文章来源：中华肝脏病杂志,,24(12):-
作者：黄建荣
摘要该文简述了新的几种人工肝治疗方法的机制及其特点，不同置管部位的优缺点和常用抗凝方法。介绍了人工肝支持系统常见并发症的防治。未来人工肝发展方向是包括针对不同病情进行不同"个体化治疗"的新方案及将非生物人工肝和生物活性成分相结合，构建出高效而完善的混合型生物人工肝，可望进一步提高肝衰竭的治疗效果。
肝衰竭是由多种因素引起的肝细胞大块、亚大块坏死或严重损害，导致其合成、解毒、排泄和生物转化等功能发生严重障碍或失代偿，出现黄疸、凝血功能障碍、肝性脑病和腹水等为主要表现的一组临床症候群。慢加急性肝衰竭的定义是在慢性肝病基础上，出现急性或亚急性肝衰竭的临床表现[1]。在我国，大多数慢加急性肝衰竭病因是在慢性乙型肝炎或慢性酒精性肝损害基础上乙型肝炎活动，占了肝衰竭病例80%以上。
肝衰竭有着极高的病死率[2,3]。人工肝能暂时替代衰竭肝脏的部分功能，为肝细胞再生及肝功能恢复创造条件或等待机会进行肝移植。人工肝分为非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝[4]。目前非生物型人工肝在临床广泛使用并被证明是行之有效的体外肝脏支持方法。生物型人工肝以体外培养的肝细胞为基础所构建的体外生物反应装置，具有肝特异性解毒、生物合成及转化功能，进而起到清除有害代谢产物的作用[5]；混合型人工肝是将非生物型和生物型人工肝装置结合应用，兼有二者的功能。生物型和混合型人工肝在动物实验取得了可喜的成绩，但临床应用尚少。非生物型人工肝包括血浆置换、血液/血浆灌流、血液滤过、血浆胆红素吸附、连续性血液透析滤过等方法。20世纪80年代开始，我院李兰娟院士团队创建了一系列根据不同病情进行不同组合、能暂时替代肝脏的主要功能、改善肝衰竭并发症、明显提高患者生存率的新型非生物型人工肝系统，统称为李氏非生物型人工肝（Li-NBAL）[1]，已在国内广泛应用，其他非生物型人工肝主要是分子吸附再循环系统、普罗米修斯系统、连续白蛋白净化系统[6,7]等。现将近几年人工肝在慢加急性肝衰竭中的进展总结如下。
一、新方法的机制及其特点1．血浆透析滤过（plasmadialysisandfiltration，PDF）：
血浆透析滤过是将血浆置换、透析、滤过技术整合的一种治疗方法，可清除向血管内移动较慢的物质，以及小分子及中分子溶质，包括胆红素、肌酐等，维持水电解质的平衡及血流动力学的稳定，并可设定脱水量，控制体内水份量。由于滤器的孔径较血滤器大，在透析滤过中会有血浆丢失，丢失的血浆需用新鲜冰冻血浆补充。是目前常用的方法之一。
2．双重血浆分子吸附系统（doubleplasmamolecularabsorbsystem，DPMAS）：
在血浆胆红素吸附治疗的基础上增加了一个可以吸附中大分子毒素的广谱吸附剂，因此，DPMAS不仅能够吸附胆红素而且还能够清除炎症介质，不耗费血浆，同时又弥补了特异性吸附胆红素的不足。但要注意有白蛋白丢失及凝血酶原时间（PT）延长的不良反应。临床常用于高胆红素血症及肝衰竭早期患者。
3．血浆置换联合血液滤过（plasmaexchangewithhemofiltration，PERT）：
