综述：肝移植中肝脏移植物的低温机器灌注：最新进展

【字体：大中小】 时间：2025年04月09日 来源：Current Transplantation Reports 2.4

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　　这篇综述聚焦肝移植（LT）中低温机器灌注（HMP）的应用。通过阐述 HMP 的机制优势、现有平台、临床研究成果等，指出其能降低早期移植物功能障碍（EAD）和缺血性胆管病变（IC）风险，有望扩大供体范围，为肝移植发展带来新契机。

一、引言

肝移植（LT）是终末期肝病（ESLD）患者的唯一治愈方法。根据 2022 年移植受者科学注册（SRTR）数据报告，1 年移植物存活率达 93%，5 年为 80%。然而，供肝的可获得性严重限制了患者接受肝移植的机会，供需差距导致每年肝移植等待名单上的死亡率达 12%。

尽管肝移植效果有所改善，但供肝需求仍远超 “可移植” 肝脏的供应。2022 年美国移植中心活动的 SRTR 数据显示，符合脑死亡（DBD）标准的供体肝脏中有 8%，符合循环死亡（DCD）标准的供体肝脏中有 25% 被回收但未移植，主要原因是静态冷保存（SCS）下供体质量问题或恢复物流问题（如长时间冷缺血）。

为克服 SCS 肝移植保存的局限性，动态保存技术如低温机器灌注（HMP）、常温机器灌注（NMP）和常温区域灌注（NRP）在过去十年中得到了广泛研究，并越来越多地被全球肝移植中心采用。本文将评估 HMP 在肝脏移植物保存中的机制优势、临床证据，以及 NRP - HMP 在增加供肝利用率和改善 ECD - DBD 及 DCD 移植物结果方面的互补优势。

二、HMP 的机制优势

1967 年，Dr. Strazl 首次描述了在同源犬肝移植中进行的临床前体外肝脏灌注。在低压氧合条件下用稀释血液灌注肝脏，灌注后的肝脏在冷保存长达 24 小时后成功移植，但该方案需要长时间减压（3 - 4 小时）以防止移植后空气栓塞。在没有血液或低压条件下，结果更差。由于器官保存溶液（威斯康星大学（UW）和组氨酸 - 色氨酸 - 酮戊二酸 [HTK] 溶液）的改进以及 SCS 的有效性和简便性，特别是对于标准标准移植物，限制了 HMP 技术的进一步临床发展。随着器官需求的增加和供体器官质量的下降，通过优化 EBDDBD 和 DCD 移植物来扩大供体库的需求再次出现。

从机制上讲，HMP 通过在灌注 1 - 2 小时内补充耗尽的细胞能量储备和清除肝脏产生的有毒代谢物来保护肝脏。低温条件下的低代谢需求，通常与氧气供应相结合，以补充肝线粒体的有氧呼吸需求，尽管线粒体呼吸速率在低温下降低，但仍能促进 ATP 的正向平衡。此外，氧合 HMP（）维持肝细胞和胆管细胞线粒体呼吸链内的低通量正向电子流。因此，通过可逆地抑制氧化代谢来改变线粒体氧化还原状态，从而减少肝移植物再灌注期间活性氧（ROS）的初始释放。这种抑制作用最大限度地减少了线粒体损伤，减少了线粒体 ROS 的释放，并通过各种途径减少了核损伤，导致循环中损伤相关分子模式（DAMPs）减少。因此，减少了库普弗细胞的激活，降低了次级炎症介质的释放，并减少了中性粒细胞和血小板的激活。这些过程共同减弱了免疫反应，包括 T 细胞激活，并减轻了对肝细胞和胆管细胞的缺血 - 再灌注损伤。

三、当前可用的 HMP 平台

目前在临床肝移植中使用几种不同的 HMP 回路。方法因肝脏流入血管插管方式（仅门静脉插管与肝动脉和门静脉双插管）、门静脉流速、氧气输送（氧气流速、连续与 “预充” 氧合）、保存溶液（Belzer MPS、Vasosol）和便携性（缺血末期 “回基地” HMP 与获取后立即进行的 HMP）而异。

