人工肝支持系統及其治療重型肝炎的研究現狀

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早在50年代，人們就試圖用人工肝臟來替代嚴重肝病患者衰竭的肝功能，但受

技術條件及方法的限制，加上肝臟功能十分復雜，早期解毒為主的人工肝裝置及方

法難以有效地代償肝功能、提高成活率。以后經過數十年不懈的努力，特別是隨著

以培養肝細胞為材料的新型生物人工肝的日臻成熟，人工肝支持系統(ALSS)終于有

望成為肝衰竭理想的輔助支持治療手段［1］，為患者等待肝移植或通過肝再生而

自然恢復爭取時間、創造條件，同時也有可能為重型肝炎救治這一臨床難題的解決

開辟新的途徑。

現就常用ALSS及其治療重型肝炎的研究現狀作一簡要介紹。

一、物理型人工肝

早期以解毒功能為主的ALSS大多屬物理型，如血液灌流、血液透析／濾過等。

用樹脂、活性炭等材料進行血液灌流，可有效吸附肝衰竭患者血液中的毒性物

質，是早期人工肝支持的常用方法。但由于這些吸附材料與血液生物相容性較差，

臨床應用副反應大。晚近采用活性炭微囊化技術、改用血漿灌流等，避免了活性炭

與血細胞直接接觸，從而減少了不良反應。但由于吸附材料本身選擇性較差，在去

除患者體內毒性物質的同時，也吸附了一些機體有用的物質，故雖可顯著改善重型

肝炎等肝衰竭患者的肝性腦病，但病死率并未明顯下降［2］。目前主要利用其解

毒尤其是吸附膽紅素的作用與其它人工肝聯合使用或用于治療病情較輕的重型肝炎

。

國外最近推出一種新型吸附劑型血液治療系統(Biologic-DT)，采用精制粉末

炭、陽離子交換劑、大分子溶劑等組成混合懸液狀吸附劑，具有較強的毒物吸附作

用，能有效地治療藥物中毒引起的肝功能衰竭［3］。據悉，國內有單位引進該系

統治療個例重型肝炎有一定的療效。

使用目前通用的聚丙烯腈膜進行血液透析，能有效地去除尿素、肌苷及無機磷

酸鹽等小分子物質，但對中、大分子物質清除率較低，故僅用于肝衰竭同時伴腎功

能衰竭的治療。新近采用新型膜材料三醋酸纖維膜(CTA)及聚甲基丙烯酸甲醋(PMM

A)膜制成空心纖維血液透析濾過器，其效率為聚丙烯腈膜的3倍，能使暴發性肝炎

患者意識恢復率達到90％，半數以上病例存活［4］。

二、中間型人工肝

該型人工肝是介于物理與生物型之間的一類中間型裝置，包括血漿置換、交換

輸血及整體洗滌等，其中以血漿置換最為常用。該療法可去除與血漿蛋白結合的大

分子物質(如內毒素)及中、小分子物質，并補充蛋白、調理素及凝血因子等多種生

物活性物質。90年代初Sugihara等［5］曾報道，血漿置換法治療15例急性肝衰竭

9例成活，成活率達60％。但以后日本學者報道血漿置換治療百余例重癥肝炎的成

活率僅有21％～24％，提示單獨應用療效并不十分理想。隨后國外又有人將血漿置

換療法與新型膜材料透析濾過相結合，使10例重癥肝炎全部存活。表明血漿置換與

物理型人工肝方法的優化組合可顯示出更好的效果。

1992年天津市傳染病醫院采用血漿置換及血液濾過治療9例急性、亞急性重型

肝炎，6例獲得成功(成活率66.7％)。最近浙江醫科大學采用血漿置換或聯合活性

炭吸附等治療重型肝炎取得令人鼓舞的結果，使急性、亞急性重型肝炎的治愈率進

一步提高到71.4％(對照組僅為20.0％)，慢性重型肝炎的治愈率較對照組(5.6％)

