人工肝支持系統(tǒng)及其治療重型肝炎的研究現(xiàn)狀

作者：王英杰　李夢(mèng)東

早在50年代，人們就試圖用人工肝臟來(lái)替代嚴(yán)重肝病患者衰竭的肝功能，但受

技術(shù)條件及方法的限制，加上肝臟功能十分復(fù)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(jīng)過(guò)數(shù)十年不懈的努力，特別是隨著

以培養(yǎng)肝細(xì)胞為材料的新型生物人工肝的日臻成熟，人工肝支持系統(tǒng)(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(guò)肝再生而

自然恢復(fù)爭(zhēng)取時(shí)間、創(chuàng)造條件，同時(shí)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(xiàn)就常用ALSS及其治療重型肝炎的研究現(xiàn)狀作一簡(jiǎn)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(guò)等。

用樹脂、活性炭等材料進(jìn)行血液灌流，可有效吸附肝衰竭患者血液中的毒性物

質(zhì)，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(yīng)用副反應(yīng)大。晚近采用活性炭微囊化技術(shù)、改用血漿灌流等，避免了活性炭

與血細(xì)胞直接接觸，從而減少了不良反應(yīng)。但由于吸附材料本身選擇性較差，在去

除患者體內(nèi)毒性物質(zhì)的同時(shí)，也吸附了一些機(jī)體有用的物質(zhì)，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(lián)合使用或用于治療病情較輕的重型肝炎

。

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

炭、陽(yáng)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(qiáng)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(jù)悉，國(guó)內(nèi)有單位引進(jìn)該系

統(tǒng)治療個(gè)例重型肝炎有一定的療效。

使用目前通用的聚丙烯腈膜進(jìn)行血液透析，能有效地去除尿素、肌苷及無(wú)機(jī)磷

酸鹽等小分子物質(zhì)，但對(duì)中、大分子物質(zhì)清除率較低，故僅用于肝衰竭同時(shí)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(guò)器，其效率為聚丙烯腈膜的3倍，能使暴發(fā)性肝炎

患者意識(shí)恢復(fù)率達(dá)到90％，半數(shù)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(jié)合的大

分子物質(zhì)(如內(nèi)毒素)及中、小分子物質(zhì)，并補(bǔ)充蛋白、調(diào)理素及凝血因子等多種生

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

9例成活，成活率達(dá)60％。但以后日本學(xué)者報(bào)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(dú)應(yīng)用療效并不十分理想。隨后國(guó)外又有人將血漿置

換療法與新型膜材料透析濾過(guò)相結(jié)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(yōu)化組合可顯示出更好的效果。

1992年天津市傳染病醫(yī)院采用血漿置換及血液濾過(guò)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(yī)科大學(xué)采用血漿置換或聯(lián)合活性

炭吸附等治療重型肝炎取得令人鼓舞的結(jié)果，使急性、亞急性重型肝炎的治愈率進(jìn)

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

提高近40個(gè)百分點(diǎn)［6，7］。引起國(guó)內(nèi)肝病界的極大關(guān)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(fā)生人

類免疫缺陷病毒(HIV)和肝炎病毒的經(jīng)血傳播，少數(shù)患者可出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)，置換過(guò)

程中同時(shí)去除了患者機(jī)體內(nèi)有益的物質(zhì)。

三、生物型人工肝

生物型人工肝是80年代后期出現(xiàn)的新型ALSS，是將肝細(xì)胞懸液、培養(yǎng)肝細(xì)胞等

與生物合成材料相結(jié)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(zhì)代謝、具有生物轉(zhuǎn)化功能、可清除毒性物質(zhì)

、能分泌具有促進(jìn)肝細(xì)胞生長(zhǎng)活性的物質(zhì)等［8］。

目前，早期的生物人工肝裝置如交叉循環(huán)、肝灌流等，由于療效不肯定、副反

應(yīng)大、操作復(fù)雜等原因，已被逐漸放棄。以培養(yǎng)肝細(xì)胞為基礎(chǔ)的體外生物型人工肝

支持系統(tǒng)(BLSS)成為目前研究的重點(diǎn)。該系統(tǒng)是將培養(yǎng)肝細(xì)胞置于體外循環(huán)裝置，

即生物反應(yīng)器中，患者血液／血漿流過(guò)生物反應(yīng)器時(shí)，通過(guò)半透膜或直接接觸與培

養(yǎng)肝細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)交換，從而起到理想的人工肝支持作用［9］。

