丁義濤

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院 肝膽外科， 南京 210008)

生物人工肝和肝移植：肝衰竭治療新模式

丁義濤

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院 肝膽外科， 南京 210008)

肝衰竭的主要特征是肝細(xì)胞大范圍壞死，病情進(jìn)展迅速且預(yù)后差，目前治療缺乏特效藥物和手段。歸納了肝衰竭的4種治療手段：內(nèi)科治療、細(xì)胞移植、肝移植和人工肝支持治療，并就現(xiàn)有的治療手段進(jìn)行闡述分析。目前內(nèi)科治療方案有待優(yōu)化，細(xì)胞移植治療尚未應(yīng)用于臨床，肝移植是最有效的手段，但供肝短缺、費(fèi)用昂貴，人工肝可以有效清除患者體內(nèi)毒性物質(zhì)。因此提出人工肝作為肝移植的過(guò)渡治療，可以為肝再生或者肝移植爭(zhēng)取時(shí)間，延長(zhǎng)患者生存期，具有良好的應(yīng)用前景。生物人工肝聯(lián)合肝移植的新模式，可以為肝衰竭患者帶來(lái)福音。

肝功能衰竭； 肝移植； 肝， 人工； 治療

多種原因?qū)е碌母渭?xì)胞大范圍壞死，機(jī)體代謝失衡，一系列有毒物質(zhì)的堆積，是肝衰竭的主要特征，這一過(guò)程又進(jìn)一步促進(jìn)肝損傷，破壞肝臟的再生系統(tǒng)，形成惡性循環(huán)[1]。依據(jù)組織病理以及病情發(fā)展，《肝衰竭診治指南(2012年版)》[2]將肝衰竭分為四大類：急性肝衰竭(ALF)、亞急性肝衰竭、慢加急性肝衰竭以及慢性肝衰竭。靶向藥物的缺乏和有限的治療手段，使得肝衰竭治療較為困難，早診斷、早治療是重要的治療原則。目前治療手段主要有4種：內(nèi)科治療、細(xì)胞移植、肝移植和人工肝支持治療。內(nèi)科治療效果并不理想，細(xì)胞移植停留于實(shí)驗(yàn)室階段，肝移植雖然是最有效的手段，但是由于供肝嚴(yán)重匱乏、肝衰竭病情危重等不到供肝以及昂貴的手術(shù)費(fèi)用，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍十分有限。因此，人工肝作為肝移植過(guò)渡的支持治療，是當(dāng)下肝衰竭治療的重要手段，人工肝可以改善機(jī)體內(nèi)環(huán)境，廣泛應(yīng)用于肝功能不全、肝衰竭等肝臟相關(guān)疾病的輔助治療。生物人工肝(bioartificial liver,BAL)具有肝細(xì)胞的生物學(xué)功能，是臨床應(yīng)用人工肝的發(fā)展方向。本文就肝衰竭現(xiàn)有的治療手段進(jìn)行闡述，并對(duì)BAL和肝移植這一肝衰竭治療新模式展開深入討論。

1 內(nèi)科綜合治療

內(nèi)科治療的主要方法有：對(duì)肝臟的保護(hù)和再生治療、對(duì)微循環(huán)改善的治療、對(duì)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的治療、重癥監(jiān)護(hù)與支持治療和防治并發(fā)癥等。

1.1 重癥監(jiān)護(hù)與支持治療

1.1.1 重癥監(jiān)護(hù) 2005年美國(guó)肝病學(xué)會(huì)發(fā)布的有關(guān)ALF處理指南，為廣大非重癥監(jiān)護(hù)專業(yè)人員提供了處置ALF的重要規(guī)范。肝衰竭患者需采取重癥監(jiān)護(hù)治療，對(duì)患者的生命體征進(jìn)行監(jiān)護(hù)，肝、腎功能等實(shí)施監(jiān)測(cè)，使機(jī)體內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)態(tài)，血流動(dòng)力學(xué)保持穩(wěn)定，保護(hù)各臟器，防治并發(fā)癥。患者需臥床靜養(yǎng)，減輕肝臟負(fù)荷，與外界實(shí)施隔離，防止感染。

