【关键词】 肝功能衰竭； 人工肝； 代谢组学 State of the art: the diagnosis and treatment of liver failure LI Lan-juan. 【Key words】Liver failure; Artificial liver; Metabonomics 【First author’s address】State Key Laboratory for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases,the First Affiliated Hospital,College of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou 310003, China Email: ljli@ zju.edu.cn 近年来，肝衰竭在研究方法学及治疗方面取得了一些进展，代谢组学作为系统生物学的一个重要的研究方法，为后组学时代服务于肝衰竭的研究提供了一个全新的技术平台。人工肝技术也日趋成熟，作为肝衰竭治疗的重要手段。 一、肝衰竭诊断的进展 1. 肠道微生态系统研究：我们选取了6组各30例不同类型的肝病患者，同时要求在3个月内没有服用益生菌制品及抗生素史。肠道微生态细菌培养结果显示慢加急性肝衰竭组与健康对照组和慢性乙型肝炎组相比较，双歧杆菌、类杆菌数量减少，肠杆菌科细菌、酵母菌数量增多。肝硬化组双歧杆菌和乳酸杆菌也较之前有明显的减少；但急性乙型肝炎组与肝癌组肠道微生态没有明显的变化。揭示了不同类型的肝病会导致不同的肠道微生态的变化。 有学者通过动物实验研究了肠道菌群的改变是否会，并且在何种程度上改变肝损伤的进程，以及其可能机制。将成年大鼠分成对照组、益生菌组、肠炎沙门菌组、大肠埃希菌组及庆大霉素组，处理成不同的肠道菌群情况，经D-半乳糖苷制成急性肝损伤模型后，分析大鼠的肝功能、内毒素水平、细胞因子水平、代谢变化等，发现益生菌对急性肝损伤有一定的保护作用，而肠道菌群失调及有肠炎沙门菌感染时，会加重急性肝损伤的程度[1]。在肠道微生态失衡时，肠道内增加的内毒素可通过Toll样受体-4激活细胞内的信号通路最终导致核因子-κB、活化蛋白等核转录因子的活化，诱导炎症细胞因子包括肿瘤坏死因子α、白细胞介素-1、白细胞介素-6、一氧化氮等的大量释放，最终可加重肝脏的损伤。 2. 代谢组学作为方法学在肝衰竭中的研究进展：Robertson等用四氯化碳、α-荼基异硫氰酸盐制成肝损伤模型，观察不同时间点的代谢物特征，结果显示代谢物特征可预测肝损伤的严重程度。Nicholson等用代谢组学方法对不同药物导致的肝脏毒性进行了大量研究，发现代谢谱可作为肝脏毒性严重程度的预测指标。法国有专家应用核磁发现血和尿中谷氨酸盐与肌酐比值在肝衰竭患者死亡组中显著高于存活组。 我们创建了基于气相色谱－质谱和超高效液相色谱质谱技术的肝衰竭代谢组学研究平台，建立了肝衰竭患者疾病严重程度的评估模型,发现代谢组学数据通过正交偏最小二乘法分析后，可建立患者血清特异性代谢谱，应用该代谢谱预测患者预后，其准确率可达91.3%[2]。同时应用代谢组学对肝衰竭患者人工肝治疗前后不同预后进行分析，发现溶血卵磷脂水平降低、脂肪酰胺水平升高、胆汁酸含量不升高是预后不良的危险因素。通过对人工肝治疗前后患者血清代谢组谱的变化趋势，可判断患者预后情况，并对人工肝治疗的有效性有很好的判断作用，为临床人工肝治疗方法的选择也提供一定的依据。 二、肝衰竭治疗进展 1. 非生物人工肝治疗进展：有研究证明普通的冰冻血浆和正常人血浆相比，其白蛋白和球蛋白的浓度都较低，因此，普通血浆置换后球蛋白等大分子物质的浓度显著降低。肝衰竭患者肝脏的合成功能本身很弱，这样会对患者的恢复十分不利。浙江大学医学院附属第一医院应用小孔径血浆置换器EC-4A治疗重型肝炎患者，和传统的血浆分离器PS-06比较，其孔径小，能保留一部分大分子物质，治疗后EC-4A组IgG，IgA，IgM、C3和C4浓度都高于PS-06组，减少了血浆的用量。同时它的有效交换面积比PS06表面积大，生物相容性好，因此治疗过程中EC4A血流动力学平稳，跨膜压稳定，EC-4A组的生存率好于PS-06组。初步研究结果显示小孔径血浆分离器比传统的血浆分离器更适合应用于血浆置换，维持血流动力学稳定，疗效更好[3]。白蛋白透析吸附方法主要替代肝脏的解毒功能，但缺乏补充蛋白质、凝血因子等肝脏合成功能，疗效受一定限制。我们比较了1067例肝衰竭患者生存组和死亡组人工肝治疗后72~120 h和24 h的临床结果和临床并发症改善程度，发现慢加急性肝衰竭患者预后取决于人工肝治疗后72~120 h肝性脑病、总胆红素、国际标准化比值和血清肌酐改善程度[4]。 2. 生物型人工肝和混合型人工肝进展：我们建立了国内来源于正常人的永生化肝细胞系HepLL，并将该肝细胞系进行BALB/C裸鼠移植研究，结果显示植入HepLL细胞参与和促进了部分肝切除裸鼠的肝脏再生[5]；同时以大鼠骨髓间质干细胞为“种子”， 经胶原与肝素修饰的乳酸-乙醇酸共聚物为仿生支架材料，最大限度模拟肝小叶结构，构建了组织工程肝，并利用正常人原代肝细胞培养进行了乳酸-乙醇酸共聚物仿生支架的生物相容性评价，发现乳酸-乙醇酸共聚物仿生支架可明显促进人原代肝细胞生长与功能发挥，明显延长原代肝细胞体外培养时间。