血浆置换主要清除与白蛋白结合的大分子物质以及血浆内的毒素，同时补充白蛋白、凝血因子等生物活性物质，但对水电解质平衡以及酸碱平衡等内环境紊乱的调节作用较小，对中分子物质的清除能力也不如血液滤过。血浆置换联合血液滤过透析有3种方法：并列治疗（两台机器分别做）；串接治疗（一台机器+双管单泵）；序贯治疗（一台机器先血浆转换，后血液透析滤过）。既起到清除大分子物质的作用，又可以清除中分子物质及调节水电解质和酸碱平衡。可用于肝衰竭、急性肾损伤（包括肝肾综合征、肝性脑病）。
4．配对血浆置换吸附滤过（coupledplasmaexchangefiltrationadsorption，CPEFA）：
系有机偶联血浆分离、选择性血浆置换、吸附、滤过四个功能单元，提高循环效能和疗效。先行低容量血浆置换继之血浆胆红素吸附并联血浆滤过，可补充一定的凝血因子，纠正凝血功能紊乱，通过对置换过程中的废弃血浆进行血浆吸附、血液滤过多次循环，使得血浆的净化效率大大提高，可清除中小分子毒物，也可清除循环中过多的炎性介质以恢复机体正常的免疫功能，同时纠正水、电解质、酸碱失衡。适用于合并有肝肾综合征、肝性脑病的肝衰竭患者或者伴有全身炎症反应综合征（SIRS）及水电解质酸碱失衡等危重疾病。
二、非生物型人工肝治疗的置管方法和抗凝方法为满足非生物型人工肝治疗的要求，置管部位可选择股静脉、锁骨下静脉或颈内静脉等。锁骨下静脉导管的优点是发生导管相关感染（catheter-relatedbloodstreaminfection,CRBI）的几率较低，缺点是易受锁骨压迫而致管腔狭窄，因此血栓形成风险较其他部位的导管高。压迫止血法效果差，出血并发症较多，颈内静脉导管没有上述缺点，且对患者活动限制少，但缺点是CRBI发生率相对较高。股静脉置管的优点是压迫止血效果好，血肿发生率低，且其CRBI的发生率并不比颈内静脉高，穿刺方便、技术要求低。
根据个体化原则，肝素通常有三种应用方案，即：常规应用方案、限量应用方案和局部肝素应用（体外肝素化）方案。需要进行非生物型人工肝治疗的患者往往凝血功能差，一般均采用限量应用方案。局部肝素化，常用于出血危险性很高的患者。新近研究证实，低分子肝素与普通肝素效果相当，但不良反应明显降低。肝素化治疗剂量，常可根据患者的临床症状、体征以及凝血功能检测相关指标合理调整。
三、人工肝支持系统并发症的防治非生物人工肝治疗慢加急性肝衰竭时因病情严重或操作技术不熟悉易出现多种并发症，根据我们的经验将常见并发症防治作一介绍。
1．出血：
进行人工肝治疗的患者多有凝血功能障碍，再予药物抗凝，部分患者可出现插管处、消化道、皮肤黏膜、颅内出血。临床呈现为插管处出血者表现为插管处渗血、皮下出血或血肿，严重者可危及生命。原因有插管时误伤血管、留置导管破裂或开关失灵、留置管自行脱落等。一旦发现插管处出血，应及时压迫止血，并加压包扎，严重出血影响循环者需积极扩容、止血治疗，必要时拔除静脉置管。消化道出血常表现为呕血、血便、黑便，严重者可很快出现烦躁、疲乏、恶心、口渴、皮肤苍白、湿冷、脉细速、血压下降、紫绀和少尿等症状。急诊胃镜检查可见胃黏膜弥漫性出血。故术前应常规用预防性制酸剂治疗，出血倾向明显或大便潜血试验阳性患者术中应尽量少用或不用肝素，或采用体外肝素化。一旦发生消化道大出血，应正确估计出血量，及时予扩容、制酸剂、止血等治疗。其他部位的出血临床多表现为鼻衄、皮肤瘀点、瘀斑等；颅内出血是最严重的出血性并发症，患者易出现脑疝而死亡，需请神经外科协助紧急处理。
2．凝血：
