心脏死亡供体器官捐献在肝移植中的应用及研究进展

郑章强，朱志军（.天津医科大学第一中心临床学院，天津 3009；.首都医科大学附属北京友谊医院肝脏外科，北京 00050）

肝移植已成为治疗终末期肝脏疾病的一种成熟手段，随着移植技术的不断发展，严重的供体器官短缺越来越成为阻碍肝脏移植发展的至关重要的因素。为了使更多的患者能够及时得到救治，器官移植医生尝试了多种手术方式，如成人间亲属活体供肝肝移植、劈离式肝移植等术式，但是这些仍不能满足日益增加的器官需求。目前，我国肝移植手术的成功率与术后受者存活时间已达到国际水平，但是在器官来源方面却存在着巨大差别。国际上欧美等发达国家器官移植多以脑死亡供肝为主，心脏死亡供肝为辅，而我国的供者情况则是以尸体为主。由于缺少脑死亡的立法，虽然可以根据脑死亡判定标准（征求意见稿）判定供者是否符合临床脑死亡[1]，但由于没有法律的支持，仍需等待撤除对供者的呼吸与循环支持，待供者呼吸循环完全停止后才能进行器官获取。

世界上最早开展的肝脏移植采用的就是心脏死亡供体器官，随着脑死亡概念的引入以及人们认识到心脏死亡供体预后较差，使得心脏死亡供体的数目迅速减少[2]。近年来，由于肝脏移植手术技术的成熟，供体短缺的问题愈发严重，使得利用心脏死亡器官捐献（DCD）的供体数量又呈逐年上升的趋势。目前，DCD已成为国际上公认的供者三大来源之一。世界上近几年DCD供体数量已明显提高，从客观上缓解了各国移植器官短缺的紧迫现状[3]。但是，鉴于DCD肝脏移植后缺血性胆道损伤等胆道并发症、原发性移植物无功能等并发症发生率较高[4-6]，人们纷纷开始探索如何进行有效评估供体器官可用性和体外修复来提高边缘供体器官的利用率，降低移植术后并发症的发生，并最终达到提高移植术后存活率及患者生存质量的目的。

1 DCD的分类标准

对于DCD，目前国际上通常采用荷兰马斯特里赫特国际会议定义的分类方式，按照1995年Maastricht标准，DCD分为四大类[7-8]。M-Ⅰ类：为入院前死亡者，此类患者应该具备突然死亡的目击证人，并且记录有明确的死亡时间以及入院前的心肺复苏过程。M-Ⅱ类：为心肺复苏失败者。M-Ⅲ类：受到严重的不可救治性损伤，但还没有完全达到或完全满足脑死亡的标准；经家属主动要求或同意，在重症监护病房（ICU）中有计划地撤除生命支持和治疗，等待死亡的发生。M-Ⅳ类：脑死亡判定成立后、器官捐献手术之前所发生的非计划性、非预见性心脏停搏。

上述分类中，Ⅲ类和Ⅳ类患者多为可控制型DCD，而Ⅰ、Ⅱ类属于不可控制型DCD。可控制型指有计划地撤掉生命支持设备，供者循环骤停开始获取器官，它的特点是器官损伤较小，移植受者远期预后较好，目前的DCD相关研究主要针对于此型。不可控型指心肺复苏失败，心脏骤停在不可控制的情况下发生或者供者在前往医院途中死亡，该型供者器官WIT长，移植物远期预后较差，移植后并发症发生率较高。由于不可控型供体的情况较差，对于保存技术等要求较高，其应用率仍处于较低水平。瑞典的一家研究机构2011年就曾对该中心2002-2010年的M-Ⅱ类DCD供体进行统计分析，结果表明其转化率较低，Ⅱ类DCD供体肝移植的应用尚不足10%[9]。

2 临床应用

目前，DCD器官已成为最有潜力的器官来源，各大移植中心纷纷探索DCD的应用前景，并已取得了突破性进展[10-11]。Hong等[12]总结了 2003-2011年发表的DCD相关文献报道，结果显示，随着时间进展，各移植中心技术不断提高，报道的移植物存活率逐年增高，而胆道并发症发生率却逐年下降。虽然大部分研究认为，接受肝脏DCD移植物的患者与接受脑死亡器官捐献（DBD）移植物的患者相比，术后并发症尤其是胆道并发症发生率较高，存活率显著更差[13-14]；但是通过严格的选择标准及DCD移植物的再处理，仍可以减少术后胆道并发症的发生，并缩小两者之间的差距[15-16]。随着器官移植技术的不断发展，甚至已有移植中心报道，DCD移植物移植后患者存活率和移植物存活率与脑死亡供体捐献的器官结果相比并无明显差异[17-19]。

