肝移植术后早期移植物功能不全的研究进展.pdf

379实用器官移植电子杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 PracJOrganTransplant（ElectronicVersion），July2023，Vol.11，No.4综述肝移植术后早期移植物功能不全的研究进展张鹏飞，陈雅洁，张远，尚佳明，曹经琳，王洋，窦剑（河北医科大学第三医院肝胆外科，河北 石家庄 050051）DOI：10.3969/j.issn.2095-5332.2023.04.021 基金项目：2022 年政府资助临床医学优秀人才培养项目；中国肝炎防治基金会 2020 年度天晴肝病研究基金项目（TQGB20200167）；省人力资源和社会保障厅 2020 年度引进留学人员资助项目（C20200348）通讯作者：窦剑，Email： 移植物功能不全（early allograft dysfunction，EAD）是 LT 术后早期移植肝功能处于边缘状态1，通常指受体早期出现的转氨酶、胆红素升高及血凝异常等肝功能不全的表现。大多数 EAD 为可逆性移植肝功能不全，但小部分 EAD 可进一步发展为不可逆的原发性移植物功能障碍（primary graft nonfunction，PNF），进而导致患者需再次移植甚至死亡。根据相关文献报道，EAD 的发生率为 8.7%40.0%2，而与 EAD 相关的病死率可达18.8%3。且由于等待 LT 的患者日益增加，供求比例严重失衡，移植团队也不断做出努力来扩大肝脏供体池，但随之而来会出现供肝质量下降及各种术后并发症增加的问题，EAD 的发生率也随之增加4。我们通常认为，EAD 作为 LT 术后严重的并发症之一，常常提示较差的预后，其发生与受体因素及供体因素密切相关5。因此，研究 EAD 发生的危险因素及预测方法，从而及早提出干预，对于提高 LT 的手术成功率、受体术后生存率、减少 EAD 的发生及改善患者预后都具有重要意义。本文综合国内外的研究进展，就 EAD 的发生机制、危险因素、预测方法及防治策略进行综述。1 EAD 的诊断及病理生理机制1.1 EAD 的诊断：EAD 的诊断标准是在长期 LT 术后早期移植肝功能评价的过程中发展而来，目前各移植中心尚无统一的标准。1998 年 Deschnes 等6 通过对美国 3 个移植中心 710 例首次行 LT 的非暴发性肝病患者进行研究，将 EAD 定义为：LT 术后2 7 d 内至少存在以下一种情况：总胆红素（total bilirubin，TBil）10 mg/dl，凝血酶原时间（prothrombin time，PT）17 s，以及出现肝性脑病。2002 年Nanashima 等7通过一项对 93 例因终末期肝病行LT 的患者的队列研究，提出 EAD 新的诊断标准：LT 术后 72 h 内连续 2 次天冬氨酸转移酶（aspartate aminotransferase，AST）和（或）丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）1 500 U/L。2010 年 Olthoff等8对美国 3 个项目中 300 例行 LT 的患者进行了一项队列研究，提出新的诊断标准：LT 术后 第 7 天 TBiL 10 mg/dl（171 mol/L）；LT 术 后第 7 天国际标准化比值（international normalized ratio，INR）1.6；LT 术后 7 d ALT 或 AST 2 000 U/L，符合上述 1 种或以上情况者即可诊断为 EAD。由于该诊断标准较为客观、全面，目前被广泛应用于 临床。1.2 EAD 的病理生理机制：EAD 发生的病理生理机制比较复杂，其中肝脏的缺血/再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，IRI）起到了关键作用，具体包括细胞内环境破坏、细胞内钙超载、细胞凋亡等9。造成肝脏 IRI 的环节包括器官获取、移植物储存和手术本身的损伤，主要是由 Kupffer 细胞介导的细胞毒性物质释放以及肝窦内皮细胞和微循环中断导致的肝细胞损伤10，过程大致分为两个阶段：第一阶段是肝脏的缺血损伤，这是由于缺氧、大量ATP的消耗及缺乏ATP的产生引起的细胞代谢紊乱。第二阶段是肝脏的再灌注损伤，剧烈的炎症免疫反应导致移植物的细胞毒性损伤和氧化还原状态诱导的细胞损伤，进而刺激中性粒细胞释放大量氧自由基。除此之外，还有许多理化因素可导致EAD，例如，供体的高钠血症可使肝细胞处于高渗状态，进而使肝细胞发生损伤11。