提高近40個百分點［6，7］。引起國內肝病界的極大關注。

血漿置換是較為成熟的肝臟替代療法，但需消耗大量新鮮冷凍血漿，易發生人

類免疫缺陷病毒(HIV)和肝炎病毒的經血傳播，少數患者可出現過敏反應，置換過

程中同時去除了患者機體內有益的物質。

三、生物型人工肝

生物型人工肝是80年代后期出現的新型ALSS，是將肝細胞懸液、培養肝細胞等

與生物合成材料相結合組裝成某種形式的ALSS，它不僅具有肝特異性的解毒功能，

而且具有更高的效能，如參與三大物質代謝、具有生物轉化功能、可清除毒性物質

、能分泌具有促進肝細胞生長活性的物質等［8］。

目前，早期的生物人工肝裝置如交叉循環、肝灌流等，由于療效不肯定、副反

應大、操作復雜等原因，已被逐漸放棄。以培養肝細胞為基礎的體外生物型人工肝

支持系統(BLSS)成為目前研究的重點。該系統是將培養肝細胞置于體外循環裝置，

即生物反應器中，患者血液／血漿流過生物反應器時，通過半透膜或直接接觸與培

養肝細胞間進行物質交換，從而起到理想的人工肝支持作用［9］。

肝細胞是生物型人工肝的核心部分，目前國外使用最多的是豬肝細胞［10］，

動物實驗及個例臨床研究均未見明顯的副反應，其原因可能系暴發性肝衰竭患者免

疫功能低下，不易引起明顯的免疫反應。由于存在著種屬差異，加上有時暴發性肝

衰竭患者血清對培養肝細胞的毒性作用可使其很快失去活性，使用動物肝細胞的支

持作用并不令人十分滿意，因此建議在臨床研究及應用中最好使用同種肝細胞。成

人肝在國外僅用作肝移植的供體，由手術過程獲得的人肝細胞雖經分離培養證實可

以用于生物型人工肝，但其數量及質量顯然有限。

無論是動物還是人肝細胞培養時均存在生長條件要求嚴格、存活時間及產量有

限、難以傳代等缺點，而一些肝腫瘤細胞株恰可彌補上述不足，且來源廣泛，培養

后能迅速達到人工肝支持所需的數量標準，并且具有正常肝細胞的某些功能。如H

epG2細胞株不僅可替代肝細跑的代謝解毒功能，而且有在患者血漿中存活并生長的

特性，被認為是較理想的肝細胞替代物。C3A細胞株具有良好的肝細胞特異功能，

如分泌白蛋白，參與尿素、糖原合成等。將其用于4例伴Ⅲ～Ⅳ度肝性腦病的暴發

性肝衰竭患者的人工肝支持，結果患者腦病癥狀得到改善，其中，1例存活［11］

。但由于腫瘤來源肝細胞株的特異性功能常與肝組織不同，有的肝細胞株系病毒感

染轉化而成，有的則可使實驗動物發生癌變。故一般不主張將肝細胞瘤細胞株用于

生物人工肝，據悉美國已限制使用C3A細胞株。

新分離的肝細胞在懸液中由于缺乏立體支架而難以維持其活性及功能，臨床試

用僅能短時間改變肝功能不全患者的肝臟功能。單層培養肝細胞在細胞的生物活性

、增殖能力方面均明顯優于肝細胞懸液，直接培養于肝衰竭患者的血漿中，可使患

者血漿中的氨基酸紊亂得到糾正。但缺點是單位面積細胞數較少，且不便隨意取出

。采用微載體培養肝細胞，不僅能明顯增加培養肝細胞的數量，而且能通過提供立

體支撐作用維持肝細胞良好的形態特征，保持蛋白合成和膽紅素代謝功能1個月以

上［12］。在肝細胞分離后采用抑制肝細胞單層貼壁方法，可促進其相互聚集成多

細胞球形體，該培養系統中肝細胞立體排列，能較好地維持形態并產生相互作用。

球形聚集肝細胞與微載體肝細胞均有很高的組織化程度，有明顯的分化增殖能力，

能長期(50天)維持正常的生物學功能，尤其具有取用方便的優點，因此是生物人工

肝系統理想的細胞培養方法［13］。