2.1 供、受体的选择

多篇报道均已证实供、受体的选择对移植物的存活以及患者的预后有较大影响，通过严格的供、受体选择标准可以明显提高移植效果，缩短DCD与DBD之间的差距[20-23]。有报道显示，使用可控型DCD进行原位肝移植，通过严格的选择标准，患者的预后可获得明显提高[6，17，22]。Harring等[15]指出，供、受体的选择对移植后并发症及预后有较大影响，并认为最佳的受体相关特征为年龄＜50岁，国际标准化比值（INR）＜2.0，白蛋白＞35 g/L，冷缺血时间＜8小时；最佳供体特征包括：年龄＜50岁，供体热缺血时间（WIT）＜20分钟。Jay等[20]认为，应该根据受体终末期肝病模型（MELD）评分的不同决定是否应该接受DCD供体器官，既能降低不必要的花费，也使短缺的器官获得更好的利用。因此，供、受体的选择标准对于移植术后并发症的发生以及患者长期预后具有重要的影响。

2.2 撤除生命支持到心脏死亡发生

临床上，可控型DCD从撤除生命支持治疗到患者心跳停止所经历的时间变动较大。有相当一部分DCD器官是由于在撤除生命支持治疗后患者并没有在预定的时间内发生死亡而停止器官获取，而目前对于发生死亡的等待时间尚无一致性意见。如果能够制定一个预测模型来预测患者发生死亡的可能性，将会有效提高器官捐献的利用率，降低不必要的浪费。最近，英国一家肝脏移植中心通过分析总结可控型DCD病例，提出了一个预测发生心脏死亡以及供肝可用性的模型[24]。然而，这种预测模型准确度不可能达到100%，并且撤除生命支持治疗到心脏死亡期间患者血流动力学变动较大。已有动物实验指出，在平均动脉压下降到30 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）水平时肝脏已经基本停止了血液灌注[25]。因此，利用这种预测不可避免地会出现误差。

肝脏缺血时引起的脂质过氧化是引起移植肝功能障碍的主要原因，尤其在DCD供肝由于缺血时间较长时，损伤往往更加严重，如何降低缺血时间、减少缺血/再灌注损伤，是提高移植术后移植物功能的关键。目前，一般可接受的观点是肝细胞可耐受持续热缺血损伤达30分钟，超过这个界限将会有更高的移植物原发性无功能发生率[26]。有报道指出，供体WIT≥35分钟可显著增加移植物失功的发生率，此文章将WIT定义为撤除生命支持到冷灌注开始[4]。由于目前各器官移植中心对WIT的定义尚不统一，使得各中心之间的数据比较非常困难。例如，Hong等[12]将WIT定义为撤除生命支持治疗到冷灌注开始的时间；而Taner等[27]却将WIT的起点定义为供者动脉血氧饱和度（SaO2）低于0.30，血压＜ 50 mmHg。

2.3 DCD供体死亡的判断标准

DCD是指心脏停止跳动后的器官捐献。l992年，美国匹兹堡大学医学中心制定了DCD器官获取方案[28]：如果患者及其家属在决定撤掉生命支持治疗或放弃复苏干预后要求捐献器官，则可以进行器官获取。患者成为潜在供者需达到一定标准：在有计划地撤掉生命支持治疗后，患者心跳、呼吸停止。2010年中华医学会器官移植学分会提出“中国心脏死亡捐献指南”，适用于发生在医院内的可控型DCD，其判定标准为：循环停止、反应的缺失、心跳的缺失、脉搏和呼吸的缺失。由于DCD对于时间的限制，需要运用检测或检验来快速而准确地判断循环的停止。在可能情况下，可以应用有创动脉血压检测和多普勒超声进行确认。判定死亡时不需要检测心电图，因为在循环停止后的几分钟里心电活动仍可能存在。为确定循环停止的不可逆性或永久性，应观察一段时间再宣布死亡，观察时间至少2分钟，但不能超过5分钟[29]。最初匹兹堡大学医学中心指出，经股动脉插管监测到患者无呼吸、无意识、无脉搏达2分钟，不考虑是否有心电图活动，也就是无脉冲的电生理活动或心室纤颤，即可宣告患者心脏死亡。但后来的科学研究结果显示，循环骤停2分钟不足以判定患者死亡。澳大利亚2012年出版一篇报道，通过猪DCD模型发现，心脏死亡4.5分钟后再进行心肺复苏仍会有脑电活动的出现，而心脏死亡5分钟后再进行心肺复苏不能检测到脑干的反射，指出在心脏死亡后10分钟的等待时间足够达到临床和电生理标准的脑死亡，并且指出为了尽可能缩短WIT，更短的等待时间在伦理上仍然可以接受[30]。因此，目前各移植中心采取的等待时间并不相同，一般为5～10分钟。但2012年美国一篇报道通过总结分析临床数据却认为，2分钟足够判定心脏不可逆死亡[31]。因此，对于心脏骤停后的等待时间仍需进一步研究与论证。

