2022医学课件人工肝支持系统和肝移植

1、人工肝支持系统和肝移植第一页，共七十九页。人工肝支持系统 人工肝脏，又称人工肝脏支持系统，是采用非药物性手段或装置暂时支持肝脏以维持患者生命，初步纠正肝功能衰竭所引起的严重代谢紊乱，去除体内蓄积的各种毒性物质，使病变的肝脏有时间和条件通过再生逐渐恢复其原有的结构和功能而获得生存的一种治疗方法。第二页，共七十九页。一、概述 50年代，Merrill首先用血液透析方法治疗肝功能衰竭的患者。1956年，Sorrention证实新鲜肝脏匀浆的解毒能力，首次提出了“人工肝的概念。此后的几十年内，人工肝的研究虽然取得了一定的进展，但疗效欠佳。第三页，共七十九页。 概 述 Nyberg等人统计1976年以前

2、物理人工肝装置，肝性脑病改善率为68%，生存率仅为28%。因此，人工肝的系统研究虽然已有近半个世纪的历史，但长期以来一直处于徘徊状态，直至采用培养肝细胞为材料的生物人工肝bioartificial liver的出现，才再次掀起了该领域的研究热潮，并取得了较大进展。第四页，共七十九页。 概 述一人工肝支持系统的分类1、 物理性人工肝辅助1血液透析；2血液滤过；3血液灌流；4血浆别离；5分子吸附再循环装置molecular absorbents recirculation system, MARS第五页，共七十九页。 概 述分 类 2、生物人工肝1体外人工肝辅助系统2体内肝细胞移植3、混合生物人工

3、肝第六页，共七十九页。 概 述二适应症1、急性、亚急性或慢性重症病毒性肝炎；2、中毒性肝脏损伤；3、高胆红素血症；4、各类型肝硬化的失代偿期，或肝硬化病人已做过分流术又产生肝功能不全或屡发门体循环性脑病；第七页，共七十九页。5、肝移植前的“待肝期；6、肝脏手术后的无功能或低功能状态；7、肝移植后，经过假设干时间产生不可逆的排异或其他原因，又出现肝昏迷的预兆者； 概 述适应症第八页，共七十九页。8、肝功能衰竭的严重并发症，如肝肾综合症、心衰、脓毒血症；9、先天性非溶血性黄疸，尤其应用于治疗Crigler-Najjar综合征；10、蛋白结合药物的急性中毒。 概 述适应症第九页，共七十九页。三禁忌症

4、1、心肺功能不全的病人；2、各种原因引起的末梢循环衰竭3、出凝血机制明显异常者；4、病人高度烦躁，不能安静卧床者。第十页，共七十九页。二、物理性人工肝辅助装置一血液透析(Hemodialysis, HD) 主要是通过半透膜把血液与透析液隔 开，中小分子物质借助浓度梯度在膜的两侧弥散，从而到达去除血液中的毒性物质的目的。第十一页，共七十九页。 血液透析 早期常用的为铜纺膜，可滤过相对分子量1000以内的低分子物质，但某些引起肝性脑病的毒性物质，不能被一般透析膜去除。第十二页，共七十九页。 后采用聚丙烯腈膜，可滤过相对分子量在15000以内的物质，能有效去除氨、游离脂肪酸及胆汁、尿素、肌酐及无机磷

5、酸盐等小分子物质。血液透析第十三页，共七十九页。二血液滤过(Hemofilitration, HF) 主要通过采用孔径较大平均为100A的膜，依靠液体静压力差作为跨膜压，通过对流作用使血液中的毒物经膜滤过而去除。第十四页，共七十九页。 滤过膜为聚丙烯腈膜或聚砜支撑的中空滤过器，可以滤过水分、电解质及相对分子量中等或小的代谢产物。 血液滤过第十五页，共七十九页。 Yoshiba等采用新型膜材料三醋酸纤维膜及聚甲基丙烯酸甲酯膜制成中空纤维血液透析滤过器。此膜孔径比聚丙烯腈膜更大，能使蛋白质分子通过。 血液滤过第十六页，共七十九页。 用血液滤过治疗病人时，体内必需物质丧失较为严重，临床上要注意及时予