1.1.2 支持治療 當(dāng)患者出現(xiàn)代謝異常，肝衰竭進(jìn)一步加重時(shí)，對(duì)患者實(shí)施營(yíng)養(yǎng)評(píng)估，進(jìn)行必要的個(gè)體化營(yíng)養(yǎng)干預(yù)措施，從而改善營(yíng)養(yǎng)失衡的狀況，降低肝功能指標(biāo)，支持治療是內(nèi)科綜合治療中較為重要的措施。

1.2 針對(duì)病因的治療

1.2.1 抗病毒治療 重型肝炎肝衰竭大多是由HBV感染引起的，并且有不同程度的病毒復(fù)制，盡早行抗病毒治療，抑制病毒復(fù)制產(chǎn)生的免疫應(yīng)答，從而阻止病程進(jìn)展，改善肝衰竭狀態(tài)。國(guó)內(nèi)外指南[2-3]均表明，HBsAg或HBV DNA陽(yáng)性的急性、亞急性肝衰竭患者，建議盡早使用恩替卡韋、替諾福韋酯等抗病毒藥物治療。

1.2.2 藥物性肝衰竭治療 對(duì)于藥物性肝衰竭患者，立即停用可疑的致肝損傷的藥品，避免再次使用。在成人的急性和亞急性藥物性肝損傷早期，及時(shí)使用N-乙酰半胱氨酸，該藥物可清除多種自由基。注意控制N-乙酰半胱氨酸的給藥速度，防止產(chǎn)生不良反應(yīng)[4]。

1.3 調(diào)節(jié)免疫的治療 在肝衰竭早期，機(jī)體炎癥反應(yīng)亢進(jìn)，全身免疫應(yīng)答較為活躍；在中晚期，免疫系統(tǒng)麻痹，機(jī)體的防御能力較差。免疫調(diào)控必須依據(jù)不同的時(shí)間段采取不同的措施，從而糾正免疫失衡，減緩肝損傷。免疫調(diào)節(jié)中糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用可以減輕非病毒感染性肝衰竭病死率，但對(duì)HBV所致慢加急性肝衰竭患者的應(yīng)用存在一定爭(zhēng)議。早期HBV相關(guān)的肝衰竭，如果病情發(fā)展較快，且沒(méi)有慢性化體征、繼發(fā)感染及出血者，根據(jù)病情需要可適當(dāng)短期應(yīng)用激素，但具體用藥方法尚無(wú)循證學(xué)依據(jù)。胸腺肽α1具有獨(dú)特的雙向免疫調(diào)節(jié)能力，不僅可以增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病毒的免疫，還能降低多種炎性因子的表達(dá)，臨床上也有應(yīng)用[5]。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，免疫調(diào)節(jié)治療展現(xiàn)了良好前景，但臨床應(yīng)用仍需進(jìn)一步驗(yàn)證其療效以及安全性。

1.4 并發(fā)癥防治 繼發(fā)感染、肝性腦病、消化道出血、肝腎綜合征等是肝衰竭較為嚴(yán)重的并發(fā)癥，肝衰竭的病死率隨并發(fā)癥增多而升高，發(fā)生3種或3種以上并發(fā)癥患者的病死率高達(dá)98.2%。因此，加強(qiáng)多學(xué)科之間的交流與合作，多學(xué)科共同管理肝衰竭患者，有利于改善肝衰竭預(yù)后，降低病死率[6]。

雖經(jīng)長(zhǎng)期的探索及努力，肝衰竭內(nèi)科綜合治療依然未取得實(shí)質(zhì)性的突破，肝衰竭患者的病死率仍高達(dá)70%以上，目前應(yīng)用藥物的療效仍需要臨床試驗(yàn)的確認(rèn)，內(nèi)科綜合治療方案有待進(jìn)一步優(yōu)化。

2 細(xì)胞移植治療

移植治療的細(xì)胞包括肝細(xì)胞、造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell，MSC)、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等[7]。由于肝細(xì)胞有倫理學(xué)問(wèn)題，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞有致瘤的可能，故限制了其臨床應(yīng)用，而MSC因其取材簡(jiǎn)單、培養(yǎng)方便、來(lái)源廣泛、增殖力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究較多的移植細(xì)胞。并且MSC具有自我更新、增殖和多向分化的能力，被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)的移植細(xì)胞來(lái)源。起初大多學(xué)者認(rèn)為MSC治療肝衰竭的機(jī)制是募集至損傷部位，并且分化為類肝樣細(xì)胞，發(fā)揮肝臟保護(hù)作用。但目前大量研究[8]證實(shí)，MSC主要是通過(guò)分泌細(xì)胞因子或者是細(xì)胞間接觸來(lái)發(fā)揮保護(hù)作用，因?yàn)樵诟闻K中只檢測(cè)到極少量的移植MSC。MSC發(fā)揮肝臟保護(hù)作用的機(jī)制包括以下幾個(gè)方面。

