等。

EVNP技術目前尚處于起步階段，確切的益處及機制仍存在爭議，未來需更多的臨床對照研究和更長時間的觀察及優(yōu)化研究。相比于SCS與HMP，EVNP成本更高，操作更復雜，EVNP的失敗會導致額外的熱缺血時間。因此，盡管EVNP具有巨大的潛力，一系列開創(chuàng)性研究也表明EVNP在技術上安全可行，但探索建立最優(yōu)化的方案是EVNP廣泛臨床應用的前提。

3 腹部區(qū)域機械灌注

ARP是指在確認供者循環(huán)停止后，利用ECMO，對腹部區(qū)域進行持續(xù)灌注，是一種在體動態(tài)保存技術。ARP適用于可控型DCD（controlled DCD，cDCD）和非可控型 DCD（uncontrolled DCD，uDCD），是擴大供者來源的重要途徑，可最大限度減輕供腎熱缺血損傷，且比EVNP更符合生理環(huán)境，有助于改善供腎質量，增加器官的利用率，還可用于供腎質量評估[55]。更重要的是通過ARP可將緊急獲取手術變?yōu)閾衿谑中g，可對器官進一步評估、維護與修復，減少器官損傷和棄用，且可同時對腹腔多個器官灌注，更具經濟效益[13]。根據灌注溫度，可將ARP分為常溫區(qū)域灌注（normothermic regional perfusion，NRP）和低溫區(qū)域灌注（hypothermic regional perfusion，HRP）。HRP最先開展應用，但隨著技術的發(fā)展，NRP更為國際認可，大多數(shù)文獻也集中在 NRP上，相關研究也表明NRP臨床應用有利于增加供者利用率，改善器官質量[56]。

NRP最早是在西班牙uDCD中進行的[57]。隨著cDCD試點的推進，NRP的使用也逐漸擴大，目前在西班牙超過50% 的cDCD獲取是通過使用 NRP 進行的[58-59]。但關于DCD，國際上有不同的法律框架和倫理要求，這也成為DCD和ARP發(fā)展的障礙，如有的國家只有cDCD或uDCD，允許實行NRP的DCD具體類型也有不同；心臟停搏后的無接觸時間規(guī)定為5～30 min；能否進行死前干預（肝素化和股動靜脈插管）和死后干預也存在差異[60]。

所有實施NRP的國家均是通過手術夾閉或使用主動脈球囊來阻斷主動脈，以避免在確定循環(huán)死亡后發(fā)生自發(fā)性心腦活動恢復的可能，這已被證明是一種有效的方法，嚴格遵守心臟停搏后5 min間隔是進行NRP的前提，迄今ARP的使用也尚未發(fā)生自發(fā)性心腦活動恢復[61]。

NRP是在常溫（35～37 ℃）條件下使用 ECMO設備用含氧血液對腹部區(qū)域進行持續(xù)灌注。NRP可為細胞穩(wěn)態(tài)和組織修復過程提供充足的氧氣和能量底物，減少了無氧代謝引起的活性氧等損傷因子產生。NRP充當了心臟停搏和器官獲取之間的灌注橋梁，減輕了熱缺血損傷，且允許在非缺血條件下更好地評估供腎質量[62]。NRP對DCD供者維護的優(yōu)勢，已促使很多國家（包括西班牙、法國、英國、俄羅斯、美國）將其作為DCD器官維護的一種策略。

3.1 可控型DCD

對cDCD供者來說，既往超快速獲取一直是腹部器官獲取的標準方法，但多項研究顯示NRP應用可減少緊急情況，降低供腎棄用率，并減少移植術后DGF和PNF的發(fā)生[63-64]。最近Padilla等[59]進行了一項多中心回顧性研究，比較了2012年至2018年期間使用 NRP與超快速獲取技術獲取的cDCD腎臟，結果顯示使用NRP后腎移植受者DGF 發(fā)生率更低，1年生存率更高，腎功能明顯更好，但二者在PNF發(fā)生率和移植腎1年存活率上差異無統(tǒng)計學意義。提示與超快速獲取相比，NRP 似乎可以改善cDCD腎移植的短期效果[59]。