但目前 EAD 的病理生理学机380实用器官移植电子杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 PracJOrganTransplant（ElectronicVersion），July2023，Vol.11，No.4制远未明确，还需要进一步的研究、探索。2 EAD 的危险因素2.1 供体因素2.1.1 身体质量指数（body mass index，BMI）：供体 BMI 作为 EAD 发生的独立危险因素已成为共识。Hoyer 等12将 678 例符合条件的 LT 患者中的 475 例 分为 EAD 组（184 例）和非 EAD 组（291 例）进行多因素分析，发现供体 BMI 是 LT 术后受体发生 EAD 的独立危险因素（P 0.011）。同时利用剩余的 203 例患者进行验证，得出了同样的结论。He 等13的一项关于 EAD 危险因素的研究也得出了相似的观点。2.1.2 血钠：一项多变量分析表明，供体血钠水平157 mmol/L 是 EAD 的独立危险因素14。主要原因是供肝细胞外渗透压的改变导致肝细胞内积水，最终导致再灌注后的肝细胞水肿、变性。然而有研究表明15，供体高钠血症与受体术后 EAD 的发生并无直接的关系。2.1.3 性别：一项基于 602 例 LT 患者的回顾性研究分析发现，男性供体是 EAD 的独立危险因素。然而，其他研究并没有将供体性别列为 EAD 的危险因素，可能是由于供体性别与其他变量间接相关，如死亡原因和 BMI 等。2.1.4 年龄：通常认为，当供体年龄超过 50 岁，供肝的质量与年龄成反比。因为高龄供体的肝脏祖细胞减少、再生能力较差、修复能力降低，所以更容易发生 IRI。Mazilescu 等16报道的 1 060 例 LT患者中，EAD 的发生率为 44%，经 Logistic 回归分析发现供体年龄是 EAD 发生的独立危险因素。然而有研究表明17，在排除供肝脂肪变及高血钠症等影响供肝质量的危险因素之后，供体年龄对移植肝功能并无负面影响。2.1.5 冷、热缺血时间：供肝冷缺血时间（cold ischemia time，CIT）和 复 温 热 缺 血 时 间（warm ischemic time，WIT）是目前公认的 EAD 重要的独立危险因素18。但是对于冷、热缺血时间范围尚无统一标准。在 Bastos-Neves 等14的多元回归模型中，CIT 10 h 和 WIT 40 min 都是 EAD 的独立危险因素。Masior 等19指出，在 CIT 8 h 的情况下，供肝的安全性是有保障的，但没有对 CIT 8 h 的组别中 EAD 的发生进一步研究。在 Paterno 等20 的 2107 例心脏死亡器官捐献（donation after cardiac death，DCD）的 LT 患者研究中，WIT 30 min 与30 min WIT 40 min 之间的移植物存活曲线无差异，所以认为 DCD 供肝的 WIT 安全阈值为 40 min。而 2020 年国际肝移植协会的共识报告则规定 DCD供肝的 WIT 安全阈值为 30 min，若有其他危险因素，则 WIT 安全阈值也应相应降低21。2.1.6 供肝脂肪变性：Narayan 等22对 90 例供肝进行活检，根据其受体是否发生 EAD，得出结论：供肝脂肪变性是 EAD 发生的独立危险因素。有研究细化了供肝脂肪变性程度对 EAD 的影响，大泡脂肪变性 20%与 EAD 的发生独立相关23。而在 Croome等24的研究中，中度大泡脂肪变性（30%60%）DCD 组和轻度大泡脂肪变性（5%30%）DCD组的 EAD 发生率均显著高于无脂肪变性（5%）DCD 组，三者的 EAD 发生率分别为 70.8%、56.8%和 45.6%。2.1.7 DCD 供 肝：Ohara 等25对 611 例 LT 术 后患者进行了 1 年的队列研究发现：在研究队列中52.2%（n 321）的移植物中观察到 EAD，其中DCD 移植物中 EAD 发生率为 79%，脑死亡器官捐献（donation after brain death，DBD）移 植 物 中 为40%。同样，在 Mazilescu 等16的一项关于 1 068 例 LT 患者的队列研究中，EAD 的总发病率为 44%。EAD 在 DCD 组中比 DBD 组发生频率更高（71%比41%，P 0.01）。主要原因可能是相比于 DBD 供肝，DCD 供肝意味着更长的 WIT，所以导致更高的 EAD发生率。2.1.8 其他：ALT、AST、TBil 和-谷氨酰转移酶水平，PT 以及重症监护病房停留时间等。2.2 受体因素2.2.1 终 末 期 肝 病 模 型（model for end-stage liver disease，MELD）评分：Yang 等18回顾性分析了2015 2018 年间在 3 家移植中心接受 LT 的 MELD评分 30 分的 778 例患者的数据，发现 MELD 评分 30 分是 EAD 的独立危险因素。