苏黎世大学医院移植外科主任：模拟人体的关键特性，可保存肝脏达一周时间

2018年，超过1000名美国人在等待肝脏移植的过程中死去。之所以会出现这样的问题，部分原因在于标准的体外保存方法只能让肝脏存活24个小时。现在，科学家研制出了一种新设备，使肝脏在体外存活的时间延长至一周以上。虽然这项技术还没有直接用于人体器官移植，但它代表了器官保存领域的一次飞跃。

此前，有许多供体肝脏都不符合移植的标准，比如机能衰退、脂肪含量太高或者由于心脏骤停等原因受损。研究人员表示，这种新设备不仅可以长时间保存肝脏，还可以让肝脏利用在体外存活的时间自我修复（某种程度上类似于肝脏在体内的自我修复），让医生有更充裕的时间来评估这些器官的状况。

皮埃尔-阿兰·克拉维恩（Pierre-Alain Clavien）是苏黎世大学医院移植外科主任，也是这项研究的通讯作者。他表示，对摘除了部分肝脏的病人来说，“我们决定把这一时间设定为一周，因为这正是肝脏再生所需要的时间。”他说，对于肝癌患者来说，这种全新的保存技术非常有优势，患者或许能保留自己还没有被癌细胞侵袭的部分肝脏，以便日后重新植入，避免发生排斥现象。

保存供体肝脏的标准方法需要先用低温溶液冲洗，再将肝脏放置在冰上。这种方法可以让肝脏存活12~18小时。不久前，科学家又发明了一种不需冷冻即可低温保存肝脏的方法，可以将保存时间延长至27小时。克拉维恩表示，这样的时长仍然不足以让受损的肝脏完成自我修复。

克拉维恩开发的全新设备可以通过模拟人体的关键特性，为肝脏赢得宝贵的时间。它可以精准地控制肝脏所处的压力环境和氧气水平，并将血液泵入肝脏（这个过程被称为灌注）。血液中的糖份可以为肝脏的红细胞提供能量，调配好的胰岛素和胰高血糖素也可以维持血糖水平。另外，还有透析设备负责清除血液中的废物，维持电解质平衡。放置在肝脏下方的充气气球可以模仿人体呼吸时的隔膜运动，防止肝脏因持续处于压力环境而造成组织损伤。

在研究前期，研究人员使用猪的肝脏开发和调整设备参数，然后再用人类的肝脏进行实验。随后，他们将8个健康的猪肝脏成功保存了一周，并将其中3个移植到了活猪体内，手术非常成功。在移植手术后，科学家又做了另外一项对比实验。他们将剩下5个肝脏取出，并在冰上放置了几小时。此时，它们的损伤标志物水平仍然与经过灌注的肝脏相差无几。

后来，研究小组又做了一项新的测试，他们将10个由于质量问题而被多个欧洲器官移植中心拒绝的人体肝脏放入这套灌注设备中。肝脏损伤程度可以通过一类名为损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns, DAMPs）的蛋白质来衡量。在这次测试的10个肝脏中，其中6个的DAMPs减少，且损伤迹象也得到缓解。克拉维恩说：“现在，我们可以考虑在不危及病人生命的情况下，使用原本可能存在一定程度损伤的肝脏进行移植。”他和同事在《自然·生物技术》杂志上发表了相关研究。

哈佛大学医学院的科尔库特·维贡（Korkut Uygun，并未参与这项研究）是外科医生和生物工程师，他表示：“这项研究工作很出色，从临床的角度来看，哪怕是让肝脏多存活几个小时，都有非常重要的价值。”但是，维贡也表示，这项研究最大的局限性在于，设备中只有60%的肝脏能在一周后保持稳定，维持自身的健康。维贡表示：“在器官移植界，40%的失败率是不可接受的。”另外，维贡并不相信这台设备能在长时间保存肝脏的基础上，让肝脏再生。 “器官的再生是很困难的，”他说，“尽管肝脏有惊人的再生潜力，但我们仍然需要更多的时间来证明这一点。”

斯蒂芬·施内贝格尔（Stefan Schneeberger，并未参与这项研究）是奥地利因斯布鲁克医科大学移植和肝胆的外科主任。他认为，这项进展的意义可以用一个词来概括：时间。施内贝格尔说：“这是首个允许器官在体外保存一周的技术手段，是里程碑式的进步。”他也表示，没有太多的证据表明这种新设备可以提高肝脏的质量，而且这与真正的“再生”可能相去甚远。当然，使肝脏再生仍然是终极的目标。

虽然研究结果看起来很有希望，但是研究人员还没有在更长的时间尺度上证明，保存下来的肝脏可以维持完好的功能。施内贝格尔表示，下一步是在大型动物中进行移植实验。如果这些实验能够成功，将会有大量等待肝移植的病人受益于这项新技术。克拉维恩则表示，这项实验最早有望在今年内实施。他补充说，理论上，这种新设备将来还可以用于保存心脏、肾脏或者其他器官。

撰文：塔尼娅·刘易斯（Tanya Lewis）

翻译：施怿

来源：环球科学