2.1 抗炎/免疫調(diào)節(jié) 研究[9-10]發(fā)現(xiàn)，MSC可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞，從而增加機(jī)體的抗炎能力。MSC的調(diào)節(jié)能力主要通過(guò)分泌細(xì)胞因子、細(xì)胞間接觸、抑制促炎因子的產(chǎn)生、上調(diào)抗炎因子來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些細(xì)胞因子在減輕肝損傷中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2.2 抗凋亡 肝細(xì)胞凋亡壞死是肝衰竭的重要特點(diǎn)[9]，MSC可以分泌大量抗凋亡因子(血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子α、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2)。目前，諸多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，移植MSC治療后，反應(yīng)肝臟凋亡水平的指標(biāo)降低，而抗凋亡指標(biāo)升高。主要表現(xiàn)為，抗凋亡蛋白Bcl-2在MSC移植后表達(dá)水平顯著上升，促凋亡蛋白Bax表達(dá)明顯下降，caspase-3活性降低，說(shuō)明肝臟功能得到了改善[10-11]。

2.3 抗氧化 氧化應(yīng)激在肝衰竭的早期炎癥中具有重要作用，氧化應(yīng)激產(chǎn)生的過(guò)氧化物離子、氮氧化物、過(guò)氧化氫、丙二醛等物質(zhì)，可以損傷DNA、促進(jìn)細(xì)胞凋亡/死亡和器官損傷，進(jìn)一步加重肝損傷[12-13]。研究[14]顯示MSC可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子，如血紅素加氧酶1和生長(zhǎng)刺激因子來(lái)產(chǎn)生抗氧化作用，MSC在肝損傷后可以控制氧化應(yīng)激水平。

雖然近些年肝衰竭的細(xì)胞移植治療在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行了大量研究，但將其應(yīng)用于臨床仍要進(jìn)一步論證。MSC相較于其他移植的細(xì)胞有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但MSC的具體治療機(jī)制尚未闡明。雖然目前MSC顯示出良好的治療效果，但尚未達(dá)到臨床應(yīng)用水平。MSC尚缺乏較為完整的細(xì)胞擴(kuò)增、安全評(píng)價(jià)體系。

3 肝移植治療

我國(guó)肝衰竭診治指南[2]推薦經(jīng)積極內(nèi)科和人工肝治療后，肝細(xì)胞再生依然困難、無(wú)法自我恢復(fù)的中、晚期肝衰竭患者選擇同種異體原位肝移植。自20世紀(jì)60年代Starzl首次在臨床應(yīng)用肝移植以來(lái)，肝移植是近半個(gè)世紀(jì)治療肝衰竭公認(rèn)的最有效的方法。中國(guó)的肝移植事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)，并且走向國(guó)際，多次為東南亞地區(qū)的肝移植提供指導(dǎo)。我國(guó)目前肝移植的常規(guī)術(shù)式分為兩種：經(jīng)典肝移植(即原位肝移植)和背馱式肝移植?！氨绸W式肝移植”又稱保留供肝肝后下腔靜脈的原位肝移植，在切除受體病肝時(shí)保留其肝后下腔靜脈，將供肝肝上下腔靜脈與受體下腔靜脈以一定方式吻合，形似受體下腔靜脈背供肝而得名。1996年筆者受吳孟超院士邀請(qǐng)，在華東地區(qū)率先成功地完成了具有國(guó)際先進(jìn)水平的背馱式肝臟原位移植，之后又在江蘇省內(nèi)完成了3例背馱式肝移植，患者至今健在。