Croome 等26 在一组 310 例 LT 患者中分析了 MELD 评分在 EAD发生发展中的作用：高 MELD 评分是 EAD 发生的独立危险因素，它可以影响患者术后早期肝功能的381实用器官移植电子杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 PracJOrganTransplant（ElectronicVersion），July2023，Vol.11，No.4恢复。来自 Olthoff 等8的研究发现，MELD 评分越 高，LT 术后 EAD 的发生率越高，MELD 评分每增加 10 分，EAD 的发生率约增加 44%。2.2.2 LT 术后出现胆道及血管并发症：一项回顾性研究表明，多因素 Logistic 回归分析结果显示，移植术后出现胆道及血管并发症是影响肝移植术后 EAD 的独立危险因素OR 0.061，95 CI （0.009 0.419），P 0.00427。2.2.3 血清脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）浓度：Chae 等28通过对 104 例成人间活体肝移植（living donor liver transplantation，LDLT）受者 BNP 与 术后 EAD 的关系研究发现，在 LDLT 期间，每个阶段 EAD 组的血清 BNP 水平均高于非 EAD 组。术中平均血清 BNP 水平 100 pg/ml 是术后 EAD 发生的独立危险因素。2.2.4 性别：最近研究14发现相比于女性受体，男性受体 EAD 的发生率要低 55%。可能和移植物与女性受者质量比偏低相关，造成了 EAD 的发生。但是此前从未有类似报道，所以还需要更多的相关研究来证实。2.2.5 其他：年龄、种族、是否合并恶性肿瘤、中性粒细胞/淋巴细胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）、Child-Pugh 评分、INR 等，均可能与EAD 的发生有关。3 EAD 的预测方法3.1 血清学指标3.1.1 NLR：Kwon 等29一 项 基 于 1 531 例 成 年 LDLT 受体的回顾性研究发现，EAD 的风险随着NLR 的升高成比例地增加，NLR 的受试者工作特征曲线下面积（area under receiver operating characteristic curve，AUC）为 0.73。NLR 2.85 是 EAD 的独立预测因子OR 1.89，95%CI（1.26 2.84），P 0.002。然后在 429 例受体的队列研究中验证了上述结论，进一步明确了 NLR 预测 EAD 的价值。同时，越来越多的研究表明 NLR 是系统性炎症的可靠指标。在终末期肝病患者中，普遍的全身炎症反应与不良预后相关，这也是 NLR 可以准确预测EAD 的主要原因。除此之外，NLR 可以在血常规中通过简单计算得出，鉴于 NLR 简便、准确的特点，其在预测 EAD 发生方面具有较大的临床应用价值。3.1.2 细胞因子：研究表明，移植肝发生 IRI 时血清中 IL-6 1 000 g/L 可作为 LT 后 EAD 的独立预测因子（P 0.028），同时在 153 例 LT 患者的队列研究中得到验证30。Barbier 等31则表明 IL-33 73 pg/ml 是移植物功能障碍的独立危险因素，但其具体机制有待深入探究。3.1.3 乳酸浓度及乳酸清除率：Golse等32对2015年144 例 LT 患者进行了回顾性分析，并对 2016 年 152 例 LT 患者进行验证，发现乳酸浓度 5 mmol/L 能够预测 EADRR 2.529，95%CI（1.008 6.349），P 0.048，而且 LT 手术结束时是乳酸 评估的最佳时机。Takahashi 等33通过对 256 例 LT患者资料进行分析，发现乳酸清除率延迟是 EAD 的独立危险因素（OR 3.49，P 0.002）。机体在缺 血、缺氧时，乳酸可迅速增加，因此血清乳酸水平对于术后肝功能变化非常敏感，而且血清乳酸水平易于测量，可迅速获得，所以其有望成为预测 EAD发生的一种可靠的血清标志物。3.1.4 血磷：Hong 等34一项基于 304 例 LDLT 的研究发现，术后第 2 天血清磷水平 4.5 mg/dl 是活体LDLT术后EAD发生的独立预测因子 RR2.36，95%CI（1.18 4.31），P 0.017，因此高磷血症可预测 LDLT 受者 EAD 的发生。3.1.5 其他：研究发现，一些脂质，包括甜菜碱、棕榈酸、溶血磷脂酰胆碱和磷脂酰胆碱水平的组合对预测 EAD 的发生有较高的价值3。