非生物型人工肝的临床研究进展
2020-03-14
来源:易榕旅网
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(收稿:2006—1l一21) [37] OHASHI K,PARK F,KAY MA.Hepatocyte trans— (校对:郭顺明) plantation:clinical and experimental application)[J]. 非生物型人工肝的临床研究进展 曲 娟 陆 伟 【摘要】本文介绍近年来迅速发展并得到广泛应用的非生物型人工肝支持系统,包括血液透析、血液滤过、血液透 析滤过、血液/血浆灌流和血液透析吸附等的工作原理及应用原则。 【关健词】非生物型人工肝 临床研究 人工肝是借助体外装置,暂时或部分替代肝脏部分功能, 和小分子物质通过半透膜弥散到透析液中,而透析液中的物质 从而协助治疗肝功能不全或相关疾病的方法。目前人工肝主 也可弥散到血液中,借此达到清除体内代谢废物和纠正水、电 要分为四型:(1)非生物型人工肝具有不同程度的解毒功能, 解质及酸碱平衡紊乱的目的。可分为标准透析及高通量透析。 如血液透析,血液滤过,血液/血浆灌流等;(2)中间型人工肝 标准透析所用膜的孔径较小,只能清除分子量在300 500以 如血浆置换,可以在解毒的同时添加人体所缺少的必需物质, 下的小分子物质,如尿素氮、肌苷、血氨等。而高通量透析应用 如蛋白质、凝血因子等;(3)生物型人工肝 即利用生物材料如 聚丙烯腈膜(PAN)透析,该膜的孔径较大,可以通过分子量在 人或动物的肝组织匀浆、肝脏切片、分离的肝细胞或整体肝脏, 15000以内的物质,包括游离胆红素、游离胆汁酸、芳香族氨基 来暂时替代肝脏功能的装置;(4)组合型人工肝 即中间型人 酸等。 工肝与非生物型人工肝、生物型人工肝相结合组成的人工肝。 血液透析的治疗效果主要取决于透析膜的性能 。现有 其中非生物型人工肝已在临床推广应用并被证明确有一定疗 的透析膜材料主要有铜仿膜、醋酸纤维素膜、聚丙烯腈膜 效[1一,本文将对其进行讨论。 (PAN)、聚砜膜(PA)、聚酰胺膜(AN69)、聚甲基丙烯酸甲酯膜 一、血液透析(Hemodialysis。HD) (PMMA)等。研究表明不同透析膜联用可提高治疗效果 一。 血液透析治疗原理为利用某些中、小分子物质可以通过半 传统血液透析由于受膜的孔径影响,与蛋白结合的各种毒 透膜的特性,借助膜两侧的浓度及压力梯度.使血液中的毒素 素难以清除 ]。刘强等l5 采用聚砜膜高通量透析器,以人体白 蛋白作透析液行新型血液透析一白蛋白透析(AD)治疗,并与 作者单位:3001 70天津市第三中心医院肝内科15区(曲娟);天津 血浆置换(PE)、血液灌流(HP)及分子吸附再循环系统 市海河医院(陆伟) (MARS)比较,发现AD治疗后,血总胆红素、总胆汁酸、氨、尿 第一作者:曲娟女,25岁,硕士研究生。Email:qujuan81@yahoo. 素氮、肌苷、内毒素、一氧化氮、肿瘤坏死因子一a(TNF—a)和白细 CO1TI.CII 胞介素一6(IL-6)浓度明显下降;患者临床症状与体征改善,血流 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ 212 ・ 实用肝脏病杂志2007年6月第1O卷第3期J Clin Hepatol,June 2007.Vo1.10,No3 .动力学稳定,不良反应少,治疗有效率高,综合疗效优于PE组 和HP组,并且因价廉、简便也胜于MARS组。由此得出结论, 新型血液透析一白蛋白透析不仅能清除水溶性而且能清除蛋 1.离子交换树脂 其吸附属化学性吸附,根据同电荷相 斥、异电荷相吸的原理,对带不同电荷的分子选择性吸附,如日 本产BR350胆红素吸附器和MARS中的树脂吸附器都是阴离 子交换树脂。