郭宏偉,張麗,徐鈞(.山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,山西 太原 030000;.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院肝膽胰外科及肝臟移植中心,山西醫(yī)科大學(xué)肝病與器官移植研究所,消化系疾病與器官移植山西省重點實驗室,山西 太原 030000)
肝移植是治療急性肝功能衰竭和終末期肝病患者的最有效也是唯一有效治療方法。早期移植物功能不全(early allograft dysfunction,EAD)是肝移植術(shù)后的常見并發(fā)癥,其發(fā)生率為26.5%~35.9%[1-5],與移植物存活和移植術(shù)后受體生存有密切聯(lián)系。然而,人們對于EAD 的認(rèn)識仍有待深入。本文綜述了EAD 的定義、診斷標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)生機(jī)制、對受體的影響、風(fēng)險因素及其防治策略,以期促進(jìn)臨床醫(yī)師對這一并發(fā)癥的認(rèn)識,改善患者預(yù)后。
EAD 的基本定義是肝移植術(shù)后早期(1 周內(nèi))移植物功能處于邊緣狀態(tài)[6],絕大多數(shù)EAD 是可逆的,可無明顯的癥狀而僅有肝臟生化檢查異常,小部分EAD 可進(jìn)一步發(fā)展為早期移植物無功能,導(dǎo)致再次移植或患者死亡。
EAD 的診斷標(biāo)準(zhǔn)是在長期的肝移植術(shù)后早期移植物功能評估過程中發(fā)展而來的,目前臨床研究中應(yīng)用最為廣泛的診斷標(biāo)準(zhǔn)是Olthoff 等[7]及其移植團(tuán)隊于2010 年提出的,滿足以下3 個條件之一即可診斷為EAD:① 肝移植術(shù)后第7 天總膽紅素(total bilirubin,TBiL)≥10 mg/dl(171 μmol/L);② 肝移植術(shù)后第7 天國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(international normalized ratio,INR)≥1.6;③ 肝移植術(shù)后7 d 內(nèi)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)或天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)>2 000 U/L。
本文所指EAD 定義,若無特殊說明,均為此定義。然而,Olthoff 教授提出的EAD 定義是較為簡單的二分類定義,單純地將肝移植受者分為兩類,不能較好地對肝移植術(shù)后移植物功能進(jìn)行連續(xù)分級。因此,一個可以準(zhǔn)確評估肝移植術(shù)后移植物功能并預(yù)測移植預(yù)后的評分模型迫在眉睫[8]。為此,移植界已進(jìn)行了多項研究并提出了數(shù)個肝移植預(yù)后模型,主要包括以下幾種模型。
(1) Pareja 等[9]于2015 年提出了早期移植物功能評估模型評分(model for early allograft function score,MEAF)。
MEAF 評分=ALT 分值+INR 分值+TBiL 分值。
ALTMax.3POD:術(shù)后前3 d ALT 最大值,INRMax.3POD:術(shù) 后 前3 d INR 最 大 值,TBiL3POD:術(shù) 后 第3 天TBiL。
(2) Agopian 教授[6]于2017 年提出了L-GrAFT評分(liver graft assessment following transplantation risk score,L-GrAFT):L-GrAFT 分值=11.27 - 0.429 ×(AUC log AST) + 0.005 × (AUC log AST2) + 4.607 ×(early slope log AST) + 4.413 × (early slope log AST2) +0.890 × (log max INR) - 0.049 × (AUC log TBiL) +0.004 × (AUC log TBiL2) + 5.336 × (slope log TBiL) -0.046 × (AUC log PLT) - 5.249 × (slope log PLT) +13.086 × (slope log PLT2)。
