人工肝支持系统治疗肝衰竭的现状及进展

谢倩，余泽波

（重庆医科大学附属第一医院感染科，重庆）

0 引言

肝功能衰竭主要是多种因素使肝细胞以不同速度发生大量坏死及凋亡，导致其合成、解毒、排泄、和生物转换等功能发生严重障碍，出现主要表现为黄疸、腹水、凝血能障碍、肝性脑病等的一组临床症候群。目前内科综合治疗疗效欠佳，其治疗病死率仍然高达50%-80%，其中IV 期肝性脑病患者病死率更达90%-95%[1]。肝移植是治疗肝衰竭的有效治疗措施，但因供体缺乏，导致大部分肝衰竭的患者在等待肝移植的过程中死亡，另外包括其费用昂贵、术后严重的免疫排斥反应等问题使其难以广泛开展。所幸肝细胞具有较强的再生能力，肝细胞再生与肝细胞坏死之间的较量决定着肝细胞的预后。人工肝支持系统（简称人工肝），通过人造的机械、理化、和生物装置，可以临时替代肝脏部分解毒、排泄功能，同时补充部分必须物质，为肝细胞再生创造一个相对良好的环境，改善肝衰竭的预后，同时作为肝移植的桥接。目前的人工肝主要分为非生物型、生物型和混合型三种。

1 非生物型人工肝

是一套以机械和理化组装而成的体外支持系统，以清除体内有害物质为主，目前已被证明是行之有效的体外肝脏支持疗法，并在临床广泛使用。越来越多的研究[2-25]证实非生物型人工肝支持治疗联合内科治疗能有效改善肝衰竭患者症状、肝功能，改善患者预后。在非生物人工肝的发展及变迁过程中，出现传统、新型及组合型非生物人工肝。

1.1 传统的非生物人工肝

包括有血液透析、血浆置换、 血液/血浆灌流、血液滤过。其中血浆置换(PE)因其所需设备简单、操作方便、效果显著、费用较低一度成为国内人工肝治疗的主流[6-13]。但由于我国血源日趋紧张、血浆供不应求、血源性疾病增多、治疗观念改变以及科学技术的发展在一度程度上限制了血浆置换的发展，人们为进一步优化血浆置换疗效、减少血浆用量进行了一系列研究[13-17]。如秦海珍[15]等人研究表明：在血浆置换过程中的，不同时机补充血浆对药物性肝损伤治疗疗效具有差异，在离体血液达至1个体循环量的 12%时，先输注40%生理盐水，再补充60%新鲜血浆的效果更为有效。

1.2 新型非生物型人工肝

是在传统非生物型人工肝基础上取长补短、优势联合运用，主要有双重血浆分子吸附系统（DPMAS）、分子吸附再循环系（MARS）、连续白蛋白净化系统（CAPS）、连续性血浆透析滤过、配对血浆置换吸附滤过、普罗米修斯系统等。其中DPMAS 对设备要求低，兼容性好，在全面大量持续清除中大分子及蛋白结合毒素的同时又可特异性的清除胆红素，不受血浆紧缺的限制，目前在国内已逐步开展应用[18-23]。唐娟[21]等人研究发现，DPMAS 能够有效清除慢加急肝衰竭患者体内的促炎因子，促进抗炎因子的表达，恢复二者动态平衡。吴蓓[22]等人探索DPMAS 治疗乙肝慢加急肝衰竭患者疗效及其对T 淋巴细胞亚型的影响，发现DPMAS 治疗可以通过改善血清T 细胞亚型分布，从而提高其生存率。WanYM[23]等人对乙肝相关性急慢性肝衰竭进行前瞻性研究，发现 DPMAS 和TPE 治疗均有良好的耐受性，12周存活率相当，并进行多变量分析显示住院时间、凝血酶原时间和国际标准化比率是12周存活的独立预测因子。

1.3 组合型非生物型人工肝

是两种及以上非生物人工肝的联合使用，主要目的是根据患者情况，选择适合的人工肝模式进行组合，以达到个体化治疗的目标，进而提高治疗疗效。Li-NBAL 体系就是其中的代表，目前主要有血浆置换联合血液滤过、血浆置换联合血浆灌流、血浆置换联合血液透析和血浆滤过等，与临床内科治疗及单一非生物型人工肝相比，混合型人工肝模式能明显改善疗效，提高生存率。万克强[24]等人对49例肝衰竭前期患者临床资料回顾性分析，该研究表明经血浆置换联合持续性血液滤过联合内科治疗后患者1周后血生化指标明显优于内科治疗组，1周后好转率明显提高。金洁[25]等人研究发现在内科综合治疗基础上联合组合型非生物型人工肝治疗能有效改善晚期慢性重型肝炎患者肝性脑病、肝肾综合征和电解质紊乱，提高的生存率。

