脂肪变性供肝在肝移植中的应用现状与进展

袁梦淑，宋红丽（1.天津医科大学一中心临床学院，天津 300070；2.天津市第一中心医院器官移植中心，天津市器官移植临床医学研究中心，中国医学科学院移植医学重点实验室，国家卫生健康委员会危重病急救医学重点实验室，天津 300192）

肝移植是终末期肝病最有效的治疗措施，但器官供需的严重失衡已经成为制约肝移植进一步发展的关键因素。因此，如何合理使用边缘性供肝已成为肝移植临床的重点。常见的边缘性供肝有脂肪变性供肝、乙肝表面抗原阳性肝脏、超过60 岁的高龄供者捐献的肝脏、冷缺血时间＞14 h 的肝脏、心脏死亡器官捐献（donation-after-circulatory-death，DCD） 供肝等［1-3］。随着生活质量和经济水平的提高，肥胖和代谢综合征的发病率迅速上升。非酒精性脂肪肝病在全球的发病率约为20%～30%［4］，在肥胖和糖尿病患者中约占70%～80%［5］。因此，随着人群脂肪肝的比例增加，供肝脂肪变性（大泡性脂肪变性＞30%）的比例也随之增加，在尸体供肝和活体供肝中分别占30%和20%［6-7］。脂肪变性供肝移植术后受者病死率、早期肝功能不全（primary graft dysfunction，PGD）及原发性移植肝无功能（primary nonfunction，PNF）发生率明显较非脂肪肝变供肝增加［8-10］。因此，了解脂肪变性肝脏的损伤机制，并改善和优化脂肪肝的使用具有重要意义。

1 脂肪变性供肝的定义及评估

1.1 定义：脂肪变性分为小泡性和大泡性。小泡性脂肪肝常见于药物中毒和遗传性疾病，临床少见。而肥胖、2 型糖尿病、酗酒通常会造成大泡性脂肪肝，故临床上的脂肪肝大部分为大泡性脂肪肝［11］。大泡性脂肪肝病理分级：轻度（＜30%）、中度（30%～60%）、重度（＞60%）［12］。但由于小泡性脂肪肝和轻度大泡性脂肪肝作为供体效果良好，已被广泛安全使用，因此，大部分移植中心将脂肪变性供肝定义为大泡性脂肪变性＞30%的供肝，即中度和重度大泡性脂肪肝。而小泡性和大泡性脂肪变性＜30%的脂肪变性供肝均被定义为非脂肪变性供肝［7，13］。

1.2 评估：准确而快速地对脂肪变性供肝脂变程度的评估仍是一个难题。肝脏组织病理学检查是评估脂肪变性程度的金标准。尽管肝活检的并发症发生率较低，但是由于局部取样，并且不能连续监测脂肪变性情况，肝脏活检在定量和定性评估脂肪变性方面存在较大的不确定性［14］。影像学检查仅能准确判断＞33%的脂肪浸润，不能区分大泡性和小泡性脂肪肝以及脂肪变性肝脏和脂肪性肝炎［15］。生物电阻抗和顺时弹性成像可用来预测脂肪变性和纤维化，但是不能判断肝脏是否有炎症浸润［14］。

在活体肝移植中，医生要根据供者的临床表现、影像学检查和肝功能等实验室检查间接评估供肝脂肪变性严重程度，尽量避免肝脏活检。在手术过程中，术者可根据供肝的颜色和质地来判断脂肪肝的严重程度，尽管在评估重度脂肪肝方面，发挥了重要作用，但在区分轻度和中度脂肪肝时存在较大差异［6］。因此，建议BMI ＞25 kg/m2的供者尽量行肝脏活检来评估脂肪变性供肝的脂肪变程度［16］。

2 脂肪变性供肝发生缺血/再灌注损伤的机制

肝血窦微循环障碍使脂肪变性供肝容易受到缺血再灌注损伤，是引起移植物原发性无功能（primary nonfunction，PNF）和其他并发症的最主要原因之一。甘油三酯在肝细胞内以脂滴的形式沉积，增加了肝细胞的体积，从而使肝血窦变形和狭窄。与正常肝脏相比，肝血窦狭窄程度可达50%［11，17］，使肝脏血流严重降低。脂肪变性供肝微循环损伤3 个主要的标志为：① 肝窦狭窄、不规则；② 淤血；③ 血细胞黏附于肝窦［11］。

持续的缺血使细胞长期处于慢性缺氧状态中，氧化磷酸化受阻，细胞内三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）含量降低，细胞仅能通过无氧酵解产生ATP，但这些远远不能满足细胞的正常生理需要，因此脂肪变性肝细胞更容易受缺血/再灌注损伤。Na+/K+泵功能丧失，进而导致细胞水肿，细胞功能受损。