接受人工肝治疗患者治疗中若抗凝药物用量不足，易出现凝血，表现为灌流器凝血和留置管凝血等。应采取加大肝素用量。灌流器凝血临床表现为跨膜压（TMP）急剧上升，随之动脉压也逐步升高，而TMP过高，将对血细胞造成机械性破坏，以致人工肝治疗后血细胞明显下降，尤其以血小板为甚，或由于TMP超过警戒值而无法继续进行人工肝治疗。应采取等渗盐水冲洗，加大肝素用量或更换灌流器等。肝素浓度不够或用量不足可导致留置管凝血。临床上表现为在进行人工肝治疗时血流不畅。故在留置管封管时，肝素用量要适当大些，并根据留置管的长度给足剂量。
治疗间歇期要注意患者腿围变化，每天测腿围大小，如发现腿围变粗、有下肢肿胀疼痛时，应及时行下肢深静脉B型超声检查，确定有无深静脉血栓形成。如B型超声提示有少量附壁血栓形成，患者可卧床休息并抬高患肢，忌久站及久坐。如患者患腿肿胀进行性加重，并出现胀痛，或B型超声提示置管处血流不畅，建议拔出深静脉留置管，如有血栓脱落导致肺栓塞的风险者，在拔管前建议血管外科协助处理。
3．低血压：
术前发现低血压症患者在人工肝治疗术前或术中要输血浆、白蛋白或其他胶体溶液，维持患者血浆渗透压。严重贫血患者在人工肝治疗前应输血治疗。纠正酸碱失衡、水电解质紊乱、控制心律失常，有药物或血浆过敏者预先给予抗过敏治疗。接受人工肝治疗患者术中需密切观察血压、心率变化。低血压多见于人工肝治疗伊始和治疗的中后程。发生原因常为有效循环容量不足、过敏、水电解质酸碱失衡、心律失常和血小板活性物质的异常释放等。在人工肝治疗过程中要进行预防和处理。一旦发现血压较低或临床症状明显（面色苍白、出汗），如非心源性原因所致则立刻输入等渗盐水以补充血容量，但补液量不宜过多，酌情控制，经补液治疗后血压仍不上升者，应立刻使用升压药物。如有心律失常及时处理。
4．继发感染：
放置临时性插管（锁背下或颈内静脉、股静脉插管）的患者一旦出现发热，若找不到明显的感染灶，应做血培养并及时将留置管拔掉，剪下导管头部送培养。若不及时拔除感染的导管，有可能导致严重的细菌感染并发症（如败血症等）。在获得血培养结果报告前可用复合青霉素、头孢菌素、氨基苷类、氟喹酮类、万古霉素等抗菌药物治疗。但抗菌药物的选择不是绝对的，可根据患者所在地区常见菌种的药物敏感性而定。患者如发生葡萄球菌性心内膜炎，不仅要拔除置管，而且应该选用敏感抗菌药物治疗至少4周。
四、研究进展血浆置换是近30年中国人工肝治疗的主流[7]。Xu等[5]开展的一项纳入例研究对象的肝移植联合以血浆置换/选择性血浆置换为主的人工肝治疗的研究，其中例患者经过人工肝治疗后成功进行了肝移植，从第一次人工肝治疗到肝移植的平均时间是12d，最长达d。与另外56个未经人工肝治疗的肝移植组患者相比，联合治疗组的患者术中出血量更少、术后需气管插管的时间更短。联合治疗组的1年和5年生存率分别为79.2%和69.7%，与肝移植组相比无明显差别，肯定了血浆置换对肝衰竭患者的支持作用。采用0.03μm孔径大小的纤维素膜构建选择性血浆分离器不仅安全，而且能够有效清除血浆中胆红素、胆汁酸等与蛋白结合的物质，同时最大限度地保留免疫球蛋白和补体蛋白等。
我们利用D-氨基半乳糖建立猪肝衰竭模型[8]，利用Li-ALS进行了系统性的疗效评估，结果显示李氏人工肝治疗组生存时间显著延长，生存时间略高于全血浆置换组。李氏人工肝治疗之后，动物的凝血功能得到显著改善，凝血酶时间显著下降，纤维蛋白原水平显著升高，血清肝酶、胆红素、胆汁酸、血氨水平显著下降，电解质水平保持稳定，炎症因子上升趋势得到明显缓解，死后肝组织病理提示肝脏增生明显，Ki-67标志指数较对照组显著升高。更进一步，李氏团队还将Li-NBAL与国际上公认的MARS系统进行了疗效比较，结果显示Li-NBAL在促进肝细胞再生、延长生存等方面均优于MARS[9]。