除此之外，近年來空心纖維培養技術也被應用于肝細胞培養系統，即在數百根

中空纖維的外側空間播種肝細胞，中空纖維內灌流培養液，通過多孔質的中空纖維

補充營養及氧分，以維持肝細胞生存。該方法同樣實現了肝細胞高密度、長期高活

性培養，且實用性更強［14］。盡管經過近十年的努力，肝細胞分離、高密度培養

以及生物反應器等BLSS的關鍵技術已得到初步的解決，臨床應用救治數例暴發性肝

衰竭患者取得了成功，但迄今尚無單獨應用治療重型肝炎的研究報道。最近，我們

用培養人肝細胞、中空纖維反應器等構建了BLSS，體外探索其治療重型肝炎的可能

性時發現，該系統具有補充蛋白、降低黃疸和改善氨基酸紊亂等功能，提示臨床應

用能夠起到代償患者肝功能的作用。

四、混合型生物人工肝

生物人工肝問世不久，很快發現它雖能較好地替代肝臟的解毒與生物合成功能

，但肝衰竭患者體內積累的大量代謝產物及毒性物質難以在有限的交換中由培養肝

細胞解毒，反過來還可能對培養肝細胞的存活及生物學功能產生不利影響，將早期

偏重于解毒作用的人工肝支持方法與之相結合，組成混合型(或雜交型)生物人工肝

，可使人工肝的生物合成轉化功能及解毒作用更加完善［15］。迄今，已有將血液

透析濾過、血漿交換、活性炭吸附等方法與生物型人工肝相結合的研究報道。其中

，由血漿分離器、活性炭、肝細胞生物反應器等組成的混合型BLSS，設計較為合理

，效果也更為理想。

Demetriou等［16］用混合型生物人工肝對10例嚴重肝衰竭患者進行人工肝支

持治療，結果7例患者順利等到了肝移植，1例完全恢復，并于6個月后實施了選擇

性肝移植，存活率達到80％。另2例患者雖因并發敗血癥、多器官衰竭和可卡因試

驗陽性未能實行肝移植手術而死亡，但其存活時間也分別延長了3和4周。Watanab

e等［17］對三組肝衰竭患者進行人工肝支持，結果顯示：Ⅰ組等待緊急肝移植的

暴發性肝衰竭患者18例，16例經支持治療神經系統癥狀均好轉，中心靜脈壓降低，

腦灌注壓增高，血氨下降，肝移植成功，另有1例自然恢復；Ⅱ組等待再次肝移植

的暴發性肝衰竭患者3例取得類似的成功；Ⅲ組10例慢性肝功能衰竭患者經支持癥

狀改善，但8例因并發多器官衰竭和敗血癥，未能進行肝移植而死亡，另2例恢復并

擇期實施了肝移植。

如上所述，人工肝的研究已經取得了重大進展，新一代混合型BLSS已成為人工

肝的發展方向，其作為肝移植可靠的過渡支持手段也被愈來愈多的臨床資料所證明

。能否逐漸替代肝移植，使肝衰竭患者自然恢復是人們關注的焦點。從理論上講，

只要能進一步解決肝細胞的來源數量、培養細胞的活性保存以及生物反應器強化設

計等問題，BLSS就有可能為肝衰竭患者的肝再生提供最大的希望［18］。

現階段我國人工肝研究大多仍處在中間型ALSS的研究階段，新型生物人工肝的

研究才剛剛起步。由于歐美國家臨床資料中的暴發性肝衰竭與我國重型肝炎在病因

上有較大差別，故生物人工肝能否成為重型肝炎可靠的支持治療手段成為我們關注

的重要問題，所幸我們的課題已被列入圍家“九五”攻關計劃，相關的實驗研究取

得了較大進展，臨床試用曾使2例重型肝炎(中、晚期)患者的肝性腦病、肝功能狀

況及肝衰指標得到明顯的改現，遺憾的是終因繼發感染而未能治愈，但患者的存活

時間均延長近兩周。欲使患者通過肝再生而恢復，還需要進一步努力。

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