【关键词】 人工肝； 肝功能衰竭； 肝炎，重型 Clinical application of artificial livers DUAN Zhong-ping, CHEN Yu. 【Key words】Artificial liver; Liver failure; Hepatitis, severe 【First author’s address】Beijing Youan Hospital, Capital Medical University, Beijing 100069, China Corresponding author: CHEN Yu, Email: chybeyond@ 163.com 一、人工肝的概念与分类 人工肝技术是借助体外机械、化学或生物性装置，暂时部分替代肝脏功能，从而协助治疗肝功能不全、肝衰竭或相关肝脏疾病。人工肝与一般内科药物治疗的主要区别在于分别通过“功能替代”和“功能加强”发挥作用。良好的解毒功能是人工肝最基本和最重要的作用，由于自然肝脏具有合成、分泌、转化等多种作用，具有其中一种或几种功能的肝脏支持系统，从理论上讲都应该称为人工肝技术。 目前已应用于临床或正在进行临床研究的人工肝系统有几十种，根据其组成和性质主要分为：（1）非生物型，又称物理型。主要通过物理或机械的方法进行治疗。包括血浆置换、胆红素吸附、血液灌流、血液滤过、血浆滤过透析等。非生物型人工肝主要以解毒功能为主，部分兼有补充体内物质和纠正机体内环境紊乱的作用。目前非生物型人工肝仍是治疗肝衰竭的主流技术，占人工肝治疗病例的绝大多数。（2）生物型，将生物部分如同种及异种肝细胞与合成材料相结合组成特定的装置，患者的血液或血浆通过该装置与体外系统进行物质交换和解毒转化等，体外细胞合成的物质亦可源源不断进入体内发挥作用。生物型人工肝可以暂时替代肝脏的部分生物合成功能。（3）有人认为血浆置换等方法，在去除有害物质的同时，补充了凝血因子等生物活性成分，可单独归为一类，即中间型或过渡型人工肝。近年来人工肝技术发展很快，国内已经比较普及，正成为重型肝炎、肝衰竭常用的治疗方法之一，发挥着重要的作用。 二、人工肝的主要应用 人工肝的用途主要有：（1）通过人工肝体外支持，为重型肝炎、肝衰竭时的肝细胞再生创造时间，使可逆性肝损伤患者的肝功能得到恢复，从而避免肝移植；（2）为肝移植创造条件，亦可协助治疗肝移植后的最初肝脏无功能状态，是重型肝炎肝移植的桥梁；（3）作为辅助措施有助于行肝极量切除术；治疗各种原因引起的高胆红素血症；急性中毒的解毒；作为重型肝炎或肝衰竭并发症、肝脏特殊或应激情况下的辅助治疗手段[1]。 人工肝治疗可改善重型肝炎及肝衰竭患者乏力、腹胀、纳差等主要症状，大部分患者治疗后食欲有不同程度的好转。在内科综合治疗的基础上及时配合人工肝治疗更能提高人工肝的疗效，所以两者并不矛盾。对于需要通过改善机体的内环境，使自身肝细胞的再生及肝脏功能恢复的患者要求肝脏有一定的功能基础，治疗时间不易过晚[2]。对于肝脏功能不能恢复需要利用人工肝支持过渡到肝移植的患者，需要把握与肝移植的恰当衔接[3]。有时肝脏损害与肝功能不全的表现明显，如有严重或快速上升的黄疸、明显恶心、乏力等症状，临床诊断虽然未达到重型肝炎、肝衰竭标准，但综合判断有明显向肝衰竭发展倾向者，一旦内科药物治疗效果不明显，也应考虑配合人工肝治疗。 三、人工肝临床应用的进展与经验 1. 单纯血浆置换：肝衰竭时体内大量的毒性物质蓄积，包括各种神经毒素、促炎性细胞因子等，同时凝血因子不足。血浆置换能暂时快速替代肝脏的解毒功能，部分解除或缓解上述毒性物质对全身的毒害作用，迅速改善机体内环境，减轻肝脏的负担，缓解毒素对肝脏的损害，又可补充因肝功能不全缺乏的凝血因子、白蛋白，有利于肝细胞的再生和肝功能的恢复。正是由于血浆置换具有“解毒”与“补充”的双重作用，比较符合重型肝炎肝衰竭的病理生理学特点，因此成为目前最常用的人工肝治疗方法。 血浆置换治疗重型肝炎肝衰竭时，首次治疗后血清胆红素即刻降至最低水平，然后逐步回升。若肝功能尚未恢复，血清胆红素等毒素会在48～72h内明显回升，随后症状也会反复。因此可根据临床情况再次进行人工肝治疗，或决定治疗的间隔。慢性重型肝炎、肝衰竭患者由于有慢性肝病基础，且病程相对较长，肝细胞坏死的信号会持续诱导肝细胞分裂与生长因子的合成，表现为一种促进肝细胞再生的正反馈现象。