Ba?ares等[10]进行了一项多中心前瞻性随机对照研究即RELIEF研究，该研究纳入例患者，随机分配到MARS和标准内科治疗联合治疗组（MARS+SMT）与单独标准内科治疗组（SMT），主要的观察终点是28d和90d无肝移植生存率，并在治疗随访过程中评估患者的肝肾功能、肝性脑病及肝肾综合征的改善情况。死亡病因分析两组无明显差异，研究证实虽然在28d和90d无肝移植生存率方面两组差异无统计学意义(28d：SMT组为40%，MARS+SMT组为41.2%；90d：SMT组为43.7%，MARS+SMT组为44.7%)，但是第4天时，MARS+SMT组的患者较SMT组的患者其胆红素和肌酐水平有明显的下降，也有助于肝性脑病和肝肾综合征的改善（肝性脑病从II～IV级降到0～I级），且差异有统计学意义。在不良反应及死亡病因方面两组无明显差异。MARS对降低慢加急性肝衰竭病死率并无益处。且需使用大量的人血白蛋白，导致治疗价格昂贵，在我国临床应用中受到了一定程度的限制。人工肝联合肝移植能降低慢加急性肝衰竭病死率[5]。
生物型人工肝由3部分组成[11,12]：(1)生物成分；(2)生物反应器；(3)辅助循环装置：包括外部控制系统和体外循环系统。生物型人工肝依靠生物反应器中的肝细胞，提供肝脏的分泌、代谢、生物转化和解毒等功能。肝细胞作为生物型人工肝的生物成分，起着至关重要的作用。常用的细胞有人肝细胞、猪肝细胞、肿瘤来源的肝细胞和永生化人肝细胞。目前已经成功建立的肝肿瘤细胞株有HepG2和HepatixC3A。但由于它们是肿瘤来源的肝细胞，上述功能较正常肝细胞低下甚至缺乏一些特异性的肝细胞反应；更为重要的是这两种细胞存在潜在致肿瘤的危险性。永生化人源性肝细胞系不但保持了人肝细胞的生物特性和功能，而且增殖能力强，克服了原代培养肝细胞功能维持时间短、培养条件要求高、难以传代等缺点。李兰娟院士带领的团队建立了永生化人肝细胞系HepLi4和HepLL，该细胞系具有原代人肝细胞的生物学特性和功能，以及细胞色素P酶功能[13,14]。
近年研究的生物反应器：（1）漏斗形流化床生物反应器：该生物反应器成漏斗形，底径大，顶径小，由透明的、对人体无害的有机玻璃材料制成，壁厚约5mm，容积约ml，置于反应器内微囊化肝细胞实际可容纳ml（肝细胞数量可达5×个），最佳流化效果的液体流速为80～ml/min。结合肝细胞微囊化培养技术将微囊化肝细胞植入该反应器，提高了肝细胞与血浆的接触效率，从而提高治疗效果。（2）无纺布编织型反应器：该反应器是一种特殊半透膜性质的中空纤维生物反应器，其中间为根聚砜中空纤维管，供全血灌流，纤维外逐层绕以聚四氟乙烯无纺布以供细胞附着，整个纤维外腔可容纳20ml的细胞悬液，细胞数量达1×个。
Li等[14]进行了一项以猪肝细胞来源的无纺布编织型生物型人工肝治疗肝衰竭的动物实验，共纳入15例D-半乳糖胺构建的肝衰竭猪模型，随访h，结果表明生物型人工肝治疗组的模型猪血浆氨及血浆乳酸水平均较对照组明显降低，生存时间较对照组明显延长。