AUC log AST:術(shù)后10 d AUC log AST;AUC log AST2:術(shù)后10 d AUC log AST2;early slope log AST:術(shù)后7 d log AST 斜率;early slope log AST2:術(shù)后7 d log AST2斜率;log max INR:術(shù)后10 d log max INR;AUC log TBiL: 術(shù) 后10 d AUC log TBiL;AUC log TBIL2:術(shù)后10 d AUC log TBiL2;slope log TBiL:術(shù)后10 d log TBiL 斜率;AUC log PLT:術(shù)后10 d AUC log PLT;slope log PLT:術(shù) 后10 d log PLT 斜 率;slope log PLT2:術(shù)后10 d log PLT2斜率。
(3) Avolio 等[10]于2020 年 進(jìn) 行 了 一 項 包 含1 609 例移植患者的多中心隊列研究后提出了EASE評分(early allograft failure simplified estimation score):EASE 評分=0.958 + (0.044 × 移植時MELD 分值) +(0.065 × PRBC) + (2.567 × 血 栓) + (0.000534 ×AUC2AST) + (-0.093 × AUC PLT) + (-7.766 × Slope PLT) + (0.735 × Slope Bilirubin) + (-0.402 ×大樣本中心)。
PRBC (packed red blood cell ):包裝紅細(xì)胞輸注數(shù);血栓:肝血管血栓形成賦值為1;AUC2AST:術(shù)后第1、2、3、7、10 天AUC2AST;AUC PLT:術(shù)后第1、3、7、10 天AUC PLT;Slope PLT:術(shù)后第1、3、7、10 天PLT 斜率;Slope Bilirubin:術(shù)后第1、3、7、10 天膽紅素斜率;大樣本中心:70 例及以上為大樣本,賦值為1。
新提出的MEAF 評分、L-GrAFT 評分和EASE評分可以對肝移植術(shù)后肝功能進(jìn)行連續(xù)分級,但其計算公式較為復(fù)雜,可能影響其在臨床工作中的應(yīng)用。
截至目前,已有多項驗證上述評分的相關(guān)臨床研究。Jochmans 等[11]的一項包括660 例肝移植患者的研究表明,MEAF 評分和EAD 分類都是3 個月、6 個月和12 個月移植物存活率的獨立預(yù)測因子,且MEAF 評分比常用的EAD 分類更能準(zhǔn)確地預(yù)測移植物丟失。然而,一項來自Rayar 等[12]的包括785 例肝移植患者的研究發(fā)現(xiàn),使用MEAF 評分評估移植物功能障礙嚴(yán)重程度是有效的,但MEAF 評分預(yù)測3 個月移植物存活的能力不如傳統(tǒng)EAD 二分類標(biāo)準(zhǔn)。截止目前,移植界尚無驗證L-GrAFT 評分和EASE評分預(yù)測肝移植預(yù)后準(zhǔn)確性的相關(guān)研究。
目前認(rèn)為,EAD 的潛在病理生理學(xué)機(jī)制主要與肝缺血/再灌注損傷(ischemia reperfusion injury,IRI)有關(guān)[13]。肝缺血/再灌注損傷是指肝臟經(jīng)歷一段時間的缺血后重新灌注時遭受的肝損傷,是肝移植過程中不可避免的事件,肝移植過程中的IRI 包括熱IRI 和冷IRI 兩個過程。熱IRI 是指器官獲取和移植過程中肝循環(huán)中斷和恢復(fù)時造成的損傷,主要通過枯否細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性物質(zhì)的釋放導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷,冷IRI 是指器官儲存過程中導(dǎo)致的肝臟損傷,主要導(dǎo)致肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的損傷和微循環(huán)的破壞[14-15]。兩種形式的IRI 都包括缺血和再灌注兩個階段:缺血階段主要表現(xiàn)為局部組織細(xì)胞代謝紊亂,而再灌注階段主要表現(xiàn)為嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)[16]。
