人工肝支持系統治療肝衰竭的現狀及進展

謝倩，余澤波

（重慶醫科大學附屬第一醫院感染科，重慶）

0 引言

肝功能衰竭主要是多種因素使肝細胞以不同速度發生大量壞死及凋亡，導致其合成、解毒、排泄、和生物轉換等功能發生嚴重障礙，出現主要表現為黃疸、腹水、凝血能障礙、肝性腦病等的一組臨床癥候群。目前內科綜合治療療效欠佳，其治療病死率仍然高達50%-80%，其中IV 期肝性腦病患者病死率更達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，另外包括其費用昂貴、術后嚴重的免疫排斥反應等問題使其難以廣泛開展。所幸肝細胞具有較強的再生能力，肝細胞再生與肝細胞壞死之間的較量決定著肝細胞的預后。人工肝支持系統（簡稱人工肝），通過人造的機械、理化、和生物裝置，可以臨時替代肝臟部分解毒、排泄功能，同時補充部分必須物質，為肝細胞再生創造一個相對良好的環境，改善肝衰竭的預后，同時作為肝移植的橋接。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

是一套以機械和理化組裝而成的體外支持系統，以清除體內有害物質為主，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]證實非生物型人工肝支持治療聯合內科治療能有效改善肝衰竭患者癥狀、肝功能，改善患者預后。在非生物人工肝的發展及變遷過程中，出現傳統、新型及組合型非生物人工肝。

1.1 傳統的非生物人工肝

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)因其所需設備簡單、操作方便、效果顯著、費用較低一度成為國內人工肝治療的主流[6-13]。但由于我國血源日趨緊張、血漿供不應求、血源性疾病增多、治療觀念改變以及科學技術的發展在一度程度上限制了血漿置換的發展，人們為進一步優化血漿置換療效、減少血漿用量進行了一系列研究[13-17]。如秦海珍[15]等人研究表明：在血漿置換過程中的，不同時機補充血漿對藥物性肝損傷治療療效具有差異，在離體血液達至1個體循環量的 12%時，先輸注40%生理鹽水，再補充60%新鮮血漿的效果更為有效。

1.2 新型非生物型人工肝

是在傳統非生物型人工肝基礎上取長補短、優勢聯合運用，主要有雙重血漿分子吸附系統（DPMAS）、分子吸附再循環系（MARS）、連續白蛋白凈化系統（CAPS）、連續性血漿透析濾過、配對血漿置換吸附濾過、普羅米修斯系統等。其中DPMAS 對設備要求低，兼容性好，在全面大量持續清除中大分子及蛋白結合毒素的同時又可特異性的清除膽紅素，不受血漿緊缺的限制，目前在國內已逐步開展應用[18-23]。唐娟[21]等人研究發現，DPMAS 能夠有效清除慢加急肝衰竭患者體內的促炎因子，促進抗炎因子的表達，恢復二者動態平衡。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T 淋巴細胞亞型的影響，發現DPMAS 治療可以通過改善血清T 細胞亞型分布，從而提高其生存率。WanYM[23]等人對乙肝相關性急慢性肝衰竭進行前瞻性研究，發現 DPMAS 和TPE 治療均有良好的耐受性，12周存活率相當，并進行多變量分析顯示住院時間、凝血酶原時間和國際標準化比率是12周存活的獨立預測因子。

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合使用，主要目的是根據患者情況，選擇適合的人工肝模式進行組合，以達到個體化治療的目標，進而提高治療療效。Li-NBAL 體系就是其中的代表，目前主要有血漿置換聯合血液濾過、血漿置換聯合血漿灌流、血漿置換聯合血液透析和血漿濾過等，與臨床內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[24]等人對49例肝衰竭前期患者臨床資料回顧性分析，該研究表明經血漿置換聯合持續性血液濾過聯合內科治療后患者1周后血生化指標明顯優于內科治療組，1周后好轉率明顯提高。金潔[25]等人研究發現在內科綜合治療基礎上聯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紊亂，提高的生存率。

