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移植肝保存的現(xiàn)狀及進(jìn)展*

2012-08-15 00:43向證文綜述夏先明審校
重慶醫(yī)學(xué) 2012年12期
關(guān)鍵詞:供肝供體常溫

向證文 綜述,夏先明,蘇 松 審校

(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科,四川瀘州 646000)

肝移植已被公認(rèn)為治療終末期肝病的有效方法。自1963年Starzl成功施行了世界上首例人體肝移植手術(shù)至今,肝移植技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展。而移植供肝的良好活力及以及移植后肝臟功能的盡快恢復(fù)都是決定肝臟移植成功的重要因素,其中移植肝的保存一直是肝臟移植支柱技術(shù)之一。基于現(xiàn)在普遍采用的器官低溫保存的方法,移植肝的保存液也經(jīng)歷了不斷的改進(jìn)和發(fā)展,如何使供肝在肝臟循環(huán)停止至移植入受體內(nèi)恢復(fù)血流的這段時(shí)間內(nèi)保持良好的活性,仍然是目前需要解決的問(wèn)題。由于供體器官來(lái)源的緊缺,使更多老年供體,邊緣供體或無(wú)心跳供體也加入到捐贈(zèng)器官的行列,低溫冷凍保存的使用也受到一些限制,如何保存這些情況下的器官,使得人們對(duì)器官保存液及保存方法進(jìn)行了不斷探索和改進(jìn),本文就目前臨床供肝保存的現(xiàn)狀及進(jìn)展作一綜述。

1 常用供肝保存液

目前,臨床常用的移植供肝保存液主要有UW液、HTK液、Celsior液,以及早期使用的Euro Collins(EC)液。

1.1 UW液 1987年Belzer和Southard及其同事在威斯康星大學(xué)(University of Wisconsin)研制成功這種器官保存液,并由此命名。(1)UW液基本組成成分是乳糖醛酸、棉子糖以及羥乙基淀粉。前兩者主要用于維持滲透壓,而羥乙基淀粉是UW液中的一種重要成分,作為一種大分子膠體物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量250×103),它能有效地減少毛細(xì)血管與細(xì)胞外間隙之間過(guò)多的旁路途徑,從而有效地抑制細(xì)胞水腫。(2)UW液同時(shí)加入了其他成分:自由基清除劑,如還原性谷胱甘肽、別嘌呤醇等;ATP合成前體-腺苷。還原性谷胱甘肽的作用:①可減少羥基自由基的產(chǎn)生;②避免蛋白質(zhì)巰基被氧化,對(duì)于調(diào)節(jié)Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)的酶類有保護(hù)作用。別嘌呤醇可以抑制黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶,從而阻止氧自由基形成。ATP合成前體-腺苷的加入可以為供肝再灌注時(shí)提供合成能量物質(zhì)ATP的底物,從而明顯減少供肝的再灌注損傷。對(duì)于腺苷的加入,De Jong等[1]認(rèn)為,腺苷延緩了高能量的核苷酸裂解成可溶的核苷,防止低溫保存期可溶的核苷的丟失,為再灌注期間ATP的合成提供能量底物??傊?,目前為止,UW液仍被認(rèn)為是肝臟、腎臟、胰腺和小腸的標(biāo)準(zhǔn)保存液[2-6]。