鑒于目前肝源供不應(yīng)求，擴(kuò)大供肝的來(lái)源成了最主要的問(wèn)題。劈離式肝移植由Pichelmayr和Bismuth提出，是基于肝臟Couinaud功能性分段理論，將完整的尸體供肝分割成2個(gè)或2個(gè)以上的解剖功能單位，分別移植給不同受者，從而能夠擴(kuò)大供體來(lái)源。劈離式肝移植對(duì)手術(shù)技術(shù)要求十分嚴(yán)格，并且只有一部分肝臟適合，因此術(shù)前必須進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估。隨著活體肝移植技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上緩解了肝源的需求問(wèn)題。但是相對(duì)于全肝移植，其更加復(fù)雜，更加具體?；铙w肝移植需要準(zhǔn)確的供體評(píng)估、精準(zhǔn)的手術(shù)技術(shù)、科學(xué)的圍手術(shù)期管理和完善的術(shù)后隨訪。而且活體肝移植的術(shù)后并發(fā)癥，如小肝綜合征、膽道、血管并發(fā)癥等仍然不能避免。

1985年，法國(guó)學(xué)者較早報(bào)道了ABO血型不相容肝移植，此后在國(guó)際上廣泛開展，挽救更多終末期肝病患者。但這種肝移植僅僅是緊急情況下實(shí)施的，并且相較于正常肝移植術(shù)后并發(fā)癥較多，容易導(dǎo)致移植排斥。梁廷波等[15]于2006年探討了8例ABO血型不相容肝移植，發(fā)現(xiàn)預(yù)后不佳, 圍手術(shù)期病死率高，認(rèn)為僅適用于無(wú)法及時(shí)獲得合適供肝的急診肝移植。張瑋曄等[16]認(rèn)為門靜脈血流復(fù)通前行脾臟切除術(shù)，應(yīng)用巴利昔單抗+他克莫司+霉酚酸酯+皮質(zhì)激素的四聯(lián)免疫抑制方案，術(shù)后靜脈應(yīng)用前列地爾的治療方案，對(duì)于部分ABO血型不合肝移植患者可取得較好療效。沈中陽(yáng)等[17]認(rèn)為手術(shù)技術(shù)的成熟和免疫抑制劑的合理使用，可以有效控制術(shù)后排斥反應(yīng)的發(fā)生，但由于術(shù)后感染發(fā)生率較高，采用ABO血型不相容供肝時(shí)仍需謹(jǐn)慎。本院于2006年在江蘇省內(nèi)開展首例跨血型肝移植，目前共完成12例跨血型肝移植，無(wú)排斥反應(yīng)發(fā)生，且1年生存率達(dá)到100%。2002年研究[18]報(bào)道了首例腹腔鏡活體供肝切取術(shù)，腹腔鏡操作復(fù)雜，但可以放大手術(shù)視野，減少術(shù)后切口疼痛，這一成果顯示微創(chuàng)技術(shù)也可以在活體供肝切取中應(yīng)用。機(jī)器人技術(shù)近幾年也開始應(yīng)用于活體供肝切取。目前邊緣供肝也成為了擴(kuò)大供肝來(lái)源的一種方式，常見邊緣供肝有脂肪變性肝臟、HBsAg陽(yáng)性肝臟、>60歲的高齡供者捐獻(xiàn)的肝臟、冷缺血時(shí)間超過(guò)14 h的肝臟等，這在極大程度上緩解了肝源短缺的問(wèn)題。

近年來(lái)，移植手術(shù)、抗排斥藥物、術(shù)后抗病毒治療和預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)等均有重大學(xué)術(shù)進(jìn)展。移植后為了避免器官排斥需要使用免疫抑制劑，巴利昔單抗(舒萊)是一種IL-2受體拮抗劑，它可以徹底抑制細(xì)胞免疫反應(yīng)中由IL-2介導(dǎo)的關(guān)鍵性信號(hào)通路，從而達(dá)到抗免疫排斥的作用，是目前臨床應(yīng)用較多的抗排斥藥。乙型肝炎患者肝移植術(shù)后預(yù)防乙型肝炎復(fù)發(fā)，抗病毒治療必不可少：術(shù)前口服抗病毒藥物，盡量降低病毒載量；術(shù)中無(wú)肝期給予大劑量乙型肝炎免疫球蛋白，中和循環(huán)中的HBsAg，并封閉肝細(xì)胞表面的抗原受體，避免肝細(xì)胞受侵襲；術(shù)后采取1 ～ 2種抗病毒藥物長(zhǎng)期治療，目前采用最多的抗病毒藥物是恩替卡韋。

