药物预处理在肝脏缺血再灌注损伤中的保护作用研究进展

陈亚茹，胡宇凡，闫 瑾，朱正华

(空军军医大学：1西京医院麻醉与围术期医学科，2基础医学院学员三大队十队，陕西 西安 710032)

肝移植术已成为治疗终末期肝病的金标准，目前3年总生存率已超过80%[1]。肝部分切除术则是治疗肝脏良恶性肿瘤的首选治疗方法，尤其近些年腹腔镜肝切除术的比例高达30%～60%[2]。然而，术中大量出血是影响患者围手术期结局和长期预后的重要因素。为了减少术中出血，临床上采取了一些方法，比如控制肝脏血流和维持低中心静脉压[3-4]。尽管这些方法不会增加肝衰竭的发生率，但这些措施引发的肝脏缺血再灌注损伤(hepatic ischemia-reperfusion injury，HIRI)最终会影响手术后剩余的肝脏功能，延缓患者的康复速度，甚至影响患者的长期预后。此外，腔镜手术中的二氧化碳气腹可能会进一步加重HIRI[5]，肝移植术中供肝更是存在经典的热缺血与再灌注损伤现象。因此，HIRI是制约手术效果的关键因素，如何有效减轻HIRI仍是临床面临的巨大挑战。

HIRI的机制及保护措施在动物研究中取得了较大进展，但有效的临床干预措施仍非常有限[6]。缺血预处理是临床上认可的可用于减轻长时间缺血引起的肝脏损伤的保护策略[7]。然而，额外的手术操作和其创伤性限制了其临床应用。远程缺血预处理是一种简单、无创、低成本的方法，通过血压袖带的重复充气和放气达到保护远隔脏器缺血损伤的目的。然而，在近年的临床试验中，远程缺血预处理的有效性仍然存在争议[8-9]，尚未成为临床标准应用。药物预处理是指在治疗前预先给予患者特定药物，以期改善治疗效果，具有实施方便、可操作性强等优势，在临床上备受关注。然而，当前对药理预处理的临床评估仍然有限。因此，本综述旨在概括临床研究中可以减轻HIRI的各种药物预处理的策略，为其临床应用及减轻肝切除术后肝脏损伤并改善患者远期预后提供循证医学证据。

1 缓解炎症反应或氧化应激反应的药物预处理策略

HIRI过程中涉及炎症反应的激活，而过强的炎症反应则会导致器官功能的损害。在再灌注的早期阶段(再灌注后2 h)，涉及库普弗细胞激活、活性氧(reactive oxygen species，ROS)和促炎介质的释放，导致脂质过氧化、线粒体通透性转变和信号转导途径的激活，最终导致肝细胞的坏死和凋亡。在再灌注的晚期阶段(再灌注后6～48 h)以中性粒细胞介导的炎症反应为特征，在细胞因子、趋化因子或补体因子的作用下，导致ROS或蛋白酶的释放从而损伤肝细胞。此外，内皮素介导的血管收缩和血小板聚集的增加可能诱导微循环障碍，进一步加重肝脏的损伤[5-7]。因此，用抗炎或抗氧化药物进行预处理可通过清除过多的ROS、减少白细胞黏附和炎症因子的释放等减轻肝细胞的损伤。

糖皮质激素可通过抑制炎症基因的表达并增加抗炎蛋白的基因转录，减少细胞因子的释放来减轻肝细胞损伤。HASEGAWA等[10]首次在腹腔镜肝切除术中使用糖皮质激素进行预处理。结果显示，其可显著降低术后总胆红素水平，增加白蛋白水平，降低C-反应蛋白和IL-6水平，缩短凝血酶原时间，从而改善肝功能，提高腹腔镜肝切除术的安全性。一项系统综述和meta分析纳入了6项使用糖皮质激素预处理给药方式的研究，该研究结果显示，糖皮质激素预处理可以显著降低肝切除术后并发症的发生率，并且不会增加感染性并发症的风险，同时还能缓解手术相关的炎症反应，改善术后肝功能[11]。因此，围术期给予糖皮质激素对肝切除术后的结局具有积极影响。在肝移植术中，糖皮质激素的应用不仅有利于抑制或减轻排斥反应，在防治HIRI亦具有重要作用，然而在用药时机及方式上仍值得进一步探索。