1.2 HTK液 HTK液是20世紀(jì)70年代由Brtschneider等研發(fā)而成。最早它只用于心臟手術(shù)的停跳液,后來(lái)研究者發(fā)現(xiàn)HTK液對(duì)熱缺血狀態(tài)的器官也有保護(hù)作用,進(jìn)而被逐步應(yīng)用于臨床移植器官的保存。(1)HTK的基本組成是組氨酸,色氨酸和酮戊二酸。組氨酸具有非常強(qiáng)大的緩沖作用,色氨酸主要作為膜穩(wěn)定劑,酮戊二酸則作為低溫保存過(guò)程中無(wú)氧代謝的能量底物。(2)HTK液由于不含黏滯度高的膠體物質(zhì),所以在灌注過(guò)程中能完全分布到移植器官內(nèi),同時(shí),由于其鉀含量低可以反復(fù)灌洗而無(wú)危險(xiǎn),也可避免灌洗液中無(wú)鉀引起的血管痙攣。(3)其他添加成分:甘露醇,作為一種大分子物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量182×103),由于不會(huì)被代謝為乳酸且不會(huì)通過(guò)易化擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞,因此可以有效減少低溫保存過(guò)程中細(xì)胞的酸中毒和細(xì)胞水腫;甘露醇、谷胱甘肽作為氧自由基清除劑,可以減少缺血再灌注損傷。HTK液主要用于腎臟,肝臟和胰腺等器官的保存。在保存效果方面,由于對(duì)器官功能延遲恢復(fù)(delayed graft function,DGF)的時(shí)間定義差異,各研究小組報(bào)道結(jié)果也不同。de Boer等[3]報(bào)道的多中心隨機(jī)前瞻性實(shí)驗(yàn)比較HTK液和UW液保存腎臟24h,移植后發(fā)生DGF的概率都為33%。Roels等[7]卻發(fā)現(xiàn),當(dāng)保存時(shí)間超過(guò)24h后,HTK液有高于UW 液兩倍的DGF發(fā)生率。Agarwal等[8]發(fā)現(xiàn)使用HTK液和UW液發(fā)生DGF的概率分別為16%,56%。在肝臟保存的研究中,Pokorny等[9]證實(shí)短時(shí)間(小于24h)靜態(tài)低溫保存條件下,HTK液和UW液有相同的保存效果。

1.3 Celsior液 Celsior液由Menasche等[10]在1994年研發(fā),最初主要用于移植心臟保存。(1)它以組氨酸/乳糖醛酸作為緩沖系統(tǒng),這可以使細(xì)胞保持較恒定的ATP生成速率,有效地減少H+的堆積,減輕細(xì)胞的酸中毒。其組成成分中的甘露醇和乳糖醛酸等非滲透性大分子物質(zhì)能有效地抑制細(xì)胞水腫的發(fā)生。(2)Celsior液中同樣加入了谷胱甘肽,甘露醇等氧自由基清除劑。(3)其他成分:谷氨酸,它通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒於岷罂蔀榈蜏乇4嬷械募?xì)胞提供能量物質(zhì)而緩解酸中毒;另外,Celsior液具有較高的Na+、Mg2+含量,較低的K+含量,Tian等[11]認(rèn)為Celsior液的這種細(xì)胞外液型離子組成具有更好的保存效果;Mg2+作為一種重要的細(xì)胞內(nèi)陽(yáng)離子,它是細(xì)胞內(nèi)多種酶類的輔基,也可激活A(yù)TP酶。同時(shí) Mg2+對(duì)保持細(xì)胞的完整性,防止鈣離子的內(nèi)流及鈣超載有重要作用。Celsior液結(jié)合了UW液惰性滲透劑原理和HTK液強(qiáng)大緩沖能力這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。目前,它已成功地應(yīng)用于臨床心、肺、肝、胰腺、腎、小腸的保存[12-13]。

1.4 EC液及其他 EC液是最早使用的一種低溫冷保存液,它在1969年由G.M.Collins研發(fā)。歐洲移植中心在1976年對(duì)其改進(jìn)即去除其中的鎂。EC液是一種使用簡(jiǎn)單且廉價(jià)的細(xì)胞內(nèi)液型保存液,但由于其主要以葡萄糖維持其滲透壓,這可以造成器官明顯的酸中毒而已逐漸被淘汰。國(guó)內(nèi)主要對(duì)UW液進(jìn)行了改進(jìn)研發(fā)出一系列保存液,如HX-Ⅰ液(華西醫(yī)科大學(xué))、HYD液(哈爾濱醫(yī)科大學(xué))、WMO-1號(hào)液(武漢同濟(jì)醫(yī)院)等,雖然它們可以克服UW液黏滯度高,灌注效果欠佳,價(jià)格昂貴等方面的缺點(diǎn),但尚需進(jìn)一步臨床實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)它們的保存效果。