Lv等[9]采用猪的肝衰竭模型评价了猪肝细胞来源的微囊悬浮流化床式生物型人工肝系统，将30头肝衰竭猪被分为肝衰竭对照组：不予任何治疗，只观察一般状况及生存时间；假治疗对照组：实验动物接入人工肝治疗系统，但反应器内装入空微囊；人工肝治疗组：实验动物接入人工肝系统，生物反应器内装入微囊原代猪肝细胞。结果显示该人工肝系统治疗过程稳定，实验动物未出现明显不良反应。与两个对照组相比，该人工肝系统能够明显降低血清乳酸浓度，稳定血糖及氨基酸水平，实验动物生存时间延长，差异有统计学意义。
五、人工肝治疗的未来发展方向非生物型人工肝应用于临床30余年来，其研究结果及临床经验显示，根据肝衰竭患者病因、病情和病期进行不同治疗组合的"个体化"治疗，可有效降低肝衰竭患者血清胆红素、细胞因子、内毒素水平，调整支链/芳香族氨基酸的比例，纠正电解质失衡；在肝衰竭的早、中期进行人工肝治疗，能明显提高肝衰竭患者治愈好转率，挽救患者生命，在肝衰竭晚期进行治疗，能改善症状，提高肝移植患者生存率，移植术后进行人工肝治疗，可提高移植肝功能，促进患者康复。但是，由于肝衰竭患者病情危重及伦理学等因素的限制，人工肝治疗难以开展严格对照的随机临床试验，影响了人工肝疗效的判断。同时，非生物型人工肝治疗方案仍需要进一步优化和创新[15,16]，根据患者的病情特点和程度，结合每一种人工肝的原理和特点，建立针对不同病情进行不同"个体化治疗"的新方案，进一步提高治疗效果。这将是今后非生物人工肝研究的重点和潮流，也是现代医学倡导"4P"医学模式即预防性（preventive）、预测性（predictive）、个体化（personalized）和参与性（participatory）的迫切要求。
缺乏安全有效的肝细胞来源是新型生物型和混合型人工肝研究面临的最大障碍。在人工肝临床试验中，原代人肝细胞、猪肝细胞和肿瘤来源的肝细胞系各有优缺点。人肝细胞具有最佳肝细胞功能，因此是人工肝的首选细胞系，但是其来源有限，主要取自弃置不用的供肝，且分离得到的人肝细胞活性较低。猪肝细胞供应量充足，即用即得，然而动物肝脏可产生异源蛋白质，经过1周的多次生物型人工肝治疗，易发生血清病。如果治疗不超过5～6d，则很少发生这种免疫问题。但是，异种移植相关的治疗在许多国家是禁止的，产生动物传染病的危险也限制了其严格选用。最近在肝细胞永生化和干细胞生物学方面研究取得了很大进展，具有较好的应用前景，但其安全性和疗效还有待临床试验的验证。
除肝细胞来源外，困扰生物型和混合型人工肝发展的瓶颈问题还有：高效生物反应器以及肝细胞体外大规模培养方法与体系的缺乏，混合型人工肝系统的构建与装置有待研究开发和优化[17]。这些瓶颈的解决在一定程度上也依赖于材料学、组织工程学等相关学科的发展和共同进步。另外，科学家们也一直在设想体外构建的人工肝（脏）能够基本或全部替代肝脏的功能。目前，国际上主要在体外培养能替代肝脏的肝组织、肝脏"骨架"培养全肝脏和3D打印肝脏方面做不懈的努力。
相信随着研究的不断深入以及细胞生物技术、生物材料等相关交叉学科的快速发展，必能带动在细胞源和生物反应器等方面取得突破，人工肝的性能也必然会不断地改进与优化，同时合理地将非生物人工肝和生物活性成分相结合，构建出高效而完善的混合型生物人工肝，进一步提高肝衰竭的治疗效果，为急、慢性肝衰竭患者救治的成功开拓美好的未来。
参考文献（略）
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