N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine，NAC)是一种常用的抗氧化剂。它通过稳定细胞内膜结构、清除氧自由基和抑制凋亡过程来发挥肝细胞的保护作用。庄永敬等[12]首次探讨了NAC预处理对HIRI的保护作用。其方法是在肝门阻断前30 min，将NAC稀释到100 mL，并以恒速泵注。结果表明，在肝门阻断开放后1 h和6 h，与对照组相比，预处理组的丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量以及NF-κB明显减少，丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)水平也显著降低，提示NAC预处理可减轻HIRI。由于该研究仅包含了18例患者，样本量较小且限定了特殊的手术类型，因此需要谨慎解读目前的研究结果。STEIB等[13]首次在肝移植手术中使用NAC，但研究结果未显示NAC在肝移植手术中可对肝功能产生有益影响。这种效果不显著可能与给药时机或肝移植手术的复杂性有关。D’AMICO等[14]进行了类似的研究，他们的方案是在供肝获取前给予供体30 mg/kg NAC全身输注15 min(最大剂量3 000 mg，50 g/L葡萄糖溶液500 mL)以及肝门阻断前经历静脉灌注NAC(最大剂量300 mg)。结果表明NAC显著提高了移植肝的存活率。尽管如此，在肝移植手术中使用NAC的潜在益处和效用尚需进一步深入研究和全面的临床验证，包括NAC的剂量、给药时间、具体治疗方案等，以更充分地评估其对肝移植患者的安全性和有效性，从而为临床实践提供更可靠的指导。

右美托咪定是一种高选择性α2-肾上腺素能受体激动剂，具有镇静、镇痛、抗交感和抗焦虑的作用，作为麻醉辅助用药已广泛应用于临床。近年来右美托咪定在许多器官缺血再灌注损伤中呈现出一定的保护效应，如心脏、脑、肾脏、胃肠道、肝脏等，引起了临床广泛关注。右美托咪定的肝保护作用不仅可由术中持续给药方式实现[15-16]，预处理给药亦可产生良好的保护效应。邢现良等[17]观察了右美托咪定经门静脉预处理(1.0 μg/kg)对肝部分切除术患者术中HIRI的炎症反应和氧化应激的影响。结果显示，右美托咪定经门静脉预处理能更有效减轻患者的HIRI，同时减弱机体的炎症反应。朱丽等[18]在手术前给予右美托咪定0.7 μg/kg，10 min内输注完毕，后以0.4 μg/(kg·h)维持至手术结束，结果也提示术前右美托咪定预处理能显著减轻HIRI，保护肝脏功能。尽管如此，仍需要更多的大样本临床研究来进一步证实右美托咪定的肝保护作用并明确其机制。

褪黑素具有直接清除自由基、上调抗氧化系统、下调促氧化酶并增强其他抗氧化剂的作用。因此，褪黑素被广泛用作有效的自由基清除剂。大量动物实验数据表明，褪黑素可以减少肝切除术后的炎症反应，从而对术后产生积极影响。然而，在临床研究方面，相关研究仍然相对较少。NICKKHOLGH等[19]首次证明，在肝切除术中使用大剂量的褪黑素(50 mg/kg)是安全可行的，但术后褪黑素组和安慰剂组对肝酶的影响方面没有明显的统计学差异，因此其是否具有保护肝脏的作用仍需要大量临床试验来验证。MEURISSE等[20]首次采取口服维生素E和褪黑素联合用药的方式以减轻肝移植术后的HIRI，遗憾的是联合用药在肝移植术中未减轻HIRI。因此，将药物联合使用，是否能够达到优势互补的作用，仍需更多的临床试验来验证。

2 抑制特异性酶的药物预处理策略

乌司他丁是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，其通过显著抑制高迁移率蛋白B1在肝细胞中的表达水平以及下游炎症因子的水平，从而减轻肝细胞的损伤[21]。李利文等[22]在肝脏切除术中使用乌司他丁进行预处理，结果表明乌司他丁预处理后炎症标志物如TNF-α、IL-6以及肝功能指标如AST、ALT、总胆红素(total bilirubin，TBIL)明显低于对照组，这表明乌司他丁可能通过抑制细胞因子的释放，从而起到肝脏保护作用。此外，一项关于乌司他丁在肝切除术中对肝脏保护作用的meta分析也支持了上述结果[23]，然而该分析中只有一项研究以乌司他丁预处理的方式给药，而其他8篇研究在术前和术后均使用了乌司他丁。因此，虽然该分析确认了乌司他丁可以减轻肝切除术后的HIRI，但关于乌司他丁预处理在肝切除术中的效果如何，有待未来的研究进一步探索。国内多家移植中心的研究成果提供了对乌司他丁在肝移植术中的应用证据[24-25]。他们的研究结果表明肝移植手术中持续输注乌司他丁能够显著降低术后肝功能酶指标，如AST和ALT的活性。值得注意的是，这种降低效应与乌司他丁的用药剂量密切相关，这为精准的药物治疗提供了新的理论依据。

辛伐他汀，是一种羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶抑制剂，除了具有抗血栓和抗炎作用外，还可以通过调节内皮一氧化氮、血红素加氧酶-1、内皮素-1、微血管稳定性和减轻氧化应激等对心脏和血管起到保护作用。杨文杰等[26]首次探索了辛伐他汀预处理在肝切除术中对肝脏的保护效果。结果发现术前3 d连续口服辛伐他汀(20 mg/d)组术后第1日血清ALT、AST、TBIL水平显著低于对照组；IL-1、IL-6、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)、MDA也较对照组明显降低，而超氧化物歧化酶水平显著高于对照组；另外，预处理组的内质网应激蛋白表达水平较对照组减少。该试验结果表明辛伐他汀预处理可有效缓解肝部分切除术后的肝功能损伤，并推断其机制可能与抑制氧化应激和内质网应激水平有关。但该研究样本量相对较小，仍需更多大规模的临床研究来验证。