阴离子交换树脂对未结合胆红素及巴比妥类药 白结合性毒素及炎症介质,疗效肯定、简单方便,值得进一步推 广。 物具有良好的清除效果。但阴离子交换树脂存在吸附量低、选 择性差,同时又能吸附体内的钙、磷等重要电解质成分,对人体 的电解质平衡有破坏作用,因此在I临床上已应用不多_1 。 2.吸附树脂吸附树脂在制备过程中可以人为控制其化 二、血液滤过(Hemofiltration,HF) 血液滤过治疗原理为模仿肾小球滤过原理,利用液体静压 力差作为跨膜压,当血液通过高通量膜制成的血滤器时,使水 分在跨膜压的作用下从体内均匀超滤出,同时依赖输液装置同 学结构和物理结构,并且具有吸附容量大、吸附速度快、化学稳 步输入与细胞外液成分相仿的平衡液,借此使血液中的毒性物 质以对流形式随水的超滤而清除。血液滤过主要清除中分子 及部分大分子物质口 ,可有效纠正水、电解质紊乱,减轻脑水 肿,改善肾功能,同时能清除促炎因子,提高抗炎因子活性,阻 断病情进展l_6 。 三、血液透析滤过{Hemodiafihration,HDF) 血液滤过(HF)对中分子物质的清除优于血液透析(HD), 而对于小分子物质的清除作用则略逊于HD,HDF是在血液透 析的同时在透析液侧加负压并使用更大孔径的半透膜,使大于 孔径的物质被抽吸人透析液中,故可兼取HD和HF的优点, 使中、小分子毒性物质的清除效果更为理想。Onodera等_7 将 持续性血液透析滤过(cHDF)作为治疗终末期肝病的首选之 一。 四、血液/血浆灌流(Hemoperfusion,HP) 血液/血浆灌流治疗原理为将患者血液/血浆引入装有固 态吸附剂的灌流器中,利用吸附剂的特殊的孔隙结构将血液/ 血浆中的毒性物质吸附并清除。 血液灌流是目前开展最广泛并在重型肝炎的治疗中取得 显著疗效的主要人工肝方法之一_8 。血液灌流对中分子物质 及与蛋白结合的物质清除率较高,对肝功能衰竭患者血液中的 白细胞抑制因子、抑制肝细胞生长的细胞毒性物质以及胆红 素、芳香族氨基酸、酚、短链脂肪酸等均有较好的吸附效果。适 用于各种重型肝炎并发的肝性脑病、内毒素血症及急性中毒 等 。 血液灌流的治疗效果主要取决于吸附材料的吸附性、选择 性、生物相容性等_8]。目前临床广泛应用的吸附材料主要有活 性炭和树脂。 (-)活性炭血液/血浆灌流 活性炭是一种多孔性非极性 广谱吸附剂,在血液灌流初期就被用作吸附材料。但活性炭与 血液接触后会使血液有形成分如红细胞、白细胞及血小板破 坏,影响电解质平衡。同时,炭微粒的脱落会引起栓塞,使其应 用受到限制。直至活性炭微囊出现,活性炭吸附剂的血液灌流 才进入了I临床实用阶段.并随着微囊化技术的不断改进取得了 较好的效果 ]。然而,活性炭血液灌流并不能提高终末期肝 病患者的长期存活率,目前,日本对活性炭血液灌流的利用率 已急剧下降 。 (二)树脂血液/血浆灌流 树脂是一类高分子网状结构的 吸附材料,近年已在临床上广泛应用。临床应用的树脂主要分 为离子交换树脂和吸附树脂。 定性好、机械强度高、不易脱落颗粒等优点,目前在I临床上应用 广泛。近来临床上研究较多的为HA树脂(苯乙烯/--乙烯苯 聚合物)。王英杰等_】 采用HA树脂对肝衰竭患者行血浆灌 流,结果表明:在体外实验中使血浆中总胆红素、内毒素、白细 胞介素一113(IL一113)、TNF-a明显降低,在体内血浆灌流后,血液 中内毒素、II 一1p、TNF-a也明显降低。然而,IL一6、Cr、BUN、血 氨和电解质无明显变化,证明树脂灌流对于肝衰竭治疗有较好 的效果,并可减慢肝衰竭的进展。而且HA树脂血浆灌流能降 低重型肝炎发生率_】 。最近,李庭红等_ 】通过体外实验发现 天然高分子物质胺基壳聚糖具有比HA树脂更强的胆红素和 细胞因子吸附性能,且血液相容性好,为进一步筛选新型生物 材料进行非生物型人工肝治疗肝衰竭提供了理论依据。 此外,有研究证实应用固定多粘菌素的纤维载体(PMX—F) 吸附剂进行血液灌流对于改善升高的内毒素、IL一6水平和氨基 酸的不平衡是有效的l_1 。