Mi?ambres等[65]研究了37 例cDCD供腎行 NRP后的腎移植，并將其臨床結果與 DBD 供腎腎移植進行比較，結果表明PNF、DGF發(fā)生率及移植腎1年存活率與后者差異均無統(tǒng)計學意義。

3.2 非可控型DCD

uDCD器官丟失率高，熱缺血時間長，嚴重影響移植效果，很多中心都提倡對uDCD器官進行NRP，這可以增加器官來源，減少PNF的發(fā)生，明顯優(yōu)于超快速獲取[66]。

Reznik等[67]的一項研究中，對22例uDCD供腎進行亞常溫區(qū)域灌注（27～32 ℃），44例腎移植受者中無PNF發(fā)生；與DBD供腎腎移植受者相比，這些uDCD供腎腎移植受者雖然在移植術后DGF發(fā)生率高（36.9%比52.0%），但術后3個月內急性排斥反應發(fā)生率低（9.8%比4.6%），術后1年的移植腎功能及存活率差異無統(tǒng)計學意義。Molina等[68]對比分析單中心237例使用NRP維護的uDCD供腎腎移植受者與237例DBD供腎腎移植受者的10年存活情況，結果顯示uDCD組較DBD組DGF發(fā)生率更高（73.4%比46.4%），但術后10年死亡刪失的受者、移植腎存活率和移植腎功能差異均無統(tǒng)計學意義。在uDCD組中，供者年齡>50 歲與移植腎丟失相關，供者年齡增加對uDCD供腎腎移植術后結果有負面影響。

3.3 局限性

NRP的動物研究顯示，在機器運行4 h后，循環(huán)穩(wěn)態(tài)難以維持，炎癥標志物單核細胞趨化蛋白（monocyte chemoattractant protein，MCP）-1、IL-1β增多，巨噬細胞浸潤顯著增加，血小板活化和血栓調節(jié)蛋白表達增多，這些都會對腹腔器官產生不利影響[66]。各中心根據經驗，NRP的最長持續(xù)時間確定為240 min，但在有限時間內對受損器官的深入評估和修復潛力是有限的。NRP操作復雜，運行成本也較高，要求操作及維護的醫(yī)師技術熟練且經驗豐富。盡管與超快速獲取相比，NRP可使器官器官利用率得以提高，但對移植效果的益處尚需更多研究來證實。

4 小結與展望

本文概述了針對公民逝世后器官捐獻供腎（主要是DCD和ECD供腎）的不同灌注保存技術的臨床應用和研究進展，目前各種技術都有優(yōu)勢和局限性。為了提高ECD供腎利用率，減少術后并發(fā)癥，改善移植腎的功能及存活，移植科醫(yī)師對腎臟灌注保存技術的要求逐漸提高。SCS 是一種經典的保存方法，但對供腎評估和改善的應用空間有限；HMP在DCD和ECD供腎中應用逐漸增多，可降低DGF的發(fā)生，但其最優(yōu)方案及對腎移植術后的益處尚需更多臨床試驗驗證；EVNP也是一種很有前途的保存新技術，目前臨床應用尚較少，除了保存功能，其還具有評估功能、逆轉IRI及作為治療藥物遞送平臺的作用，具有顯著優(yōu)勢；NRP對DCD供者的器官保存有重要意義，目前臨床應用的結果也令人鼓舞，但仍需更多臨床試驗驗證。此外，各種保存方法的物流和成本也仍然是需要考慮的具有挑戰(zhàn)性的因素。在未來，移植學者仍需要設計更多的臨床對照試驗來確定供腎的最佳保存方式，針對不同的供者類型，兼顧臨床效果和治療干預成本，個體化地選擇不同的器官灌注保存方式。