肝移植供體匱乏是嚴(yán)重制約肝衰竭治療的瓶頸。大量肝衰竭患者在等待肝移植的過(guò)程中不幸死亡。如何延長(zhǎng)肝衰竭患者等待時(shí)間，使更多患者能夠有機(jī)會(huì)接受肝移植手術(shù)是肝衰竭治療領(lǐng)域長(zhǎng)久的熱點(diǎn)之一。

4 人工肝支持治療

人工肝起源于20世紀(jì)50年代，模擬人工腎臟透析的方式，改善肝衰竭患者的肝、腎功能及肝性腦病的癥狀，維持患者生命，延長(zhǎng)患者等待供肝的時(shí)間，為患者向肝移植過(guò)渡起到了橋梁作用。人工肝目前主要分成三大類：(1)非生物人工肝：通過(guò)透析、過(guò)濾、吸附及血漿置換等方式，主要清除患者血液中毒性物質(zhì)的反應(yīng)裝置；(2)BAL：以人工培養(yǎng)的細(xì)胞為基礎(chǔ)構(gòu)建的體外生物反應(yīng)裝置；(3)組合生物人工肝：由部分生物及非生物共同組建成的反應(yīng)裝置。組合生物人工肝雖然有一定的解毒功能，但其缺乏合成、分泌和調(diào)節(jié)的能力，臨床應(yīng)用顯示，患者的生存時(shí)間并未得到顯著的提高[19]。BAL不僅有非生物人工肝的清除毒素的作用，還具備肝細(xì)胞類似的代謝、合成功能。BAL的3種關(guān)鍵因素有細(xì)胞來(lái)源、細(xì)胞培養(yǎng)方式及生物反應(yīng)器，目前對(duì)其研究取得一定的進(jìn)展。

4.1 細(xì)胞來(lái)源 理想的細(xì)胞應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)來(lái)源廣泛、易獲取、易增殖；(2)盡可能最大限度地與人肝細(xì)胞的功能相似；(3)具有較高的生物安全性，避免病毒感染、免疫排斥等風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有的BAL系統(tǒng)中多采用原代人肝或豬肝細(xì)胞作為其核心細(xì)胞材料。目前可獲取的原代人肝細(xì)胞大多來(lái)源于廢棄的移植供肝，但其肝細(xì)胞有一定的損害，功能不一定滿足BAL的標(biāo)準(zhǔn)。雖然豬肝細(xì)胞與人肝細(xì)胞在生理功能方面比較類似，但豬肝細(xì)胞作為異種來(lái)源細(xì)胞，具有病毒感染和免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)[20]。筆者前期對(duì)豬源性BAL的免疫安全性[21]、病毒學(xué)安全性[22-23]進(jìn)行了詳細(xì)研究，并在國(guó)際上首次系統(tǒng)制訂了BAL療效、病毒和免疫安全性評(píng)估體系。

相比于人肝細(xì)胞體外擴(kuò)增較困難、存活時(shí)間短等缺陷，腫瘤源性肝細(xì)胞株具有無(wú)限增殖的優(yōu)勢(shì)[24]。但目前腫瘤源性肝細(xì)胞株在臨床仍限制其應(yīng)用，關(guān)鍵是其有難以避免的致瘤風(fēng)險(xiǎn)。永生化肝細(xì)胞株是腫瘤來(lái)源細(xì)胞的替代品，使細(xì)胞實(shí)現(xiàn)無(wú)限分裂和增殖。永生化肝細(xì)胞株來(lái)源廣泛，有較少的并發(fā)癥，但其肝功能表達(dá)不完整，而且還有致癌和病毒感染的可能，故目前該技術(shù)仍處于基礎(chǔ)研究階段，尚未進(jìn)入臨床試驗(yàn)[25-26]。