近期.Morishita等 报道应用 PMX—F血液灌流治疗了一例活体供肝移植后出现脓毒症的13 个月大的幼儿,取得了显著疗效,从而认为PMX-F血液灌流可 以成为儿科治疗器官移植后出现脓毒性休克的一种有效方法。 五、血液透析吸附 (Hemodiasorption,HDA)HAD实际是HD与HP相结合 的产物,可高效、选择性地去除肝衰竭患者血液中的毒性代谢 物质。其基本原理是将精制吸附剂制成悬液置于透析膜系统 两侧,这样血液流经透析膜的同时也进行了毒物吸附,使血液 净化效率明显提高。基于这一原理国外相继推出了一系列新 型血液透析吸附治疗系统如Biologic-DT、Biologic-DTPF及 MARS等。 MARs是目前世界上应用最多的体外肝脏支持技术_7一。 该系统包含了透析与吸附装置.透析膜为一种人工合成的半透 膜,孔径小于白蛋白分子直径,厚度为lOOnm,分为亲水区与疏 水区。透析液中富含白蛋白,吸附剂为活性炭及阴离子交换树 脂。MARS可特异高效地清除肝功能衰竭患者体内堆积的水 溶性物质(血氨、肌酸、尿素)及与蛋白结合的中、小分子毒素 (胆红素、胆汁酸、NO)l_7 ,调节水、电解质与酸碱平衡紊乱,维 持血液动力学稳定 ,改善单核细胞的免疫功能,使单核细胞 分泌TNF—a、IL一6、IL-10减少,抗原呈递功能改善_1 ,改善肝肾 功能_7]。且MARS治疗过程中患者耐受性良好,未发生过严 重不良反应_7],明显提高了重型肝炎病人的存活率 。但也 有研究证实MARS会造成血小板减少,并且由于中央静脉导 管及大量白蛋白的应用会造成感染_^]。同时,因为它的费用较 维普资讯 http://www.cqvip.com ]I二l ] ] ] 实用肝脏病杂志2007年6月第lo卷第3期J Clin Hepatol,』 ! !: ! : ! !: ・ 213 ・ 高,许多有指征的患者难以接受 。 近年国内开展的持续白蛋白净化系统(CAPS)原理与 MARS相似,主要区别在于用高通量血滤器PF一1200代替 MARS透析器,应用HA330灌流器或BI 300胆红素吸附器代 替MARS白蛋白循环中的活性炭吸附器和阴离子交换吸附 器,基于CAPs白蛋白结合毒素交换量偏小而净化白蛋白的吸 附器容积较高的特性,在实际操作中可能具有较MARS更长 的治疗时间。上述两种治疗方法主要替代肝脏的解毒功能,但 无法补充蛋白质、凝血因子等,疗效受到一定的影响 。 另外,最近国外又推出一种新型血液净化技术一Prome— theus。该系统由部分血浆分离吸附(FPSA)技术与高通量血液 透析联合组成。FPSA采用能分离出250kDa物质的白蛋白可 通透性膜,所有白蛋白及白蛋白结合毒物均经过该膜分离并进 入一个包含有中性树脂吸附器及阴离子交换器的特殊吸附器 进行解毒,解毒后的白蛋白再次入血并进入高通量血液透析器 进行净化后返回体内。首次临床应用证实:该治疗能明显改善 血清直接胆红素、胆汁酸、血氨、胆碱酯酶、肌酸、尿素水平及血 PH值 。 总之,非生物型人工肝具有自己的优势 ],是目前临床上 治疗肝衰竭的安全而有效的人工肝方法l2 。当然,随着生物 型人工肝研究的不断进步,非生物型人工肝与生物型人工肝联 合应用的最佳联合必将是今后主要的研究方向之一。 参考文献 LI LJ,YANG Q,HUANG JR,et a1.Effect of artificial liver support system On patients with severe viral hepati— tis:a study of four hundred cases[J].World J Gastroen— terol,2004,10:2984-2988. 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