体外生物人工肝支持系统治疗肝功能衰竭的系统评价

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.18.020

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (18): 3374-3380.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.18.020

• 器官移植循证医学 evidence-based medicine of organ transplantation • 上一篇下一篇

体外生物人工肝支持系统治疗肝功能衰竭的系统评价

顾劲扬^1，2，施晓雷^1，2，任昊帧¹，肖江强¹，丁义涛^1,2

1南京大学医学院附属鼓楼医院肝胆外科，江苏省南京市 210008
2江苏省肝胆疾病临床医学中心，江苏省南京市 210008

收稿日期:2012-10-19 修回日期:2013-01-21 出版日期:2013-04-30 发布日期:2013-04-30
通讯作者: 丁义涛, 主任医师，教授，博士生导师，南京大学医学院附属鼓楼医院肝胆外科，江苏省南京市 210008 dingyitao@yahoo.com.cn
作者简介:顾劲扬☆，男，1980年生，江苏省南京市人，汉族，2009年南京医科大学毕业，博士后，主治医师，主要从事肝移植联合生物人工肝治疗重症肝功能衰竭的基础与临床研究。gjynyd@126.com

Systematic evaluation of extracorporeal bioartificial liver support system for the treatment of liver failure

Gu Jin-yang^{1, 2}, Shi Xiao-lei^{1, 2}, Ren Hao-zhen¹, Xiao Jiang-qiang¹, Ding Yi-tao^{1, 2}

1 Department of Hepatobiliary Surgery, Nanjing Drum Tower Hospital, the Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China
2 Jiangsu Clinical Center of Hepatobiliary Disease, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China

Received:2012-10-19 Revised:2013-01-21 Online:2013-04-30 Published:2013-04-30
Contact: Ding Yi-tao, Chief physician, Professor, Doctoral supervisor, Department of Hepatobiliary Surgery, Nanjing Drum Tower Hospital, the Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China; Jiangsu Clinical Center of Hepatobiliary Disease, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China dingyitao@yahoo.com.cn
About author:Gu Jin-yang☆, Doctor, Attending physician, Department of Hepatobiliary Surgery, Nanjing Drum Tower Hospital, the Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China; Jiangsu Clinical Center of Hepatobiliary Disease, Nanjing 210008, Jiangsu Province, China gjynyd@126.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：生物人工肝支持系统由生物反应器和细胞材料组成，治疗过程中可部分替代肝脏的主要功能如解毒、合成、分泌和生物转化等功能。
目的：回顾和评价体外生物人工肝支持系统近15年来治疗肝功能衰竭的疗效。
方法：检索1995至2009年PubMed和Cochrane数据库有关生物人工肝支持系统的临床研究。被纳入的研究类型包括随机对照试验、临床对照试验和病例报告。
结果与结论：共纳入31项研究，在生物人工肝支持系统治疗之后，患者生化指标呈现好转趋势，且大部分患者神经系统症状均得到改善，但多数患者生存率未见明显改善。说明尽管生物人工肝支持系统被证明具有一定治疗效果，但今后仍然有许多方面需要改进。

关键词: 器官移植, 器官移植循证医学, 人工器官, 生物人工肝, 肝功能衰竭, 临床试验, 系统评价, 生化指标

Abstract:

BACKGROUND: Bioartificial liver support system is composed of the bioreactors and the cellular materials, which could partially replace the major liver functions, including detoxification, synthesis, secretion and biotransformation.
OBJECTIVE: To overview and evaluate the current clinical effect of extracorporeal bioartificial liver support system for the treatment of liver failure over the past 15 years.
METHODS: Relevant clinical studies from 1995 to 2009 were retrieved from PubMed database and Cochrane Library database. Enrolled studies included randomized controlled trials, controlled clinical trials and case reports.
RESU LTS AND CONCLUSIONS: Thirty-one studies were included. There was a trend of falling into the normal ranges with the clinical and biochemical parameters after bioartificial liver support system treatment. The neurological status of most patients was improved or stabilized during bioartificial liver support system treatment as well. No significant effect on survival rate could be seen after bioartificial liver support system treatment. Although, bioartificial liver support system has proved to be a success in some clinical cases, it still needs to be improved greatly in many aspects.

Key words: organ transplantation, evidence-based medicine of organ transplantation, artificial organ, bioartificial liver, liver failure, clinical trial, systematic review, biochemical parameters

中图分类号:

R318

顾劲扬，施晓雷，任昊帧，肖江强，丁义涛. 体外生物人工肝支持系统治疗肝功能衰竭的系统评价[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(18): 3374-3380.

Gu Jin-yang, Shi Xiao-lei, Ren Hao-zhen, Xiao Jiang-qiang, Ding Yi-tao. Systematic evaluation of extracorporeal bioartificial liver support system for the treatment of liver failure[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(18): 3374-3380.