持续氧合低温肝脏灌注（HOPE），通过仅门静脉插管对灌注液（100% 氧气，流速为 1 L/min）进行连续氧合。该回路使用 3L Belzer MPS（Bridge to Life Ltd.）灌注液，维持灌注液流速在 150 - 300 mL/min，目标门静脉压力为 3 mmHg，灌注液温度在 8 - 12°C 之间。HOPE 回路不便于携带，广泛用于缺血末期。

双低温氧合灌注（D - HOPE），在低温条件下（4 - 10°C）通过肝动脉和门静脉插管对肝脏移植物进行连续氧合灌注（100% 氧气，流速为 500 ml/min）。该回路使用 Belzer MPS（Bridge to Life Ltd.）灌注液，维持灌注液流速为 120 - 180 mL/min，以实现肝动脉压力为 25 mmHg 和门静脉压力为 5 mmHg。与 HOPE 类似，D - HOPE 回路不便于携带，仅适用于缺血末期肝脏灌注。

为克服 HOPE 和 D - HOPE 设备的便携性限制，Dr. James Guarrera 与 Organ Recovery Systems 合作开发了一种便携式替代设备，即 LifePort Liver Transporter?（LLT）。与 HOPE/D - HOPE 不同，LLT 中的灌注液用 100% 氧气以 10 L/min 的流速 “预充”>20 分钟，以使灌注液中的初始氧分压 > 600 mmHg。由于无需外部 100% 加压氧气供应，增加了航空运输的可及性。灌注通过肝动脉（HA）和门静脉（PV）使用 Vasosol? 进行。然后启动连续、非搏动性灌注，根据肝脏重量控制 HA 和 PV 的流速，目标流速为每克肝脏每分钟 0.66 mL。

四、HMP 和 HOPE 在肝移植中的临床发展

2010 年，Dr. Guarrera 及其同事报告了首个评估 HMP 在肝移植中临床应用的患者系列研究。该研究将 20 例接受 HMP 保存肝脏的患者与 20 例接受 SCS 肝脏的匹配队列进行比较。标准肝脏获取后，HMP 肝脏使用 Vasosol? 灌注溶液通过门静脉和肝动脉灌注在改良的 Medtronic PBS? 泵上进行连续灌注，Vasosol? 灌注溶液是一种改良的 Belzer 溶液，含有抗氧化剂、代谢底物和血管扩张剂。虽然未进行主动氧合，但在盒式装置处有环境空气交换，导致灌注液中的。总冷缺血时间 < 12 小时，泵灌注时间在 3 - 7 小时之间。两组均无原发性无功能（PNF）病例。虽然两组之间早期移植物功能障碍（EAD）发生率无统计学差异（HMP：5% vs. SCS：25%），但 SCS 组的 EAD 发生率是 HMP 组的 5 倍。SCS 组的胆道并发症发生率也是 HMP 组的两倍，但差异不显著（HMP：10% vs. SCS：20%）。两组的 1 年肝移植移植物存活率相当（HMP 90% vs. SCS：90%）。

2015 年，Dr. Guarrera 及其同事在 HMP 在肝移植中的开创性工作基础上，评估了 HMP 在增加 “孤儿” ECD - DBD 肝脏利用率方面的应用。这些 “孤儿” 肝脏因符合 ECD 标准而被原器官共享联合网络（UNOS）区域的所有中心拒绝。在为期 5 年的研究期间，31 例患者接受了 HMP 灌注后的 “孤儿” ECD - DBD 肝脏移植。与 30 例匹配的 SCS ECD - DBD 肝移植受者相比，HMP ECD - DBD 肝移植受者的胆道并发症发生率显著降低（HMP：19% vs. SCS：43%），肝移植后住院时间更短（HMP：14 天，SCS：20 天）。这些数据表明，HMP 可能增加高风险 “孤儿” ECD - DBD 肝移植物的利用率，同时减少医院资源的利用。