6、以纠正。 血液滤过 第十七页，共七十九页。 血液灌注(hemoperfusion, Hp) 是一种血液净化装置。根本装置是一灌流柱,柱中有吸附剂.灌流柱的输出管接患者的动脉,输入管接患者的静脉,构成一体外分流.所用吸附剂包括树脂、活性炭、聚苯乙烯纤维、清蛋白琼脂糖电泳凝胶等。第十八页，共七十九页。 血液灌注1、树脂 为网状高分子聚合物，一般为离子交换树脂和非离子交换树脂。其有良好的吸附性能。由于其血液组织相容性差，易引起血液有形成清楚显减少白细胞下降60-80%，血小板下降60-98%，加重出血倾向，因而临床应用受到限制。 第十九页，共七十九页。 血液灌注2、活性炭 为一多孔非极性吸附剂，可以

7、吸附相对分子量在300-1500的多种物质。由于常出现炭微粒性肺栓塞、低血压、血小板被吸附和损伤等不良反响，在临床上曾一度被废弃。近年来，对活性炭颗粒大小、制作方法进行改进，才得以迅速开展。 第二十页，共七十九页。 3、清蛋白琼脂凝胶法 又称亲和层析法。其根本装置为人血清的蛋白分子与琼脂小珠结合。此法可选择性去除血液中的某些物质，主要去除与蛋白质紧密结合的物质。 血液灌注第二十一页，共七十九页。四血浆别离 又称血液置换。将病人血液引入血浆别离器，别离血浆，再将健康人的血浆置换，或者将别离出的患者血浆直接通过吸附装置吸附后再回输至患者。第二十二页，共七十九页。 该方法可去除活化的血栓产物，选择性

8、地去除与血浆蛋白分子相结合的分子病理成分如内毒素、免疫复合物及中、小分子物质。 血浆别离第二十三页，共七十九页。同时可补充肝功能衰竭病人所缺乏的凝血因子、清蛋白、调理素等多种生物活性物质，因而对肝功能衰竭的抢救尤为适宜。 血浆别离第二十四页，共七十九页。国外常用多孔膜材料制成的中空纤维管型血浆别离器，并配有自动控制装置。用此法治疗苏醒率较高，但脑水肿常不可防止的要发生，因此病死率降低不明显。并可引起空气栓塞、感染、低血糖和消化道出血等不良反响。 血浆别离第二十五页，共七十九页。五分子吸附再循环装置MARS 1997年，德国罗斯托克大学的两位科学家-Jan Stange 和Steffen Mit

9、zer根据蛋白质分子配位原理，研制出了一种新型的人工肝MARS，该系统一经推出立即引起关注。目前，国内已有数家医院开始使用该系统。第二十六页，共七十九页。 血浆白蛋白具有两项根本生理功能： 1维持血浆胶体渗透压；2转运多种生理及代谢产物。 MARS第二十七页，共七十九页。 正常情况下，这些物质在血液中被白蛋白结合，运输到肝脏，使其得以进入肝细胞在肝细胞内被降解，最后由有胆道或肾脏排除体外。 MARS第二十八页，共七十九页。 MARS就是基于上述肝脏解毒和白蛋白运输机制而设计的。同时采用了血液净化技术，如血液透析和血流灌注。 MARS第二十九页，共七十九页。MARS主要由膜别离、白蛋白再生循环和

10、低流透析三局部组成。膜别离的功能由透析柱完成。后者是由聚砜组成的中空纤维膜。 MARS第三十页，共七十九页。 MARS的整个工作过程：患者血液中的水溶性游离毒素借浓度梯度差首先转移到白蛋白再生循环中，再进一步移动到低流透析液中，得以去除，整个过程是一个被动过程。 MARS第三十一页，共七十九页。患者血液中的白蛋白结合毒素那么在跨过MARS膜后，立即被白蛋白再循环液中的白蛋白结合，在流经阴离子交换柱和活性炭吸附柱时，毒素被滞留在吸附柱上，白蛋白与毒素别离，白蛋白上的毒素结合位点再次空缺，得以重新与进入白蛋白再生循环的毒素结合。 MARS第三十二页，共七十九页。这样反复重复以上过程，就不断地降低了