再灌注通过增加细胞氧化应激和炎症反应进一步加重细胞损伤［5］。再灌注后肝窦内氧气含量增多。然而，由于脂肪变性肝脏中脂肪的聚集，线粒体超微结构的变化以及电子氧化呼吸链受损［18］，无法进行正常的氧化磷酸化，再加上ATP 合酶含量下降，细胞内抗氧化应激的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）含量降低，而线粒体和黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶系统产生的活性氧（reactive oxygen species，ROS）含量升高，过多的ROS 导致细胞膜和胞质内的脂质过氧化，促进细胞死亡［5］。经过缺血/再灌注后，由于ATP 功能受损，脂肪变性肝脏细胞死亡的主要方式是坏死，而非脂肪变性肝脏细胞的主要死亡方式是凋亡［5］。血管收缩素和血管紧张素失衡、内质网应激、过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferatorsactivated receptors，PPARs）、Toll 样受体4（toll like receptor 4，TLR4）、泛素－蛋白酶体系统（ubiquitinproteasome system， UPS）、补体系统也参与脂肪变性肝脏的缺血/再灌注损伤［5，14，19］。

3 脂肪变供肝对肝移植预后的影响

脂肪变性供肝移植术后受者的预后及供体功能恢复由多种因素决定：脂肪变性比例、冷/热缺血时间、受者是否有危险因素 （年龄高、肥胖、糖尿病、心血管疾病）等。脂肪变性供肝更容易受到缺血/再灌注损伤、急性细胞排斥反应、慢性（胆管消失性）排斥反应等影响，因而移植术后受者病死率、早期肝功能不全（primary graft dysfunction，PGD）及PNF发生率明显增加。

当大泡性脂肪变性＞30%时，移植术后受体的病死率升高、移植物存活率下降、PNF 发生率明显上升［9］。因此对于30%～60%的大泡性脂肪肝要尽量选择状态良好的受体（年龄＜40 岁；冷缺血时间＜5 h）；＞60%的大泡性脂肪肝PNF 发生率较高，通常被弃掉。但随着移植手术的日臻完善，供肝保存技术的优化以及临床药物的使用，使脂肪变性供肝在临床中的使用逐渐增加。一项大数据研究表明，脂肪变性供肝的遗弃率从2005 年的58%减少到2017 年的43.1%。与2005 年至2011 年相比，从2012 年至2017 年脂肪变性供肝移植术后受者的病死率下降了46%，供肝功能丧失率下降了47%，脂肪变性供肝与非脂肪变性供肝肝移植术后受者的病死率和供肝功能不良的发生率几乎相同［7］。也有多个移植中心在充分评估受体状态后，使用＞60%的大泡性脂肪肝供体，预后良好。但这些单中心数据可能与供受体的选择配对、移植手术水平、术后护理及药物使用方案密切相关［20］。因此，对于脂肪变性供体应慎用，建议匹配低风险指标、MELD 评分在15 ～34 之间的受者，以及缩短冷保存时间、改进保存供肝手段等［4，13］。

移植术后部分脂肪变性供肝在受者体内脂肪变性程度可发生很大程度的消退，甚至消失，这可能与脂肪变性程度、受者年龄及冷保存时间密切相关［21-23］。一项研究显示，82%的中度大泡性脂肪变性供肝在移植术后10 d 脂肪变性程度降低到10%以下［23］。Mangus 等［21］也发现，脂肪变性程度＞40%的供肝脂肪变程度降低约30%。因此，脂肪变性供肝若合理使用，仍有恢复正常的能力，应充分评估利用。

4 如何提高脂肪变供肝的质量

4.1 药物治疗：在活体肝移植中，术前可对脂肪变性肝脏供者进行药物治疗，可减轻脂肪浸润程度、减轻肝脏损伤、改善代谢相关的危险因素［14］。苯扎贝特（过氧化物酶体增殖物激活受体激动剂）具有促进脂肪细胞分化、参与脂质能量代谢、抑制炎症反应等作用，在临床实践中得到认可［14，24］。肝移植后的大部分药物治疗旨在降低缺血/再灌注引起的炎症反应、氧化应激、维持ATP 水平及线粒体的完整性。但是不同类型的脂肪变性肝脏缺血/再灌注的机制不同，因此需针对不同病因和类型的脂肪肝进行对应治疗［14］。