例如，用慢性重型肝炎患者血浆体外培养永生化肝细胞系C3A细胞，细胞增殖速度明显高于用正常血浆培养，提示慢性重型肝炎患者血浆中含有大量促进细胞生长的因子，所以血浆置换的治疗间隔不宜过短，避免连续清除体内存在的肝细胞生长刺激因子而不利于自身肝细胞的再生[4]。 国内学者曾通过前瞻性、多中心大样本的对照研究，探讨了以血浆置换为主的人工肝治疗对重型肝炎肝衰竭患者生存期的影响，发现人工肝治疗能够延长急性重型肝炎患者、慢性及亚急性重型肝炎中晚期患者的生存时间，多次治疗效果优于单次治疗和一般内科治疗[5]。 因此，血浆置换治疗重型肝炎肝衰竭的间隔与次数并不固定，应结合血清胆红素的变化曲线及患者临床症状决定。此外，如果有较严重肝病基础如肝硬化，意味着自发恢复比较困难或需要肝脏支持的时间更长，其治疗的次数与间隔也与其他肝病不同。 2.高通量血浆置换：是血浆置换的一种特殊类型，每天置换10L以上的血浆。有研究发现在肝衰竭治疗中，高通量血浆置换能通过降低血清胆红素水平及动脉氨水平来改善血流动力学状态[6]。日本学者采用高通量的血浆置换和血液滤过治疗12例急性肝衰竭已处于无肝期的患者，随血浆置换量的增加，谷氨酰胺清除量明显增加，从而减少氨的产生，治疗后全部患者意识转清，该系统支持这些无肝期肝衰竭患者生存长达2周以上。高通量的血浆置换和血液滤过结合是一种有前景并有效的肝移植过渡方法[7]。 3. 分子吸附再循环系统（MARS）：MARS为20世纪90年代由德国罗斯托克大学肝脏病研究中心发展起来的一种人工肝系统。MARS技术通过特殊的纤维膜的滤过，有选择性并有效的清除血液中各种与白蛋白以配体方式结合的毒性物质及水溶性毒素，同时体内的白蛋白及与其他蛋白结合的各种有益物质如激素、生长因子等则被保留而丢失较少[8]。MARS治疗后可以改善多项血清学指标，如降低血清胆红素水平、改善肾功能和血流动力学指标，减轻肝性脑病、瘙痒等症状[9]。一项关于MARS的荟萃分析结果显示，MARS并不能降低患者的总体病死率[10]。Mitzner等[11]总结了MARS 10年来的研究，肯定了MARS在急性肝衰竭、慢性的肝病失代偿、肝移植过渡中的作用，但前提是要控制好感染和脓毒血症，并要注意抗凝剂的使用。 以上提示肝衰竭基础治疗尤其是感染等并发症控制的重要性，有时不是人工肝没有效果，而是并发症的存在或发生影响了其效果，无论是MARS还是其他人工肝都同样面临这一情况。 4. 普罗米修斯系统：费森尤斯公司和多瑙河大学联合研制的非生物人工肝系统，使用Albu-Flow滤器能透过白蛋白，而白细胞和大分子蛋白不能透过，两个吸附装置吸附白蛋白结合毒素，游离的白蛋白能重新进入血液循环。普罗米修斯系统是一个基于血浆分离和吸附以及高通量透析的体外肝脏解毒系统[12]。多项非对照研究均指出普罗米修斯系统在治疗肝衰竭时，可以显著改善血清结合胆红素、胆汁酸、氨、胆碱酯酶、肌酐、尿素氮以及pH水平[12-13]。普罗米修斯系统的机制和疗效与MARS类似，同样可以同时清除蛋白结合毒素和水溶性毒素，但对胆红素和尿素氮的清除，普罗米修斯系统优于MARS系统[14]。普罗米修斯系统清除蛋白结合物质高的原因在于这些物质先以对流形式随白蛋白跨膜转运，再通过吸附器吸附清除；而MARS清除这些物质时则是靠浓度梯度进行弥散清除，在此过程中，蛋白结合的物质需要先从蛋白分子上解离下来，然后再进行跨膜转运，所以相对于普罗米修斯系统要困难一些。普罗米修斯系统清除水溶性物质也较高的原因可能是高通量透析器位于血液循环的末端，血液要通过透析器后再回入体内，于是小分子物质被充分的清除。而MARS将低通量透析器置于第二循环的下游，是对滤过液进行透析，有一部分水溶性物质可能会绕过透析器而造成清除量的下降。 5. 血浆滤过透析：是将选择性血浆置换和连续滤过透析结合起来的方法。其分离器的通透性介于血浆分离器和滤过器之间，仅去除白蛋白区的蛋白结合毒素，保留了球蛋白区的凝血因子，节省了20%～25%的血浆，也相应减少了血浆所带来的风险和对血浆的需求。选择性血浆分离可更多保留凝血因子，减少白蛋白丢失。而连续血浆滤过透析可以清除包括结合胆红素在内的水溶性毒素，维持水电解质平衡，维持血流动力学稳定，防止置换失衡综合征。这些方法还可以治疗脑水肿、肝肾综合征，以及更多的清除血管内外可交换溶质。