11、患者血液中的毒素，替代了正常肝脏的解毒功能。 MARS第三十三页，共七十九页。 MARS是在血液透析的根底上设计的，因此，在使用过程中，需同时配备一台血液透析机和一套水处理系统，也可以与不需水处理装置的新型血液透析机配套使用。 MARS第三十四页，共七十九页。第三十五页，共七十九页。第三十六页，共七十九页。由于MARS较之血液透析增加了一个白蛋白循环，使得整个解毒过程更缓和、平稳。但仍可能发生以下并发症：低血压、透析器过敏、出血、溶血、空气栓塞、发热和肌肉痉挛等。 MARS第三十七页，共七十九页。三、生物人工肝 是将同种和异种供体的全肝、肝组织片、肝细胞悬液、培养肝细胞、肝细胞微粒及特定的肝细

12、胞酶等与生物合成材料相结合，组装成某种形式的人工肝装置。第三十八页，共七十九页。理想的生物人工肝应具有以下特点：1参与糖、蛋白质、脂肪三大物 质代谢；2完成中间代谢，去除毒性物质及中间代谢产物； 生物人工肝第三十九页，共七十九页。3具有生物合成转化功能；4分泌具有促进肝细胞生长的活性物质，如肝细胞生长因子等；5对氨基酸、糖代谢具有反响能力。生物人工肝第四十页，共七十九页。一早期的生物人工肝装置 1、 交叉循环 是在健康人和狒狒与患者之间进 行交叉循环。这种方法对供体有极大的危害，而狒狒又可将人猿病毒传给受体，同时由于引起血小板减少、凝血酶原时间延长及其它原因可致严重出血。 生物人工肝第四十一页

13、，共七十九页。 生物人工肝-早期装置2、 离体肝脏灌流 利用异种动物如猪、狒狒、小牛、猴的肝脏以及36小时内死于非肝脏疾病患者的尸体肝脏，进行体外整个肝脏血液灌流即体外循环以代替已衰竭的肝脏起治疗作用。 第四十二页，共七十九页。体外生物人工肝支持系统 由培养的肝细胞来提供肝功能衰竭患者的肝功能是最好的方法。有两种途径：1体外生物人工肝支持系统extracorporeal bioartificial liver support system, EBLSS， 或称肝细胞反响器，即通过体外装置中肝细胞提供肝功能； 生物人工肝第四十三页，共七十九页。2肝细胞移植 又称体内肝细胞系统，即将肝细胞植入体内

14、发挥功能。 体外生物人工肝支持系统的根本工作原理是，将培养的肝细胞置于体外循环装置即生物反响器，患者血液/血浆流过生物反响器时，通过半透膜或直接接触与培养肝细胞之间进行物质交换，从而到达人工肝支持作用。生物人工肝体外支持系统第四十四页，共七十九页。1、生物人工肝的肝细胞选择 肝细胞选择标准：有特异性的肝细胞功能、无不良反响、取材来源广泛、别离培养简单、存活时间长、产量多、易于传代和免疫原性小。生物人工肝体外支持系统第四十五页，共七十九页。 目前肝细胞来源有3种： 异种肝细胞 国外用得最多的为原代猪肝细胞，另外还有鼠、狗肝细胞等，多数用于实验，极少用于临床。生物人工肝体外支持系统第四十六页，共七