4.2 减重：特别是在活体供肝移植中，减重手术、饮食管理、运动等短期干预的快速减肥可以改善或解决供体脂肪变性，已被用于将边缘供体转化为低风险供体。尽管缺乏统一的标准化方法，但4 ～12 周的低热量饮食（通常＜1 200 kcal/d）联合运动和药物减重是安全的，而且脂肪变性肝脏供者能保持良好的治疗依从性［25］。也有研究表明［24］，若脂肪变性肝脏供者每周减重超过1.6 kg，会加重肝脏炎症和门静脉纤维化。因此，对于脂肪变性肝脏供者，在保证安全及耐受性良好的情况下，制定合适的减重方案，对移植手术的安全性及供者和受者的预后至关重要。

4.3 缺血预处理：缺血预处理即短期的缺血后短暂的再灌注，可预防持续缺血造成的损伤。缺血预处理的机制可能与一氧化氮（nitric oxide，NO）生成增加有关，对肝脏血管起到很好的保护作用［5］。对脑死亡脂肪变性供体补充乙酰胆碱后，进行缺血预处理，发现移植术后NO 含量增高，氧化应激损伤降低，有效减少中性粒细胞聚集，改善脂肪变性供肝的功能［26］。另外，缺血预处理可调节促炎症反应因子和抗炎症反应因子水平。其中，缺血预处理后增加的IL-6 可增强线粒体对脂质的β 氧化功能，促进脂变细胞向外转运甘油三酯和胆固醇，降低细胞氧化应激［5］。

4.4 冷保存：建议冷保存时间＜8 h［27-28］。冷保存时间越长，越多的红细胞黏附于肝血窦壁，造成窦内皮细胞连续性被破坏，并使血液处于高凝状态［11］。供肝静态保存在特殊的保存液中，对功能良好的供体可起到很好的保存作用。但是对于脂肪变性供肝对缺血/再灌注的损伤敏感，冷保存时间越长，器官受到的损伤越大［11］。一项大数据研究表明，当脂肪变程度为20%的大泡型脂肪肝冷缺血时间超过11 h 时，供体功能丧失的风险显著增加［5］。Minor 等［29］通过静脉灌氧系统改善冷保存技术。在冷保存期间，向下腔静脉注氧，并将血管压力限制在18 mmHg（1 mmHg ＝0.133 kPa）以下，结果显示，肝细胞线粒体和肝血窦内皮细胞经过氧气灌洗后，功能好转。另外，肝组织坏死和细胞自噬都明显降低。

4.5 机械灌注：机械灌注系统在降低肝脏缺血/再灌注损伤，维护及修复肝功能方面起着重要作用［30］。常温机械灌注重在模拟体内的生理环境，而低温机械灌注则旨在抑制损伤介质的释放和活动。

4.5.1 常温机械灌注：常温机械灌注可以持续维持器官功能，改善供肝血流动力学，减轻缺血/再灌注损伤，增加脂肪变性供肝的利用率。大量动物实验证明［31-32］，常温机械灌注降低冷缺血期间的器官损伤，改善细胞脂质代谢，提供足够的营养和调节因子，清除有害代谢废物，并有效减轻炎症反应。Ravikumar 等［33］的常温机械灌注技术对DCD 供肝的临床一期实验取得巨大成功，使常温机械灌注技术得到了广泛关注。体外机械灌注脱脂可有效减轻脂肪变性供肝的脂变程度，减轻缺血/再灌注损伤［34］。有研究表明，体外常温机械灌注48 h 会使脂滴大小减少50%左右，60 h 后肝功能指标与正常肝脏相似［31］。

4.5.2 低温携氧机械灌注：低温携氧机械灌注在脂肪变性供肝的应用受到广泛关注［35］。Kron 等［36］通过对大鼠重度 （＞60%）大泡型脂肪肝冷保存12 h后，再进行1 h 的低温氧合灌注，发现虽然脂肪变性的比例无变化，但是通过预防线粒体氧化应激降低细胞内ROS 水平，以及损伤相关的分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs） 的释放，极大程度地减少了原位肝移植再灌注后的氧化应激损伤和炎症反应，原位肝移植1 周后的肝脏纤维化比例也明显降低［36］。在临床试验中，经过低温携氧机械灌注的患者移植术后转氨酶水平较低、供肝功能恢复较早，重症护理的时间缩短［36］。

5 总 结

肝血窦微循环障碍、氧化应激和炎症反应是脂肪变性供肝的主要损伤机制。虽然肝移植技术日臻成熟，但边缘供肝的遗弃率仍然很高。移植预后的效果与不同移植中心技术水平，术后护理及免疫抑制药物的使用等因素密切相关。缺血预处理、机械灌注系统在脂肪变性供肝的保存上取得了巨大收获。另外，在机械灌注的基础上进行药物预处理和灌注液的改善以减轻脂肪变性供肝在缺血/再灌注中的损伤，已成为改善供肝质量的热点，有望进一步扩大脂肪变性供肝的使用效率。