肝臟缺血/再灌注損傷發(fā)生的分子機(jī)制十分復(fù)雜,目前的研究顯示,與肝IRI 相關(guān)的分子通路主要有過氧化物酶體增殖物激活受體途徑、核因子-κB 途徑、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B途徑和p38 絲裂原激活蛋白激酶途徑[13]。
已有多項研究證實,EAD 與肝移植術(shù)后早期的不良移植結(jié)果相關(guān)。一項來自Hudcova 等[2]于2017 年發(fā)表的包含239 例肝移植患者的回顧性隊列研究表明:EAD 不僅與肝移植術(shù)后1 年移植物丟失顯著相關(guān),而且與機(jī)械通氣時間>2 d、麻醉后監(jiān)護(hù)室/外科重癥監(jiān)護(hù)室(post-anesthesia care unit,PACU / surgical intensive care unit,SICU)住院時間>2 d、腎功能衰竭顯著相關(guān)。迄今為止關(guān)于EAD 最大的單中心隊列研究是來自梅奧診所Lee 等[1]于2016 年發(fā)表的包含1 950 例肝移植的回顧性隊列研究,該研究表明,發(fā)生EAD 的患者1、3 年和5 年移植物存活率和和患者生存率都明顯低于未發(fā)生EAD 的患者,并且EAD 患者的平均住院時間顯著延長。因此,EAD 可作為肝移植術(shù)后的早期預(yù)后指標(biāo),可用來預(yù)測移植物和患者生存率,以促進(jìn)對該類患者及早實施針對性的防治策略,以及更好地優(yōu)化供體-受體匹配。
研究發(fā)現(xiàn),EAD 不僅與肝移植術(shù)后移植物丟失和患者生存有關(guān),而且對其他臟器也有顯著影響。2015 年,梅奧診所Wadei 等[17]的研究表明EAD 與肝移植術(shù)后新發(fā)急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)和術(shù)后1 年內(nèi)發(fā)生終末期腎病的高風(fēng)險相關(guān),EAD 是AKI 需要腎臟替代治療的獨立預(yù)測因子。此外,術(shù)后第7 天膽紅素>10 mg/dl 的受者發(fā)生肝移植術(shù)后AKI 的風(fēng)險最高,這表明腎臟損傷不僅與肝缺血/再灌注損傷過程中肝臟枯否細(xì)胞釋放的炎性細(xì)胞因子引發(fā)的全身炎癥反應(yīng)相關(guān),也與EAD 引起的高膽紅素血癥導(dǎo)致的腎小管功能障礙有關(guān)。該團(tuán)隊的后續(xù)研究表明[18-19],對于肝移植術(shù)前接受腎臟替代治療的患者,EAD 是肝移植術(shù)后腎功能不恢復(fù)(30 d 內(nèi))的預(yù)測因素。因此,預(yù)防EAD 發(fā)生或減輕其影響的治療措施可能有助于改善肝移植后腎功能恢復(fù)和患者生存率。研究表明[20],肝移植術(shù)后肺部損傷與肝缺血/再灌注過程中枯否細(xì)胞釋放的炎性細(xì)胞因子引發(fā)的全身炎癥反應(yīng)有關(guān)。然而,肝移植術(shù)后肺部損傷與EAD 的內(nèi)在聯(lián)系尚不清楚。目前,關(guān)于EAD 對肝外臟器的影響的研究主要集中于腎臟損傷,EAD 對肺臟以及其余臟器的影響仍有待進(jìn)一步的研究。
研究表明,EAD 是肝移植術(shù)后的多因素并發(fā)癥,移植界已進(jìn)行了一些初始研究來尋找可控的危險因素。
5.1 供體因素:一項來自Hoyer 等[21]的包含678 例肝移植患者的研究認(rèn)為,肝移植術(shù)后早期移植物功能主要取決于供體因素,而肝移植術(shù)后長期移植物功能及患者的遠(yuǎn)期存活主要是經(jīng)受體因素驅(qū)動。
5.1.1 供體年齡:一直以來,移植界普遍認(rèn)為高齡供體意味著更差的移植物質(zhì)量,高齡供體的器官多發(fā)生退行性變、再生能力較差,更容易遭受缺血/再灌注損傷。中國心臟死亡捐獻(xiàn)器官評估與應(yīng)用專家共識2014 版將50 歲作為肝移植供體篩選的年齡界限,而將50 ~65 歲作為邊緣性供肝篩選的年齡界限[22]。然而最近的研究表明[23],當(dāng)排除脂肪變性、血鈉水平等其他影響供肝質(zhì)量的危險因素后,供體年齡并不會影響移植肝功能。