血清尿酸、血管性血友病因子与蛋白 C 比率等新型血清标志物也可用来预测 EAD 的发生与发展，以便及早做出干预，避免 EAD 的进一步加重。3.2 分子及基因组学：一项基于 83 例 DCD 供肝 LT的研究发现35，肝细胞衍生的 microRNA（miRNA）对于肝细胞损伤的诊断较为敏感，因此可以作为EAD 发生的分子标志物。相比于非 EAD 组，EAD组供肝保存液中的绝对 miR-122 水平和相对 miR-122/miR-222 比率均显著升高。Li 等36的一项研究则发现了另外一种分子标志物 miR-146b-5p，该研究通过 miRNA 测序测定 3 种猪器官捐献模型（DBD 组、DCD 组和 DBCD 组）的 miRNA 表达，通 过生物信息学分析揭示了靶 miRNA 的潜在调节行为。随后在 42 例人 LT 患者中进一步研究了与382实用器官移植电子杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 PracJOrganTransplant（ElectronicVersion），July2023，Vol.11，No.4猪 miR-146b 同源的人 miR-146b-5p 在供体肝脏中的表达，发现 miR-146b-5p 的高表达成功预测了EAD，且 AUC 为 0.759（P 0.004）。Kurian 等37对 30 例发生 EAD 的 LT 受者和 26 例无 EAD 的 LT受者进行肝活检并探究其基因表达谱，发现了与EAD 发生相关的通道（PPAR 和 NF-B）和靶点（如 CXCL1、IL1、TRAF6、TIPARP 和 TNFRSF1B），这说明可以从基因组学角度来预测 EAD 的发生，为EAD 的诊断提供了新思路。3.3 超声及剪切波弹性成像技术：在一项纳入 32 对 供 受 体（EAD 组 15 例；非 EAD 组 17 例）的 研 究中38，作者设计了一种基于超声检查的新型分级系统来优化供肝选择，然后对单独应用该分级系统或单点剪切波弹性成像（point shear wave elastography，PSWE）检查进行预测，及它们联合预测 EAD 的诊断性能进行评估。结果发现，PSWE和 LT 超声分级系统对 LT 的评价都有一定的价值，但也都存在各自的局限性。PSWE 预测 LT 后受者 EAD 的 AUC 为 0.929，而 PSWE 联合超声分级 系 统 的 AUC 为 0.935。说 明 PSWE 和 LT 超 声分级系统相结合，可以提高预测的敏感性。当结果异常时，提示可能需要对供肝进行活检，从而避免获取不能使用的肝脏。在 Huang 等39一项基于 67 例行原位 LT 的受者的研究中，使用实时二维剪切波弹性成像（2D-shear wave elastography，2D-SWE）进行供体肝脏硬度（liver stiffness，LS）测量。分析了弃用和使用移植物之间 LS 值的差异，评估了供体 LS 值与受体 EAD 的关系。结果表明，弃用的移植物 LS 值高于使用的移植物 LS值（24.010.9 比 10.02.6 kPa，P 0.001）。多因素 Logistic 回归分析显示，供体 LS 值 10.9 kPa 与 EAD 独立相关 OR 4.042，95 CI （1.133 14.421），P0.031。由此得出结论：供体高LS值可能是受体发生 EAD 的早期预警。由于 2D-SWE 是一种方便、可重复、无创、不受操作者主观影响、可在患者床旁使用的检查手段，所以使用其评估脑死亡供体肝脏质量，从而预测 EAD 的发生具有巨大的 优势。4 EAD 的预防 EAD 是目前同种异体 LT 术后最主要的并发症之一，与许多因素有关，目前我们认为其发生的病理生理机制主要是肝脏的 IRI。因此，预防肝脏 IRI是预防 EAD 发生的首要工作，我们可以从以下方面预防 IRI 的发生。4.1 缩短 CIT、WIT：多项研究表明，越长的 CIT、WIT 意味着更高 EAD 发生率，因此，缩短 CIT、WIT 可以减少 EAD 的发生14，19-21。这就需要人体器官获取组织更加合理地分配器官，尽可能避免远距离运输以缩短 CIT，同时需要器官获取团队尽可能优化手术过程、缩短手术时长以达到缩短 WIT 的目的。4.2 低温机械灌注（hypothermic machine perfusion，HMP）：HMP 通过在低温下利用灌注设备以脉冲或连续的方式灌注肝动脉，持续地提供营养成分，同时清除代谢过程中产生的废物，以减轻 IRI，延长器官保存时间。Zhang 等40的一项 Meta 分析表明，HMP 组相比于 SCS 组，EAD 的发生率显著降低 OR 0.36，95%CI（0.17 0.77），P 0.008。