利用大鼠骨髓间质干细胞体外肝细胞分化研究对乳酸-乙醇酸共聚物仿生支架作为组织工程肝支架的潜在前景进行了评价，结果显示经乳酸-乙醇酸共聚物仿生支架分化的肝细胞表达肝细胞特异性标志物明显比常规分化培养的对照组要早，分化肝细胞的生物学功能也明显强于对照组[6]。 3. 肝细胞移植在肝衰竭应用中的研究进展：有研究者对5例肝衰竭患者通过介入导管经脾动脉植入肝细胞，植入后可见生物化学指标改善，血氨降低,通过免疫组织化学和电子显微镜检查证实肝细胞在脾内移植成功。另据美国肝衰竭疾病控制中心报道，18例接受肝细胞移植的患者中，有2例未进行原位肝移植就完全恢复，6例由于疗效不佳而接受了原位肝移植，其他10例患者在第一次肝细胞移植后18h~52d死亡。根据已报道的约50例临床肝细胞移植结果显示, 移植肝细胞能很好的维持近期和长期肝功能。另外，我们已稳定建立了大规模微囊永生化肝细胞转瓶培养体系和大规模冻存方法，建立了脐血间充质干细胞的体外培养、扩增体系。通过动物实验，证明脐血间充质干细胞可在体内定植，并可向肝细胞定向分化，对肝损伤有一定的修复作用，可作为肝损伤修复的种子细胞。我们发明了一种用于治疗肝功能衰竭的植入式人工肝脏，该人工肝脏由可降解且生物相容性良好的聚乙醇酸封套，内由2~10片、圆形、直径3~5mm的多孔可降解生物支架片组叠而成。将肝细胞或各种来源的干细胞种植于多孔支架内，该支架可促进移植细胞的生长与肝组织再生。支架内设有特定管腔供内皮细胞种植，以促进人工肝脏内微血管的诱生。在数片支架组叠后形成的圆柱体与聚乙醇酸封套之间形成腔隙，腔隙两端分别留有接口专供连接移植受体内动、静脉。腔隙内专供内皮细胞种植，一方面可促进植入人工肝脏的血管化，另一方面植入人工肝脏内，经内皮细胞化后可防止凝血。该装置可广泛应用于各种原因所致的急慢性肝功能衰竭的临床治疗和动物实验研究，也可作为体外细胞培养的载体。 4. 肝移植：原位肝移植术可将患者生存率从15%提高至60%。目前急性肝衰竭患者自发恢复率在40%左右，而肝移植后存活率可达80%~90%。影响肝移植顺利进行的最大障碍是供肝的严重短缺。美国一项大规模研究显示，仅有29%的急性肝衰竭患者接受了肝移植，10%的患者在等待供肝过程中死亡。也有研究结果表明等待肝移植名单上40%的患者在移植前死亡。活体肝移植可以一定程度缓解肝源不足，但其开展也受到方方面面的限制，深入探讨有效肝脏支持或其他顺利过渡到肝移植的方法，以及建立准确预后评分系统仍是未来研究的主要方向。 参 考 文 献 [1]Li YT, Wang L, Chen Y, et al. Effects of gut microflora on hepatic damage after acute liver injury in rats. J Trauma, 2010, 68: 76-83. [2]Yu K, Sheng G, Sheng J, et al. A Metabonomic investigation on the biochemical perturbation in liver failure patients caused by hepatitis B virus. J Proteome Res, 2007, 6: 2413-2419. [3]Li LJ, Liu XL, Xu XW, et al. Comparison of plasma exchange with different membrane pore sizes in the treatment of severe viral hepatitis. Ther Apher Dial, 2005, 9: 396-401. [4]Chen YS, Wu ZW, He JQ, et al. The curative effect of ALSS on 1-month mortality in AoCLF patients after 72 to 120 hours. Int J Artif Organs, 2007, 30: 906-914. [5]Li J, Li LJ, Cao HC, et al. Establishment of highly differentiated immortalized human hepatocyte line with simian virus 40 large tumor antigen for liver based cell therapy. ASAIO J, 2005, 51: 262-268. [6]Li J, Li L, Yu H, et al. Growth and metabolism of human hepatocytes on biomodified collagen poly(lactic-co-glycolic acid) three-dimensional scaffold. ASAIO J, 2006, 52: 321-327. （收稿日期：2010-09-01） （本文编辑：孙宇航） 中华医学会肝脏病杂志版权 |