5.1.2 供肝脂肪變性:研究表明,相較于正常供肝,脂肪變性供肝對缺血/再灌注損傷的耐受性更差,并且缺血/再灌注損傷的特點也與正常供肝不同[24]。肝細(xì)胞內(nèi)的脂滴使肝細(xì)胞脹大,一方面導(dǎo)致肝血竇狹窄,導(dǎo)致局部微循環(huán)障礙。另一方面在器官冷保存時易發(fā)生脂肪固結(jié),再灌注時引起肝細(xì)胞崩解壞死。Hoyer 等[21]的研究證實,供肝活檢大泡脂肪變性是EAD 的預(yù)測因子。目前普遍認(rèn)為,輕度脂肪變性供肝(<30%)是安全的,中度脂肪變性供肝(30%~60%)與肝移植術(shù)后EAD 顯著相關(guān),應(yīng)謹(jǐn)慎使用,而重度脂肪變性供肝(>60%)應(yīng)予丟棄[25]。
5.1.3 冷、熱缺血時間:眾所周知,冷、熱缺血時間是肝移植術(shù)后EAD 最重要的危險因素,但具體的冷、熱缺血時間標(biāo)準(zhǔn)依然眾說紛紜。中國心臟死亡捐獻(xiàn)器官評估與應(yīng)用專家共識2014 版將冷、熱缺血時間標(biāo)準(zhǔn)定為[22]:熱缺血時間<20 min、冷缺血時間<8 h,將熱缺血時間20 ~30 min、冷缺血時間8 ~15 h 定義為邊緣性供肝,不建議使用熱缺血時間超過30 min、冷缺血時間超過15 h 的供肝。來自Paterno 等[26]的包含2 107 例DCD 肝移植的研究認(rèn)為DCD 肝移植熱缺血時間的安全閾值為40 min。而來自2020 年國際肝移植協(xié)會的共識意見則認(rèn)為DCD 肝移植熱缺血時間的安全閾值為30 min,當(dāng)存在其他危險因素(如供體年齡>45 歲)時,此閾值應(yīng)降低為20 min[27]。
5.1.4 心臟死亡捐獻(xiàn)供肝(DCD 供肝):隨著我國DCD 供肝的廣泛開展,目前已成為供肝獲取的重要來源。相較于DBD 供肝,DCD 供肝意味著較長的熱缺血時間,這可能導(dǎo)致更差的移植預(yù)后。來自梅奧中心的研究表明DCD 供肝是肝移植術(shù)后EAD發(fā)生的高危因素[1]。
5.1.5 供體高鈉血癥:肝移植術(shù)前供體血清鈉濃度對肝移植術(shù)后移植物功能的影響目前尚無明確定論。既往的研究表明供體高鈉血癥 (≥155 mmol/L)與肝移植術(shù)后EAD 相關(guān)[28],然而最近的多項研究表明供體高鈉血癥并不會對肝移植術(shù)后移植物功能產(chǎn)生負(fù)面影響[29-31],因此,供體高鈉血癥對肝移植術(shù)后的影響仍需進(jìn)一步的研究來明確。
5.1.6 其他:近期浙江大學(xué)進(jìn)行了一項關(guān)于移植前供肝肝內(nèi)蛋白表達(dá)譜對肝移植術(shù)后EAD 的影響的臨床研究表明同種異體移植物重量和肝內(nèi)血管內(nèi) 皮 生 長 因 子(vascular endothelial growth factor,VEGF)高表達(dá)是肝移植術(shù)后EAD 的危險因素[32]。這可能與較大的移植物接受較小的門靜脈血流導(dǎo)致肝內(nèi)微循環(huán)灌注不足有關(guān),而VEGF 高表達(dá)則可能意味著供肝存在較嚴(yán)重的缺血/再灌注損傷。
5.2 受體因素
5.2.1 終 末 期 肝 病 模 型(model for end-stage liver disease,MELD)評分:受體術(shù)前疾病的種類及其嚴(yán)重程度對肝移植術(shù)后EAD 的發(fā)生起著重要作用。MELD 評分可以比較準(zhǔn)確的評估受體術(shù)前疾病的嚴(yán)重程度,來自O(shè)lthoff 等[7]的研究也表明,較高的MELD 評分是肝移植術(shù)后EAD 發(fā)生的危險因素(MELD 評分每增加10 分,EAD 的發(fā)生率增加約44%)。
5.2.2 合并惡性腫瘤:來自梅奧診所的一項研究發(fā)現(xiàn)[33],以肝癌作為第二診斷的患者發(fā)生EAD 的風(fēng)險顯著增加,但兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系仍不清楚。
5.3 手術(shù)因素:肝移植術(shù)后EAD 的手術(shù)相關(guān)危險因素包括手術(shù)時間、術(shù)中輸注紅細(xì)胞數(shù)量等[1,10]。較長的手術(shù)時間和更多的輸血量意味著手術(shù)過程更加復(fù)雜以及術(shù)前疾病更嚴(yán)重,如廣泛的側(cè)枝循環(huán)形成、門靜脈血栓、門靜脈海綿樣變等。來自Lee 等[1]的研究表明,手術(shù)時間和術(shù)中輸注紅細(xì)胞數(shù)量是肝移植術(shù)后EAD 發(fā)生的獨立危險因素,發(fā)生EAD組與未發(fā)生EAD 組的平均手術(shù)時間分別為4.3 h 和4.8 h,平均輸注紅細(xì)胞數(shù)量為10.0單位和13.1單位。