图/表（结果） 3

2.1 文献检索结果 在PubMed数据库共检索到2 812篇文章，Cochrane数据库检索到10篇论文。其中3篇因非英语论文被排除，另有2 778篇研究为摘要、评论、综述、动物实验或非相关研究。剩余41篇相关研究经进一步筛选后，发现尚有9项研究由于数据不足而无法纳入，1篇为重复发表论文，故最终共有31篇文献纳入本项研究。

2.2 纳入研究特征 纳入的研究及患者特征详见表1。

其中美国14项^{[11-12, 14-22, 24, 28-29, 31]}，中国5项^{[23, 33, 35, 39-40]}，意大利4项^{[19, 30, 32, 38]}，德国3项^{[26, 36-37]}，荷兰3项^{[27, 34, 41]}，英国和法国各1项^[13，25]。

2项随机对照试验进行了有关ELAD和HepatAssist研究^{[13, 24]}。除去以上4项研究，剩余29篇文献均为BAL安全性和有效性的观察。共10种BAL装置应用于临床研究，分别为HepatAssist^{[11-12, 14-18,22, 24-25,32]}，ELAD^{[13, 20-21,29]}，TECA-HALSS^{[23, 33, 35, 40]}，AMC-BAL^{[27, 34, 41]}，LSS^{[26, 36]}，BLSS^{[28, 31]}，RFB^{[30, 38]}，MELS^[37]，HBL和BHS^[19^，^39]。481例患者的年龄范围从21-56岁，男女比例为1∶1.35，大部分患者有脑病分期(26/31)，Ⅲ期和Ⅳ期比例分别为21.62% 和33.47%。31项研究中肝脏疾病的类型有：急性肝衰竭^{[11, 13, 17, 19, 23-24, 26-27, 30-31, 33-34, 36, 39, 41]}，爆发性肝衰竭^{[11-12, 14-16, 18, 20-22, 25, 28-30, 32, 38]}，肝移植后无功能^{[14-15, 30, 37]}，慢加急性肝衰竭和重症肝炎^{[14-15, 31-32, 35]}。

2.3 BAL治疗情况 见表2。

大多数患者接受了一二次BAL治疗，最多者接受了9次治疗^[24]。每次治疗时间根据不同的系统，3-168 h不等。不同的系统使用的细胞数量也不同，如HepatAssist系统使用了5×10⁹个细胞，而MELS则需要470 g细胞，一般来说以10×10⁹到 20×10⁹个肝脏细胞数为最多见。在细胞类型选择方面，大多数的BAL系统选择新鲜分离的猪肝细胞，除此之外，还有使用低温冻存的猪肝细胞、低温冻存或新鲜分离的人肝细胞及C3A肝细胞株等。

2.4 BAL治疗结果 大多数作者描述了临床和生化指标、肝移植过渡期、存活率和不良反应事件，以评估BAL治疗效果。大体而言，上述指标均有不同程度改善，包括转氨酶、血氨、总胆红素、凝血酶原时间、国际标准化比值、颅内压和脑灌注压。大部分患者神经系统的功能状态也得到了改善或稳定。其中肝移植过渡期从3 h到8 d不等。值得一提的是，两项随机对照试验结果不尽如人意。Ellis等^[13]报道了生物人工肝联合原位肝移植治疗组与单纯原位肝移植手术组在生存期方面统计并无明显差异。Demetriou等^[24]报道了在使用HepatAssist系统治疗的患者中，只有因过量摄入对乙酰氨基酚引起急性肝衰竭这一亚组的患者，他们的生存率才有明显改善。另外，5个BAL系统报道发生了不良反应，其中暂时性低血压最为常见。BAL治疗效果列于表3。

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引言

材料方法

讨论

现有2项随机对照临床研究表明BAL对患者总体生存率并无明显改善，仅在爆发性/亚爆发性肝衰竭组中(不包括肝移植后无功能)可以观察到相对风险比显著降低。其原因可能在于反应器内细胞数过少、细胞材料类型不合适或肝移植等因素的干扰。目前采用的评估指标包括格拉斯哥昏迷评分系统和颅内压及脑灌注压，入选的大多数研究均提示BAL治疗期间或治疗后患者神经系统症状得到明显改善与控制，不过在对LSS系统的研究中尚缺乏该方面报道。至于BLSS系统，由于治疗期间需要对患者使用镇静剂，所以有关精神状态亦无法评估。大部分临床研究提示BAL治疗后血氨和胆红素数值均有所下降，但不包括TECAHALSS和MELS系统，LSS系统则未见血氨降低，而ELAD试验结果尚提示上述指标还有上升趋势。这些差异可能来自于患者自身和治疗持续时间的不同。关于不良反应事件有5种BAL均给予不同程度报道。其中暂时性低血压出现在治疗的开始阶段。其他的一些不良反应，例如免疫排斥反应、出血、肾衰竭、血小板减少、败血症、心律失常和低氧血症比较少见。使用同种异体或异种肝细胞进行短期BAL治疗时，没有发生明显免疫反应。