由于国内血浆比较紧缺，该方法应用逐步增多。 6. 组合型人工肝：血浆置换联合血浆灌流，血浆置换联合血液透析（滤过）等非生物人工肝组合的方法已被国内外众多学者采用，可以取长补短，分别清除大、中、小分子毒性物质，或分别清除水溶性、脂溶性物质[15]。 目前已有数种生物型或组合生物型人工肝装置用于临床实验，如美国Circe Biomedical公司的混合生物人工肝系统、美国Vital Therapies公司的体外肝脏支持系统以及德国模块体外肝脏系统等，大多数都能不同程度的改善患者的神经系统功能、血氨和胆红素等指标，并协助患者过渡到肝移植[16]。体外肝脏支持系统在中国进行了慢加急性肝衰竭患者Ⅲ期随机对照临床研究，治疗组30d非肝移植治疗组生存率为80%，对照组为50%，治疗组出现胆红素等生物化学指标改善。体外肝脏支持系统也存在与一些体外循环持续抗凝相关的不良反应，治疗组28%的患者治疗期间出现血小板减少，在治疗后逐渐上升，治疗过程总体安全性较好[17]。 7. 人工肝治疗主要的不良反应：包括过敏、发热、水钠潴留、局部血肿、脑病加重、继发感染、体外循环过程中的血小板和凝血因子丢失、血压下降等，大多数不良反应是由于操作不当或体外循环的固有缺点。从适应证的选择、体外循环的建立、术中观察处理，到术后基础治疗与护理、并发症预防及发现，过程管理与各环节质量控制会直接影响人工肝效果。因此，人工肝与内科治疗的衔接、人工肝护理同样重要[18-19]。 四、目前存在的困难、问题与展望 非生物人工肝技术因为已经在肾病、重症感染、多脏器衰竭等非肝脏疾病有较多的应用，技术比较成熟。主要的问题是如何在肝病领域安全的得以应用，并取得较好的效果。目前需要探讨的问题为不同方法组合应用的作用并进行治疗模式的优化，长时间人工肝治疗如持续血液滤过等凝血状态的实时检测并指导抗凝剂个体化使用，一些新型方法如高通量血浆置换、血浆滤过透析、普罗米修斯系统对我国以慢加急性肝衰竭为主要类型的患者的效果与适应证。 目前生物人工肝的生物反应器还比较简单，物质交换效率不高，总体效果有限。因此，必须开发新型材料，以便设计更合理的人工肝辅助装置，使之更接近于体内肝细胞生长代谢与物质交换的微环境。同时还要进一步完善管路，增氧系统、温控系统等辅助装置，通过设备的不断改进来提高治疗的疗效与安全性。细胞来源也是生物人工肝另一研究热点领域。动物源性肝细胞虽可大量获得，但有导致人畜共患疾病、将动物源性疾病传染给人类、异种蛋白进入人体导致免疫紊乱、体外细胞存活时间不长等风险[20]。肿瘤来源的肝细胞系虽可大量增殖并规模培养，但肝细胞的功能下降，且有致瘤的风险。胎肝细胞虽较理想，但受伦理学的限制不易长期大量获得。肝干细胞体外大量增殖并向肝细胞的定向分化等难题还未取得突破，真正应用于生物人工肝尚需时日。如能获得大量的、能规模化生产的、高分化的人源性肝细胞，无疑将为人工肝的发展带来里程碑式的进步。当然，长时间生物人工肝治疗中如何进行个体化抗凝，如何减少凝血因子及血小板丢失，在临床试验方面也需要研究。 人工肝的疗效判断在重型肝炎肝衰竭的治疗中具有非常重要的意义。根据对预后的预测，决定患者是内科联合人工肝治疗还是及时准备肝移植手术。既不希望患者因为错过肝移植手术而死亡，也不希望为有可能自发恢复的患者实施手术治疗。国际上常用King’s预测系统、MELD评分等对肝衰竭患者的病情和预后进行评估，然而上述标准是建立在欧美以酒精性肝病和丙型肝炎患者为主要群体的基础之上，肝衰竭以急性或亚急性为主要类型。因为目前没有一个理想的适合我国肝病特点的预后判断模型，这不利于内科、人工肝治疗与外科肝移植的衔接。已有的临床和实验室检查在准确预测预后方面尚有不足，仍需要寻找和评估其他能反应肝损伤程度或肝细胞再生能力的生物学标志物作为预后判断指标。近年发现的一些与肝衰竭病情判断和预后相关的指标如Gc球蛋白、血清肌钙蛋白Ⅰ、动脉血乳酸盐和可溶性CD163，血清角蛋白K18的全长或凋亡片段含量等都值得关注[21-23]。在现有诊断和预后判断模型的基础上，建立以新的指标为切入点的早期预警、早期诊断、动态预后判断模型对重型肝炎肝衰竭的诊断和人工肝的应用都会产生积极影响。 参 考 文 献 [1]Chamuleau RA. 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