由于EAD 的發(fā)生機(jī)制主要是IRI 以及不同程度的排斥反應(yīng),所以目前針對EAD 的預(yù)防策略主要集中于減輕IRI 和優(yōu)化供受體匹配。
6.1縮短冷、熱缺血時間:已有多項研究表明[21],較短的冷、熱缺血時間意味著更好的移植物質(zhì)量以及較低的EAD 發(fā)生率,因此,縮短冷、熱缺血時間可以預(yù)防EAD 的發(fā)生。例如合理分配器官,盡可能避免遠(yuǎn)距離運輸以及提高運輸效率以縮短冷缺血時間,優(yōu)化器官獲取的手術(shù)過程以縮短熱缺血時間也可以有效地預(yù)防EAD。
6.2器官保存液的選擇及改良:自1987 年現(xiàn)世以來,UW 液已成為供體肝臟保存液的金標(biāo)準(zhǔn)。除UW 液之外,臨床當(dāng)中常用的器官保存液還包括HTK 液、CS 液、IGL-1 液等。然而,關(guān)于各種器官保存液的優(yōu)缺點及其選擇仍未形成統(tǒng)一的認(rèn)識。最近的一項研究表明HTK 液、CS 液、IGL-1 液在器官保存方面具有與UW 液相同的安全性和有效性[34]。然而也有研究表明HTK 液在減少移植物損傷方面不如UW 液和IGL-1 液,并且與更高的術(shù)后EAD 發(fā)生率相關(guān)[35]。由此可見,各種器官保存液的適用條件仍需進(jìn)一步的隨機(jī)對照研究來證明。
雖然現(xiàn)有的器官保存液已經(jīng)能夠在很大程度上延長器官冷儲存的時間,但是冷儲存過程中帶來的損傷仍是影響移植預(yù)后的重要原因。因此,移植界仍在致力于改良器官保存液以減輕發(fā)生在冷儲存過程中的損傷。Kniepeiss 等[36]的最新報道顯示,傳統(tǒng)的HTK 液-Custodiol?已經(jīng)改進(jìn)為Custodiol-N版本;體外研究已經(jīng)證明Custodiol-N 溶液在減輕供肝冷保存損傷方面優(yōu)于Custodiol?溶液。后續(xù)的Ⅲ期臨床移植試驗正在進(jìn)行,其結(jié)果尚未公布。
6.3機(jī)械灌注(machine perfusion,MP):與靜態(tài)冷儲存相比,MP 可以沖洗肝內(nèi)的無氧代謝產(chǎn)物等有害物質(zhì),提供細(xì)胞代謝所需的能量及營養(yǎng)物質(zhì),并能實時監(jiān)測器官功能的變化。MP 的出現(xiàn)推動了高風(fēng)險供體的應(yīng)用,目前MP 主要包括以下幾種類型:低溫機(jī)械灌注、亞低溫機(jī)械灌注、常溫機(jī)械灌注、低溫氧合機(jī)械灌注、受控氧合復(fù)溫等。作為目前移植界器官保存領(lǐng)域的研究熱點,已有大量關(guān)于MP 技術(shù)的優(yōu)勢及缺點的研究。并且,中山大學(xué)何曉順教授團(tuán)隊于2017 年首次將常溫機(jī)械灌注技術(shù)運用于臨床,實現(xiàn)了無缺血肝移植[37]。該研究的成功意味著IRI 可以得到完全的避免,供體器官可以獲得最大限度的利用。
6.4優(yōu)化供受體匹配:肝移植供受體匹配主要包括ABO 血型匹配、大小匹配、性別匹配、種族匹配等方面。目前的研究表明,ABO 血型不相容肝移植(ABOi-LT)患者術(shù)后生存率顯著低于ABO血型相容肝移植患者,因此,ABOi-LT 應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用于臨床以降低術(shù)后EAD 的發(fā)生風(fēng)險[38]。有研究表明移植物重量是肝移植術(shù)后EAD 的危險因素,將移植物大小匹配作為供受體匹配的一部分有望降低術(shù)后EAD 的發(fā)生風(fēng)險[32]。
隨著肝移植成功率越來越高,越來越多的患者選擇了接受肝移植治療。EAD 作為肝移植術(shù)后的常見并發(fā)癥,也是患者預(yù)后不良的重要原因。因此,了解EAD 的發(fā)病機(jī)制及危險因素、改良EAD 的診斷標(biāo)準(zhǔn)、運用機(jī)械灌注等技術(shù)預(yù)防EAD 的發(fā)生對于提高肝移植患者的長期生存具有重要的臨床意義。機(jī)械灌注作為一種更優(yōu)的器官保存技術(shù),表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景,但其應(yīng)用指征、灌注參數(shù)以及灌注液的選擇仍未形成統(tǒng)一認(rèn)識,尚需大量研究進(jìn)行探索。