2 生物型人工肝

是一个包含活肝细胞的体外肝支持系统，具有肝脏的解毒、生物合成及转化功能，进而发挥清除体内有害代谢产物及补充凝血因子等必要物质的作用。生物型人工肝主要由种子细胞、生物反应器和配套的辅助装置组成。常用的肝细胞源有原代人肝细胞、原代猪肝细胞、人肝癌细胞系HepG2 及HepaRG、永生化细胞及干细胞等，生物反应器有中空纤维反应器、平板单层反应器、支架生物反应器、包被悬浮生物反应器、磁稳定流化床生物反应器等[26]。生物型人工肝目前仍处于临床试验阶段，安全有效的肝细胞来源、高效生物反应器是当今生物型人工肝研究的热点。例如LiL 等人[27]通过同源依赖和独立方法获得了在肝脏中表达凝血因子VII 和白蛋白的基因编辑猪，以期为生物型人工肝提供替代细胞来源。Fujii Y 等人[28]研究了一种基因工程小鼠肝癌细胞Hepa/8F5，结果显示Hepa/8F5 添加强力霉素后可以降低繁殖活性，并发挥肝脏特有的除氨和白蛋白分泌功能，制备固定化Hepa/8F5 细胞的生物型人工肝虽然除氨功能较小型HF 束低，但白蛋白分泌活性略高，表明了其在肝功能衰竭治疗中具有潜在疗效。ZhangS[29]等人将单层皮肤中空纤维和支架集成开发出了一种三维混合生物反应器（3DHB），并通过研究表明，3DHB 具有良好的质量传递并改善细胞分布和肝脏特异性功能；同时，在3DHB 中培养的肝细胞在循环6 小时期间，肝功能衰竭患者血浆中的氨和未结合胆红素浓度显着降低；且在暴露于患者血浆6 小时后，3DHB 中的大多数肝细胞是活的；进一步证明，具有3DHB 的生物人工肝系统可以从患者血浆中除去毒素并且忍受其有害作用，具有实现生物人工肝的临床应用的潜力。Hou YT[30]等人通过冷冻干燥的壳聚糖/明胶(CG)溶液制造了用于体外培养的三维肝支架，该支架具有便宜且易于制造、可以通过改变戊二醛的浓度制造具有不同的压缩模量、无细胞毒性、具有类似于细胞外基质的多孔结构等优点；不仅具有更高的肝细胞生物相容性和机械强度，而且在体外培养中保持了肝功能和生存能力；尤其是0.61%的戊二醛-CG 支架的力学性能与正常肝脏相似，在进一步生物人工肝设计方面有巨大潜力。对进行生物型人工肝的临床试验及临床前试验进行Meta分析显示，生物型人工肝可改善急性肝衰竭患者的肝肾功能、血液和凝血指标、神经学指标，并没有明显的不良事件；对随着生物型人工肝类型、细胞来源、细胞质量、生物反应器的改善，生物型人工肝治疗急性肝衰竭大型动物的死亡率可能减少，但对于人类似乎死亡率无明显降低[31]。总之生物型人工肝治疗具有巨大潜力，但尚未完全成熟，未来仍需要不断研究寻找安全合适的肝细胞源、高效的生物反应器、科学的临床试验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细胞的生物反应器与非生物型人工肝装置的体外循环系统，绝大部分都停留在临床试验阶段。ZhangZ[32]等人对半乳糖胺引起急性肝衰竭的食蟹猴进行混合型人工肝支持的疗效评估，试验表明，在HBALSS 治疗组的10 只猴子中，有5 只存活，平均存活时间为128±3 小时；对照组中的所有食蟹猴均死亡，存活时间为112±2 小时；HBALSS 治疗后存活时间明显延长（P＜0.05）。罗红涛等人[33]分析了三种不同的混合型生物人工肝治疗对中、晚期慢性肝衰竭的临床疗效，该研究中以含有猪肝细胞的生物人工肝系统分别与分子吸附再循环系统、缓慢血浆置换和持续血液透析滤过、缓慢血浆置换和血液灌流组合构建组成混合型生物人工肝支持联合内科治疗作为治疗组，分子吸附再循环系统、缓慢血浆置换和持续血液透析滤过、缓慢血浆置换和血液灌流分别联合内科治疗的对照组，结果显示治疗组较对照组能更明显改善患者临床症状、降低总胆红素、血清内毒素、血氨水平，提高凝血酶原活动度和甲胎蛋白水平；各组的治 愈 好 转 率分 别 为65%(13/20)、60%(12/20)、45%(9/20)、45%(9/20)、40%(8/20)、20%(4/20)；证实混合型生物人工肝治疗中、晚期慢性肝衰竭的效果更佳，能明显改善肝功能，阻断多器官功能衰竭。

4 总结与展望

近年来，人工肝发展已取得很大的进展和成绩。非生物型人工肝被证明是安全且有效的体外肝脏支持疗法，并在临床广泛使用。由于不同的人工肝治疗各有利弊，所以技术的整合、联合治疗成为当今非生物人工肝的研究热点和方向。生物型人工肝及混合生物型人工肝在肝衰竭治疗方面被给予厚望，但缺乏安全有效的肝细胞来源、高效的生物反应器，混合型人工肝系统的构建与装置有待研究开发和优化，困扰着生物型及混合型生物人工肝发展，目前大多数仍处于临床试验阶段，其安全性及有效性还有待临床试验的验证。且目前各种类型的人工肝治疗对肝衰竭患者的生存率影响目前仍存在争议，尚需要更多大规模的随机对照试验来验证。