3 干预措施

采取适当的措施减轻DCD供肝的损伤，一直是DCD相关研究的热点问题。在恢复及改善移植物研究方面主要包括药物干预和机械灌注保存装置及灌注液等。

3.1 药物干预

大量研究认为，应用组织型纤溶酶原启动物可以改善DCD肝脏移植的预后。2010年的一项研究中提示，应用组织型纤溶酶原启动物可以降低缺血性胆道并发症的发生率[32]。此项研究中，大约一半供体是在撤除生命支持设备之前应用肝素，而由于伦理和立法的原因，在热缺血之前应用肝素等处理受到限制。2011年的一项猪的动物实验提出，心脏停搏前5分钟和后5分钟，肝素化同样有效，这为心脏停搏之后应用肝素干预提供了实验依据[33]。

2009年的一项研究结果显示，DCD猪肝移植模型中，WIT为45分钟，冷缺血时间为8小时，在UW液中加入内皮素缩血管肽拮抗剂taK-044（内皮素是一种强效缩血管因子，可引起微循环紊乱），并对受者注射内皮素拮抗剂和血小板活化因子拮抗剂后，移植物100%存活。并且由于该方案不直接应用于供者，因而不受伦理学质疑，较容易应用于临床。

除此之外，移植工作者也研究了其他药物对DCD供肝的作用，2011年的一项研究认为，使用美洛昔康、选择性环氧化酶-2（COX-2）抑制剂也可以改善无心跳供体的缺血/再灌注损伤[34]。另有研究提出，人重组可溶性血栓调节蛋白可以改善无心跳供体肝脏的可用性，但作用机制尚不明确[35]。目前比较认同肝素的应用效果，其他药物的应用仍待进一步研究证实。

3.2 器官保存及修复

随着器官短缺问题越来越严重，供肝标准不断扩大，边缘供肝被越来越多地应用于临床，边缘供体尤其是无心跳供体器官不可避免地会有更严重的损伤，原发性移植肝无功能等并发症的发生率也随之增加，为了更好地利用边缘供肝，迫切需要更好的器官保存技术减轻供肝的损伤[36]。机械灌注保存技术最近受到人们越来越多的关注，它尽量模拟生理状态下的肝脏灌注来减轻保存过程中所引起的肝脏损伤[37]。

许多实验研究已经证明，机械灌注保存对于边缘供肝尤其是DCD供肝具有更好的保存效果。如2006年Manekeller等[38]在文献中指出，通过短时间低温氧合机械灌注可以使已经受损的肝脏得到逆转，并且不依赖于能量支持或营养供给。de Rougemont等[23]以猪为实验动物同样证明了低温氧合机械灌注能够有效挽救经历严重缺血损伤打击的DCD供肝。但是低温氧合机械灌注保存目前仍然处于动物使用阶段，仍存在一些问题[39]，Fondevila等[5]就指出，虽然对于缺血损伤肝脏，低温氧合机械灌注可能优于单纯低温保存，但是，由于低温氧合机械灌注同时可造成血窦内皮细胞和枯否细胞的损伤，可能最终导致移植的失败。

由于常温机械灌注潜在的器官修复能力，目前备受移植界青睐。Tolboom等[40]就通过大鼠实验证明，DCD供肝在经历了单纯低温保存之后再接受常温机械灌注保存，能够使供肝得到有效修复，从而改善受体预后。但是，常温机械灌注仍有许多困难需要解决，如灌注液的选择等，并且对灌注装置也有更高的要求。

体外膜肺氧合（ECMO）应用于心脏死亡供肝可以有效减轻热缺血损伤，许多机构均报道了其应用的有效性。1997年美国的Johnson等[41]首次报道了1例来自ECMO支持29天的DCD肝脏供体，受者术后3周康复出院。随后许多研究纷纷报道了边缘供肝应用ECMO的情况，大多都获得了较好的结果[42]。

4 总 结

随着器官移植技术的不断发展，供体短缺问题越来越成为制约器官移植发展的因素，只有扩大供体选择标准，尤其是心脏死亡供体的应用，才能有力地缓解矛盾。为了能够更好地应用心脏死亡器官，目前世界各移植中心纷纷开始深入研究心脏死亡供体，并已取得了一定成果。但尚无能够有效评估心脏死亡供体器官质量的公认的评估体系，对于心脏死亡供体的应用存在很大程度的制约。并且在如何更好地保存、修复、改善心脏死亡供体器官方面，仍有许多问题需要解决，尤其在撤除生命支持治疗到发生心脏死亡期间供体全身血流动力学变化与供体器官质量的关系、WIT的界定等研究领域，尚有许多问题亟待解决。因此，对于心脏死亡供体的临床应用，仍有很长的路要走。