一项研究发现41，HMP 可降低 EAD 发生的风险，减少胆道缺血性后遗症并提高移植物存活率。4.3 低 温 氧 合 机 械 灌 注（hypothermic oxygenated machine perfusion，HOPE）：HOPE 可以在 HMP 的基础上主动向灌注液中加入氧气，Czigany 等42将来自4个移植中心的46例接受扩展标准供体（extended criteria donor，ECD）的 LT 患者随机分配到 HOPE组或静态冷保存（static cold storage，SCS）组，比较两组 EAD 的发生率，得出结论：与 SCS 组相比，HOPE 组的 EAD 发生率较低（17%比 35%）。Pavicevic 等43将 2 个 ECD 供肝分别使用 HOPE 4 h 35 min 和 4 h 20 min，总保冷时间分别为 17 h 29 min和 15 h 20 min，行同种异体 LT，结果 2 例患者术后均未出现 EAD。4.4 无缺血肝脏移植（ischemia-free liver transplantation，IFLT）：随着外科技术的创新，有学者发现在器官移植过程中，若器官的血供不停止，则可以避免 IRI的发生。IFLT 即在整个移植过程中完全消除了低体温、缺血和缺氧。Huang 等44的一项研究发现，在 14 例 IFLT 中，仅 1 例（7.1%）发生 EAD，同期 47 例常规 LT 患者中，25 例（53.2%）发生 EAD。该研究可初步证明 IFLT 的可行性、安全性和有效383实用器官移植电子杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 PracJOrganTransplant（ElectronicVersion），July2023，Vol.11，No.4性，与常规 LT 相比，IFLT 组中损伤标志物减少，且 EAD 发生率较低。4.5 其他方面：包括优化供受体匹配，避免 EAD发生的各种危险因素等。综上所述，EAD 作为 LT 术后严重的、常见的并发症之一，尤其是随着 LT 等待名单不断增加，愈多的边缘供肝投入使用之后，这一特点尤为凸显。EAD 会导致更多严重的术后并发症，增加患者的死亡率和移植物丢失的风险。因此，探索 EAD 的发生机制、及时识别危险因素、早期做出临床诊断和及早采取防治策略对改善 LT 患者预后至关重要。除了当前的一些传统指标，本文还从新型的血清学指标、分子及基因组学、剪切波弹性成像技术等方面预测 EAD 的发生。目前 EAD 的危险因素、预测方法甚至是临床诊断都尚未形成共识，所以需结合更大规模的临床实践及基础研究加以证实。参考文献 1 AGOPIAN V G，HARLANDER-LOCKE M P，MARKOVIC D，et al.Evaluation of early allograft function using the liver graft assessment following transplantation risk score model J.JAMA Surg，2018，153（5）：436-444.2 孟海鹏，董汉光，严律南，等.肝移植早期供肝功能障碍的危险因素分析 J.中国现代普通外科进展，2022，25（6）：436-438,460.3 TSAI H I，LO C J，LEE C W，et al.A panel of biomarkers in the prediction for early allograft dysfunction and mortality after living donor liver transplantation J.Am J Transl Res，2021，13（1）：372-382.4 TOMESCU D，POPESCU M，DIMA S O.Rotational thromboelastometry（ROTEM）24 hours post liver transplantation predicts early allograft dysfunction J.Rom J Anaesth Intensive Care，2018，25（2）：117-122.5 YANG L，XIN E Y，LIAO B，et al.Development and validation of a nomogram for predicting incidence of early allograft dysfunction following liver transplantation J.Transplant 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