随后，Schlegel 等人的研究表明，在 HMP 回路中添加氧气可恢复线粒体电子传递链中的正向电子流，从而恢复 ATP 并减少活性氧。受这些发现的启发，由 Dr. Phillip Dutkowski 领导的一个欧洲团队开发了一种用于门静脉低温氧合机器灌注（HOPE）的替代回路。2014 年首次报道了 HOPE 在肝移植中的临床应用。这项单中心试点研究比较了 HOPE DCD 肝移植受者（）和 SCS DBD 肝移植受者（）的结果。两组在 PNF（HOPE：0% vs. SCS：0%）、EAD（HOPE：0% vs. SCS：0%）、胆道并发症（HOPE：25% vs. SCS：25%）或 6 个月肝移植移植物存活率（HOPE：100% vs. SCS：100%）方面无统计学显著差异。虽然未证明 HOPE 有明显益处，但这些结果确实表明 HOPE 可能使 DCD 结果与 SCD - DBD 肝同种异体移植物的结果相当。由于未与 DCD - SCS 供肝进行直接临床比较，限制了对结果的解释。有趣的是，作者确实注意到使用 HOPE 每位患者可节省约 25,000 瑞士法郎的成本。

Dutkowski 的团队随后将他们的经验扩展到 25 例 HOPE DCD 与 50 例 SCS DCD 肝移植受者的比较。数据显示，HOPE DCD 肝同种异体移植物受者的 EAD（HOPE：20%，SCS：44%）和 IC（HOPE：0%，DCD 22%）显著降低。HOPE 的保护作用与改善的 1 年移植物存活率相关（HOPE：90%，SCS：69%）。随后的一项研究对 50 例 HOPE DCD 肝脏和 50 例 SCS DCD 肝脏进行了匹配队列分析（在英国伯明翰进行移植）。虽然供体通过冷缺血时间、受体 MELD 评分和受体年龄进行匹配，但两组在供肝风险指数方面不具有可比性（DCD HOPE：90% 高风险 / 无效 DRI，DCD SCS：84% 低风险）。尽管 HOPE 肝移植受者更多地使用高风险供体，但两组的 PNF（HOPE：0% vs. SCS：4%）和总体胆道并发症（HOPE：40%，SCS：46%）相似。IC 在 SCS 组的发生率几乎是 HOPE 组的 3 倍（HOPE：8%，SCS：22%），尽管差异不显著。HOPE DCD 受者的 5 年移植物存活率（94%）显著高于 SCS DCD 受者（78%）。

最初的研究表明 HMP 和 HOPE 都有临床益处，但所采用的技术在预灌注流入（HMP：PV 和 HA，HOPE：PV）和灌注液氧合（HMP：无，HOPE：）方面存在差异。随后，格罗宁根大学的一个荷兰团队引入了一种 HOPE 平台，通过门静脉和肝动脉流入提供连续氧合（双低温氧合机器灌注，D - HOPE）。2017 年发表了对 D - HOPE 的首次试点研究调查。在这项研究中，将 10 例 D - HOPE DCD 肝移植受者与 20 例匹配的 SCS DCD 肝移植受者进行比较。两组均无 PNF 病例。D - HOPE DCD 受者未观察到 EAD，而 SCS DCD 受者的发生率为 10%，SCS DCD 受者的非吻合口胆道狭窄（NAS）发生率是 D - HOPE 组的 3 倍多（D - HOPE：10% vs. SCS：45%），尽管结果未达到统计学显著性。与 HOPE 的结果类似，D - HOPE DCD 受者的 1 年肝移植移植物存活率在统计学上显著更高（D - HOPE：100%，SCS：67%）。