不同BAL系统使用的细胞数是不一样的，目前对细胞数的定量还比较混乱，有的系统使用“克”来作为计量单位，而其他的则直接通过细胞计数来表示细胞数量，造成很难比较不同系统的细胞生物活性。多数BAL系统采用的细胞数在 10×10⁹-20×10⁹之间，理论上足够支持残余肝脏的功能。研究表明，至少需移植40%的肝脏才能够降低发生肝功能衰竭的风险^[42]。当有功能的肝脏损失超过60%时，即便反应器中的细胞能够完全发挥代谢功能，但是否能代替衰竭的肝脏以维持患者的生存仍存在疑问。目前BAL系统中用于临床研究的细胞类型包括人肝细胞、肝细胞株和猪肝细胞。人肝细胞理论上是最佳的选择，但来源极其匮乏。ELAD系统采用的是C3A细胞株，具有蛋白合成的功能，但清除氨的能力有限。尽管目前尚未有C3A细胞株致癌的报道，但是它的安全性仍受到质疑。猪肝细胞来源广泛，并且可以随时获取。不过它最大的缺点就是存在免疫排斥和猪内源性反转录病毒感染的可能性，但目前为止尚未有BAL治疗不安全的报道。尽管现有BAL系统的临床报道表明其对缓解症状和临床指标具有一定疗效，但在近远期生存率方面似无明显影响。

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延伸阅读

现有两项随机对照临床研究表明生物人工肝对患者总体生存率并无明显改善，仅在爆发性/亚爆发性肝衰竭组中（不包括肝移植后无功能）可以观察到相对风险比显著降低（相对风险比率为0.56；P=0.048）。其原因可能在于反应器内细胞数过少、细胞材料类型不合适或肝移植等因素的干扰。目前采用的评估指标包括格拉斯哥昏迷评分系统和颅内压及脑灌注压，入选的大多数研究均提示生物人工肝治疗期间或治疗后患者神经系统症状得到明显改善与控制，不过在对LSS系统的研究中尚缺乏该方面报道。至于BLSS系统，由于治疗期间需要对患者使用镇静剂，所以有关精神状态亦无法评估。大部分临床研究提示生物人工肝治疗后血氨和胆红素数值均有所下降，但不包括TECAHALSS和MELS系统，LSS系统则未见血氨降低，而ELAD试验结果尚提示上述指标还有上升趋势。这些差异可能来自于患者自身和治疗持续时间的不同。关于不良反应事件有5种生物人工肝（ELAD，HepatAssist，BLSS，AMC-BAL，LSS）均给予不同程度报道。其中暂时性低血压出现在治疗的开始阶段。其他的一些不良反应事件，例如免疫排斥反应、出血、肾衰竭、血小板减少、败血症、心律失常和低氧血症比较少见。使用同种异体或异种肝细胞进行短期生物人工肝治疗时，没有发生明显免疫反应。

细胞来源是生物人工肝的核心部件之一，生物人工肝的疗效直接依赖于反应器中细胞的生物活性。不同的生物人工肝系统使用的细胞数是不一样的，目前对细胞数的定量还比较混乱，有的系统使用“克”来作为计量单位，而其他的则直接通过细胞计数来表示细胞数量，造成很难比较不同系统的细胞生物活性。多数生物人工肝系统采用的细胞数在 10 × 109 到 20 × 109 之间，理论上足够支持残余肝脏的功能。研究表明，至少需移植40%的肝脏才能够降低发生肝功能衰竭的风险。当有功能的肝脏损失超过60%时，即便反应器中的细胞能够完全发挥代谢功能，但是否能代替衰竭的肝脏以维持患者的生存仍存在疑问。目前生物人工肝系统中用于临床研究的细胞类型包括人肝细胞、肝细胞株和猪肝细胞。人肝细胞理论上是最佳的选择，但来源极其匮乏。ELAD系统采用的是C3A细胞株，具有蛋白合成的功能，但清除氨的能力有限。尽管目前尚未有C3A细胞株致癌的报道，但是它的安全性仍受到质疑。猪肝细胞来源广泛，并且可以随时获取。不过它最大的缺点就是存在免疫排斥和猪内源性反转录病毒（PERV）感染的可能性，但目前为止尚未有生物人工肝治疗不安全的报道。

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