干細(xì)胞的體外擴(kuò)增能力較強(qiáng)，但其臨床應(yīng)用必須要分化為肝細(xì)胞[27]。目前的研究條件不能體外實(shí)施干細(xì)胞大規(guī)模擴(kuò)增以及對(duì)其進(jìn)行誘導(dǎo)分化，因此獲取干細(xì)胞臨床級(jí)的數(shù)量、維持干細(xì)胞分化后的生物穩(wěn)定性是一個(gè)有待解決的難題[27-28]。筆者研究[29]發(fā)現(xiàn)豬肝細(xì)胞與骨髓MSC按2∶1比例接種三維共培養(yǎng)至第2天可最大程度維持肝細(xì)胞形態(tài)與功能。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)多個(gè)肝細(xì)胞聚集形成三維球形細(xì)胞團(tuán)黏附于MSC周圍，在異質(zhì)細(xì)胞間出現(xiàn)了細(xì)胞連接，實(shí)現(xiàn)了同質(zhì)和異質(zhì)細(xì)胞間功能接觸，初步解決了脫離間質(zhì)細(xì)胞微環(huán)境后的肝細(xì)胞體外培養(yǎng)功能較差的問(wèn)題[30]。然而，目前肝細(xì)胞聯(lián)合干細(xì)胞共培養(yǎng)體系BAL的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中，其效果仍有待進(jìn)一步臨床實(shí)踐的驗(yàn)證。

基于以上問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院惠立建教授通過(guò)干細(xì)胞誘導(dǎo)技術(shù)，將人源成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)分化為功能良好且能夠持續(xù)分化的人類誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞，不僅避開了道德倫理問(wèn)題，而且再分化操作更加簡(jiǎn)單、時(shí)間耗費(fèi)更短，也避開了異種細(xì)胞的免疫風(fēng)險(xiǎn)。人類誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞表達(dá)成熟肝特異性基因ALB、AAT并具有成熟肝臟的功能。筆者與惠教授合作構(gòu)建了以人類誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞為種子細(xì)胞的BAL，臨床前研究[31-32]證實(shí)人類誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞-BAL可以顯著提升ALF小型豬的存活率、改善肝功能、減輕肝損傷。目前該技術(shù)已開始進(jìn)行初步臨床治療，相信其具有較為光明的前景。

4.2 生物反應(yīng)器 為BAL核心之一，其作用是盡可能的模擬人體的生長(zhǎng)微環(huán)境，使得細(xì)胞的功能得到維持。早期的BAL采用大動(dòng)物的整體肝臟，將大血管與人體血管連接形成血流回路，但該方法操作極其繁瑣，更重要的是安全性缺乏保障。因此，開發(fā)一個(gè)能有效改善細(xì)胞的生存環(huán)境的生物反應(yīng)器，是目前BAL的主要研究方向。

在細(xì)胞反應(yīng)器內(nèi)的培養(yǎng)細(xì)胞方式是決定BAL能否成功的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)單層貼壁培養(yǎng)方式無(wú)法滿足臨床級(jí)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)要求。三維培養(yǎng)可以模擬肝細(xì)胞的在體排布，節(jié)約空間，使生物反應(yīng)器體積得到優(yōu)化。多層平板生物反應(yīng)器目前研究廣泛，該反應(yīng)器可以將培養(yǎng)液由中心向四周輻射，能夠與細(xì)胞進(jìn)行廣泛接觸，從而實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞與培養(yǎng)液之間的物質(zhì)交換[33]。筆者從支架材料入手，引入殼聚糖納米纖維支架材料。它不僅具有良好的生物相容性，還能從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上模擬肝細(xì)胞在體微環(huán)境，促進(jìn)肝細(xì)胞黏附；同時(shí)通過(guò)對(duì)殼聚糖納米材料的半乳糖接枝，使其與肝細(xì)胞表面的去唾液酸糖蛋白受體特異性結(jié)合，從生化結(jié)構(gòu)上模擬肝細(xì)胞的體內(nèi)環(huán)境，促使肝細(xì)胞聚集生長(zhǎng)，提高其活性和功能[34]?；跉ぞ厶羌{米材料的多層平板型生物反應(yīng)器初步解決了反應(yīng)器中肝細(xì)胞易脫落及功能不能長(zhǎng)期維持的難題，為BAL生物反應(yīng)器的研發(fā)提出了新的思路。

此外，培養(yǎng)液及氧供分配是影響反應(yīng)器內(nèi)細(xì)胞活力及功能的另一個(gè)重要因素。筆者采用在培養(yǎng)液中加入紅細(xì)胞的辦法，明顯改善了反應(yīng)器中肝細(xì)胞的氧供情況，提高了反應(yīng)器中細(xì)胞的葡萄糖代謝及各種肝特異功能的表達(dá)，是一種簡(jiǎn)便易行的解決反應(yīng)器氧供問(wèn)題的手段[35]。