五、评估 HOPE/D - HOPE 在临床肝移植中的临床试验

HMP 和早期临床研究的有前景的结果，导致了商用临床设备的快速扩展以及多项用于结果评估的随机和非随机临床试验。

由于设备监管环境的差异，HOPE/D - HOPE 设备最初在欧洲商业化，导致欧洲临床结果数据的大规模扩展。随后的试验旨在确定在 DCD 受者中观察到的益处是否适用于 ECD - DBD 肝移植受者。2021 年的一项多中心随机对照试验（RCT）评估了 23 例 HOPE ECD - DBD 和 23 例 SCS ECD - DBD 受者的结果。与 DCD 受者的结果类似，PNF 发生率相似（HOPE：0%，SCS 4%）。HOPE 组的 EAD 发生率（HOPE：17%，SCS：35%）和总体胆道并发症（HOPE：17%，SCS 26%）较低，但无统计学差异。值得注意的是，HOPE ECD - DBD 受者在 90 天内的 Clavien - Dindo III 级或更高等级并发症显著降低（HOPE：44% vs. SCS：74%），ICU 住院时间更短（HOPE：5 天，SCS：8 天），住院时间更短（HOPE：20 天，SCS：36 天）。2021 年意大利的一项单中心 RCT 也评估了 HOPE 在 55 例 HOPE 和 55 例 SCS ECD - DBD 受者中的有效性。HOPE 组的 EAD 显著降低（HOPE：13%，SCS：35%），而两组在 PNF、总体胆道狭窄或 1 年移植物存活率方面无差异。HOPE 组移植后的再入院率（20%）明显低于 SCS 组（38%）。在六个国家的 10 个欧洲移植中心进行的另一项 RCT 评估了 HOPE 与 SCS 受者中 DCD/ECD - DBD 肝移植受者的综合结果（每组）。PNF 发生率（HOPE：0%，SCS：4%）和 Clavien - Dindo IIIb 级或更高等级并发症（HOPE：8%，SCS 20%）在 HOPE 组较低，而总体胆道并发症（HOPE：18%，SCS 22%）和 1 年肝移植移植物存活率（HOPE：95% vs. SCS：95%）在两组之间相似。

虽然最初的临床试验主要关注早期（<1 年）临床结果，但最近对多个欧洲肝移植中心的 HOPE DBD 肝移植（）和 HOPE DCD 肝移植（）的回顾性分析显示，HOPE DBD 肝移植的 3 年和 5 年移植物存活率分别为 92% 和 91%，HOPE DCD 肝移植的移植物存活率分别为 87% 和 81%。进一步评估 DCD HOPE 与 SCS 受者中肝细胞癌（HCC）的复发情况，发现 HOPE 组的 5 年无 HCC 复发存活率也更高（HOPE：92%，SCS：73%）。作者推测，HOPE 通过减少肿瘤相关炎症介质的释放来预防 HCC 复发。总体而言，这些数据表明使用 HOPE 可改善移植物结果，特别是降低 EAD 和非吻合口胆道狭窄的发生率，并可能具有减少住院、再入院、肝移植后并发症和癌症复发的额外益处。

D - HOPE 的效用证据也在不断扩大。另一项 RCT 评估了 D - HOPE（）与 SCS（）DCD 肝移植受者的结果。与 HOPE 试验的结果类似，两组中 PNF 都很少见（D - HOPE：0%，SCS：1%），D - HOPE 组的 EAD 发生率几乎是 SCS 组的一半（D - HOPE：26%，SCS：40%），尽管差异不显著。D - HOPE DCD 肝移植确实降低了 NAS 胆道狭窄的发生率（D - HOPE：6%，SCS 18%）。一项意大利单中心研究比较了 25 例 D - HOPE 与 50 例 SCS DBD 肝移植受者，结果显示 PNF、EAD 和总体胆道并发症的发生率相似；然而，D - HOPE 与 2 - 3 期急性肾损伤的显著减少相关（D - HOPE：16%，SCS：42%）。最后，一项单中心 RCT 评估了 26 例 D - HOPE 与 78 例 SCS DBD 肝移植受者，结果显示 PNF 和 EAD 的发生率相似。对接受供体风险指数 > 1.7 的移植物的受者进行亚组分析发现，D - HOPE 组 3 个月的综合并发症指数（4.4）显著低于 SCS 组（22.6）。总之，HOPE/D - HOPE 通过降低 EAD 和 IC 发生率，为肝移植受者带来了明显的临床益处，特别是对于 ECD - DBD 和 DCD 肝移植物。

六、便携式低温氧合机器灌注

由于美国对设备监管要求的提高，与欧洲相比，商业化 HMP 平台的 FDA 批准有所延迟。目前，仅报道了一种设备 LifePort? Liver Transporter（LLT）的临床结果。在开发过程中，为适应美国更大的地理运输区域，对设备<