2 新型保存液

2.1 Polysol液 它是由荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)研發(fā)的一種新型保存液,它含有豐富的氨基酸,維生素和抗氧化劑。但對(duì)Polysol液中各種組分的具體效果評(píng)估尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。Hata等[14]在脂肪肝的低溫保存實(shí)驗(yàn)室研究中已證實(shí),Polysol液的保存效果優(yōu)于HTK液。

2.2 IG-1液 它由法國(guó)里昂集團(tuán)喬治洛佩慈研究所開(kāi)發(fā),IG-1繼承了UW液和Celsior液的優(yōu)點(diǎn)。它有類似Celsior液類似的細(xì)胞外液型組成成分,但它用聚乙二醇代替羥乙基淀粉作為膠體物質(zhì)。van der Plaats等[15]經(jīng)研究證實(shí),由于用聚乙二醇代替了羥乙基淀粉,在灌洗效果方面IG-1液優(yōu)于UW液。Hauet等[16]在豬自體移植模型中發(fā)現(xiàn)IG-1液明顯抑制巨噬細(xì)胞的趨化。在移植器官功能恢復(fù)方面IG-1液同樣顯示了理想的效果。而且,由于聚乙二醇能自發(fā)的結(jié)合到細(xì)胞和組織表面,通過(guò)空間位阻的方式起到“分子掩飾”的作用,從而改變捐贈(zèng)器官的免疫原性[17-18],對(duì)減輕器官移植后的免疫排斥反應(yīng)也能起到一定作用。

3 保存方法

3.1 靜態(tài)低溫保存(static cold storage,CS) 目前,對(duì)供肝的保存仍然主要采用靜態(tài)低溫冷凍保存的方式,靜態(tài)低溫保存(4℃)旨在抑制器官的新陳代謝和酶類的分解作用。Southard和Belzer[19]研究證明,溫度每下降10℃,新陳代謝率就會(huì)減半,而在4℃條件下新陳代謝率只有原來(lái)的10%~12%。盡管低溫保存是各移植中心普遍采用的器官保存方式。但隨著捐贈(zèng)器官納入范圍的不斷延伸,靜態(tài)低溫保存也暴露出一些缺點(diǎn)。因?yàn)?,相比器官移植之初,現(xiàn)在的供體器官質(zhì)量有所下降。1988~1995年,器官分享聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)登記的大于50歲的捐贈(zèng)者人數(shù)增加了170%[20-21]。這些老年捐贈(zèng)者的器官降低了移植器官的存活率和功能恢復(fù)情況。而邊緣供體或無(wú)心跳的捐贈(zèng)器官由于遭受了額外的熱缺血損傷,因此有更高發(fā)的移植器官原發(fā)性無(wú)功能(primary nonfunction,PNF)或功能延遲恢復(fù)[22-23]。靜態(tài)低溫保存只能減緩而不能停止器官的代謝及避免器官缺血損傷,其保存時(shí)限幾乎無(wú)法超過(guò)24h。同時(shí),隨著人們認(rèn)識(shí)到缺血再灌注損傷是器官移植預(yù)后的重要組成部分,激發(fā)了人們?cè)谛卤4娣椒ǚ矫娴难芯俊?/p>

3.2 低溫機(jī)器灌注(hypothermic machine perfusion,HMP)

