组合型人工肝的研究进展

梁法生 综述 宋继昌 审校  国外医学生物医学工程分册 1998年第21卷第2期

　　摘 要 近年来以生物人工肝为主附加血或血浆灌流组成的体外的组合型人工肝辅助装置，成为研究最多的、最有希望的人工肝。本文就此型人工肝的意义，研究近况、存在的问题与前景作了综述。

　　1、导 言

　　 近年来，人工肝的研究有了很大的进展。目前分为四型：（Ⅰ）非生物型；（Ⅱ）中间型；（Ⅲ）生物型；（Ⅳ）组合型。研究最多的是组合型人工肝装置（Hybrid artificial Liver Device ,HALD）,亦称组合型人工

　　肝支持系统（Hybrid Artificial Liver Support System,HALSs），是由Ⅲ型加Ⅰ型或Ⅲ型加Ⅱ型组成。这是因为过去40多年里，人们先后尝试了血液透析、血液透析滤过、血或血浆灌流、血浆置换、活性炭灌注、交叉循环、交换输血及整体洗涤等多种形式的人工肝辅助装置，用这些方法虽然改善病人的神经状况，但不能改善其生率。因此，人们认识到用肝细胞的生物肝才是较理想的人工肝。而生物肝虽然能较好地替代肝脏的解毒与生物合成功能，但急性肝衰竭患者体内积累的大量代谢产物及毒性物质，难以在有限的交换中由肝细胞来解毒，反过来还可能对培养肝细胞的存活及生物学功能产生不利影响，如将生物人工肝与偏重于解毒作用的人工肝结合起来，可使人工肝辅助装置的作用更完善。目前报道最多的是生物人工肝加上血或血浆灌流装置，后者内置活性碳或树脂等吸附剂 。

　　2、组合型人工肝的适应证意义

　　就目前所知，肝脏至少有600多种酶。在医学领域里有很少情况比急性肝功能衰竭更具有破坏性，这是因为会细胞的坏死破坏了肝脏的合成，代谢、解毒和排泄功能与途径，导致高达80%的死亡率[1，4]。在未来人工肝有可能成为治疗急性肝功能衰竭的主要手段之一，通过下列途径得以治疗，并包括治疗一些相关的疾病：（1）肝组织再生，如果肝脏以前的结构与功能是正常的，暴发性肝衰幸存者的肝组织可以完全再生，同时人工肝的肝细胞可分泌一些促再生的物质如肝细胞生长因子返回到病人肝脏中，促进肝细胞的再生，因此人工肝有可能维持肝衰病人存活，一直到肝细胞再生与功能恢复。（2）肝移植的桥梁：尽管肝移植术是目前治疗肝功能衰竭的唯一有效办法，但受严重的器官短缺所限制。一个理想的人工肝有可能通过支持肝功能来解决移植前的重在难题，直到有一个合适的供肝被移植。（3）治疗肝移植后的最初无功能（PNF）。（4）提高再移植的存活率：如果人工肝能使肝的急症再移植手术变成择期手术的话，可提高再移植肝的存活率 。（5）有助于行肝叶吸量切除术，肝叶极量切除术后用人工肝支持其功能，使病人渡过危险期一直到肝组织再生。（6）人工肝可减少肝癌化疗的毒性作用。（7）有可能治疗和预防慢性肝功能衰竭的失代偿 。

　　3、组合型人工肝研究的现况

　　 目前大多数组合型人工肝包括生物成分、生物反应器和血或血浆灌流三个部分[3，6]。

　　3.1 生物成分

　　 为了替代肝脏的功能，曾试用了肝脏的切片、细片、冻干粉沫、肝细胞酶等，但因其机能短且质量低，现很少应用。目前所用的多为动物或人的肝细胞。

　　 3.1.1 细胞来源

　　动物肝细胞中猪肝细胞为首选。虽然分离后的肝细胞在体外很少增生，但来源是无限的。尽管动物试验与临床有可喜的报告。但问题是动物肝细胞所合成的物质能否完全取代人的相应物质，并且异基因蛋白和酶进入到血循环中也能出现副作用[4，7]。用人的肝细胞似乎是理想的，然而体外分化的肝细胞很少增值，因而其来源成了问题。现常用的人肝细胞系是肝细胞瘤或肝胚细胞瘤，它们具有肿瘤的基因特征，虽然能表达一些特殊的酶且能合成一些蛋白和尿素，但这些细胞提供葡萄糖和代谢乳酸以及合成尿素的能力是很低的，同时对这些细胞引起的危险和副作用知甚少[8]。可行的事实是可以改变它们的基因型和表现型以及形成亚克隆，而仍具有分化功能。另一种希望是将来弄清肝细胞增生和分化的机制，在此基础上通过基因工程在体外产生理想的稳定肝细胞系并贮存起来，当需要时用分化因子刺激；这种技术在其它高度分化的细胞中已经应用。用胎儿肝细胞在试管内增生并很可能被刺激而分化，这需要一些关于肝细胞分化的基础研究，也涉及到伦理问题。

　　3.1.2 细胞培养

　　在肝细胞单层培养中，尽管维持了几种重要的代谢功能。但细胞在24小时内失去了连接，在5天内失去特殊功能，于1-2周内死亡。以后由于认识到了肝细胞与肝细胞之间、肝细胞与基质间的相互作用对于肝细胞保持分化功能与活性非常重要，使培养了的肝细胞经长时

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