2 生物型人工肝

是一個包含活肝細胞的體外肝支持系統，具有肝臟的解毒、生物合成及轉化功能，進而發揮清除體內有害代謝產物及補充凝血因子等必要物質的作用。生物型人工肝主要由種子細胞、生物反應器和配套的輔助裝置組成。常用的肝細胞源有原代人肝細胞、原代豬肝細胞、人肝癌細胞系HepG2 及HepaRG、永生化細胞及干細胞等，生物反應器有中空纖維反應器、平板單層反應器、支架生物反應器、包被懸浮生物反應器、磁穩定流化床生物反應器等[26]。生物型人工肝目前仍處于臨床試驗階段，安全有效的肝細胞來源、高效生物反應器是當今生物型人工肝研究的熱點。例如LiL 等人[27]通過同源依賴和獨立方法獲得了在肝臟中表達凝血因子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胞來源。Fujii Y 等人[28]研究了一種基因工程小鼠肝癌細胞Hepa/8F5，結果顯示Hepa/8F5 添加強力霉素后可以降低繁殖活性，并發揮肝臟特有的除氨和白蛋白分泌功能，制備固定化Hepa/8F5 細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出了一種三維混合生物反應器（3DHB），并通過研究表明，3DHB 具有良好的質量傳遞并改善細胞分布和肝臟特異性功能；同時，在3DHB 中培養的肝細胞在循環6 小時期間，肝功能衰竭患者血漿中的氨和未結合膽紅素濃度顯著降低；且在暴露于患者血漿6 小時后，3DHB 中的大多數肝細胞是活的；進一步證明，具有3DHB 的生物人工肝系統可以從患者血漿中除去毒素并且忍受其有害作用，具有實現生物人工肝的臨床應用的潛力。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、無細胞毒性、具有類似于細胞外基質的多孔結構等優點；不僅具有更高的肝細胞生物相容性和機械強度，而且在體外培養中保持了肝功能和生存能力；尤其是0.61%的戊二醛-CG 支架的力學性能與正常肝臟相似，在進一步生物人工肝設計方面有巨大潛力。對進行生物型人工肝的臨床試驗及臨床前試驗進行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、神經學指標，并沒有明顯的不良事件；對隨著生物型人工肝類型、細胞來源、細胞質量、生物反應器的改善，生物型人工肝治療急性肝衰竭大型動物的死亡率可能減少，但對于人類似乎死亡率無明顯降低[31]。總之生物型人工肝治療具有巨大潛力，但尚未完全成熟，未來仍需要不斷研究尋找安全合適的肝細胞源、高效的生物反應器、科學的臨床試驗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胞的生物反應器與非生物型人工肝裝置的體外循環系統，絕大部分都停留在臨床試驗階段。ZhangZ[32]等人對半乳糖胺引起急性肝衰竭的食蟹猴進行混合型人工肝支持的療效評估，試驗表明，在HBALSS 治療組的10 只猴子中，有5 只存活，平均存活時間為128±3 小時；對照組中的所有食蟹猴均死亡，存活時間為112±2 小時；HBALSS 治療后存活時間明顯延長（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中、晚期慢性肝衰竭的臨床療效，該研究中以含有豬肝細胞的生物人工肝系統分別與分子吸附再循環系統、緩慢血漿置換和持續血液透析濾過、緩慢血漿置換和血液灌流組合構建組成混合型生物人工肝支持聯合內科治療作為治療組，分子吸附再循環系統、緩慢血漿置換和持續血液透析濾過、緩慢血漿置換和血液灌流分別聯合內科治療的對照組，結果顯示治療組較對照組能更明顯改善患者臨床癥狀、降低總膽紅素、血清內毒素、血氨水平，提高凝血酶原活動度和甲胎蛋白水平；各組的治 愈 好 轉 率分 別 為65%(13/20)、60%(12/20)、45%(9/20)、45%(9/20)、40%(8/20)、20%(4/20)；證實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 總結與展望

近年來，人工肝發展已取得很大的進展和成績。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，所以技術的整合、聯合治療成為當今非生物人工肝的研究熱點和方向。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胞來源、高效的生物反應器，混合型人工肝系統的構建與裝置有待研究開發和優化，困擾著生物型及混合型生物人工肝發展，目前大多數仍處于臨床試驗階段，其安全性及有效性還有待臨床試驗的驗證。且目前各種類型的人工肝治療對肝衰竭患者的生存率影響目前仍存在爭議，尚需要更多大規模的隨機對照試驗來驗證。