在1970年初,低溫機(jī)器灌注就被美國(guó)和歐洲的移植中心用來(lái)保存腎臟,以使器官能在各移植中心之間運(yùn)輸[24]。有報(bào)道稱HMP可以降低DGF的發(fā)生率,同時(shí)HMP也可以更方便地添加額外成分到灌注液中,從而更好為灌注期間移植器官的提供能量支持。Wight等[25]進(jìn)行了CS與 HMP的 Meta分析,結(jié)果證明HMP減少了約20%的DGF發(fā)生率。HMP在肝移植方面,Belzer等[26]及Pienaar等[27]對(duì)持續(xù)低溫灌注72h的犬肝臟進(jìn)行了肝移植并成功的存活。多個(gè)研究小組都證實(shí)HMP能顯著減少肝移植的“阿基里斯之踵”:缺血性膽道改變的發(fā)生[28-30]。

3.3 加氧灌注(persufflation) 由于目前捐贈(zèng)器官類型已發(fā)生了明顯變化,病理狀態(tài)下的供體來(lái)源逐漸增多,健康供體的數(shù)量緊缺。在移植前保持器官的良好功能就非常重要,目前,實(shí)驗(yàn)室研究已證實(shí)[31-32],在低溫保存過(guò)程中灌注氧氣能顯著有效地提高肝臟移植物的活力。加氧灌注就是一種比較少見(jiàn)的移植器官保存方式,它是在低溫(4℃)條件下自靜脈用加濕的氧氣以13~18mm Hg的壓力逆行灌注。Minor等[32]對(duì)熱缺血45min后豬的肝臟使用加氧灌注方式保存,其移植存活率為100%;而CS組為0%。另外,一些可提供氧氣的高分子物質(zhì)的加入也提高了器官保存的效果,如雙層全氟化碳技術(shù),全氟化碳具有非常高的氧氣溶解能力,可以為低溫條件下的灌注器官提供更充分的氧氣。若將低溫灌注保存和加氧灌注技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)使用則可以充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn),提高器官的保存效果。

3.4 常溫機(jī)器灌注 [Normothermic(37°C),subnormothermic(25~32℃)perfusion]目前的研究證明,升高器官保存期間的溫度將會(huì)使移植后器官的功能更好的恢復(fù)。在保存過(guò)程中保持常溫(37℃)或亞常溫(25~32℃)的狀態(tài)可以減少低溫誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷。在肝臟保存研究中,Imber等[33]對(duì)熱缺血60min的豬肝臟使用常溫機(jī)器灌注保存,在移植后器官仍具有功能;而使用靜態(tài)低溫保存相同熱缺血時(shí)間的豬肝臟,在移植后個(gè)體全部死亡。常溫機(jī)器灌注保存的肝臟表現(xiàn)出穩(wěn)定的功能代謝,如糖代謝,凝血因子生成等。同時(shí),與靜態(tài)低溫保存相比,常溫機(jī)器灌注的肝臟移植后轉(zhuǎn)氨酶水平也顯著降低。目前,由于此方法需要大量的灌注液以及灌注過(guò)程中的需要復(fù)雜的持續(xù)監(jiān)測(cè)而限制了它的使用。但它可以作為某些特殊器官的替代保存方式,因?yàn)樗梢源蟠蠼档蛡鹘y(tǒng)靜態(tài)低溫保存誘導(dǎo)的冷保存損傷的發(fā)生,所以常溫機(jī)器灌注仍有巨大的應(yīng)用潛力。

4 展 望

隨著肝臟移植技術(shù)的不斷進(jìn)步,供肝保存方法也不斷改進(jìn),使用一種良好的保存方法才能使諸如老年供體、邊緣供體或是無(wú)心跳供體的應(yīng)用成為可能。上述的各種保存液都具有自身的優(yōu)勢(shì),但尚無(wú)一種保存液可以完全替代其他所有的保存液。低溫保存在過(guò)去已經(jīng)證實(shí)了其有效性,但在一些方面也存在局限性。同時(shí),減少缺血再灌注損傷及促進(jìn)器官功能早期恢復(fù)仍至關(guān)重要。進(jìn)一步明確缺血再灌注損傷的機(jī)制,減少器官保存過(guò)程中的損傷,尋找一種更加優(yōu)越的保存方法任重而道遠(yuǎn)。

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