肝細(xì)胞是生物型人工肝的核心部分，目前國(guó)外使用最多的是豬肝細(xì)胞［10］，

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及個(gè)例臨床研究均未見明顯的副反應(yīng)，其原因可能系暴發(fā)性肝衰竭患者免

疫功能低下，不易引起明顯的免疫反應(yīng)。由于存在著種屬差異，加上有時(shí)暴發(fā)性肝

衰竭患者血清對(duì)培養(yǎng)肝細(xì)胞的毒性作用可使其很快失去活性，使用動(dòng)物肝細(xì)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(yīng)用中最好使用同種肝細(xì)胞。成

人肝在國(guó)外僅用作肝移植的供體，由手術(shù)過(guò)程獲得的人肝細(xì)胞雖經(jīng)分離培養(yǎng)證實(shí)可

以用于生物型人工肝，但其數(shù)量及質(zhì)量顯然有限。

無(wú)論是動(dòng)物還是人肝細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)均存在生長(zhǎng)條件要求嚴(yán)格、存活時(shí)間及產(chǎn)量有

限、難以傳代等缺點(diǎn)，而一些肝腫瘤細(xì)胞株恰可彌補(bǔ)上述不足，且來(lái)源廣泛，培養(yǎng)

后能迅速達(dá)到人工肝支持所需的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，并且具有正常肝細(xì)胞的某些功能。如H

epG2細(xì)胞株不僅可替代肝細(xì)跑的代謝解毒功能，而且有在患者血漿中存活并生長(zhǎng)的

特性，被認(rèn)為是較理想的肝細(xì)胞替代物。C3A細(xì)胞株具有良好的肝細(xì)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(fā)

性肝衰竭患者的人工肝支持，結(jié)果患者腦病癥狀得到改善，其中，1例存活［11］

。但由于腫瘤來(lái)源肝細(xì)胞株的特異性功能常與肝組織不同，有的肝細(xì)胞株系病毒感

染轉(zhuǎn)化而成，有的則可使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生癌變。故一般不主張將肝細(xì)胞瘤細(xì)胞株用于

生物人工肝，據(jù)悉美國(guó)已限制使用C3A細(xì)胞株。

新分離的肝細(xì)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(shí)間改變肝功能不全患者的肝臟功能。單層培養(yǎng)肝細(xì)胞在細(xì)胞的生物活性

、增殖能力方面均明顯優(yōu)于肝細(xì)胞懸液，直接培養(yǎng)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(diǎn)是單位面積細(xì)胞數(shù)較少，且不便隨意取出

。采用微載體培養(yǎng)肝細(xì)胞，不僅能明顯增加培養(yǎng)肝細(xì)胞的數(shù)量，而且能通過(guò)提供立

體支撐作用維持肝細(xì)胞良好的形態(tài)特征，保持蛋白合成和膽紅素代謝功能1個(gè)月以

上［12］。在肝細(xì)胞分離后采用抑制肝細(xì)胞單層貼壁方法，可促進(jìn)其相互聚集成多

細(xì)胞球形體，該培養(yǎng)系統(tǒng)中肝細(xì)胞立體排列，能較好地維持形態(tài)并產(chǎn)生相互作用。

球形聚集肝細(xì)胞與微載體肝細(xì)胞均有很高的組織化程度，有明顯的分化增殖能力，

能長(zhǎng)期(50天)維持正常的生物學(xué)功能，尤其具有取用方便的優(yōu)點(diǎn)，因此是生物人工

肝系統(tǒng)理想的細(xì)胞培養(yǎng)方法［13］。

除此之外，近年來(lái)空心纖維培養(yǎng)技術(shù)也被應(yīng)用于肝細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，即在數(shù)百根