15、十九页。 同种肝细胞 主要是肝胚细胞瘤建株后的细胞系如C3A，HepG2,可无限分裂传代，但分化成熟的能力差，虽然能表达某些特异的肝功能，但其基因无序导致其相关结构和功能紊乱。生物人工肝体外支持系统第四十七页，共七十九页。 基因工程的“永生肝细胞株 根据肝细胞代谢、分化机制构建的基因工程细胞，在不久的将来有望完全分化为正常的肝细胞 。 总之，肝细胞来源仍是一个尚未解决的问题。生物人工肝体外支持系统第四十八页，共七十九页。2、 生物人工肝的肝细胞培养1肝细胞悬液系统2肝细胞单层培养3肝细胞微载体培养技术4球形聚集培养生物人工肝体外支持系统第四十九页，共七十九页。5中空纤维肝细胞反响器中空纤维装置

16、含有多个平行排列于一圆形外壳的半透膜纤维管，按功能它可分为两个独立的腔，即纤维管内腔与纤维管和外壳间的外腔，两局部通过中空纤维管壁上的微孔孔径0.2m进行物质交换。生物人工肝体外支持系统第五十页，共七十九页。 这种装置的优点在于： 中空纤维半透膜作为宿主和肝细胞间的免疫屏障，无需免疫抑制治疗； 在一有限的容量内提供最大面积供肝细胞粘附生长，粘附于毛细中空纤维管外外表的肝细胞可提供代谢。 其维持肝细胞正常形态和生物功能可达6-8周以上。 6微囊肝细胞灌注生物人工肝体外支持系统第五十一页，共七十九页。三体内肝细胞系统肝细胞移植 将大量游离的有活性的肝细胞移植到受体内，以代替功能衰竭的肝脏。植入的肝

17、细胞能定植、增殖，并具有活泼的生物学功能，可补充缺乏的肝功能和整个器官。与肝大体移植相比，该技术简便易行、费用低廉。生物人工肝第五十二页，共七十九页。 肝细胞移植体内的部位有： 宿主肝脏本身、皮下组织、网膜囊、腹腔、肾皮质、肺脏和脾脏等。生物人工肝肝细胞移植第五十三页，共七十九页。 目前认为脾脏是单独肝细胞移植的最佳答案场所。同基因异体肝细胞在脾内存活21月之久，形成肝索和假腺泡样结构，并重建Disse间隙，窦状结构被覆窦状上皮细胞，使40%的脾“肝化。植入脾的肝细胞可分泌白蛋白并分解胆红素等。生物人工肝肝细胞移植第五十四页，共七十九页。 移植肝细胞系统有微载体、球形体、微囊凝胶滴、游离肝细胞

18、等。其中微载体粘附肝细胞和微囊包裹肝细胞移植系统较常用。生物人工肝肝细胞移植第五十五页，共七十九页。 为了防止移植后发生门脉高压及肺栓塞等严重并发症，移植的肝细胞一般控制在宿主肝细胞量的3%以内。 然而，假设要使移植的肝细胞经受免疫排斥反响而生存并真正替代受体肝脏的功能，植入的肝细胞总量应占宿主细胞量的15%以上。 生物人工肝肝细胞移植第五十六页，共七十九页。四、混合型或杂交型生物人工肝(hybrid bioartificial liver) 虽然生物人工肝支持系统能较好地替代肝脏的局部生物功能，但是患者血液中大量的代谢产物及毒性物质，难以在短时间内去除，这些毒性物质对生物反响器中的肝细胞造成

19、损伤。生物人工肝第五十七页，共七十九页。 解毒性肝支持系统和生物人工肝联合更有利于急性肝衰竭的替代疗法。混合型生物人工肝即是由物理型人工肝和生物人工肝组成。最常用的是血液或血浆吸附系统和生物人工肝联合。生物人工肝第五十八页，共七十九页。肝 移 植 1963年3月1日，Statzl首先进行人类的第1例临床原位肝移植术Orthotopic liver transplantation,OLT，揭开了人类肝移植的篇章。1977年由上海瑞金医院与武汉同济医院相继开展肝移植，标志我国肝移植正式实施。第五十九页，共七十九页。肝移植一、肝移植手术适应症和禁忌症一肝移植的适应症 1、先天性肝胆系统代谢疾病 是一