3 改善肝脏微循环的药物预处理策略

肝脏发生缺血再灌注损伤的原因之一是肝脏微循环受损，这与缺氧状态下缩血管物质和扩血管物质的局部比例失衡有关。研究证实去除扩血管物质NO可加剧再灌注损伤，而添加外源性NO可以减轻再灌注损伤。此外，通过添加左旋精氨酸以刺激NO的生成，从而减轻肝脏的再灌注损伤[27-28]。因此，在肝切除术中，吸入NO是否能够成为一种新型策略来减轻肝脏损伤需大样本临床研究来证实。

七氟烷，是一种临床上广泛使用的吸入麻醉药物。BECK-SCHIMMER等[29]首次证明了七氟烷预处理对肝切除术患者具有保护作用，其方法是预处理组在肝门阻断前30 min使用七氟烷，结果表明预处理组的肝酶显著降低，此外，通过检测iNOS mRNA的表达，研究者推测，七氟烷可能通过上调iNOS，促进NO的生成来改善肝脏的微循环，从而发挥保护作用。胡礼宏等[30]同样发现七氟烷预处理可以减轻HIRI，且与抑制TNF-α、IL-1激活，抑制氧自由基的生成以及促进IL-10的激活和释放有关。刘杏等[31]则对七氟烷的吸入时机进行了研究，将患者随机分为3组，即预处理组、后处理组和全程吸入组，结果显示，七氟烷预处理对行肝脏部分切除术患者的HIRI具有显著的保护作用。吕志坚等[32]的研究也支持上述结果。因此，七氟烷预处理对行肝部分切除术的患者有积极的意义，有可能成为一种新型的、有效的且更易实现的临床策略来减轻肝切除术中的HIRI。

4 拮抗Ca2+超载的药物预处理策略

细胞内钙超载是肝细胞损伤的关键机制之一。钙超载激活Ca2+依赖蛋白酶，破坏细胞骨架与细胞膜联结的完整性；激活Ca2+依赖磷脂酶C和磷脂酶A2，使其双分子层结构紊乱，导致膜性结构的破坏；线粒体膜电位丧失，氧化磷酸化脱偶联，且Ca2+可与含磷酸根的化合物结合，干扰线粒体的氧化磷酸化，引起严重能量代谢障碍。以上改变均可导致细胞损伤。

维拉帕米是一种钙通道拮抗剂，可以通过阻断钙通道，抑制再灌注期的钙离子内流，从而减轻HIRI。杨勇等[33]首次在肝切除术中使用维拉帕米预处理，预处理的方法是在肝门阻断前经胃右静脉注入20 mL生理盐水和维拉帕米5 mg，最终发现试验组术后第1～3日转氨酶升高幅度均低于对照组，肝细胞内游离钙也显著低于对照组。因此证明维拉帕米用于肝切除患者的肝脏功能的保护可以通过阻断钙通道，抑制了再灌注期的钙离子内流，从而减轻了HIRI。另外，值得关注的是王相等[34]在肝切除术中将乌司他丁和维拉帕米联合使用，结果表明乌司他丁与维拉帕米在肝脏切除术中肝门阻断前预处理，二者具有协同作用，较单用乌司他丁能维持相对稳定的肝内能量代谢，进一步降低术后肝功能损害，也提示联合用药可能的优势。

镁在缺血和再灌注过程中发挥了重要的细胞保护作用，这是因为它具有多种生理作用，包括稳定细胞膜电位、抑制过多的钙内流以及抑制细胞凋亡。CHUNG等[35]首次在肝移植手术中采用了镁预处理策略，研究结果显示，镁预处理在减轻肝移植术后综合征方面发挥了显著作用；此外，研究还揭示了镁预处理对免疫系统的调控作用，特别是通过增强Th2细胞的活性。这一发现对于理解镁在肝移植手术中的免疫调节作用具有重要意义，为未来的治疗策略提供新的思路和方向。

HIRI的病理生理过程涉及多组织器官、多因素、多学科交叉关联并相互制约的复杂过程。无论在肝切除术或肝移植术中，这是一个不可避免的挑战性难题之一，与术后并发症及患者生活质量密切相关。目前已有许多研究证明，药物预处理可以减轻再灌注损伤来有效保护肝脏，然而，多数研究是在动物模型上进行的，虽然取得了有希望的结果，但由于其严重的副作用等因素，尚未在临床上广泛使用或尚未以预处理的形式进入临床。因此，未来还需要更大规模的临床研究证实药物预处理的作用并寻找更有针对性的药物来减轻肝脏的损伤，其次，药物之间的联合使用或者不同干预措施之间联合使用是否会起到更好的保护效果，将成为未来重要研究方向之一。总之，药物预处理具有非侵袭性、无需额外的手术操作、简洁和实用等优势，临床应用价值以及前景值得期待。