撰文
Volibear
责编
兮
大家有时会在电视机上看到这样的新闻，“众人争分夺秒为救命肝脏开辟生命长廊”，说的就是在肝脏移植过程中发生的事儿，供体肝脏无法在体外长期维持良好的状态是困扰科学家们的难题。以往的对于待移植的肝脏，标准的保存条件是低温溶液加冰上保存的方法，这样大概能体外保存肝脏12-18个小时。这代表了体外保存肝脏的一个思路，即低温降低其代谢速率，但是随着保存时间的延长，肝脏储存的能量会耗尽，代谢废物也无法及时排出。借助肝脏灌注的仪器，科学家已经可以将肝脏的体外保存时间延长至24小时，今年1月份发表在NatureBiotechnology杂志上的一项研究更是将这一数字延长到了1周。
年1月13日，来自瑞士的科学家Pierre-AlainClavien和PhilippRudolfvonRohr等人合作在NatureBiotechnology杂志上发表了题目为Anintegratedperfusionmachinepreservesinjuredhumanliversfor1week，他们发明了一种常温灌注的仪器，这种仪器可以将肝脏在体外的保存时间延长至7天。该仪器集成了多种功能：自动调节糖和氧气，移除代谢废物，维持血细胞比容等等。作者们首先用猪肝验证了该仪器的有效性，通过测定相关的生理指标，研究人员验证了在灌注1周后，在无需额外血液制品或灌注液交换的情况之下，猪肝脏的生存能力良好。进一步地，研究人员对欧洲中心拒绝移植的十个带损伤的人类肝脏进行了测试。灌注7天后，有六个肝脏显示出胆汁生成、凝血因子合成、稳定水平的细胞能量（ATP）和完整的肝结构，从而表明肝功能得以保留。
在这项研究中，研究人员对猪肝所做的实验表明，要使灌注液能够达到长期保存肝脏的能力，必须做到：控制葡萄糖代谢、防止溶血、去除代谢废物、控制灌注液氧合和隔膜模拟运动，作者分别采取了对应的措施来保证这些条件：1.使用传感器自动监测灌流液中葡萄糖水平，通过自动注射胰岛素和胰高血糖素来实现葡萄糖水平调节；2.选择只有一个泵头和一个氧合器的灌注回路设计产生脉动血流，来模仿体内环境的脉冲波形；3.代谢废物如何去除呢？作者在灌注回路中加入了透析膜，这样的话灌注液可以七天不换；4.使用一种能够自动调节门静脉的血氧饱和度的算法，在维持肝动脉生理流量的同时，避免门静脉过度充氧；5.利用人工肺来诱导肝脏进行膈膜运动。在得出这些结论后，作者拿本来要淘汰的人供体肝脏用该仪器进行了灌注培养，发现十个供体肝脏中的六只都恢复了相当的生理功能。而这些恢复包括：1.肝功能代谢功能的恢复：乳酸和氨清除，pH维持，白蛋白维持，BUN的产生。2.排泄功能：胆汁流。此外，灌注液中的损伤和炎症标志物损伤标志物下降，包括AST，ALT，LDH，UA等。炎症指标也发生了下降，包括IL-6，IL-10等。
一体式肝脏体外灌注机这项技术假如能推而广之，必将能造福需要肝病患者。然而，一些质疑的声音也开始出现。
近日，首先是QueenElizabethHospitalBirmingham的DariusF.Mirza发表了文章Lactatemeasurementsinanintegratedperfusionmachineforhumanlivers，重点质疑了上篇文章中关于乳酸水平的测量。DariusF.Mirza在以前研究中已经发现了对于采用体外灌流的仪器来说，肝脏在培育的两小时后乳酸水平小于2.5mmolL–1是非常关键的指标，而在2月份的NBT研究中，为什么未恢复功能的4个肝脏中的乳酸水平与已恢复功能的6个肝脏中的乳酸水平没有差别？这里作者也给出了自己的推测，就是在过滤系统中所使用的的滤膜，该滤膜会将分子量小于3万道尔顿的物质过滤掉，而乳酸的分子量是89道尔顿，由此导致了肝脏之间该数值趋向一致。这一推测也解释了为什么不同肝脏对于氨的清除速率没有差别，而对于需要测量大分子的数据则健康肝脏和非健康肝脏有差别。
但是被反驳的文章作者很快给出了回应，他们认为，基于他们对长期灌注系统的观察，测量灌注乳酸水平并不是一个可靠的肝脏活力的指标，基于以下几点：1.首先，灌注系统中采用的灌注液来自于人血，其中的乳酸大部分来自红细胞。2.即使是状态不好的肝脏也能相当有效地清除乳酸。作者观察到，代谢不良和严重损伤的肝脏坏死区域仍然能够代谢乳酸。3.对于质疑文章中提到的透析膜影响了乳酸的测量，作者提出机器灌注系统中透析的存在对灌注液中乳酸的存在的影响很小。作者观察到在没有连接肝脏的情况下运行回路(透析)时，乳酸清除率缓慢，没有达到正常的乳酸阈值，而连接上肝脏则可以是乳酸水平迅速降低至正常阈值（如图）。最后，作者提出了别的一些指标或许是更好的指示，例如通过分析累积的琥珀酸和嘌呤代谢物(如次*嘌呤和*嘌呤)而不是乳酸，可以更好地测定灌注器官的线粒体氧化功能。
在没有连接肝脏时，透析膜对于乳酸的清除很缓慢同期刊出的还有第二篇争论文章Viabilitycriteriaassessmentduringlivermachineperfusion，来自于UniversityMedicalCenterGroningen,UniversityofGroningen的PauloN.Martins，文章指出尽管一体式灌注机显示出了良好的应用场景，但是经过其灌注的肝脏是否适合移植仍需仔细考量。机器灌注期间，乳酸水平和胆汁生成一直被认为是移植物生存能力最重要的标志。然而，人们可能会质疑是否乳酸清除率和胆汁生成是肝脏活力的强标记，因为这两种标记在一些研究中都不能区分可活和不可活的移植物。同样的Eshmuminov等人发表的这篇文章也就不能拿这两个指标作为肝脏状态好坏的指标。那么以什么指标比较好呢，作者这里给出了自己的答案：胆管细胞的评估，可以通过分析胆汁成分来达到这一目的。
Eshmuminov等人进行的研究局限的另一方面，是很难用肝素化回路来全面评估凝血。在灌注第2天，可成活肝灌注因子V明显高于非可成活肝，但这种差异在灌注第2天就不再持续了。另外，还可以通过评估灌注过程中*素单核苷(FMN)的释放来评估低温机器灌注过程中的生存能力，它的好处是FMN可以实时测量，为机器灌注期间的肝功能提供快速预测。但是根据这一指标仍不能很好的评估肝脏的活性。所以我们可能要综合多种指标，并结合临床试验的结果来优化体外灌注的体系。
原文链接