筆者自1999年以來(lái)一直致力于BAL的研究，通過(guò)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在骨髓MSC與肝細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)和乳糖?；鶜ぞ厶羌{米材料為基礎(chǔ)構(gòu)建鼓樓醫(yī)院第二代BAL方面獲得重大突破。目前，該BAL通過(guò)臨床研究，完成38例(48例次)ALF患者的BAL治療，根據(jù)中華傳染病與寄生蟲病學(xué)會(huì)人工肝學(xué)組指定的療效標(biāo)準(zhǔn)判定：臨床治愈9例，治愈好轉(zhuǎn)34例，療效處于國(guó)際領(lǐng)先(好轉(zhuǎn)率89.5%，優(yōu)于傳統(tǒng)治療的25%)，治療后無(wú)1例發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)、排斥反應(yīng)及病毒感染[36]。2011年，承接中科院先導(dǎo)專項(xiàng)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究，與中科院合作共同研發(fā)了以人類誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多層平板式生物反應(yīng)器為核心的鼓樓醫(yī)院第三代BAL，并于2016年初完成動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示小型豬耐受性良好，未出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件，運(yùn)輸、治療中細(xì)胞活性保持良好，治療組生存時(shí)間延長(zhǎng)。目前該BAL已經(jīng)通過(guò)南京鼓樓醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，下一步將進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段。

在研發(fā)BAL的同時(shí)，筆者還在國(guó)內(nèi)率先提出了BAL聯(lián)合肝移植治療肝衰竭的新模式，并在前期的臨床工作及研究中獲得了良好的效果。潘辰等[37]分析8例BAL聯(lián)合肝移植治療肝衰竭的患者，發(fā)現(xiàn)在肝移植前行人工肝治療，能夠較好地糾正內(nèi)環(huán)境紊亂，使患者安全度過(guò)待肝期，并增加肝移植受者的數(shù)量及提高成功率。姜濤等[38]認(rèn)為肝移植加人工肝支持療法是治療急、慢性肝衰竭的有效方法。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，肝衰竭的治療仍然是目前國(guó)際醫(yī)學(xué)界的難題，任何的單一治療方案均不能達(dá)到滿意效果。多學(xué)科多方案的治療組合不失為有效的治療對(duì)策，特別是BAL聯(lián)合肝移植的治療模式有望為肝衰竭患者帶來(lái)福音。

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引證本文：DING YT. Bioartificial liver and liver transplantation: new modalities for the treatment of liver failure[J]. J Clin Hepatol, 2017, 33(9): 1693-1698. (in Chinese) 丁義濤. 生物人工肝和肝移植： 肝衰竭治療新模式[J]. 臨床肝膽病雜志, 2017, 33(9): 1693-1698.

(本文編輯：王 瑩)

Bioartificialliverandlivertransplantation:newmodalitiesforthetreatmentofliverfailure

DINGYitao.

(DepartmentofHepatobiliarySurgery,AffiliatedDrumTowerHospitalofNanjingUniversityMedicalSchool,Nanjing210008,China)

The main features of liver failure are extensive necrosis of hepatocytes, rapid disease progression, and poor prognosis, and at present, there are no effective drugs and methods for the treatment of liver failure. This article summarizes four treatment methods for liver failure, i.e., medical treatment, cell transplantation, liver transplantation, and artificial liver support therapy, and elaborates on the existing treatment methods. The current medical treatment regimen should be optimized; cell transplantation has not been used in clinical practice; liver transplantation is the most effective method, but it is limited by donor liver shortage and high costs; artificial liver can effectively remove toxic substances in human body. Therefore, this article puts forward artificial liver as a transition for liver transplantation; artificial liver can buy time for liver regeneration or liver transplantation and prolong patients′ survival time and thus has a promising future. The new treatment modality of bioartificial liver combined with liver transplantation may bring good news to patients with liver failure.

liver failure； liver transplantation； liver, artificial； therapy

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.09.013

2017-05-22；

：2017-05-31。

丁義濤(1950-),男，主任醫(yī)師，教授，主要從事肝臟移植、生物人工肝及肝膽外科研究。

R575.3； R617

：A

：1001-5256(2017)09-1693-06