中空纖維的外側(cè)空間播種肝細(xì)胞，中空纖維內(nèi)灌流培養(yǎng)液，通過(guò)多孔質(zhì)的中空纖維

補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)及氧分，以維持肝細(xì)胞生存。該方法同樣實(shí)現(xiàn)了肝細(xì)胞高密度、長(zhǎng)期高活

性培養(yǎng)，且實(shí)用性更強(qiáng)［14］。盡管經(jīng)過(guò)近十年的努力，肝細(xì)胞分離、高密度培養(yǎng)

以及生物反應(yīng)器等BLSS的關(guān)鍵技術(shù)已得到初步的解決，臨床應(yīng)用救治數(shù)例暴發(fā)性肝

衰竭患者取得了成功，但迄今尚無(wú)單獨(dú)應(yīng)用治療重型肝炎的研究報(bào)道。最近，我們

用培養(yǎng)人肝細(xì)胞、中空纖維反應(yīng)器等構(gòu)建了BLSS，體外探索其治療重型肝炎的可能

性時(shí)發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有補(bǔ)充蛋白、降低黃疸和改善氨基酸紊亂等功能，提示臨床應(yīng)

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(fā)現(xiàn)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(nèi)積累的大量代謝產(chǎn)物及毒性物質(zhì)難以在有限的交換中由培養(yǎng)肝

細(xì)胞解毒，反過(guò)來(lái)還可能對(duì)培養(yǎng)肝細(xì)胞的存活及生物學(xué)功能產(chǎn)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(jié)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(zhuǎn)化功能及解毒作用更加完善［15］。迄今，已有將血液

透析濾過(guò)、血漿交換、活性炭吸附等方法與生物型人工肝相結(jié)合的研究報(bào)道。其中

，由血漿分離器、活性炭、肝細(xì)胞生物反應(yīng)器等組成的混合型BLSS，設(shè)計(jì)較為合理

，效果也更為理想。

Demetriou等［16］用混合型生物人工肝對(duì)10例嚴(yán)重肝衰竭患者進(jìn)行人工肝支

持治療，結(jié)果7例患者順利等到了肝移植，1例完全恢復(fù)，并于6個(gè)月后實(shí)施了選擇

性肝移植，存活率達(dá)到80％。另2例患者雖因并發(fā)敗血癥、多器官衰竭和可卡因試

驗(yàn)陽(yáng)性未能實(shí)行肝移植手術(shù)而死亡，但其存活時(shí)間也分別延長(zhǎng)了3和4周。Watanab

e等［17］對(duì)三組肝衰竭患者進(jìn)行人工肝支持，結(jié)果顯示：Ⅰ組等待緊急肝移植的

暴發(fā)性肝衰竭患者18例，16例經(jīng)支持治療神經(jīng)系統(tǒng)癥狀均好轉(zhuǎn)，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(fù)；Ⅱ組等待再次肝移植

的暴發(fā)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(jīng)支持癥

狀改善，但8例因并發(fā)多器官衰竭和敗血癥，未能進(jìn)行肝移植而死亡，另2例恢復(fù)并

擇期實(shí)施了肝移植。

如上所述，人工肝的研究已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，新一代混合型BLSS已成為人工

肝的發(fā)展方向，其作為肝移植可靠的過(guò)渡支持手段也被愈來(lái)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(fù)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。從理論上講，

只要能進(jìn)一步解決肝細(xì)胞的來(lái)源數(shù)量、培養(yǎng)細(xì)胞的活性保存以及生物反應(yīng)器強(qiáng)化設(shè)

計(jì)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(xiàn)階段我國(guó)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(guó)家臨床資料中的暴發(fā)性肝衰竭與我國(guó)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(guān)注

的重要問題，所幸我們的課題已被列入圍家“九五”攻關(guān)計(jì)劃，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究取

得了較大進(jìn)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(biāo)得到明顯的改現(xiàn)，遺憾的是終因繼發(fā)感染而未能治愈，但患者的存活

時(shí)間均延長(zhǎng)近兩周。欲使患者通過(guò)肝再生而恢復(fù)，還需要進(jìn)一步努力。

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