20、类少见的幼儿疾病。包括：肝豆状核变性、半乳糖血症、新生儿先天性非溶血性黄疸等。这些疾病均属肝脏良性病，肝移植后病人的代谢异常得以纠正。第六十页，共七十九页。 2、终末期肝实质性疾病1酒精性肝硬化 2原发性硬化性胆管炎 3急性、亚急性肝坏死4原发性、继发性胆汁性肝硬化5慢性进行性肝炎和肝炎肝硬化 肝移植-适应症第六十一页，共七十九页。 乙型肝炎病毒感染 对该疾病能否行肝移植历来存在分歧。由于存在HBV复制，再加上免疫抑制剂的应用，乙肝病人接受肝移植HBV再感染的发生率高达80%。 肝移植-适应症第六十二页，共七十九页。肝移植3年内HBV的再感染率与术前病毒的复制水平有关： 术前HBeAg阳性、H

21、BV DNA阳性的患者再感染率最高为83%； 术前HBeAg阴性、HBV DNA阴性肝硬化者为58%； 术前同时合并HDV感染者为32%HDV可干扰HBV的复制；肝移植-适应症第六十三页，共七十九页。 爆发性乙型肝炎病人虽然术前病毒复制活泼且肝损害严重，但其复发率低16%。 肝移植后一旦发生HBV再感染，那么在2-3年内开展为肝硬化和肝衰竭。肝移植-适应症第六十四页，共七十九页。 由于大量乙型肝炎免疫球蛋白HBIG的应用能够在80%的病人中预防HBV的再感染，尤其是具有较强抗乙肝病毒活性的核苷类似物的使用，大大减少了HBV的再感染，从而改善了病人的预后。肝移植-适应症第六十五页，共七十九页。丙

22、型肝炎病毒感染 肝移植后HCV的再感染率几乎达100%，其中大局部50-80%病人有组织学上的肝炎和或肝功能试验异常，但短期内发生肝功能衰竭者较少，肝移植-适应症第六十六页，共七十九页。肝活检显示移植术后5-7年肝硬化发生率为8-30%。约2-5%的再感染可引起严重的、进行性的胆汁淤积综合症，同时伴血循环和肝脏内极高水平的HCV RNA。对丙肝出现肝硬化，国外主张肝移植。肝移植-适应症第六十七页，共七十九页。3、肝脏恶性肿瘤 包括原发性肝癌、继发性肝癌、肝脏血管内皮肉瘤及胆管癌等。对于肝脏恶性肿瘤的治疗，一般以手术切除首选。肝移植作为治疗方法之一，目前认为早期小肝癌直径3cm、肿块1-2个是肝

23、移植的最好适应症。肝移植-适应症第六十八页，共七十九页。因为，多数原发性肝癌是多中心生长的，切除一处后，别处会出现迟发性癌，且肝硬化呈进行性恶化，肝切除术后并发大出血或肝功能衰竭超过70%，3年存活率仅16%左右。肝移植-适应症第六十九页，共七十九页。4、肝移植术后肝功能衰竭肝移植术后供肝无功能或出现肝功能衰竭时，再次肝移植是挽救病人生命的唯一方法。但是，再次肝移植手术难度、手术效果及预后皆不如第一次肝移植。肝移植-适应症第七十页，共七十九页。二肝移植的禁忌症 1、病人伴有严重的心、肺、肾等功能不全者，不能耐受手术；2、有严重的出血倾向，凝血酶原时间低于50%；肝移植第七十一页，共七十九页。3、有明显黄疸、腹水、浮肿或恶液质；4、肝癌病人出现明显黄疸、大量腹水、腹腔内或远处转移者；5、有明显的感染、活动性肺结核。肝移植-禁忌症第七十二页，共七十九页。二、肝移植术前和术后的抗肝炎病毒治疗 1、乙型肝炎病毒感染1肝移植术前的抗病毒治疗 拉米夫定可有效